專利名稱：液晶裝置、電子機器和液晶裝置用基板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在基板的液晶層側的面上形成反射膜和著色層的液晶裝置、具有該液晶裝置的電子機器和液晶裝置用基板。
背景技術：
以往，在便攜式信息終端等設備中已使用了具有低功耗的優(yōu)點的反射式液晶裝置。特別是，最近隨著圖像信息的收發(fā)增多，反射式液晶裝置彩色化的動向已高漲起來了。
這里，在液晶裝置，通過在液晶層的外面或內面設置反射膜，可以實現(xiàn)反射式液晶裝置，但是，將反射膜設置在內面的結構，在抑制視差引起的重影及色彩模糊等顯示品質的降低方面是比較理想的。例如，在有源矩陣腐蝕的液晶裝置中，通過使在設置了開關元件的基板上形成的像素電極具有反射性并使像素電極兼作反射膜，便可實現(xiàn)可以抑制顯示品質降低的反射式彩色液晶裝置。
另外，近年來，為了確保在暗處的視認性，已提案了通過形成不僅使光反射而且使光透過的反射膜而可以進行反射式顯示和透過式顯示只兩種顯示的半透過反射式液晶裝置。按照這種半透過反射式液晶裝置，通常，通過作為反射式顯示使用，可以實現(xiàn)低功耗，另一方面，在暗處根據(jù)需要通過作為透過式顯示使用，可以確保視認性。
發(fā)明的公開但是，在將像素電極兼作反射膜的結構中，在制造工序中通常作為反射膜所使用的鋁將露出來。如所周知，鋁的耐腐蝕性差，所以，在這種結構中，鋁有可能受到損傷而作為反射膜的反射特性和作為電極的電氣特性等將變差。
例如，在液晶裝置的制造工藝中，在取向膜的形成工序中，包括將以溶解到N-甲基吡咯烷酮(1-甲基-2-吡咯烷酮)或γ-丁基內酯(4-烴基酸γ-內酯)等極性溶劑中的聚酰亞銨或聚氨基酸為主要成分的溶液涂到基板上后從150℃加熱到250℃的工序。因此，該鋁受到損傷的可能性很高。
此外，在與反射電極相對的另一邊的電極是ITO(Indium TinOxide)的結構中，在將液晶層夾在中間的鋁電極與ITO電極之間發(fā)生極性差，所以，不僅液晶裝置的顯示品質而且長期的可靠性都將降低。并且，這些現(xiàn)象在包含其他元素的鋁合金中，也都程度不同地發(fā)生。
另外，在上述半透過反射式液晶裝置中，作為透過式顯示時，由于從像素外的漏光的影響，對比度將大幅度降低，從而不能進行高品位的顯示。為了防止這種漏光引起的對比度的降低，可以采用在與設置了反射膜的基板相對的基板上即從觀察者一側看其面前一側的基板上另外設置遮光膜的結構。
這里，作為遮光膜，通常使用鉻或黑色樹脂材料。其中，鉻的遮光性高，可以使其膜厚小于200nm，但是，由于是金屬材料，所以，表面反射率大。例如，在單層鉻上，反射率約為60％，另外，在低反射2層鉻上，反射率也約有7％。因此，如果使用鉻做遮光膜，從觀察側入射的光將由該遮光膜的表面所反射，所以，特別是在反射式顯示中，對比度將降低。
另一方面，黑色樹脂材料的反射率低，所以，可以抑制表面反射率，但是，遮光性差，所以，為了確保學透過式顯示中要求的2以上的光學濃度，必須增厚黑色樹脂。因此，不僅基板的平坦性差，而且不能縮小圖形寬度，結果，開口率將減小。
本發(fā)明就是在這樣的背景下提案的，目的旨在提供反射圖形和顯示特性良好的液晶裝置和電子機器以及液晶裝置用基板。
為了達到上述目的，本發(fā)明的第1發(fā)明的液晶裝置是將液晶層夾到在第1基板側形成的第1透明電極與在第2基板側形成的第2透明電極之間而成的液晶裝置，其特征在于具有在上述第2基板的上述液晶層側的面上形成的至少反射從上述第1基板側入射的光的反射膜、在上述第2基板的上述液晶層側的面上形成的同時具有與上述第1和第2透明電極的交叉區(qū)域對應的開口區(qū)域的遮光膜和在上述第2基板的上述液晶層側的面上為了覆蓋上述遮光膜而形成的著色層。
按照該第1發(fā)明，液晶層由相同的第1和第2透明電極夾在中間，所以，液晶裝置的顯示品位和長期可靠性不會降低。另外，由于在反射膜上形成遮光膜和著色層，所以，不會露出反射膜。因此，在液晶裝置的制造工序中，反射膜不會接觸到藥液、氣體、液晶層等，從而可以抑制對反射膜的損傷。此外，著色層是為了覆蓋遮光膜而形成的，所以，不僅可以抑制遮光膜的表面反射，而且對遮光膜要的光學濃度也小。特別是在反射式顯示中，使光2次通過遮光膜，所以，在以反射式顯示為主的情況時，即使遮光膜的光學濃度小，實際上也可以獲得足夠的遮光性。
這里，在第1發(fā)明中，在上述遮光膜的開口區(qū)域內，最好具有使光透過上述反射膜的第1開口部。在該結構中，反射膜不起電極的功能，即，即使是反射膜的第1開口部，液晶層也由第2透明電極所驅動，所以，可以利用透過該開口部的光進行透過式顯示。此外，在透過式顯示中，光不是由遮光膜的卡片區(qū)域而是由樹脂在反射膜上的第1開口部規(guī)定的，所以，對遮光膜要的光學濃度可以只考慮反射式顯示而進行設置。
另外，在第1發(fā)明中，組合在上述反射膜與第2基板的上述液晶層側的面之間進而具有第1膜。按照該結構，即使是作為反射膜使用的金屬與第2基板表面的密合性差的組合，也可以利用第1膜提高反射膜的密合性。作為提高反射膜的密合性的第1膜，可以使用金屬或氧化物、氮化物。其中，作為金屬，有Ta及包含在Cr、Mo、W等5b～6b族中的過渡金屬。另外，作為氧化物的一例，有Ta2O5等上述過渡金屬的氧化物或SiO2等氧化硅，作為其他例子，有TiO2、ZrO2和將它們與SiO2適當組合的氧化物以及Al2O3等。此外，作為氮化物，有以Si3N4為代表的氮化硅。該第1膜是為了提高反射膜的密合性而設置的，所以，該膜厚約為100nm，根據(jù)情況不同，約為30～60nm也就足夠了。此外，在使用不具有導電性的SiO2膜或Ta2O5膜等時，在第2基板氮整個面上殘存該膜也沒有關系，所以，可以不在該膜上制作圖形。例如，作為反射膜使用銀或以銀為主要成分的銀合金同時作為第2基板使用玻璃時，作為提高密合性的第1膜，最好使用Mo或Ta2O5、SiO2膜等。另外，作為絕緣性基板，使用塑料薄片等具有可撓性的基板時，作為第1膜，最好使用SiO2膜、TiO2、ZrO2和將它們與SiO2適當組合的氧化物等。
在第1發(fā)明中，上述遮光膜最好由黑色的樹脂材料構成。作為這樣的黑色的樹脂材料，有例如分散了黑色顏料的彩色電阻合金或可以印刷的黑色涂料等。如上所述，黑色樹脂材料與鉻相比，在低反射率方面優(yōu)異而在遮光性方面差。但是，在第1發(fā)明中，如上所述，遮光膜的光學濃度可以很小，所以，不必形成很厚的遮光膜。例如，在僅考慮透過式顯示時，對遮光膜要求2以上的光學濃度，但是，為了用黑色樹脂材料得到該光學濃度，需要約0.9μm的膜厚。與此相反，在第1發(fā)明中，為了覆蓋遮光膜而形成著色層，并且在反射式顯示中光2次通過遮光膜，另外，在透過式顯示中，光由反射膜的第1開口部所規(guī)定，所以，對于遮光膜，即使使用黑色樹脂材料，所需要的膜厚可以小于0.5μm，可以大約減小一半。因此，在第1發(fā)明中，對于遮光膜經(jīng)濟使用黑色樹脂材料，基板的平坦性也不會太差，從而開口率也不會降低。通常，反射式顯示裝置的對比度約為1∶10～1∶25，該值與透過式液晶裝置相比是低的，所以，可以與所使用的液晶模式一致地減小光學濃度，從而可以進一步減小黑色樹脂材料的膜厚。
另一方面，在第1發(fā)明中，上述遮光膜最好是上述著色層集層2色以上而構成。在該結構中，作為遮光膜，不必樹脂另外的層，所以，可以降低成本。通常的反射式液晶裝置的著色層的濃度比透過式顯示裝置的著色層的濃度小，所以，即使尖2色以上的著色層，其光學濃度有時也小于1，從而難于得到所需要的光學濃度。與此相反，在該結構中，在反射式顯示中，由于光2次通過著色層集層2色以而形成的遮光膜，另外，在透過式顯示中光由反射膜的第1開口部所規(guī)定，所以，即使使用光學濃度小的著色層也可以獲得足夠的遮光性。例如，在具有R(紅)、G(綠)、B(藍)3色的著色層時，如果集層了這3色的著色層時的光學濃度為0.7，則光2次通過所決定的實際的光學濃度約為1.4，所以，通常在對比度小于1∶25的反射式液晶裝置中，在實用上具有足夠的遮光性。
另外，在遮光膜由2色以上的著色層的集層部分構成時，可以采用增大濃度的著色層相對于遮光膜的開口區(qū)域以某一比例部分地設置的結構，可以將在該開口區(qū)域反射的著色的光的平均濃度設定為適合于反射式顯示的值。按照該結構，集層了濃度大的著色層的部分就成為遮光膜，所以，可以進一步增大該遮光膜的光學濃度。例如，如果集層了3色的著色層的部分的光學濃度為1.6，則光通過2次當決定的實際的光學濃度將達到約3.0，所以，可以進行1∶100以上的高對比度的反射式顯示。
這樣，在第1發(fā)明中，(光通過1次所決定的)上述遮光膜的光學濃度最好是大于等于0.5小于等于1.7。按照第1發(fā)明，如上所述，在反射式顯示中，由于光通過遮光膜2次，所以，即使其光學濃度小，實際的(光通過2次所決定的)光學濃度的值將增大。
在第1發(fā)明中，上述遮光膜的開口區(qū)域相對于上述第1和第2透明電極的交叉區(qū)域，以從該區(qū)域的邊緣到上述第1和第2透明電極間的距離的約一半為限度擴大到該區(qū)域的外側。
這里，在液晶裝置中，所謂設計上的像素，就是第1和第2透明電極從平面上看相互重疊的區(qū)域，但是，即使是該設計上的像素區(qū)域外，也有由所謂的傾斜電場驅動液晶分子的區(qū)域。具體而言，在既是第1透明電極內又是第2透明電極內的部分，本發(fā)明者確認了從第1和第2透明電極的交叉區(qū)域的端部到與電極間距離(液晶層的厚度)的約1/2的距離相當?shù)牟糠钟蓛A斜電場驅動了液晶分子。例如，在某一液晶模式中，電極間距離為4.0μm時，在從電極的端部到外側約2.0μm附近的區(qū)域中驅動了液晶分子。因此，如果采用直至與該區(qū)域對應的部分擴大遮光膜的開口區(qū)域從而利用反射膜來反射光的結構，就可以提高實際的開口率。
例如，在未加電壓時進行黑顯示的正常黑模式的液晶裝置中，在通過加電壓而進行白顯示時，即使多少偏離設計上的像素的端部，在該區(qū)域也將由傾斜電場驅動液晶分子。因此，如果在該其中不設置遮光膜而設置反射膜，則實際上起像素功能的面積將大于設計上的像素的面積，結果，將提高開口率，從而可以實現(xiàn)明亮的顯示。
另一方面，即使是設計上的像素區(qū)域內，也有傾斜電場未驅動液晶分子的區(qū)域，但是，對于這樣的區(qū)域，如果采用設置遮光膜而不利用反射膜反射光的結構，就可以防止對比度降低。例如，在未加電壓時進行白顯示的正常白模式的液晶裝置中，如果在未驅動液晶分子的區(qū)域不設置遮光膜而設置反射膜，即使通過加電壓進行黑顯示時，也不能成為完全的黑顯示，所以，對比度將降低，但是，如果采用在這樣的區(qū)域不設置遮光膜進行視認的結構，就可以防止對比度降低。
另外，是STN(Super Twisted Nematic)液晶，在使用正常白模式的液晶裝置中，使某一像素為黑顯示時，盡管是設計上的像素的區(qū)域內，有時將發(fā)生在其一邊由于傾斜電場的影響殘存液晶分子完全未驅動的區(qū)域的現(xiàn)象，從而對比度將降低，但是，如第1發(fā)明所述的那樣，在反射膜和電極獨立的結構中，通過用遮光膜將該區(qū)域遮蓋，便可防止對比度的降低。此外，即使是該像素的區(qū)域外，在由傾斜電場驅動液晶分子的區(qū)域，通過不設置遮光膜而設置反射膜，提高實際的開口率，便可進行明亮的顯示。
對于這種對比度降低的防止和實際的開口率的提高，如第1發(fā)明所述的那樣，可以通過獨立地設置反射膜和像素電極而實現(xiàn)。因此，下面參照


這一點。這里，圖19A是表示使用STN的液晶的無源矩陣方式的液晶裝置的結構的概略平面圖，圖19B是表示與該液晶裝置中的基板相鄰的液晶分子的取向和液晶層的體積中的液晶分子的取向的概略平面圖。另外，圖19C是在未加電壓時沿圖19A的GG-GG’線的概略剖面圖，圖19D是加電壓時沿圖19A的GG-GG’線的概略剖面圖。
如圖19A所示，在無源矩陣方式的液晶裝置中，設置在上基板21上的透明的電極22和設置在與其相對的下基板31上的透明的電極32從平面上看相互交叉的區(qū)域就是設計上的像素的區(qū)域50。這里，設想如圖19B所示的那樣通過上基板21的箭頭方向23與下基板31的箭頭方向33的組合3采用左旋的STN液晶模式的情況。這時，上基板21附近的液晶分子41沿上基板21的箭頭方向23取向，下基板31附近的液晶分子42沿下基板31的箭頭方向33取向，另外，液晶層40的體積中的液晶分子43沿與下基板31的電極32的形成方向正交的方向取向。
這里，在未加電壓時，如圖19C所示，液晶層40的體積中的液晶分子43的取向是均勻的，但是，在加電壓時，如圖19D所示，在上基板21的電極22與下絕31的電極32之間發(fā)生的電力線53在像素的邊緣發(fā)生彎曲(即，發(fā)生「傾斜電場」)，結果，在像素53的一個端部，液晶層40的體積中的液晶分子43的取向紊亂，發(fā)生反向傾斜區(qū)域，從而液晶分子43出現(xiàn)在未正常驅動的區(qū)域51中。另一方面，在像素的另一個端部，即使是下基板31的電極32之外，體積中的液晶分子43則出現(xiàn)在正常驅動的區(qū)域52中。
因此，采用遮光膜擴展到與液晶分子43未正常驅動的區(qū)域51對應的位置并且在與液晶分子43正常驅動的位置52對應的位置不設置遮光膜而通過反射膜來反射光的結構，就可以不降低對比度而實現(xiàn)實際的開口率提高從而可以進行明亮的顯示。這種效果在使電極具有反射性的先有的結構中是不可能的，如第1發(fā)明所述的那樣，通過獨立地設置反射膜和像素電極，就可以實現(xiàn)。
在第1發(fā)明中，作為反射膜，可以使用以鋁或銀、鉻等為主要成分的金屬合金或單體金屬。作為反射膜，使用以鋁為主要成分的金屬合金時，可以鬻成本而實現(xiàn)反射率比較高的反射膜。這時，在金屬合金中鋁的含量比例最好是重量占80％以上。另外，作為反射膜，使用以銀為主要成分的金屬合金時，可以使其反射率非常高。這時，在金屬合金中銀的含量比例最好是重量占80％以上。
另外，作為第2基板，除了玻璃等外，也可以使用例如塑料薄片等具有可撓性的基板。使用這種具有可撓性的基板時，可以使用可以通過無電解鍍膜等而形成薄膜的金屬例如以鎳為主要成分的金屬合金等形成反射膜。
這里，在第1發(fā)明中，進而具有在作為反射膜而使用的金屬在形成著色層時有可能由于藥液或氣體等而受到損傷時至少將上述反射膜的表面覆蓋的第2膜。在該結構中，第2膜最好是在使反射膜的反射率不顯著降低的范圍內。在第1發(fā)明中，著色層實際上保護了反射膜，所以，只要第2膜對在形成著色層時接觸的藥液或氣體等具有耐腐蝕性就行了。例如，在反射膜上利用印刷法或染色法等形成著色層時，第2膜就不是特別需要，但是，在使用感光性彩色電阻材料利用著色感光法形成著色層時，根據(jù)所使用的材料，有時要使用強堿性的顯影液，所以，根據(jù)顯影液與反射膜所使用的金屬的組合，最好采用設置第2膜來覆蓋反射膜的表面的結構。
但是，作為反射膜，使用鋁合金猴銀合金等時，有時可以不需要第2膜。例如，作為反射膜使用銣的含量占重量比的1％的鋁合金時，由于提高了耐腐蝕性，所以，對于使用碳酸鈉與碳酸氫鈉的混合水溶液或四甲銨氫氧化物的水溶液等一般組成的顯影液，不易受到招致反射率降低的損傷，所以，可以不必設置覆蓋反射膜的表面的第2膜。
另外，作為反射膜使用例如銣的含量占重量比的3％的鋁合金或銣的含量占重量比的3％和鈦(Ti)的含量占重量比的3％的鋁合金等時，由于進一步提高了耐腐蝕性，所以，不必設置第2膜。
第2透明電極必須在具有玻璃或樹脂材料這樣的不同的特性的表面上形成，所以，對于這些表面必須確保某種程度的密合性。因此，在第1發(fā)明中，上述第2透明電極最好是在提高密合性的第3膜上形成。作為這樣的第3膜，有以SiO2為代表的無機氧化膜，特別是最好利用濺射法等連續(xù)地形成SiO2和作為第2透明電極的ITO。
在第1發(fā)明中，最好在反射膜上具有第1開口部的結構中進而具有為了覆蓋上述著色層而形成的第4膜和在上述遮光膜的開口區(qū)域將上述著色層開口的第2開口部。這樣，便可使反射式顯示和透過式顯示中的色再現(xiàn)性分別實現(xiàn)最佳化。
或者，在第1發(fā)明中，單純地具有為了覆蓋上述著色層而形成的第4膜。利用該第4膜，在有遮光膜的開口區(qū)域、由于著色層等引起的臺階以及在反射膜上有第1開口部時，可以使臺階等實現(xiàn)平坦化，所以，可以防止顯示品位的降低。
這里，上述第4膜最好具有光散射性。按照該結構，由于第4膜本身成為散射層，所以，不必另外設置散射層，結果，便可減少工時，降低成本。
作為這樣的第4膜，可以考慮在樹脂材料中包含折射率與該樹脂材料不同并且直徑比上述第4膜的厚度小的粒子的結構。這樣，便可得到同時具有平坦性和散射性的反射膜。
作為第4膜的樹脂材料，有丙烯?；鶚渲途埘嗕@樹脂等，另外，作為粒子，有玻璃小球等無機粒子和聚苯乙烯球等有機聚合物粒子等。并且，可以利用樹脂材料的膜厚或折射率差、粒子直徑、粒子的分散度等來控制散射特性。
這時，在光散射特性中，最好霧化值在40～90％的范圍內，折射率差在0.05～0.12的范圍內。例如，作為樹脂材料所考慮的材料的折射率，PMMA(有機玻璃)約為1.50、聚酰亞銨樹脂約為1.60～1.65，另一方面，作為粒子所考慮的材料的折射率，PTEE(4-氟化乙烯)約為1.35、PVDF(氟化乙烯叉)約為1.42,LF1光學玻璃約為1.57、苯乙烯約為1.59、F2光學玻璃約為1.62、SF2光學玻璃約為1.65等。因此，通過將它們適當?shù)亟M合，便可得到所希望的散射功能。這里所列出的材料的折射率，根據(jù)其制法或實施形式不同而可以得到不同的值。另外，這些是可以利用的材料的一部分，第1發(fā)明并不僅限于這些材料，可以將具有各種特性的材料組合使用。
在第1發(fā)明中，上述反射膜最好形成為粗糙面。利用該結構，使在第2基板側具有散射特性，所以，不必另外設置散射層，結果，便可減少工時，降低成本。此外，由于利用第4膜可以使粗糙面實現(xiàn)平坦化，所以，可以防止由于粗糙面上的臺階引起的顯示品位的降低。例如，為了使反射膜具有良好的散射特性，設置具有0.3μm～1.5μm的差的大量的峰谷作為粗糙面時，根據(jù)其形狀，液晶層的厚度及液晶分子的預傾角將發(fā)生變化，所以，有可能不能得到良好的顯示特性，但是，在該結構中，利用第4膜實現(xiàn)平坦化，所以，可以確保第2透明電極的平坦性。該結構對具有100度以下的扭轉角的TN(TwistedNematic)模式也是有效的，特別是在與對液晶層的厚度要求高精度的STN模式的組合中有效。
這里，上述粗糙面是在上述第2基板的上述液晶層側的面上形成的樹脂材料的表面。作為這樣的樹脂材料，丙烯?；祷蚓埘嗕@系等感光性樹脂等是有用的。這些樹脂材料的耐熱性高，所以，對反射膜、著色層、第2透明電極等的形成工藝具有充分的耐性。對于感光性，不論是負像型的還是正像型的都可以。另外，關于粗糙面的形成，可以使用將具有大量的峰和谷的面的金屬模具與涂布了樹脂材料的面緊密接觸并施加壓力從而將該面的形狀轉印到樹脂材料的表面上的沖壓法。
另外，上述粗糙面也可以考慮將上述第2基板的上述液晶層側的面進行粗糙化處理的結構。作為該粗糙化處理，有涂布擴散了粒子的凝膠溶液并進行燒結的方法和對基板表面進行不均勻腐蝕的方法等。特別是在第2基板為玻璃基板時，在該基板表面形成氧化膜后，可以使用借助于氧化膜的不均勻的組成而進行不均勻腐蝕的第1方法、利用將基板本身所包含的鋁或硼、鈉等濃度高的部分溶解的腐蝕液進行不均勻腐蝕的第2方法和利用通過將基板的組成物浸漬到過飽和的氟化氫氧酸水溶液中將組成物析出的LPD(Liquid PhaseDeposition)法進行不均勻腐蝕的第3方法等。其中，第2和第3方法不需要涂布工序和濺射工序，只浸漬到藥液中就可以了，所以，在低成本化方面是有利的。
并且，在具有這樣的第1發(fā)明的液晶裝置的電子機器中，可以進行明亮而顯示品位高的反射式顯示，另一方面，根據(jù)需要還可以進行透過式顯示，所以，不論在什么樣的環(huán)境下視認性都是很優(yōu)異的。
此外，在第1發(fā)明的液晶裝置中的第2基板側也可以達到上述目的。即，本發(fā)明的第2發(fā)明的液晶裝置用基板是將液晶層夾在中間的一對基板中位于觀察側的相反側的液晶裝置用基板，其特征在于具有在上述液晶層側的面上形成的至少反射從觀察側入射的光的反射膜、在上述液晶層側的面上形成的具有對反射膜開口的開口區(qū)域的遮光膜、在上述液晶層側的面上為了覆蓋上述遮光膜而形成的著色層和在上述著色層上形成的透明電極。
按照該第2發(fā)明，通過與位于觀察側的基板粘合，液晶層可以由相同的透明電極所夾持，所以，液晶裝置的顯示品位和長期可靠性不會降低。另外，由于在反射膜上形成遮光膜和著色層，所以，可以抑制對反射膜的損傷。此外，著色層用以覆蓋遮光膜而形成的，所以，不僅可以抑制遮光膜的表面反射，而且可以減小對遮光膜所要求的光學濃度。
這里，在第2發(fā)明中，在上述遮光的開口區(qū)域內，最好具有使光透過上述反射膜的第1開口部。在該結構中，由于反射膜不起電極的功能，即在反射膜的第1開口部也利用透明電極來驅動液晶層，所以，可以利用透過該開口部的光進行透過式顯示，此外，在透過式顯示中，光不是在遮光膜的開口區(qū)域而由設置在反射膜上的第1開口部所規(guī)定，所以，可以僅考慮反射式顯示來設定對遮光膜要求的光學濃度。
另外，在第2發(fā)明中，在上述反射膜與上述液晶層側的面之間最好具有具有第1膜。按照該結構，即使是反射膜所使用的金屬與第2基板表面的密合性差的組合，也可以利用第1膜提高反射膜的密合性。
此外，在第2發(fā)明中，上述遮光膜由黑色的樹脂材料構成，其光學濃度最好大于等于0.5小于等于1.7。按照該結構，即使遮光膜使用黑色樹脂材料，不僅基板的平坦性不會惡化，而且開口率也不會降低。
另一方面，在第2發(fā)明中，上述遮光膜是上述著色層集層2色以上而構成，其光學濃度最好大于等于0.5小于等于1.7。在該結構中，作為遮光膜，不必設置另外的層，所以，可以降低成本。
另外，在第2發(fā)明中，最好進而具有至少覆蓋上述反射膜的表面的第2膜。按照該結構，作為反射膜而使用的金屬在形成著色層時不會直接與藥液或氣體等接觸，所以，不會受到損傷。
此外，在第2發(fā)明中，上述透明電極最好在提高密合性的第3膜上形成。按照該結構，透明電極如玻璃或樹脂材料等那樣，可以在確保與具有與其不同的特性的表面的密合性的基礎上來形成。
對于第2發(fā)明，在反射膜上具有第1開口部的結構中，最好進而具有為了覆蓋上述著色層而形成的第4膜和在上述遮光膜的開口區(qū)域將上述著色層開口的第2開口部。這樣，可以使反射式顯示和透過式顯示中的色再現(xiàn)性都實現(xiàn)最佳化。
或者，在第2發(fā)明中，單純地進而具有用以覆蓋上述著色層而形成的第4膜。利用該第4膜，在有遮光膜的開口區(qū)域、由于著色層等引起的臺階以及在反射膜上有第1開口部時，可以使臺階等實現(xiàn)平坦化，所以，可以防止顯示品位的降低。
這里，上述第4膜最好具有光散射性。按照該結構，由于第4膜本身成為散射層，所以，不必另外設置散射層，結果，便可減少工時，降低成本。
作為這樣的第4膜，可以考慮在樹脂材料中包含折射率與該樹脂材料不同并且直徑比上述第4膜的厚度小的粒子的結構。這樣，便可得到同時具有平坦性和散射性的反射膜。
另外，在第2發(fā)明中，上述反射膜最好在上述液晶層側形成為粗糙面。利用該結構使該基板本身具有散射特性，所以，不必另外設置散射層，結果，便可減少工時，降低成本。此外，利用第4膜使粗糙面實現(xiàn)平坦化，所以，可以防止由粗糙面形成的臺階引起顯示品位的降低。
這里，上述粗糙面可以考慮是在上述液晶層側的面上形成的樹脂材料的表面的結構或將上述液晶層側面進行粗糙化處理的結構等。
附圖的簡單說明圖1是表示本發(fā)明實施例1的反射式的液晶裝置的結構的簡略剖面圖。
圖2是表示在該實施例中位于背面?zhèn)鹊幕宓囊焕暮喡云拭鎴D。
圖3是表示該基板的另一例的簡略剖面圖。
圖4是表示該基板的另一例的簡略剖面圖。
圖5是表示該基板的另一例的簡略剖面圖。
圖6是表示該基板的另一例的簡略剖面圖。
圖7A是表示該實施例中位于背面?zhèn)鹊幕迳系恼诠饽さ拈_口區(qū)域的位置關系的平面圖。
圖7B是沿圖7A中的A-A’線的概略剖面圖，表示到著色層為止形成的結構。
圖7C是沿圖7A中的A-A’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖8A是表示該實施例中位于背面?zhèn)鹊幕迳系恼诠饽さ拈_口區(qū)域的位置關系的部分平面圖。
圖8B是沿圖8 A中的E-E’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖8C是沿圖8A中的F-F’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖9A是表示該實施例中位于背面?zhèn)鹊幕迳险诠饽さ拈_口區(qū)域的位置關系的部分平面圖。
圖9B是沿圖9A中的L-L’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖9C是沿圖9A中的M-M’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖10A是表示該實施例中位于背面?zhèn)鹊幕宓钠渌慕Y構的部分平面圖。
圖10B是沿圖10A中的W-W’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖10C是沿圖10A中的X-X’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖11A是表示該實施例中位于背面?zhèn)鹊幕宓钠渌慕Y構的部分平面圖。
圖11B是沿圖11A中的CC-CC’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖11C是沿圖11A中的DD-DD’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖12A是表示該實施例中位于背面?zhèn)鹊幕宓钠渌慕Y構的部分平面圖。
圖12B是沿圖12A中的EE-EE’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖12C是沿圖12A中的FF-FF’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖13是表示本發(fā)明實施例2的反射式的液晶裝置的結構的簡略剖面圖。
圖14A表示該實施例中位于背面?zhèn)鹊幕迳系拈_口部的位置關系的部分平面圖。
圖14B是沿圖14A中的Y-Y’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖14C是沿圖14A中的Z-Z’線的概略剖面圖，表示到電極為止形成的結構。
圖15A是表示該實施例中可以作為位于背面?zhèn)鹊幕宥鴳玫慕Y構的部分平面圖。
圖15B是沿圖15A中的AA-AA’線的概略剖面圖。
圖15C是沿圖15 A中的BB-BB’線的概略剖面圖。
圖16A是表示透過式顯示中各色的著色層的特性的圖。
圖16B是表示反射式顯示中各色的著色層的特性的圖。
圖17A是表示該實施例中位于背面?zhèn)鹊幕宓囊焕虚_口部的位置關系的部分平面圖。
圖17B是沿圖17A中的N-N’線的概略剖面圖。
圖17C是沿圖17A中的O-O’線的概略剖面圖。
圖18A是表示應用實施例的液晶裝置的便攜式信息機器的結構的透視圖。
圖18B是表示應用實施例的液晶裝置的手機的結構的透視圖。
圖18C是表示應用實施例的液晶裝置的手表的結構的透視圖。
圖19A是表示一般的無源矩陣方式的液晶裝置的結構的概略平面圖。
圖19B是表示該液晶裝置中與基板相鄰的液晶分子的取向和液晶層的體積中液晶分子的取向的平面圖。
圖19C是未加電壓時沿圖19A的GG-GG’線的概略剖面圖。
圖19D是加電壓時沿圖19A的GG-GG’線的概略剖面圖。
實施發(fā)明的最佳的形式下面，參照

本發(fā)明的實施例。
(實施例1)先說明本發(fā)明實施例1的反射式的液晶裝置。為了簡便，第1，參照圖1說明液晶裝置的概略結構，第2，參照圖2～圖6說明可以應用于該液晶裝置的一對基板中位于背面?zhèn)?與觀察側相反的一側)的基板，第3，參照圖7～圖9說明各實施形式中遮光膜的位置關系，第4，說明應用例和變形例。
首先，說明該液晶裝置的概略結構。圖1是其概略剖面圖。如圖所示，在該液晶裝置中，具有指定的扭轉角的向列液晶的液晶層58由框狀的密封材料59封存到分別具有透明性和絕緣性的上側的基板(第1基板)1和下側的基板(第2基板)101之間，形成液晶單元。這里，在上側的基板101的內面上，沿紙面垂直方向形成多個由ITO等具有透明性的導電層構成的帶狀的電極(第1透明電極)110，進而再在其背面上形成取向膜112，并沿指定方向進行摩擦處理。另一方面，在基板101的外面上，從基板101側開始順序配置前方散射板121、相位差板123和偏振片125。
另外，在下側的基板1的內面上，順序形成反射膜2、保護膜3、直觀膜13、著色層4、保護膜6、密合性提高層5和電極7。下面，詳細說明這些結構。電極(第2透明電極)7由和在上側的基板101上形成的電極110相同的材料即ITO等具有透明性的導電層構成，在紙面左右方向以帶皺眉頭形成多個，與電極110交叉。因此，在該液晶裝置中，電極7、110相互交叉的區(qū)域就成為設計上的像素。區(qū)域9表示排列該設計上的像素的區(qū)域，即顯示區(qū)域。
另一方面，反射膜2由例如鋁或銀等具有反射性的金屬層構成，用于反射從上側的基板101入射的光。保護膜(第2膜)3如后面所述，根據(jù)反射膜2的性質而形成。另外，遮光膜13由黑色樹脂材料或鉻等遮光性材料構成，與電極7、110的交叉區(qū)域對應地進行開口。此外，著色層4在遮光膜13的開口區(qū)域由例如R(紅)、G(綠)、B(藍)3色按指定圖形配置而形成。保護膜(第4膜)6兼具使著色層4或遮光膜13等引起的臺階平坦化的功能和與著色層一起保護反射膜2的功能。密合性提高層(第3膜)5在包含保護膜6的表面的整個面上形成，是為了提高電極7的密合性而設置的，由SiO2這樣的無機氧化膜構成。并且，在密合性提高層5或電極7的表面形成取向膜11，并沿指定方向間摩擦處理。
在這樣的結構中，外光通過偏振片125、相位差板123、散射板121、基板101、電極110、液晶層58、電極7、著色層4這樣的路徑到達反射膜2，并在該處反射，反向沿著來的路徑從偏振片125向觀察側出射。這時，從偏振片125出射的光量根據(jù)由電極7、110加到液晶層58上的電壓而成為明狀態(tài)、暗狀態(tài)和其中間亮度的狀態(tài)。因此，通過控制加到液晶層58上的電壓，便可得到所希望的顯示。
因此，按照該液晶裝置，液晶層58被由相同的ITO構成的電極7、110夾在中間，所以，顯示品位和長期可靠性不會降低。另外，用于在反射膜2上形成遮光膜13和著色層4，所以，不會使反射膜2露出來。因此，在液晶裝置的制造工序中，反射膜2不會接觸到藥液、氣體和液晶層等，所以，可以抑制對反射膜2的損傷。此外，用于著色層4是為了覆蓋遮光膜13而形成的，所以，不僅可以抑制遮光膜13的表面反射，而且可以減小對遮光膜13要求的光學濃度。特別是在反射式顯示中，用于光2次通過遮光膜，所以，可以減小遮光膜13的實際的光學濃度。
該液晶裝置是無源矩陣方式的液晶裝置，但是，本發(fā)明并不僅限于此，也可以應用于使用以TFT(Thin Film Transistor)元件為代表的三端子型開關元件或以TFD(Thin Film Doode)元件為代表的二端子型開關元件等的有源矩陣方式的液晶裝置。這里，在是有源矩陣方式的液晶裝置時，電極110則形成為例如矩形的像素電極，并通過開關元件與布線連接。其中，在具有TFD元件的液晶裝置中，為了與像素電極相對，必須使電極7形成為帶狀，但是，在具有TFT元件的液晶裝置中，則不必將電極7設計為某一圖形。
在本實施例中，下側的基板1的內面結構不限于圖1所示的結構，可以應用各種各樣的形式。因此，用省略取向膜11的圖形說明這些形式的詳細情況。
圖2是表示這一形式的結構的概略剖面圖。首先，在具有絕緣性和透明性的玻璃等基板1的內面?zhèn)燃磁c上側的基板101相對的面?zhèn)刃纬梢凿X為主要成分的反射膜2。該反射膜2利用光刻法等包含液晶裝置的顯示區(qū)域9形成一定圖形。
其次，在形成了一定圖形的反射膜2上，以約0.6μm的厚度形成由黑色樹脂材料構成的遮光膜13，此外，由樹脂材料構成的著色層4通過著色感光法而例如R(紅)、G(綠)、B(藍)3色按指定圖形排列，同時將包含遮光膜13的反射膜2的整個面覆蓋。這樣，著色層4實際上就起反射膜2的保護膜的功能。
這時，僅遮光膜的光學濃度(Optical Density)為1.4。所謂光學濃度，就是指將作為被測定物的遮光膜13的透過率的倒數(shù)用對數(shù)表示的值。即，設入射到遮光膜13上的強度為I0、透過遮光膜13的光的強度為I時，則光學濃度D可以用下式表示。即D=log10(I0/I)然后，連續(xù)形成密合性提高層5和作為透明金屬的ITO膜，其中，ITO膜根據(jù)所應用的液晶裝置設計為一定圖形，成為電極7。其中，密合性提高層5是為了確保由ITO構成的電極7與由樹脂材料構成的著色層4的密合性而設置的厚度約20～80nm的SiO2等無機氧化膜。因此，在ITO具有充分的密合性時，可以省略該密合性提高層5。
在這樣的結構中，作為遮光膜13，使用黑色樹脂材料，所以，將其作為構成液晶裝置的一對基板中位于背面?zhèn)鹊幕迨褂脮r，其表面反射率將減小，從而在明亮的場所就可以防止對比度降低。這里，雖然僅遮光膜13的光學濃度為1.4，但是，由于為了覆蓋遮光膜13而設置了著色層4，在反射式顯示中，光2次通過遮光膜13，所以，遮光膜13的實際的光學濃度在反射式顯示中就達到充分的2.8以上。
在作為反射膜2使用以鋁為主要成分的金屬時，如圖3所示，可以采用將反射膜2的表面用保護膜3覆蓋的結構。這里，保護膜3是通過將形成一定圖形的反射膜2進行陽極氧化而形成的。該陽極氧化的溶液可以使用包含水楊酸銨的重量占1～10％和乙二醇的重量占20～80％的混合溶液，另外，在電壓為5～250V、電流密度為0.001～1mA/cm2的條件的范圍內，可以得到所希望的膜厚。作為溶液，并不限于上述混合溶液，另外，關于電壓和電流密度的各條件，可以根據(jù)所使用的溶液而適當?shù)卦O定。
另一方面，作為反射膜2，除了鋁之外，還可以使用鉻、鎳、銀等單體金屬或以這些金屬中的某一種為主要成分的合金。其中，特別是使用銀或以銀為主要成分的合金作為反射膜2時，可以提高反射率，但是，陽極氧化困難，所以，對于保護膜3的形成，可以使用例如化學氣相成長法、旋轉鍍膜法、滾動鍍膜法等。作為保護膜3，在利用化學氣相成長法成膜時，可以使用SiO2或Si3N4，另外，在利用旋轉或滾動鍍膜法等形成時，可以使用有機絕緣膜。
這樣，保護膜3在用非陽極氧化的方法形成時，如圖4所示，不僅設置在反射膜2的露出面而且設置在基板1的內面的整個面上。在作為反射膜2使用以鋁為主要成分的金屬時，作為保護膜3，除了利用化學氣相成長法成膜的SiO2或Si3N4之外，使用利用旋轉鍍膜法或滾動鍍膜法先的有機絕緣膜也可以采用圖3所示的結構。
另外，作為液晶裝置，在使用STN模式或IPS(In PlainSwitching)模式時，對電極7的形成面要求平坦性，所以，這時，最好如圖5所示的那樣采用在圖4的著色層4與密合性提高層5之間另外設置保護膜6的結構。下面，詳細說明該結構。在形成一定圖形的反射膜2上，利用化學氣相成長法形成由厚度為60nm的SiO2構成的保護膜3，然后，形成由黑色樹脂材料構成的遮光膜13。這里，遮光膜13的厚度約為0.4μm，與圖2～圖4相比，此處的遮光膜薄。然后，在為了覆蓋包含遮光膜13的反射膜2的整個面而形成的著色層4上，進而在特定的區(qū)域形成由感光性丙烯酰基樹脂等構成的保護膜6，用以將整個著色層4覆蓋。
在這樣的結構中，遮光膜13薄到約0.4μm，所以，雖然僅遮光模13的光學濃度也減小到了0.9，但是，由于為了覆蓋遮光膜13而樹脂了著色層4和保護膜6，從而光將2次通過遮光膜13，所以，遮光13的實際的光學濃度在反射式顯示中將達到充分的1.8以上。此外，通過將遮光膜13的厚度減薄，在顯示區(qū)域9內，可以將電極7的形成面上的平坦性抑制在0.1μm以內。
在上述實施例中，反射膜2直接在基板1的上面形成，但是，在反射膜2的密合性成為問題時，可以如圖5所示的那樣采用在反射膜2與基板1的上面之間例如設置提高反射膜2的密合性的密合性提高層(第1膜)8的結構。這里，作為密合性提高層8，可以使用金屬、氧化物、氮化物。其中，可以使用的金屬有Ta、Cr、Mo、W等包含在5b～6b族中的過渡金屬。另外，作為氧化物的一例，有Ta2O5等上述過渡金屬的氧化物或SiO2等氧化硅，其他例子，有TiO2、ZrO2和將它們與SiO2適當組合的氧化物以及Al2O3等。此外，作為氮化物，有以Si3N4為代表的氮化硅。該密合性提高層8是為了提高反射膜2的密合性而設置的，所以，其膜厚約為100nm，根據(jù)情況，約為30～60nm就足夠了。此外，在使用不具有導電性的SiO2膜或Ta2O5膜等時，該密合性提高層8可以殘存在基板1的上面的整個面上，所以，可以不將該密合性提高層8設計一定圖形。例如，在作為反射膜2使用銀或以銀為主要成分的銀合金同時作為基板1使用玻璃時，作為密合性提高層8，最好使用Mo、Ta2O5、SiO2膜等。例如，在基板1使用塑料薄片等具有可撓性的材料時，作為密合性提高層8，最好使用SiO2膜、TiO2、ZrO2和將它們與SiO2適當組合的材料等。這樣的密合性提高層8不僅可以設置在圖5所示的基板上，而且可以設置在圖2、圖3或圖4所示的基板上。
在反射式顯示中，光最好適當?shù)厣⑸浜髲纳蟼鹊幕?01側的偏振片125射出。因此，在圖1所示的結構中，前方散射板121設置在上側的基板101的外面，但是，關于散射功能，如后面所述的應用例那樣，除了將反射膜2在基板1的粗糙面上形成外，也可以如圖6所示的那樣構成保護膜6，由下側的基板1擔負這樣的功能。
即，圖中所示的保護膜6是在感光性丙烯?；鶚渲葮渲牧?a中擴散折射率與其不同的材料的粒子6b而形成的。關于這些樹脂材料6a和粒子6b，最好將材料組合成兩者的折射率差在0.05～0.12的范圍內。例如，如果采用將作為粒子6b的PVDF(氟化乙烯叉)粒子擴散到作為樹脂材料6a的PMMA(有機玻璃)樹脂中的組合，便可得到約0.8的折射率差。當然，組合并不僅限于此，可以將適當?shù)牟牧辖M合使用而得到所希望的折射率差和散射度。這樣的保護膜6通過Mie散射，具有光的散射功能，所以，可以省略圖1中的前方散射板121。
作為圖5或圖6中的保護膜6，可以使用感光性丙烯?；鶚渲酝獾木哂懈泄庑缘臉渲牧?。另外，即使將保護膜6僅設置在特定的區(qū)域，在使用印刷法或轉印法等時或可以將保護膜6設置在基板1的整個面上時，作為保護膜6，也可以使用凝膠膜或不具有感光性的有機保護膜。
下面，說明遮光膜13的位置關系特別是遮光膜13的開口區(qū)域與電極7的位置關系。這里圖7A是表示在下側的基板1的內面形成的遮光膜13和著色層4的排列的概略平面圖，圖7B是沿圖7A的A-A’線的概略剖面圖，兩圖都表示形成著色層4的階段的結構。圖7C是表示在圖7B所示的基板上到形成電極7為止的結構的概略剖面圖。
如這些圖所示，遮光膜13的開口區(qū)域設置在可以有效地驅動液晶層的各區(qū)域20。這里，在圖7A、圖7B和圖7C中，在構成液晶裝置時，區(qū)域20就是設置在下側的基板1上的電極7與設置在上側的基板101上的電極110的交叉區(qū)域，與設計上的像素一致。即，設電極7的寬度為L1、電極110的寬度為W1時，這些圖中的區(qū)域20就是由長度L1和寬度W1所規(guī)定的矩形的區(qū)域。
如參照圖19A說明的那樣，由于傾斜電場的作用，在該交叉區(qū)域外也存在液晶分子被驅動的區(qū)域(這里，為了簡便，稱為區(qū)域A)，另一方面，在該交叉區(qū)域內也存在液晶分子未被正常驅動的區(qū)域(為了簡便，稱為區(qū)域B)，所以，嚴格地說，考慮這些區(qū)域，必須設置遮光膜13的開口區(qū)域。但是，對于液晶層的厚度d(參見圖1)，如果區(qū)域20(長L1和寬W1)足夠大，就可以不考慮區(qū)域A和區(qū)域B。對于圖7A、圖7B和圖7C所示的基板，相對于液晶層的厚度d，區(qū)域20(長L1和寬W1)足夠大，就不考慮區(qū)域A和區(qū)域B，設置遮光膜13的開口區(qū)域。
因此，下面，說明考慮區(qū)域A和區(qū)域B設置遮光膜13的開口區(qū)域的基板。首先，考慮區(qū)域A和區(qū)域B時的遮光膜13的開口區(qū)域就是作為液晶裝置粘貼了2塊基板1和101時電極7和110的交叉區(qū)域再加上區(qū)域A的區(qū)域，也可以說是除了區(qū)域B的區(qū)域，在圖8A中，就是由長度L2和寬度W2所規(guī)定的矩形的區(qū)域12。這里，圖8A是表示在下側的基板1的內面上形成的遮光膜13和著色層4的排列的部分平面圖，圖8B是沿圖8A中的E-E’線的概略平面圖，圖8C是沿圖8A中的F-F’線的概略平面圖。如這些圖所示，考慮區(qū)域A和區(qū)域B的遮光膜13的開口區(qū)域12相對于設計上的像素的區(qū)域9c(由長度L1和寬度W1所規(guī)定的矩形的區(qū)域)在與液晶層的體積中的液晶分子的偶極子方向正交的邊的一方長度d1短，而在除此以外的邊長度d2增長。因此，利用長度d2擴大的區(qū)域就相當于液晶分子由傾斜電場所驅動的區(qū)域A，由長度d1縮小的區(qū)域就相當于液晶分子未由傾斜電場所驅動的區(qū)域B。這里，詳細說明長度d1和長度d2，如圖1所示，作為液晶裝置由2塊基板1和101相互粘貼時，用d表示電極7和電極110間的距離(即液晶層58的厚度)時，長度d1是小于距離d的大致相同值的值，另外，長度d2是小于距離d的大致1/2的值。
在該結構中，即使是與電極7、110的交叉區(qū)域9c之外，在區(qū)域A中，遮光膜13也進行了開口，所以，由反射膜2反射光，結果，便提高了實際的開口率，另一方面，即使是交叉區(qū)域9c以內，在區(qū)域B中也設置了遮光膜13，所以，可以抑制液晶分子未被驅動而引起的對比度的降低。
對于電極7、110的交叉區(qū)域9c，擴大的區(qū)域A的方向及面積和縮小的區(qū)域B的方向及面積隨所使用的液晶模式及相對于基板1和101的摩擦方向等的各種條件而不同，但是，不管怎么樣，對于遮光膜13的開口區(qū)域12，從與距離d大致相同的長度d1的內側到距離d的大致1/2的長度d2的外側都刻制一定的圖形(參見圖9A、圖9B和圖9C)。即，遮光膜13的開口區(qū)域12的長度L2和寬度W2分別限制在以下的范圍內。即L1-2d1≤L2≤L1+2d2W1-2d1≤W2≤W1+2d2(實施例1的應用·變形例)在上述例中，遮光膜13是由黑色的樹脂材料形成的，但是，也可以按以下方式形成。即，作為遮光膜13，不另外設置別的層，而將集層了R(紅)、G(綠)、B(藍)等3色的著色層4的部分作為遮光膜13使用。下面，參照圖10A、圖10B和圖10C說明該結構。這里，圖10A是表示該結構的部分平面圖，圖10B是沿圖10A中的W-W’線的概略剖面圖，圖10C是沿圖10A中的X-X’線的概略剖面圖。
如這些圖所示，在刻制將圖形的反射膜2上，R、G、B的感光性彩色電阻材料順序并且在應成為遮光膜13的部分重疊地使用著色感光法進行刻制。這樣，集層了3色的著色層4的部分通過加法混色而成為黑色，從而起遮光膜13的功能，另一方面，單一色的部分和上述例一樣起遮光膜13的開口區(qū)域12的功能。并且，為了覆蓋這些表面而形成保護膜6，保護這些表面，同時實現(xiàn)集層了著色層4的部分和未集層著色層4的部分的平坦化。
這里，著色層4集層了3色的部分的光學濃度約為0.7，但是，由于該部分本身就是著色層4，所以，其表面反射率小。因此，在明亮的場所，不會受到對比度降低的影響。另外，在反射式顯示中，光2次通過3色集層的著色層4而成為遮光膜13的部分，所以，作為遮光膜13，光學濃度實際上大于等于1.4，從而在反射式顯示中具有充分的遮光性。此外，作為遮光膜13，省略了設置另外的層的工序，所以，僅此一項就可以降低成本。
在這些圖中，其他結構和已說明的相同，所以，標以相同的符號，并省略其說明。另外，在將3色集層著色層4的部分作為遮光膜13的結構中，也可以適當?shù)剡x擇應用上述保護膜3、6和密合性提高層5、8，作為遮光膜13的開口區(qū)域，除了圖9外，也可以采用參照圖7、圖8說明的結構。
在使下側的基板1側具有光散射特性的結構中，除了圖6所示的結構外，也可以是圖11A、圖11B和圖11C所示的結構。這里，圖11A是表示具有光散射特性的基板的結構的部分平面圖，圖11B是沿圖11A中的CC-CC’線的概略剖面圖，圖11C是沿圖11A中的DD-DD’線的概略剖面圖。
如這些圖所示，在基板1上形成在上側具有粗糙面的粗糙面層16，在該粗糙面上形成反射膜2。這里，粗糙面層16是例如以丙烯?；鶠橹饕煞值母泄庑詷渲谕坎嫉交?上后，通過使用指定的光掩膜的光刻法刻制成以下的結構。即，粗糙面層16的粗糙面刻制成峰谷之差為0.2μm～1.5μ、峰谷的間距為2μm～15μm的隨機的峰谷的形狀。
在這樣的結構中，反射膜2就反映了粗糙面層16的粗糙面，并以隨機的角度反射來自上側的基板101側的入射光，所以，僅利用下側的基板1側就可以具有適度的散射特性。另外，在這樣的結構中，雖然反射膜2的表面反映了粗糙面層16的粗糙面，但是，卻由為了覆蓋反射膜2的表面而形成的著色層4和保護膜6實現(xiàn)了平坦化，所以，電極7并不反映粗糙面，而是形成為平坦面。
在圖11A、圖11B和圖11C中，其他結構和已說明的結構相同，所以，標以相同的符號，并省略其說明。另外，在這些圖中，作為遮光膜13是使用3色集層著色層4的部分，但是，也可以使用黑色樹脂材料。此外，可以適當?shù)剡x擇應用上述保護膜3、6和密合性提高層5、8，作為遮光膜13的開口區(qū)域，除了圖9外，也可以采用參照圖7、圖8說明的結構。
另外，關于使下側的基板1側具有光散射特性的結構，除了圖11A、圖11B和圖11C所示的結構外，也可以是圖12A、圖12B和圖12C所示的結構。這里，圖12A是表示具有光散射特性的基板的結構的部分平面圖，圖12B是沿圖12A中的EE-EE’線的概略剖面圖，圖12C是沿圖12A中的FF-FF’線的概略剖面圖。
如這些圖所示，基板1的上面直接進行粗糙化處理，并在該粗糙面17上形成反射膜2。這樣的基板1上的粗糙面17可以通過使用玻璃作為基板1并將其表面利用以氟化氫氧酸為主要成分的水溶液進行不均勻的腐蝕，形成以下的形狀而得到。即，基板1的表面被不均勻地腐蝕成峰谷之差為0.05μm～2.5μm、峰谷的間距為1μm～50μm的隨機的峰谷的形狀。
在這樣的結構中，反射膜2也反映了基板1的粗糙面17，從而以隨機的角度反射來自上側的基板101側的入射光，所以，僅利用下側的基板1側就可以具有適度的散射特性。另外，在這樣的結構中，雖然反射膜2的表面反映了粗糙面17的粗糙面，但是，卻由為了覆蓋反射膜2的表面而形成的著色層4和保護膜6實現(xiàn)了平坦化，所以，電極7并不反映粗糙面，而是形成為平坦面。
在圖12A、圖12B和圖12C中，其他結構和已說明的結構相同，所以，標以相同的符號，并省略其說明。另外，在這些圖中，作為遮光膜13是使用3色集層著色層4的部分，但是，同樣也可以使用黑色樹脂材料。此外，可以適當?shù)剡x擇應用上述保護膜3、6和密合性提高層5、8，作為遮光膜13的開口區(qū)域，除了圖9外，同樣也可以采用參照圖7、圖8說明的結構。
(實施例2)下面，說明本發(fā)明實施例2的半透過反射式的液晶裝置。在上述實施例1的反射式的液晶裝置中，只要外光的強度充分，就可以進行非常明亮的顯示，但是，相反，如果外光的強度不充分時，將會看不到顯示。
因此，實施例2的半透過反射式的液晶裝置通過在反射膜2上對各像素設置開口部，就可以使從背面?zhèn)热肷涞墓馔ㄟ^，如果外光的強度不充分，就利用通過開口部的光進行反射式顯示，另一方面，如果外光的強度充分，就利用在開口部以外反射的光進行反射式顯示。
圖13是表示實施例2的液晶裝置的結構的概略剖面圖。圖示的液晶裝置與圖1中的實施例1的液晶裝置的不同表現(xiàn)在以下4個方面第1，具有包括發(fā)生白光的線狀的熒光管31和一個端面沿熒光管31配置的導光板33的輔助光源；第2，在基板1的外面?zhèn)软樞蛟O置了相位差板23和偏振片25；第3，在遮光膜13的各開口區(qū)域，分別對反射膜2設置了開口部(第1開口部)14，使從下側入射的光透過；第4，作為遮光膜13，使用3色集層著色層4的部分。
其他結構和已說明的結構相同，所以，標以相同的符號，并省略其說明，另外，對于第4方面，也已進行了說明，所以，也省略其說明。因此，這里，以第1、第2和第3方面為中心進行說明。
首先，導光板33是整個反面(圖中為下側的面)形成散射用的粗糙面的透明體或形成散射用的印刷層的丙烯?；鶚渲宓鹊耐该黧w。這樣，導光板33在熒光管31的光入射到其一個端面上時就將基本上均勻的光向圖的上面照射。作為輔助光源，除此之外，還可以應用使用了LED(發(fā)光二極管)或EL(場致發(fā)光器)等的光源。
其次，設置在基板1的外面的偏振片24和相位差板23是為了利用輔助光源照射的光成為指定的偏振狀態(tài)而設置的。
并且，反射膜2的開口部14如圖14A所示的那樣，設置在遮光膜13的各開口區(qū)域，即設置在著色層4僅設置了1色的區(qū)域，是將鋁、銀、鉻等具有反射性的金屬層包括顯示區(qū)域9并且除了與開口部14相當?shù)牟糠滞馔ㄟ^制而形成的。這里，如圖13和圖14B所示，著色層4填充到開口部14，所以，從背面?zhèn)?圖中為下側)入射的、通過開口部14出射到觀察側(圖中為上側)的光便通過著色層4而著色。在圖14A中，開口部14的平面形狀為矩形，但是，也可以是任意的形狀。
圖14A是表示圖13中的基板1的內面結構特別是反射膜2的開口部14與遮光膜13的開口區(qū)域12的位置關系的圖，圖14 B是沿圖14A中的Y-Y’線的概略剖面圖，圖14C是沿圖14A中的Z-Z’線的概略剖面圖，關于遮光膜13的開口區(qū)域12，已進行了說明，所以，此處省略。
在這樣的實施例2中，如果外光的強度充分，熒光管31就成為非點亮狀態(tài)，進行反射式顯示。這里，在反射式顯示中，光通過偏振片125、相位差板123、前方散射板121、基板101、電極110、液晶層58、電極7和著色層4這樣的路徑到達反射膜2，在該處反射后，沿著與來時的路徑相反的反向路徑從偏振片125出射到觀察側。這時，從偏振片125出射的光根據(jù)由電極7和110加到液晶層58上的電壓而成為明狀態(tài)、暗狀態(tài)和其中間亮度的狀態(tài)，所以，通過控制加到液晶層58上的電壓便可進行所希望的顯示。
另一方面，如果外光的強度不充分，熒光管31就成為點亮狀態(tài)，進行透過式顯示。這里，在透過式顯示中，由熒光管31和導光板33照射的光通過偏振片25和相位差板23成為指定的偏振狀態(tài)，并通過基板1、開口部14、電極7、液晶層58和電極110，從偏振片125出射到觀察側。這時，從偏振片125出射的光量和反射式顯示一樣，根據(jù)由電極7和110加到液晶層58上的電壓而成為明狀態(tài)、暗狀態(tài)和其中間亮度的狀態(tài)，所以，通過控制加到液晶層58上的電壓，便可進行所希望的顯示。
按照該液晶裝置，液晶層58被由相同的ITO構成的電極7和110夾在中間，所以，顯示品位和長期可靠性不會降低。另外，由于在反射膜2上形成遮光膜13和著色層4，所以，不會使反射膜2露出。因此，在液晶裝置的制造工序中，反射膜2不會接觸到藥液、氣體和液晶層等，所以，可以抑制對反射膜2的損傷。此外，著色層4是為了覆蓋遮光膜13而形成的，所以，不僅可以抑制遮光膜13的表面反射，而且對遮光膜13要求的光學濃度小也可以。例如，在反射式顯示中，由于光2次通過遮光，所以，遮光膜13的實際的光學濃度小就可以了，在透過式顯示中，光不是由遮光膜13所規(guī)定，而是由反射膜2所規(guī)定，所以，在透過式顯示中，遮光膜13的光學濃度幾乎不受影響。因此，按照本實施例，不論在透過式顯示中還是反射式顯示中，都可以進行抑制對比度的降低的明亮的高品位的顯示。
另外，在反射膜兼作電極的先有結構中，在反射膜上設置開口部時，由于在該部分電壓未加到液晶層上，所以，將出現(xiàn)液晶分子未被正常驅動(對顯示無貢獻)的區(qū)域。與此相反，在本實施例中，反射膜2還電極7是獨立的，在開口部14的地方也可以設置電極7，所以，在開口部14也正常地驅動液晶分子。因此，在這個意義上，本實施例也可以抑制在透過式顯示中對比度的降低。
關于實施例2的基板1的結構，不限于圖13或圖14等所示的結構，可以應用各種形式的結構。因此，下面，說明其中的幾個結構形式。
首先，參照圖15A、圖15B還圖15C說明該結構形式。這里，圖15A是對該形式的基板表示到形成電極7為止的基板的結構的部分平面圖，圖15B是沿圖15A中的AA-AA’線的概略剖面圖，圖15C是沿圖15A中的BB-BB’線的概略剖面圖。
如這些圖所示，對1個像素設置2個開口部14還15。其中，對于開口部14，如圖13或圖14B、圖14C所示的那樣，著色層4填充在不存在反射膜2的部分，地，對于開口部(第2開口部)15，如圖15C所示的那樣，在存在反射膜2的部分不設置著色層4，即，在著色層4的形成的階段，反射膜2是露出的。詳細情況是，在使用著色感光法順序形成R(紅)、G(綠)、B(藍)的感光性彩色電阻層時，在與開口部15相當?shù)牟糠植粴埩粼摳泄庑圆噬娮鑼印?br> 這里，不設置著色層4的開口部15的面積，相對于從遮光膜13的開口區(qū)域12中去掉開口部14的部分的面積(即，在反射式顯示中實際上起1個像素的功能的面積)，按以下的腐蝕設定。即，設在透過式顯示中極合適的著色層的光透過特性是圖16A、在反射式顯示中極合適的著色層的光透過特性是圖16B時，則最好是根據(jù)各色分別設定開口部15的面積，第1，以使形成著色層4后，僅利用通過開口部14的光的特性就成為圖16A所示的特性；第2，以使由遮光膜13的開口區(qū)域12中除了開口部14的部分反射并由該著色層4所著色的光與由開口部15反射但未著色的光的平均光成為圖16B所示的特性。圖16A還圖16B所示的各色的特性只不過是一例，實際上可以根據(jù)所組合的液晶模式、透過率、色濃度而適當?shù)馗淖儭?br> 按照該結構形式，可以與反射式顯示還透過式顯示一致地使光的色特性實現(xiàn)最佳化，所以，不論在反射式顯示中還是透過式顯示中，都可以實現(xiàn)優(yōu)異的色再現(xiàn)性。
在實施例2中，是將3色集層的著色層4的部分作為遮光膜13使用的，但是，如圖17A、圖17B和圖17C所示的那樣，也可以使用黑色樹脂材料。
另外，作為實施例2的位于背面?zhèn)鹊幕?，對于圖14A、圖15A、圖17A等所示的基板，可以適當?shù)剡x擇應用在實施例1中所列舉的基板的各元素。例如，可以適當?shù)剡x擇應用保護膜3、6及密合性提高層5和8，也可以將反射膜2在圖11B中的粗糙面層16或圖12B中的粗糙面17上形成，同時也可以采用設置開口部14和15的結構。
(電子機器)下面，說明應用上述實施例1、實施例2和應用例的液晶裝置的電子機器。如上所述，這些液晶裝置可以在各種各樣的環(huán)境下使用，而且適用于要求低功耗的便攜式機器。
首先，圖18A是表示作為電子機器的一例的便攜式信息機器的結構的透視圖。如圖所示，在便攜式信息機器本體的上側，設置了本實施例的液晶裝置181，另外，在下側設置了輸入部183。通常，多數(shù)情況在這種便攜式信息機器的顯示部的前面設置觸摸板。通常的觸摸板，大多發(fā)生表面反射，所以，觀看顯示很難受。因此，以往即使是便攜式的機器，在顯示部多數(shù)情況也是利用透過式液晶裝置，但是，在透過式液晶裝置中，由于常時地利用輔助光源，所以，功耗增大，電池壽命短。與此相反，本實施例的液晶裝置，不論是反射式還是半透過反射式，顯示都渺而鮮艷，所以，極適合于便攜式信息機器。
其次，圖18B是表示作為電子機器的一例的手機的結構的透視圖。如圖所示，在手機本體的前面的上方部，設置了本實施例的液晶裝置184，不論在室內室外，手機在所有的環(huán)境中都可以使用。特別是在汽車內使用的情況很多，但是，在夜間，車內非常暗。因此，作為顯示裝置184，主要是進行低功耗的反射式顯示，最好是可以根據(jù)需要進行利用輔助光的透過式顯示的半透過反射式的液晶裝置即實施例2的液晶裝置。在該液晶裝置184中，不論是在反射式顯示中還是透過式顯示中，都可以進行比先有的液晶裝置明亮并且對比度高、品位高的顯示。
圖18C是表示作為電子機器的一例的手表的結構的透視圖。如圖所示，在手表本體的中央，設置了本實施例的顯示部186。手表用途的一個重要的觀點，就是有高級感。該液晶裝置186不僅明亮而對比度高，而且由于光的波長引起的特性變化很小，所以，偏色很小。因此，與先有的液晶裝置相比，可以獲得有非常高級感的顯示。
權利要求
1．一種將液晶層夾在在第1基板側形成的第1透明電極與在第2基板側形成的第2透明電極之間而構成的液晶裝置，其特征在于具有在上述第2基板的上述液晶層側的面上形成的至少反射從上述第1基板側入射的光的反射膜、在上述第2基板的上述液晶層側的面上形成的同時具有與上述第1和第2透明電極的交叉區(qū)域對應的開口區(qū)域的遮光膜和在上述第2基板的上述液晶層側的面上形成的用以覆蓋上述遮光膜的著色層。
2．按權利要求1所述的液晶裝置，其特征在于在上述遮光膜的開口區(qū)域內具有向上述反射膜透過光的第1開口部。
3．按權利要求1或2所述的液晶裝置，其特征在于在上述反射膜與第2基板的上述液晶層側的面之間進而具有第1膜。
4．按權利要求1、2或3所述的液晶裝置，其特征在于上述遮光膜由黑色的樹脂材料構成。
5．按權利要求1、2或3所述的液晶裝置，其特征在于上述遮光膜是上述著色層集層2色以上而形成的。
6．按權利要求1～5的任一權項所述的液晶裝置，其特征在于上述遮光膜的光學濃度為0.5以上1.7以下。
7．按權利要求1所述的液晶裝置，其特征在于上述遮光膜的開口區(qū)域相對于上述第1和第2透明電極的交叉區(qū)域，以從該區(qū)域的周邊到上述第1和第2透明電極間的距離的約一半為限度擴大到該區(qū)域的外側。
8．按權利要求1所述的液晶裝置，其特征在于進而具有至少覆蓋上述反射膜的表面的第2膜。
9．按權利要求1或8所述的液晶裝置，其特征在于上述第2透明電極在提高密接性的第3膜上形成。
10．按權利要求2所述的液晶裝置，其特征在于進而具有用以覆蓋上述著色層而形成的第4膜和在上述遮光膜的開口區(qū)域對上述著色層開口的第2開口部。
11．按權利要求1、2、8或9所述的液晶裝置，其特征在于進而具有用以覆蓋上述著色層而形成的第4膜。
12．按權利要求11所述的液晶裝置，其特征在于上述第4膜具有光散射性。
13．按權利要求12所述的液晶裝置，其特征在于上述第4膜在樹脂材料中包含折射率與該樹脂材料不同并且直徑比上述第4膜的厚度小的粒子。
14．按權利要求11所述的液晶裝置，其特征在于上述反射膜在上述第2基板的上述液晶層側的粗糙面上形成。
15．按權利要求14所述的液晶裝置，其特征在于上述粗糙面是在上述第2基板的上述液晶層側的面上形成的樹脂材料的表面。
16．按權利要求1 4所述的液晶裝置，其特征在于上述粗糙面將上述第2基板的上述液晶層側的面進行粗糙化處理而形成的。
17．一種具有權利要求1～16的任一權項所述的液晶裝置的電子機器。
18．一種夾持液晶層的一對基板中位于觀察側的相反側的液晶顯示裝置用基板，其特征在于具有在上述液晶層側的面上形成的至少反射從觀察側入射的光的反射膜、在上述液晶層側的面上形成的具有對反射膜開口的開口區(qū)域的遮光膜、在上述液晶層側的面上形成的用以覆蓋上述遮光膜的著色層和在上述著色層上形成的透明電極。
19．按權利要求18所述的液晶裝置用基板，其特征在于在上述遮光膜的開口區(qū)域內具有向上述反射膜透過光的第1開口部。
20．按權利要求18或19所述的液晶裝置用基板，其特征在于進而在上述反射模與上述液晶層側的面之間具有第1膜。
21．按權利要求18、19或20所述的液晶裝置用基板，其特征在于上述遮光膜由黑色的樹脂材料構成，其光學濃度在0.5以上1.7以下。
22．按權利要求18、19或20所述的液晶裝置用基板，其特征在于上述遮光膜由上述著色層集層2色以上而形成，其光學濃度為0.5以上1.7以下。
23．按權利要求1 8所述的液晶裝置用基板，其特征在于進而具有至少覆蓋上述反射膜的表面的第2膜。
24．按權利要求17或23所述的液晶裝置用基板，其特征在于上述透明電極在提高密接性的第3膜上形成。
25．按權利要求19所述的液晶裝置用基板，其特征在于進而具有用以覆蓋上述著色層而形成的第4膜和在上述遮光膜的開口區(qū)域對上述著色層開口的第2開口部。
26．按權利要求18、19、23或24所述的液晶裝置用基板，其特征在于進而具有用以覆蓋上述著色層而形成的第4膜。
27．按權利要求26所述的液晶裝置用基板，其特征在于上述第4膜具有光散射性。
28．按權利要求27所述的液晶裝置用基板，其特征在于上述第4膜在樹脂材料中包含折射率與該樹脂材料不同并且直徑比上述第4膜的厚度小的粒子。
29．按權利要求26所述的液晶裝置用基板，其特征在于上述反射膜在上述液晶層側的粗糙面上形成。
30．按權利要求29所述的液晶裝置用基板，其特征在于上述粗糙面是在上述液晶層側的面上形成的樹脂材料的表面。
31．按權利要求29所述的液晶裝置用基板，其特征在于上述粗糙面將上述液晶層側的面進行粗糙化處理而形成的。
全文摘要
在可以進行反射式顯示的彩色液晶裝置中，為了實現(xiàn)良好的顯示特性和高可靠性，在具有絕緣性的基板(1)上，順序形成反射膜(2)、遮光膜(13)、著色層(4)、保護膜(6)和透明電極(7)。其中，著色層(4)是為了覆蓋反射膜(2)而形成的，所以，可以使反射膜(2)不與藥液等接觸。此外，由于著色層(4)是為了覆蓋遮光膜(13)而形成的，所以，不僅可以抑制遮光膜(13)的表面反射，而且對遮光膜(13)要求的光學濃度小也可以。特別是在反射式顯示中，由于光2次通過遮光膜，所以，在以反射式顯示為主時，遮光膜(13)的光學濃度更小點也可以。因此，可以減小遮光膜(13)的厚度。
文檔編號G02F1/1335GK1318154SQ00801419
公開日2001年10月17日 申請日期2000年7月11日 優(yōu)先權日1999年7月16日
發(fā)明者岡本英司, 關巳, 瀧澤圭二 申請人:精工愛普生株式會社