(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の平面体上に固体化液晶層を形成することを含み、前記固体化液晶層の形成は、
前記平面体上に、光重合性または光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが配向構造をなしている液晶材料層を形成する成膜工程と、
前記液晶材料層の第１領域および第２領域に光を照射する第１の露光工程と、
第１の露光工程後の前記液晶材料層の第３領域および前記第２領域に、前記第１の露光工程より強い露光効果が得られる条件で光を照射する第２の露光工程と、
第２の露光工程後の前記液晶材料層を、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが等方相を呈する温度に加熱して、少なくとも前記第１領域および前記第２領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させる現像工程と、
前記配向の程度を低下させたまま、前記液晶材料層の未反応の前記サーモトロピック液晶化合物を重合および／または架橋させ、所定の複屈折率を有する第３領域と、前記第３領域より小さく、かつ互いに異なる複屈折率を有する第１領域および第２領域とを得る定着工程と、
を具備することを特徴とする位相差基板の製造方法。
【請求項２】
前記第２領域は、前記第１領域に接する第１サブ領域、前記第３領域に接する第３サブ領域、および前記第１領域と前記第３領域との間に位置する第２サブ領域を含み、
前記第１領域と前記第１サブ領域とにより構成される領域は、前記第２サブ領域と面積および形状が等しく、前記第２サブ領域は、前記第３領域と前記第３サブ領域とにより構成される領域と面積および形状が等しいことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
光透過性の平面体上にカラーフィルタ層および固体化液晶層を形成することを含み、
前記カラーフィルタ層は、第１の着色層よりなる第１着色部および前記第１着色部に隣接し着色層のない第１非着色部を含む第１着色画素と、第２の着色層よりなる第２着色部および前記第２着色部に隣接し着色層のない第２非着色部を含む第２着色画素と、第３の着色層よりなる第３着色部および前記第３着色部に隣接し着色層のない第３非着色部を含む第３着色画素とを有し、
前記固体化液晶層の形成は、
前記平面体上に、光重合性または光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが配向構造をなしている液晶材料層を形成する成膜工程と、
前記液晶材料層のうち、前記第１着色部の少なくとも一部に向き合う第１領域と、前記第１非着色部に向き合う第１サブ領域、前記第２着色部の少なくとも一部および前記第２非着色部に向き合う第２サブ領域、ならびに前記第３非着色部に向き合う第３サブ領域よりなる第２領域とに光を照射する第１の露光工程と、
第１の露光工程後の前記液晶材料層のうち、前記第３着色部の少なくとも一部に向き合う第３領域と、前記第２領域とに、前記第１の露光工程より強い露光効果が得られる条件で光を照射する第２の露光工程と、
第２の露光工程後の前記液晶材料層を、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが等方相を呈する温度に加熱して、少なくとも前記第１領域および前記第２領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させる現像工程と、
前記配向の程度を低下させたまま、前記液晶材料層の未反応の前記サーモトロピック液晶化合物を重合および／または架橋させ、所定の複屈折率を有する第３領域と、前記第３領域より小さく、かつ互いに異なる複屈折率を有する第１領域および第２領域とを得る定着工程と
を具備することを特徴とする位相差基板の製造方法。
【請求項４】
前記液晶材料層において、前記第１領域と前記第１サブ領域とにより構成される領域は、前記第２サブ領域と面積および形状が等しく、前記第２サブ領域は、前記第３領域と前記第３サブ領域とにより構成される領域と面積および形状が等しいことを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記第１の着色層は青色着色層であり、前記第２の着色層は緑色着色層であり、前記第３の着色層は赤色着色層であることを特徴とする請求項３または４に記載の製造方法。
【請求項６】
光透過性の平面体上にカラーフィルタ層および固体化液晶層を形成することを含み、
前記カラーフィルタ層は、第１の着色層よりなる第１着色部および前記第１着色部に隣接し着色層のない第１非着色部を含む第１着色画素と、第２の着色層よりなる第２着色部を含む第２着色画素と、第３の着色層よりなる第３着色部および前記第３着色部に隣接し着色層のない第３非着色部を含む第３着色画素と、前記第２着色画素に隣接して主として前記第２の着色層と同一の波長の光を透過し、前記第２の着色層より透過率の高い第４の着色層よりなる第４着色部を含む第４着色画素とを有し、
前記固体化液晶層の形成は、
前記平面体上に、光重合性または光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが配向構造をなしている液晶材料層を形成する成膜工程と、
前記液晶材料層のうち、前記第１着色部の少なくとも一部に向き合う第１領域と、前記第１非着色部に向き合う第１サブ領域、前記第４着色部に向き合う第２サブ領域、および前記第３非着色部に向き合う第３サブ領域よりなる第２領域とに光を照射する第１の露光工程と、
第１の露光工程後の前記液晶材料層のうち、前記第３着色部の少なくとも一部に向き合う第３領域と、前記第２領域とに、前記第１の露光工程より強い露光効果が得られる条件で光を照射する第２の露光工程と、
第２の露光工程後の前記液晶材料層を、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが等方相を呈する温度に加熱して、少なくとも前記第１領域および前記第２領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させる現像工程と、
前記配向の程度を低下させたまま、前記液晶材料層の未反応の前記サーモトロピック液晶化合物を重合および／または架橋させ、所定の複屈折率を有する第３領域と、前記第３領域より小さく、かつ互いに異なる複屈折率を有する第１領域および第２領域とを得る定着工程と
を具備することを特徴とする位相差基板の製造方法。
【請求項７】
前記液晶材料層において、前記第１領域と前記第１サブ領域とにより構成される領域は、前記第２サブ領域と面積および形状が等しく、前記第２サブ領域は、前記第３領域と前記第３サブ領域とにより構成される領域と面積および形状が等しいことを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記第１の着色層は青色着色層であり、前記第２の着色層は濃緑色着色層であり、前記第３の着色層は赤色着色層であり、前記第４の着色層は淡緑色着色層であることを特徴とする請求項６または７に記載の位相差基板の製造方法。
【請求項９】
前記固体化液晶層の形成は、前記カラーフィルタ層を形成する前に行なわれることを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の露光工程および前記第２の露光工程は、それぞれ一括して第１の光および第２の光を照射することにより行なわれることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の露光工程および前記第２の露光工程は、同一のフォトマスクを用いて行なわれることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記フォトマスクは、二値マスクであることを特徴とする請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の光および前記第２の光は、前記定着工程後の前記第２領域の複屈折率が前記第１領域の複屈折率より高くなるような量で照射されることを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記第２の光は、前記第１の光より多い量で照射されることを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記成膜工程において、前記液晶材料層を均一な厚さの連続膜として形成することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記定着工程において、前記サーモトロピック液晶化合物の重合および／または架橋による反応は、光照射によって誘起されることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記定着工程における前記光照射は、前記液晶材料層の全体を露光することによって行なわれることを特徴とする請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記サーモトロピック液晶化合物は、相転移温度よりも高い重合および／または架橋温度に加熱することによって重合および／または架橋する材料であり、
前記現像工程において、前記メソゲンの配向の程度は前記液晶材料層を前記重合および／または架橋温度未満の温度に加熱することにより低下させ、
前記定着工程において、前記未反応のサーモトロピック液晶化合物は前記液晶材料層を前記重合および／または架橋温度以上の温度に加熱することによって重合および／または架橋により反応させることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記定着工程は、前記現像工程後に連続して行なわれることを特徴とする請求項１８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過型液晶表示装置に適用可能な光学技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量および低消費電力などの特徴を有している。そのため、近年、携帯機器およびテレビジョン受像機などの固定機器での利用が急速に増加している。
【０００３】
液晶表示装置の一部、例えば、携帯機器に搭載される液晶表示装置には、屋内照明環境および暗所で高い視認性を達成するだけでなく、太陽などの高輝度光源のもとでも高い視認性を達成することが望まれる。半透過型液晶表示装置は、そのような要望に応える表示装置であって、多くの携帯機器に搭載されている。
【０００４】
半透過型液晶表示装置は、各画素が透過表示部と反射表示部とを含んでいる。透過表示部では、透明導電層を背面電極として使用しており、反射表示部では、金属または合金層を背面電極の一部として使用している。また、透過表示部ではカラーフィルタの着色層を１回透過した光を表示に利用するのに対し、反射表示部ではカラーフィルタの着色層を２回透過した光を表示に利用する。そのため、反射表示部は、透過表示部と比較して、光の透過率がより高くなるような構成としている。例えば、反射表示部には、透過率がより高い着色層を設置している。半透過型液晶表示装置は、このような構成を採用しているため、透過型および反射型の双方の方式で多色画像を表示することが可能である。
【０００５】
半透過型液晶表示装置では、四分の一波長板などの波長板を使用している。例えば、液晶セルと前面側の偏光板との間に四分の一波長板としての位相差フィルムを設置するとともに、液晶セルと背面側の偏光板との間に四分の一波長板としての位相差フィルムをさらに設置することがある。しかしながら、２つの四分の一波長板を使用した場合、それらの不可避的な特性のばらつきが、透過表示により達成されるコントラスト比を低下させることがある。
【０００６】
このような問題に関し、特許文献１には、液晶セルに位相差フィルムを貼り付ける代わりに、液晶セルの内部にパターニングされた位相差層を設置することが記載されている。具体的には、液晶セルの内部であって、反射表示部のみに、高分子液晶からなる位相差層と任意の有機絶縁層とを設けて、反射表示部におけるセルギャップを透過表示部におけるセルギャップと比較してより小さくする。これにより、透過表示部には四分の一波長板が存在しない構成となるため透過表示の高いコントラスト比を達成する。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の液晶表示装置においても、反射表示には課題が残る。赤、緑および青の画素は、表示色の波長域が異なっている。それにも拘らず、反射部の位相差層は各色で同一の特性であるため、表示色が異なる画素の全てに最適な設計を採用することは難しいという点である。
【０００８】
具体的には、緑の波長域の中心波長、例えば約５５０ｎｍで四分の一波長（λ／４）の位相差が得られる四分の一波長板を用いる場合、仮に、この四分の一波長板の屈折率異方性、すなわち複屈折率Δｎが可視光域内の全ての波長についてほぼ等しいとしても、中心波長が例えば約４５０ｎｍの青の波長域では、λ／４よりも大きな位相差が得られる。そして、中心波長が例えば約６３０ｎｍの赤の波長域では、λ／４よりも小さな位相差が得られる。実際には、多くの光学材料において、複屈折率は可視光領域の短波長側、すなわち青の波長域で大きく、長波長側、すなわち赤の波長域で小さくなるため、この問題はしばしばより深刻になる。
【０００９】
また、特許文献２には、液晶セルに位相差フィルムを貼り付ける代わりに、液晶セルの内部に位相差層を設置することが記載されている。当該位相差層の膜厚を赤色・緑色・青色パターンごとに変えることで、各色パターンに適した位相差量が得られる。その手段は、位相差層の下地となるカラーフィルタ層を赤色・緑色・青色パターン層ごとに異なる膜厚で形成しておき、続いて塗工する位相差層の膜厚が結果的に各色によって異なるようにするというものである。これにより、各色によって要求の異なる位相差値に対してそれぞれ最適化された位相差層を得ることができる。
【００１０】
しかしながら特許文献２の方法では、カラーフィルタ層の膜厚をパターン層の色ごとに変える必要があるのに加え、カラーフィルタの設計に制約が生じる。それは、上記したように、半透過型液晶表示装置の各画素では、反射表示部の着色層は透過表示部の着色層と比較してより高い透過率が求められることに起因する。以下にその理由を、反射表示部と透過表示部のカラーフィルタの構成を挙げながら説明する。
【００１１】
このような透過率の相違は、例えば、透過表示部の着色層と反射表示部の着色層とに異なる材料を使用することにより生じさせることができる。この場合には、例えば、透過表示部用の赤、緑および青色着色層と、反射表示部用の赤、緑および青色着色層とを形成しなければならない。すなわち、この方法を採用した場合、カラーフィルタ層の形成工程が複雑になる。しかも、カラーフィルタ層の形成には、より多数の材料が必要とされる。
【００１２】
あるいは、各画素の透過表示部の着色層と反射表示部の着色層とに同一の材料を使用し、透過表示部の着色層を反射表示部の着色層と比較してより厚くすることによって、上述したような透過率の相違を生じさせることも可能である。しかしながら、透過表示部における着色層の厚さと反射表示部における着色層の厚さとの双方を厳密に制御することは、均一な厚さを有している着色層の厚さを厳密に制御することと比較して遥かに困難である。
【００１３】
なお、上述したような透過率の相違は、各画素において、反射表示部にも透過表示部と同様の着色層を用い、反射表示部には当該着色層の一部に貫通孔を設ける構成を採用することによっても生じさせることができる。
【００１４】
しかしながら特許文献２の方法を用いようとすると、反射表示部の着色層に貫通孔を設ける構成を採用することができない。反射表示部においては、位相差層は、各色ごとに透過光の波長が異なることを前提としており、それに合わせて位相差値が設定されている。着色層が存在しない貫通孔部分では、白色光がそのまま通過してしまうため、各色に合わせて位相差値が調整されているがゆえに、反射表示でのコントラストがかえって低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００４−４４９４号公報
【特許文献２】特開２００５−０２４９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、簡略化された方法で製造可能であり、優れた表示性能を有する半透過型液晶表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１側面によると、光透過性の平面体上に固体化液晶層を形成することを含み、前記固体化液晶層の形成は、
前記平面体上に、光重合性または光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが配向構造をなしている液晶材料層を形成する成膜工程と、
前記液晶材料層の第１領域および第２領域に光を照射する第１の露光工程と、
第１の露光工程後の前記液晶材料層の第３領域および前記第２領域に、前記第１の露光工程より強い露光効果が得られる条件で光を照射する第２の露光工程と、
第２の露光工程後の前記液晶材料層を、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが等方相を呈する温度に加熱して、少なくとも前記第１領域および前記第２領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させる現像工程と、
前記配向の程度を低下させたまま、前記液晶材料層の未反応の前記サーモトロピック液晶化合物を重合および／または架橋させ、所定の複屈折率を有する第３領域と、前記第３領域より小さく、かつ互いに異なる複屈折率を有する第１領域および第２領域とを得る定着工程と、
を具備することを特徴とする位相差基板の製造方法が提供される。
【００１８】
本発明の第２側面によると、光透過性の平面体上にカラーフィルタ層および固体化液晶層を形成することを含み、
前記カラーフィルタ層は、第１の着色層よりなる第１着色部および前記第１着色部に隣接し着色層のない第１非着色部を含む第１着色画素と、第２の着色層よりなる第２着色部および前記第２着色部に隣接し着色層のない第２非着色部を含む第２着色画素と、第３の着色層よりなる第３着色部および前記第３着色部に隣接し着色層のない第３非着色部を含む第３着色画素とを有し、
前記固体化液晶層の形成は、
前記平面体上に、光重合性または光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが配向構造をなしている液晶材料層を形成する成膜工程と、
前記液晶材料層のうち、前記第１着色部の少なくとも一部に向き合う第１領域と、前記第１非着色部に向き合う第１サブ領域、前記第２着色部の少なくとも一部および前記第２非着色部に向き合う第２サブ領域、ならびに前記第３非着色部に向き合う第３サブ領域よりなる第２領域とに光を照射する第１の露光工程と、
第１の露光工程後の前記液晶材料層のうち、前記第３着色部の少なくとも一部に向き合う第３領域と、前記第２領域とに、前記第１の露光工程より強い露光効果が得られる条件で光を照射する第２の露光工程と、
第２の露光工程後の前記液晶材料層を、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが等方相を呈する温度に加熱して、少なくとも前記第１領域および前記第２領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させる現像工程と、
前記配向の程度を低下させたまま、前記液晶材料層の未反応の前記サーモトロピック液晶化合物を重合および／または架橋させ、所定の複屈折率を有する第３領域と、前記第３領域より小さく、かつ互いに異なる複屈折率を有する第１領域および第２領域とを得る定着工程と
を具備することを特徴とする位相差基板の製造方法が提供される。
【００１９】
本発明の第３側面によると、光透過性の平面体上にカラーフィルタ層および固体化液晶層を形成することを含み、
前記カラーフィルタ層は、第１の着色層よりなる第１着色部および前記第１着色部に隣接し着色層のない第１非着色部を含む第１着色画素と、第２の着色層よりなる第２着色部を含む第２着色画素と、第３の着色層よりなる第３着色部および前記第３着色部に隣接し着色層のない第３非着色部を含む第３着色画素と、前記第２着色画素に隣接して主として前記第２の着色層と同一の波長の光を透過し、前記第２の着色層より透過率の高い第４の着色層よりなる第４着色部を含む第４着色画素とを有し、
前記固体化液晶層の形成は、
前記平面体上に、光重合性または光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが配向構造をなしている液晶材料層を形成する成膜工程と、
前記液晶材料層のうち、前記第１着色部の少なくとも一部に向き合う第１領域と、前記第１非着色部に向き合う第１サブ領域、前記第４着色部に向き合う第２サブ領域、および前記第３非着色部に向き合う第３サブ領域よりなる第２領域とに光を照射する第１の露光工程と、
第１の露光工程後の前記液晶材料層のうち、前記第３着色部の少なくとも一部に向き合う第３領域と、前記第２領域とに、前記第１の露光工程より強い露光効果が得られる条件で光を照射する第２の露光工程と、
第２の露光工程後の前記液晶材料層を、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが等方相を呈する温度に加熱して、少なくとも前記第１領域および前記第２領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させる現像工程と、
前記配向の程度を低下させたまま、前記液晶材料層の未反応の前記サーモトロピック液晶化合物を重合および／または架橋させ、所定の複屈折率を有する第３領域と、前記第３領域より小さく、かつ互いに異なる複屈折率を有する第１領域および第２領域とを得る定着工程と
を具備することを特徴とする位相差基板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、簡略化された方法で製造可能であり、優れた表示性能を有する半透過型液晶表示装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図。
【図２】図１に示す液晶表示装置のII−II線に沿った断面図。
【図３】図１に示す液晶表示装置のIII−III線に沿った断面図。
【図４】図１に示す液晶表示装置のIV−IV線に沿った断面図。
【図５】図１に示す液晶表示装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図。
【図６】カラーフィルタ層の一例を概略的に示す平面図。
【図７】カラーフィルタ層の他の例を概略的に示す平面図。
【図８】固体化液晶層を概略的に示す平面図。
【図９】一変形例に係る液晶表示装置を概略的に示す断面図。
【図１０】照射時間と位相差との関係を説明する概念図。
【図１１】照射時間と位相差との関係を説明する概念図。
【図１２】照射時間と位相差との関係を説明する概念図。
【図１３】フォトマスクの一例を示す概略図。
【図１４】フォトマスクが配置された液晶材料層を示す斜視図。
【図１５】第１の露光工程におけるフォトマスクと液晶材料層との関係を示す平面図。
【図１６】第２の露光工程におけるフォトマスクと液晶材料層との関係を示す平面図。
【図１７】第２の露光工程後の液晶材料層の状態を示す概略図。
【図１８】定着工程後の固体化液晶層の状態を示す概略図。
【図１９】光学計算に用いた偏光板の分光透過率を示すグラフ図。
【図２０】光学計算に用いた偏光板の分光透過率を示すグラフ図。
【図２１】光学計算に用いた偏光板の分光透過率を示すグラフ図。
【図２２】光学計算に用いたカラーフィルタの分光透過率を示すグラフ図。
【図２３】光学計算に用いたカラーフィルタの分光透過率を示すグラフ図。
【図２４】光学計算に用いたカラーフィルタの分光透過率を示すグラフ図。
【図２５】光学計算に用いたカラーフィルタの分光透過率を示すグラフ図。
【図２６】光学計算に用いた位相差層の平均屈折率を示すグラフ図。
【図２７】光学計算に用いた位相差層の複屈折率を示すグラフ図。
【図２８】シミュレーションＮｏ．１における反射率を示すグラフ図。
【図２９】シミュレーションＮｏ．２における反射率を示すグラフ図。
【図３０】シミュレーションＮｏ．３における反射率を示すグラフ図。
【図３１】シミュレーションＮｏ．４における反射率を示すグラフ図。
【図３２】シミュレーションＮｏ．５における反射率を示すグラフ図。
【図３３】シミュレーションＮｏ．６における反射率を示すグラフ図。
【図３４】シミュレーションＮｏ．７における反射率を示すグラフ図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様または類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２３】
図１は、本発明の一態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示す液晶表示装置のII−II線に沿った断面図である。図３は、図１に示す液晶表示装置のIII−III線に沿った断面図である。図４は、図１に示す液晶表示装置のIV−IV線に沿った断面図である。図５は、図１に示す液晶表示装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図６は、図１に示す液晶表示装置が含み得るカラーフィルタ層の一例を概略的に示す平面図であり、図７は、本発明の他の態様に係る液晶表示装置が含み得るカラーフィルタ層の一例を概略的に示す平面図である。図８は、図１乃至図５に示す液晶表示装置が含んでいる固体化液晶層を概略的に示す平面図である。
【００２４】
図１乃至図５に示す液晶表示装置は、アクティブマトリクス駆動方式を採用した半透過型液晶表示装置である。この液晶表示装置は、アレイ基板１０と対向基板２０と液晶層３０と一対の偏光板（図示せず）とバックライト（図示せず）とを含んでいる。
【００２５】
アレイ基板１０は、平面体１１０を含んでいる。平面体１１０は、平面を有する光透過性部材であり、例えばガラス板または樹脂板などである。
【００２６】
平面体１１０の一方の主面上には、画素回路（図示せず）と走査線（図示せず）と信号線（図示せず）と画素電極とが形成されている。
【００２７】
画素回路は、各々が薄膜トランジスタなどのスイッチング素子を含んでいる。画素回路は、平面体１１０上でマトリクス状に配列している。
【００２８】
走査線は、画素回路の行に対応して配列している。各画素回路の動作は、走査線から供給される走査信号によって制御される。
【００２９】
信号線は、画素回路の列に対応して配列している。各画素電極は、画素回路を介して信号線に接続されている。
【００３０】
各画素電極は、互いに電気的に接続された透明電極１５０Ｔと反射電極１５０Ｒとを含んでいる。透明電極１５０Ｔは、反射電極１５０Ｒと向き合っていない非重複部を含んでいる。各画素のうち、この非重複部に対応した部分が透過表示用領域であり、反射電極１５０Ｒに対応した部分が反射表示用領域である。
【００３１】
透明電極１５０Ｔは、透明導電体からなる。透明導電体としては、例えば、インジウム錫酸化物および錫酸化物などの透明導電性酸化物を使用することができる。
【００３２】
反射電極１５０Ｒは、金属または合金からなる。金属または合金としては、例えば、アルミニウム、銀またはそれらの合金を使用することができる。
【００３３】
反射電極１５０Ｒは、透明電極１５０Ｔ上に形成されている。これにより、反射電極１５０Ｒと透明電極１５０Ｔとを電気的に接続している。その代わりに、反射電極１５０Ｒ上に透明電極１５０Ｔを形成してもよい。あるいは、他の導電体を介して、反射電極１５０Ｒと透明電極１５０Ｔとを電気的に接続してもよい。
【００３４】
画素電極は、配向膜１６０で被覆されている。配向膜１６０は、例えば垂直配向膜である。配向膜１６０の材料としては、例えば、ポリイミドなどの透明樹脂層を使用することができる。
【００３５】
対向基板２０は、平面体２１０を含んでいる。平面体２１０は、配向膜１６０と向き合っている。平面体２１０は、ガラス板または樹脂板などの光透過性の平面体である。
【００３６】
平面体２１０の配向膜１６０との対向面には、固体化液晶層２３０とカラーフィルタ層２２０と対向電極２５０と配向膜２６０とがこの順に形成されている。
【００３７】
カラーフィルタ層２２０は、平面体２１０の一方の主面上で配列した複数の単位領域を含んでいる。各単位領域は、先の主面上で配列した第１乃至第３着色画素を含んでいる。カラーフィルタ層２２０には、複数の貫通孔２７０が設けられている。貫通孔２７０は、それぞれ複数の貫通孔２７１乃至２７３を含んでいる。
【００３８】
第１着色画素は、一部の透明電極１５０Ｔと向き合っている。第１着色画素は、Ｙ方向に各々が延び、Ｘ方向に配列した複数の帯状パターンを形成している。なお、Ｘ方向およびＹ方向は、平面体２１０の上記主面に平行であり且つ互いに交差する方向である。また、Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向である。
【００３９】
第１着色画素は、図６に示されるように、第１着色部２２１と貫通孔２７１としての第１非着色部とを含んでいる。
【００４０】
第１着色部２２１は、第１着色画素が向き合っている透明電極１５０Ｔのうち反射電極１５０Ｒから露出している部分と、第１着色画素が向き合っている反射電極１５０Ｒの一部とに対応した位置に設けられている。第１非着色部は、第１着色画素が向き合っている反射電極１５０Ｒの残りの部分に対応した位置に設けられている。
【００４１】
第２着色画素は、他の一部の透明電極１５０Ｔと向き合っている。第２着色画素は、Ｙ方向に各々が延び、Ｘ方向に配列した複数の帯状パターンを形成している。第２着色画素は、図６に示されるように、第２着色部２２２と貫通孔２７２としての第２非着色部とを含んでいる。第２着色部２２２は、第２着色画素が向き合っている透明電極１５０Ｔのうち反射電極１５０Ｒから露出している部分と、第２着色画素が向き合っている反射電極１５０Ｒの一部とに対応した位置に設けられている。第２非着色部は、第２着色画素が向き合っている反射電極１５０Ｒの残りの部分に対応した位置に設けられている。
【００４２】
あるいは、図７に示されるように、第２着色画素が向き合っている反射電極１５０Ｒに対応した部分全体を、第４着色部２２４としてもよい。この場合、第２着色部２２２は、第２着色画素が向き合っている透明電極１５０Ｔのうち反射電極１５０Ｒから露出している部分のみに設けられることになる。
【００４３】
なお、図４は、第４着色部２２４を含むカラーフィルタ層が用いられた液晶表示装置のIV−IV線に沿った断面図であり、図５は、同様のカラーフィルタ層が用いられた液晶表示装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【００４４】
着色部２２２および２２４の各々が主として透過させる光の波長は、白色光を照射したときに着色部２２１と比較してより長く、かつ着色部２２３と比較してより短い。そして、着色部２２４は、着色部２２２と比較して透過率がより大きい。例えば、白色光を照射したときに着色部２２２および２２４の各々が主として透過させる光の波長は、白色光を照射したときに着色部２２１および２２３が主として透過させる光の波長と比較して５５０ｎｍにより近い。ここでは、一例として、第１着色部２２１は青色着色層であり、着色部２２２および２２４の各々は緑色着色層であるとする。
【００４５】
第３着色画素は、さらに他の一部の透明電極１５０Ｔと向き合っている。第３着色画素は、Ｙ方向に各々が延び、Ｘ方向に配列した複数の帯状パターンを形成している。
【００４６】
第３着色画素は、図６に示されるように、第３着色部２２３と貫通孔２７３としての第３非着色部とを含んでいる。
【００４７】
第３着色部２２３が主として透過させる光は、白色光を照射したときに第２着色部２２２と比較して、波長がより長い。ここでは、第３着色部２２３は赤色着色層であるとする。
【００４８】
第３着色部２２３は、第３着色画素が向き合っている透明電極１５０Ｔのうち反射電極１５０Ｒから露出している部分と、第３着色画素が向き合っている反射電極１５０Ｒの一部とに対応した位置に設けられている。第３非着色部は、第３着色画素が向き合っている反射電極１５０Ｒの残りの部分に対応した位置に設けられている。
【００４９】
なお、ここでは、独立した貫通孔２７１乃至２７３を、それぞれ第１乃至第３非着色部としているが、これに限定されない。第１乃至第３着色画素にまたがってＸ方向に各々が延びた貫通孔としてもよい。具体的には、第１乃至第３着色画素にまたがった帯状の貫通孔を形成して、そのうち第１着色画素に対応する箇所を第１非着色部、第２着色画素に対応する箇所を第２非着色部、および第２着色画素に対応する箇所を第３非着色部とする。あるいは、第１乃至第３非着色部の少なくとも一つを、複数の貫通孔で構成することもできる。
【００５０】
また、貫通孔２７０は、透明材料で埋め込んでもよい。例えば、カラーフィルタ層２２０の全面を透明材料からなる平坦化層で被覆し、これにより、貫通孔２７０を透明材料で埋め込んでもよい。この透明材料としては、例えば、光学的に等方性の透明樹脂を使用する。
【００５１】
第１着色画素が形成している帯状パターンと、第２着色画素が形成している帯状パターンと、第３着色画素が形成している帯状パターンとは、Ｘ方向に隣り合っている。すなわち、第１乃至第３着色画素は、ストライプ配列を形成している。第１乃至第３着色画素は、他の配列を形成していてもよい。例えば、第１乃至第３着色画素は、正方配列またはデルタ配列を形成していてもよい。図示する例においては、第１着色画素と第２着色画素との間、第２着色画素と第３着色画素との間、および第３着色画素と第１着色画素との間にはブラックマトリックスＢＭが設けられているが、必ずしも必須ではない。
【００５２】
固体化液晶層２３０は、位相差層である。固体化液晶層２３０は、平面体２１０とカラーフィルタ層２２０との間に介在している。固体化液晶層２３０は、その全体が同一材料から形成されている。固体化液晶層２３０は、サーモトロピック液晶化合物または組成物を重合および／または架橋により反応させてなる。固体化液晶層２３０は、典型的には厚さがほぼ等しい連続膜である。
【００５３】
固体化液晶層２３０と平面体２１０との間には、配向膜が介在していてもよい。この配向膜としては、例えば、全面にラビング処理および光配向処理などの配向処理を一様に施した樹脂層を使用することができる。樹脂層としては、例えばポリイミド層を使用することができる。
【００５４】
固体化液晶層２３０は、図８に示されるように領域２３１Ｔ、２３２Ｔおよび２３３Ｔと、領域２３１Ｒ、２３２Ｒおよび２３３Ｒとを含んでいる。こうした領域の各々は、固体化液晶層２３０の一方の主面から他方の主面に及ぶ領域であり、Ｚ方向に垂直な方向に隣り合っている。領域２３２Ｒは、領域２３２Ｒａ、２３２Ｒｂおよび２３２Ｒｃを合わせた領域である。
【００５５】
領域２３１Ｔは、固体化液晶層２３０のうち、第１着色画素の一部に対応した領域である。領域２３１Ｒは、固体化液晶層２３０のうち、第１着色画素の他の一部に対応した領域である。具体的には、領域２３１Ｔは、第１着色部２２１のうち反射電極１５０Ｒと向き合っていない部分に対応した第１着色画素の透過表示用領域である。そして、領域２３１Ｒは、第１着色部２２１のうち反射電極１５０Ｒと向き合った部分に対応した領域である。すなわち、領域２３１Ｒは、第１着色画素の反射表示用領域のうち第１着色部２２１に重なる部分である。
【００５６】
領域２３２Ｔは、固体化液晶層２３０のうち、第２着色画素の一部に対応した領域である。領域２３２Ｒは、固体化液晶層２３０のうち、第２着色画素の残部と、第１着色画素の一部および第３着色画素の一部とに対応した領域である。具体的には、領域２３２Ｔは、第２着色部２２２のうち反射電極１５０Ｒと向き合っていない部分に対応した、第２着色画素の透過表示用領域である。
【００５７】
領域２３２Ｒは、着色部２２２のうち反射電極１５０Ｒと向き合った部分および貫通孔２７２と、貫通孔２７１と、貫通孔２７３とに対応した領域である。領域２３２Ｒａは、貫通孔２７１に対応した部分であり、第１着色画素の反射表示用領域のうち第１非着色部に重なる。領域２３２Ｒｃは、貫通孔２７３に対応した部分であり、第３着色画素の反射表示用領域のうち第３非着色部に重なる。
【００５８】
領域２３２Ｒのうち、領域２３２Ｒｂは、第２着色画素の反射表示用領域であるが、カラーフィルタ層の構成によって対応する領域が変わる。図６に示したように第２着色部２２２に貫通孔２７２が設けられている場合には、領域２３２Ｒｂは、第２着色部２２２のうち反射電極１５０Ｒと向き合った部分および貫通孔２７２に対応する。一方、図７に示したように第４着色部２２４が設けられている場合には、領域２３２Ｒｂは、この第４着色部２２４に対応する。
【００５９】
領域２３３Ｔは、固体化液晶層２３０のうち、第３着色画素の一部に対応した領域である。領域２３３Ｒは、固体化液晶層２３０のうち、第３着色画素の他の一部に対応した領域である。具体的には、領域２３３Ｔは、第３着色部２２３のうち反射電極１５０Ｒと向き合っていない部分に対応した第３着色画素の透過表示用領域である。そして、領域２３３Ｒは、第３着色部２２３のうち反射電極１５０Ｒと向き合った部分に対応した領域である。すなわち、領域２３３Ｒは、第３着色画素の反射表示用領域のうち第３着色部２２３に重なる部分である。
【００６０】
領域２３１Ｔ、２３２Ｔ、および２３３Ｔの各々は、例えば、光学的に等方性であるか、または、領域２３１Ｒ、２３２Ｒ、および２３３Ｒと比較して複屈折率がより小さい。領域２３１Ｔ乃至２３３Ｔは、複屈折率が互いに等しくてもよく、互いに異なっていてもよい。ここでは、一例として、領域２３１Ｔ乃至２３３Ｔの各々は、光学的に等方性であるとする。
【００６１】
ここで、ある領域の「複屈折率」は、その領域の位相差を厚みで除した値を意味する。複屈折率は、その領域の全体にわたって一定であってもよく、Ｚ方向に沿って変化していてもよい。例えば、ある領域においては、下面付近で複屈折率がより高く、上面付近で複屈折率がより低くてもよい。この場合、「複屈折率」は、その領域の複屈折率の厚さ方向についての平均を示す。
【００６２】
上述したように、固体化液晶層２３０は、第１領域２３１Ｒ、第２領域２３２Ｒ、および第３領域２３３Ｒを含み、これらの領域は反射表示用領域である。第２領域２３２Ｒは、第１サブ領域２３２Ｒａ、第２サブ領域２３２Ｒｂ、および第３サブ領域２３２Ｒｃの３つの領域により構成される。図８に示されるように、第１サブ領域２３２Ｒａは第１領域２３１Ｒに接し、第３サブ領域２３２Ｒｃは第３領域２３３Ｒに接している。
【００６３】
領域２３１Ｒ、２３２Ｒ、および２３３Ｒは、互いに複屈折率が異なる。例えば、第２領域２３２Ｒの複屈折率は、第１領域２３１Ｒの複屈折率より高く、第３領域２３３Ｒの複屈折率より低い。なお、典型的には、第１サブ領域２３２Ｒａ、第２サブ領域２３２Ｒｂ、および第３サブ領域２３２Ｒｃの複屈折率は同一である。
【００６４】
本明細書において「複屈折率が同一」とは、所定の複屈折率から±０．０１の範囲内にあることを意味する。これは、第１サブ領域、第２サブ領域、および第３サブ領域の場合のみならず、他の領域においても同様である。例えば、多数の第１着色画素に対応した多数の反射表示用領域２３１Ｒは、平均で０．１００の複屈折率を有しており、ある特定の第１着色画素に対応した領域２３１Ｒは０．１１０の複屈折率を有し、他の特定の第１着色画素に対応した領域２３１Ｒは０．０９０の複屈折率を有している、などとなっていてもよい。
【００６５】
固体化液晶層２３０において、第１領域２３１Ｒと第１サブ領域２３２Ｒａとの境界部の複屈折率は、第１領域２３１Ｒの複屈折率と第１サブ領域２３２Ｒａの複屈折率との間の値のみである。また、第３領域２３３Ｒと第３サブ領域２３２Ｒｃとの境界部の複屈折率は、第３領域２３３Ｒの複屈折率と第３サブ領域２３２Ｒｃの複屈折率との間の値のみである。言い換えると、第１領域２３１Ｒと第１サブ領域２３２Ｒａとの境界部は、第１領域２３１Ｒと第１サブ領域２３２Ｒａとの間の複屈折率のみを有し、第３領域２３３Ｒと第３サブ領域２３２Ｒｃとの境界部は、第３領域２３３Ｒと第３サブ領域２３２Ｒｃの間の複屈折率のみを有する。
【００６６】
ここで、「間の複屈折率」とは、当該境界部の複屈折率の値が、両領域のうち複屈折率が高い領域の値以下であって複屈折率が低い領域の値以上であることを意味する。例えば、第１領域２３１Ｒの平均複屈折率が０．１００であって第１サブ領域２３２Ｒａの平均複屈折率が０．１５０の場合、次のように説明される。上述したとおり第１領域２３１Ｒの複屈折率は０．０９０から０．１１０まで含まれ、第１サブ領域２３２Ｒａの複屈折率は０．１４０から０．１６０までが含まれる。したがって、第１領域２３１Ｒと第１サブ領域２３２Ｒａとの境界部の複屈折率は、０．０９０以上０．１６０以下のみの値をとる。第３領域２３３Ｒと第３サブ領域２３２Ｒｃとの境界部についても同様である。
【００６７】
ここでは、一例として、領域２３１Ｒ、２３２Ｒおよび２３３Ｒは一軸性であり、それらの遅相軸はＸ方向およびＹ方向に４５°の角度をなしているとする。加えて、ここでは、第１領域２３１Ｒの位相差は第１着色部２２１が透過させる青色光の波長の１／４であり、第２領域２３２Ｒｂの位相差は第２着色部２２２または２２４が透過させる緑色光の波長の１／４であり、第３領域２３３Ｒの位相差は第３着色部２２３が透過させる赤色光の中心波長の１／４であるとする。
【００６８】
対向電極２５０は、カラーフィルタ層２２０上に形成されている。対向電極２５０は、表示領域の全体にわたって広がった連続膜である。対向電極２５０は、例えば、上述した透明導電体からなる。
【００６９】
配向膜２６０は、対向電極２５０を被覆している。配向膜２６０は、例えば垂直配向膜である。配向膜２６０の材料としては、例えば、ポリイミドなどの透明樹脂層を使用することができる。
【００７０】
なお、平面体２１０には、カラーフィルタ層２２０と固体化液晶層２３０に追加して、他の構成要素が形成されていてもよい。例えば、平面体２１０には、対向電極２５０がさらに形成されていてもよい。あるいは、平面体２１０には、ブラックマトリクスがさらに形成されていてもよい。
【００７１】
アレイ基板１０と対向基板２０とは、枠形状の接着剤層（図示せず）を介して貼り合わされている。アレイ基板１０と対向基板２０と接着剤層とは、中空構造を形成している。
【００７２】
液晶層３０は、液晶化合物または液晶組成物からなる。この液晶化合物または液晶組成物は、流動性を有しており、アレイ基板１０と対向基板２０と接着剤層とに囲まれた空間を満たしている。アレイ基板１０と対向基板２０と接着剤層と液晶層３０とは、液晶セルを形成している。
【００７３】
ここでは、一例として、液晶層３０が含んでいる液晶化合物は、棒状のメソゲンを含んだ誘電率異方性が負の液晶分子であり、電圧無印加時に液晶分子のメソゲンがＺ方向にほぼ平行に配向しているとする。また、電圧印加時には、液晶分子のメソゲンは、Ｘ方向およびＹ方向に４５°の角度をなす方向にＺ方向から傾くか、またはＸ方向またはＹ方向に４５°の角度をなす方向にほぼ平行に配向しているとする。
【００７４】
偏光板は、液晶セルの両主面に貼り付けられている。ここでは、一例として、これら偏光板は、直線偏光板であり、それらの透過軸が直交し、そのうちいずれか一方はＸ方向に対して平行に、他方はＹ方向に対して平行になるように配置されているとする。
【００７５】
バックライトは、偏光板を間に挟んでアレイ基板１０と向き合っている。バックライトは、例えば、液晶セルに向けて白色光を照射する。
【００７６】
この液晶表示装置では、領域２３１Ｒ、２３２Ｒ，および２３３Ｒの各々の位相差を任意に設定可能である。したがって、主としてより波長の短い光を透過する色の画素には、それに対応したより低い位相差とし、主としてより波長の長い光を透過する色の画素には、それに対応したより高い位相差とする。
【００７７】
例えば、白色光を照射した際に第１着色部２２１が主として透過させる光と波長がほぼ等しい光に対する四分の一波長板としての役割を、第１領域２３１Ｒに担わせることができる。第２領域のうちの領域２３２Ｒｂには、白色光を照射したときに第２着色部２２２および／または第４着色部２２４が主として透過させる光と波長がほぼ等しい光に対する四分の一波長板としての役割を担わせることができる。加えて、第３領域２３３Ｒには、白色光を照射したときに第３着色部２２３が主として透過させる光と波長がほぼ等しい光に対する四分の一波長板としての役割を担わせることができる。それゆえ、例えば、全ての反射表示用領域において、最適な光学補償を達成することができる。
【００７８】
また、この液晶表示装置では、領域２３１Ｔ、２３２Ｔおよび２３３Ｔを、例えば光学的に等方性とすることができる。それゆえ、固体化液晶層２３０を設けることに起因して、透過表示により達成されるコントラスト比が低下することはない。
【００７９】
さらに、この液晶表示装置では、貫通孔２７０を設けることにより、第１着色画素・第２着色画素・第３着色画素ともに、それぞれ反射表示用領域における平均的な透過率を透過表示用領域の透過率より高くしている。このような構成を採用した場合、全ての画素において透過表示用領域の着色部と反射表示用領域の着色部とに異なる材料を使用した場合と比較して、より少ない材料を用いて、より簡略化された工程でカラーフィルタ層を形成することができる。
【００８０】
また、第２着色画素は透過する光の波長が可視光の中央付近に位置することから、視感度が高い。反射表示用領域に透過表示用領域と異なる材料を用いれば、高透過率の設計とすることができる。これに対して、反射表示用領域に透過表示用領域と同一の材料を使用すると、着色部の明るさが大きく低下してしまう。透過表示用領域と同一の材料を反射表示用領域に用いて明るさを確保しようとすると、第２着色画素には、第１着色画素や第３着色画素と比較して、より大きな貫通孔を設ける必要がある。図６に示されるように、第２着色画素に設けられた貫通孔２７２は、第１着色画素に設けられた貫通孔２７１および第３着色画素に設けられた貫通孔２７３より大きい。
【００８１】
この液晶表示装置では、第２着色画素には、貫通孔を設ける代わりに、当該第２着色画素が向き合っている反射電極１５０Ｒに対応した部分全体を着色部２２４としてもよい。この場合には、第２着色画素に貫通孔を設けた場合と比較して、より高い画質を達成できる。
【００８２】
加えて、この液晶表示装置は、カラーフィルタ層２２０に貫通孔２７０を設けたことに起因したコントラスト比の低下が小さい。例えば、黒色画像を表示する際に、貫通孔２７０の位置で光漏れを生じるのは避けられない。貫通孔２７０の位置から漏れる光の視感度が高い場合、この光漏れがコントラスト比を無視できない程度に低下させるおそれがある。
【００８３】
この液晶表示装置では、固体化液晶層２３０の貫通孔２７０に対応した領域において、白色光のうち視感度が最も高い光、例えば波長５５０ｎｍの光に対する四分の一波長板としての役割を担わせることができる。これにより、黒色画像を表示する際に貫通孔２７０の位置から漏れる光は、主に赤色光および青色光とすることができる。赤色光および青色光は、緑色光と比較して視感度が遥かに低い。したがって、この液晶表示装置は、カラーフィルタ層２２０に貫通孔２７０を設けたことに起因したコントラスト比の低下が小さい。
【００８４】
このように、上述した半透過型液晶表示装置は、簡略化された方法で製造可能であり、優れた表示性能を達成する。
【００８５】
この液晶表示装置には、様々な変形が可能である。
【００８６】
図９は、一変形例に係る液晶表示装置を概略的に示す断面図である。
【００８７】
この液晶表示装置は、カラーフィルタ層２２０が平面体２１０と固体化液晶層２３０との間に介在していること以外は、図１乃至図８を参照しながら説明した液晶表示装置と同様である。
【００８８】
なお、この構造を採用した場合、固体化液晶層２３０は、カラーフィルタ層２２０上に形成することとなる。カラーフィルタ層２２０には、上述したとおり貫通孔２７０が設けられている。そのため、固体化液晶層２３０をほぼ均一な厚さに形成することが難しいことがある。
【００８９】
このような場合、貫通孔２７０を透明材料で埋め込み、これにより得られる平坦面上に固体化液晶層２３０を形成してもよい。例えば、カラーフィルタ層２２０の全面を透明材料からなる平坦化層で被覆し、この平坦化層上に固体化液晶層２３０を形成してもよい。この透明材料としては、例えば、光学的に等方性の透明樹脂を使用する。
【００９０】
また例えば、カラーフィルタ層２２０を平面体１１０側に設けてもよい。すなわち、アレイ基板１０にカラーフィルタの機能を付与してもよい。
【００９１】
さらにまた、固体化液晶層２３０を平面体１１０側に設けてもよい。すなわち、アレイ基板１０に光学補償の機能を付与してもよい。
【００９２】
上述したように本実施形態の位相差基板における固体化液晶層２３０は、領域ごとに異なる複屈折率を有するものである。固体化液晶層の複屈折率を領域ごとに異ならせるには、例えば特許第４２０１０５４号や特許第４３２５７４０号に記載の方法を適用することができる。こうした方法においては、サーモトロピック液晶化合物が配向構造をなしている薄膜を形成し、領域ごとに異なる照射量となるように光照射を行なう。理論的には、従来の方法によって複屈折率の異なる領域を得ることができる。
【００９３】
しかしながら、上述したような第１領域２３１Ｒとこれに接した第１サブ領域２３２Ｒａとを含む固体化液晶層は、従来の方法で得ることは困難である。実際には、第１領域２３１Ｒと、第１サブ領域２３２Ｒａを含む第２の領域２３２とに対し、それぞれ正確な位置に光を照射するのは困難である。２つの領域の照射位置には、ずれが生じることが避けられない。こうして光が照射された第１領域２３１Ｒと第１サブ領域２３２Ｒａの境界部には、光の照射が複数回行なわれた部位とともに、光の照射が一度も行なわれない部位が発生する。
【００９４】
特に光の照射が一度もなされなかった部位は、その後の工程を経て、光学的に等方性、すなわち複屈折率がなく位相差がゼロとなってしまう。位相差がゼロの領域が発生すると、第１領域２３１Ｒと、これに接した第１サブ領域２３２Ｒａとを含む固体化液晶層は得られない。
【００９５】
従来の方法で本実施形態の位相差基板を得ようとすると、以下のような点でも困難である。所定の領域に光の照射を行なう際、一般的にはフォトマスクを使用して露光が行なわれる。複数の領域に、それぞれ異なる条件で露光を行なう場合には、１枚のフォトマスクを使用して基板とフォトマスクの位置関係をずらしつつ、複数回の光照射を行なうのが簡便である。
【００９６】
しかしながら、本実施形態の位相差基板においては、固体化液晶層に設けられる領域の形状は必ずしも均一ではない。図８に示したように、第１領域２３１Ｒと第２の領域２３２Ｒとでは形状が異なり、第３領域２３３Ｒと第２領域２３２Ｒとでも形状が異なっている。形状の異なる領域に光照射が行なわれるので、前述のようなフォトマスクをずらす方法は採用できない。フォトマスクを使用した露光により本実施形態の位相差基板を得ようとするには、光透過孔の形状が異なるフォトマスクを少なくとも２種類用意して、それを交換しながら光照射を実施しなければならない。
【００９７】
固体化液晶層においては、所望されない領域の位相差がゼロとなることは避けられるべきである。しかも、複屈折率の異なる複数の領域を固体化液晶層に形成する際には、簡便な方法を採用することが望まれる。
【００９８】
本発明者らは鋭意検討した結果、次のような知見を得て、これを可能としたものである。すなわち、固体化液晶層を形成するにあたって、予め露光（第１の露光）が行なわれた領域に対して、追加で露光（第２の露光）を行なった場合、追加露光の初期の段階では、第２の露光のみを行なった領域の複屈折率よりも低い複屈折率が得られるという現象を見出した。
【００９９】
概念図を参照して、この現象について説明する。
【０１００】
図１０に示すように、第１の露光が行なわれた領域の位相差をＰ0とする。第１の露光の後には、このＰ0より大きな位相差Ｐ1が異なる領域で得られるように第２の露光を行なう。同様の条件の第２の露光が、第１の露光が行なわれた領域に対して追加して行なわれた場合には、得られる位相差は、図１０に示されるようにＰ1より大きなＰ2となるものと、従来考えられていた。
【０１０１】
しかしながら、追加露光が行なわれた場合、その初期の段階においては、第１の露光後に第２の露光が追加して行なわれた領域の位相差が、必ずしも大きくならない。図１１に示すようにＰ1より小さなＰ3となることが、本発明者らにより見出された。なお、図１１に示す曲線は、追加露光において見出された現象を概念的に表わしているにすぎない。したがって、横軸における位相差および横軸における照射時間は、必ずしも正確なものでない。
【０１０２】
要するに、第１の露光および第２の露光の条件を適切に設定することによって、位相差の異なる３つの領域を、２回の露光工程で形成することが可能となる。しかも、この場合には、第１の露光工程および第２の露光工程の２つの工程において、同一のフォトマスクを用いることができる。
【０１０３】
なお、図１１に示した位相差の大小関係はＰ1＞Ｐ3＞Ｐ0であるが、これに限定されない。図１２に示すように、Ｐ1＞Ｐ0＞Ｐ3といった関係を得ることも可能である。カラーフィルタ層の画素の配置等の構成に応じて、適切な位相差を設定すればよい。所望の大小関係の位相差が得られるように、第１の露光および第２の露光の条件を適宜設定する。この条件については後述する。
【０１０４】
以下、図１乃至図８を参照しながら説明した液晶表示装置が含んでいる対向基板２０の製造方法について説明する。なお、図９を参照しながら説明した液晶表示装置が含んでいる対向基板２０は、固体化液晶層２３０とカラーフィルタ層２２０との積層順を逆にすること以外は以下の方法とほぼ同様の方法により製造することができる。
【０１０５】
まず、光透過性の平面体２１０を準備する。光透過性の平面体２１０は、典型的には、ガラス板または樹脂板などの光透過性基板である。ガラス板の材料としては、例えば、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラスまたは無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスを使用することができる。樹脂板の材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、環状ポリオレフィン、セルロースエステル、ポリエチレンテレフタラート等を使用することができる。また平面体２１０は、硬質でなくてもよい。例えば、光透過性のフィルム・シート等であってもよい。
【０１０６】
次に、光透過性の平面体２１０上に、例えば以下の方法により固体化液晶層２３０を形成する。
【０１０７】
まず、平面体２１０上に、光重合性または光架橋性のサーモトロピック液晶材料を含んだ液晶材料層を形成する。例えば、メソゲンが平面体２１０の主面に平行な一方向に配向した液晶材料層を形成する。そして、この液晶材料層をパターン露光と熱処理とに供することによって、固体化液晶層２３０を得る。
【０１０８】
液晶材料層は、例えば、平面体２１０上に、サーモトロピック液晶化合物を含んだコーティング液を塗布し、必要に応じて塗膜を乾燥させることにより得られる。液晶材料層では、サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが配向構造を形成している。
【０１０９】
コーティング液は、サーモトロピック液晶化合物に加え、例えば、溶剤、キラル剤、光重合開始剤、熱重合開始剤、増感剤、連鎖移動剤、多官能モノマーおよび／またはオリゴマー、樹脂、界面活性剤、重合禁止剤、貯蔵安定剤および密着向上剤などの成分を、この液晶化合物を含んだ組成物が液晶性を失わない範囲で加えることができる。
【０１１０】
サーモトロピック液晶化合物としては、例えば、アルキルシアノビフェニル、アルコキシビフェニル、アルキルターフェニル、フェニルシクロヘキサン、ビフェニルシクロヘキサン、フェニルビシクロヘキサン、ピリミジン、シクロヘキサンカルボン酸エステル、ハロゲン化シアノフェノールエステル、アルキル安息香酸エステル、アルキルシアノトラン、ジアルコキシトラン、アルキルアルコキシトラン、アルキルシクロヘキシルトラン、アルキルビシクロヘキサン、シクロヘキシルフェニルエチレン、アルキルシクロヘキシルシクロヘキセン、アルキルベンズアルデヒドアジン、アルケニルベンズアルデヒドアジン、フェニルナフタレン、フェニルテトラヒドロナフタレン、フェニルデカヒドロナフタレン、これらの誘導体、またはそれら化合物のアクリレートを使用することができる。
【０１１１】
溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤、またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。
【０１１２】
光重合開始剤としては、例えば、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オンおよび２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オンなどのアセトフェノン系光重合開始剤；ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルおよびベンジルジメチルケタールなどのベンゾイン系光重合開始剤；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノンおよび４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイドなどのベンゾフェノン系光重合開始剤；チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントンおよび２，４−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン系光重合開始剤；２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジンおよび２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジンなどのトリアジン系光重合開始剤；ボレート系光重合開始剤；カルバゾール系光重合開始剤；イミダゾール系光重合開始剤；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。
【０１１３】
増感剤は、例えば、光重合開始剤とともに使用することができる。増感剤としては、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノンおよび４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノンなどの化合物を使用することができる。
【０１１４】
連鎖移動剤としては、例えば多官能チオールを使用することができる。多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物である。多官能チオールとしては、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン、またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。
【０１１５】
多官能モノマーおよび／またはオリゴマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリシクロデカニルメタクリレート、メラミンアクリレート、メラミンメタクリレート、エポキシアクリレートおよびエポキシメタクリレートなどのアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル；アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルメタクリルアミド、アクリロニトリル、またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。
【０１１６】
樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または感光性樹脂を使用することができる。
【０１１７】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリイミド樹脂を使用することができる。
【０１１８】
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂またはフェノール樹脂を使用することができる。
【０１１９】
感光性樹脂としては、例えば、水酸基、カルボキシル基およびアミノ基などの反応性の置換基を有する線状高分子に、イソシアネート基、アルデヒド基およびエポキシ基などの反応性置換基を有するアクリル化合物、メタクリル化合物または桂皮酸を反応させて、アクリロイル基、メタクリロイル基およびスチリル基など光架橋性基を線状高分子に導入した樹脂を使用することができる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物およびα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物などの酸無水物を含む線状高分子を、ヒドロキシアルキルアクリレートおよびヒドロキシアルキルメタクリレートなどの水酸基を有するアクリル化合物またはメタクリル化合物によりハーフエステル化した樹脂も使用することができる。
【０１２０】
界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミンおよびポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートおよびポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩およびそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタインおよびアルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。
【０１２１】
重合禁止剤としては、例えば、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシアニソール、２−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシアニソール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、スチレン化フェノール、スチレン化ｐ−クレゾール、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、テトラキス〔メチレン−３−（３’，５’−ジ−１−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕メタン、オクタデシル ３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニルプロピオネート）、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、２，２’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ（α−メチルシクロヘキシル）−５，５’−ジメチルジフェニルメタン、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）イソシアヌレート、１，３，５−トリス（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾイル）イソシアヌレート、ビス〔２−メチル−４−（３−ｎ−アルキルチオプロピオニルオキシ）−５−ｔ−ブチルフェニル〕スルフィド、１−オキシ−３−メチル−イソプロピルベンゼン、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ノニルフェノール）、アルキル化ビスフェノール、２，５−ジ−ｔ−アミルハイドロキノン、ポリブチル化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−エチルフェノール、２，６−ビス（２’−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチル−５’−メチル−ベンジル）−４−メチルフェノール、１，３，５−トリス（４−ｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２，６−ジメチルベンジル）イソシアヌレート、テレフタロイルージ（２，６−ジメチル−４−ｔ−ブチル−３−ヒドロキシベンジルスルフィド）、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−α−ジメチルアミノ−ｐ−クレゾール、２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−シクロヘキシルフェノール）、トルエチレングリコール−ビス〔３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、ヘキサメチレングリコール−ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン、６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリン）−２，４−ビス（オクチルチオ）−１，３，５−トリアジン、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシナミド）、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル−リン酸ジエチルエステル、２，４−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（２−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、トリス〔β−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒ��ロキシフェニル）プロピオニル−オキシエチル〕イソシアヌレート、２，４，６−トリブチルフェノール、ビス〔３，３−ビス（４’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチルフェニル）−ブチリックアシッド〕グリコールエステル、４−ヒドロキシメチル−２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノールおよびビス（３−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルベンジル）サルファイドなどのフェノール系禁止剤；Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合物およびジアリール−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン系禁止剤；ジラウリル・チオジプロピオネート、ジステアリル・チオジプロピオネートおよび２−メルカプトベンズイミダノールなどの硫黄系禁止剤；ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイトなどのリン系禁止剤；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。
【０１２２】
貯蔵安定剤としては、例えば、ベンジルトリメチルクロライド；ジエチルヒドロキシアミンなどの４級アンモニウムクロライド、乳酸およびシュウ酸などの有機酸；そのメチルエーテル；ｔ−ブチルピロカテコール；テトラエチルホスフィンおよびテトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン；亜リン酸塩；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。
【０１２３】
密着向上剤としては、例えば、シランカップリング剤を使用することができる。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシランおよびビニルトリメトキシシランなどのビニルシラン類；γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリルシラン類およびメタクリルシラン類；β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランおよびγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシシラン類；Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよびＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシラン類；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン；γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン；またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。
【０１２４】
コーティング液の塗布には、例えば、スピンコート法；スリットコート法；凸版印刷、スクリーン印刷、平版印刷、反転印刷およびグラビア印刷などの印刷法；これらの印刷法にオフセット方式を組み合わせた方法；インキジェット法；またはバーコート法を利用することができる。
【０１２５】
液晶材料層は、例えば、均一な厚さを有している連続膜として形成する。上述した方法によれば、塗布面が十分に平坦である限り、液晶材料層を均一な厚さを有している連続膜として形成することができる。
【０１２６】
コーティング液の塗布に先立って、平面体２１０の表面に、配向処理を施してもよい。あるいは、コーティング液の塗布に先立って、平面体２１０上に、液晶化合物の配向を規制する配向膜を形成してもよい。この配向膜は、例えば、平面体２１０上にポリイミドなどの透明樹脂層を形成し、この透明樹脂層にラビングなどの配向処理を施すことにより得られる。この配向膜は、光配向技術を利用して形成してもよい。
【０１２７】
続いて、第１の露光工程を行なう。第１の露光工程においては、液晶材料層における第１領域２３１Ｒに対応する領域と、第１サブ領域２３２Ｒａ、第２サブ領域２３２Ｒｂおよび第３サブ領域２３２Ｒｃを含む第２領域２３２に対応する領域とに、第１の光が照射される。その後、第２の露光工程を行なう。この第２の露光工程においては、液晶材料層における第１サブ領域２３２Ｒａ、第２サブ領域２３２Ｒｂおよび第３サブ領域２３２Ｒｃを含む第２領域２３２に対応する領域と、第３領域２３３Ｒに対応する領域とに、第２の光が照射される。
【０１２８】
典型的には、第２の露光工程においては、第１の露光工程より強い条件の光が照射される。ここで条件とは、露光時間・照度・輝線等、あるいはこれらの組み合わせをさす。通常、それぞれの領域に対して異なる照射エネルギー、すなわち異なる露光量となるように露光工程は行なわれるが、材料によっては相反則不軌の性質がみられる。その場合には、必ずしも露光量を異ならせる必要はない。第２の露光工程においては、各領域で所望の位相差が得られるように、前述の条件のいずれかを第１の露光工程より強めて光が照射される。
【０１２９】
以下、領域によって露光量を異ならせる場合を例に挙げて説明する。
【０１３０】
第１の露光工程および第２の露光工程の露光条件は、後述するその後の工程を経て各領域に生じる複屈折率が次の関係となるように決定される。第１領域２３１Ｒの複屈折率が最も低く、第３領域２３３Ｒの複屈折率が最も高く、領域２３２Ｒａ、２３２Ｒｂおよび２３２Ｒｃを含む第２領域２３２の複屈折率は、第１領域と第３領域との間となるように、露光条件が決定される。具体的には、第２の露光工程における第２の光の照射量は、第１の露光工程における第１の光の照射量より大きい。好適には、第２の露光工程における第２の光の照射量は、第１の露光工程における第１の光の照射量の２倍以上である。
【０１３１】
第１の露光工程および第２の露光工程において、露光はそれぞれ一括して行なうこともできる。例えば、第１の露光工程において、液晶材料層の第１領域２３１Ｒに対応する領域と、領域２３２Ｒａ、２３２Ｒｂおよび２３２Ｒｃを含む第２領域２３２に対応する領域とに対して一括して第１の光を照射することができる。あるいは、第２の露光工程において、液晶材料層の領域２３２Ｒａ、２３２Ｒｂおよび２３２Ｒｃを含む第２領域２３２に対応する領域と、第３領域２３３Ｒに対応する領域とに一括して第２の光を照射することができる。
【０１３２】
上述したような一括での光照射は、例えば、フォトマスクを使用して行なうことができる。フォトマスクは、第１の露光工程と第２の露光工程とにおいて異なるものを使用してもよいが、同一のものが使用できる。フォトマスクとしては、ハーフトーンマスクやグレイトーンマスク等の特殊なものを用いてもよいが、二値（バイナリ）マスクを使用することができる。
【０１３３】
二値マスクの一例の概略を表わす斜視図を図１３に示す。図示するように、二値マスク３００は、反射表示用領域対応部３００Ｒと透過表示用領域対応部３００Ｔとを有し、反射表示用領域対応部３００Ｒには光透過孔３１０が設けられている。光透過孔３１０は、それぞれ多数の第１の光透過孔３１１、第２の光透過孔３１２、および第３の光透過孔３１３を含んでいる。第１の光透過孔３１１および第２の光透過孔３１２の形状は、画素の反射表示用領域の形状に対応している。
【０１３４】
第３の光透過孔３１３の形状は、画素の反射表示用領域のうち、第１非着色部２７１および第３非着色部２７３の形状に対応している。したがって、カラーフィルタ層の第１着色画素および第３着色画素における非着色部、すなわち貫通孔の形状および配置に応じて、第３の光透過孔３１３は設けられる。
【０１３５】
こうした二値マスクを使用して第１および第２の露光を行なって、固体化液晶層の反射表示用領域を形成する場合の一例を説明する。
【０１３６】
例えば、図１４に示すように、液晶材料層２３０’が形成された平面体２１０の上に、二値マスク３００を配置する。ここでは、説明を簡便にするために、二値マスク３００の反射表示領域対応部３００Ｒのみを示している。
【０１３７】
図１５は、第１の露光工程の際の二値マスク３００および液晶材料層２３０’を上から見た状態である。二値マスク３００における光透過孔３１１、３１２、および３１３が、固体化液晶層における所定の領域にそれぞれ向き合うように調節して、二値マスク３００を液晶材料層２３０’に近接させる。具体的には、第１の光透過孔３１１が向き合う領域は、第１領域２３１Ｒと第１サブ領域２３２Ｒａとを含んだ領域に対応する。第２の光透過孔３１２が向き合う領域は第２サブ領域２３２Ｒｂに対応し、第３の光透過孔３１３が向き合う領域は、第３サブ領域２３２Ｒｃに対応する。
【０１３８】
言い換えると、二値マスク３００の第１の光透過孔３１１が向き合うのは、第１着色画素（Ｂ）に対応する領域の反射表示用領域であり、第２の光透過孔３１２が向き合うのは、第２着色画素（Ｇ）に対応する領域の反射表示用領域であり、第３の光透過孔３１３が向き合うのは、第３着色画素（Ｒ）に対応する領域の反射表示用領域の一部である。こうして配置された二値マスク３００を介して、第１の光ＸｍＪ／ｃｍ2を液晶材料層２３０’に照射する。
【０１３９】
続いて、図１６に示すように二値マスク３００の位置をずらして、第２の露光工程を行なう。二値マスクにおける光透過孔は、それぞれ次のように液晶材料層２３０’の各領域に対応する。第１の光透過孔３１１が向き合う領域は領域２３２Ｒｂに対応し、第２の光透過孔３１２が向き合う領域は、領域２３３Ｒと領域２３２Ｒｃとを含んだ領域に対応する。第３の光透過孔３１３が向き合う領域は、領域２３２Ｒａに対応する。こうした所定の領域に向き合うように位置となるように調節しつつ、二値マスク３００を液晶材料層２３０’に近接させる。
【０１４０】
二値マスク３００をずらすことによって、第３の光透過孔３１３が向き合うのは、第１着色画素（Ｂ）に対応する領域の反射表示用領域の一部となり、第１の光透過孔３１１が向き合うのは、第２着色画素（Ｇ）に対応する領域の反射表示用領域となり、第２の光透過孔３１２が向き合うのは、第３着色画素（Ｒ）に対応する領域の反射表示用領域となる。こうして配置された二値マスク３００を介して、第２の光ＹｍＪ／ｃｍ2を液晶材料層２３０’に照射する。
【０１４１】
第２の露光工程で照射される第２の光は、第１の露光工程で照射される第１の光より強い条件であることが必要である。第１の光ＸｍＪ／ｃｍ2および第２の光ＹｍＪ／ｃｍ2の実際の値は、後述するその後の工程を経て各領域に生じる複屈折率が、例えば次のような関係となるように決定しておく。すなわち、第１の光のみが照射された領域の複屈折率が最も低く、第２の光のみが照射された領域の複屈折率が最も高く、第１の光と第２の光の双方が照射された領域の複屈折率が両者の間となるように決定しておく。照射される光と複屈折率との関係は、前述の図１１の概略図に示した照射時間と位相差との関係に基づいて求めることができる。
【０１４２】
より具体的には、例えば、第１の光のみが照射された領域の複屈折率が０．１１８、第２の光のみが照射された領域の複屈折率が０．１５８、第１の光と第２の光の双方が照射された領域の複屈折率が０．１３８となるように決定しておく。既に述べたように、典型的には、第１の光ＸｍＪ／ｃｍ2の値と第２の光ＹｍＪ／ｃｍ2の値とは異なる。通常、Ｘ＜Ｙである。
【０１４３】
第１の露光工程と第２の露光工程とを経た液晶材料層２３０’の状態を、図１７に概略的に示す。第１の露光工程のみで光透過孔３１０に向き合う位置にあった領域２３１’には、ＸｍＪ／ｃｍ2の光が照射され、第２の露光工程のみで光透過孔３１０に向き合う位置にあった領域２３３’には、ＹｍＪ／ｃｍ2の光が照射される。第１の露光工程および第２の露光工程の双方で光透過孔３１０に向き合う位置にあった領域２３２’には、ＸｍＪ／ｃｍ2の光とＹｍＪ／ｃｍ2の光とが照射される。したがって、この領域の照射量は（Ｘ＋Ｙ）ｍＪ／ｃｍ2となる。
【０１４４】
第１の露光工程のみで光透過孔３１０に向き合う位置にあった領域２３１’を、第１領域とし、第２の露光工程のみで光透過孔３１０に向き合う位置にあった領域２３２’を、第３領域とする。第１の露光工程および第２の露光工程の双方で光透過孔３１０に向き合う位置にあった２３２’を、第２領域とする。
【０１４５】
なお、第１の露光工程および第２の露光工程に使用する光は、紫外線、可視光線および赤外線などの電磁波である。電磁波の代わりに、電子線を使用してもよい。それらの１つのみを使用してもよく、それらの２つ以上を使用してもよい。
【０１４６】
第１の露光工程および第２の露光工程は、それぞれ所望の領域に光を照射できるのであれば、どのような方法で行なってもよい。例えば、上述したようにパターンが形成されたフォトマスクを使用してもよい。あるいは、これに波長制限フィルターや減光フィルターなどの非パターンの素子を追加して行なってもよい。あるいは、フォトマスクを使用する代わりに、電子ビームなどの放射線または光束を液晶材料層上で走査させてもよい。あるいは、これらを組み合わせてもよい。
【０１４７】
第１の露光工程および第２の露光工程を終了した後、現像工程を行なう。すなわち、液晶材料層を、サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが等方相を呈する温度に加熱する。すると、第１の露光工程および第２の露光工程において行なわれた光照射の条件に応じて、少なくとも一部の領域において、メソゲンの配向の程度が低下して複屈折率が低くなる。
【０１４８】
例えば、第２の露光工程のみで光が照射された第３領域２３３’では複屈折率が最も大きく、第１の露光工程のみで光が照射された第１領域２３１’では複屈折率が最も小さい。第１の露光工程および第２の露光工程の２つの工程で光が照射された第２領域２３２’では、それらの間の複屈折率となる。より具体的には、例えば、ＹｍＪ／ｃｍ2の光が照射された第３領域２３３’は複屈折率が０．１５８となり、（Ｘ＋Ｙ）ｍＪ／ｃｍ2の光が照射された第２領域２３２’は複屈折率が低下して０．１３８となり、ＸｍＪ／ｃｍ2の光が照射された第１領域２３１’は複屈折率がより低下して０．１１８となる。
【０１４９】
また、第１の露光工程および第２の露光工程のいずれによっても光が照射されなかった領域は、この熱処理によってメソゲンの配向構造が消失する。例えば、第１の露光工程において光透過孔３１２に向き合った領域と、第２の露光工程において光透過孔３１１に向き合った領域とが完全に一致した場合には、一度も光が照射されなかった領域が、露光された領域の間に生じる。こうした領域は、異なる色の着色画素の間にブラックマトリックスが設けられたカラーフィルタ層を用いる場合、ブラックマトリックスに向き合って位置することになる。
【０１５０】
その後、定着工程を行なう。すなわち、メソゲンの配向の程度を低下させたまま、未反応のサーモトロピック液晶化合物を重合および／または架橋させる。
【０１５１】
定着工程は、例えば、基板全体に光を照射して行なうことができる。すなわち、サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが等方相を呈する温度に液晶材料層を維持したまま、未反応化合物のほぼ全てが重合および／または架橋して反応を生じるのに十分な露光量で、液晶材料層の全体に光を照射する。液晶材料層には、これにより、未反応のサーモトロピック液晶化合物の重合または架橋を生じさせ、配向の程度を消失あるいは低下させたままメソゲンを固定化する。以上のようにして、固体化液晶層２３０を得る。
【０１５２】
定着工程での露光においては、未反応のサーモトロピック液晶化合物の重合および／または架橋による反応を誘起できさえすれば、光の種類は問わない。
【０１５３】
定着工程は、他の方法で行なってもよい。
【０１５４】
例えば、未反応化合物、すなわち、サーモトロピック液晶化合物が等方相から液晶相へと変化する第１相転移温度よりも高い重合および／または架橋温度に加熱することによって重合および／または架橋する材料である場合、光照射の代わりに、加熱を行なってもよい。具体的には、光を照射する代わりに、液晶材料層を重合および／または架橋温度以上に加熱して、未反応化合物を重合および／または架橋させる。これにより、固体化液晶層２３０を得る。なお、現像工程における加熱温度は、例えば、液晶化合物のメソゲンが等方相を呈する温度でありかつ重合および／または架橋温度未満とする。
【０１５５】
あるいは、定着工程において、光照射と加熱とを順次行なってもよい。このように光と熱とを組み合わせると、未反応化合物の重合および／または架橋をより確実に進行させることができる。それゆえ、より強固な固体化液晶層２３０を得ることができる。
【０１５６】
等方相から液晶相へと変化する第１相転移温度よりも高い重合および／または架橋温度に加熱することによって、未反応のサーモトロピック液晶化合物が重合および／または架橋する材料である場合、現像工程と定着工程とを連続的に行なってもよい。すなわち、液晶材料層の温度を、第１の露光工程および第２の露光工程における温度（典型的には常温）から、未反応のサーモトロピック液晶化合物が重合および／または架橋する温度まで、連続的に高めてもよい。この場合、液晶材料層は、未反応化合物が等方相から液晶相へと変化する温度以上、つまり液晶化合物のメソゲンが等方相を呈する温度に達した時点で、所定領域におけるメソゲンの配向の程度が低下する。さらに温度が上昇して重合および／または架橋する温度に達すると、メソゲンの配向の程度が低下したまま重合および／または架橋が進行する。
【０１５７】
以上のような工程を経て、互いに複屈折率の異なる領域２３１Ｒ、２３２Ｒ、および２３３Ｒを含む固体化液晶層２３０を得ることができる。固体化液晶層２３０の一部を、図１８に示す。図１８に示されるように、第２領域２３２Ｒは、第１サブ領域２３２Ｒａ、第２サブ領域２３２Ｒｂ、および第３サブ領域２３２Ｒｃを含んでいる。第１サブ領域２３２Ｒａは第１領域２３１に接し、第３サブ領域２３２Ｒｃは第３領域２３３に接し、第２サブ領域は第１領域２３１と第３領域２３３との間に位置する。
【０１５８】
第１サブ領域２３２Ｒａと第１領域２３１とによって構成される領域は、第１着色画素（Ｂ）に対応した反射表示用領域である。また、第３サブ領域２３２Ｒｃと第３領域２３３とによって構成される領域は、第３着色画素（Ｒ）に対応した反射表示用領域である。第１サブ領域２３２Ｒａと第１領域２３１とによって構成される領域は、第２サブ領域と面積および形状が等しい。第２サブ領域は、第３サブ領域２３２Ｒｃと第３領域２３３とによって構成される領域と面積および形状が等しい。さらに、第３サブ領域２３２Ｒｃは、面積および形状が第１サブ領域２３２Ｒａと等しい。同一のマスクを用いて所定の条件での２回の露光が行なわれたので、こうした領域を形成することが可能となった。
【０１５９】
上述した例による複屈折率を有する固体化液晶層２３０の厚さが、例えば１．０μｍであった場合、第１領域、第２領域、および第３領域の位相差は次のとおりとなる。すなわち、第１領域２３１Ｒの位相差は１１８ｎｍとなり、第３領域２３３Ｒの位相差は１５８ｎｍとなる。さらに、領域２３２Ｒａ、領域２３２Ｒｂおよび領域２３２Ｒｃを含む第２領域２３２の位相差は１３８ｎｍとなる。第３領域２３３Ｒの位相差が最も小さく、図示する例においては、この第３領域２３３Ｒより位相差の小さい領域が、第１領域２３１Ｒと第２サブ領域２３２Ｒｂとの間、第２サブ領域２３２Ｒｂと第３領域２３３Ｒとの間、および第３領域２３３Ｒと第１領域２３１Ｒとの間に生じている。
【０１６０】
このように、上述した方法によると、第1領域２３１Ｒは、第１の露光工程のみのよって光の照射を受け、第３領域２３３Ｒは、第２の露光工程のみによって光の照射を受ける。要するに、第１領域２３１Ｒおよび第３領域２３３Ｒは、いずれか一方の露光工程のみによって光の照射を受ける。これに対して、領域２３２Ｒａ、２３２Ｒｂおよび２３２Ｒｃを含む第２領域２３２Ｒは、第１の露光工程と第２の露光工程との双方によって光の照射を受ける。
【０１６１】
第１の露光工程および第２の露光工程において、光の照射領域が所定の位置から多少ずれたとしても、第１領域２３１Ｒと領域２３２Ｒａとの境界部において光が照射されない領域が発生することはない。第３領域２３３Ｒと領域２３２Ｒｃとの境界部においても、光が照射されない領域は発生しない。
【０１６２】
その結果、固体化液晶層２３０において、第１領域２３１Ｒと第１サブ領域２３２Ｒａとの境界部は、第１領域２３１Ｒと第１サブ領域２３２Ｒａとの間の複屈折率のみを有する。また、第３領域２３３Ｒと第３サブ領域２３２Ｒｃの境界部は、第３領域２３３Ｒと第３サブ領域２３２Ｒｃとの間の複屈折率のみを有する。
【０１６３】
さらにまた、上述した方法においては、第１の露光工程と第２の露光工程とで同一のフォトマスクを使用して行なうことができる。フォトマスクには、二値（バイナリ）マスクを使用することができる。これらの具体的な一例は既に説明したとおりである。
【０１６４】
以上のようにして固体化液晶層２３０を形成し、その後、この固体化液晶層２３０上に、カラーフィルタ層２２０の着色部２２１乃至２２４を形成する。
【０１６５】
着色部２２１乃至２２４の各々は、透明樹脂とこれに分散させた顔料とを含んでいる。着色部２２１乃至２２４の各々は、例えば、顔料担体とこれに分散させた顔料とを含んだ着色組成物の薄膜パターンを形成し、この薄膜パターンを硬化させることにより得られる。この薄膜パターンは、例えば、印刷法、フォトリソグラフィ法、インキジェット法、電着法または転写法を利用して形成することができる。
【０１６６】
この顔料としては、有機顔料および／または無機顔料を使用することができる。着色部２２１乃至２２４の各々は、１種の有機または無機顔料を含んでいてもよく、複数種の有機顔料および／または無機顔料を含んでいてもよい。
【０１６７】
透明樹脂は、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂のように、可視光の全波長範囲、例えば４００乃至７００ｎｍの全波長領域にわたって高い透過率を有している樹脂である。透明樹脂の材料としては、例えば、感光性樹脂を使用することができる。
【０１６８】
この方法では、カラーフィルタ層２２０が、固体化液晶層２３０を形成するための露光プロセスおよび熱処理プロセスに曝されることはない。それゆえ、上記の露光プロセスおよび熱処理プロセスに起因したカラーフィルタ層２２０の劣化は生じない。
【０１６９】
また、この方法では、典型的にはほぼ平坦な表面を有している固体化液晶層２３０上にカラーフィルタ層２２０を形成することができる。したがって、凹凸構造が設けられた表面上にカラーフィルタ層２２０を形成する場合と比較して、設計通りの性能を有するカラーフィルタ層２２０をより容易に得ることができる。
【０１７０】
カラーフィルタ層２２０上に固体化液晶層２３０を形成した場合には、固体化液晶層２３０に、カラーフィルタ層２２０から液晶層３０中への不純物の混入を抑制する役割を担わせることができる。
【実施例】
【０１７１】
以下、本発明の実施の形態について具体的な例を挙げて記載するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明で用いる材料は光に対して極めて敏感であるため、自然光などの不要な光による感光を防ぐ必要があり、全ての作業を黄色、または赤色灯下で行なうことは言うまでもない。
【０１７２】
（実施例１）
（配向膜の形成）
乾燥膜厚が０．０５μｍになるように、配向膜材料（日産化学工業株式会社製「ＳＥ−１４１０」）をガラス基板上にスピンコーターで塗布した。塗膜は、ホットプレート上９０℃で１分間加熱乾燥させた後、クリーンオーブン中２３０℃で４０分間焼成して硬化させた。硬化された膜に対し一定方向にラビング処理を施すことにより、配向能を有する基板を得た。
【０１７３】
（成膜工程）
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルターで濾過して液晶組成物を調製した。得られた液晶組成物を、前述の基板の配向膜の上に、スピンコーターで乾燥膜厚が１．９μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥して液晶材料層を形成した。
【０１７４】
水平配向重合性液晶                                          １９．５質量部
（ＤＩＣ株式会社製「ＵＣＬ−０１７」）
光重合開始剤                                                  ０．５質量部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアーＯＸＥ０１」）
界面活性剤                                                    ０．７質量部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ３３０」３％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン                                            ７９．３質量部
（第１の露光工程）
図１５に示したように液晶材料層２３０’の上に二値マスク３００を配置し、超高圧水銀灯を用いて、液晶材料層２３０’の一部の領域を紫外線で露光した。紫外線の照射量は、１５ｍＪ／ｃｍ2とした。
【０１７５】
（第２の露光工程）
次に、図１６に示したように二値マスク３００を水平にずらし、６０ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射した。液晶材料層２３０’においては、第１の露光工程で紫外線を照射された領域の一部、および紫外線を照射されなかった領域の一部が露光された。
【０１７６】
（現像工程および定着工程）
第２露光後の基板をクリーンオーブン内に載置し、クリーンオーブンを常温から２３０℃に昇温した。この温度を６０分間維持して焼成することにより固体化液晶層を形成し、位相差基板を得た。
【０１７７】
（位相差基板の特性）
位相差基板において、第１の露光工程のみで紫外線を照射された領域は第１領域に相当する。第１の露光工程および第２の露光工程で紫外線を照射された領域は第２領域に相当し、第２の露光工程のみで紫外線を照射された領域は第３領域に相当する。これを、下記表１にまとめる。
【表１】
0005516024.tif 000002
【０１７８】
得られた位相差基板の各領域に対し、それぞれの波長の光を用いて面内位相差を測定した。さらに、膜厚に基づいて複屈折率を算出した。得られた結果を、測定波長および面内位相差とともに下記表２にまとめる。
【表２】
0005516024.tif 000003
【０１７９】
（実施例２）
まず、実施例１と同様の手法により、ガラス基板上に配向膜を形成した。配向膜の上には、下記組成の液晶組成物を用いる以外は実施例１と同様の手法により液晶材料層を形成した。ここで用いた液晶組成物は、実施例１と同様の手法により調製した。
【０１８０】
水平配向重合性液晶                                          ３９．６質量部
（ＢＡＳＦジャパン株式会社製「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ  ＬＣ  ２４２」）
光重合開始剤                                                  ０．４質量部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製「イルガキュアー９０７」）
界面活性剤                                                    ２．０質量部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ３３０」３％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン                                          １５８．０質量部
（第１の露光工程）
図１５に示したように液晶材料層２３０’の上に二値マスク３００を配置し、超高圧水銀灯を用いて、液晶材料層２３０’の一部の領域を紫外線で露光した。紫外線の照射量は、５ｍＪ／ｃｍ2とした。
【０１８１】
（第２の露光工程）
次に、図１６に示したように二値マスク３００を水平にずらし、８５ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射した。液晶材料層２３０’においては、第１の露光工程で紫外線を照射された領域の一部、および紫外線を照射されなかった領域の一部が露光された。
【０１８２】
第２露光後の液晶材料層に対しては、実施例１と同様の手法により現像および定着を施して固体化液晶層を形成し、位相差基板を得た。
【０１８３】
（位相差基板の特性）
位相差基板における領域と露光工程とは、実施例１の場合と同様、上記表１に示されるように対応する。
【０１８４】
得られた位相差基板の各領域に対し、それぞれの波長の光を用いて面内位相差を測定した。さらに、膜厚に基づいて複屈折率を算出した。得られた結果を、測定波長および面内位相差とともに下記表３にまとめる。
【表３】
0005516024.tif 000004
【０１８５】
以下、シミュレーションによる学計算結果の例を挙げて本発明の効果について記載するが、本発明の望ましい構成はこれらに限られるものではない。
【０１８６】
計算にあたっては、次に挙げる条件を共通に設定した。
【０１８７】
偏光板の透過率を下記表４にまとめる。
【表４】
0005516024.tif 000005
【０１８８】
偏光板の屈折率は波長によらず１．５１、厚みは１８０μｍとした。偏光板の分光透過率について図１９〜２１に示す。
【０１８９】
ガラス基板は、波長によらず屈折率を１．５、透過率を１００％であると仮定した。厚みは０．７ｍｍとした。
【０１９０】
カラーフィルタ層の色特性を下記表５にまとめ、分光透過率を図２２〜２５に示す。屈折率はいずれも波長によらず１．７、厚みは１．８μｍと仮定した。
【表５】
0005516024.tif 000006
【０１９１】
後述するシミュレーションのうちＮｏ．３についてのみ、緑色画素の条件を変更した。
【０１９２】
液晶は、長軸方向の屈折率を波長によらず１．６０、短軸方向の屈折率を波長によらず１．５０、弾性定数を１３．２ｐＮ（広がり）・６．５ｐＮ（ねじれ）・１８．３ｐＮ（曲がり）、長軸方向の誘電率を３．１、短軸方向の誘電率を８．３と仮定した。プレチルト角は８９°とした。
【０１９３】
位相差層は、面内に位相差を有する１軸性の光学異方性素子とした。膜厚は１．０μｍとし、透過率を波長によらず１００％であると仮定した。波長５３５ｎｍでの複屈折率を１としたときの複屈折率の比を、各波長における平均屈折率とともに下記表６にまとめる。
【表６】
0005516024.tif 000007
【０１９４】
図２６に位相差層の平均屈折率を示し、図２７に複屈折率比を示す。
【０１９５】
本計算においては、反射領域のみについて取り扱った。層構成は、視認側から偏光板／ガラス基板／カラーフィルタ層／位相差層／液晶層／鏡面反射板とし、液晶層の厚みは１．５μｍとした。偏光板は吸収軸を９０°とし、液晶層のプレツイスト角度および位相差層の遅相軸を４５°とした。
【０１９６】
液晶層に印加する電圧が０Ｖのときを黒表示、５Ｖのときを白表示として、それぞれの正面方向の分光透過率を求め、光源をＣ光源としてコントラストを算出した。なお、鏡面反射板以外の界面における反射は考慮していない。
【０１９７】
上述した共通条件のもとで、次のようにシミュレーションを行なった。
【０１９８】
（Ｎｏ．１）
下記表７に示す設定特性の位相差層について、光学計算を行なった。複屈折率は、波長５５０ｎｍにおける値である。コントラスト比は５０であった。
【表７】
0005516024.tif 000008
【０１９９】
白表示および黒表示の反射率を図２８に示す。
【０２００】
（Ｎｏ．２）
下記表８に示す設定特性の位相差層について、光学計算を行なった。複屈折率は、波長５５０ｎｍにおける値である。コントラスト比は４３であった。
【表８】
0005516024.tif 000009
【０２０１】
白表示および黒表示の反射率を図２９に示す。
【０２０２】
（Ｎｏ．３）
下記表９に示す設定特性の位相差層について、光学計算を行なった。ここでの位相差層においては、緑色画素に非着色部が存在しない。複屈折率は、波長５５０ｎｍにおける値である。コントラスト比は６０であった。
【表９】
0005516024.tif 000010
【０２０３】
白表示および黒表示の反射率を図３０に示す。
【０２０４】
（Ｎｏ．４）
下記表１０に示す設定特性の位相差層について、光学計算を行なった。複屈折率は、波長５５０ｎｍにおける値である。コントラスト比は２９であった。
【表１０】
0005516024.tif 000011
【０２０５】
白表示および黒表示の反射率を図３１に示す。
【０２０６】
（Ｎｏ．５）
下記表１１に示す設定特性の位相差層について、光学計算を行なった。複屈折率は、波長５５０ｎｍにおける値である。コントラスト比は３２であった。
【表１１】
0005516024.tif 000012
【０２０７】
白表示および黒表示の反射率を図３２に示す。
【０２０８】
（Ｎｏ．６）
下記表１２に示す設定特性の位相差層について、光学計算を行なった。複屈折率は、波長５５０ｎｍにおける値である。コントラスト比は２４であった。
【表１２】
0005516024.tif 000013
【０２０９】
白表示および黒表示の反射率を図３３に示す。
【０２１０】
（Ｎｏ．７）
下記表１３に示す設定特性の位相差層について、光学計算を行なった。複屈折率は、波長５５０ｎｍにおける値である。コントラスト比は３２であった。
【表１３】
0005516024.tif 000014
【０２１１】
白表示および黒表示の反射率を図３４に示す。
【０２１２】
各位相差層についてのコントラスト比を、画素比率および複屈折率とともに下記表１４にまとめる。
【表１４】
0005516024.tif 000015
【０２１３】
Ｎｏ．１〜３においては、非着色部に対応する位相差層の領域の複屈折率が着色部とは異なった値に設定されているので、実施例に該当する。すなわち、Ｎｏ．１〜３では、非着色部に対応する位相差層の領域の複屈折率は、緑色画素の着色部に対応する領域と同じ複屈折率値に設定されている。その結果、反射表示において４３以上という高いコントラスト比が得られた。
【０２１４】
Ｎｏ．３では、緑色画素のみ、反射表示用領域のカラーフィルタ層の透過率を上げることにより非着色部を設けない構成である。この場合には、反射表示におけるコントラスト比は６０まで高められる。
【０２１５】
一方、Ｎｏ．４〜７においては、非着色部に対応する位相差層の領域の複屈折率は着色部とは同等の値に設定されている。そのため、反射表示におけるコントラスト比は、たかだか３２にとどまっている。
【０２１６】
以上説明したように、本発明によれば、優れた表示性能を有する半透過型液晶表示装置が得られる位相差基板を製造する方法が得られる。さらなる利益および変形は、当業者には容易である。それゆえ、本発明は、そのより広い側面において、ここに記載された特定の記載や代表的な態様に限定されるべきではない。したがって、添付の請求の範囲およびその等価物によって規定される本発明の包括的概念の真意または範囲から逸脱しない範囲内で、様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【０２１７】
１０…アレイ基板；  ２０…対向基板；  ３０…液晶層；  １１０…平面体
１５０Ｒ…反射電極：  １５０Ｔ…透明電極；  １６０…配向膜；  ２１０…平面体
２２０…カラーフィルタ層：  ２２１…第１着色部；  ２２２…第２着色部
２２３…第３着色部；  ２２４…第４着色部；  ２３０…固体化液晶層
２３１Ｒ…第１領域；  ２３２Ｒ…第２領域；  ２３２Ｒａ…第１サブ領域
２３２Ｒｂ…第２サブ領域；  ２３２Ｒｃ…第３サブ領域；  ２３３Ｒ…第３領域
２３１Ｔ…領域；  ２３２Ｔ…領域；  ２３３Ｔ…領域；  ２５０…対向電極
２６０…配向膜；  ２７０…貫通孔（非着色部）；  ２７１…貫通孔（第１非着色部）
２７２…貫通孔（第２非着色部）；  ２７３…貫通孔（第３非着色部）
２３０’…液晶材料層；  ２３１’…領域；  ２３２’…領域；  ２３３’…領域
３００…二値マスク；  ３００Ｒ…反射表示用領域対応部
３００Ｔ…透過表示用領域対応部；  ３１０…光透過孔；  ３１１…光透過孔
３１２…光透過孔；  ３１３…光透過孔。
【図１】
0005516024.tif 000016
【図２】
0005516024.tif 000017
【図３】
0005516024.tif 000018
【図４】
0005516024.tif 000019
【図５】
0005516024.tif 000020
【図６】
0005516024.tif 000021
【図７】
0005516024.tif 000022
【図８】
0005516024.tif 000023
【図９】
0005516024.tif 000024
【図１０】
0005516024.tif 000025
【図１１】
0005516024.tif 000026
【図１２】
0005516024.tif 000027
【図１３】
0005516024.tif 000028
【図１４】
0005516024.tif 000029
【図１５】
0005516024.tif 000030
【図１６】
0005516024.tif 000031
【図１７】
0005516024.tif 000032
【図１８】
0005516024.tif 000033
【図１９】
0005516024.tif 000034
【図２０】
0005516024.tif 000035
【図２１】
0005516024.tif 000036
【図２２】
0005516024.tif 000037
【図２３】
0005516024.tif 000038
【図２４】
0005516024.tif 000039
【図２５】
0005516024.tif 000040
【図２６】
0005516024.tif 000041
【図２７】
0005516024.tif 000042
【図２８】
0005516024.tif 000043
【図２９】
0005516024.tif 000044
【図３０】
0005516024.tif 000045
【図３１】
0005516024.tif 000046
【図３２】
0005516024.tif 000047
【図３３】
0005516024.tif 000048
【図３４】
0005516024.tif 000049