(57)【要約】【課題】製造方法が単純で、表示特性が養護な液晶表示装置及び製造方法を提供する。【解決手段】液晶表示装置は反射部と透過部を含む複数のピクセルが定義された一対の基板、一対の基板のうちいずれか一側に具備されて一側面に段差が形成されているカラーフィルター、カラーフィルターの段差を平坦化させて反射部と透過部での位相差が相互に相異なる位相差層及び基板間に狭持された液晶層を含む。このような液晶表示装置の製造方法をまた提供する。【選択図】図４
2006085130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射部と透過部を含む複数のピクセルが定義された一対の基板と、
前記基板のうちいずれか一方に設けられて、一側面に段差が形成されているカラーフィルターと、
前記カラーフィルターの段差を平坦化させて、前記反射部と透過部での位相差が相互に相異なる位相差層と、
前記基板間に狭持された液晶層と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記カラーフィルターは相異なるカラーのピクセル別に厚さが異なることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記カラーフィルターは相異なるカラーのピクセル別に、厚さが異なる２つの部分で構成される２段構造を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記カラーフィルターの２段構造のうち厚さが薄い低層部分が、相異なるカラーのピクセル別に互いにその厚さが異なることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記位相差層は前記反射部ではλ／４の位相差を有し、透過部では位相差がないように形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記位相差層は液晶ポリマーで構成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶ポリマーはネマティック相を示す紫外線硬化性の液晶モノマーが硬化して成り立つことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶層を形成する液晶は、前記液晶層に電圧を印加しない状態で垂直配向を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶層を形成する液晶は、前記液晶層に電圧を印加しない状態で水平配向を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
反射部と透過部を含む複数のピクセルが定義された一対の基板のうちいずれか一方の基板の一側面に段差が形成されているカラーフィルターを形成する段階と、
前記カラーフィルターの段差を平坦化させて、前記反射部と透過部での位相差が相互に相異なる位相差層を形成する段階と、
前記基板間に液晶層を狭持する段階と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記カラーフィルターを形成する段階は相異なるカラーのピクセル別に厚さが異なるように形成することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記カラーフィルターを形成する段階は相異なるカラーのピクセル別に、厚さが異なる２つの部分で構成される２段構造を有するように形成することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記カラーフィルターを形成する段階は、２段構造のうち厚さが薄い低層部分が、相異なるカラーのピクセル別に互いにその厚さが異なるように形成することを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記２段構造を有するピクセルで構成されるカラーフィルターを形成する段階は、カラーフィルター用感光性組成物が塗布されたフィルムをスリットマスクにより露光して現像する段階を含むことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記位相差層は前記反射部ではλ／４の位相差を有し、透過部では位相差がないように形成されることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記位相差層は液晶ポリマーで構成されることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記液晶ポリマーはネマティック相を示す紫外線硬化性の液晶モノマーが硬化することによって形成されることを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記位相差層を形成する段階は、光配向処理により反射部と透過部で配向方向を異にする配向膜を形成する段階及び前記配向膜上に液晶ポリマーまたはネマティック相を示す紫外線硬化性の液晶モノマーを塗布する段階を含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１９】
前記位相差層を形成する段階はマスクラビングにより反射部と透過部で配向方向を異にする配向膜を形成する段階及び前記配向膜上に液晶ポリマーまたはネマティック相を示す紫外線硬化性の液晶モノマーを塗布する段階を含むことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２０】
前記液晶層を形成する液晶は、前記液晶層に電圧を印加しない状態で垂直配向を有することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２１】
前記液晶層を形成する液晶は、前記液晶層に電圧を印加しない状態で水平配向を有することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置及びその製造方法に係り、特に反射透過型液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーソナルコンピューター用ディスプレーとしてはバックライトを利用して表示を行なう透過型液晶ディスプレーが主流であった。最近ではパーソナルデジタルアシスタント（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ；ＰＤＡ）や携帯電話などの移動用電子機器用の表示装置の需要が急激に高くなっており、透過型液晶表示装置に比べて低消費電力化が可能な反射型液晶表示装置が注目を集めている。この反射型液晶表示装置は、外部からの入射光を反射電極で反射して表示を行なうものであって、バックライトが不要であるためそれだけ消費電力が節約される。したがって、反射型液晶表示装置は透過型液晶表示装置を採用した場合に比べて電子機器の長時間駆動を可能にする利点がある。
【０００３】
反射型液晶表示装置は周囲の光を利用して表示を行なうため、暗い状況で用いる場合を想定して、パネルの表示面側にフロントライトを設置してこのフロントライトから光を入射する構成が提案されている。しかし、フロントライトを表示面側に設置すれば、反射率及びコントラストが低下して画質が落ちると言う問題点がある。
【０００４】
この問題を解決するために、ピクセル部の反射板の一部に透過部を形成して、反射型と透過型を共存させた反射透過型液晶表示装置が開発されている。この方式では表示面の反対側にバックライトを設置するようになるので、反射型としての画質を落とさないで、暗い場所と明るい場所との両方において良好な視認性を得ることができて、高画質を実現できる。
【０００５】
図１は、従来の反射透過型液晶表示装置の断面図である。従来の反射透過型の液晶表示装置１００は図１に示したように、反射部Ｂと透過部Ｄが定義された一対の基板１１０、１２０のうちいずれか一方の基板１１０の一面に反射部Ｂに対応して反射電極（反射板）１１２を、透過部Ｄに対応して透明電極１１１を具備している。前記基板１１０の他の面にはλ／４層１１３と偏光板１１４を順に積層して具備している。
【０００６】
また、液晶表示装置１００の他方の基板１２０は透明電極１１１及び反射電極１１２を具備した基板１１０と対向する一面に共通電極１２１を備えている。前記基板１２０の他の面にはλ／４層１２２と偏光板１２３を順に積層して具備している。
【０００７】
前記反射電極１１２及び透明電極１１１と共通電極１２１との間には液晶材料で構成される液晶層１３０が狭持されている。
また、前記透明電極１１１及び反射電極１１２を具備した基板１１０の下部にはバックライト１４０が配置される。
【０００８】
図１に図示する液晶表示装置１００では前面に一層、後面に一層、合わせて２つ層の位相差層を利用している。
実際には波長分散の影響を確実に抑制してさらに良好な暗表示を実現するために、図２に示したように一方の基板１１０側にλ／４層１１３とλ／２層１１５を組み合わせて利用して、また他基板１２０側にλ／４層１２２とλ／２層１２４を組み合わせて利用して合計４層の位相差層を利用する場合もある。
【０００９】
図１に図示する液晶表示装置１００では表示面になる基板１２０側の前面に位相差層としてλ／４層１２２を具備することによって、波長分散の影響を抑制して反射表示を実現している。一方、透過表示を実現する時には本来λ／４層などの位相差層は不要であるが、反射表示のために表示面になる基板１２０側の前面にλ／４層１２２が存在するため、このλ／４層１２２での位相差を補償するために後面の基板１１０側にλ／４層１１３を利用する必要がある。すなわち、透過表示では本来不要な位相差層を、反射表示用として表示面側に一層設ける必要があり、この位相差を補償するために後面にも一層を追加しなければならない。
【００１０】
また、同様の理由により、図２に図示したところと同じ液晶表示装置１００’では、位相差層４層のうち後面の２層は反射表示用の位相差層の位相差を補償するためのものであって、透過表示には本来不要である。
【００１１】
このように従来の反射透過型液晶表示装置は、反射型液晶表示装置や透過型液晶表示に比べて位相差層の使用層数が多くてそれだけ費用が上昇したり、セルの厚さが増大する等の問題点を有している。
【特許文献１】日本特開第2004-004494号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しようとする技術的課題は製造方法が単純で、表示特性が良好な液晶表示装置を提供することにある。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は前記したような液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記技術的課題を達成するための本発明の１実施形態による液晶表示装置は反射部と透過部を含む複数のピクセルが定義された一対の基板、前記基板のうちいずれか一方に設けられて一側面に段差が形成されているカラーフィルター、前記カラーフィルターの段差を平坦化させて前記反射部と透過部での位相差が相互に相異なる位相差層及び前記基板間に狭持された液晶層を含む。
【００１４】
前記他の技術的課題を達成するための本発明の１実施形態による液晶表示装置の製造方法は反射部と透過部を含む複数のピクセルが定義された一対の基板のうちいずれか一方の基板の一側面に段差が形成されているカラーフィルターを形成する段階、前記カラーフィルターの段差を平坦化させて前記反射部と透過部での位相差が相互に相異なる位相差層を形成する段階及び前記基板間に液晶層を狭持する段階を含む。
【００１５】
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。
【発明の効果】
【００１６】
前記したような本発明の液晶表示装置及びその製造方法によれば次のような効果のうちの少なくとも１つの効果がある。
第１に、本発明による液晶表示装置及びその製造方法では段差を有するカラーフィルターを用いて反射部での色濃度と反射色再現性を合せたり反射率を高めることができるようになる。
【００１７】
第２に、本発明による液晶表示装置及びその製造方法ではカラーフィルターの段差を位相差層で平坦化することによって別途のオーバーコート層を使用する必要がなく、液晶表示装置の製造工程を単純化するだけでなく費用節減の効果がある。
【００１８】
第３に、本発明による液晶表示装置及びその製造方法では一方の基板に形成された位相差層の位相差を反射部と透過部で異なるようにすることによって、反射部では位相差層が機能して充分な反射率が得られると共に、透過部ではこの位相差層の位相差を補償するための新しい位相差層を追加しなくても透過表示を実現できる。したがって、位相差層の使用層数削減によりセルの薄膜化及び費用節減ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付した図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照することで明確になる。しかし本発明は以下で開示する実施形態に限られるものではなく、異なる多様な形態で具現することができ、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範ちゅうを完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範ちゅうにより定義されるものである。明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を称する。
【００２０】
以下、図３ないし図８Ｅを参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図３は本発明による反射透過型液晶表示装置の断面を示した断面図である。
図３に図示した液晶表示装置３００では一方の基板３１０は一面に反射率が高い材料により形成された反射部Ｂになる反射電極３１２、透過率が高い材料により形成された透過部Ｄになる透明電極３１１を具備して、他の面に偏光板３１３が配置されている。
【００２１】
また、周囲光が入射すると共に表示面側になる他方の基板３２０は一面にレッド、グリーン、ブルーなどのピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂで構成されたカラーフィルター３２１を具備する。
【００２２】
レッド、グリーン、ブルーなどのピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂは異なるカラーのピクセル別にカラーフィルター３２１の厚さが異なる構成となっており、したがってピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂで構成されたカラーフィルター３２１の一側面には段差が形成される。このように段差が形成されることによってレッド、グリーン、ブルーなどのピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂにおいて、後述するような位相差層の厚さを相異なるようにすることでそれぞれのピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂにおける中心波長の位相差をλ／４になるようにすることができる。
【００２３】
また、図４に示したようにレッド、グリーン、ブルーなどのピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂは各ピクセル別に異なる厚さの２つの部分を有する２段構造にすることができる。カラーフィルター３２１のピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂが２段構造を有するということは、ピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂ別に反射部Ｂと透過部Ｄでその厚さを異なるように形成して、反射部Ｂと透過部Ｄでのカラーフィルター３２１の特性を２分化して具現することを意味する。反射部Ｂを通過する光は外部から入射して反射電極３１２で反射されて再び外部に出射するため、２ｄの距離を進行することとなり、透過部Ｄを通過する光はｄの距離を進行することになる。したがって、反射部Ｂと透過部Ｄのカラーフィルター３２１を形成する各ピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂの厚さが同一であるならば、反射部Ｂでは色濃度が高くなる代わりに反射率が低下する。すなわち、反射部での色濃度と反射色再現性を合せるために、または反射率を高めるためにピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂ別に２段構造で形成されたカラーフィルター３２１を適用する。
【００２４】
そして、２段構造でなる各ピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂの厚さが薄い部分を低層と称する場合、各ピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂの低層の厚さが互いに異なっている。この時、２段構造の低層部分は各ピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂで反射部Ｂ上に位置する部分を対応している。
【００２５】
前述したように２段構造を有するピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂで構成されたカラーフィルター３２１の一側面には段差が形成されるようになる。このように段差が形成されることによって、レッド、グリーン、ブルーなどのピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂで後述するに位相差層の厚さを相異なるようにしてそれぞれのピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂにおける中心波長の位相差がλ／４となるようにすることができる。
【００２６】
図３及び図４を参照すると、前述したようなカラーフィルター３２１上に位相差層３２３が位置する。位相差層３２３はカラーフィルター３２１の段差を平坦化させる。したがって、別途オーバーコート層を設ける必要がなくなる。また前述の位相差層３２３は反射部Ｂと透過部Ｄで相互に相異なる位相差を有する。すなわち、位相差層３２３は反射部Ｂではλ／４の位相差を有し（３２３Ｒ）、透過部Ｄでは位相差がないように（３２３ＮＲ）パターン化されて形成される。位相差層３２３は液晶ポリマーで構成することができ、液晶ポリマーはネマティック相を示す紫外線硬化性の液晶モノマーを硬化することにより構成することができる。
【００２７】
本発明の１実施形態による液晶表示装置の位相差層３２３は、反射部Ｂと透過部Ｄでの位相差が相異なるようにパターン化して形成することによって、反射表示に利用する位相差層の位相差を補償するための後面の位相差層が不要になって、位相差層の使用層数を削減できる。
【００２８】
前述したような位相差層３２３上に共通電極３２２が形成されるようになる。
前述のカラーフィルター３２１が設けられた基板３２０の他の面には偏光板３２４が配置されている。また、基板３１０と基板３２０間に液晶材料で構成される液晶層３３０が狭持されていて、偏光板３１３の外側には透過表示のためのバックライト（図示せず）が配置されている。
【００２９】
図４に図示した液晶表示装置３００’で実際に画像表示を行なう場合に対して、図５及び図６を参照しながら説明する。説明を簡略化するために、図５及び図６では基板３１０、３２０、カラーフィルター３２１及び共通電極３２２の図示を省略する。
【００３０】
液晶表示装置３００’の液晶層３３０を形成する液晶は、液晶層３３０に電圧を印加しない状態で垂直配向であるものを用いることもでき、水平配向を有するものを用いることも可能である。図５及び図６では液晶層３３０に電圧を印加しない状態で液晶層３３０を形成する液晶が水平配向を有する場合に対して説明している。
【００３１】
また、図５及び図６での液晶層３３０に電圧を印加しない状態で光が液晶層３３０を通過する場合に、反射部Ｂでλ／４、透過部Ｄでλ／２の位相差を有するように液晶層３３０の位相差を調整して、電圧を印加しない場合の液晶配向は基板３１０及び基板３２０に対して概ね平行になり、配向方位は反射部Ｂの位相差層３２３Ｒの配向方向と平行となり、偏光板３２４の透過軸に対して４５゜の角度を形成するように構成する。
【００３２】
まず、液晶層３３０に電圧を印加せずに、明表示にする場合に対して図５を利用して説明する。
反射部Ｂでは基板３２０側（表示面）から入射した周囲光が、偏光板３２４でその透過軸に一致した直線偏光になる。この直線偏光は反射部Ｂの位相差層３２３Ｒに入射して円偏光になって、また液晶層３３０により直線偏光に変換されて反射電極３１２に到達する。反射電極３１２により進行方向を反転させた直線偏光は再び液晶層３３０を通過して円偏光になって、この円偏光は再び反射部Ｂの位相差層３２３Ｒを通過して偏光板３２４の透過軸と平行した直線偏光になって、偏光板３２４を通過する。
【００３３】
透過部Ｄでは基板３１０側（後面）からバックライト（図示せず）により照射された光が、偏光板３１３でその透過軸に一致した直線偏光になる。この直線偏光が液晶層３３０により、偏光板３１３の透過軸に直交する直線偏光、すなわち偏光板３２４の透過軸に平行した直線偏光になって、偏光板３２４を通過する。
【００３４】
次に、液晶層３３０に電圧を印加して、暗表示にする場合に対して図６を利用して説明する。
反射部Ｂでは表示面から入射した周囲光が、偏光板３２４でその透過軸に一致した直線偏光になる。この直線偏光は反射部Ｂの位相差層３２３Ｒに入射して円偏光になる。円偏光は液晶層３３０でその偏光状態をほとんど維持したまま反射電極３１２に到達して反射される。反射された円偏光は回転方向が逆転された円偏光であって、再び液晶層３３０を通過して反射部Ｂの位相差層３２３Ｒに入射して、偏光板３２４の透過軸と直交する直線偏光に変換されて偏光板３２４により吸収される。
【００３５】
透過部Ｄでは後面からバックライト（図示せず）により照射された光が偏光板３２４でその透過軸に一致した直線偏光になる。この直線偏光が液晶層３３０でその偏光状態をほとんど維持したまま偏光板３２４に到達して偏光板３２４により吸収される。
【００３６】
前述したように反射部Ｂには反射部Ｂの暗表示に必要なλ／４の位相差を有するようにする位相差層３２３Ｒが形成されているが、透過部Ｄの位相差層３２３ＮＲは位相差を有しない形態に形成される。このため、反射部Ｂでは反射部Ｂの位相差層３２３Ｒが機能して充分な反射率が得られると共に、透過部Ｄでは表示面側の位相差層３２３ＮＲの位相差を補償するための新しい位相差層を後面に追加しなくても透過表示を実現できる。したがって、反射表示及び透過表示の両方にコントラストが高い良好な表示品質を実現しながら、後面の位相差層が不要になり、セルの薄形化や不要な位相差層分の低費用化が達成される。
【００３７】
以下本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法を説明する。図７は液晶表示装置の製造方法の工程フローチャートであって、図８Ａないし図８Ｅは各段階別工程中間段階構造物の断面図である。
【００３８】
図７に示すように、まず薄膜トランジスタが形成される後面側の基板を準備する（Ｓ１）。
具体的に、図８Ａに示すように、基板３１０上にゲート電極８０１、ゲート絶縁膜８０２、及び非晶質シリコーンを次々と積層してパターニングして、非晶質シリコーンをエキシマレーザーでアニーリングすることによって結晶化して構成される半導体薄膜８０３を形成する。また、半導体薄膜８０３のゲート電極８０１の両側の領域にＰ、Ｂを不純物として導入し、ｎチャネル、ｐチャネルの薄膜トランジスタにする。また、薄膜トランジスタを被覆するよう、基板３１０の上側にＳｉＯ2で構成される第１層間絶縁膜８０４を形成する。
【００３９】
次に、半導体薄膜８０３のソース及びドレインに対応する個所の第１層間絶縁膜８０４を、例えばエッチングにより開口して、信号線８０５を所定の形状にパターニングして形成する。次に、薄膜トランジスタ及び信号線８０５を被覆するように、基板３１０の上側に、散乱反射を起こす散乱層としての機能と層間絶縁膜としての機能を兼備した第２層間絶縁膜８０６を形成する。この第２層間絶縁膜８０６の、透過部Ｄに対応する領域には透明電極３１１を形成して、反射部Ｂに対応する領域には反射電極（図示せず）を形成する。これにより、図３及び図４に図示するバックライト側の基板が得られる。
【００４０】
続いて、対向する基板上に一側面に段差が形成されているカラーフィルターを形成する（Ｓ２）。
図８Ｂを参照すると、基板上にブラックマトリックス（図示せず）を形成した後、カラーフィルター用感光性組成物を塗布して、レッド、グリーン、ブルーなどのピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂ別にカラーフィルター３２１の厚さが相互に相異なるように積層してパターニングしてカラーフィルター３２１の一側面に段差が形成されるようにすることができる。この時、レッド、グリーン、ブルーなどのピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂ別カラーフィルター３２１の厚さは後述するような位相差層がカラーフィルター３２１の段差を平坦化しながら形成される時、反射部Ｂ上の各ピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂにおける中心波長の位相差がλ／４を有するようにするのに適合するように形成される。
【００４１】
また、図８Ｃに示したように、各ピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂは２段構造で形成することができる。前記各ピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂを２段構造で形成する方法は、まず顔料を含んでいる感光液を基板上に塗布してプリベークをしてコーティングフィルムに残存する溶媒を除去する。続いてコーティングフィルムをｘ方向とy方向に対してそれぞれ１ないし１００μｍの幅を有する光透過部と光遮断部を有するスリットパターンまたは格子パターンを有するマスクを介して光透過部と光遮断部の面積を変化させて露光する。この露光によりパターン部、スリット部、非露光部で受けるエネルギー差により光硬化度の差が発生する。この時スリット部ではマスクを通過する露光量が少ないため部分的に硬化して、現像工程を経た結果部分的な溶解特性を有することになる。したがって、１回の露光を介して反射部Ｂと透過部Ｄに該当するカラーフィルター３２１の各ピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂの厚さを異なるように形成できる。
【００４２】
カラーフィルター３２１のピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂが２段構造を有するということは、各ピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂを反射部Ｂと透過部Ｄでその厚さを異なるように形成して、反射部Ｂと透過部Ｄでのカラーフィルター３２１の特性を二分化して具現することを意味する。反射部Ｂを通過する光は、外部から入射して反射電極３１２で反射されて再び外部に出射するため、その経路は２ｄの距離となり、透過部Ｄを通過する光の経路はｄの距離となる。したがって、反射部Ｂと透過部Ｄのカラーフィルター３２１を形成する各ピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂの厚さが同一であるならば、反射部Ｂでは色濃度が高くなる代わりに反射率が低下する。すなわち、反射部Ｂでの色濃度と反射色再現性を合せるためにまたは反射率を高めるためにピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂで構成されたカラーフィルター３２１を適用する。前述のような方法によって形成されたレッド、グリーン、ブルーなどのピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂにおいて、２段構造の各低層部分の厚さは、後述するような位相差層がカラーフィルター３２１の段差を平坦化しながら形成される際に、反射部Ｂ上の各ピクセル３２１Ｒ、３２１Ｇ、３２１Ｂにおける中心波長の位相差がλ／４を有するようにするのに適合するように形成される。
【００４３】
続いて、パターン化された位相差層を形成する（Ｓ３）。
図８Ｄ及び図８Ｅに示しているように、カラーフィルター３２１上にポリイミドを印刷して、ラビングすることによって配向膜（図示せず）を形成する。この時のラビング処理ではマスクラビングを行うことができる。マスクラビングはフォトリソグラフィ法により反射部Ｂまたは透過部Ｄのうちいずれか一側をレジストでマスクして、所定方向にラビングを行った後、他の方向の領域をレジストでマスクして、所定方向にラビングを行うことである。また、反射部Ｂでは前面の偏光板の透過軸に対して４５゜傾いているラビング方向にして、透過部Ｄでは前面の偏光板３２４の透過軸に対して平行になるようにラビング方向にする。
【００４４】
この配向膜（図示せず）上に、紫外線硬化性の液晶モノマーをスピンコーティングなどの方法により塗布して、カラーフィルター３２１の段差を平坦化させて、露光工程を経ることによって、位相差層としてλ／４層を形成する。液晶ポリマーは基板の配向膜（図示せず）のラビング方向に沿って配向するため、反射部Ｂの位相差層３２３Ｒではλ／４層として機能するが、透過部Ｄの位相差層３２３ＮＤでは遅相軸が前面の偏光板の透過軸と平行になるので実効的な位相差が発生しない。この紫外線硬化性の液晶モノマー材料は酸素の存在により重合が不充分なことになるため、Ｎ2雰囲気で前記処理を行なう。
【００４５】
また、位相差層３２３は次のような方法により形成することができる。まず、カラーフィルター３２１上に液晶ポリマーを塗布して成り立つ膜を光配向処理により反射部Ｂ及び透過部Ｄで配向方向を異にする配向膜（図示せず）を形成する。
【００４６】
この配向膜（図示せず）上に液晶ポリマーまたはネマティック相を示す紫外線硬化性の液晶モノマーをスピンコーティングなどの方法により塗布し、カラーフィルター３２１の段差を平坦化させて、露光工程を経ることによって、位相差層としてλ／４層を形成する。液晶ポリマーは基板の配向膜（図示せず）のラビング方向に沿って配向するため、反射部Ｂの位相差層３２３Ｒではλ／４層として機能するが、透過部Ｄの位相差層３２３ＮＤでは遅相軸が前面の偏光板の透過軸と平行になるので実効的な位相差が発生しない。この紫外線硬化性の液晶モノマー材料は酸素の存在により重合が不充分なことになるため、Ｎ2雰囲気で前記処理を行なう。この位相差層３２３の位相差は膜厚さを変えることによって任意に調整可能である。
【００４７】
前述したような位相差層３２３は、１つの層で反射部Ｂ上ではλ／４の位相差を有し、透過部Ｄ上では位相差がないようにパターン化して形成することによって、反射表示に利用する位相差層の位相差を補償するための後面の位相差層が不要になって、位相差層の使用層数を削減できる。また、位相差層３２３によってカラーフィルター３２１の段差を平坦化することによって別途のオーバーコート層を形成する必要がなく、工程が単純化されるだけでなく、製造原価も低廉になる。
【００４８】
続いて、ＩＴＯをスパッタすることによって共通電極を形成する（Ｓ４）。
以後は通常のセル工程である（Ｓ５）。
薄膜トランジスタなどが形成された基板３１０と、位相差層３２３などが形成された基板３２０との間に液晶を注入して密封した後、透過部Ｄの位相差層３２３の遅相軸と透過軸が平行になるように、前面に偏光板３１３、３２４を接着することによって、図３及び図４に図示した液晶表示装置と同一な光学的な構成を具備して、またカラーフィルターが形成された構成のパネルを得る。
【００４９】
前述したような方法により製造された本発明による液晶表示装置は従来の液晶表示装置と比較して、一般的なブラックモードの無電界でのカラーフィルターの各ピクセルでの垂直反射特性（反射率、％）を計算した場合次のようである。従来の液晶表示装置のカラーフィルターのレッドピクセルは反射率は０．８６８％だったが、本発明の場合は０．０２６％に変化した。グリーンピクセルの場合、従来と本発明の場合すべて０．０１３％で同一である。ブルーピクセルの場合、従来は０．２０４％だったが、本発明の場合０．０３４％に変化した。前述したように、本発明の液晶表示装置のカラーフィルターの各ピクセルでの反射率は従来の液晶表示装置のピクセルでの反射率より値が小さくなったり同一であることが分かってここから色特性が有利になったことに判断される。
【００５０】
また、前述したように製造された本発明の液晶表示装置のパネルを点灯したところ、反射表示及び透過表示のうちどこにあってもコントラストが高い画像表示を実現することが確認された。
【００５１】
以上、添付した図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須な特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施できるということを理解できるはずである。それゆえ、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであって限定的でないことを理解しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は製造方法が単純で、表示特性が養護な反射透過型液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来の反射透過型液晶表示装置の断面図である。
【図２】従来の反射透過型液晶表示装置の断面図である。
【図３】本発明の実施形態による反射透過型液晶表示装置の断面を示した断面図である。
【図４】本発明の実施形態による反射透過型液晶表示装置の断面を示した断面図である。
【図５】図４に図示した液晶表示装置に電圧を印加しない場合の光学構成を示す光学分解斜視図である。
【図６】図４に図示した液晶表示装置に電圧を印加する場合の光学構成を示す光学分解斜視図である。
【図７】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法の工程フローチャートである。
【図８Ａ】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法での各段階別工程中間段階構造物の断面図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法での各段階別工程中間段階構造物の断面図である。
【図８Ｃ】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法での各段階別工程中間段階構造物の断面図である。
【図８Ｄ】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法での各段階別工程中間段階構造物の断面図である。
【図８Ｅ】本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法での各段階別工程中間段階構造物の断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
３００、３００’：液晶表示装置
３１０、３２０：基板
３１１：透明電極
３１２：反射電極
３１３、３２４：偏光板
３２１：カラーフィルター
３２１Ｒ：レッドピクセル
３２１Ｇ：グリーンピクセル
３２１Ｂ：ブルーピクセル
３２２：共通電極
３３０：液晶層
８０１：ゲート電極
８０２：ゲート絶縁膜
８０３：半導体薄膜
８０４：第１層間絶縁膜
８０５：信号線
８０６：第２層間絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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