(57)【要約】      （修正有）【課題】反射表示部に位相差板を内蔵した、広視野角を実現可能な高精細の半透過型液晶表示装置を実現する。【解決手段】反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置であって、第１の基板と第２の基板の間に位相差層を内蔵し、第１の基板３１の主面に形成する位相差層３８の形成材料として、ホスフィンオキサイド構造を有する光重合開始剤を添加したアクリレート付き液晶モノマーを用いる。【選択図】図２
2008275761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置であって、
第１の基板と、第２の基板と、当該第１の基板及び当該第２の基板の間に挟持された液晶層と、有し、
前記第１の基板と前記第２の基板の間に、位相差層を内蔵し、
前記位相差層は、
アクリレート付き液晶モノマーを、ホスフィンオキサイド構造を有する光重合開始剤を用いて重合して形成されたものである
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置であって、
第１の基板、第２の基板、液晶層、第１の配向膜、第２の配向膜、第３の配向膜、画
素電極、共通電極、位相差層、位相差層材料層、シール材、第１の偏光板、および第２の
偏光板を有し、
前記液晶層は、前記第１の基板と前記第２の基板の対向間隙に扶持され、
前記第１の配向膜は、前記液晶層と前記第１の基板との間に設けられ
前記第２の配向膜は、前記液晶層と前記第２の基板の間に設けられ、
前記画素電極および前記共通電極は、前記第２の基板の主面に、画素毎に設けられ、
前記反射表示部と前記透過表示部は、前記画素毎に設けられ、
前記位相差層は、前記第２の基板の主面側で、前記反射表示部に対応する部分に設けられ、
前記シール材は、前記第１の基板と前記第２の基板の周縁の間を周回して前記液晶層を
封止してなり、
前記第１の偏光板は、前記第１の基板の外面に設置され、
前記第２の偏光板は、前記第２の基板の外面に設置され、
前記位相差層の形成材料は、
アクリレート付き液晶モノマーを、ホスフィンオキサイド構造を有する光重合開始剤を用いて重合して形成されたものである
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記位相差層は、
透過率が可視光（ＶｉｓｉｂｌｅＬｉｇｈｔ、４００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲にある波長の光）に対して９５％以上である
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記位相差層は、
最細部のパターンが幅２０μｍ以下で形成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記位相差層は、
前記第１の基板と前記液晶層の間に配置されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項２において、
前記第１の偏光板と前記第２の偏光板の透過軸は、互いに直交配置されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１の偏光板の透過軸と前記第２の偏光板の透過軸の何れか一方は、前記液晶層の配向方向に平行配置されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１において、
前記反射表示部の前記液晶層のリタデーションは、４分の１波長であり、
前記位相層のリタデーションは、２分の１波長である
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項２において、
前記液晶層は、ホモジニアス配向であり、
前記第１の偏光板の透過軸は、前記液晶層の配向方向に平行であり、
前記位相差層の遅相軸方位角は、前記第１の偏光板の透過軸となす角が２０度以上２５
度以下、又は６０度以上７５度以下の何れかである
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記位相差層の上層に膜厚調整層を有する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記位相差層を覆い、前記膜厚調整層の下層に透明樹脂からなる保護膜を有する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記液晶表示装置は、
第１の基板と、第２の基板と、当該第１の基板及び当該第２の基板の間に挟持された液晶層と、を有し、
前記第１の基板と前記第２の基板の間に、位相差層を内蔵しており、
前記製造方法は、
アクリレート付き液晶モノマーと、ホスフィンオキサイド構造を有する光重合開始剤とを用いて、前記位相差層を形成する工程を含む
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１３】
第１の基板と第２の基板の対向間隙に液晶層を扶持し、シール材により前記第１の基板と前記第２の基板をその表示領域の外周縁で封止してなり、前記表示領域は複数の画素のマトリクス配列で構成され、前記画素毎に反射表示部と透過表示部を有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記第１の基板の主面に位相差層用配向膜を形成し、該位相差層用配向膜に配向制御能
を付与する工程と、
前記位相差層用配向膜を覆って、ホスフィンオキサイド構造を有する光重合開始剤を添加した光硬化性を有するアクリレート付きネマチック液晶モノマーを位相差層材料として塗布する位相差層材料塗布工程と、
前記位相差層材料の前記反射表示部に相当する部分を選択露光して硬化させる露光工程
と、
前記位相差層材料の前記透過表示部に相当する部分を除去する未露光部分除去工程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１４】
第１の基板と第２の基板の対向間隙に液晶層を扶持し、シール材により前記第１の基板と前記第２の基板をその表示領域の外周縁で封止してなり、前記表示領域は複数の画素のマトリクス配列で構成され、前記画素毎に反射表示部と透過表示部を有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記第１の基板の主面に位相差層用配向膜を形成し、該位相差層用配向膜に配向制御能
を付与する工程と、
前記位相差層用配向膜を覆って、ホスフィンオキサイド構造を有する光重合開始剤を添加した光硬化性を有するアクリレート付きネマチック液晶モノマーを位相差層材料として塗布する位相差層材料塗布工程と、
前記位相差層材料の前記反射表示部に相当する部分を選択露光して硬化させる露光工程と、
前記位相差層材料の前記透過表示部に相当する部分である未露光部をネマチック等方層転移温度以上に加熱して透明化し、加熱状態のまま光照射で硬化させる工程と
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１５】
請求項１３において、
前記位相差層の上層に膜厚調整層を形成する工程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１６】
請求項１４において、
前記位相差層の上層に膜厚調整層を形成する工程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１７】
請求項１５において、
前記位相差層とその形成材料の残留層を覆い、前記膜厚調整層の下層に透明樹脂からなる保護膜を形成する工程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１８】
請求項１６において、
前記位相差層とその形成材料の残留層を覆い、前記膜厚調整層の下層に透明樹脂からなる保護膜を形成する工程を含むことを特徴とする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、液晶表示装置に係り、特に明所から暗所を含む広範な環境で反射表示が可能で、かつ広視野角で高画質の透過表示が可能な液晶表示装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式やＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式等の広視野角の透過型液晶表示装置が各種機器のモニターとして普及しており、応答特性を向上してテレビとしても使われている。その一方で、携帯電話やデジタルカメラを始めとする携帯型の情報機器にも液晶表示装置が普及している。携帯型情報機器は、主に個人で使用するが、最近では表示部を角度可変にしたものが増加しており、斜め方向から観察する場合が多いため広視野角が望まれている。
【０００３】
携帯型情報機器用の表示装置は、晴天時の屋外から暗室までを含む多様な環境下で用いられるため、半透過型であることが望まれる。半透過型の液晶表示装置は、１画素内に反射表示部と透過表示部とを有する。
【０００４】
反射表示部は、反射板を用いて周囲から入射する光を反射して表示を行い、周囲の明るさによらずコントラスト比が一定であるため、晴天時の屋外から室内までの比較的明るい環境下で良好な表示が得られる。一方、透過表示部は、バックライトを用いて、環境によらず輝度が一定であるため、屋内から暗室までの比較的暗い環境下で高コントラスト比の表示が得られる。この両者を兼ね備えた半透過型液晶表示装置は、晴天時の屋外から暗室までを含む広範な環境下で高コントラスト比の表示が得られる。
【０００５】
従来から、広視野角の透過表示で知られるＩＰＳ方式を半透過型にすれば、反射表示と広視野角の透過表示が同時に得られるのではないかと期待されてきた。例えば、特許文献１には、半透過型ＩＰＳ方式が記載されている。
【０００６】
この半透過型ＩＰＳ方式の液晶表示装置では、二枚の透明基板の間に液晶層を封止してなる液晶パネルの上側と下側の外面の全面に位相差板を配置する。しかし、位相差板には視角依存性があるため、仮に、液晶層の法線方向において液晶層と複数の位相差板の位相差と軸配置を最適化しても、法線方向から離れるにつれて暗表示のための最適条件から急速に外れる。
【０００７】
位相差板の視角依存性は、その位相差板の厚さ方向の屈折率を調節することにより低減できるが、完全に無くすことはできない。その結果、半透過型ＩＰＳ方式では、視角方向における暗表示透過率の増大が大きく、その透過表示の視角特性は、透過型ＩＰＳ方式に比べて低い。
【０００８】
また、非特許文献１は、外部設置の位相差板に替えて、パネル内部に位相差板（位相差層）を内蔵させた場合の設置構造と表示特性を開示する。
【０００９】
なお、特許文献２には、ＶＡ方式において、位相差層を液晶層に近接するように配置し、かつこれをパターンニングして反射表示部にのみに配置している。しかし、広視野角の透過表示を与えるＩＰＳ方式への応用については考慮されていない。なお、内蔵の位相差層を有する半透過型ＩＰＳ方式を透過型ＩＰＳ方式と同等の広視野角とするための考察を開示したものとしては、特許文献３がある。
【特許文献１】特開平１１−２４２２２６号公報
【特許文献２】特開２００３−２７９９５７号公報
【特許文献３】特開２００５−３３８２５６号公報
【非特許文献１】ｃ．Ｄｏｏｒｎｋａｍｐ  ｅｔ  ａｌ．，Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，“Ｎｅｘｔ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｍｏｂｉｌｅ  ＬＣＤｓｗｉｔｈ  ｉｎ−ｃｅｌｌ  ｒｅｔａｒｄｅｒｓ．”Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ２００３，ｐ６８５（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
透過型ＩＰＳ方式では、液晶層がホモジニアス配向であり、第１の基板と第２の基板の外面に設置された偏光板（上下の偏光板）を透過軸が直交するように配置して、かつその透過軸の一方を液晶層の配向方向に平行にしている。液晶層に入射する光は直線偏光で、かつその振動方向は液晶層の配向方向に平行なため、液晶層によって位相差を与えられない。これにより低透過率の暗表示を実現できるとともに、液晶層と偏光板の間に位相差層（位相差板）が介在しないため視角方向に余分な位相差が発生せず、広視野角の暗表示が実現できる。このように、透過型ＩＰＳ方式では本来的に位相差層（位相差板）を必要としない。
【００１１】
半透過型の液晶表示装置では、暗表示のための光学条件が本質的に異なる反射表示部と透過表示部とを１画素内に有する。すなわち、反射表示部においては、光は液晶表示装置を構成する液晶パネルの上面の基板（第１の基板）側の偏光板から入射して、液晶パネル内部の反射板で反射された後に、再び上面の偏光板を通過して使用者に向かう。一方、透過表示部においては、光は液晶パネルの下面の基板（第２の基板）側の偏光板から入射して、その後液晶パネルの上面の偏光板を通過して使用者に向かう。
【００１２】
このような光路の違いから、反射表示部と透過表示部では暗表示となる光の位相差が４分の１波長だけ異なる。そのため、反射表示部が明表示の時に透過表示部は暗表示になり、あるいはまたその逆になり、反射表示部と透過表示部は互いに異なる印加電圧依存性になってしまう。これらを同一の印加電圧依存性にするには、何らかの方法により反射表示部と透過表示部の位相差を４分の１波長だけシフトさせなければならない。
【００１３】
従来の半透過型ＩＰＳ方式では、液晶パネルの上下に全面（外面）に位相差板を配置している。このうち液晶パネルの上側（第１の基板側）の位相差板は、反射表示部に外部から入射する光と、反射表示部の反射板で反射された光と、透過表示部を通過した光が通過する。このように、上側の位相差板は反射表示部と透過表示部の両方に作用する。これに対して、液晶パネルの下側（第２の基板側）の位相差板は透過表示部に入射する光源光のみが通過するため、透過表示部のみに作用する。このような反射表示部と透過表示部に対する上側位相板と下側位相板の作用の違いを利用して、両者の位相差を４分の１波長だけシフトしている。しかし、液晶層と偏光板の間に位相差板が介在することにより視角方向に余分な位相差が発生し、暗表示の視角特性が低下する。
【００１４】
また、特許文献３に開示されているような位相差板の機能を液晶パネルに内蔵して位相差層とした半透過型ＩＰＳ方式では、反射表示部のみに位相差層を形成する。この位相差層の形成には、アクリレート付きの液晶モノマーを主成分とした位相差層形成材料を塗布し、ホトマスク露光するホトリソグラフイ法を用いたパターニングが採用される。
【００１５】
位相差層形成材料には重合開始剤が含まれているが、この重合開始剤は露光に対して過剰反応し易く、過剰反応が起こると硬化した位相差層のパターン幅が設計値より大幅に太くなって、透過表示部にはみ出し、半透過表示特性を低下させてしまう。これでは、高精細（公称２インチで、画素数６４０×４８０（ＶＧＡ））の要求に対応できない。また、位相差層のパターン幅が太くなると、製造工程における露光時の基板とマスクとの位置合わせ裕度が低下する。
【００１６】
本発明の目的は、位相差層を内蔵する液晶表示装置において、良好な表示特性が得られるように、位相差層を形成することにある。いいかえれば、反射表示部に対して、位相差層を、設計されたパターンの裕度内に形成することで、半透過表示特性の低下を抑制して、透過型方式と同等の広視野角を実現可能な半透過型の液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
位相差層形成材料の過剰反応の発生原因は、ラジカル逐次反応が過剰に進行し、パターン露光時に過剰硬化が起こることにあると思われる。
【００１８】
そこで、本発明では、位相差層の形成材料として、ラジカル放出の穏やかなホスフィンオキサイド構造を有する光重合開始剤を添加したアクリレート付き液晶モノマーを用いる。
【００１９】
本発明は、例えば、反射表示部と透過表示部とを有する液晶表示装置であって、第１の基板と、第２の基板と、当該第１の基板及び当該第２の基板の間に挟持された液晶層と、当該第１の基板及び当該第２の基板の間に内蔵された位相差層と有し、前記位相差層が、アクリレート付き液晶モノマーを、ホスフィンオキサイド構造を有する光重合開始剤を用いて重合して形成されたものである。
【００２０】
半透過型ＩＰＳ方式の液晶表示装置の場合、反射表示部のみに位相差板（位相差層）を配置して、偏光板は反射表示部と透過表示部で共通の仕様とする。偏光板は、液晶パネルを構成する第１の基板と第２の基板の上面と下面の全面に配置し、位相差版は、内蔵の位相差層とする（このとき、位相差層はシール材と前記第１の基板との対向部を除いた内側の表示領域側に配置するのが望ましい）。内蔵の位相差層は反射表示部のみに形成する。この時、上下の偏光板を透過型ＩＰＳ方式と同様に配置することにより（透過軸が直交、かつその一方が液晶配向方向に平行）、透過型ＩＰＳ方式と同じ透過表示視角特性を実現する。
【００２１】
また、この内蔵の位相差層は、偏光板を透過型ＩＰＳ方式と同様に配置した上で、反射表示部と透過表示部の位相差を４分の１波長だけシフトするように配置する。具体的には、液晶層と内蔵の位相差層の積層体を広帯域の４分の１波長板の配置にする。すなわち、反射板に近接する方のリタデーションを４分の１波長とし、他方を２分の１波長とする。
【００２２】
ＩＰＳ方式では電圧印加時に液晶層は、主にダイレク夕方位が層内で回転するように配向変化し、チルト角の変化は小さくリタデーションは殆ど変化しない。そのため、液晶層と位相差層のうち液晶層を反射電極に近接するように配置して、そのリタデーションを４分の１波長にする。
【００２３】
内蔵の位相差層の遅相軸は以下のように決定する。すなわち、方位角を、上側偏光板透過軸を０度として反時計回りに定義する。位相差層の遅相軸方位角をθＰＨ、液晶層の配向方向の方位角をθＬＣとすると、広帯域の４分の１波長板とした時の方位角は、次式（１）で表される。
【００２４】
２θＰＨ＝±４５°＋θＬＣ  ・・・式（１）
【００２５】
ここで、θＬＣは透過表示部における偏光板配置を透過型ＩＰＳと同様にすることから、０度又は±９０度の何れかにしなければならない。これよりθＰＨは±２２．５度（作製上の余裕±１０％をみて２０度以上２５度以下）又は±６７．５度（作製上の余裕±１０％をみて６０度以上７５度以下）になる。液晶層と内蔵の位相差板（位相差層）の積層体を広帯域の４分の１波長板の配置にすることにより、可視波長域全域に渡って反射率が低減し、低反射率かつ無彩色の反射表示が得られる。
【００２６】
反射表示部と透過表示部では、反射率と透過率を偏光板の光吸収により定められる限界値にするための液晶層リタデーションの最適値がそれぞれ異なり、反射表示部では４分の１波長、透過表示部では２分の１波長である。これを実現する為には、反射表示部の液晶層厚を透過表示部よりも小さくしなければならない。具体的には反射表示部に層厚調整層を配置して、層厚調整層の厚さの分だけ反射表示部の液晶層の層厚を減少させる。層厚調整層は反射表示部に対応するように配置しなければならない。
【００２７】
本発明では、位相差板としてパネルの内部に位相差層の形で内蔵させるが、この内蔵の位相差層は反射表示部に対応する位置に配置する。反射表示部と透過表示部に必要とされるリタデーションの差は４分の１波長であり、内蔵の位相差層に必要とされるリタデーションは２分の１波長である。
【００２８】
そのため、内蔵の位相差層の複屈折が液晶層の２倍以上であれば、位相差層の層厚は反射表示部と透過表示部に必要とされる液晶層の層厚差よりも小さくなる。この場合には、位相差層と層厚調整層を積層し、反射表示部に対応するようにパターンニングして、両者の層厚の合計を反射表示部と透過表示部に必要とされる液晶層の層厚差にすればよい。
【００２９】
あるいはまた、位相差層の複屈折が液晶層の２倍であれば、内蔵の位相差層の層厚は反射表示部と透過表示部に必要とされる液晶層の層厚差に等しくなる。この場合には層厚調整層が不要になるので、製造過程を簡略化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を用いて、本発明が適用された実施形態について説明する。
【００３１】
＜＜第１の実施形態＞＞
【００３２】
図１は、第１の実施形態が適用された液晶表示装置を構成する液晶パネルの１画素の構成例を説明する平面図である。また、図２は、図１に示した液晶パネルの１画素の概略構成例を説明する図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【００３３】
液晶パネルは、第１の基板３１と、液晶層１０と、第２の基板３２と、から構成され、第１の基板３１と第２の基板３２の対向間隙に液晶層１０が扶持されている。
【００３４】
第１の基板３１の主面（内面）には、ブラックマトリクス３５で区画されたカラーフィルタ４５と、平坦化層（第１の保護膜）３６と、第３の配向膜（内蔵の位相差層用配向膜）３７と、内蔵の位相差層（以下、単に位相差層）３８と、位相差層３８の保護層（第２の保護膜）４０と、第１の配向膜３３と、がこの順に積層している。
【００３５】
ただし、位相差層３８は、透過表示部ＲＡにのみ配され、透過表示部ＴＡには、配されていない。
【００３６】
第３の配向膜３７は、液晶層組成物からなる位相差層３８の形成材料の配向を制御する配向制御能が付与されている。また、第１の配向膜３３は、表示光制御用の液晶層１０の初期配向を制御する配向制御能が付与されている。
【００３７】
第２の基板３２の主面には、画素を駆動する薄膜トランジスタＴＦＴを有する。薄膜トランジスタＴＦＴは、走査配線２１と、信号配線２２と、画素電極２８とに接続されている。
【００３８】
この他に共通配線２３と共通電極２９を有する。ここでは、薄膜トランジスタＴＦＴは、逆スタガ型構造であり、そのチャネル部はアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層２５で形成されている。走査配線（ゲート）２１と、ソース・ドレイン電極２４とは、第１の絶縁層５１で絶縁されている。薄膜トランジスタＴＦＴ上には、第２の絶縁層５２がある。
【００３９】
走査配線２１と信号配線２２は、行方向と列方向に交差して二次元のマトリクスを形成している。薄膜トランジスタＴＦＴは、概略その交差部付近に位置している。
【００４０】
共通配線２３は、走査配線２１と平行に配置されており、第２のスルーホール２７を通じて共通電極２９に接続されている。画素電極２８と薄膜トランジスタＴＦＴのソース・ドレイン電極２４とは、第１のスルーホール２６で結合されている。画素電極２８の上には、第２の配向膜３４があり、液晶層１０の初期配向を制御する配向制御能が付与されている。
【００４１】
第１の基板３１は、好適には、イオン性不純物の少ない硼珪酸系ガラスで構成され、厚さは例えば０．５ｍｍである。ブラックマトリクス３５で区画されるカラーフィルタ４５は、赤色、緑色、青色を呈する各部分（カラーサブピクセル）がストライプ状に繰り返して配列されており、各ストライプは信号電極２２に平行である。ブラックマトリクス３５とカラーフィルタ４５の形成面の凹凸は樹脂性の平坦化層（第１の保護膜、オーバコート膜）３６で平坦化されている。第１の配向膜３３は、ポリイミド系有機膜であり、ラビング法で配向処理されている。
【００４２】
第２の基板３２は、第１の基板３１と同様の硼珪酸系ガラスが適しており、厚さは例えば０．５ｍｍである。第２の配向膜３４は、第１の配向膜３３と同様に、水平配向性のポリイミド系有機膜である。信号配線２２と走査配線２１と共通配線２３とは、アルミニウム（Ａｌ）やその合金（アルミニウムとネオジムの合金：Ａｌ−Ｎｄ）、若しくはクロム（Ｃｒ）などで形成されており、画素電極２８は、インジウム錫酸化物（インジウム・チン・オキサイド：ＩＴＯ）等の透明導電膜が望ましく、共通電極２９もＩＴＯ等の透明導電膜で形成するのが望ましい。
【００４３】
画素電極２８は、走査配線２１に対して平行なスリット３０を有し、スリット３０のピッチは、約４μｍである。画素電極２８と共通電極２９とは、層厚が０．５μｍの第３の絶縁層５３で隔てられており、電圧印加時には画素電極２８と共通電極２９との間に電界が形成される。電界は、第３の絶縁層５３の影響によりアーチ状に歪められて液晶層１０中を通過する。このことにより、電圧印加時に液晶層１０に配向変化が生じる。なお、上記の数値は、本明細書および図面での他の数値も含めて、あくまで一例であり、本発明はこの数値に限定されるものではない。
【００４４】
共通配線２３は、画素電極２８と交差する部分で画素電極２８内に張り出した構造を有する。図１において、共通配線２３が画素電極２８と重畳する部分が反射表示部ＲＡであり、反射光６２に示すように、光を反射する。これ以外の画素電極２８と共通電極２９の重畳部では、透過光６１に示すように、バックライトの光を通過して透過表示部ＴＡとなる。透過表示部ＴＡと反射表示部ＲＡでは最適な液晶層の層厚が異なるため、境界には段差が生じる。透過表示部ＴＡと反射表示部ＲＡの境界を短くするため、境界が画素の短辺に平行になるように透過表示部ＴＡと反射表示部ＲＡを配置した。
【００４５】
このように、共通配線２３等の配線を反射板で兼用すれば製造過程を低減する効果が得られる。共通配線２３を高反射率のアルミニウム等で形成すれば、より明るい反射表示が得られる。共通配線２３をクロムとし、アルミニウムや銀合金の反射板を別途形成しても同様の効果が得られる。
【００４６】
液晶層１０は、配向方向の誘電率がその法線方向よりも大きい正の誘電率異方性を示す液晶層組成物である。ここでは、その複屈折は、２５℃において０．０６７であり、室温域を含む広い温度範囲においてネマチック相を示す。また、薄膜トランジスタを用いて周波数６０Ｈｚで駆動した時の保持期間中において、反射率と透過率を充分に保持してフリッカを生じない高抵抗値を示す。
【００４７】
次に、図３を参照して、上記のように構成される液晶パネルの製造プロセスを説明する。
【００４８】
まず、第１の基板３１の主面にブラックマトリクス３５とカラーフィルタ４５とを形成し、その表面を第１の保護膜３６で覆って平坦化する（Ｐ−１）。第１の保護膜３６上に、位相差層用の配向膜（第３の配向膜）３７を塗布し、ラビングして配向制御能を付与する（Ｐ−２）。第３の配向膜３７は、水平配向性であり、位相差層３８の遅相軸方向を定める機能を有する。
【００４９】
次に、第３の配向膜３７の上に、位相差層形成材料を塗布する（Ｐ−３）。位相差層形成材料は、位相差層３８の着色を防止し、かつ過剰（急激）な重合反応による「太り」を防止するため、その成分を適宜選択する必要がある。
【００５０】
本実施形態では、位相差層形成材料として、光反応性のアクリル基（アクリレート）を分子末端に有するネマチック液晶モノマー（「アクリレート付きの液晶モノマー」という）に、ホスフィンオキサイド構造を有する光重合開始剤（反応開始剤）を１種類または２種類以上を有機溶媒に分散した有機材料を用いる。
【００５１】
アクリレート付きの液晶モノマーは、必要なΔｎに応じて適宜選択すればよい。下記「化１」「化２」に、アクリレート付きの液晶モノマーの例を示す。
【００５２】
【化１】
2008275761.tif 000003
【００５３】
【化２】
2008275761.tif 000004
【００５４】
アクリレート付きの液晶モノマー、光重合開始剤、照射する光の波長を、適宜選択することにより、形成される位相差層３８の着色を抑制し、かつ、過剰重合による位相差層３８の「太り」を防止することができる。
【００５５】
本実施形態では、ホスフィンオキサイド系光重合開始剤を用いる。ホスフィンオキサイド系光重合開始剤を用いることにより、位相差層３８の透過率を、可視光（ＶｉｓｉｂｌｅＬｌｇｈｔ、例えば４００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲にある波長の光）に対して９５％以上の範囲にすることができ、着色を抑制することができる。
【００５６】
また、ホスフィンオキサイド系光重合開始剤を用いれば、液晶モノマーの過剰な重合が抑制され、位相差層３５の「太り」を防止できる。
【００５７】
下記「化３」に、ホスフィンオキサイド構造を有する重合開始剤の例として、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド、を示す。これらは、それぞれ、チバ・スペシャリテイ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）製のイルガキュア８１９、ダロキュアＴＰＯ、イルガキュア１８００（１８７０）として購入可能である。
【００５８】
【化３】
2008275761.tif 000005
【００５９】
位相差層形成材料には、濡れ性を向上する目的でレベリング剤を０．０１〜０．３％添加すると効果的である。レベリング剤として、例えばビックケミー・ジャパン製のＢＹＫ−３０２、ＢＹＫ−３０６、ＢＹＫ−３０７、ＢＹＫ−３３０、ＢＹＫ−３５２、ＢＹＫ−３５４、ＢＹＫ−３５６、ＢＹＫ−３６１Ｎ、ＢＹＫ−３７０、ＢＹＫ−３９０、テゴ（Ｔｅｇｏ）製のＦｌｏｗ３００、Ｆｌｏｗ４２５、ＦｌｏｗＺＦＳ４６０、Ｇｌｉｄｅ１００、Ｇｌｉｄｅ４１０、Ｇｌｉｄｅ４２０、Ｇｌｉｄｅ４３５、ＧｌｉｄｅＡ１１５、ＧｌｉｄｅＺＧ４００などを用いることができる。
【００６０】
有機溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、酢酸メトキシブチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテルなどを用いることができる。
【００６１】
位相差層形成材料を塗布した後は、１００℃のホットプレートなどにより２〜３分プリベークして溶剤を除去する（Ｐ−４）。これにより、透明な膜が形成される。この膜は、プリベークされた時点で第３の配向膜３７の配向処理方向を向いて配向しており、位相差板としての機能が付与されている。
【００６２】
プリベークした位相差層形成材料に対し、位相差層３８のパターンに対応した開口部を有する露光マスクを用いて、反射表示部ＲＡに対応する部分に紫外光を照射してアクリル基を光重合させて硬化させ、位相差層３８を形成する（Ｐ−５）。このマスク露光により、露光マスクの開口部に対応するアクリレートが重合し、有機溶剤に不溶な膜となる。このとき、塗布時の溶液濃度及び塗布条件を適宜調整して膜厚を調整し、位相差層３８のリタデーションが波長５５０ｎｍにおいて２分の１波長となるようにする。
【００６３】
その後、有機溶剤による現像を行い、未露光部分を除去する（Ｐ−６）。
【００６４】
次に、位相差層３８の上に透明な有機層を塗布して第２の保護層４０を形成する（Ｐ−７）。さらに、位相差層３８の上層のみに、膜厚調整層３９を形成する（Ｐ−８）。具体的には、まず、第２の保護層４０に感光性透明レジストを塗布し、露光マスクを用いて紫外線露光する。ここでは反射表示部ＲＡと同様の分布になるような露光マスクを用いてパターンニングする。その後、アルカリ現像を行うと、位相差層３８の上層のみに膜厚調整層３９が形成される。
【００６５】
ここで、膜厚調整層３９を設ける理由は、次の通りである。位相差層３８にΔｎが液晶層の２倍よりも大きいものを用いると、位相差層３８のリタデーションを２分の１波長としたときに厚さが不十分になり、位相差層３８だけでは、反射表示部ＴＡと透過表示部ＲＡとの間のリタデーションの差は４分の１波長よりも小さくなる。そこで、位相差層３８上に膜厚調整層３９を形成することにより、反射表示部と透過表示部に４分の１波長のリタデーション差を確保する。
【００６６】
次に、第１の基板３１の主面最上層に第１の配向膜３３を、第２の基板３２の主面最上層に第２の配向膜３４を塗布し、所定の角度で互いに交叉するような方向にラビング処理した後に、第１の基板３１と第２の基板３２の表示領域に柱状スペーサを介在させ（Ｐ−９）、外周縁の内側にシール材を塗布して両基板を貼り合わせて組立て、内側に液晶層１０を封入する（Ｐ−１０）。
【００６７】
最後に、第１の基板３１と第２の基板３２の外側に第１の偏光板４１と第２の偏光板４２をそれぞれ配置する（Ｐ−１１）。ここで、第１の偏光板４１と第２の偏光板４２の透過軸は、液晶層配向方向に対してそれぞれ直交、平行になるように配置する。
【００６８】
以上、液晶パネルの製造プロセスについて説明した。
【００６９】
なお、上記の液晶パネルでは、第１の偏光板４１の粘着層４３には、その内部に屈折率が粘着材とは異なる透明な微小球を多数混入した光拡散性の粘着層４３を用いた。この様な構成としたことで、粘着材と微小球の界面において両者の屈折率が異なることによって生じる屈折の効果を利用して、入射光の光路を拡大する作用を有する。これにより、画素電極２８と共通電極２９における反射光の干渉で生じる虹色の着色を低減できる。しかし、粘着層４３の構成はこのようなものに限らず、微小球なしの粘着材を用いてもよいことは言うまでもない。
【００７０】
本実施形態のように、ホスフィンオキサイド系光重合開始剤を添加した位相差層形成材料を使用すると、位相差層３８のパターン幅は、マスク開口部の幅の設計値より３〜５μｍ程度の太りに抑制される。したがって、パターン幅最細部を２０μｍ以下とすることも可能となる。そして、ホトマスクの再現性が向上し、液晶パネルの高精細化が実現可能となる。さらに、製造工程において、パターン露光時の位置合わせ精度の裕度が大きくなり、露光合わせズレに起因する製品不良が低減する。
【００７１】
ここで、ホスフィンオキサイド系光重合開始剤の有用性について比較例を用いて説明する。比較例では、下記「化４」に示すように、汎用的な光重合開始剤、例えばチバ・スペシャリテイ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）製のイルガキュア（ＩＲＵＧＡＣＵＲＥ（Ｒ））９０７、イルガキュア３６９、あるいは２−（３，４−メチレンジオキシフェニル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−１、３，５−トリアジンを用いた。
【００７２】
【化４】
2008275761.tif 000006
【００７３】
上記から選ばれる光重合開始剤を１種類または２以上を添加した場合、重合速度が速く、且つ重合度が高いと考えられ、パターン露光時にマスク開口部の幅（サイズ）以上に過剰硬化して、現像後のパターン幅がマスク開口幅よりも１０〜１５μｍ程度太くなる。一方、５μｍ程度の開口マスクを使用すると開口部直下と過剰硬化部の膜厚差が顕著となり、面内膜厚が不均一となる。従って、２０μｍ以下のパターン幅を形成することは困難である。また、これらの光重合開始剤は、反応終了後も、残渣を含め、位相差材料内部に残留するため、位相差層３８の透過率を、可視光（ＶｉｓｉｂｌｅＬｌｇｈｔ、４００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲にある波長の光）に対して９５％以上にする事は難しく、通常９０％以下の範囲となり、これらの着色を抑制できない。
【００７４】
一方、ホスフィンオキサイド系光重合開始剤は、フォトブリーチング機能をもつことが知られており、光重合開始剤由来の着色が起きないため、位相差層３８の透過率を、可視光（ＶｉｓｉｂｌｅＬｌｇｈｔ、４００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲にある波長の光）に対して９５％以上の範囲にすることができ、位相差層３８の着色を抑制することができる。
【００７５】
本実施形態において、位相差層３８は、液晶高分子からなるため、有機高分子フイルムを延伸して作成した従来の外付けの位相差板と比較して分子の配向性が高く、液晶層１０と同程度の配向性を有する。そのため、位相差層３８のΔｎは、外付けの位相差板よりもはるかに大きく、分子構造並びに成膜条件を適宜調整すれば液晶層１０と同程度若しくはこれ以上にすることができる。外付けの位相差板の層厚は数十μｍもあり液晶層の層厚の１０倍近くにもなるが、液晶高分子を用いて内臓の位相差層とすれば、位相差層３８の層厚を大幅に減少させることが可能となり、反射表示部と透過表示部の段差よりも薄くすることができる。これにより、位相差層３８を反射表示部に合わせてパターンニングしても特別な平坦化は不要になる。
【００７６】
以上のようにして作製した半透過型液晶パネルを駆動装置に接続し、背後にバックライトを配置して液晶表示装置を構成し、その表示状態を観察した。バックライトを消燈した状態で、明所において観察したところ、反射表示による表示画像を確認できた。次に、バックライトを点燈した状態にして暗所において観察したところ、透過表示による表示画像を確認できた。基板法線に対する観察方向を広い範囲で変えても階調反転が生じず、かつコントラスト比の低下は少なかった。
【００７７】
また、上記実施形態の液晶表示装置においては、シール材と第１の基板３１との間に、当該シール材とは接着力が小さい位相差層材料がない。したがって、第１の基板３１と第２の基板３２は強固に固着され、外力の印加による両基板のずれや剥離が回避され、全環境型の構造堅固な表示装置が得られる。
【００７８】
以上のようにして作製した液晶パネルからなる半透過型液晶表示装置の透過表示部ＴＡは、第１の偏光板４１の透過軸と第２の偏光板４２の透過軸は直交し、かつ後者は液晶層配向方向に平行である。これは透過型ＩＰＳ方式と同様の構成であるので、透過表示については透過型ＩＰＳ方式と同様にモニター用途にも耐える広視野角が得られる。
【００７９】
一方、反射表示部ＲＡは、ホモジニアス配向の液晶層１０と、位相差層３８と、第１の偏光板４１から構成される。位相差層３８の遅相軸、液晶層配向方向、第１の偏光板４１の透過軸角度の相互関係は次のようになる。すなわち、図１に示した画素電極２８のスリット３０が信号配線２２に対して垂直なため、電界方向は、信号配線２２の方向に対して平行になる。方位角を反時計回りに定義すると、液晶層の配向方向は電界方向に対して−７５度で、これにより電圧印加時の配向変化を安定化するとともに配向変化が生じる間借電圧を低減する効果が得られる。位相差層３８の遅相軸方向と第１の偏光板４１の透過軸は、液晶層の配向方向に対してそれぞれ６７．５度と９０度である。
【００８０】
さらに、反射表示部ＲＡの液晶層１０と位相差層３８のリタデーションは、それぞれ４分の１波長と２分の１波長としたため、反射表示部ＲＡにおいて、液晶層１０と位相差層３８と第１の偏光板４１の積層体は広帯域の円偏光板になる。電圧無印加時には、可視波長のほぼ全域において、入射光は円偏光又はこれに近い偏光状態になって反射板に入射する。反射後に、再び第１の偏光板４１に入射する際には、それら振動方向が、第１の偏光板の吸収軸に対して平行な直線偏光になるため、無彩色の暗表示が得られる。
【００８１】
位相差層３８の遅相軸方位角を定める上記式（１）と位相差層３８と液晶層１０のリタデーションは、ポアンカレ球表示を用いて以下のようにして導出される。ポアンカレ球表示は偏光状態を記述するストークスパラメータ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を３軸とする空間内で定義され、ポアンカレ球上の各点は偏光状態に一対一に対応する。例えば、ポアンカレ球上の（Ｓ１、Ｓ２）平面との交線（赤道）は直線偏光に対応し、Ｓ３軸との交点（北極と南極）は円偏光に対応し、それ以外は楕円偏光に対応する。また、（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）は電気ベクトルの任意のＸ軸成分Ｅｘ、任意のＹ軸成分Ｅｙ、ＥｘとＥｙの位相差δを用いてそれぞれ次式（２）（３）（４）で表される。
【００８２】
Ｓ１＝（Ｅｘ２−Ｅｙ２）／（Ｅｘ２＋Ｅｙ２）  ・・・式（２）
【００８３】
Ｓ２＝２ＥｘＥｙｃｏｓδ／（Ｅｘ２＋Ｅｙ２）  ・・・式（３）
【００８４】
Ｓ３＝２ＥｘＥｙｓｉｎδ／（Ｅｘ２＋Ｅｙ２）  ・・・式（４）
【００８５】
位相差層３８や振れのない液晶層１０による偏光状態の変換は、ポアンカレ球上では（Ｓ１、Ｓ２）平面内に含まれ、ポアンカレ球の中心を通過する線の回りの回転として表される。この時の回転角は、位相板のリタデーションが１／２波長ならば１／２回転であり、１／４波長ならば１／４回転である。
【００８６】
可視光域のうちの代表的な波長、例えば、人間の視感度が最高になる波長５５０ｎｍの入射光が、第１の偏光板４１、位相差層３８、反射表示部ＲＡの液晶層１０を順次通過して画素電極２８又は共通電極２９に到達する過程に着目する。
【００８７】
説明のため、ポアンカレ球を地球儀に擬してＳ３軸との交点を北極と南極、（Ｓ１、Ｓ２）平面との交線を赤道と呼ぶことにすると、第１の偏光板４１によって直線偏光になった入射光はポアンカレ球上の赤道に位置するが、位相差層３８により方位角が回転軸を中心に１／２回転して赤道の別の一点に移動して、振動方向の異なる直線偏光に変換される。次いで、液晶層１０により方位角が回転軸を中心に１／４回転して北極に移動して、すなわち、円偏光に変換される。
【００８８】
次に、これ以外の波長の入射光に着目すると、リタデーションには波長依存性があり、位相差層でも液晶層でも短波長側ほどリタデーションが大きく、長波長側ほど小さい。そのために、回転角は波長によって異なり、位相差層３８による回転において、５５０ｎｍ以外の波長の光は１／２回転にならずに赤道から外れた点に移動する。短波長側の青の光はリタデーションが１／２波長よりも大きいため、１／２回転よりも大きく回転して赤道上から外れた位置に移動する。長波長側の赤の光は、リタデーションが１／２波長よりも小さいため、１／２回転よりも小さく回転して赤道上から外れた位置に移動する。
【００８９】
しかし、これに次いで作用する液晶層１０による回転では移動方向が概略反対方向になるために、位相差層３８において生じた波長による回転角の違いが補償される。すなわち、短波長側の青の光は、液晶層１０においても１／４回転よりも大きく回転するが、南半球上から移動を始めるためちょうど北極上に達する。長波長側の赤の光は、液晶層１０においても１／４回転よりも小さく回転するが、北半球上から移動を始めるため１／４回転よりも小さく回転することによりちょうど北極上に達する。その結果、各波長の光は北極の近傍に集中して、各波長の光は、ほぼ同一の円偏光になる。これを液晶層の表示状態として観察すると、可視波長の広い領域で反射率が低減した無彩色の暗表示が得られる。
１／４回転方向を延長するように補助線を引くと、この補助線はその回転の中心を表す液晶層配向方向（方位角θ’ＬＣ）に直交する。また、１／２回転の中心を表す内蔵位相板の遅相軸方向（方位角θ’ＰＨ）は、Ｓ１軸と補助線間の角度を２等分する。Ｓｌ軸と補助線との間の角度を２等分した角度接、θ’ＰＨ−１８０°であり、θ’ＬＣ−１８０°は（θ’ＰＨ−１８０°）×２＋９０°に等しいことから、次式（５）が求まる。
【００９０】
２θ’ＰＨ＝９０°＋θ’ＬＣ  ・・・式（５）
【００９１】
上記はポアンカレ球上の北極ＮＰに各波長の入射光を集中させるが、ポアンカレ球の南極ＳＰに集中しても同様の効果が得られる。この場合にはθ’ＰＨとθ’ＬＣの関係は、次式（６）で表される。
【００９２】
２θ’ＰＨ＝−９０°＋θ’ＬＣ  ・・・式（６）
【００９３】
さらには、各波長の入射光を北極ＮＰ又は南極ＳＰに集中させるには、これ以外に、θＰＨとθ’ＬＣの関係はそれぞれ式（５）（６）で表される。すなわち、３６０°−θ’ＬＣは（３６０°  −θ’ＰＨ）×２＋９０°に等しいことから、２θ’ＰＨ＝３６０°＋９０°＋θ’ＬＣとなり、式（５）で表される。また、１８０°−θ’ＬＣは（１８０°−θ’ＰＨ）×２＋９０°に等しいことから、２θ’ＰＨ＝３６０°−９０°＋θ’ＬＣとなり、式（６）で表される。
【００９４】
ポアンカレ球上での回転軸は、遅相軸の方位角θＰＨとθＬＣに対応しており、回転軸の方位角は、実空間における遅相軸の方位角の２倍（θ’ＰＨ＝２θＰＨ、θ’ＬＣ＝２θＬＣ）である。これを式（５）（６）に代入することにより、内蔵位相板と硬晶層層の遅相軸方位角の関係を表す前記した式（１）が求まる。
【００９５】
第１の実施形態では、透過表示の視角特性を透過型ＩＰＳと同等にするために、透過表示部ＴＡにおける偏光板配置を透過型ＩＰＳ方式と同様にする。このことによりθＬＣ＝９０度とした。これを式（１）に代入してマイナス符号を選択すると、θＰＨ＝２２．５度となり、位相差層の遅相軸方位角が求まる。なお、上記した位相差層の遅相軸方位角の設定に関する詳細については、特許文献３に開示されているので、これ以上の説明はしない。
【００９６】
＜＜第２の実施形態＞＞
【００９７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００９８】
図４は、第２の実施形態の液晶表示装置にかかる液晶パネルの断面図である。これは、図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図に相当する。本実施形態の液晶表示装置は、位相差層３８に関して、上記第１の実施形態の液晶表示装置と異なる。他の構成は、第１の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００９９】
上記第１の実施形態では、位相差層３８を形成するために、平坦化層３６上の第３の配向膜３７の全面に、位相差層形成材料を塗布して、マスク露光により、反射表示部ＲＡのみ選択硬化させ、透過表示部ＴＡの未硬化部分を、有機現像にて除去した。これに対して、本実施形態では、透過表示部ＴＡの未硬化部分を、加熱して位相差性を無くして硬化させる。そして、除去することなく透明層３８ｎとして残す。
【０１００】
図５は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶パネルの製造プロセスを示す図である。
【０１０１】
第３の配向膜３７を第１の基板３１の全面に形成した後、ラビングして配向制御能を付与する（Ｐ−２）。第３の配向膜３７は水平配向性であり、位相差層３８の遅相軸方向を定める機能を有する。
【０１０２】
次に、第３の配向膜３７の上に、位相差層材料を塗布する（Ｐ−３）。ここでは、位相差層材料として、上記第１の実施形態と同様に、光反応性のアクリル基（アクリレート）を分子末端に有するネマチック液晶モノマーに、ホスフィンオキサイド構造を有する重合開始剤（反応開始剤）を有機溶媒に分散した有機材料を用いる。
【０１０３】
位相差層形成材料のアクリレート付きの液晶モノマー、ホスフィンオキサイド構造を有する重合開始剤は、上記第１の実施形態で例示した通りである。
【０１０４】
ここで、重合開始剤と照射する光との関係について説明する。位相差層３８を形成するための液晶物質は、通常、３００ｎｍ未満の波長の光を吸収すると着色を生じてしまう。したがって、３００ｎｍ未満の波長の光が照射されないようにするとよい。
【０１０５】
そのため、特定波長の光が照射可能なランプを用いる。例えば、ブラックライトブルー蛍光ランプ（Ｂｌａｃｋ−ｌｉｇｈｔＢｌｕｅ（ＢＬ−Ｂ）Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）を用いるのが望ましい。ブラックライトブルー蛍光ランプは、近紫外光（Ｎｅａｒ−ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｌｉｇｈｔ、公称波長帯域：３００〜４００ｎｍ）を主として放射し、例えば、３６０ｎｍのピーク波長を示す。
【０１０６】
または、３００ｎｍ未満の波長の光を遮断するフィルタを用いてもよい。例えば、短波長光を遮断する短波長カット紫外線フィルタなどを用いることができる。また、位相差板を形成する液晶物質の吸収波長を全てカットするようなフィルタを用いてもよい。その例として、帝人デュポンフイルム製のテイジンテトロンフイルムＧ２（商品名）を用いることができる。
【０１０７】
このように、ランプやフィルタを選択することにより、３００ｎｍ以上の光を照射するため、位相差形成材料は、３００ｎｍ以上の波長の光の照射により硬化する必要がある。そこで、光重合開始剤は、３００〜４００ｎｍに吸収があるものを選択する。好ましくは、溶媒であるメタノール中での吸光係数が、３６５ｎｍで１０００ｍｌ／ｇ  ｃｍ以上、４０５ｎｍで１００ｍｌ／ｇ  ｃｍ以上の範囲にある光重合開始剤である。
【０１０８】
上記のように、位相差板の材料、光重合開始剤、照射する光の波長を適宜選択することにより、位相差層３８及び透明層３８ｎの透過率をそれぞれ、可視光（ＶｉｓｉｂｌｅＬｌｇｈｔ、４００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲にある波長の光）に対して９５％以上の範囲にすることができ、これらの着色を抑制することができる。
【０１０９】
位相差層形成材料を塗布した後、これを１００℃のホットプレートなどにより２〜３分プリベークして溶剤を除去する（Ｐ−４）ことで透明な膜が形成される。この膜は、プリベークされた時点で第３の配向膜３７の配向処理方向を向いて配向しており、位相差板としての機能が付与されている。
【０１１０】
プリベークした位相差層形成材料に対し、形成しようとする位相差層３８のパターンに対応した開口部を有する露光マスクを用いて反射表示部ＲＡに対応する部分に紫外光（好ましくは、上述のように３００ｎｍ未満の波長をカットする）を照射してアクリル基を光重合させて硬化させ、位相差層３８とする（Ｐ−５）。このマスク露光により、露光マスクの開口部に対応するアクリレートが重合し、位相差板として機能する。このとき、塗布時の溶液濃度及び塗布条件を適宜調整して膜厚を調整し、位相差層３８のリタデーションが波長５５０ｎｍにおいて２分の１波長となるようにする。
【０１１１】
その後、位相差層形成材料の液晶モノマーのネマチック・等方相転移温度以上に第１の基板全体を加熱することにより、露光マスクの非開口部に相当する未硬化の部分の位相差性を消滅させる。位相差性を消滅させる加熱状態で全面をランプ露光することで露光マスクの非開口部に位置する未硬化のアクリル基を光重合させ、位相差性を無くしたまま硬化させ、透明層３８ｎとする（Ｐ−６’）。
【０１１２】
なお、全面露光用のランプは、２０Ｗ程度の紫外線蛍光ランプを並列に並べたものでよいが、その一種であるブラックライトブルー蛍光ランプ（Ｂｌａｃｋ−ｌｉｇｈｔＢｌｕｅ（ＢＬ−Ｂ）Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ）を用いるのが望ましい。ブラックライトブルー蛍光ランプは、近紫外光（Ｎｅａｒ−ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｌｉｇｈｔ、公称波長帯域：３００〜４００ｎｍ）を主として放射し、例えば、３６０ｎｍのピーク波長を示す。
【０１１３】
位相差層３８は液晶高分子からなるため、有機高分子フイルムを延伸して作成した従来の外付けの位相差板と比較して分子の配向性が高く、液晶層１０と同程度の配向性を有する。また、透明層３８ｎは光学的に透明であり、Δｎは０となるが、同一層に位置する位相差層３８のΔｎは、外付けの位相差板よりもはるかに大きく、分子構造並びに成膜条件を適宜調整すれば液晶層１０と同程度若しくはこれ以上にすることができる。外付けの位相差板の層厚は数十μｍもあり液晶層の層厚の１０倍近くにもなるが、液晶高分子を用いて内臓の位相差層とすれば、位相差層３８の層厚を大幅に減少させることが可能となり、また、反射表示部ＲＡと透過表示部ＴＡの段差は無くなる。
【０１１４】
次に、位相差層３８の上に透明な有機層を塗布して第２の保護層４０とする（Ｐ−７）。次に第２の保護層４０に感光性透明レジストを塗布し、露光マスクを用いて紫外線露光する。ここでは反射表示部と同様の分布になるような露光マスクを用いてパターンニングする。その後、アルカリ現像により、位相差層３８の上層のみに膜厚調整層３９を形成する（Ｐ−８）。
【０１１５】
位相差層３８にΔｎが液晶層の２倍よりも大きいものを用いると、位相差層３８のリタデーションを２分の１波長としたときに厚さが不十分になり、位相差層３８だけでは、反射表示部ＲＡと透過表示部ＴＡとの間のリタデーションの差は４分の１波長よりも小さくなる。そこで、位相差層３８上に膜厚調整層３９を形成することにより、反射表示部と透過表示部に４分の１波長のリタデーション差を確保する。
【０１１６】
第１の基板３１の主面最上層に第１の配向膜３３を、第２の基板３２の主面最上層に第２の配向膜３４を塗布し、所定の角度で互いに交叉するような方向にラビング処理した後に、第１の基板３１と第２の基板３２の表示領域に柱状スペーサを介在し（Ｐ−９）、外周縁の内側にシール材を塗布して両基板を貼り合わせて組立て、内側に液晶層１０を封入する（Ｐ−１０）。
【０１１７】
最後に、第１の基板３１と第２の基板３２の外側に第１の偏光板４１と第２の偏光板４２をそれぞれ配置する（Ｐ１１）。第１の偏光板４１と第２の偏光板４２の透過軸は液晶層配向方向に対してそれぞれ直交、平行になるように配置する。
【０１１８】
以上、第２の実施形態の液晶パネルの製造プロセスについて説明した。
【０１１９】
本実施形態のように、ホスフィンオキサイド系光重合開始剤を添加した位相差層形成材料を使用すると、位相差層３８のパターン幅は、マスク開口部の幅の設計値より３〜５μｍ程度の太りに抑制される。したがって、パターン幅最細部を２０μｍ以下とすることも可能となる。そして、ホトマスクの再現性が向上し、液晶パネルの高精細化が実現可能となる。さらに、製造工程において、パターン露光時の位置合わせ精度の裕度が大きくなり、露光合わせズレに起因する製品不良が低減する。
【０１２０】
ここで、ホスフィンオキサイド系光重合開始剤の有用性について比較例を用いて説明する。比較例では、上記「化４」に示したように、汎用的な光重合開始剤、例えばチバ・スペシャリテイ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）製のイルガキュア（ＩＲＵＧＡＣＵＲＥ（Ｒ））９０７、イルガキュア３６９、あるいは２−（３，４−メチレンジオキシフェニル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−１、３，５−トリアジンを用いた。
【０１２１】
上記から選ばれる光重合開始剤を１種類または２以上を添加した場合、重合速度が速く、且つ重合度が高いと考えられ、パターン露光時にマスク開口部の幅（サイズ）以上に過剰硬化して、現像後のパターン幅がマスク開口幅よりも１０〜１５μｍ程度太くなる。一方、５μｍ程度の開口マスクを使用すると開口部直下と過剰硬化部の膜厚差が顕著となり、面内膜厚が不均一となる。従って、２０μｍ以下のパターン幅を形成することは困難である。また、これらの光重合開始剤は、反応終了後も、残渣を含め、位相差材料内部に残留するため、位相差層３８の透過率を、可視光（ＶｉｓｉｂｌｅＬｌｇｈｔ、４００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲にある波長の光）に対して９５％以上にする事は難しく、通常９０％以下の範囲となり、これらの着色を抑制できない。さらに、本プロセスでは透過表示部ＴＡにも透明層３８ｎとした位相差材層が残るため、着色による透過表示部ＴＡの透過率が低下する（４００ｎｍで透過率９０％以下）。
【０１２２】
一方、ホスフィンオキサイド系光重合開始剤は、フォトブリーチング機能をもつことが知られており、光重合開始剤由来の着色が起きないため、位相差層３８の透過率を、可視光（ＶｉｓｉｂｌｅＬｌｇｈｔ、４００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲にある波長の光）に対して９５％以上の範囲にすることができ、位相差層３８の着色を抑制することができる。
【０１２３】
また、ホスフィンオキサイド系光重合開始剤はフォトブリーチング機能をもつことが知られており、光重合開始剤由来の着色が起きないため、位相差層３８の透過率を、可視光（ＶｉｓｉｂｌｅＬｌｇｈｔ、４００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲にある波長の光）に対して９５％以上の範囲にすることができ、これらの着色を抑制することができる。
【０１２４】
上記の通り作製した半透過型液晶パネルを駆動装置に接続し、背後にバックライトを配置して液晶表示装置を構成し、その表示状態を観察した。バックライトを消燈した状態で、明所において観察したところ、反射表示による表示画像を確認できた。次に、バックライトを点燈した状態にして暗所において観察したところ、透過表示による表示画像を確認できた。基板法線に対する観察方向を広い範囲で変えても階調反転が生じず、かつコントラスト比の低下は少なかった。
【０１２５】
また、本実施形態の液晶表示装置においては、シール材と第１の基板３１との間に、当該シール材とは接着力が小さい位相差層材料がない。したがって、第１の基板３１と第２の基板３２は強固に固着され、外力の印加による両基板のずれや剥離が回避され、全環境型の構造堅固な表示装置が得られる。
【０１２６】
以上、本発明の実施形態の例について説明した。
【０１２７】
本発明が適用された上記実施形態によれば、大型モニター並みの高画質の表示装置を持ち運ぶことが可能になり、これを携帯電話の表示装置に用いることで、高画質の画像情報が再現可能になり、より高度な画像情報の取扱が可能になる。さらに、デジタルカメラに用いれば、撮影前の画像及び撮影済画像の確認が容易になる。今後、地上波デジタル放送の普及と共に、携帯型テレビの受信状態も大幅に向上することが予想されるが、携帯型テレビに用いれば、場所を選ばずに高画質の画像情報が再現可能となる。
【０１２８】
また、本発明によれば、位相差層形成材料の過剰硬化が抑制され、設計値に近いパターン再現性が実現できる。その結果、液晶パネルの更なる高精細化ができ、製造工程におけるパターン露光時の位置合わせ裕度も大きくなり、位置ずれによる製品不良が低減される。
【０１２９】
本発明の液晶表示装置は、晴天時の屋外から暗室に渡る多様な環境下で表示が可能な全環境型の構造堅固な表示装置であり、かつ透過表示ではモニターに比肩する広視野角の表示を得ることができる。
【０１３０】
上記の通り、本願発明は、内蔵位相差層を形成する際、位相差材料の液晶モノマーに、ホスフィンオキサイド構造を有する光重合開始剤を添加することを特徴とする。かかる位相差層の形成方法は、内蔵位相差層を備える様々な方式の液晶表示装置の製造に適用することができる。すなわち、ＩＰＳ方式に限定されず、位相差層を内蔵する、ＴＮ（Twisted Nematic）方式、VA（Virtical Alignment）方式等の液晶表示装置の製造に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】第１の実施形態の液晶パネルの１画素の構成例を説明する平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図３】液晶パネルの製造プロセスの説明図である。
【図４】第２の実施形態にかかる液晶パネルの断面図（図１のＡ−Ａ’）である。
【図５】液晶パネルの製造プロセスの説明図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０・・・液晶層
２１・・・走査配線
２２・・・信号配線
２３・・・共通配線
２５・・・アモルファスシリコン層
２６・・・スルーホール
２７・・・スルーホール
２８・・・画素電極
２９・・・共通電極
３０・・・スリット
３１・・・第１の基板（カラーフィルタ基板）
３２・・・第２の基板（ＴＦＴ基板）
３３・・・第１の配向膜
３４・・・第２の配向膜
３５・・・ブラックマトリックス
３６・・・オーバーコート膜
３７・・・第３の配向膜
３８・・・位相差層
３８ｎ・・・透明層
３９・・・膜厚調整層
４０・・・平坦化層
４１・・・第１の偏光板
４２・・・第２の偏光板
４３・・・粘着層
５１，５２，５３・・・絶縁層
６１・・・透過光
６２・・・反射光
【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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