(57)【要約】【課題】透過反射両用型液晶表示装置において、画素内の反射領域に占めるいわゆる無効領域の割合を低減し、高品位の表示を実現する。【解決手段】アクティブマトリックス基板１とカラーフィルタ基板２とこれら両基板の間に液晶層とを備え、複数の画素を有する液晶表示装置を対象とする。１つの画素は、反射領域１０１と透過領域１０２を有し、反射領域１０１は、画素１００内の縁部を占めるように形成され、少なくとも２以上の画素１００は、それぞれの反射領域１０１が隣接するように配置され、前記両基板のいずれか一方に液晶層の層厚を調節する透明層１０が形成されている。該透明層１０は、前記隣接する反射領域１０１が占める範囲内に収まるように配置され、少なくとも２以上の反射領域１０１に跨って形成されている液晶表示装置である。また、本発明に係る第１透明層１０ａは、裏面露光により形成される。【選択図】  図１
2004151202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に液晶層とを備え、複数の画素を有する液晶表示装置であって、
１つの画素は、第１領域及び第２領域を有し、
該第１領域は、画素内の縁部を占めるように形成され、
各画素は、他の画素の第１領域と隣接するように配置され、
前記第１基板又は第２基板のいずれか一方に液晶層の層厚を調節する透明層が形成され、
該透明層は、前記隣接する第１領域が占める範囲内に入るように配置され、少なくとも２以上の第１領域に跨って形成されている液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記第１基板の第２基板との対向面には着色層が形成され、
前記透明層は、第１透明層と第２透明層から形成され、
第１透明層は、該着色層を貫通して形成され、
第２透明層は、該第１透明層の第２基板との対向面側端面を被覆するように形成されている液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第１透明層の層厚は、前記着色層の層厚と同じである液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記第１領域は、外光を反射する反射領域として形成され、前記第２領域は、バックライト光を透過する透過領域として形成されている液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記第２基板がアクティブマトリックス基板である液晶表示装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記着色層は、カラーフィルタ層として形成されている液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記透明層は、光を拡散する機能を有する液晶表示装置。
【請求項８】
透明絶縁性基板上に開口部を有するカラーフィルタ層を形成するステップと、
該カラーフィルタ層の上面から前記開口部を充填するようにネガ型感光性透明ドライフィルムを積層貼着し、前記透明絶縁性基板側から露光して現像することにより、前記カラーフィルタ層の開口部に第１透明層を形成するステップと、
前記カラーフィルタ層の上面からネガ型感光性透明ドライフィルムを積層貼着し、第１透明層の上面を被覆する第２透明層が形成されるようにマスキングした後、露光して現像するステップとを備える液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、バックライトからの光を透過する領域と、外光を反射する領域とを備えて、高品位の表示を行う液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという優れた特長を備える。近年、その特長を生かして、液晶表示装置は、ワードプロセッサやパーソナルコンピューターなどのＯＡ機器や、電子手帳などの携帯情報機器、あるいは液晶モニターを備えたカメラ一体型ＶＴＲなどに広く用いられている。
【０００３】
このような液晶表示装置には、画素電極にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電性薄膜を用いた透過型の液晶表示装置と、画素電極に金属などの反射電極を用いた反射型の液晶表示装置とがある。さらに、これら両方の機能を併せ持った透過反射両用型液晶表示装置も提案されている。
【０００４】
透過反射両用型液晶表示装置は、１つの表示画素内に外光を反射する反射領域と、バックライトからの光を透過する透過領域を有する。
【０００５】
従って、透過反射両用型液晶表示装置は、外光がほとんど利用できない場合、バックライトから透過部を透過する光を利用して表示を行うことができる。一方、外光が利用できる場合、バックライトから透過部を透過する光と反射部に形成された反射膜などにより反射された光との両方を利用して表示を行うこともできる。
【０００６】
このような表示画素において、反射領域の光路長と透過領域の光路長を近づけるために、反射領域の液晶層の厚みを透過領域の液晶層の厚みよりも薄くする技術が使用される。
【０００７】
このように反射領域の液晶層の厚みを調節することにより、反射領域と透過領域での光の特性変化を揃えることができる。従って、このような液晶表示装置は、外光を利用する場合と、バックライトを使用する場合とで表示領域の明るさやコントラストを揃えることができ、良好な表示特性が得られるとされている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１０１９９２号公報（第３−５頁、第７図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法では、１つの画素ごとに液晶層の厚みを調節するための構造を形成しなければならなかった。液晶層の厚みを調節するための構造とは、所定の厚みを持ち、表面が反射面となっている金属電極や、透明の樹脂により所定の厚みに形成された透明層などをいう。
【００１０】
例えば、透明層を使用する場合の問題点を説明する。
【００１１】
上記従来の液晶表示装置は、２枚の透明絶縁性基板を所定の液晶層の層厚を保持した状態で固定し、液晶層の層厚に液晶材料を充填して形成される。この２枚の基板のうち、１枚はＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子などが形成されたアレイ基板であって、他の１枚はカラーフィルタ層が形成されたカラーフィルタ基板である。
【００１２】
アレイ基板上の画素電極及びＴＦＴ素子とカラーフィルタ基板のカラーフィルタは、貼り合わされて１つの画素を構成する。この１つの画素は２つの領域に区画されている。第１の領域は、外光を反射して利用する反射領域である。第２の領域は、バックライトの光を透過して利用する透過領域である。アレイ基板の反射領域には、外光を反射するための反射電極が配置されている。カラーフィルタ基板の反射領域には、液晶層の層厚を調節する前記透明層が形成されている。従って、反射領域の反射電極と透明層との間隔は、前記透過領域の基板間の間隔に比べて狭くなるように構成されている。
【００１３】
この２枚の基板が貼り合わされる際、画素の反射領域内に前記透明層が配置されるよう位置決めが行なわれる。しかし、正確に位置決めができずにずれが生じ、その結果、前記透明層が透過領域にかかってしまう場合がある。
【００１４】
その場合、バックライト光の一部は、透明層によって薄くなった液晶層を通過してカラーフィルタ基板を透過する。バックライト光は、本来、相対的に厚く形成された液晶層を通過してカラーフィルタ層で着色されるように調整されている。  そのため、薄い液晶層を通過したバックライト光は、そのままカラーフィルタ層を透過することによって、表示画像の色調を狂わせてしまうおそれがある。
【００１５】
そこで、上記問題を回避するために、画素領域内に貼り合わせずれマージンを設定することも行われている。貼り合わせずれマージンを設定するために、液晶層の層厚を調節する透明層とカラーフィルタ層との接触面積を前記反射電極の面積よりも小さく形成する。これにより、貼り合わせずれが生じた場合でも表示に悪影響を与えない。
【００１６】
また、上記透明層の端部は、製法上テーパー状となる場合がある。このテーパー部は上記外光を正常な表示に利用することができない。従って、上記貼り合わせずれマージンやテーパー部が占める領域をできる限り、少なくしたいという要求もあった。
【００１７】
本発明は、上記これらの問題を解決するためになされたものであり、表示品位の高い液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に液晶層とを備え、複数の画素を有する液晶表示装置であって、１つの画素は、第１領域及び第２領域を有し、該第１領域は、画素内の縁部を占めるように形成され、各画素は、他の画素の第１領域と隣接するように配置され、前記第１基板又は第２基板のいずれか一方に液晶層の層厚を調節する透明層が形成され、該透明層は、前記隣接する第１領域が占める範囲内に入るように配置され、少なくとも２以上の第１領域に跨って形成されている液晶表示装置である。
【００１９】
従って、１つの画素内に特徴の異なる２つの領域が設けられている場合において、本発明は、上記透明層を用いてそれぞれの領域の特徴に応じて液晶層の層厚を調節する。各画素の同一の特徴を有する第１領域は、画素内の縁部に形成されている。各画素は、各第１領域が画素の境界線を挟んで隣接するように配置される。これにより隣接した画素の第１領域は、各画素の境界線を挟んで連続した領域を占めることになる。上記透明層は、この隣接した画素が占める連続した領域内に収まるように配置され、しかも、少なくとも２以上の第１領域に跨って形成されている。
【００２０】
上記透明層は、少なくとも２以上の第１領域に跨って形成されているため、画素内に上記貼り合わせずれマージンやテーパー部が占める割合を相対的に少なくすることが可能である。
【００２１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１基板の第２基板との対向面には着色層が形成され、前記透明層は、第１透明層と第２透明層から形成され、第１透明層は、該着色層を貫通して形成され、第２透明層は、該第１透明層の第２基板との対向面側を被覆するように形成されている液晶表示装置である。
【００２２】
従って、本発明に係る液晶表示装置は、着色層を有するため液晶表示に色調を付与することができる。上記透明層は、第１透明層と第２透明層からなり、両透明層が一端面で接合されて形成されている。第２透明層とカラーフィルタ層及び第１透明層との接触面積は、第１透明層と第２透明層との接触面積よりも広いことが好ましい。上記透明層を形成する第１透明層は、着色層を貫通して形成されている。
【００２３】
カラーフィルタ層を透過する光の一部は透明層を透過するため、着色層を形成したことによる表示画面の明るさの低下を補うことができる。上記透明層を形成する第２透明層は、上記第１領域の液晶層の厚みを薄く調節する。
【００２４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の液晶表示装置において、前記第１透明層の層厚は、前記着色層の層厚と同じである液晶表示装置である。
【００２５】
従って、本発明によれば、上記第１透明層の一端面と着色層の表面を同一平面に形成することができる。
【００２６】
仮に、第１透明層が着色層よりも薄い場合、第２透明層を形成したときに着色層と第１透明層との層厚差が第２透明層に反映されるため、第１透明層上に積層している第２透明層の表面は、着色層上に積層している第２透明層の表面より低く窪んだ状態に形成されてしまう。
【００２７】
また、第１透明層が着色層よりも厚い場合、第１透明層上に積層している第２透明層の表面が、着色層上に積層している第２透明層の表面よりも高く突出した状態に形成されてしまう。
【００２８】
しかし、本発明によれば、第１透明層の第２基板との対向面側を被覆するように形成される第２透明層の幅が、第１透明層の幅よりも広い場合であっても、第２透明層の表面高さを均一に形成することができる。
【００２９】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、前記第１領域は、外光を反射する反射領域として形成され、前記第２領域は、バックライト光を透過する透過領域として形成されている液晶表示装置である。
【００３０】
本発明に係る液晶表示装置は、バックライト光及び外光の両方を照射光として利用する透過反射両用型液晶表示装置に関する。
【００３１】
従って、本発明によれば、１つの画素内に第１領域として反射領域が、第２領域として透過領域が形成されている。反射領域においては、外光を反射して照射光として使用する。透過領域においては、バックライト光を照射光として使用する。
【００３２】
本発明は、上記第２透明層を用いて上記反射領域における液晶層の厚みを調節する。各画素の反射領域は、画素内の縁部に形成されている。そのため、各画素は、各反射領域が画素の境界線を挟んで隣接するように配置される。これにより隣接した画素の反射領域は、各画素の境界線を挟んで連続した領域を占めることになる。上記第２透明層は、この隣接した反射領域が占める連続した領域内に入るように配置され、しかも、少なくとも２以上の反射領域に跨って形成されているため、上記貼り合わせずれマージンやテーパー部が占める割合を相対的に少なくすることができる。
【００３３】
請求項５に係る発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、前記第２基板がアクティブマトリックス基板である液晶表示装置である。
【００３４】
アクティブマトリックス基板には、一定間隔でＴＦＴ素子と透明電極からなる画素電極とが規則正しく配置されている。ＴＦＴ素子は、透光性を有しないため、その上面に反射部材が設置されて上記反射領域を形成する。一方、画素電極は透光性を有するため、透過領域を形成する。
【００３５】
請求項６に係る発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、前記着色層は、カラーフィルタ層として形成されている液晶表示装置である。
【００３６】
カラーフィルタ層は、各画素に対応してＲ（ｒｅｄ）色、Ｇ（ｇｒｅｅｎ）色、Ｂ（ｂｌｕｅ）色に着色された薄膜層が規則正しく配列した層をいう。液晶表示装置の外部から照射される外光は、カラーフィルタ層の透明絶縁性基板側から入射されてカラーフィルタ層を透過する。カラーフィルタ層を透過した外光は、反射電極の表面で反射され、再び、カラーフィルタ層を透過して外部に出射される。そのため、外光はカラーフィルタ層を２度にわたって透過することになり、明るさが相当低下してしまう。
【００３７】
本発明においては、カラーフィルタ層の反射領域の一部に透明層が形成されている。この透明層を透過する外光は、明るさの低下がほとんどないため、反射領域の明るさの低下を補うことができる。また、反射の色調を調節する役割もある。そのため、表示性能に優れたカラー液晶表示装置を提供することができる。
【００３８】
請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、前記透明層は、光を拡散する機能を有する液晶表示装置である。
【００３９】
従って、反射電極により反射した外光は透明層を通過する際に拡散される。ここで、上記光を拡散する機能は、第１透明層または第２透明層のいずれか一層、または第１透明層と第２透明層の両方に付与することができる。
【００４０】
請求項８に係る発明は、透明絶縁性基板上に開口部を有するカラーフィルタ層を形成するステップと、該カラーフィルタ層の上面から前記開口部を充填するようにネガ型感光性透明ドライフィルムを積層貼着し、前記透明絶縁性基板側から露光して現像することにより、前記カラーフィルタ層の開口部に第１透明層を形成するステップと、前記カラーフィルタ層の上面からネガ型感光性透明ドライフィルムを積層貼着し、第１透明層の上面を被覆する第２透明層が形成されるようにマスキングした後、露光して現像するステップとを備える液晶表示装置の製造方法である。
【００４１】
透明基板上にカラーフィルタ層を形成するステップでは、マスキングが施された透明絶縁性基板の上からＲ色、Ｇ色、Ｂ色の各色についてフォトリソグラフィ法などによって形成される。また、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の各色の境界線上に遮光層（ブラックマトリックス層）を形成してもよい。上記マスキングを除去すると第１透明層が形成される開口部を有するカラーフィルタ層が形成される。
【００４２】
第１透明層を形成するステップでは、上記開口部を被覆するようにカラーフィルム層の上方からネガ型感光性透明ドライフィルムが積層貼着される。この状態で該ドライフィルムが貼着された面の裏側、即ち透明絶縁性基板側から露光（裏面露光）を行なう。このように裏面露光を行なうことにより、上記ドライフィルムに対してカラーフィルタ層がマスクとして働く。上記ドライフィルムのうち開口部に充填された部分は、感光し、現像処理を施されることにより、感光部を充填した第１透明層が形成される。この場合、カラーフィルタ層は、特定波長の光は透過する。そのため、使用される感光性透明ドライフィルムは、特定波長感応型よりも露光量感応型が好ましい。
【００４３】
本製造方法によれば、このように形成された第１透明層の上面を被覆するように、前記カラーフィルタ層の上面からネガ型感光性透明ドライフィルムを積層貼着し、第１透明層の上面を被覆する第２透明層が形成されるようにマスキングした後、露光して現像する。
【００４４】
このようなステップを含む本発明に係る液晶表示装置の製造方法によれば、カラーフィルタ層の一部に第１透明層、及び第１透明層の端面に当接した第２透明層からなる透明層が簡便な方法によって高精度に形成することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４６】
図１は、本発明に係る液晶表示装置の２つの画素の断面図及び平面図である。
【００４７】
本発明に係る液晶表示装置は、第１基板としてカラーフィルタ基板２と、第２基板としてアクティブマトリックス基板１と、これら両基板間に液晶層３を有する。
【００４８】
アクティブマトリクス基板１は、透明絶縁性基板６を有し、この透明絶縁性基板６の上にマトリクス状に配列されたＴＦＴ（図示せず。）、ＴＦＴに電気的に接続された走査配線（図示せず。）および信号配線（図示せず。）などが形成されている。
【００４９】
また、アクティブマトリクス基板１は、上記透明絶縁性基板６の上に反射電極５と透明電極４を備える。透明電極４および反射電極５は、ＴＦＴに電気的に接続されており、これら一対の透明電極４及び反射電極５が１つの画素電極として機能する。
【００５０】
上記透明電極４は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電材料から形成されており、バックライト光を透過するようになされている。反射電極５は、例えば、アルミニウムなどの高反射率金属から形成される。反射電極５の表面には、梨地加工など粗面加工が施されており、表示画面への写り込みを抑えるようになされている。
【００５１】
上記反射電極５は、画素１００内に反射領域１０１を形成し、透明電極４は、透過領域１０２を形成する。
【００５２】
これら透明電極４及び反射電極５は、上記ＴＦＴのソース電極に接続されており、カラーフィルタ基板２に形成されている対向電極９との間で液晶層１０に駆動電圧を印加する。
【００５３】
本実施形態では、アクティブマトリックス基板１は、透過領域１０２における液晶層側の表面の高さと、反射領域１０１における液晶層側の表面の高さとが実質的に等しくなるように構成されている。
【００５４】
本実施形態に係るカラーフィルタ基板２は、透明絶縁性基板７を有し、この透明絶縁性基板７の上にカラーフィルタ層８が形成されている。カラーフィルタ層８とは、Ｒ（ｒｅｄ）色、Ｇ（ｇｒｅｅｎ）色、Ｂ（ｂｌｕｅ）色の３色の矩形状の着色層１１が規則正しく配列した層をいう。この３色の着色層１１の配置方法には、図２に示すように、（ａ）ストライプ型、（ｂ）モザイク型、（ｃ）デルタ型等がある。
【００５５】
図１に示すように、カラーフィルタ層８には、透明層１０が形成されている。
透明層１０は、第１透明層１０ａと第２透明層１０ｂにより形成されている。第１透明層１０ａは、上記着色層１１の一部を貫通して形成されている。第２透明層１０ｂは、第１透明層１０ａのアクティブマトリックス基板１との対向面側端面を被覆するようにカラーフィルタ層２の上から形成されている。
【００５６】
本実施形態に係る液晶表示装置は、上記アクティブマトリックス基板１に形成された１つの画素電極に対し、１色の着色層１１が対向配置されて１つの画素１００を構成する。
【００５７】
図３に示すように、１つの画素１００は、反射領域１０１と透過領域１０２を有する。反射領域１０１は、矩形状の画素１００の縁部であって、（ａ）画素の一辺に沿った領域、（ｂ）画素の一隅を占める領域、（ｃ）画素の対角上の二隅を占める領域、あるいは（ｄ）画素の一辺の一部を占める領域に位置する。
【００５８】
図１に示すように各画素１００は、それぞれの反射領域１０１が隣接するように配置されている。図４は、図３に示した各タイプの画素について、それぞれ本実施形態に係る配置と従来の配置とを比較したものである。尚、図４ではそれぞれ８画素乃至９画素について模式的に表わされているが、実際には同じ配置規則に基づいて上下左右方向に多数の画素が配置されている。
【００５９】
図４に示すように、従来の画素は、それぞれの反射領域１０１が離散的に配置されているのに対し、本実施形態に係る画素は、それぞれの画素が隣接するように配置されている。
【００６０】
図５は、画素１００の反射領域１０１と透明層１０との位置関係を示した図である。図５に示すように、複数の反射領域１０１は、アクティブマトリックス基板１上に配置された反射電極５がそれぞれ接触しないように隣接させて配置されることにより、一定の範囲を占める。
【００６１】
本実施形態に係る第２透明層１０ｂは、複数の反射領域１０１が隣接することにより占める一定の領域内に収まるように配置される。
【００６２】
即ち、図５の（ａ）では、２列に配列した画素１００の反射領域１０１が互いに隣接するように配置されている。そのため、各画素１００の反射領域１０１は、２列に配列した画素列の中心線を挟んで帯状の領域を占めることとなる。上記透明層１０の第２透明層１０ｂは、複数の反射領域１０１が配列して占める帯状領域内に収まるように形成され、複数（図５の（ａ）では、８つ。）の反射領域１０１に跨って形成されている。
【００６３】
図５の（ｂ）では、４つの画素１００の反射領域１０１が互いに隣接するように配置されている。そのため、４つの画素１００の反射領域１０１が一纏まりとなって、各画素１００の境界線を挟んで矩形状の領域を占めることとなる。
【００６４】
上記透明層１０の第２透明層１０ｂは、４つの反射領域１０１が纏まって占める矩形状領域内に収まるように形成され、複数の（図５の（ｂ）では、４つ。）の反射領域１０１に跨って形成されている。
【００６５】
図５の（ｃ）では、２つの画素１００の反射領域１０１が互いに隣接するように配置されている。そのため、２つの画素１００の反射領域１０１が一纏まりとなって、各画素１００の境界線を挟んで矩形状の領域を占めることとなる。
【００６６】
上記透明層１０の第２透明層１０ｂは、２つの反射領域１０１が纏まって占める矩形状領域内に収まるように形成され、複数の（図５の（ｃ）では、２つ。）の反射領域１０１に跨って形成されている。
【００６７】
図１に示すように、第１透明層１０ａは、カラーフィルタ層８を形成する着色層１１を上記反射領域１０１内で貫通して形成されている。第１透明層１０ａの層厚は、着色層１１の層厚に等しい。
【００６８】
第２透明層１０ｂは、上記第１透明層１０ａのアクティブマトリックス基板１との対向面側端面を被覆するように形成されている。上記第１透明層１０ａは、着色層１１と同じ層厚に形成されている。そのため、第１透明層１０ａと着色層１１から形成されるカラーフィルタ層８の表面は、略平滑面となる。第２透明層１０ｂは、平滑なカラーフィルタ層８の上から上記第１透明層１０ａの一端面を被覆するように形成されているため、第２透明層１０ｂの平滑性も確保できる。
【００６９】
また、第２透明層１０ｂは、上記隣接する複数の反射領域１０１が占める範囲内に入るように配置され、少なくとも２以上の反射領域１０１に跨って形成されている。そのため、本実施形態に係る液晶表示装置は、従来、反射領域における開口率を減少させていた貼り合わせずれマージンやテーパー部などを相対的に減らすことができる。この点に関して、詳しく後述する。
【００７０】
更に、第２透明層１０ｂは、所定の厚みを有している。これにより、反射領域１０１における液晶層３の厚みは、透過領域１０２における液晶層３の厚みよりも薄くなるように構成される。好ましくは、反射領域１０１の液晶層３の厚さが透過領域１０２の液晶層３の厚みの約１／２程度となるように第２透明層１０ｂの層厚を調整する。
【００７１】
このように構成されることにより、画素内の反射領域１０１において液晶層３を往復して透過する外光の液晶内の光路長と、画素内の透過領域１０２において液晶層３を一方向へ透過するバックライト光の液晶内の光路長とを近づけることができる。そのため、画素内の反射領域１０１と透過領域１０２を透過する光の特性変化を揃えることができる。
【００７２】
本実施形態に係るカラーフィルタ層８は、反射領域１０１においては着色層１１と第１透明層１０ａにより形成され、透過領域１０２においてはすべて着色層１１により形成される。反射領域１０１における着色層１１と透明層１０ａとの面積比率は、必要とされる色度に応じて任意に設定することができる。
【００７３】
図１に示すように、カラーフィルタ層８及びカラーフィルタ層８の形成された第２透明層１０ｂの液晶層側には、対向電極９が被覆されている。対向電極９は、アクティブマトリックス基板１に形成されたすべての画素電極（透明電極４及び反射電極５）に対する共通電極であり、各画素電極との間で液晶層３に駆動電圧を印加する。対向電極９は、ＩＴＯからなる透明な電極である。
【００７４】
対向電極９の液晶層側には、配向膜（図示せず。）が形成されている。
【００７５】
アクティブマトリクス基板１とカラーフィルタ基板２との間に設けられた液晶層３には、公知の様々なモードの液晶材料を用いることができる。一般には、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード等の液晶材料が用いられている。
【００７６】
次に、本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００７７】
液晶表示装置のアクティブマトリックス基板１は、公知の方法によって製造することができる。即ち、アクティブマトリックス基板１は、ガラス製の透明絶縁性基板６上にゲート電極、ゲート配線、半導体層、チャネル保護層、ソース電極、及びドレイン電極を順次成膜して形成する。次にソース配線、及び接続電極を構成する透明導電膜と金属膜をスパッタ法により積層形成して所定形状にパターニングする。更にその上から層間絶縁膜としてアクリル樹脂をスピン塗布法により塗布する。
【００７８】
その後、画素の透過領域１０２となる透明電極４と反射領域１０１となる反射電極５を形成する。これら透明電極４と反射電極５は、電気的に接続されて画素電極となる。その際、１つの画素内に設けられている透明電極および反射電極は、１つの画素電極として接続されている。上記透明電極４の材料としては、透明で導電性を有するＩＴＯが用いられ、反射電極５の材料としては、反射率は高く導電性に優れたＡｌなどが用いられる。反射電極５の表面は、梨地加工などの粗面加工が施されており、良好な散乱特性を有する。
【００７９】
一方、カラーフィルタ基板２は、ガラス製の透明絶縁性基板７上にＲ色、Ｇ色、Ｂ色の３色に着色された膜厚１．５μｍのドライフィルムを順次フォトリソグラフィ法を用いて形成される。
【００８０】
図６の（ａ）に示すように、透明絶縁性基板７上にＲ色のドライフィルムを熱圧着により貼付する。貼付したドライフィルムの最上層にあるベースフィルムを剥離し、その上からマスク露光・現像・焼成を行なう。この工程により、第１透明層１０ａが形成される貫通孔を有するＲ色の着色層１１が形成される。
【００８１】
この工程をＧ色、Ｂ色について繰り返すことにより、それぞれ第１透明層１０ａが形成される貫通孔１２を有する着色層１１が形成される。
【００８２】
図６の（ｂ）に示すように、着色層１１の上から着色ドライフィルムと同じ膜厚１．５μｍの透明ドライフィルム１３を熱圧着し、貼付した透明ドライフィルム１３の最上層にあるベースフィルムを剥離する。この透明ドライフィルム１３は、ネガ型感光性透明ドライフィルムであって、露光量に応じて硬化する露光量感応型フィルムである。
【００８３】
透明ドライフィルム１３は、熱圧着により着色層１１上から貼着されることにより、該着色層１１に形成された貫通孔１２に充填される。この状態で、透明ドライフィルム１３は、カラーフィルタ基板２の透明絶縁性基板側から露光される。本実施形態において、露光量は５０ｍＪである。
【００８４】
図６の（ｃ）に示すように、透明ドライフィルム１３は、露光後、現像・焼成されて第１透明層１０ａを形成する。この状態で、カラーフィルタ層８と第１透明層１０ａの端面が平坦となる。
【００８５】
図６の（ｄ）に示すように、カラーフィルタ層８および第１透明層１０ａの上から膜厚２．５μｍの透明ドライフィルム１３を積層して熱圧着により貼着する。  この透明ドライフィルム１３も、ネガ型感光性透明ドライフィルムである。
透明ドライフィルム１３は、膜面から上記第１透明層１０ａの上面を被覆する第２透明層１０ｂが形成されるようにマスク露光され、現像・焼成を経て第２透明層１０ｂを形成する。
【００８６】
図６の（ｅ）に示すように、第２透明層１０ｂは、複数の第１透明層１０ａの上記アクティブマトリックス基板１との対向面側を被覆するように形成される。
【００８７】
図６の（ｆ）に示すように、カラーフィルタ層８及び第２透明層１０ｂの上から、ＩＴＯの対向電極を形成することによりカラーフィルタ基板２が完成する。
【００８８】
上記カラーフィルタ基板２の製造方法は、一定の厚みのドライフィルムで形成する方法以外に、例えば液体レジストによるスピンコーティング法でも同様に製造することができる。
【００８９】
このように形成されたアクティブマトリックス基板１及びカラーフィルタ基板２は洗浄された後、各対向面側に配向膜が印刷される。配向膜が印刷された両基板は、一度焼成された後、ラビング処理を施される。
【００９０】
ラビング処理を施された両基板のうちいずれか一方の基板に両基板を貼り合わせるためのシール剤が印刷される。シール剤は、エポキシ樹脂系接着剤などが用いられ、スクリーン印刷により所定の幅・厚みに印刷される。
【００９１】
さらに、両基板間の液晶層の層厚を所定の距離に保つため、スペーサが配置される。本実施形態において、液晶層の層厚の制御は、柱状スペーサを用いて行なう。すなわち、柱状スペーサは、カラーフィルタ基板２の第１透明層及び第２透明層が積層している箇所上に所定の密度で配置される。柱状スペーサの高さが２．５μｍであるとすると、反射領域１０１の液晶層の厚さは２．５μｍとなり、透過領域１０２の液晶層の厚さは、柱状スペーサの高さの２．５μｍと上記第２透明層１０ｂの厚さの２．５μｍを加えた５．０μｍとなる。従って、反射領域１０１における液晶層の厚さが、透過領域１０２における液晶層の厚さの１／２となるように設定される。なお、液晶層の厚さの制御は、柱状スペーサに替えて球状スペーサを用いることもできる。
【００９２】
スペーサが配置された後、両基板は予め設けられた位置合わせマーカーを用いて精密に貼り合わされる。
【００９３】
両基板の貼り合わせは、透明層１０が、上記アクティブマトリックス基板１上に形成された複数の反射領域１０１が占める一定の範囲内に収まるように配置される。即ち、図１に示すように、両基板は、カラーフィルタ層８上に形成された第１透明層１０ａ及び第２透明層１０ｂが、アクティブマトリックス基板１に配列した複数の反射電極５と対向した状態で貼り合わされる。
【００９４】
アクティブマトリックス基板１上に設置される反射電極５が形成する反射領域１０１の幅は、上記透明層を構成する第２透明層１０ｂの着色層及び第１透明層が接触している面の幅に貼り合わせずれマージンＬを加えた幅とすることが好ましい。
【００９５】
これらの両基板を貼り合わせる際には、上記第１透明層１０ａ並びに第１透明層１０ａの上に形成される第２透明層１０ｂが、透過領域１０２にはみ出さないように貼り合わせる必要がある。万が一、アクティブマトリックス基板１とカラーフィルタ基板２との貼り合わせずれが発生した際も、貼り合わせずれマージンＬ内に上記透明層１０が収まっておれば、反射機能を低下することなく、また透過領域において透明層混合による色純度低下がない。
【００９６】
このように貼り合わされて形成された空セルは、真空注入法や常圧注入法などの方法により液晶材料が注入されて液晶表示パネルとなる。
【００９７】
なお、必要に応じて、カラーフィルタ基板２に画素間から漏れる光を遮光するために遮光層（ブラックマトリックス層）を設けてもよい。
【００９８】
ここで、画素電極の反射領域の配設箇所について述べる。反射領域１０１は、ＴＦＴが形成されたアクティブマトリックス基板１では、主にアクティブ素子と補助容量で形成されている領域など、配線などが形成された遮光領域である。
【００９９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【０１００】
＜実施例１＞
図５の（ａ）に示すように、実施例１に係る液晶表示装置は、矩形状の画素１００がストライプ配列により構成されている。図３の（ａ）に示すように、本実施例に係る画素１００は、その縁部であって、画素１００の一辺に沿った領域に反射領域１０１を有する。
【０１０１】
該画素１００内の反射領域１０１においては、アクティブマトリックス基板１上に反射電極５が設置されており、カラーフィルタ基板２の透明絶縁性基板７上にカラーフィルタ層８と透明層１０が設置されている。該透明層１０は、カラーフィルタ層８を構成する着色層１１を貫通する第１透明層１０ａと、第１透明層１０ａのアクティブマトリックス基板１との対向面側を被覆する第２透明層１０ｂから形成されている。
【０１０２】
本実施例において画素１００の反射領域１０１は、ストライプ配列に配置されているが、ストライプ配列に限定されるものではなく、デルタ配列に配置することも可能である。図５に示すように、各画素１００は、反射領域１０１が互いに隣接するように配置されている。そのため、各画素１００の反射領域１０１は、２列ごとに配列した画素列の中心線を挟んで一直線に帯状の領域を占めることとなる。このように構成されることにより、カラーフィルタ基板２上に透明層１０が形成される。
【０１０３】
上記第２透明層１０ｂは、複数の反射領域１０１が配列して占める帯状領域内に収まるように形成され、複数の反射領域１０１に跨って形成されている。
【０１０４】
このように構成されることにより、本実施例に係る液晶表示装置は、反射領域１０１でいわゆる無効領域の占める割合を相対的に減少させることができる。そのため、本実施形態に係る液晶表示装置は、従来の同タイプの液晶表示装置と比較して、表示に寄与する面積が増えるので、外光での画面の明るさを向上させることができ、高品位な表示を実現することができる。
【０１０５】
この効果について、従来の液晶表示装置を比較例として説明する。
【０１０６】
＜従来例＞
図４の（ａ）にあげた従来例と比較して、上記実施例１に係る液晶表示装置の効果について説明する。従来例に係る液晶表示装置は、各画素１００がすべて同じ向きに配列している。そのため、第２透明層は、各反射領域１０１ごとに形成されている。
【０１０７】
図７は、従来例及び実施例１に係る画素の平面図及び概略断面図である。図７の（ａ）に示すように、従来例に係る液晶表示装置は、反射領域１０１が隣接せず離間して配置されている。そのため、透明層１０は、反射領域１０１ごとに反射領域内に収まるように形成されている。
【０１０８】
一方、図７の（ｂ）に示すように、実施例１に係る液晶表示装置では、反射領域１０１が隣接して配置されている。その上、透明層１０の第２透明層１０ｂは、複数の画素（図７では２画素）の反射領域１０１が占める領域内に収まり、かつ複数の反射領域１０１（図７では２つの反射領域）に跨って形成されている。
【０１０９】
図７の（ａ）、（ｂ）において、反射領域１０１の端辺から第２透明層１０ｂの立ち上がり部までの領域は、貼り合わせずれマージンＬである。従来例及び実施例１では、貼り合わせずれマージンＬとして幅５μｍの領域が充てられている。  このように、貼り合わせずれマージンを設けることにより、貼り合わせずれが生じた場合でも、表示に悪影響を与えない。
【０１１０】
また、各第２透明層１０ｂの側壁面は、斜面状にテーパー部を形成している。
このテーパー部の基板へ投影領域Ｔの幅は、約２．５μｍである。
【０１１１】
上記貼り合わせずれマージンＬとテーパー部の投影領域Ｔは、反射領域１０１における照射光が正常に反射されない領域であり、これらを合わせて無効領域という。
【０１１２】
図７の（ａ）に示すように、従来例に係る画素１００においては、画素１００内の各反射領域１０１ごとに透明層１０が形成されているため、１画素当たりの無効領域は、（５＋２．５）×２＝１５μｍとなり、２画素当たりでは、１５×２＝３０μｍとなる。
【０１１３】
一方、図７の（ｂ）に示すように、実施例１に係る画素１００においては、画素１００内の各反射領域１０１が隣接して配置されており、第２透明層１０ｂが２つの反射領域１０１に跨って形成されているため、従来、各反射領域１０１の内側に生じていた無効領域が生じない。従って、１画素当たりの無効領域は、５＋２．５＝７．５μｍとなり、２画素当たりでは、７．５×２＝１５μｍとなる。
【０１１４】
このように、実施例１に係る液晶表示装置において、画素１００内に占める無効領域は、従来例に係る液晶表示装置の約１／２に低減される。そのため、実施例１に係る液晶表示装置は、従来例と比較して外光での画面の明るさを向上させることができ、高品位な表示を実現することができる。
【０１１５】
＜実施例２＞
図５の（ｂ）に示す液晶表示装置は、矩形状の画素１００がストライプ配列により構成されている。図３の（ｂ）に示すように、本実施例に係る画素１００は、その縁部であって、画素１００の一隅に矩形状の反射領域１０１を有する。
【０１１６】
該画素１００内の反射領域１０１においては、アクティブマトリックス基板１上に反射電極５が設置されており、カラーフィルタ基板２の透明絶縁性基板７上にカラーフィルタ８層と透明層１０が設置されている。該透明層１０は、カラーフィルタ層８を構成する着色層１１を貫通する第１透明層１０ａと、第１透明層１０ａのアクティブマトリックス基板１との対向面側を被覆する第２透明層１０ｂから形成されている。
【０１１７】
図５の（ｂ）では、４つの画素１００の反射領域１０１が互いに隣接するように配置されている。そのため、４つの画素１００の反射領域１０１が一纏まりとなって、各画素１００の境界線を挟んで矩形状の領域を占めることとなる。上記透明層１０の第２透明層１０ｂは、４つの反射領域１０１が纏まって占める矩形状領域内に収まるように形成され、４つの反射領域１０１に跨って形成されている。
【０１１８】
このように構成されることにより、実施例２においても、上記貼り合わせずれマージンＬとテーパー部の投影領域Ｔが、図４の（ｂ）に示す従来例に係る液晶表示装置の約１／２に低減される。そのため、実施例１に係る液晶表示装置は、従来例と比較して外光での画面の明るさを向上させることができ、高品位な表示を実現することができる。
【０１１９】
また、実施例２の変形例として、図３の（ｃ）に示すように画素１００の対角上の二隅を占める領域に反射領域１０１を有する液晶表示装置においても、第２透明層１０ｂが４つの反射領域１０１が纏まって占める矩形状領域内に収まるように形成され、４つの反射領域１０１に跨って形成されることにより、上記無効領域を約１／２に低減することができる。
【０１２０】
＜実施例３＞
図５の（ｃ）に示す液晶表示装置は、矩形状の画素１００がデルタ配列により構成されている。図３の（ｄ）に示すように、本実施例に係る画素１００は、その縁部であって、画素１００の一辺の一部を占める領域に矩形状の反射領域１０１を有する。
【０１２１】
該画素１００内の反射領域１０１においては、アクティブマトリックス基板１上に反射電極５が設置されており、カラーフィルタ基板２の透明絶縁性基板７上にカラーフィルタ層８と透明層１０が設置されている。該透明層１０は、カラーフィルタ層８を構成する着色層１１を貫通する第１透明層１０ａと、第１透明層１０ａのアクティブマトリックス基板１との対向面側を被覆する第２透明層１０ｂから形成されている。
【０１２２】
本実施例において画素１００の反射領域１０１は、デルタ配列に配置されているが、ストライプ配列に配置することも可能である。図５の（ｃ）に示すように、各画素１００は、反射領域１０１が互いに隣接するように配置されている。そのため、各画素１００の反射領域１０１は、２画素ごとに纏まった領域を占めることとなる。
【０１２３】
カラーフィルタ基板２上に形成される透明層１０の第２透明層１０ｂは、２画素の反射領域１０１が占める矩形状領域内に収まるように形成され、２つの反射領域１０１に跨って形成されている。
【０１２４】
このように構成されることにより、実施例３においても、上記貼り合わせずれマージンＬとテーパー部の投影領域Ｔが、図４の（ｂ）に示す従来例に係る液晶表示装置の約３／４に低減される。そのため、実施例１に係る液晶表示装置は、従来例と比較して外光での画面の明るさを向上させることができ、高品位な表示を実現することができる。
【０１２５】
＜実施例４＞
上記各実施例は、カラーフィルタ基板２に透明層１０を形成し、該透明層１０の第２透明層１０ｂにより液晶層３の厚さを調節するものである。実施例４に係る液晶表示装置は、アクティブマトリックス基板１上に透明層１０を形成し、液晶層３の厚さを調節するものである。
【０１２６】
すなわち、反射領域１０１における液晶層３の厚さが、透過領域１０２における液晶層３の厚さの約１／２となるようにアクティブマトリックス基板１側に樹脂を用いて透明層１０を形成し、その上に反射電極５を形成する。
【０１２７】
実施例４に係る液晶表示装置は、矩形状の上記画素１００がストライプ配列により構成されている。図３の（ａ）に示すように、本実施例に係る画素１００は、実施例１と同様に、その縁部であって画素１００の一辺に沿った領域に反射領域１０１を有する。
【０１２８】
実施例４において、画素１００の反射領域１０１は、ストライプ配列に配置されているが、デルタ配列に配置することも可能である。図４の（ａ）に示すように、各画素１００は、反射領域１０１が互いに隣接するように配置されている。
【０１２９】
そのため、各画素１００の反射領域１０１は、２列ごとに配列した画素列の中心線を挟んで一直線に帯状の領域を占めることとなる。このように構成されることにより、アクティブマトリックス基板１上に形成される透明層１０は、行単位で形成することが可能となる。
【０１３０】
上記透明層１０は、複数の反射領域１０１が配列して占める帯状領域内に収まるように形成され、複数の反射領域１０１に跨って形成されている。
【０１３１】
このように構成されることにより、本実施例に係る液晶表示装置は、反射領域１０１でいわゆる無効領域の占める割合を相対的に減少させることができる。そのため、本実施形態に係る液晶表示装置は、従来の同タイプの液晶表示装置と比較して、表示に寄与する面積が増えるので、外光での画面の明るさを向上させることができ、高品位な表示を実現することができる。
【０１３２】
図８は、従来例及び実施例４に係る画素の平面図及び概略断面図である。図８の（ａ）に示すように、従来例に係る液晶表示装置は、反射領域１０１が隣接せず離間して配置されている。そのため、透明層１０は、一列に配列した反射領域状で一直線に形成されている。
【０１３３】
一方、図８の（ｂ）に示すように、実施例４に係る液晶表示装置では、反射領域１０１が隣接して配置されている。その上、透明層１０は、複数の画素（図８では２画素）の反射領域１０１が占める領域内に収まり、かつ複数の反射領域１０１（図８では２つの反射領域）に跨って形成されている。
【０１３４】
図８の（ａ）、（ｂ）において、各透明層１０の側壁面は、斜面状にテーパー部を形成している。このテーパー部の基板へ投影領域Ｔの幅は、約２．５μｍである。
【０１３５】
上記テーパー部の投影領域Ｔは、反射領域１０１における照射光が正常に透過あるいは反射されない領域であり、無効領域という。
【０１３６】
図８の（ａ）に示すように、従来例に係る画素１００においては、画素１００内の各反射領域１０１ごとに透明層１０が形成されているため、１画素当たりの無効領域は、２．５×２＝５μｍとなり、２画素当たりでは、５×２＝１０μｍとなる。
【０１３７】
一方、図８の（ｂ）に示すように、実施例４に係る画素１００においては、画素１００内の各反射領域１０１が隣接して配置されており、透明層１０が２つの反射領域１０１に跨って形成されているため、従来、各反射領域１０１の内側に生じていた無効領域が生じない。従って、１画素当たりの無効領域は、２．５μｍとなり、２画素当たりでは、２．５×２＝５μｍとなる。
【０１３８】
このように、実施例４に係る液晶表示装置において、画素１００内に占める無効領域は、従来例に係る液晶表示装置の約１／２に低減される。そのため、実施例１に係る液晶表示装置は、従来例と比較して表示に寄与する面積が増えるので、外光での画面の明るさを向上させることができ、高品位な表示を実現することができる。
【０１３９】
実施例４の変形例として、アクティブマトリックス基板１側に透明層１０を形成した画素１００の反射領域１０１の形状を図３の（ｂ）、（ｃ）又は（ｄ）に示すように形成することも可能である。
【０１４０】
これら各変形例においても上記と同様に画素１００内に占める無効領域の割合を低減することができる。そのため、実施例１に係る液晶表示装置は、従来例と比較して表示に寄与する面積が増えるので、外光での画面の明るさを向上させることができ、高品位な表示を実現することができる。
【０１４１】
【発明の効果】
本発明に係る液晶表示装置は、画素内に占める貼り合わせずれマージンやテーパー部といった無効領域の割合を低減することができため、表示に寄与する面積が増え、外光での画面の明るさを向上させることができる。これにより、高品位な表示を実現することができる。
【０１４２】
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法によれば、カラーフィルタ層の一部に第１透明層、及び第１透明層の端面に当接した第２透明層からなる透明層を形成する際に、マスクを１枚削減することができる。従って、簡便な方法により、しかも高精度に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の２つの画素の断面図及び平面図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置の画素の配列方法を示した概念図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置に形成される画素の構成を示した平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画素の配列を従来例と比較して表わした図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る画素の反射領域と透明層との配置関係を示した図である。
【図６】本発明に係る液晶表示装置の製造方法を説明する概念図である。
【図７】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の画素内に占める無効領域について、従来例と比較して示した図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の画素内に占める無効領域について、従来例と比較して示した図である。
【符号の説明】
１  アクティブマトリックス基板
２  カラーフィルタ基板
３  液晶層
４  透明電極
５  反射電極
１０  透明層
１０ａ  第１透明層
１０ｂ  第２透明層
１００  画素
１０１  反射領域
１０２  透過領域
【図１】
2004151202.tif 000003
【図２】
2004151202.tif 000004
【図３】
2004151202.tif 000005
【図４】
2004151202.tif 000006
【図５】
2004151202.tif 000007
【図６】
2004151202.tif 000008
【図７】
2004151202.tif 000009
【図８】
2004151202.tif 000010