(57)【要約】【課題】カラーフィルタ工程のブラックレジスト形成工程を追加しないで、反射表示モード時におけるアクティブエリア周辺の光漏れを防止した半透過型液晶表示装置を提供する。【解決手段】ガラス基板２上に凸状配列群を形成し、この凸状配列群上に光通過孔を有する半透過膜１９を被覆し、さらに画素ごとにカラーフィルタ６を形成している。そして、双方の間で着色を違えた複数の着色層（赤着色層、緑着色層、青着色層）を面状に並べるとともに、カラーフィルタはアクティブエリアの周辺部にも形成し、これにより、周辺部遮光部とする。そして、オーバーコート層７と透明電極８とを形成している。さらにこの透明電極８上に配向膜９を形成している。【選択図】図２
2004294928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に光半透過膜と透明電極との積層を形成し、この積層上に配向層を形成してなる一方部材と、透明基板上に透明電極と配向層とを順次積層してなる他方部材との間に液晶層を介して、双方の透明電極にてマトリックス状に画素を配列してなる表示領域を設けた半透過型液晶表示装置であって、前記一方部材の表示領域に対し、双方の間で着色を違えた複数の着色層を面状に並べるとともに、この表示領域の周辺にこれら複数の着色層を積層してなる半透過型液晶表示装置。
【請求項２】
基板上に多数の透明樹脂製凸部をランダムに並べた凸状配列群を形成し、この凸状配列群上に光半透過膜と透明電極との積層を形成し、この積層上に配向層を形成してなる一方部材と、透明基板上に透明電極と配向層とを順次積層してなる他方部材との間に液晶層を介して、双方の透明電極にてマトリックス状に画素を配列してなる表示領域を設けた半透過型液晶表示装置であって、前記一方部材の表示領域に対し、双方の間で着色を違えた複数の着色層を面状に並べるとともに、この表示領域の周辺にこれら複数の着色層を積層してなる半透過型液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または２の双方の間で着色を違えた複数の着色層が、それぞれ赤色の着色層、緑色の着色層、青色の着色層である半透過型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半透過型液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、バックライトを使用しない反射型液晶表示装置の技術が開発されており、薄型、軽量および低消費電力化に優れている。
【０００３】
反射型液晶表示装置には、後方に配設した基板の面上に鏡面にした光反射層を設け、前方に配設した基板の外側に散乱板を設けた機能分離型と（特許文献１参照）、後方に配設した基板に対し凹凸形状の光反射層を形成した散乱反射型とがあるが（特許文献２参照）、双方の型ともにバックライトを用いないことで、周囲の光を有効に利用している。
【０００４】
たとえば、ＴＮモードやＳＴＮモードの散乱反射型液晶表示装置を図１にて説明する。
【０００５】
同図は散乱反射型液晶表示装置１の概略断面図である。
【０００６】
対向するコモン側のガラス基板２とセグメント側のガラス基板３において、ガラス基板２の上にフォトリソ工程により透明樹脂からなるほぼ半球状の凸部４を多数ランダムに配列してなる凸状配列群を形成し、この凸状配列群上にＡｌなどの金属からなる光通過孔を有する半透過膜５を被覆し、さらに凸状配列群上に画素ごとに配したカラーフィルタ６を形成し、そして、カラーフィルタ６の上にオーバーコート層７と透明電極８と配向膜９とを順次形成している。また、ガラス基板３においては、その上に多数平行に配列した透明電極１０と配向膜１１とを順次形成している。
【０００７】
そして、ガラス基板２とガラス基板３とを液晶１２を介してシール部材１３により貼り合わせる。さらにガラス基板３の外側に第１位相差フィルム１４と第２位相差フィルム１５と偏光板１６とを順次形成する。
【０００８】
上記構成の液晶表示装置１においては、反射モードの場合、太陽光、蛍光灯などの外部照明による入射光が偏光板１６、第２位相差フィルム１５、第１位相差フィルム１４およびガラス基板３を通過し、液晶１２、カラーフィルタ６などを通して光反射膜５に到達し、光反射膜５にて光反射され、その反射光が出射される。透過モードの場合、液晶表示装置１下に設置されたバックライト光源（Ｂ／Ｌ）が半透過膜５の金属膜に設けられた光通過孔を通過して液晶層に入射し、液晶表示装置１の上面に出射される。
【０００９】
このような半透過型液晶表示装置に設けた半透過膜５は、アルミニウムなどの金属をスパッタし、各画素に対応して光通過孔をエッチング形成したものであって、その金属膜が有する領域でもって反射型の機能（反射モード）として用い、一方、金属膜が有しない領域（ホール）で透過型の機能（透過モード）として用いる。
【００１０】
また、この半透過型液晶表示装置によれば、カラーフィルタの遮光膜は、構成上取り除いてもよい。
【００１１】
すなわち、半透過膜５を構成する金属膜であれば、遮光膜の機能を有しており、▲１▼画素間の光漏れを防止したり（ブラックマトリクス）、さらには▲２▼アクティブエリア（表示領域）周辺のバックライト光源（Ｂ／Ｌ）の光漏れを防止する。
【００１２】
したがって、このような構成の半透過型液晶表示装置においては、半透過膜５の金属膜でもって、カラーフィルタのプロセス過程において、遮光膜の形成工程が省かれ、これによって製造コストが低減できた。
【００１３】
〔特許文献１〕
特開平８−２０１８０２号公報
〔特許文献２〕
特開平４−２４３２２６号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の半透過型液晶表示装置の場合、図１に示すごとく、アクティブエリアの周辺における周辺遮光部によれば、遮光（光漏れ防止）という点では、透過モードにて半透過膜５の金属膜が遮光機能として設けているが、その反面、反射モードにおいては遮光の機能を備えていない。
【００１５】
したがって、太陽光などの周辺光源からの光が半透過膜５の金属膜にて反射し、これにより、反射モードでのアクティブエリア周辺が明るく見えていた。
【００１６】
かかる課題を解消するために、カラーフィルタを形成するに当たり、ブラックレジストを形成する工程を追加しているが、その反面、プロセス工程が増大し、製造コストが大きくなっていた。
【００１７】
本発明の目的は、カラーフィルタ工程のブラックレジスト形成工程を追加しないでも、反射表示モード時におけるアクティブエリア周辺の光漏れを防止した半透過型液晶表示装置を提供することにある。
【００１８】
本発明のさらに他の目的は凸状配列群による光散乱性を向上させることで、視野角を広くし、これによって良好な表示特性をもつ高性能かつ高信頼性の半透過型液晶表示装置を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の他の目的は製造コストを下げて、かかる高性能かつ高信頼性の半透過型液晶表示装置を提供することにある。
【００２０】
さらにまた、本発明の目的は、凸状配列群の上に形成する半透過膜を改善することで、かかる目的を優位に達成した半透過型液晶表示装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の半透過型液晶表示装置は、基板上に光半透過膜と透明電極との積層を形成し、この積層上に配向層を形成してなる一方部材と、透明基板上に透明電極と配向層とを順次積層してなる他方部材との間に液晶層を介して、双方の透明電極にてマトリックス状に画素を配列してなる表示領域を設け、そして、一方部材の表示領域に対し、双方の間で着色を違えた複数の着色層を面状に並べるとともに、この表示領域の周辺にこれら複数の着色層を積層してなることを特徴とする。
【００２２】
本発明の他の半透過型液晶表示装置は、基板上に多数の透明樹脂製凸部をランダムに並べた凸状配列群を形成し、この凸状配列群上に光半透過膜と透明電極との積層を形成し、この積層上に配向層を形成してなる一方部材と、透明基板上に透明電極と配向層とを順次積層してなる他方部材との間に液晶層を介して、双方の透明電極にてマトリックス状に画素を配列してなる表示領域を設け、そして、一方部材の表示領域に対し、双方の間で着色を違えた複数の着色層を面状に並べるとともに、この表示領域の周辺にこれら複数の着色層を積層してなることを特徴とする。
【００２３】
本発明のさらに他の半透過型液晶表示装置は、かかる本発明の半透過型液晶表示装置において、双方の間で着色を違えた複数の着色層が、それぞれ赤、緑、青の着色層であることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図でもって詳述する。
【００２５】
〔半透過型液晶表示装置〕
図２と図３により本発明のカラー表示用の半透過型液晶表示装置１７であり、図２は半透過型液晶表示装置１７の断面概略図であり、図３はその要部の拡大断面図である。なお、図１に示す従来の液晶表示装置１と同一箇所には同一符号を付す。
【００２６】
２はコモン側のガラス基板（寸法３００×３６０ｍｍ、０．５ｍｍ厚）、３はセグメント側のガラス基板（寸法３００×３６０ｍｍ、０．５ｍｍ厚）であって、前記一方部材については、ガラス基板２の一方主面上に透明樹脂からなるほぼ半球状の凸部１８（たとえば、円直径：１０μｍ、高さ：０．４μｍ）を多数配列することで、前記液晶表示装置１と同じようなランダム性の凸状配列群を形成し、この凸状配列群上に光通過孔を有する金属膜にて形成した前記光半透過膜である半透過膜１９を被覆している。なお、半透過膜１９の密着性を高めるために、ＳｉＯ２層をたとえば５０〜３００Åの厚みでもってその下に形成してもよい。
【００２７】
この半透過膜１９にはクロムやアルミニウム、銀などの金属膜にて遮光性を具備させるとともに、膜面に光通過孔を形成する。このような光通過孔はその形状に対応したフォトリソ用マスクを使用し、フォトリソ技術により形成する。
【００２８】
すなわち、金属膜が形成された膜面に感光性レジストを塗布し、フォトリソ用マスクを用いて露光し、その後、現像、エッチング、剥離の各工程を経て形成する。
【００２９】
そして、このように半透過膜１９を被覆した凸状配列群上に画素ごとに配したカラーフィルタ６を形成している。
【００３０】
カラーフィルタ６は顔料分散方式、すなわちあらかじめ顔料（赤、緑、青）により調合された感光性レジストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィにより形成している。
【００３１】
このようにして双方の間で着色を違えた複数の着色層（赤着色層、緑着色層、青着色層）を面状に並べるが、さらにカラーフィルタは、各画素に対応した部分のみではなく、前記表示領域であるアクティブエリアの周辺部にも形成し、これにより、周辺部遮光部とする。
【００３２】
すなわち、このようにカラーフィルタ３色を形成した後によれば、アクティブエリア周辺部にて、これら赤着色層、緑着色層、青着色層の３層を積層してなる。
【００３３】
そして、アクリル系樹脂からなるオーバーコート層７と、多数平行にストライプ状配列したＩＴＯからなる透明電極８とを形成している。さらにこの透明電極８上に一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜９を形成している。
【００３４】
なお、配向膜９は透明電極８上に直に成膜形成しているが、配向膜９と透明電極８との間に樹脂やＳｉＯ２などからなる絶縁膜を介在させてもよく、また、オーバーコート層７は設けなくてもよい。さらに半透過膜１９を被覆した凸状配列群上に樹脂やＳｉＯ２からなる平滑膜を形成し、この平滑膜上に画素ごとに配したカラーフィルタ６を形成してもよい。
【００３５】
他方部材については、ガラス基板３上に多数平行にストライプ状配列したＩＴＯからなる透明電極１０と、一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜１１とを順次形成している。透明電極１０と配向膜１１との間に樹脂やＳｉＯ２からなる絶縁層を介在させてもよい。
【００３６】
そして、上記構成の一方部材および他方部材を、たとえば２００〜２６０°の角度でツイストされたカイラルネマチック液晶からなる液晶１２を介してシール部材１３により貼り合わせる。また、両部材間には液晶１２の厚みを一定にするためにスペーサを多数個配している。
【００３７】
さらにガラス基板３の外側にポリカーボネイトなどからなる第１位相差フィルム１４と第２位相差フィルム１５とヨウ素系の偏光板１６とを順次形成する。これらの配設については、アクリル系の材料からなる粘着材を塗布することで貼り付ける。
【００３８】
上記構成の液晶表示装置１７によれば、太陽光、蛍光灯などの外部照明による入射光は偏光板１５、第２位相差フィルム１４、第１位相差フィルム１３およびガラス基板３を通過し、液晶１２、カラーフィルタ６などを通して半透過膜１９に到達し、半透過膜１９にて光反射され、反射モードとして、その反射光が出射される。
【００３９】
かくして本発明の液晶表示装置１７において、カラーフィルタ工程のブラックレジスト形成工程を追加することなく、反射表示モード時におけるアクティブエリア周辺の光漏れを防止した半透過型液晶表示装置が実現した。
【００４０】
つぎに一方部材の作製方法、とくにカラーフィルタ工程を詳述する。
【００４１】
〔一方部材の方法〕
この工程を図４に示す。同図に示すごとく、（ａ）〜（ｆ）の各工程を順次経るが、それぞれの各工程を述べる。
【００４２】
（ａ）工程：
基板上に光感光性樹脂をスピンナーにて塗布し、フォトリソ工程により、凹凸構造を形成する。本例ではスピンナ回転数１０００ｒｐｍに対して１．５μｍ前後の厚さのポジ型光感光性樹脂を塗布した。また、フォトリソ工程により、凸部の直径は１０μｍ前後、凹凸高低差は０．４μｍ前後の凹凸形状を作製した。
【００４３】
（ｂ）工程：
金属膜を全体に形成する。本実施例の金属膜はＡｌ膜であり、膜厚を１０００Åスパッタした。
【００４４】
各画素にはそれぞれほぼ同じ構成の光透過孔２６が形成されており、個々の画素は、光透過孔２６をなす透過領域と、金属膜２５が形成されている反射領域とからなる。そして、光通過孔２６と、金属膜２５が形成されている反射領域の面積比率により、液晶表示装置としての光透過性と光反射性の双方の機能を具備している。例えば、反射領域と透過領域の面積比率は７５：２５が良い。この比率は、凹凸樹脂および金属膜のフォトリソにおいて、その際のマスク設計をおこなうことで得られる。
【００４５】
（ｃ）工程：
顔料分散方式にしたがって、赤顔料により調合された感光性レジストを基板上に塗布し、次いでフォトリソグラフィにて所定に部位に配設する。この際、各画素に対応した部分のみでなく、アクティブエリア周辺部にも形成する。
【００４６】
（ｄ）工程：
Ｇｒｅｅｎ形成として、緑顔料により調合された感光性レジストを基板上に塗布し、次いでフォトリソグラフィにて所定に部位に配設する。この形成においても、各画素に対応した部分のみでなく、アクティブエリア周辺部にも形成する。
【００４７】
（ｅ）工程：
Ｂｌｕｅ形成として、青顔料により調合された感光性レジストを基板上に塗布し、次いでフォトリソグラフィにて所定に部位に配設する。この形成においても、各画素に対応した部分のみでなく、アクティブエリア周辺部にも形成する。その結果、アクティブエリア周辺部はＲｅｄ／Ｇｒｅｅｎ／Ｂｌｕｅの３層が積層された構造になる。
【００４８】
（ｆ）工程：
アクリル系樹脂を塗布することで、オーバーコート層７を被覆する。
【００４９】
かくして上記工程により得られたカラーフィルタ基板においては、アクティブエリア周辺部にはカラーフィルタの３層が形成され、反射モードにおけるアクティブエリア周辺部の光漏れ防止機能となる。
【００５０】
そして、本発明によれば、上記工程により得られたカラーフィルタ基板を用いて、図２に示すような本発明の液晶表示装置１７が得られる。
【００５１】
次に本発明者は、図３に示す如くカラーフィルタ基板を作製し、これでもって図２に示す構成の液晶表示装置１７を作製し、アクティブエリア周辺部の反射率を測定した。
【００５２】
図５は各３色カラーフィルタの透過率を示し、図６はアクティブエリア周辺部の反射率を示す。反射モードであるため、カラーフィルタ３層を２回通過することとなり、合計６回通過することとなる。したがって、波長４００〜７００ｎｍにおける反射率は１．０％以下となり、遮光膜の機能を満たしていることがわかる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改善などは何ら差し支えない。
【００５４】
たとえば、上記の実施形態においては、ＳＴＮ型単純マトリックスタイプのカラー液晶表示装置でもって説明しているが、その他にモノクロのＳＴＮ型単純マトリックスタイプの液晶表示装置であっても、あるいはＴＮ型単純マトリックスタイプの液晶表示装置であっても、さらに双安定型の液晶表示装置でも同様な作用効果が得られる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の半透過型液晶表示装置によれば、表示領域の周辺であるアクティブエリア周辺の遮光領域に、双方の間で着色を違えた複数の着色層を積層したことで、カラーフィルタ工程のブラックレジスト形成工程を追加することなく、反射表示モード時におけるアクティブエリア周辺の光漏れを防止した半透過型液晶表示装置が提供できた。
【００５６】
また、本発明の半透過型液晶表示装置においては、基板上に多数の透明樹脂製凸部をランダムに並べた凸状配列群を形成し、この凸状配列群上に半透過膜を被覆したことで、光散乱板を取り除くことができ、これによって従来の後方散乱が解消され、反射型表示モードのＯＦＦ時の明るさが低減し、その結果、コントラストが向上した高性能な半透過型液晶表示装置が提供できた。
【００５７】
しかも、カラーフィルタ形成におけるブラックレジスト形成工程を省くことにより、これによって生産コストを下げることができた。
【００５８】
その上、本発明の半透過型液晶表示装置によれば、半透過膜を光通過孔が形成された金属膜にて形成したことで、反射型表示モードにて使用する場合には、金属膜にて最大の反射性能が得られ、一方の透過型表示モードにおいても、半透過膜にて光吸収されないことで、最大に透過性能が得られ、これによって双方の機能を最大に活用することができ、反射型表示モードにて使用する場合でもＯＦＦ時の明るさをもっとも低減でき、その結果、コントラストがもっとも向上した高性能な半透過型液晶表示装置が提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半透過型液晶表示装置の断面概略図である。
【図２】本発明の半透過型液晶表示装置の断面概略図である。
【図３】本発明の半透過型液晶表示装置の要部拡大断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は本発明の半透過型液晶表示装置に係るカラーフィルタの形成工程図である。
【図５】各３色カラーフィルタの透過率を示す線図である。
【図６】アクティブエリア周辺部の反射程度を示す線図である。
【符号の説明】
２・・・コモン側のガラス基板
３・・・セグメント側のガラス基板
６・・・カラーフィルタ
７・・・オーバーコート層
８、１０・・・透明電極
９、１１・・・配向膜
１２・・・液晶
１７・・・カラー表示用の半透過型液晶表示装置
１８・・・凸部
１９・・・半透過膜
【図１】
2004294928.tif 000003
【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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