(57)【要約】 【課題】  本発明は、同一画素領域内でしきい値にバラツキが生じないようにして、優れた表示性能を達成した液晶表示装置を提供することにある。【解決手段】  本発明の液晶表示装置は、透明基板１上に、表面に光反射性金属層３を形成された複数のストライプ状光反射性電極と配向層６とを順次積層してなる一方部材と、  透明基板２上にカラーフィルタ９、複数のストライプ状透明電極７及び配向層６を順次積層してなる他方部材とを、液晶層１１を介して貼り合わせて液晶表示装置である。前記光反射性金属層３の１画素領域内に切り欠き部１４を形成し、この切り欠き部１４内及び前記隣接しあうストライプ状光反射性電極間に、透明樹脂材料１３、１３‘を充填した。【選択図】  図３
2005099640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、表面に光反射性金属層を形成された複数のストライプ状光反射性電極と配向層とを順次積層してなる一方部材と、
透明基板上にカラーフィルタ、複数のストライプ状透明電極及び配向層を順次積層してなる他方部材とを、
前記ストライプ状光反射性電極とストライプ状透明電極とが直交して交差するようネマチック液晶を介して貼り合わせて画素をマトリクス状に配列せしめた液晶表示装置であって、
前記光反射性金属層の１画素領域内に切り欠き部を形成して、光透過部を設けるとともに、該切り欠き部内及び前記隣接しあうストライプ状光反射性電極間に、透明樹脂材料を充填したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記透明樹脂材料は、光反射性金属層の表面との段差を０〜５００Åの範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明は反射型表示（反射モード）の液晶表示装置ならびに反射型表示（反射モード）と透過型表示（透過モード）との双方の機能を兼ね備えた半透過型の液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯情報端末用途に反射型液晶表示装置や半透過型液晶表示装置が開発されている。
【０００３】
この反射型液晶表示装置によれば、外部からの入射光、たとえば太陽光、蛍光灯、また暗いところでもフロントライトなどの補助光源からの光をセル内に設けた反射板によって反射させることよって表示を得ることができる。
【０００４】
また、半透過型液晶表示装置については、太陽光、蛍光灯などの外光によって反射型の装置として用いる場合と、バックライトを内部照明として装着した透過型の装置として用いる場合があり、双方の機能を併せ持たせるためにセル内に半透過反射板を設けている。
【０００５】
これら反射型液晶表示装置および半透過型液晶表示装置によれば、反射時において高い明るさを得るために、カラーフィルタ層を設けた基板の１画素内において、そのカラーフィルタが形成されている領域と、カラーフィルタが形成されていない領域とを設けた構成が提案されている（特許文献１  特開２０００−１１１９０２号参照）。
【０００６】
また、カラーフィルタが形成されている領域と、カラーフィルタが形成されていない領域との厚みによる凹凸を緩和させるため、透明樹脂材料を充填させた構造が提案されている。（特許文献２  特開２００３−１９５２７９号参照）
【特許文献１】特開２０００−１１１９０２号
【特許文献２】特開２００３−１９５２７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記構成の半透過型液晶表示装置において、カラーフィルタを形成した他方の基板側では、カラーフィルタの表面の凹凸が緩和され、各画素表面の凸凹は緩和されるものの、一方の基板側、すなわち、透明電極、光反射性金属層及び配向膜が形成される側においては、ストライプ状光反射性電極間の凹みが大きく、画素領域でストライプ状光反射性電極のエッジ部でしきい値電圧にバラツキが発生し、液晶層の液晶分子の動作が、同一画素領域の中央部分とエッジ部でバラツキが生じるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、同一画素内でしきい値にバラツキが生じないようにして、優れた表示性能を達成した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】
【０００９】
本発明の液晶表示装置は、透明基板上に、表面に光反射性金属層を形成された複数のストライプ状光反射性電極と配向層とを順次積層してなる一方部材と、
透明基板上にカラーフィルタ、複数のストライプ状透明電極及び配向層を順次積層してなる他方部材とを、前記ストライプ状光反射性電極とストライプ状透明電極とが直交して交差するようネマチック液晶を介して貼り合わせて画素をマトリクス状に配列せしめた液晶表示装置であって、前記光反射性金属層の１画素領域内に切り欠き部を形成して、光透過部を設けるとともに、該切り欠き部内及び前記隣接しあうストライプ状光反射性電極間に、透明樹脂材料を充填したことを特徴とする液晶表示装置である。
【００１０】
なお、前記透明樹脂材料は、光反射性金属層の表面との段差を０〜５００Åの範囲に設定した。
【発明の効果】
【００１１】
以上によれば、同一画素内で光反射性金属層が形成される領域、すなわち、反射モードで表示される部分と、反射性金属層が形成されていない開口領域、すなわち、透過モードで表示される部分とが存在するものの、この開口領域に透明樹脂が充填されている。また、各画素領域を区画するスリット状光反射性電極間に、実質的に、光反射性金属層と同一平面となる透明樹脂層が充填されているため、この表面に連続的に形成される配向層の表面が平坦化する。この結果、同一画素内で、液晶層の液晶分子の動作を制御するしきい値電圧のバラツキが解消され、、画素領域のエッヂ部でも全く暗くならない表示を得ることができる。
【００１２】
なお、光反射金属層と透明樹脂層の表面の段差が、０〜５００Åであれば、画素領域のエッヂ部の表示を安定化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の液晶表示装置を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の液晶表示装置の概略断面図であり、図２は、本発明の液晶表示装置の要部断面図であり、図３は、一方基板側の主要部分の平面図であり、図４は主要部分の拡大断面図である。
【００１５】
本発明の液晶表示装置は、一方部材である下側基板１と、他方部材である上側基板２と、その両基板１、２との間に配置された液晶層３とから主に構成されている。
【００１６】
下側基板１の表面（液晶層１１側の内面）には、一方方向、例えば紙面の奥行き方向に延びる複数のストライプ状の電極５が形成されおり、その透明電極５の表面に部分的に光反射性金属層３が形成され、さらに、この複数の光反射性金属層３を跨がって、全面に配向膜層６が形成されている。なお、このストライプ電極５と光反射性金属層３とを合わせてストライプ状光反射性電極という。
【００１７】
また、上側基板２の表面（液晶層１１側の内面）には、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルタ９が形成され、その上面に平坦化膜８が形成され、この平坦化膜８状に、複数のストライプ状の透明電極７が形成され、さらに、この複数のストライプ状の透明電極７に跨がって全面に配向層６が形成されている。
【００１８】
ここで、下側基板１と上面側基板２とは、ストライプ状電極５とストライプ状の透明電極７とが互いに直交するように配置され、その下側基板１と上面側基板２との間には、液晶層１１が配置されている。なお、液晶層１１は、図示していないが、２つの基板１、２の周囲に形成されたシール部によって、液晶層１１の充填位置が規定されているとともに、このシール部によって２つの基板１、２が貼り合わせられている。また、液晶層１１及びシール部内には、液晶層１１の厚みを規定するためのスペーサ部材が均一に分散されている。
【００１９】
このような構造において、ストライプ状電極５とストライプ状の透明電極７とが互いに直交する領域を画素領域という。そして、上側基板２において、カラーフィルタ９の例えば、赤、緑、青の着色フィルタの１つは、この画素に対応して形成されている。具体的には、着色されたフィルタは、所定順序に他方方向にならって形成されている。従って、３つの画素領域のカラーフィルタ９を通過する光が構成されてカラー表示が可能となる。また、１つの画素領域に相当する部分に形成されたカラーフィルタ９に着目すると、画素領域の中央部付近の一部には、カラーフィルタ９の表面と実質的に同一の表面となる透明樹脂１２で充填されている。また、隣接しあう各画素領域に形成されたカラーフィルタ９間には、カラーフィルタ９の厚みと実質的に同一の厚みを有するブラックレジスト１０が充填されている。これにより、このカラーフィルタ９、透明樹脂材料１２、ブラックレジスト１０の三者によって、その表面が実質的に均一化されている。
【００２０】
そして、下側基板１において、複数のストライプ状電極５上の光反射性金属層３は、一方方向に連なるように画素領域に部分的に形成されている。また、１つの画素領域に相当する部分に形成され光反射性金属層３に着目すると、画素領域の一部には、光反射性金属層３が除去された切り欠き部が形成されている。また、隣接しあうストライプ状の電極５の間には、ストリップ状の電極５を区画するための一方方向に延びる溝状開口が形成されている。そして、この切り欠き部１４及び溝状開口部には、ストライプ状の電極５上に形成された光反射性金属層３の表面と実質的に同一の表面となる透明樹脂材料１３、１３’が充填形成されている。その結果、配向層６を形成するにあたり、その下地となる表面、光反射性金属層３及び透明樹脂材料１３の表面が実質的に平坦面となることができる。これにより、配向層６の表面、すなわち、液晶層１１に接触する表面は、画素領域に相当する部分、すなわち、光反射性金属層３が形成されている部位、画素領域内で透明樹脂材料１３が充填されている部位、さらに、隣接するストライプ状電極５間の部位においても、平坦化させることができる。これは、下側基板１のみに限らず、上側基板２においても、実質的にカラーフィルタ９及び透明樹脂材料１２の表面平坦化によって、その上面に形成される配向層６の表面も平坦化させることができるため、この結果、液晶層１１に印加される電圧を、液晶層１１の厚みが画素領域の中央部分、周囲のエッヂ部分においても均一化させることができるため、ばらつきのない印加電圧となる。
【００２１】
すなわち、液晶層１１の液晶の動作に重要なしきい値電圧の変動がない。
【００２２】
これに対して，従来では、画素領域の周囲エッヂ部や画素領域内に切り欠き部では、配向層が沈み込みにより、表面がばらつき、液晶層の厚みがばらついてしまい、その結果、しきい値電圧を印加しても、液晶層の液晶分子が動作せず、安定した表示動作ができないという問題が解消されることになる。
【００２３】
上述の下側基板１は、ガラスや合成樹脂などからなる。また、下側基板に形成されたストライプ状電極５は、酸化インジウム錫などをフォトリソグラフィによってストライプ状にパターニングされて形成される。また、光反射性金属層３は、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）、Ａｇ（銀）またはこれらの合金などの金属が用いられる。これらの光反射性金属層３は、可視光域の外光を反射させることのできる高反射率金属であれば、特にこれらの材料に限定されるものではない。この光反射性金属層３は、フォトリソグラフィにより、画素領域内に切り欠き部１４が形成され、また、ストライプ状電極５にそって、ストリップ状の溝部が形成される。また、この切り欠き部１４及びストリップ状の溝部に充填された透明樹脂材料１３、１３’は、アクリル系透明樹脂などが用いられ、切り欠き部１４及び溝状に合わせてフォトリソグラフィなどの手法により形成される。また、光反射性金属層３及び透明樹脂材料１３、１３’上に連続して形成させる配向層６は、ポリイミド樹脂などからなり、一定方向にラビングして配向処理される。このように、下側基板１である１方部材が得られる。
【００２４】
また、上側基板２は、下側基板１と同様に、ガラスや合成樹脂などからなる。そして、上側基板２の上にはカラーフィルタ９が画素領域ごとに配されており、各画素領域間にはクロム金属もしくは感光性レジストのブラックマトリックス１０を形成している。
【００２５】
そして、このカラーフィルタ９に関しては、１画素領域内に１色のカラーフィルタ９が形成されている領域とカラーフィルタが形成されていない領域が存在し、さらにカラーフィルタ９が形成されていない領域には平坦性を持たせるため、アクリル系などの透明樹脂膜材料１２をフォトリソグラフィなどの手法により形成される。また、カラーフィルタ９は染色法や顔料分散法によって製造する。なお、マトリックス状のブラックレジスト１０は必要不可欠ではなく、ブラックレジスト１０は設けなくてもよい。
【００２６】
カラーフィルタ９上には、たとえばアクリル系樹脂からなる平坦化膜８が形成され、さらにその上にストライプ状の複数の透明電極７と配向膜７が順次形成される。
【００２７】
下側基板１と上面基板２とは、ストライプ状にパターニングされた光反射性金属層３（下地にはストライプ状電極５が形成）とストライプ状透明電極７とが交差するようネマチックの液晶層１１を介して貼り合わせ、それら交差部分を画素領域となして、マトリクス状に配列する。
【００２８】
また、下側基板１の外側にはポリカーボネートなどからなる第１位相差フィルム２１と、第２位相差フィルム２２と、ヨウ素系の偏光板２３をアクリル系の材料からなる粘着材を用いて順次貼り付ける。また、その外部にバックライト２４を配置する。
【００２９】
また、上側基板２の外側にも、光散乱性板状体１９、位相差フィルム１８、１７、さらに、偏光板１６がアクリル系の材料からなる粘着材を用いて順次貼り付ける。
【００３０】
この光散乱性板状体１９には、たとえば住友化学（株）製のＳＫ８０等の光散乱膜があり、この構成は粘着材中にプラスチックビーズ等を含有させたものであり、プラスチックビーズとしてはアクリル、アクリル−スチレン、ポリエチレン、ポリカーボネート等が用いられ、これらのプラスチックビーズの０．１〜５μｍのものを適宜選択し、さらにヘイズ率（（散乱光透過率）／（前光線透過率）×１００）を約８０％としたものがある。
【００３１】
上記構成の液晶表示装置については、下側基板１の１画素領域内に光反射性金属層３が形成されている領域と形成されていない領域（切り欠き部）１４が設けられ、このような切り欠き部１４に透明樹脂膜材料１３を充填され、また、隣接しあうストライプ状電極５の間にも透明樹脂材料１３が充填されており、液晶層１２の厚みが、光反射性金属層３が形成されている領域と形成されていない領域で、その差がなくなるか、もしくはきわめて小さな差になり、これにより、同一画素内のしきい値にバラツキが生じなくなり、その結果、優れた表示性能を達成した液晶表示装置が得られた。
【００３２】
本発明者が繰り返しおこなった実験によれば、図４に示すように光反射性金属層３が形成されている領域での液晶層１１の厚みｂと、形成されていない領域（切り欠き部）１４の周囲及び画素領域のエッヂ部周囲での液晶層ａのギャップ差は、０〜５００Å以下にするとしきい値の電圧の変動がなく安定した液晶の表示が可能であることを見出している。
【００３３】
かくして本発明の液晶表示装置によれば、叙上の如く、液晶の厚み（セルギャップ）に差が生じなくなり、これにより、同一画素内のしきい値にバラツキが生じなくなり、優れた表示性能が達成できた。
【００３４】
なお、本実施例においては、上記構成に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更や改良等はなんら差し支えない。
【００３５】
たとえば、光散乱性板状体２１を設けたことに代えて、基板１上の金属反射膜３に対し凹凸形状にさせてもよく、そのためには金属反射膜３の下地に感光性のアクリル樹脂等を被覆して形成したり、下地になる下側基板１自体をフッ酸によって荒らすことで得られる。
【００３６】
また、光反射性金属反射層はパターニングされてなくても、画素領域に存在すれば良く、例えば光反射性金属反射層を透明基板上に成膜し、反射板としての機能のみを持たせ、その上に絶縁膜であるＳｉＯ2等を介してさらにその上にＩＴＯをパターニングすることで電極としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の液晶装置の概略断面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の要部断面図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の下側基板の平面図である。
【図４】図２に示す液晶表示装置の丸領域の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１                    下側基板
２                    上側基板
３                    光反射性金属反射層
４                    カラーフィルタの開口部
５、７                透明電極
６                    配向層
８                    平坦化膜
９                    カラーフィルタ
１０                  ブラックレジスト
１１                  液晶層
１４                  光反射性金属反射層の切り欠き部
１３、１３’          透明樹脂材料
【図１】
2005099640.tif 000003
【図２】
2005099640.tif 000004
【図３】
2005099640.tif 000005
【図４】
2005099640.tif 000006