(57)【要約】【課題】  携帯用表示装置として、半透過型液晶パネルは暗所・明所ともに明瞭な画像が得られる利便性の高い表示装置であるが、透過型、反射型単独の液晶パネルの利点を追及し、軽量、高耐久性で且つ、低消費電力の表示装置が要求されている。【解決手段】  本発明は、裏面発光光源を有する液晶パネルは、第１の基体上に形成され、少なくとも対向して配された、透明な第１の電極と、透明な第２の電極との間に液晶層を狭持した液晶素子と、第２の基体上に形成され、少なくとも対向して配された、光学的に不透明な第３の電極と、透明な第４の電極との間に薄膜平面発光素子を狭持した前記液晶素子の裏面発光光源とを有し、第３の電極は、第２の基体側に配置され、液晶層を介して入射される外光を反射して前記液晶層に入射する反射膜で、第４の電極は、第２の電極と対向して配置され、第４の電極と第２の電極とに狭持される絶縁膜は、第４の電極上に連続して形成された膜であることを特徴とする液晶表示パネルである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面発光光源を有する液晶パネルは、
第１の基体上に形成され、少なくとも対向して配された透明な第１の電極と透明な第２の電極との間に液晶層を狭持した液晶素子と、
第２の基体上に形成され、少なくとも対向して配された、光学的に不透明な第３の電極と、透明な第４の電極との間に薄膜平面発光素子を狭持した前記液晶素子の裏面発光光源とを有し、
前記第３の電極は、前記第２の基体側に配置され、前記液晶層を介して入射される外光を反射して前記液晶層に入射する反射膜で、
第４の電極は、前記第２の電極と対向して配置され、前記第４の電極と前記第２の電極とに狭持される絶縁膜は、前記第４の電極上に連続して形成された膜である液晶パネル。
【請求項２】
前記液晶素子の画素電極間隔よりも、前記第３の電極と前記画素電極との間隔の方が狭い請求項1に記載の液晶パネル。
【請求項３】
前記第１の基体及び前記第２の基体は、ガラス基板、石英基板、有機樹脂からなる請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項４】
前記第３の電極は、前記薄膜平面発光素子の発光の反射膜である請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項５】
前記第３の電極が、透明電極と不透明な電極との積層構造である請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項６】
前記第３の電極の最上層が透明電極である請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項７】
前記第３の電極の最上層が不透明電極である請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項８】
前記薄膜平面発光素子が、有機ＥＬ素子である請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項９】
前記有機ＥＬ素子を保護する保護膜が前記第４の電極上に形成されている請求項８に記載の液晶パネル。
【請求項１０】
前記保護膜は、少なくとも前記有機ＥＬ素子の前記透明電極に覆われていない上面と端面とを覆っている請求項９に記載の液晶パネル。
【請求項１１】
前記保護膜が、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3または、ＡｌＮからなる請求項９に記載の液晶パネル。
【請求項１２】
少なくとも前記有機樹脂からなる基板は、少なくとも一方の面にバリア膜が形成されている請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項１３】
前記バリア膜が、少なくとも前記基板の前記液晶層または、前記薄膜平面発光素子が形成される面に形成されている請求項１２に記載の液晶パネル。
【請求項１４】
前記バリア膜が、前記基板の前記液晶層または、前記薄膜平面発光素子が形成される面及び、前記面と対向する面に形成されている請求項１２に記載の液晶パネル。
【請求項１５】
前記バリア膜が、ポリビニルアルコールからなる有機物である請求項１２に記載の液晶パネル。
【請求項１６】
前記バリア膜が、ポリビニルアルコールからなる有機物と粘土鉱物との有機無機複合材料からなる請求項１２に記載の液晶パネル。
【請求項１７】
前記バリア膜が、結晶質粘土鉱物である請求項１２に記載の液晶パネル。
【請求項１８】
前記液晶素子は、前記第１の基体から順に、カラーフィルタ膜、少なくとも画素電極及び画素電極を駆動するトランジスタからなる前記第１の電極、第１の配向膜、液晶、第２の配向膜及び、前記第２の電極とからなる請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項１９】
前記液晶素子は、前記第1の基体から順に、少なくとも画素電極及び画素電極を駆動するトランジスタからなる前記第１の電極、カラーフィルタ膜、第１の配向膜、液晶、第２の配向膜及び、前記第２の電極とからなる請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項２０】
前記液晶素子は、前記第1の基体から順に、少なくとも画素電極及び画素電極を駆動するトランジスタからなる前記第１の電極、第１の配向膜、液晶、第２の配向膜、前記第２の電極及び、カラーフィルタ膜からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項２１】
前記液晶素子は、前記第1の基体から順に、少なくとも画素電極及び画素電極を駆動するトランジスタからなる前記第１の電極、第１の配向膜、液晶、第２の配向膜、カラーフィルタ膜及び、前記第２の電極からなる請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項２２】
裏面発光光源は、基体と薄膜平面発光素子の一方の面との間に形成された反射膜と前記薄膜平面発光素子の他方の面に形成された透明電極を有し、液晶素子から入射した外光は、前記透明電極を介し前記反射膜に入射し、前記反射膜により反射された前記外光を前記透明電極を介し前記液晶素子に入射し、
前記液晶素子と前記裏面発光光源とは、少なくとも前記透明電極上に連続して形成された膜を介して接している液晶表示パネル。
【請求項２３】
前記液晶素子は、少なくとも対向する画素電極と対向電極とで液晶を狭持されていることを特徴とする請求項２２に記載の液晶パネル。
【請求項２４】
前記液晶素子の外光が入射する側の電極と反射膜との間隔が、前記画素電極の間隔よりも狭い請求項２２に記載の液晶パネル。
【請求項２５】
前記反射膜が、前記裏面発光光源の駆動電極である請求項２２に記載の液晶パネル。
【請求項２６】
前記駆動電極が透明電極と不透明な電極との積層膜である請求項２５に記載の液晶パネル。
【請求項２７】
前記積層膜は、最上層の膜が透明電極である請求項２６に記載の液晶パネル。
【請求項２８】
前記積層膜は、最上層の膜が不透明電極である請求項２６に記載の液晶パネル。
【請求項２９】
前記反射膜上に、前記裏面発光光源を駆動する駆動電極が形成されている請求項２２に記載の液晶パネル。
【請求項３０】
前記反射膜が導電性を有している請求項２９に記載の液晶パネル。
【請求項３１】
前記反射膜と前記駆動電極とが絶縁膜を介して分離されている請求項３０に記載の液晶パネル。
【請求項３２】
前記反射膜は凹凸形状をなす請求項２２に記載の液晶パネル。
【請求項３３】
前記薄膜平面発光素子が、有機ＥＬ素子である請求項２２に記載の液晶パネル。
【請求項３４】
前記有機ＥＬ素子を保護する保護膜が前記透明電極上に形成されている請求項３３に記載の液晶パネル。
【請求項３５】
前記保護膜は、少なくとも前記有機ＥＬ素子の前記透明電極に覆われていない上面と端面とを覆っている請求項３４に記載の液晶パネル。
【請求項３６】
前記保護膜が、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3または、ＡｌＮからなる請求項３４に記載の液晶パネル。
【請求項３７】
前記基体が有機樹脂からなる基板で、少なくとも前記基板の一方の面にバリア膜が形成されている請求項２２に記載の液晶パネル。
【請求項３８】
前記バリア膜が、少なくとも前記基板の前記有機ＥＬ素子が形成される側の面に形成されている請求項３７に記載の液晶パネル。
【請求項３９】
前記バリア膜が、前記基板の前記有機ＥＬ素子が形成される側の面及び、前記面と対向する面に形成されている請求項３７に記載の液晶パネル。
【請求項４０】
前記バリア膜が、ポリビニルアルコールからなる有機物である請求項３７に記載の液晶パネル。
【請求項４１】
前記バリア膜が、ポリビニルアルコールからなる有機物と、粘土鉱物との有機無機複合材料からなる請求項３７に記載の液晶パネル。
【請求項４２】
前記バリア膜が、結晶質粘土鉱物である請求項３７に記載の液晶パネル。
【請求項４３】
前記連続して形成された膜は、少なくとも絶縁膜及び、該絶縁膜上に形成された前記液晶素子の対向電極及び配向膜である請求項２２に記載の液晶パネル。
【請求項４４】
前記絶縁膜が少なくとも偏光膜を有する積層膜である請求項４３に記載の液晶パネル。
【請求項４５】
前記絶縁膜が少なくとも偏光膜及び位相差膜を有する請求項４３に記載の液晶パネル。
【請求項４６】
前記絶縁膜が少なくとも偏光膜、位相差膜及び、カラーフィルタ膜である請求項４３に記載の液晶パネル。
【請求項４７】
前記液晶素子は、少なくともカラーフィルタ膜、少なくとも画素電極及び画素電極を駆動するトランジスタからなる第１の電極、第１の配向膜、液晶、第２の配向膜及び、対向電極とからなる請求項２２に記載の液晶パネル。
【請求項４８】
前記液晶素子は、少なくとも画素電極及び画素電極を駆動するトランジスタからなる第１の電極、カラーフィルタ膜、第１の配向膜、液晶、第２の配向膜及び、対向電極とからなる請求項２２に記載の液晶パネル。
【請求項４９】
前記液晶素子は、少なくとも画素電極及び画素電極を駆動するトランジスタからなる第１の電極、第１の配向膜、液晶、第２の配向膜、対向電極及び、カラーフィルタ膜とからなる請求項２２に記載の液晶パネル。
【請求項５０】
請求項１、２又は２２のいずれか１項に記載の前記液晶パネルを用いた液晶装置。
【請求項５１】
前記液晶装置を用いた請求項５０に記載の電子機器。
【請求項５２】
前記電子機器が携帯機器である請求項５１に記載の電子機器。
【請求項５３】
第１の基板上に液晶の対向電極または、画素電極及び、駆動回路となるトランジスタアレイ層のいずれかを形成する工程と、
第２の基板上に反射膜を形成する工程と、
続いて、薄膜平面発光素子を形成する工程と、
続いて、光学機能膜を形成する工程と、
その後、第１の基板に形成された電極と対向する電極を形成する工程と、
前記第１の基板上に形成された電極上に、第１の配向膜を形成する工程と、
前記第２の基板に形成された、前記第１の基板に形成された電極と対向する電極上に、第２の配向膜を形成する工程と、
前記第１の配向膜と前記第２の配向膜とを対向配置し、前記第１の配向膜と、前記第２の配向膜との間隙に液晶を充填する工程とを有する液晶パネルの製造方法。
【請求項５４】
前記光学機能素子を形成する工程は、偏光膜を形成する工程と、位相差膜を形成する工程とを有する請求項５３に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項５５】
薄膜平面発光素子を形成する工程が、有機発光層を形成する工程と、前記有機発光層の電極を形成する工程とからなる請求項５３に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項５６】
前記薄膜発光素子を形成後、前記薄膜発光素子を保護する保護膜を形成する工程を有する請求項５３に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項５７】
前記トランジスタアレイ層を形成後、カラーフィルタを形成する工程を有する請求項５３に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項５８】
前記第１の基板上にカラーフィルタを形成後、前記トランジスタアレイ層を形成する請求項５３に記載の液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル、液晶パネルの製造方法及び、液晶パネルを搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報化社会の進展により、情報機器の画像装置として従来から使われていたＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイは、その大きさから平面ディスプレイに置き換わりつつある。
【０００３】
情報機器も、室内の据え置き型から携帯型としての用途が拡大している。据え置き型と異なり、携帯型の情報機器はさまざまな場所で使われる。
【０００４】
平面型のディスプレイは、プラズマディスプレイ（Plasma Display Panel）、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）および、有機ＥＬディスプレイ（Organic Light Emitted Display）が知られている。プラズマディスプレイは動作原理から高電圧を発生させる必要があり携帯には不向きで、低消費電力で駆動可能な液晶ディスプレイと有機ＥＬディスプレイとが携帯用として向いている。現状では液晶ディスプレイが主流であるが、有機ＥＬディスプレイは画像の鮮明さで今後伸びてくることが予想されている。
【０００５】
有機ＥＬディスプレイと液晶ディスプレイとは、個々の画素にアクティブ素子を備えて画素を駆動する"アクティブ駆動型"と、２組の直交する短冊状の電極群により画素を駆動する"単純マトリクス型"がある。アクティブ駆動型は、単純マトリクス型に比べ、応答時間を飛躍的に短くでき、多数の画素の動画表示が可能となる。更に、コントラストや階調など画質に関連する制御をきめ細かく行うことができるようになる。この結果、"アクティブ駆動型"が現在の駆動方式の主流となっている。
【０００６】
液晶ディスプレイは、画素電極が光を透過するか、反射するか、一部を透過して一部を反射するか、により、それぞれ透過型、反射型、半透過型の３種類に分類される。
【０００７】
据え置き型のように、使用場所が室内に限定されている場合、透過型液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイは画像が鮮明である。しかし、自発光の発光強度よりも明るい屋外では画像のコントラストが下がり、画像が見えにくいという欠点がある。屋外でもコントラストが下がらないように発光源の強度を上げると、屋内の画質にギラツキが生じる、消費電力が大きくなるという問題が発生する。
【０００８】
これに対し、反射型の液晶ディスプレイは、外光を反射して画像を表示するので屋外での視認性に優れるが、暗い場所では画像が見えにくいという欠点がある。フロントライトを設けることで改善できるが、フロントライトの場合、画面全体を一様に照射することが難しいという欠点がある。
【０００９】
透過型と反射型の長所を備えた液晶ディスプレイとして半透過型液晶ディスプレイがある。半透過型液晶ディスプレイは、画素電極を半透過にしたり開口を設けたりすることによりバックライトの光と外光との両方を表示に利用するため、屋外と室内の両方で視認性が確保できる。このため現在の携帯用情報端末はほとんど半透過型液晶パネルが使われている。
【００１０】
しかしながら、半透過型液晶ディスプレイの画像は、暗い場所では透過型液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイに劣り、明るい場所では反射型液晶ディスプレイに劣る。このために、携帯情報端末として更なる画質の向上を図る必要がある。
【００１１】
さらに、ディスプレイは、情報端末、例えば、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant、パー ソナル・デジタル・アシ スタント）等のモバイル機器や、デジタルカメラ、デジタルビディオカメラ等があり、個人用途から業務用途まで幅広く使われ、使われる場所もさまざまであり、表示装置の堅牢さも必要とされている。
【００１２】
携帯用としてディスプレイパネルに要求される特性は、上記の画質以外に、画面サイズ、パネルの薄さ、堅牢性、消費電力等がある。
【００１３】
堅牢性はパネルの厚さを薄くする、基板を対衝撃に対し割れない基板を用いる必要がある。パネルの厚さに関しては、有機ＥＬディスプレイは原理的に基板１枚の厚さまで薄型化が可能である。これに対し、液晶ディスプレイパネルは、反射型液晶ディスプレイが基板２枚の厚さまで薄型化が可能であるが、透過型／半透過型液晶ディスプレイはバックライトが必要なため厚くならざるを得ない。
【００１４】
一方，低温多結晶シリコン薄膜トランジスタ（poly-Si TFT）技術を用いて、画素用のトランジスタおよび従来は外付けであった駆動回路をガラス基板上に形成することにより、小型化，堅牢性、消費電力の向上が図られている。
【００１５】
図８に従来の半透過型液晶ディスプレイの断面図を示す。液晶パネルは、図８の上半分に示すように、液晶を２枚の基板で挟んで構成される。一方の基板３１２の片側には、ＴＦＴ３１１と画素電極３１０とを備えた画素が規則正しく配列され、ＴＦＴ３１１を駆動するための電気信号を送るために配線も形成されている。ここで画素電極３１０は半透明の材料で形成される。
【００１６】
画素電極３１０は、透過率が３０〜７０％で設計される。通常は、透過率７０％で設計されることが多い。
【００１７】
もう一方の基板３０４の片側には、カラーフィルタ３０５が配置される。カラーフィルタ３０５は、赤、緑、青のカラーフィルタ部と光を遮光するブラックマトリックスとから成り立っている。赤、緑、青のカラーフィルタ部は、画素電極３１０に対向する位置に配置され、ブラックマトリクス（ＢＭ）は、画素電極間の境界に対向する位置に配置されている。透明電極は、カラーフィルタ３０５を覆うように形成されている。これら２枚のガラス基板３０４、３１２の表面には、液晶を所望の方向へ配向させるための配向膜３０７、３０９が各々形成されている。また、これら２枚の基板は、基板の周辺部に配置されたシール材Ｂにより固定され、液晶はこれら２枚の基板の間隙に封入されている。
【００１８】
このような液晶を挟んだ２枚のガラス基板３０４、３１２の外側には、様々な光学機能を持つフィルム基板が貼り合わせられる。図８では、偏光板（直線偏光板）３０２、３１４と位相差膜（１／４波長板）３０３、３１３との２枚のフィルム基板を積層して、入射光を円偏光にする機能を持たせている。更に、外光の反射を防ぐための反射防止板３０１も設けられている。
【００１９】
シール材Ｂを塗布するときには、後の液晶注入のための開口部を残しておく。またここで２枚のガラス基板３０４とガラス基板３１２の間隔を一定に保つために、予め隙間の距離（例えば３μｍ〜６μm程度）に対応したスペーサを散布しておく。スペーサの大きさは画素電極よりもかなり小さい。これを一定の荷重の下で焼成した後に、シール材の開口部（図示せず）から液晶３０８を注入し、最後に紫外線硬化材料でシール材Ｂの開口部を封止して液晶パネルが完成する。
【００２０】
図８の下半分にはバックライトの構成が示されている。バックライトは、白色光を出力する、ランプや発光ダイオード（ＬＥＤ））等の光源Ｃ、導光体３１７、反射板３１８、拡散シート３１６および、視野角調整シート３１５とからなっている。
【００２１】
ここで、バックライトができるだけ一様な面発光体として動作するように、また、光源Ｃが発する光をできるだけ効率良く液晶パネルの方向へ導くようにこれらの構成要素の設計は最適化されている。通常、導光体３１７としてはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの透明のプラスチック基板が用いられ、厚さは１.０ｍｍ程度である。反射板３１８、拡散シート３１６、視野角調整シート３１５は、各々の光学機能を果たすための加工が施されている。図８のバックライトの構成要素を全て加えると厚さは２.０ｍｍ程度になる。
【００２２】
次に、図８を参照しながら半透過型液晶ディスプレイの、透過型液晶ディスプレイとしての動作を説明する。
【００２３】
光源Ｃから発せられた白色光は導光体３１７に入射し、反射板３１８によって進路を変えられて拡散シート３１６で拡散される。拡散光は視野角調整シート３１５によって所望の指向性を持つように調整されたのちに液晶パネルに到る。
【００２４】
この光は無偏光の状態だが、ある一方の直線偏光のみが液晶パネルの直線偏光板３１２を透過する。この直線偏光は位相差板（１／４波長板）３１１によって円偏光になり、基板３０３、半透明な材料で形成された画素電極３１０、等を順次透過して液晶層に到る。
【００２５】
ここで画素電極３１０に対向する透明な電極（対向電極）３０６との間の電位差の有無により、液晶分子の配向状態が制御されている。即ち、ある極端な配向状態においては、図８の下方から入射した円偏光がそのままの状態で液晶層３０８、透明電極３０６を透過し、ある特定の波長範囲の光がカラーフィルタを透過して位相差板（１／４波長板）３０３に到り、偏光板（直線偏光板）３０２をほぼ完全に透過する。従って、この画素はカラーフィルタで決まる色を最も明るく表示する。
【００２６】
また、別の極端な配向状態においては逆に、液晶層を通過する光の偏光状態が変化して、カラーフィルタを透過した光を位相差板（１／４波長板）３０３と偏光板（直線偏光板）３０２とがほぼ完全に吸収する。従って、この画素は黒を表示する。これら２つの状態の中間の配向状態では光が部分的に透過するため、この画素は中間色を表示することになる。
【００２７】
次に、半透過型液晶ディスプレイの反射型液晶ディスプレイとしての動作を説明する。
【００２８】
外光が図８の上方から液晶パネルに入射した場合には、偏光板（直線偏光板）３０２と位相差板（１／４波長板）３０３を透過した円偏光が液晶層を通過し、画素電極によってその３０％のパワーが反射されて表示に利用される。従って、反射型液晶ディスプレイとして動作する。
【００２９】
従来の透過型／半透過型液晶ディスプレイはバックライトを用いるために厚くなり、且つ、重くなる。この課題を解決する手法として，有機ＥＬを用いる構成が提案されている。
【００３０】
有機ＥＬをバックライトに使ったものが、特開２０００―２９０３４号公報や特開２００２-９８９５７に開示されている。以下、図９を用いて説明する。
【００３１】
特開２０００―２９０３４号公報は、従来の焼成による配向膜の形成による有機ＥＬの劣化防止のために、図９（ａ）に示すように、予め配向処理を施した配向膜３２３が表示駆動基板３２１及び対向基板３２２にラミネートされている。ラミネートすることで、従来の焼成による配向膜を形成する際の高温が印加されないので有機ＥＬの劣化が防止される。
【００３２】
図２９（ａ）の液晶装置は、予め別々の工程で製造されたＴＦＴアレイ基板６２１と、面発光体を備えた対向基板６２２に、ポリマーフィルム をラミネートし、その後、通常のラビング処理を行うことにより、上記のポリマーフィルムに液晶組成物６２４に対する配向機能を付加し、配向膜６２３を形成する。その後、ＴＦＴアレイ基板６２１と対向基板６２２との配向膜６２３を対向させその間隙に液晶組成物６２４を充填したものである。
【００３３】
図９（ａ）の構造は、図８に示した従来技術の図における配向膜が有機フィルムをラミネートした点および、バックライトを有機ＥＬに置き換えたもので、有機ＥＬを形成するための基板は必要であるが、従来の導光板が数ｍｍであるのに対し、有機ＥＬからなる発光部は薄い膜であるので、ガラス基板０．４ｍｍ程度の厚さまで薄膜化することが可能となる。
【００３４】
これに対し、特開２０００―９８９５７に、透過型の液晶パネルのバックライトを従来の蛍光管方式に変えて、有機ＥＬ発光素子を用いることで薄膜化・軽量化を図るものが示されている。図９（ｂ）に構造を示す。
【００３５】
液晶パネルは、第１電極基板３５０、第２電極基板３６０及びこれら基板間に保持された液晶層３８０を備えている。
【００３６】
第１電極基板３５０は、透明なガラス基板３５１で構成されており、液晶層３８０と接する側の表面には、走査線３５２、信号線３５３（図示せず）、画素電極３５４、ＴＦＴ３５５、補助容量３５６（図示せず）、及び補助容量線３５７が形成されている。
【００３７】
第２電極基板３８０は、透明なガラス基板３８１上の液晶と接する面に液晶素子の対向電極となる透明電極３８２が形成され、ガラス基板３８１の基板透明電極３８２が形成されている面と対向する面には有機ＥＬがの発光部分３８３、３８５、３８７，３８９が形成され、発光部分３８３、３８５、３８７，３８９の間隙となる非発光部分３８４、３８６、３８８が形成されている。
【００３８】
図９（ｂ）は、液晶素子の対向電極を形成する基板の裏面に有機ＥＬからなる薄膜平面発光素子を形成することで、従来必要とされていたバックライト用の導光板を無くすことで薄膜化を達成するものである。この結果、基板を図９（ａ）の基板が３枚必要な構成に比べ、基板を２枚に減らすことが可能となり、液晶パネルの薄膜化が可能となる。
【００３９】
しかしながら、これらの液晶パネルは、透過型であり、携帯の様に、暗い場所から明るい場所というさまざまな照明条件で使うことは考慮されていない。
【００４０】
本願発明は、全天候型の、暗所・明所の両方で使うことが可能で、暗所・明所共に、従来の半透過型液晶パネルよりも見やすく、かつ消費電力の小さい液晶パネルを提供するものである。
【特許文献１】特開２０００−２９０３４号公報
【特許文献２】特開２００２−９８９５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４１】
以上に説明したように、従来の半透過型液晶ディスプレイは、反射防止、偏光、位相差、等の様々な機能を持つ光学フィルムを基板に貼り合せて構成され、背面にはバックライトが配置される。
【００４２】
半透過型液晶装置のバックライトを特開２００２−９８５７に示される構造を採用すると基板が２枚にまで削減でき、液晶パネルの薄型化は可能となる。
【００４３】
しかしながら、半透過型液晶装置は、有機ＥＬをバックライトに用いたとしても、画素電極は、透過率が３０〜７０％に設定する必要がある。通常は、透過率３０％が用いられている。
【００４４】
この場合、明所において液晶に入射された外光は、７０％しか理由されていない。これに対し、バックライトから発せられる光の７０％は使用されず、バックライトは必要とされる照度の３倍以上の照度で発光させる必要があり、余分な消費電力が必要とされる。
【００４５】
仮に、反射率が１００％で透過率も１００％であれば、より暗い場所でも使用可能であり、必要とされるバックライトの照度は下がる。透過率が１００％であるのでバックライトはその必要とされる照度で発光すればよくなり、消費電力を下げられる。
【００４６】
携帯のように、固定電源から電力が供給されるのではなく、電池を電力の供給源とする携帯機器において消費電力の低減は表示画面の見易さと同様に重要な課題である。
【００４７】
本発明は、明所・暗所のどちらでも従来の半透過型液晶装置よりも見やすく、かつ、消費電力の少ない液晶パネルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００４８】
本発明は、裏面発光光源と液晶とを基板を介さずに一体化し、裏面発光光源の液晶と接する面の反対側の面に液晶の外光の反射膜を形成するものである。
【００４９】
本発明の、裏面発光光源を有する液晶パネルは、液晶と裏面発光光源との間に基板が介在せず、更に、導光板を用いていない。この結果、裏面発光光源の電極、あるいは、裏面発光光源が形成される基体に反射膜を設けても、反射膜と液晶の外光が入射される画素電極との間隔を狭くできるので、外光の使用効率が下がることがないので、従来の半透過型液晶のように画素電極に反射機能を持たせる必要がない。
【００５０】
液晶の外光が入射される側の電極と反射膜との間隔が、画素電極の間隔と同じあるいは、狭いほうが望ましい。液晶の外光が入射される側の電極と反射膜との間隔が、画素電極の間隔と同じであれば、従来の画素電極の反射率を３０％で設計された半透過型の液晶パネルよりも光の利用効率が高くなり、間隔が狭くなるほど利用効率が高くなる。
【００５１】
光の利用効率が高くなれば、より暗い場所で反射型液晶として使用可能となり、バックライトを点灯しないでもすむので消費電力の低減に寄与する。
【００５２】
裏面発光光源を有する液晶パネルは、第１の基体上に形成され、少なくとも対向して配された、透明な第１の電極と、透明な第２の電極との間に液晶層を狭持した液晶素子と、第２の基体上に形成され、少なくとも対向して配された、光学的に不透明な第３の電極と、透明な第４の電極との間に薄膜平面発光素子を狭持した前記液晶素子の裏面発光光源とを有し、第３の電極は、第２の基体側に配置され、液晶層を介して入射される外光を反射して前記液晶層に入射する反射膜で、第４の電極は、第２の電極と対向して配置され、第４の電極と第２の電極とに狭持される絶縁膜は、第４の電極上に連続して形成された膜であることを特徴とする液晶表示パネルである。
【００５３】
更に、本発明の液晶パネルにおいて、裏面発光光源は、基体と薄膜平面発光素子の一方の面との間に形成された反射膜と前記薄膜平面発光素子の他方の面に形成された透明電極を有し、液晶素子から入射した外光は、透明電極を介し反射膜に入射し、反射膜により反射された外光を透明電極を介し液晶素子に入射し、液晶素子と裏面発光光源とは、少なくとも透明電極上に連続して形成された膜を介して接している液晶表示パネルである。
【発明の効果】
【００５４】
本発明は、従来の半透過型液晶パネルと異なり、外光の反射、バックライトの透過に制限を設けることなく、外光を完全に反射させ、バックライトを完全に透過させることが可能となる。現実には、反射膜の反射効率、膜の透過率等の問題はあるが、理論的には、明るい場所では外光を１００％反射させることが可能となり、反射型液晶パネルとして動作し、暗い場所では、バックライトを１００％透過させることで、透過型液晶パネルとして動作する。
【００５５】
この結果、従来の半透過型液晶パネルに比べて光の効率が上がり、明るい場所での表示がより鮮明になり、従来よりも暗い場所でも反射型の液晶パネルとして動作させることが可能となり、暗い場所では、バックライトの光強度を下げることができる。
【００５６】
バックライトが不要な条件が増加するので、バックライトを切っておく時間が短縮できると同時に、バックライトの照度が低減できるので、消費電力が低減され、電池で駆動される携帯機器であれば、電池の寿命を延ばすことができるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
本発明の第１の実施の形態を、図１に示す概略図を用いて説明する。図１は、本第１の実施の形態のバックライト付の液晶表示パネルの断面図である。
【００５８】
第１のガラス基板１０１上に形成したシリコン膜から公知の方法で薄膜トランジスタ、配線１０２、カラーフィルタ１０４を形成後、透明電極である画素電極１０３を形成しその後、配向膜１０５を形成する。
【００５９】
第２のガラス基板１１４上には、反射電極１１３、薄膜発光素子の発光層となる有機ＥＬ層１１２、透明電極１１１、偏光膜１１０、位相差膜１０９、液晶の透明電極である対向電極１０８、配向板１０７が形成される。液晶１０６は、配向板膜１０５と配向膜１０７に狭持されている。スペーサＡは配向膜１０５と配向膜１０８との間隔を維持するものである。
【００６０】
画素電極の配列ピッチはアクティブ駆動型液晶パネルの精細度により決められ、例えば２００ｐｐｉ（画素（pixel）x電極（ＥＬ） per inch）の精細度でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３種のカラーフィルタを備えるアクティブ駆動型液晶パネルの場合には、画素電極の配列ピッチは２５４００μｍ／２００／３＝４２．３μｍである。
【００６１】
第１のガラス基板の画素電極が形成された面と反射電極の表面との間隔が画素電極の配列ピッチである４２．３μｍよりも十分に狭ければ、反射電極で反射された外光が、隣接する画素に混じることによる外光の使用効率が下がることがない。
【００６２】
図１の構造は、発光素子と液晶素子との間に基板が介在しないために、第１のガラス基板の画素電極が形成された面と反射電極の表面との間隔を狭くすることができるものである。この場合、基板よりも画素電極を構成する透明電極の屈折率が高いほうが外光の使用効率を高くすることができる。
【００６３】
有機ＥＬ素子は、無機ＥＬ素子のように薄膜平面発光素子であれば置き換えることが可能であるが、発光効率の点で有機ＥＬ素子が最も好ましい発光素子といえる。有機ＥＬ素子の場合は、発光部が有機化合物であるために、発光部を外部雰囲気（水分、酸素等）から保護する必要がある。このために、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3または、ＡｌＮからなる保護膜を形成しておくほうが好ましい。有機化合物でなくとも発光部は保護膜で覆って保護しておくほうが望ましいことはいうまでもない。
【００６４】
保護膜は、図２に示すように、薄膜発光素子の発光層である有機ＥＬ層１１２の端面及び、透明電極１１１で覆われていない有機ＥＬ層１１２の上面を覆っておくことが好ましい。外部雰囲気から発光素子を保護することができるものであれば特に限定するものではないが、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3または、ＡｌＮ等の無機物が好ましい。厚さは、１００ｎｍ以上であれば良い。厚さの上限は特にないが、製造の効率等を考慮すると１０００ｎｍ以下であるほうが好ましいといえる。
【００６５】
有機樹脂からなる基板を用いる場合は、外部雰囲気（水分、酸素等）から素子部（発光素子／液晶素子）を保護するために、基板の少なくとも一方の面にバリア膜が形成されているほうが良い。バリア膜は、基板の液晶層または、薄膜平面発光素子が形成される面に形成されているほうが好ましく、より好ましくは基板の両面に形成されているほうが良い。バリア膜は、ポリビニルアルコール等の有機材料，有機材料と粘土鉱物（Ａｌ2Ｏ3〜２ＳｉＯ2・５Ｈ2Ｏ、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2・２〜３Ｈ2Ｏ等の非晶質粘土鉱物や、結晶質粘土鉱物である（Ｓｉ,Ａｌ）Ｏ4四面体シート、（Ａｌ,Ｍｇ）（Ｏ,ＯＨ）6八面体シート）等の無機物との有機無機複合材料または、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3または、ＡｌＮ等の無機物がある。厚さは、有機材料および有機無機複合材料の場合は１〜１０μｍであることが、無機材料の場合１０ｎｍ〜１μｍであることが好ましい。有機材料および有機無機複合材料の場合、１μｍ以上であれば酸素や水蒸気等の通常の空気の成分が液晶層や有機ＥＬ層への侵入することを十分に防止することができる。
【００６６】
１０μｍ以下であれば膨張率等の影響はなく、無機材料の場合、１０ｎｍ以上であれば酸素や水蒸気等の通常の空気の成分が液晶層や有機ＥＬ層への侵入することを十分に防止することができる。１μｍ以下であれば製造上の問題もない。
【００６７】
本実施例１では、薄膜平面発光素子の駆動電極を外光の反射膜として用いているが、駆動電極とは別に反射膜を用いても良い。反射膜が導電性のある反射効率の高いアルミニウム、金、銀を用いる場合は、駆動電極は、絶縁膜を介して配置される必要がある。
【００６８】
反射膜を高さ１μm程度の凹凸形状としても良い。反射膜に凹凸形状を設けると、反射膜が光の拡散機能を持つので、外界画像の映り込みが発生しない。凹凸部分の大きさの分布をランダムとすることで、外界画像の映り込みを更に低減することができる。
【００６９】
実施例で詳細に説明するが、図１に示す液晶パネルの各層の膜厚は、透明電極１１１、対向電極１０８、画素電極１０３は、ＩＴＯ膜からなり、厚さは０．１μｍ〜０．２μｍ、薄膜トランジスタ、配線は、多結晶シリコン膜及び金属（通常はアルミニウムまたは、アルミニウム合金）で、厚さは０．１μｍ〜０．２μｍ、薄膜発光素子の発光層となる有機ＥＬ層１１２は有機組成物で、厚さは、数十ｎｍ〜数百ｎｍ（１０-2〜１０-1μｍのオーダー）、液晶部１０６は、２μｍ〜６μｍ、位相差膜１０９は、０．５μｍ〜１０μｍ、偏光膜１１０は、５μｍ〜５０μｍ、配向膜１０５、１０７は、０．１μｍ〜０．２μｍ、カラーフィルタ１０４は、数μｍである。
【００７０】
カラーフィルタ１０４と反射電極１１３との間隔は、画素電極の配列ピッチである４２．３μｍに対して約２０μｍと十分に狭いので反射電極で反射された外光が隣接する画素に混じることによる外光の使用効率が下がることはない。
【００７１】
本発明の第１の実施例として、アクティブ駆動型液晶パネルの断面図を示す図１を用いてさらに詳細に説明する。
【００７２】
本実施例のアクティブ駆動型液晶パネルは、支持基板となる第１のガラス基板１０１の一方の表面に薄膜トランジスタ１０２からなる薄膜トランジスタ回路、画素電極１０３、薄膜トランジスタ１０２、画素電極を保護する保護膜（図示せず）を介し、カラーフィルタ１０４（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）ブラックマトリックスからなる）、スペーサＡの機能を付与し、配向膜１０５が形成されている。
【００７３】
スペーサＡは薄膜平面発光素子（バックライト光源）が形成される基板側に形成しても良い。
【００７４】
バックライト光源となる薄膜平面発光素子（本実施例では、有機ＥＬ素子を用いて説明する）は、第１のガラス基板１０１と対向する第２のガラス基板１１４上に、反射電極１１３、発光層となる有機ＥＬ層１１２、透明電極１１１、偏光膜１１０、位相差膜１１９、画素電極１０３の対向電極となる、対向電極１０８、配向膜１０７が形成され、第１のガラス電極に形成された配向膜１０５と第２の電極の間に形成された配向膜１０７との間に液晶１０６を挟んで構成されている。
【００７５】
図３を用いて、液晶素子の駆動回路（液晶を駆動する画素電極および、周辺回路）の製造方法と構造とを説明する。
【００７６】
図３（ａ）に示すように、ガラス基板１０１上に非晶質シリコン膜あるいは多結晶シリコン膜を成膜する。この実施例においては、非晶質シリコン膜１１６ａを１００ｎｍ成膜した。
【００７７】
尚、非晶質シリコン膜あるいは、多結晶シリコン膜を成膜する前にガラス基板１０１上に、酸化シリコン膜を形成しておいてもかまわない。
【００７８】
これらの薄膜の成膜には、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等を用いることができる。その後、図３（ｂ）に示すように、エキシマレーザーを照射することにより非晶質シリコン膜を多結晶シリコン膜１１６ｂに改質する。
【００７９】
図３（ｃ）に示すように、多結晶シリコン膜１１６ｂを所望の形状にパターニング後、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法等により酸化膜からなるゲート絶縁膜１１７を１００ｎｍ成膜する。続いて図３（ｄ）に示すように、ゲート電極１１８を形成した後、ｎチャネルトランジスタを形成する領域をフォトレジスト１１９で被覆してボロンをイオンドーピング法で注入し、ｐ型化した領域を形成する。続いて、図３（ｅ）に示すように、ｐチャネルトランジスタを形成する領域をフォトレジスト１１９で被覆してリンをイオンドーピング法で注入してｎ型化した領域を形成する。その後、図３（ｆ）に示すように、アルミからなるソース電極・ドレイン電極を形成後、酸化膜からなる厚さ２００ｎｍの層間絶縁膜１２０と膜厚が１５０ｎｍのアルミニウム金属電極１２１を形成して周辺回路を構成するトランジスタが完成する。さらに、液晶パネルの画素を駆動する画素駆動用トランジスタ部は、ｎ−ＭＯＳあるいは、ｐ−ＭＯＳトランジスタのみで構成されていても良い。このようなトランジスタアレイを任意に配列することにより、所望の回路をガラス基板上に形成することができる。画素駆動用トランジスタ部には、更にスパッタ法により、膜厚が１５０ｎｍのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明導電膜を成膜し、所望の画素電極を形成する。最後に、厚さ２００ｎｍの酸化膜を、電極を保護する電極保護膜として形成する。以上の工程により、液晶パネル用ＴＦＴガラス基板が完成する。
【００８０】
上記に示すように、液晶表示部の駆動部を構成するトランジスタが形成される層は、６００〜１０００ｎｍ（０．６〜１μｍ）が必要である。
【００８１】
次に、本実施例における薄膜平面発光素子の実施例として、有機ＥＬ素子を説明する。
【００８２】
有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ材料からなる発光層を、光を反射する反射電極と、光を透過する透明電極とで挟んで構成される。
【００８３】
以下、図を用いて有機ＥＬの構造の詳細を説明する。有機ＥＬからなる発光素子の概念図を図４（ａ）を用いて説明する。有機ＥＬからなる発光素子は、透明なＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる陽極１２２と、その上に積層した有機ＥＬ層１２１と、陽極層１２２よりも仕事関数の小さな陰極層１２３とから構成されている。このような構成の有機ＥＬ素子の一対の電極１２２、１２３の間に図示しない電源から所望の電力を供給することにより、電極１２２、１２３の間に挟まれた有機ＥＬ層１１２から発光が生じる。
【００８４】
陽極層１２２は、ニッケル、金、白金、パラジウムやこれらの合金或いは酸化錫（ＳｎＯ2）、沃化銅などの仕事関数の大きな金属やそれらの合金、化合物、更にはポリピロール等の導電性ポリマーなどを用いることができ、一般にはＩＴＯからなる透明な電極が多く用いられている。
【００８５】
陰極層１２３は、電子注入性に優れた材料を用いることが好ましく、電子注入効率の向上が図れる仕事関数の小さな金属材料（低仕事関数金属材料）が用いられている。一般的にはアルミニウムや、マグネシウム−銀、アルミニウム−リチウム等の合金が用いられている。有機ＥＬ層１１２は、例えば陽極層１２２側から順に正孔輸送層１２４と有機発光層１２５を積層した２層構造のものがある。正孔輸送層としてはＮ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'―ビス（３−メチルフェニル）１，１'−ビフェニル−４，４'−ジアミン（Triphenyldiamine、以下ＴＰＤと略記する）を、有機発光層としてはトリス（８−ヒドロキシキナリナト）アルミニウム（Tris(8-hydroxyquinolinato)Aluminium、Ａｌｑと略される）等が用いられている。
【００８６】
有機ＥＬ層１１２は、上記の構造以外にも、３層構成では、アノード電極（陽極）と接して正孔を効率よく輸送する役割の正孔輸送層、発光材料を備える発光する層、カソード電極（陰極）と接して電子を効率良く輸送する電子輸送層の３層とからなる３層構造も知られている。また、これに加えて、フッ化リチウム層や無機金属塩の層、それらを含有する層などが任意の位置に配置してもよい。
【００８７】
発光層１２５で発光は、透明電極である陽極側から出射される。
【００８８】
図４（ｂ）に本実施例のバックライト光源となる有機ＥＬ素子の概略構造を示す。ガラス基板１１４上に、陰極となるアルミニウム１００ｎｍを通常のスパッタ法により成膜する。次に有機ＥＬ層１１２となる発光層１２５、正孔輸送層１２４をこの順に、各々の厚さが１００ｎｍになるように塗布法で成膜し、次に、陽極１２２となるＩＴＯ膜をスパッタ法で１００ｎｍの厚さで成膜する。この結果、有機ＥＬ層１１２の発光は、陽極側から出射される。
【００８９】
図４（ｃ）は、バックライト光源の変形例で、ガラス基板上に、有機ＥＬ素子が、陽極１２２、正孔輸送層１２４、発光層１２５、陰極３の順に成膜されている。有機ＥＬ層は、成膜方法及び各膜の厚ともに図４（ｂ）と同様であるので省略する。
【００９０】
陽極１２２がＩＴＯ膜であるために透明であるために、陽極は、透明電極と反射膜１２５となるアルミニウム膜との積層膜となっている。アルミニウム膜は、図４（ｂ）の陰極と同様にスパッタ法で１００ｎｍの厚さに成膜すれば良い。
【００９１】
図４（ｃ）のように陽極１２２にＩＴＯ膜を用いる場合、図示していないが、反射膜上に陽極１２２を形成することもできる。反射膜に反射機能を有する偏光膜のような絶縁膜を用いた場合は該反射機能を有する偏光膜上に直接陽極１２２を形成してもよい。また、アルミニウムのような導電性を有する反射膜の場合は透明な絶縁膜、例えば、厚さが１００ｎｍ程度の無機絶縁膜、有機樹脂からなるフィルム（ベースフィルムを用いることもできる）を介して陽極１２２を形成すればよい。
【００９２】
陰極１２３側に光を出射するために、アルミニウム膜を、透明性を損なわないように薄く形成し、ＩＴＯ膜との積層膜とする必要がある。アルミニウム膜を１ｎｍ〜１０ｎｍの厚さで形成後、ＩＴＯ膜のような透明な電極膜を成膜すればよい。この実施例においてはアルミニウムを５ｎｍ、ＩＴＯ膜を９５ｎｍの厚さで成膜した。アルミニウムの膜厚は１ｎｍ以上であれば電子注入性を損なうことはなく、１０ｎｍ以下であれば透明性を損なうことがない。
【００９３】
発光層は、バックライト光源として使うために白色である必要がある。単独で白色光を発する材料がないために、複数の発光材料により複数の発色光を発光させて混色により白色を発光させている。複数の発色光の組み合わせとしては、赤色、緑色、青色の三原色を発光させても良いし、青色と黄色、青緑色と橙色等の補色の関係を利用しても良い。
【００９４】
有機ＥＬで白色光を発光させる方法は、種々知られており、それらと同等に行えば特に問題はない。
【００９５】
有機ＥＬ素子は、発光部が有機化合物であるために、発光部を外部雰囲気（水分、酸素等）から保護する必要がある。このために、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3または、ＡｌＮからなる保護膜を形成しておくほうが好ましい。本実施例では図示していないが、スパッタ法を用いて保護膜として、ＳｉＯ2を２００ｎｍ形成している。保護膜は、０１μｍ以上あれば有機ＥＬ素子を保護できる。厚さの上限は特にないが、１μｍ以下であれば製造上の問題はない。
【００９６】
バックライト部は有機ＥＬ素子を用いても、液晶素子の対向電極を含めて、６００ｎｍ〜１．２μｍが、さらに液晶部の厚さが３〜６μｍ必要である。これに上述の、液晶素子の駆動回路部の膜厚である０．６〜１μｍを付加すると、画素電極と反射膜との間隔を、画素電極の間隔より狭くするためには、少なくとも、偏光膜、位相差膜、配向膜（Ｘ２）及びカラーフィルタ膜の厚さの合計を３５μｍ程度に抑える必要がある。
【００９７】
次に、本実施例においては、従来用いられている偏光膜、位相差膜及び、カラーフィルタ膜を用いた場合、画素電極と反射膜との間隔を、画素電極の間隔より狭くすることは困難であり、薄い偏光膜、位相差膜及び、配向膜、カラーフィルタ膜が必要である。
【００９８】
以下、偏光膜、位相差膜及び、カラーフィルタ膜について説明する。
＜偏光膜＞
本実施例の偏光膜は、ヨウ素および／または二色性染料などの二色性色素を吸着配向させたポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光膜がある。
【００９９】
偏光膜は、ポリビニルアルコールや部分ホルマール化ポリビニルアルコール、エチレン・酢酸ビニル共重合体の部分ケン化ポリマーなどからなるポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素および／または二色性染料などの二色性色素を吸着させて延伸させた後、ホウ酸処理を施して得られる。偏光子の厚さは５〜５０μｍ程度であるが、これに限定されるものではない。
【０１００】
ポリビニルアルコールの薄膜を加熱しながら延伸し、ヨウ素を多量に含む溶液（通常、Ｈインクと呼ばれる）に浸漬させヨウ素を吸収させられたいわゆるＨ膜、ポリビニルプチラールの膜にヨウ素を吸収させて形成した膜が使える。Ｈ膜で１８μｍの膜を得ることができた。
【０１０１】
更に、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素および／または二色性染料などの二色性色素を吸着させて２軸延伸させる以外に、ヨウ素および／または二色性染料を含む樹脂ペレットを溶融押出もしくは溶液キャストなどの方法を用いてフィルム化した後、該フィルムを延伸することでヨウ素および／または二色性染料が強く一軸方向に配向した偏光膜が得られる。偏光膜の厚さは、５μｍ〜５０μｍ程度であるが、これに限定されるものではない。膜厚１０μ〜１５μｍの偏光膜が得られる。
【０１０２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）や、有機ＥＬ素子は、発光の成分に紫外線はほとんど含まれていない。液晶パネルのバックライトに発光ダイオード（ＬＥＤ）や、有機ＥＬ素子を使った場合は、耐紫外線は無視できる。更に、有機ＥＬ素子は、水分や酸素から有機ＥＬ素子の発光層となる有機物を保護するために、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ等の光学的に透明な無機物からなっている。
【０１０３】
バックライトに対する偏光膜は、有機ＥＬの保護膜の直上に配されることが多く、この場合、偏光膜の、一方の側の保護膜は省略することができる。このために、従来のように、偏光膜に、保護膜を設けなくとも良い。
【０１０４】
保護膜としては、セルロース、ポリカーボネート、ポリエステル、アクリル、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィンなどがあげられる。なかでも、トリアセチルセルロースなどのセルロース、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、アクリルなどが好ましく用いられる。
【０１０５】
これら保護層には、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物など紫外線吸収剤が配合されていてもよい。さらに保護層の表面には、各種表面処理を行うことでハードコート層、アンチリフレクション層、アンチグレア層などが形成させれていてもよい。
【０１０６】
保護層の厚さは、薄膜軽量性や保護機能、取扱い性や切断加工時の耐クラック性などの観点から、通常８０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下である。１０μｍ以上であれば、搬送中に生じたり、割れたりしない。
＜位相差膜＞
塗布型位相差フィルムは、重合性基を有する液晶性化合物を含む重合性液晶組性物を一般的な塗布法により支持体上に塗布し液晶薄膜を形成する。液晶薄膜の基板と接しない面は除塵された乾燥空気あるいは、窒素等の不活性ガスと接する事が好ましく、より好ましくは、窒素等の不活性ガスである。その後、重合性液晶組性物を、液晶相形成温度範囲内の温度で配向させた後、重合して固体薄膜とする。位相差膜の膜厚と複屈折は、液晶ディスプレイパネルが要求する位相制御特性により選択される。
【０１０７】
塗布型の位相差膜は、重合性液晶組成物を直接支持体に塗布するため、貼り合わせ型の位相差フィルムに比べて膜厚を著しく薄くすることが可能で０．５〜１０μｍの膜厚の位相差膜を得ることができる。複屈折は重合性液晶組成物の組成を変化することによって通常０．０から０．５の範囲で可変であり、膜厚と複屈折は１/２波長板や１/４波長板のような必要とするリタデーション量および製造条件の容易さから選ぶことができる。
【０１０８】
次に、塗布型位相差フィルムに使用される材料を示す。
【０１０９】
本実施の形態で使用される重合性液晶化合物としては、プラスチックシートに塗布可能であって該化合物の液晶状態を利用して配向可能なものであれば制限はないが、該化合物の液晶状態となる温度範囲中に重合性基が熱重合を起こさない温度範囲を少なくとも一部含む化合物である必要がある。更に、該温度範囲内で塗布もしくは配向処理可能であることも必要である。また、本発明における位相差制御機能を有する膜は厚さが薄いほど好ましく、すなわち高い複屈折を有するものが好ましい。具体的には例えば次の化合物を含む組成物等が挙げられる。
【０１１０】
単官能アクリレート又はメタクリレートが式（１）
【０１１１】
【化１】
2005292407.tif 000003
【０１１２】
(式中、Xは水素原子又はメチル基を表し、６員環A、B及びCはそれぞれ独立的に、
【０１１３】
【化２】
2005292407.tif 000004
【０１１４】
を表し、ｎは０又は１の整数を表わし、ｍは１から４の整数を表し、Y1及びY2はそれぞれ独立的に、単結合、−CH2CH2−、−CH2O−、−O CH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH＝CH−、−CF＝CF−、−（CH2）4−、−CH2CH2CH2O−、−O CH2CH2CH2−、−CH＝CHCH2CH2−、−CH2CH2CH＝CH−を表し、Y3は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数１から２０のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基又はアルケニルオキシ基を表す。)で表される化合物である。
【０１１５】
次に、塗布型位相差膜の製造方法をより詳細に説明する。塗布型位相差膜は、透明支持体上に配向膜を設け、必要ならばラビング処理を行った後、その上に重合性液晶を含む層を塗布し、不要な溶媒などを乾燥後、該液晶を配向させ、あらかじめ添加してある光あるいは熱重合開始剤をＵＶ照射あるいは加熱により分解することによって該液晶同士を重合させる。必要に応じその上に保護層を塗布してもよい。
【０１１６】
重合性液晶は適当な溶媒によって希釈して塗布することが好ましい。液晶の構造によって性質が異なるため、一概に用いる溶媒、濃度を特に限定できないが、薄膜の均一性を考慮すると、溶解度の高い溶媒を用いるのが好ましく、塩化メチレン、クロロホルムのようなハロゲン化合物、アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルーピロリドンのようなアミド類やイソプロパノール、パーフルオロプロパノールのようなアルコール類が好ましく用いられる。
【０１１７】
配向膜の作用により、液晶相形成時の分子配向がしばしば大きな影響を受けることは、液晶の場合にはよく知られた事実であり、無機または有機の配向膜が用いられている。支持体表面をラビング処理し、その上に塗布するだけで有効な配向が得られる液晶と支持体の組み合わせもあるが、最も汎用性が高い方法は配向膜を使う方法である。
【０１１８】
支持体上に設けられる配向膜としては、無機物斜方蒸着膜のＳｉＯ蒸着膜、また有機高分子膜をラビングしたポリイミド膜等を代表的な例として挙げることができる。
【０１１９】
例えば有機配向膜としては代表的なものとしてポリイミド膜がある。これはポリアミック酸（例えば、ＪＳＲ(株)製ＡＬ−１２５４、日産化学（株）製ＳＥ−７２１０）を支持体面に塗布し１００℃から３００℃で焼成後ラビングすることにより、液晶を配向させることができる。また、アルキル鎖変性系ポバール（例えば、クラレ(株)製ＭＰ２０３、同Ｒ１１３０など）の塗膜ならば焼成は必要なく、ラビングするだけで該配向能が付与できる。その他、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、など疎水性表面を形成する有機高分子膜ならば大抵のものがその表面をラビングすることにより液晶配向能を付与できる。
【０１２０】
また、無機物斜方蒸着膜としては代表的なものにＳｉＯ斜方蒸着膜がある。これは、真空槽内において支持体面に斜め方向からＳｉＯ蒸発粒子を当て、約２０〜２００ｎｍ厚の斜め蒸着膜を形成させて配向膜とするものである。この蒸着膜によって液晶が配向をすると該液晶層の光軸は、ＳｉＯ蒸着粒子が飛んできた軌跡を含み該支持体面に垂直な平面上の特定の方向を向く。
【０１２１】
支持体上に塗布された重合性液晶を配向させる上記以外の方法として、磁場配向や電場配向がある。この方法においては液晶化合物を支持体上に塗布後、所望の角度に磁場、或いは電場等を利用して斜めに配向させることができる。
【０１２２】
位相差膜の製造方法では、一般的な塗布法を利用することができる。すなわち、フレキソ印刷、グラビア印刷、ディップコート、カーテンコート、エクストルージョンコートなどの塗布法により、乾燥工程を経て支持体上に液晶薄膜として形成できる。
【０１２３】
表面が酸化ケイ素で処理されたポリエーテルスルホンからなるロール状ベースフィルムに配向膜としてポリイミド配向剤「ＡＬ−１２５４」（ＪＳＲ社製）をフレキソ印刷機で塗布後、１８０℃で１時間乾燥し、これをレーヨン布でラビング処理を行った。
【０１２４】
これ以外にも、アルキル鎖変性系ポバール（例えば、クラレ(株)製ＭＰ２０３、同Ｒ１１３０など）の塗膜ならば焼成は必要なく、ラビングするだけで該配向能が付与できる。その他、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、など疎水性表面を形成する有機高分子膜ならば大抵のものがその表面をラビングすることにより液晶配向能を付与できる。
【０１２５】
重合性液晶組成物としては、式(２) ５０重量部
【０１２６】
【化３】
2005292407.tif 000005
【０１２７】
及び式（３）５０重量部
【０１２８】
【化４】
2005292407.tif 000006
【０１２９】
からなる重合性液晶組成物(Ａ)を調製した。得られた組成物は室温でネマチック相を示し、ネマチック相から等方相への転移温度は４７℃であった。また２５℃におけるｎe(異常光屈折率)は１.６５であり、ｎo(常光屈折率)は１.５２であった。重合性液晶組成物（Ａ）１００重量部と光重合開始剤「ＩＲＧ−651」(チバガイギー社製)１重量部とからなる重合性液晶組成物（Ｃ）を、メチルエチルケトンに溶解し、先に得られたロール状ベースフィルムにグラビアコーターにて塗布し、次いで室温において３６５ｎｍの紫外線を１６０ｍＪ／ｃｍ2だけ照射して重合性液晶組成物を硬化し、厚さ１．６μmの位相差フィルムを形成した。この位相差膜は波長５５０ｎｍの光に対しリタデーションが１３８ｎｍであり、また１／４波長板として機能することを確認した。
＜カラーフィルタ＞
着色組成物を、インクジェット法で塗布する方法がある。この場合、直接基板に塗布してもよいが、一旦、中間的な支持体上にカラーフィルタをインクジェット法で形成後、転写しても良い。本実施例では、基板上に直接描画する例を用いて説明するが、中間的な支持フィルム上に描画後基板に転写しても良い。基板が可撓性のある基板の場合は、中間的なフィルム上に描画後、転写する方が製造上はのぞましいが、直接描画しても問題はない。
【０１３０】
中間的な支持体としては、ポリイミド樹脂、ＰＶＡ誘導体樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂組成物からなるフィルムでよい。
【０１３１】
カラーフィルタ層の形成に用いる着色組成物の樹脂材料としては、ポリイミド樹脂、ＰＶＡ誘導体樹脂、アクリル樹脂などあげられるが特に限定されるものではない。例えば、アクリル樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレートなどのアルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレート、環状のアクリレートまたはメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレートまたは、メタクリレートなどの内から３〜５種類程度のモノマーを用いて、分子量５×１０3 〜１００×１０3 程度に合成した樹脂が好適である。
【０１３２】
また、カラーフィルタ層の形成に用いる着色組成物の粘度、硬化性などの性能を調整するために、必要に応じて希釈モノマーを加えてもよい。希釈モノマーとしては、２官能、３官能、多官能モノマーがあり、２官能モノマーとして、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールシアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレートなどがあり、３官能モノマーとして、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアネートなどがあり、多官能モノマーとして、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレートなどがあげられる。希釈モノマーの添加量は、アクリル樹脂１００重量部に対し２０〜１５０重量部程度が好適である。
【０１３３】
また、着色組成物の調製に用いる顔料としては、有機色素としては、赤色顔料としてＣ．Ｉ．Ｎｏ．９、１９、８１、９７、１２２、１２３、１４４、１４６、１４９、１６８、１６９、１７７、１８０、１９２、２１５など、緑色顔料としてＣ．Ｉ．Ｎｏ．７、３６など、青色顔料としてＣ．Ｉ．Ｎｏ．１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、２２、６０、６４など、紫色顔料としてＣ．Ｉ．Ｎｏ．２３  ５１３１９、３９  ４２５５５：２など、黄色顔料としてＣ．Ｉ．Ｎｏ．８３、１３８、１３９、１０１、３、７４、１３、３４など、黒色顔料としてカーボンなどがあげられる。また、体質顔料として硫酸バリウム、炭酸バリウム、アルミナホワイト、チタンなどがあげられる。
【０１３４】
また、着色組成物の調製に用いる分散剤としては、界面活性剤、顔料の中間体、染料の中間体、ソルスパースなどがあげられる。有機色素の誘導体としては、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ベリレン系、チオインジコ系、ギオキサン系、金属錯塩系などの誘導体が好適である。これらの有機色素の誘導体は、水酸基、カルボキシル基、スルホン基、カルボンアミド基、スルホンアミド基、などの置換基を有したものの中から分散性のよいものが適宜選択されるものである。
【０１３５】
顔料の混合割合は、アクリル樹脂１００重量部に対し顔料５０〜１５０重量部程度であり、また、分散剤の混合割合は、この顔料の１〜１０重量部程度である。また、カラーフィルタの分光特性を調整する為に、適切な顔料が随時添加されるものである。
【０１３６】
また、着色組成物の調製に用いる熱架橋剤としては、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などがあげられる。例えば、メラミン樹脂ではアルキル化メラミン樹脂（メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂など）、混合エーテル化メラミン樹脂などがあり、高縮合タイプ、低縮合タイプのいずれであっても良い。
【０１３７】
上記エポキシ樹脂としては、グリセロール、ポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパン・ポリグリシジルエーテル、レゾルシン・ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール・ジグリシジルエーテル、１，６ーヘキサンジオール・ジグルシジルエーテル、エチレングリコール（ポリエチレングリコール）・ジグリシジルエーテルなどがあげられる。
【０１３８】
熱架橋剤の混合割合は、アクリル樹脂１００重量部に対し熱架橋剤１０〜５０重量部が好適である。
【０１３９】
また、着色組成物の調製に用いる溶剤としては、トルエン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジグライム、シクロヘキサノン、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが好適であるが、モノマー組成、熱架橋剤、希釈モノマーなどによって単一または複数の溶剤が適宜選択されるものである。また、カラーフィルタ層の形成に用いる着色組成物は、上記のような樹脂、顔料、分散剤、熱架橋剤、溶剤などで構成されている。この着色組成物の調製方法は、先ず、アクリル系樹脂と顔料とを混合するために３本ロールを用いて練り合わせてチップとする。次に、このチップに分散剤、溶剤を加えペーストを作成する。このペーストに熱架橋剤、希釈モノマーを添加して着色組成物の塗工液とするものである。
【０１４０】
上記黒色（ブラックマトリックス）、赤色、緑色、青色の塗工液をインクジェット法により支持基板上へ所定のパターンに塗工する。インクジェット装置としては、インクの吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式があり、特にピエゾ変換方式が好適である。インクの粒子化周波数は５〜１００ＫＨｚ程度、ノズル径としては５μｍ〜８０μｍ程度、ヘッドを４個配置し１ヘッドにノズルを１〜１，０００個組み込んだ装置が好適である。
【０１４１】
ヘッドの数は、塗布する色が何色あるかにより変わり、赤、緑、青の３色の場合ヘッドは３個配置すればよい。ヘッドの数は、塗布する色の種類と少なくとも同じ数を配し、ヘッド毎に色を変えることが好ましい。
【０１４２】
中間的な支持体上に描画する場合は、支持基板上へインクジェット法により塗工する前に、予めインクの受容性やぬれ性を調整するために塗工液の樹脂、溶剤などと合わせた下引き層を設けてもよい。下引き層としてはポリイミド樹脂、ＰＶＡ誘導体樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂組成物などを用いることができ、これらに酸化ケイ素、アルミナなどの多孔質粒子を添加しても良い。マトリックス状遮光層は、フォトリソ法や前記転写法により形成することもでき、インクジェット法によりカラーフィルタ層を形成する前でも後でも良い。
【０１４３】
また、必要に応じカラーフィルタ層の上にオーバーコート層を形成してもよい。これはカラーフィルタ層の外観面での平坦性、耐性面での耐湿性、耐薬品性などの性能を補うため、また、カラーフィルタ層からの溶出物を阻止するバリア性を確保するために用いられるものである。用いる材料としては、熱硬化型でマレイミドを含むアクリル系共重合体、エポキシ樹脂組成物などの透明樹脂が好適である。支持基板上に形成されたカラーフィルタは、基板に転写することができる。
【０１４４】
上記の構成で、１μｍ〜５μｍのカラーフィルタ膜が形成可能で、本実施例では膜厚が１．５μｍのカラーフィルタ膜を得ることができた。
【０１４５】
カラーフィルタとしては、本実施例に限られるものではなく、膜厚が数μｍのカラーフィルタ膜であればどの様な材料、製法であってもよいことはいうまでもない。
＜液晶パネル＞
液晶パネル用ＴＦＴガラス基板上に、上記のカラーフィルタ膜、スペーサを順次ラミネートした第１の基板と、有機ＥＬ素子を形成した基板に、偏光膜、位相差膜を順次ラミネートし、液晶素子の対向電極となるＩＴＯからなる透明電極をスパッタ法で２００ｎｍ成膜した第２の基板に、液晶配向剤を、例えばロールコーター法、スピンナー法、印刷法、インクジェット法などの方法によって塗布する。次いで、塗布面を加熱することにより塗膜を形成する。液晶配向剤の塗布に際しては、基板面と塗膜との接着性をさらに良好にするために、基板の該表面に、官能性シラン含有化合物、官能性チタン含有化合物などを予め塗布することもできる。液晶配向剤塗布後の加熱温度は、機能性フィルムＡ、機能性フィルムＢそれぞれの耐熱温度以下の温度、好ましくは８０〜２３０℃とされ、より好ましくは１００〜２００℃とされる。
【０１４６】
形成される塗膜の膜厚は、好ましくは０.００１〜１μｍであり、より好ましくは０.００５〜０.５μｍである。本実施例では、厚さ０．１μｍの配向膜を形成した。
【０１４７】
形成された塗膜面を、例えばナイロン、レーヨン、コットンなどの繊維からなる布を巻き付けたロールで一定方向に擦るラビング処理を行う。これにより、液晶分子の配向能が塗膜に付与されて液晶配向膜となる。
【０１４８】
その後、対向配置された第１の基板の配向膜と、第２の基板の配向膜との間隙に液晶を注入し、図示していないシール材を配して封止することで、有機ＥＬ素子をバックライトとした本実施例の液晶パネルが形成される。
【０１４９】
本実施例では、偏光膜は、ポリビニルアルコールの薄膜を加熱しながら延伸し、ヨウ素を多量に含む、通上、Ｈインクと呼ばれる溶液に浸漬させ、ヨウ素を吸収させられたいわゆるＨ膜で、１２μｍの膜厚であった。
【０１５０】
図１の画素電極の配列ピッチはアクティブ駆動型液晶パネルの精細度により決められ、例えば２００ｐｐｉ（pixel per inch）の精細度でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３種のカラーフィルタを備えるアクティブ駆動型液晶パネルの場合には、画素電極の配列ピッチは２５４００μｍ／２００／３＝４２．３μｍである。液晶層の厚さは通常は２〜６μｍである。
【０１５１】
本実施例において、画素電極と反射膜との間隔は約２０〜２４μｍとなり、図１の構造で作った際に、２２μｍであった。約４２μｍある画素電極の配列ピッチの約１／２であり、画素電極と反射膜との間隔は、画素電極の配列ピッチよりも十分に小さくなるように構成することができる。
【０１５２】
次に、本実施例の液晶パネルの動作について説明する。
【０１５３】
第一に、透過型液晶パネルとしての動作を説明する。発光層である有機ＥＬ層１１２から発せられて保護層（図示せず）を透過した白色光は無偏光の状態だが、ある一方の直線偏光のみが偏光層１１０を透過し、液晶層１０６に到る。ここで画素の透明電極への印加電位の有無により、液晶分子の配向状態が制御されている。即ち、ある極端な配向状態においては、図１の下方から入射した直線偏光がそのままの状態で液晶層１０６を透過し、ある特定の波長範囲の光がカラーフィルタと画素の透明電極である画素電極１０３を透過して、偏光層１００でほぼ完全に吸収される。従って、この画素は黒を表示する。
【０１５４】
また、別の極端な配向状態においては逆に、液晶層１０６を通過する光の偏光状態が変化して、カラーフィルタ１０４を透過した光が偏光層１００をほぼ完全に透過する。従って、この画素はカラーフィルタで決まる色を最も明るく表示する。これら２つの中間の配向状態では光が部分的に透過するため、この画素は中間色を表示することになる。
【０１５５】
第二に、反射型液晶パネルとしての動作を説明する。この場合はバックライトの有機ＥＬ素子へ電圧を印加しない。図１の上方からアクティブ駆動型液晶パネルに入射した外光は、偏光層１００を透過して直線偏光になって画素の透明な画素電極１０３を透過し、ある特定の波長範囲の光がカラーフィルタを透過して液晶層１０６に到る。ここで透明な画素電極１０３への印加電位の有無により、液晶分子の配向状態が制御されている。
【０１５６】
即ち、ある極端な配向状態においては、図１の上方から液晶層１０６へ入射した直線偏光は、偏光状態が変化して液晶層１０６を透過し、偏光層１１０をほぼ完全に透過する。この直線偏光は、保護膜（図示せず）、有機ＥＬ素子の透明電極１１１、発光層となる有機ＥＬ層１１２を順次透過し、反射電極１１３によって反射される。従って、バックライトの反射電極１１３は反射膜として機能する。
【０１５７】
反射された直線偏光は、今度は逆に発光層となる有機ＥＬ層１１２、透明電極１１１、保護膜（図示せず）、偏光層１１０、位相差膜１０９を順に透過し、液晶層１０６に到る。この光は偏光状態を変えられて液晶層１０６を透過し、カラーフィルタ１０４でほとんど吸収されること無く透過する。更に、この光は画素の透明な画素電極１０３、ガラス基板１０１を順に透過して、偏光層１００、位相差板、反射防止膜（図示せず）で殆ど吸収されること無く外部へ放射される。従って、この画素はカラーフィルタ１０４で決まる色を最も明るく表示する。
【０１５８】
また、別の極端な配向状態においては逆に、液晶層１０６を通過する光の偏光状態が変化することなく、カラーフィルタ１０４を透過した光を位相差板、偏光層、反射防止膜（図示せず）がほぼ完全に吸収する。従って、この画素は黒を表示する。これら２つの中間の配向状態では光が部分的に透過するため、この画素は中間色を表示することになる。
【０１５９】
位相差膜１０９は視野角拡大という意味では必要であるがなくとも動作する。
【０１６０】
以上に説明した反射型液晶パネルとしての動作は、一般に２枚偏光板方式として知られている反射型液晶パネルの動作と同様である。但し、本発明では、バックライトとしての有機ＥＬ素子の電極を反射板として兼用している点と、反射板とカラーフィルタとの距離が画素電極の配列ピッチに比べて小さい点とが特徴的である。即ち、バックライトを備えるために透過型液晶パネルとしても機能するので、暗い場所での視認性が確保される。また、仮に反射板と画素電極との間隔が画素電極の配列ピッチと同程度かそれより小さい場合は、画素電極に対して斜めに入射する外光の光利用効率が低くなることがない。この理由は、カラーフィルタから入射した光が隣のカラーフィルタに漏れることがないからである。
【０１６１】
更に、本実施例の構成のカラーフィルタに光を前方に拡散する機能を持つ材料を混入させておくと、反射型液晶パネルとして機能する場合に、反射電極での光の正反射に起因する外界画像の映り込みの現象を抑制することができる。このような光を拡散させる材料を混入させる材料はカラーフィルタに限らず、例えば、同様の材料で専用の拡散層を形成し、上部の基板と反射電極との間に挿入しておけばよい。
【０１６２】
あるいは、光を前方に拡散する機能を持つ材料を混入するのでは無く、バックライトとしての有機ＥＬ素子の反射電極を高さ１μm程度の凹凸形状とし、その凹凸部分の大きさの分布をランダムとしてもよい。このときは、有機ＥＬ素子の反射電極が光の拡散機能を持つので、前述の外界画像の映り込みの問題を解決することができる。
【０１６３】
また、カラーフィルタの材料が導電性であれば、液晶に決まった電圧を印加するために画素の透明電極に印加する電圧を低減することができる。従って、カラーフィルタの材料は導電性であることが望ましい。
【０１６４】
本実施例に用いる、カラーフィルタ、偏光膜、位相差膜、配向膜は実施例に限るものではなく、特性を満足し、膜厚が薄ければ良いことは言うまでもない。
【０１６５】
尚、第１の実施例では、液晶素子部は外光が入射する側の電極（ガラス基板１０１上形成された電極）は薄膜トランジスタ、配線が形成されているが、対向電極を形成しても同様の構成、動作をする。製造方法も同様に行えることは自明である。
【０１６６】
次に、実施例の変形例１を図面を用いて説明する。第１の実施例では、カラーフィルタ膜が画素電極上に形成されているが、図５に示される変形例１では、カラーフィルタ膜が、基板上に形成されている点が異なる。
【０１６７】
図５において、第１の基板１０１上に、カラーフィルタ膜１０４、薄膜トランジスタ、配線１０３、画素電極１０３が形成された液晶パネル用ＴＦＴガラス基板が形成される。
【０１６８】
変形例１においては、別途説明する製造方法を用いることで、基板にガラス以外の有機樹脂からなる基板も使用できる。
【０１６９】
基板１１４上に、反射電極１１３、有機ＥＬ層１１２、透明電極１１１、偏光膜１１０、位相差膜１０９、対向電極１０８が形成された有機ＥＬ素子が形成された基板が形成される。
【０１７０】
実施例１と同様に、液晶パネル用ＴＦＴ基板上に、スペーサを形成した第１の基板と、有機ＥＬ素子を形成した基板に、偏光膜１１０、位相差膜１０９を順次ラミネートし、液晶素子の対向電極となるＩＴＯからなる透明電極をスパッタ法で２００ｎｍ成膜した第２の基板とに、配向膜１０５、１０７を形成し、対向した配向膜の間隙に液晶を充填、封止し液晶パネルが形成される。動作は実施例１と同じなので省略する。
【０１７１】
有機ＥＬからなる薄膜平面発光素子部は、液晶パネルの薄膜トランジスタと異なり、高温に曝されることがないのでガラス基板以外の有機樹脂からなる基板であっても、２００℃〜２５０℃位の耐熱性のある基板であればどのような材質であっても良い。この点は、実施例１および、本発明の他の変形例についても同様である。実施例１の構造であっても、以下に示す製造方法を採用すれば、ガラス以外の基板を用いることができる。
【０１７２】
変形実施例１は、カラーフィルタ上に薄膜トランジスタを形成するもので、図６に示す方法で製造される。
【０１７３】
電極保護膜を形成するまでは図３と同様に製造される。その後、図６（ａ）に示すように、トランジスタアレイ層１２９が形成された支持基板（ガラス基板、石英基板、シリコン基板または、有機樹脂基板）１２８のトランジスタ形成面に保護フィルム１３０を、接着剤を用いて貼り付ける。本実施例においては、ガラス基板を用いた場合で説明を行う。続いて図６（ｂ）に示すように、この保護フィルム付基板をフッ酸からなるガラスエッチング溶液２４に浸し、ガラス基板を裏面側からエッチングする。このガラスエッチング溶液としては、フッ酸以外にも、バッファードフッ酸などが適する。ガラス基板を全てエッチングした後、図６（ｃ）に示すように、エッチング面に、予め基板表面にカラーフィルタ層を形成しておいた基板１３１を、接着剤を用いて貼り付ける。最後に、図６（ｄ）に示すように、保護フィルム１３０と接着剤を除去することで、転写が完了し素子層がベースフィルム上に形成される。
【０１７４】
支持基板１２８は、エッチング以外にも研磨（機械研磨、化学機械研磨のいずれでも良い）、有機樹脂基板の場合は、剥離等がある。
【０１７５】
保護フィルム１３０と基板あるいは、基板とトランジスタアレイ層との接着は、接着剤を用いる以外に、保護フィルム自体に接着機能を持たせる、あるいは、熱圧法を用いても良い。
【０１７６】
基板１３１は、支持基板と同じガラス基板、石英基板、有機樹脂からなる基板であっても良い。
【０１７７】
変形例１の構成では、カラーフィルタが、液晶画素の外側に配置されているので、厚さの制限がなくなる。このために、実施例１と異なり、カラーフィルタ膜の膜厚に制限がないためにいかなる種類のカラーフィルターを用いてもまったく問題が生じないが、液晶パネルの軽量化、薄膜化を考慮するならば薄膜タイプのカラーフィルタ膜を用いるほうが好ましい。
【０１７８】
尚、第１の実施例、変形例１においては、液晶素子の外光が入射される側の電極は、薄膜トランジスタが形成されているが、図示しないが、裏面発光源が形成された基板に薄膜トランジスタを上記の方法で成膜することもできる。この場合、外光が入射される側に対向電極が設けられる。
【０１７９】
液晶素子部は、画素電極と対向電極との位置関係が液晶に対して置きかえられていても特性、動作はまったく同一である。
【０１８０】
第１の実施例の変形例２として、図７を用いて、カラーフィルタを、バックライトが構成される基板上に形成する例を用いて説明する。
【０１８１】
変形例２は、カラーフィルタ層１０４が対向電極１０８の液晶１０６側に配置された例である。第１の実施例、変形例１と同様な部分の説明は省略するが、変形例２では、対向電極１０８、カラーフィルタ１０４、配向膜１０５、液晶１０６の順に成膜されている。
【０１８２】
以下、図面は省略するが、カラーフィルタ１０４は、反射電極１１３よりも液晶１０６側で且つ、発光層となる有機ＥＬ層１１２よりも液晶１０６であればどこに配置されていてもよい。
【０１８３】
位相差膜１０９、偏光膜１１０は、液晶１０６と発光層となる有機ＥＬ層１１２との間に配置されていれば良い。
【０１８４】
本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、反射膜と液晶の外光が入射される画素電極との間隔を液晶素子の画素電極の間隔よりも狭くするという本発明の趣旨の範囲であれば、液晶素子とバックライトと構造を種々に変形することで具現化することが可能であり、それら変形例を含むことはいうまでもない。
【０１８５】
本発明の液晶パネルは、電子機器の表示装置として搭載される。特に、室内と室外の両方で使用される携帯用の電子機器（携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビディオカメラ、ノート型のパーソナルコンピュータやＰＤＡ等の携帯情報端末）の表示装置として搭載すると効果的である。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】本発明の、液晶パネルの概略を示す断面図。
【図２】有機ＥＬ層を保護する保護膜の断面を示す図。
【図３】基板上に薄膜トランジスタを製造する方法を示す工程断面図。
【図４】有機ＥＬ素子の概略を示す断面図。
【図５】本発明の変形例の概略を示す断面図。
【図６】本発明の、薄膜トランジスタを、他の基板に転写する製造法を示す工程断面図。
【図７】本発明の他の変形例を示す、概略断面図。
【図８】従来の半透過型液晶パネルの概略を示す断面図。
【図９】有機ＥＬ素子を裏面発光光源とした透過型液晶パネルの概略断面図。
【符号の説明】
【０１８７】
１００  偏光膜
１０１  ガラス基板
１０４  カラーフィルタ
１０２  薄膜トランジスタ、配線
１０３  画素電極
１０５  配向膜
１０６  液晶
１０７  配向膜
１０８  対向電極
１０９  位相差膜
１１０  偏光膜
１１１  透明電極
１１２  有機ＥＬ層
１１３  反射電極
１１４  ガラス基板
Ａ  スペーサ
１１５  保護膜
１２２  陽極
１２３  陰極
１２４  正孔輸送層
１２５  発光層
１２６  反射膜
１２７  ＩＴＯ膜
１２８  ガラス基板
１２９  トランジスタアレイ層
１３０  保護フィルム
１３１  ガラスエッチング液
１３２  カラーフィルタが形成されている基板
１３３  接着剤
３０１  反射防止板
３０２  偏光板
３０３  位相差板
３０４  ガラス基板
３０５  カラーフィルタ
３０６  透明電極
３０７  配向膜
３０８  液晶
３０９  配向膜
３１０  画素電極
３１１  配線、薄膜トランジスタ
３１２  ガラス基板
３１３  位相差膜
３１４  偏光板
３１５  視野角調整シート
３１６  拡散シート
３１７  導光体
３１８  反射板
３２１  表示駆動基板
３２３  配向膜
３２２  対向基板
３２４  液晶組成物
【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８】
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【図９】
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