(57)【要約】【課題】  液残りやシミの発生がなく、アルカリ残留の問題もない液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】  画素電極１１の全面に第１配向膜２９ａを形成する工程と、透過型電極１１ｂまたは反射型電極１１ａのいずれか一方の第１配向膜２９ａ上に、第２配向膜２９ｂの構成材料を含む溶液を吐出することにより、プレティルト角度が第１配向膜２９ａと異なる第２配向膜２９ｂを形成する工程とを具備してなることを特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供する。【選択図】        図２
2005338554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層と、該液晶層を挟んで対向する一対の透明基板とを具備してなり、一方の前記透明基板の内面側に共通電極及び共通配向膜が順次積層されるとともに、他方の前記透明基板の内面側には複数のスイッチング素子と該スイッチング素子に各々接続された複数の画素電極とが設けられ、該画素電極が、前記一方の基板側から入射した光を反射する反射型電極と、前記他方の基板側から前記一方の基板側に光を透過させる透過型電極とから構成されてなる液晶表示装置の製造方法であり、
前記画素電極の全面に第１配向膜を形成する工程と、
前記透過型電極または前記反射型電極のいずれか一方の前記第１配向膜上に、第２配向膜の構成材料を含む溶液を吐出することにより、プレティルト角度が前記第１配向膜と異なる第２配向膜を形成する工程と、を具備してなることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２配向膜を前記透過型電極上に形成し、かつ前記第１配向膜のプレティルト角度を前記第２配向膜のプレティルト角度より大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２配向膜を前記反射型電極上に形成し、かつ前記第１配向膜のプレティルト角度を前記第２配向膜のプレティルト角度より小さく設定することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記反射型電極が、前記他方の基板上に設けられた凸部上に形成され、前記透過型電極が、前記凸部に対応する凹部に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の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、液晶表示装置の製造方法に関するものであり、特に、一画素領域内に透過部と反射部とを設けた液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年になって、ＯＣＢモードで動作する液晶表示装置が注目を集めている。このＯＣＢモードは、電圧印加時に液晶分子がベント配向状態となり、更に電圧を加えるにつれて一方の配向膜側のプレティルト角が徐々に変化することを利用して階調表示を行うというモードである。このＯＣＢモードは、高速応答が可能であり、高い視野角を有するといった特長がある。
また、最近では、特許文献１に記載されているように、一対の配向膜により挟まれた液晶層のうち、一方の配向膜が平行配向とされ、他方の配向膜が垂直配向とされ、液晶分子がハイブリッド配向されたＯＣＢモードの類似するモードも提案されている。
【０００３】
そこで、一画素領域内に、ＯＣＢモードで動作する透過領域およびＯＣＢモードに類似するモードで動作する反射領域をそれぞれ設け、使用環境に応じて透過領域による表示と反射領域による表示とを切替可能とした半透過型の液晶表示装置の開発が進んでいる。
【０００４】
ところでＯＣＢモードとＯＣＢモードに類似するモードでは、液晶分子の配向パターンが異なるため、透過領域の配向膜と反射領域の配向膜をそれぞれ別個に形成する必要がある。具体的には、液晶層を挟む一対の基板のうち、共通電極側の基板にはプレティルト角度が小さな配向膜を全面に形成し、一対の基板のうちの所謂アクティブマトリックス基板では、透過領域にプレティルト角が小さな配向膜を形成し、反射領域にプレティルト角度が大きな配向膜を形成する必要がある。例えば、アクティブマトリックス基板の全面に無機系材料の配向膜を形成し、次に透過領域のみに有機系材料からなる配向膜を形成することにより、上述の構成を試行した例が報告されている（例えば下記非特許文献１）。
【特許文献１】特開平９−１４６０８６号公報
【非特許文献１】Ｙ．Ｋｏｉｋｅ  ｅｔ．ａｌ  Ｊａｐａｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｉｇｅｓｔ，７９８（１９９２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記非特許文献２に記載の方法では、配向膜の原料となる有機系材料を基板全面に塗布してからエッチング等を行うことにより、低プレティルト角の配向膜を透過領域のみに形成するが、配向膜上に液残りやシミ等が発生しやすいという不具合がある。また、配向膜のエッチャントとしてアルカリ性溶液を使用するため、残留アルカリによる液晶層の電流上昇（特に高温動作時）が起こり、表示が消失するといった問題もある。
【０００６】
また最近では、発光ダイオードを光源とし、カラーフィルタを用いずにフルカラー表示を可能とするフィールドシーケンシャル方式（ＦＳ方式）が検討されているが、このＦＳ方式では高速スイッチングが要求されるためにＴＦＴアクティブ駆動方式を採用しており、先の残留アルカリによる不具合の影響が大きいという問題もある。
【０００７】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、液残りやシミの発生がなく、アルカリ残留の問題もない液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の液晶表示装置の製造方法は、液晶層と、該液晶層を挟んで対向する一対の透明基板とを具備してなり、一方の前記透明基板の内面側に共通電極及び共通配向膜が順次積層されるとともに、他方の前記透明基板の内面側には複数のスイッチング素子と該スイッチング素子に各々接続された複数の画素電極とが設けられ、該画素電極が、前記一方の基板側から入射した光を反射する反射型電極と、前記他方の基板側から前記一方の基板側に光を透過させる透過型電極とから構成されてなる液晶表示装置の製造方法であり、前記画素電極の全面に第１配向膜を形成する工程と、前記透過型電極または前記反射型電極のいずれか一方の前記第１配向膜上に、第２配向膜の構成材料を含む溶液を吐出することにより、プレティルト角度が前記第１配向膜と異なる第２配向膜を形成する工程と、を具備してなることを特徴とする。
【０００９】
上記構成においては、第１配向膜上に第２配向膜の構成材料を含む溶液を吐出して第２配向膜を形成する所謂インクジェット法を採用する。この方法では、前記溶液を吐出してから溶媒のみを蒸発させることで第２配向膜を形成する。これにより、従来の方法のような液残りやシミ発生の問題もなく、アルカリ残留が起きることもない。またインクジェット法を利用することで、第２配向膜の形成位置を精密に制御することができる。
【００１０】
また本発明の液晶表示装置の製造方法においては、前記第２配向膜を前記透過型電極上に形成し、かつ前記第１配向膜のプレティルト角度を前記第２配向膜のプレティルト角度より大きく設定することが好ましい。
また本発明の液晶表示装置の製造方法においては、前記第２配向膜を前記反射型電極上に形成し、かつ前記第１配向膜のプレティルト角度を前記第２配向膜のプレティルト角度より小さく設定することが好ましい。
また本発明の液晶表示装置の製造方法においては、前記反射型電極が、前記他方の基板上に設けられた凸部上に形成され、前記透過型電極が、前記凸部に対応する凹部に形成されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間に、前記溶液が含浸される溶液受容層を設けてもよい。また前記第１配向膜を溶液受容層として用いてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、プレティルト角度の異なる領域を選択的に形成する際に、非接触で迅速かつ必要なパターン精度で配向膜を形成することができる。特に、透過部となる透過型画素電極が溶液を受けやすい凹部とされた場合は、予め形成してある第１配向膜が溶液の受容層の機能を果たすので、第２配向膜の平坦性およびパターン精度が格段に向上するとともに、ピンホールの発生を未然に防止できる。また、アルカリ性のエッチャントを使用しないので、残留アルカリを低減でき、液晶層の電圧保持特性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせて示してある。
【００１４】
図１および図２には、本発明に係る半透過型液晶表示装置（液晶表示装置）の一例を示す。図１に示すように、半透過型液晶表示装置Ａは、本体である液晶パネル（液晶セル）１と、この液晶パネル１の背面側に配されたバックライト４とを備えて構成されている。
液晶パネル１は、図１及び図２に示すように、スイッチング素子１０が形成された側のアクティブマトリクス基板２と、それに対向して設けられた対向基板３と、各基板２、３の間に保持されている光変調層としての液晶層５とを備えて構成されている。
【００１５】
対向基板３は、基板４１（一方の透明基板）の内側（液晶層５側）に、カラーフィルタ４２、共通電極４３及び共通配向膜４４が順次配置されて構成されている。また、アクティブマトリックス基板２は、基板６（他方の透明基板）と、基板６上に形成されたスイッチング素子１０と、スイッチング素子１０に接続された画素電極１１と、反射体２０と、画素電極１１上に積層された配向膜２９とから構成されている。そして、配向膜２９、４４の間に液晶層５が配置されている。
また、画素電極１１は、基板６上に積層された透過型電極１１ａと、絶縁膜２０ａとともに反射体２０を構成する反射型電極１１ｂとから構成されている。これら透過型電極１１ａ及び反射型電極１１ｂはそれぞれ、スイッチング素子１０に接続されている。
【００１６】
また、対向基板３の外面側には、図示略の位相差板と偏光板とが順次積層されている。また、アクティブマトリックス基板２の外面側にも、図示略の位相差板と偏光板とが積層されている。
【００１７】
上記の構成の半透過型液晶表示装置Ａは、外光が十分に得られる場合にはバックライト４を点灯させない反射モードで動作し、外光が得られない環境においてはバックライト４を点灯させて透過モードで動作させるようになっている。
【００１８】
本発明の液晶表示装置は、反射モードではＲ−ＯＣＢモードで動作し、透過モードではＯＣＢモードで動作する。
反射モードでは、対向基板３側の偏光板及び位相差板に入射した光がこの偏光板によって直線偏光にされ、更に位相差板により所定の楕円偏光に変換された光が、液晶層５を通過して反射板で反射される。そして、再度対向基板３側の位相差板を通過後にほぼ直線偏光になるように変換され偏光板を通って出射するように、光学条件（偏光板・位相差板の軸方向、位相差板の位相差値の設定等）が設定されている。
一方、透過モードでは、バックライト４から発せられた光がアクティブマトリックス基板２側の偏光板及び位相差板に入射した光が、偏光板によって直線偏光にされるとともに位相差板によって所定の楕円偏光となって、液晶層５及びさらに対向基板３側の別の位相差板を通過するが、この時位相差板を通過し偏光板に入射する光が、楕円偏光状態からほぼ直線偏光状態に近い状態になるように、偏光板或いは位相差板の光学条件（偏光板・位相差板の軸方向、位相差板の位相差値等）の設定がされる。
【００１９】
基板６には、行方向と列方向に沿って図示略の複数の走査線と信号線が電気的に絶縁されて形成され、各走査線、信号線の交差部の近傍には図２に示すようにＴＦＴ（スイッチング素子）１０が形成されている。本発明では、上記基板６上において画素電極１１（１１ａ、１１ｂ）が形成される領域を画素領域Ｍと呼び、ＴＦＴ１０が形成される領域、走査線及び信号が形成される領域を、それぞれ素子領域、配線領域と呼ぶ。
【００２０】
ＴＦＴ１０は逆スタガ型の構造を有し、基板６の最下層部から順にゲート電極１３、ゲート絶縁膜１５、ｉ型半導体層１４、ソース電極１７及びドレイン電極１８が形成され、ｉ型半導体層１４の上であってソース電極１７とドレイン電極１８との間にはエッチングストッパ層９が形成されている。
即ち、走査線の一部が延出されてゲート電極１３が形成され、これを覆ったゲート絶縁膜１５上にゲート電極１３を平面視で跨るようにアイランド状の半導体層１４が形成され、このｉ型半導体層１４の両端側の一方にｎ型半導体層１６を介してソース電極１７、他方にｎ型半導体層１６を介してドレイン電極１８がそれぞれ形成されている。
【００２１】
また、走査線と信号線とが囲む矩形状の領域の中央部に、ＩＴＯなどの透明電極材料からなる透過型電極１１ａ（画素電極１１）が、基板本体６上に直接位置するように形成されている。このように、透過型電極１１ａは先のゲート電極１３と同一面位置に形成されている。これらの透過型電極１１ａはその一端１１ｃに乗り上がる形で接続された先のソース電極１７の一端の接続部１７ａに直に接続されるとともに平面視矩形状に形成されている。
【００２２】
更に、基板６上には有機材料からなる絶縁膜２０ａ（凸部）が積層され、この絶縁膜２０ａ上にＡｌやＡｇ等の高反射率の金属材料からなる反射型電極１１ｂ（画素電極１１）が形成されている。この絶縁膜２０ａと反射型電極１１ｂとによって反射体２０が構成されている。
反射型電極１１ｂは、先の走査線と信号線とが囲む領域よりも若干小さくなるような平面視矩形状になるように絶縁膜２０ａ上に形成されている。
【００２３】
絶縁膜２０ａは、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ベンゾシクロブテンポリマ（ＢＣＢ）等からなる有機絶縁膜とされており、ＴＦＴ１０の保護機能を強化するようになっている。この絶縁膜２０ａは基板６上に比較的厚く積層され、透過型電極１１ａとＴＦＴ１０及び各種配線との絶縁を確実にし、透過型電極１１ａとの間に大きな寄生容量が発生するのを防止するとともに、厚膜の絶縁膜２０ａによりＴＦＴ１０や各種配線によって形成された基板６上の段差構造が平坦化されるようになっている。
【００２４】
次に、絶縁膜２０ａには、各ソース電極１７の一端部１７ａに達するようにコンタクトホール２１が設けられるとともに、先の透過型電極１１ａの上に位置するように凹部２２が形成されている。凹部２２の形成位置に相当する部分の反射型電極１１ｂには凹部２２の開口部２２ａに合致するような平面形状の透孔２３が形成されている。これらの凹部２２は絶縁膜２０ａをその深さ方向に大部分除去してその底部２２ｂ側に一部分のみを被覆層２０ｂとして残すように形成されるとともに、凹部２２の平面形状は透過型電極１１ａの平面形状に対応するように透過型電極１１ａよりも若干短い短冊状に形成されている。
【００２５】
各画素領域において、凹部２２の形成領域がアクティブマトリックス基板２側からの入射光（バックライト４から出射された光）を透過する透過部３０とされており、反射型電極１１ｂの非透孔部（透孔２３が形成されていない部分）が対向基板３側からの入射光を反射する反射部３５とされている。
【００２６】
また、画素電極１１（１１ａ、１１ｂ）の１つが、ほぼ１つの画素領域に対応し、透孔２３の面積が透過表示の際の光通過領域に対応するので、先の画素電極１１全体の面積に占める透孔２３の面積割合を２０〜７０％の範囲、例えば５０％とすることが好ましい。更に、この実施形態では画素電極１１に透孔２３を１つのみ形成したが、画素電極１１に複数の透孔を形成しても良い。その場合に複数の透孔を合わせた総面積を画素電極１１全体の面積の２０〜６０％の範囲とする。勿論その場合に複数の透孔の形成位置に合わせて各透孔の下にそれぞれ凹部を設けることとなる。
【００２７】
絶縁膜２０ａに設けたコンタクトホール２１には、導電材料からなる導電部２５が形成され、この導通部２５を介して、反射型電極１１ｂと、絶縁膜２０ａの下層側に配置されたソース電極１７とが電気的に接続されている。従ってソース電極１７は透過型電極１１ａと反射型電極１１ｂの両方に電気的に接続されている。
【００２８】
そして、上述のように構成された基板６上には、更に反射体２０及び凹部２２を覆うようにラビング等の所定の配向処理が施されたポリイミド等からなる配向膜２９が形成されている。この配向膜２９は、基板６の全面に積層された第１配向膜２９ａと、凹部２２内のみに積層された第２配向膜２９ｂとから構成されている。すなわち、反射型電極１１ｂ上には第１配向膜２９ａのみが積層され、一方、凹部２２内の透過型電極１１ａ上には第１配向膜２９ａと第２配向膜２９ｂとが順次積層されている。また、第１配向膜２９ａによる液晶分子のプレティルト角度が、第２配向膜２９ｂによる液晶分子のプレティルト角度よりも大きく設定されている。すなわち、第１配向膜２９ａのプレティルト角度が４０°ないし９０°の範囲に設定され、第２配向膜２９ｂのプレティルト角が１０°以下の範囲に設定されている。
【００２９】
第１配向膜２９ａは、ポリイミド系配向膜の中で垂直配向性を示すもの、例えば、ＳＥ−１２１１，ＲＮ１１９９（以上日産化学製）、ＪＡＬＳ２０４（ＪＳＲ製）等を挙げることができる。
これらの材料は、溶剤（Ｎ−メチルピロリドン、あるいはγブチロラクトン等溶解性の強いものが選択される。）中に固形成分濃度として１〜１０質量％（通常３〜６質量％程度が多い。）を含有させ、粘度約１０〜４０ｃｐのインクとされ、スピンコートあるいは転写印刷（グラビア印刷あるいはフレキソ印刷等の技術が用いられる。）等によって、焼成後の膜厚が３００〜１０００Åになるように調整される。
そしてさらにこれらの材料系を用いた場合、印刷予備乾燥後に波長２５０ｎｍ〜３６０ｎｍの偏光または非偏光を、基板面法線方向に対し５°〜５０°傾斜した方向から照射したり、アフタキュアとして１４０℃〜２６０℃に加熱する等の方法で、プレティルト角の制御を行うことができる。
【００３０】
また、ポリイミド系ではないが、例えば［化１］で表されるポリビニルシンナメート（ケイ皮酸エステル）系化合物、［化２］で表されるオキシアルキルオキシビフェニル、［化３］で表されるオキシアルキルビフェニルアクリルシンナメート系化合物、あるいは［化４］で表される主鎖にアゾベンゼン基を有するメタクリレート（アクリル酸エステル）系化合物等も第１配向膜１９ａとして利用可能である。これらの化合物においても、前述と類似の処理法、すなわちＵＶ光照射あるいは熱処理が利用可能であり、これらの併用によって、プレティルト角が７０°〜８９°の間で制御できる。なお、［化３］において、ｎ３が２〜６のときが良好である。またｎ３が１０を越えると垂直配向が得られやすくなる。また、［化５］において、ｎ５は８以上が好ましく、ｎ５＝８または１６のときがより好ましい。
【００３１】
【化１】
2005338554.tif 000003
【００３２】
【化２】
2005338554.tif 000004
【００３３】
【化３】
2005338554.tif 000005
【００３４】
【化４】
2005338554.tif 000006
【００３５】
更に、やはりポリイミド系の材料ではないが、［化５］で示されるトリメトキシアルキルシラン系化合物あるいは［化６］で示されるトリエトキシアルキルシラン系化合物の場合は、水−アルコール系溶剤注に０．５質量％〜５質量％を溶解させ、転写印刷またはスピンコート法で基板に塗布し、その後１００℃〜１３０℃に加熱する。そしてベンド配向状態で傾斜させたい方向になるようにラビング処理を行うことにより、第１配向膜２９ａが得られる。
【００３６】
【化５】
2005338554.tif 000007
【００３７】
【化６】
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【００３８】
次に第２配向膜２９ｂは、例えば、下記［化７］に示す反応式で得られるポリイミドから構成されている。この［化７］に示すポリイミドは、脂環式構造の可溶性ポリイミドで、主鎖に特別な側鎖が導入されていないものである。このポリイミドからなる配向膜はプレティルト角度を４°以下にすることができる。具体例として、日本合成ゴム株式会社製のオプトマーシリーズを例示できる。
【００３９】
【化７】
2005338554.tif 000009
【００４０】
次に、絶縁膜２０ａに形成された凹部２２には、絶縁膜２０ａの厚みに対応する凹部２２の側壁である段部２２ｃが形成されている。本実施形態では、この段部２２ｃの傾斜角度が、２５°以上５５°以下の範囲に設定されている。この構成により、段部２２ｃにおいて光を反射させることができ、透過部３０と反射部３５との境界が目立たず、表示ムラを防止することができる。特に、段部２２ｃの傾斜角度は、第２配向膜２９ｂ上の液晶分子のプレティルト角に一致させることが望ましい。これにより、透過部３０と反射部３５との境界が目立たず、表示ムラを防止することができる。
【００４１】
次に、対向基板３は、ガラスやプラスチック等からなる透光性の基板４１の液晶層５側の面に、図２に示すようなカラーフィルタ層４２が形成されている。
カラーフィルタ層４２は、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長の光を透過するカラーフィルタが周期的に配列された構成とされており、各カラーフィルタは各画素電極１１（１１ａ、１１ｂ）に対向する位置に設けられている。また、カラーフィルタ層４２において、カラーフィルタが形成されていない領域には、ブラックマトリクス等の遮光層が格子状になるように形成されている。
【００４２】
また、カラーフィルタ層４２は、反射部３５上に配置された反射用カラーフィルタ層４２ａと、この反射用カラーフィルタ層４２ａに積層された透明樹脂層４２ｂと、透過部３０上に配置されて反射用カラーフィルタ層４２ａと一体である透過用カラーフィルタ層４２ｃとから構成されている。反射用カラーフィルタ層４２ａの厚みは、透過用カラーフィルタ層４２ｃの２分の１の厚みとされている。また、反射用カラーフィルタ層４２ａ及び透明樹脂層４２ｂの合計厚みと、透過用カラーフィルタ層４２ｃの厚みはほぼ同じ厚みに形成されている。これにより、カラーフィルタ層４２の液晶層５側の面が平坦面とされている。
【００４３】
そして、上述のカラーフィルタ層４２の液晶層側には、ＩＴＯ等の透明な対向電極（共通電極）４３と共通配向膜４４が形成されている。共通配向膜４４は、ラビング等の所定の配向処理が施されたポリイミド等からなるものであり、第２配向膜２９ｂのプレティルト角度とほぼ同等のプレティルト角度に設定されている。
【００４４】
そして、上述のように構成された基板２、３は、スペーサ（図示略）によって互いに一定に離間された状態で保持されるとともに、図１に示すように基板周辺部に矩形枠状に塗布された熱硬化性のシール材４５によって接着一体化されている。そして、基板２、３及びシール材４５によって密閉された空間に液晶が封入されて光変調層としての液晶層５が形成され、液晶セル１が構成されている。
【００４５】
本実施形態の半透過型液晶表示装置Ａにおいては、上記のように絶縁膜２０ａに凹部２２が形成され、この凹部部２２内にも液晶が導入されることにより、透過部３０における液晶層５の厚みｄ３は、反射部３５における液晶層５の厚みｄ４より大きい値とされており、好ましくは透過部３０における液晶層５の厚みｄ３が、反射部３５における液晶層５の厚みｄ４の略２倍の値とされている。即ち、反射体２０の厚みと反射部３５における液層層５の厚みｄ４との合計が、透過部３０における液晶層５の厚みｄ３に一致している。
【００４６】
次に、液晶セル１の光学特性について説明する。
液晶層５は、常温でネマチック状態となる液晶分子からなるものである。
透過部３０における液晶層５においては、図２に示すように、基準電圧（白表示となる電圧）を印加した際に、共通配向膜４４及び第２配向膜２９ｂ近傍の液晶分子が平行配向（プレティルト角が０°〜４°）となり、液層層５の中央付近における液層分子が垂直配向となり、全体として弓形に配列するいわゆるベント配向をとる。また、基準電圧から徐々に電圧を加えていくと、配向膜４４、２９ａ近傍の液晶分子のプレティルト角が印加電圧に応じて徐々に高くなり、階層表示が可能になる。以上のように、本実施形態の液晶表示装置は、透過部３０においては、ＯＣＢモードで動作するように構成されている。
【００４７】
一方、反射部３５における液層層５においては、図２に示すように、基準電圧（白表示となる電圧）を印加した際に、共通配向膜４４の液晶分子が平行配向（プレティルト角が０°〜４°）となり、第１配向膜２９ａ近傍の液晶分子が垂直配向（プレティルト角が８８°〜９０°）となり、液層層５の中央付近における液層分子が垂直配向となり、全体として半弓形に配列するいわゆるハイブリッド配向をとる。また、基準電圧から徐々に電圧を加えていくと、共通配向膜４４近傍の液晶分子のプレティルト角が印加電圧に応じて徐々に高くなり、階層表示が可能になる。以上のように、本実施形態の液晶表示装置は、反射部３５においては、ＯＣＢモードに類似するモードで動作するように構成されている。
【００４８】
以上詳細に説明したように、本実施形態の半透過型液晶表示装置Ａによれば、第１配向膜２９ａのプレティルト角度が第２配向膜２９ｂのプレティルト角度よりも大きく設定されているので、透過モード及び反射モードにおいて、高輝度かつ高コントラストで良好な白表示を得ることができる。
また、透過部３０及び反射部３５における表示状態を均一にすることができ、表示ムラを防止することができる。特に、コントラストのムラをなくすことができる。
【００４９】
また、反射部３５におけるカラーフィルタ層４２ａの厚みが、透過部３０におけるカラーフィルタ層４２ｃの厚みの２分の１に設定されているので、透過部３０及び反射部３５における色ムラの発生を防止してコントラストを一定にできるとともに、輝度を高めることができる。
また、反射部３５における透明樹脂層４２ｂと、透過部３０におけるカラーフィルタ層４２ｃとが液晶層５側で同一面を形成しているので、液晶セル１のセルギャップを容易に制御することができる。
【００５０】
更に、反射部３５における液層層５の厚みｄ４が、透過部３０における液晶層５の厚みｄ３の略２倍に設定されているので、反射部３５において液晶層５を透過する光の光路長と、透過部３０において液晶層５を透過する光の光路長とをほぼ一致させることができる。
【００５１】
次に、本実施形態の半透過型液晶表示装置Ａの製造方法について説明する。
まず図３に示すように、基板６上に走査線および信号線と、スイッチング素子１０と、透過型電極１１ａを形成する。更に、基板６上に絶縁膜２０ａを積層するとともに絶縁膜２０ａ上に反射型電極１１ｂを形成する。また絶縁膜２０ａには凹部２２を設けて透過型電極１１ａを露出させる。なお、絶縁膜２０ａの厚みは２μｍ程度が好ましい。
【００５２】
次に、図４に示すように、基板６の全面、すなわち反射型電極１１ｂおよび透過型電極１１ａの上に、第１配向膜２９ａを形成する。第１配向膜を形成するには、まず、上記の［化１］ないし［化７］に示す構造の化合物が溶解された溶液を用意する。この溶液は、［化１］または［化７］に示すポリイミドを、Ｎメチルピロリドンまたはγブチロラクトンのいずれかの溶媒に溶解させてワニス化させたものである。
そして、この溶液をスピンコート法、フレキソ印刷法、スピンコート法等で基板６の全面に均一に塗布する。塗布後、熱処理して溶媒を揮発させることにより、塗膜を形成する。そして、形成後の塗膜にラビング処理を施すことによって第１配向膜２９ｂを形成する。なお、第１配向膜２９ａは、焼成後で４００Åないし１０００Å程度の厚みに形成することが望ましい。
【００５３】
第１配向膜２９ａの製造方法について更に詳細に説明する。
まず、配１配向膜２９ａの材料として、長鎖アルキル基を有する垂直配向膜材料（前出の日産化学株式会社製ＳＥ−１２１１）を用いる場合について説明する。まず、このＳＥ−１２１１をＮメチルピロリドンからなる溶媒に溶かして５質量％の溶液を調整する。次に、この溶液をスピンコート法または転写印刷法により基板６の全面に塗布する。塗布後、１９０℃で２０分間加熱する。これにより、膜厚が約６００Å以下の塗膜が得られる。得られた塗膜に対するラビング処理は、塗膜表面の斜め４５°方向から、波長２５０ｎｍ以下、照射量０．５Ｊ／ｃｍ２以下（より好ましくは０．１Ｊ／ｃｍ２以上０．５Ｊ／ｃｍ２以下）のＵＶ光を照射することにより行う。
【００５４】
次に、第１配向膜２９ａの材料として、上記［化１］に記載の化合物を用いる場合について説明する。まず、上記［化１］に示す化合物を塩化メチレンまたはアセトンからなる溶媒に溶かして２０質量％の溶液を調整する。次に、この溶液をスピンコート法または転写印刷法により基板６の全面に約４００ｎｍ以下の厚みに塗布する。塗布後、８５℃で４０秒間加熱する。これにより塗膜が得られる。得られた塗膜に対するラビング処理は、塗膜表面に、波長２５４ｎｍ、強度１．０ｍＷ／ｃｍ２程度の偏光させたＵＶ光を４０分間程度照射することにより行う。ＵＶ光は、例えば超高圧水銀ランプ（例えばウシオ製ＵＳＨ−２５０Ｄ型）により照射される。このようにして、プレティルト角が３０°ないし４０°の範囲に設定される。
【００５５】
次に、第１配向膜２９ａの材料として、上記［化２］に記載の化合物を用いる場合について説明する。まず、上記［化２］に示す化合物を塩化メチレンまたはアセトンからなる溶媒に溶かして１．５質量％の溶液を調整する。次に、この溶液をスピンコート法または転写印刷法により基板６の全面に約５００Å以下の厚みに塗布する。塗布後、８５℃で２０秒間加熱する。これにより塗膜が得られる。得られた塗膜に対するラビング処理は、室温において、塗膜表面の３０°ないし６０°の斜め方向から、波長３６５ｎｍ、強度１．０ｍＷ／ｃｍ２以下の非偏光ＵＶ光を４秒間ないし１２秒間程度照射することにより行う。ＵＶ光は、例えばＨｇ−Ｘｅランプにより照射される。このようにして、プレティルト角が６０°ないし８５°の範囲に設定される。なお、ＵＶ光の照射時間が１０秒間を越えると、プレティルト角が最小で２０°まで低下する。例えばＵＶ光の照射時間が１３秒間ではプレティルト角が４５°になる。
【００５６】
次に、第１配向膜２９ａの材料として、上記［化３］に記載の化合物を用いる場合について説明する。まず、上記［化３］に示す化合物を塩化メチレンまたはアセトンからなる溶媒に溶かして溶液を調整する。次に、この溶液をスピンコート法または転写印刷法により基板６の全面に約８００Å以下の厚みに塗布する。塗布後、室温〜５０℃で超高圧水銀ランプで偏光ＵＶ光を照射する。ＵＶ光は、波長３００ｎｍ、強度１０Ｊ／ｃｍ２以下程度がよい。このようにして、プレティルト角が８５°ないし８９°の範囲の第１配向膜２９ａが形成される。
【００５７】
次に、第１配向膜２９ａの材料として、上記［化４］に記載の化合物を用いる場合について説明する。まず、上記［化４］に示す化合物を塩化メチレンまたはアセトンからなる溶媒に溶かして溶液を調整する。次に、この溶液をスピンコート法または転写印刷法により基板６の全面に約４００Å以下の厚みに塗布する。基板表面に対して斜め方向６０°以下の角度から、波長３６５ｎｍ、強度１５Ｊ／ｃｍ２以下の非偏光ＵＶ光をＨｇ−Ｘｅランプにより照射する。照射後、１００℃で３０分間熱処理する。このようにして、プレティルト角が７０°ないし８５°の範囲の第１配向膜２９ａが形成される。なお、ＵＶ光を照射しない場合はプレティルト角が８０°程度になる。
【００５８】
次に、第１配向膜２９ａの材料として、上記［化５］または［化６］に記載の化合物を用いる場合について説明する。まず、上記［化５］または［化６］に示す化合物を水−エタノール混合溶媒（エタノール５％以下）に溶かして０．５〜５質量％の溶液を調整する。次に、この溶液を転写印刷法により基板６の全面に塗布する。塗布後、基板ごと１２０℃に加熱して溶媒を除去する。そして、次に通常の方法ラビング処理を行う。これにより第１配向膜２９ａが形成される。
【００５９】
次に、図５に示すように、基板６上の凹部２２、すなわち透過型電極１１ａ上にインクジェット用ノズルＮを配置させ、このノズルＮから第２配向膜の構成材料を含む溶液Ｌを吐出させる。この溶液Ｌは、上記の［化３］に示す構造のポリイミドがγブチロラクトンに溶解されてワニス化されてなるものである。この溶液Ｌをインクジェット用ノズルＮから吐出させることで、溶液Ｌの液滴を透過型電極１１ａ上に正確に着弾させることが可能になる。なお、透過型電極１１ａの周辺は絶縁膜２０ａが除去されて凹部２２となっているため、溶液Ｌが凹部２２の外側に溢れ出ることがない。
吐出された溶液Ｌは、図６に示すように、溶媒であるγブチロラクトンが揮発されて［化３］に示す構造のポリイミド膜となる。積層されたポリイミド膜にはラビング処理が施されて第２配向膜２９ｂが形成される。このようにして、透過型電極１１ａ上の第１配向膜２９ａ上に第２配向膜２９ｂを積層する。なお、第２配向膜２９ｂは、焼成後で４００Åないし１０００Å程度の厚みに形成することが望ましい。以上のようにして、第１、第２配向膜２９ａ、２９ｂが形成されてなるアクティブマトリックス基板２が得られる。
【００６０】
第１配向膜２９ａは、インクジェットノズルＮで溶液Ｌを吐出させる際の溶液受容層としての役割を果たす。すなわち、溶液Ｌが凹部２２内に着弾すると、溶液Ｌが第１配向膜２９ａに馴染み、溶液Ｌが均一に広がり、膜厚が一定である第２配向膜２９ｂが形成される。溶液Ｌと第１配向膜２９ａが馴染みやすいのは、第１配向膜２９ａを構成する材料が上述したポリイミドであり、このポリイミドが溶液Ｌの溶媒であるγブチロラクトンと親和性が高いためである。
このように凹部形状が溶液受容層になっていることによって、透過部に相当するパターンの形状を形成する際に、インクジェット印刷時の吐出量のコントロールをすれば、形成パターン位置・形状に対する位置精度に対する許容度が広がる。なお、溶液受容層として、予め凹部２２内の第１配向膜２９ａ上にポリビニルアルコール層などを形成しておいてもよい。
【００６１】
次に、カラーフィルタ層と共通電極と共通配向膜とが形成されてなる共通基板を用意し、この共通基板と先に製造したアクティブマトリックス基板とを一定の間隔をあけてはり合わせ、各基板間に液晶層を封入することにより、図２に示す液晶パネル１が得られる。
【００６２】
上述したように、本実施形態の液晶表示装置の製造方法では、第１配向膜２９ａ上に、溶液Ｌを吐出して第２配向膜２９ｂを形成する所謂インクジェット法を採用する。この方法では、前記溶液Ｌを吐出してから揮発性の溶媒のみを蒸発させることで第２配向膜２９ｂを形成する。これにより、従来の方法のような液残りやシミ発生の問題もなく、アルカリ残留が起きることもない。またインクジェット法を利用することで、第２配向膜２９ｂの形成位置を精密に制御することができる。
【００６３】
これにより、プレティルト角度の異なる領域を選択的に形成する際に、非接触で迅速かつ必要なパターン精度で配向膜２９ａ，２９ｂを形成することができる。特に、透過部となる透過型電極１１ａが溶液を受けやすい凹部と２２された場合は、予め形成してある第１配向膜２９ａが溶液の受容層の機能を果たすので、第２配向膜２９ｂの平坦性およびパターン精度が格段に向上するとともに、ピンホールの発生を未然に防止できる。また、アルカリ性のエッチャントを使用しないので、残留アルカリを低減でき、液晶層の電圧保持特性を向上できる。
【００６４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では基板６の全面に第１配向膜を形成してからインクジェット法で第２配向膜を透過部３０に形成したが、これに代えて、基板全面に第１配向膜を形成してから、次にインクジェット法で第２配向膜を反射部に形成してもよい。この場合、第１配向膜のプレティルト角度を第２配向膜のプレティルト角度よりも小さくすることが望ましい。そのためには、上記実施形態の第１、第２配向膜２９ａ、２９ｂの構成材料を入れ替えれば良い。
【００６５】
また、インクジェットノズルは１つに限らず、複数のインクジェットノズルから複数の凹部内に同時に溶液を吐出させて、第２配向膜を形成することは勿論可能である。この場合、配向膜の形成を迅速に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は本発明の実施形態である液晶表示装置の一例を示す断面模式図。
【図２】図２は本発明の実施形態である液晶表示装置の要部を示す断面模式図。
【図３】図３は、本発明の実施形態である液晶表示装置の製造方法の一例を示す工程図。
【図４】図４は、本発明の実施形態である液晶表示装置の製造方法の一例を示す工程図。
【図５】図５は、本発明の実施形態である液晶表示装置の製造方法の一例を示す工程図。
【図６】図６は、本発明の実施形態である液晶表示装置の製造方法の一例を示す工程図。
【符号の説明】
【００６７】
５…液晶層、６…他方の基板、１０…スイッチング素子、１１…画素電極、１１ａ…反射型電極、１１ｂ…透過型電極、２０ａ…絶縁膜（凸部）、２２…凹部、２９ａ…第１配向膜、２９ｂ…第２配向膜、４１…一方の基板、４３…共通電極、４４…共通配向膜、Ａ…液晶表示装置、Ｌ…溶液
【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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