CN101290422B - 液晶装置、液晶装置的制造方法以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的液晶装置(100)具备夹持液晶层(50)的一对基板(10、20)，在一个子像素区域内设置进行反射显示的反射显示区域(R)和进行透过显示的透过显示区域(T)，在所述一对基板中的一个基板(20)的反射显示区域(R)所对应的区域上设置相位差层(60)，所述相位差层(60)通过隔着取向膜(第一取向膜61、第二取向膜63)层叠多个液晶材料层(第一相位差层62和第二相位差层64)而形成。由此，提供一种能形成光学特性优异的相位差的液晶装置。

Description

液晶装置、液晶装置的制造方法以及电子设备
技术领域
本发明涉及在液晶面板的内侧具备相位差层的半透过反射型的液晶装置及其制造方法、以及电子设备。
背景技术
作为半透过反射型的液晶装置，公知有在液晶面板的内面侧具备相位差层的相位差层内置型的液晶装置。对反射显示区域选择性地设置相位差层，由此实现适当的反射显示和透过显示。在这种液晶装置中，无需在液晶面板的外侧设置λ/4相位差板等，因此，有助于液晶装置的薄型化和低成本化。
专利文献1：特开2005-338256号公报
但是，当在液晶面板的内面侧设置了相位差层的情况下，需要进行考虑了相位差层的层厚的单元厚度的设计。例如，在半透过反射型液晶装置中，采用使反射显示区域和透过显示区域的液晶层厚不同的多间隙构造，但由于相位差层的延迟(相位差)由材料的双折射Δn和相位差层的层厚d决定，因此，当延迟Δnd的大小改变时，层厚d改变，会对多间隙构造添加该层厚d的限制。该情况下，需要进行工艺的大的改变，使显示品质降低的风险也增大。
而且，在利用相位差层作为使反射显示区域和透过显示区域的液晶层厚不同的液晶层厚调整层(多间隙构造)的情况下，相位差层具有几μm左右的层厚，因此，在通过一次的涂敷工序来形成相位差层时，相位差层的层厚可能会不均匀。还有，相位差层通过在取向膜上涂敷液晶材料并在进行干燥固化时使其沿规定方向取向的方法而形成，因此，若相位差层的层厚大，则距离取向膜远的部分的液晶材料不会充分取向，存在不能实现精密的光学设计的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况而实现，其目的在于提供一种能形成光学特性优异的相位差的液晶装置及其制造方法。另一个目的在于通过具备这样的液晶装置来提供显示品质优异的电子设备。
为解决上述课题，本发明的液晶装置，具备夹持液晶层的一对基板，在一个子像素区域内设置进行反射显示的反射显示区域和进行透过显示的透过显示区域，并且在所述一对基板中的一个基板的反射显示区域所对应的区域上设置相位差层，所述相位差层通过隔着取向膜层叠多个液晶材料层而形成。根据该构成，通过调节多种液晶材料的双折射Δn和层厚d，能形成具备所希望的相位差和层厚的相位差层。本发明中，由于相位差层通过多次的涂敷工序形成，与通过一次涂敷工序形成厚的相位差层的情况相比，能形成层厚均匀的相位差层。进而，由于液晶材料隔着取向膜而被层叠，因此，在一个取向膜上被取向的液晶材料的厚度变薄，从而在液晶材料整体中能获得充分的取向限制力。因此，根据本发明，能以所希望的层厚形成光学特性优异的相位差，从而能提供显示品质优异的液晶装置。
本发明中，希望通过所述相位差层的层厚，使所述反射显示区域的液晶层的层厚比所述透过显示区域的液晶层的层厚更小。由此，能实现多间隙构造。在使相位差层作为液晶层厚调整层发挥功能的情况下，以往通过一次涂敷工序形成，因此，若相位差层的层厚增大，则存在相位差层的层厚不均匀、或相位差层整体的取向不充分等问题，但本发明中，通过多次涂敷工序来形成相位差层，因此，能高精度地形成所希望的厚度的液晶层厚调整层，进而，相位差层的光学设计也能精密地进行，因此能提供显示品质优异的液晶装置。
本发明中，希望所述相位差层由双折射不同的多个液晶材料层构成。根据本发明，通过适当调节各液晶材料的双折射和层厚，能使相位差层整体的相位差和层厚成为所希望的相位差和层厚。该情况下，由于能分别独立地控制相位差层整体的相位差和层厚，因此，即使相位差层整体的相位差被改变，也无需改变相位差层整体的层厚。因此，无需改变工艺，能以通用的工艺实现稳定的显示品质。
本发明中，所述相位差层由双折射相等的多个液晶材料层构成。根据该构成，由于多次重叠涂敷同一液晶材料，因此，与通过一次涂敷工序形成相位差层的情况相比，能形成层厚均匀的相位差层。而且，由于隔着取向膜来层叠液晶材料，因此，在一个取向膜上被取向的液晶材料的厚度变薄，从而在液晶材料整体中能获得充分的取向限制力。
本发明中，希望所述多个液晶材料层各自的层厚在1μm以下。由于通过取向膜使液晶材料取向且硬化来形成相位差层，因此，若相位差层的厚度大，则无法在整个相位差层获得充分的取向限制力。若使该厚度大致为1μm左右、相位差层的层厚在1μm以下，则能在整个相位差层获得取向膜的取向限制力，能形成光学特性优异的相位差层。
本发明中，希望所述多个液晶材料层各自的取向方向相互平行。根据该构成，即使不进行利用了计算机的仿真，也能容易地把握相位差层的光学特性，从而减少设计误差。
本发明中，希望所述相位差层的相位差为1/2波长，形成有所述相位差层的区域的液晶层的相位差为1/4波长。根据该构成，能使液晶层和相位差层的层叠体作为宽频带的1/4相位差板发挥功能。这里，若设相位差层的相位差为1/2波长，则相位差层的层厚大，因此，有可能在相位差层的层厚中产生偏差或相位差层整体的取向不充分，但本发明中，由于隔着取向膜通过多次涂敷工序来形成相位差层，因此，即使相位差层的层厚大，也能实现精密的光学设计，提供显示品质优异的装置。
在本发明的液晶装置的制造方法中，所述液晶装置具备夹持液晶层的一对基板，在一个子像素区域内设置进行反射显示的反射显示区域和进行透过显示的透过显示区域，并且在所述一对基板中的一个基板的反射显示区域所对应的区域上设置由多个液晶材料层构成的相位差层，所述相位差层的形成工序包括：在所述一个基板上形成取向膜的第一工序；在所述取向膜上涂敷液晶材料的第二工序；和通过所述取向膜使所述液晶材料取向且硬化的第三工序；通过将所述第一工序～第三工序反复执行多次，从而形成由所述多个液晶材料层构成的相位差层。根据该构成，通过调节多种液晶材料的双折射Δn和层厚d，能形成具备所希望的相位差和层厚的相位差层。本发明中，由于相位差层通过多次的涂敷工序形成，与通过一次涂敷工序形成厚的相位差层的情况相比，能形成层厚均匀的相位差层。进而，由于液晶材料隔着取向膜而被层叠，因此，在一个取向膜上被取向的液晶材料的厚度变薄，从而在液晶材料整体中能获得充分的取向限制力。因此，根据本发明，能以所希望的层厚形成光学特性优异的相位差，从而能提供显示品质优异的液晶装置。
本发明中，希望所述多个液晶材料层中的至少一个液晶材料层由具有与其他液晶材料的双折射不同的双折射的液晶材料构成。根据该方法，通过分别适当调节各液晶材料的双折射和层厚，能使相位差层整体的相位差和层厚成为所希望的相位差和层厚。该情况下，由于能分别独立地控制相位差层整体的相位差和层厚，因此，即使相位差层整体的相位差被改变，也无需改变相位差层整体的层厚。因此，无需改变工艺，能以通用的工艺实现稳定的显示品质。
本发明中，希望所述多个液晶材料层由双折射相互相等的液晶材料构成。根据该构成，由于多次重叠涂敷同一液晶材料，因此，与通过一次涂敷工序形成相位差层的情况相比，能形成层厚均匀的相位差层。而且，由于隔着取向膜来层叠液晶材料，因此，在一个取向膜上被取向的液晶材料的厚度变薄，从而在液晶材料整体中能获得充分的取向限制力。
本发明的电子设备的特征在于具备上述的本发明的液晶装置。根据该构成，能提供显示品质优异的电子设备。
附图说明
图1是第一实施方式的液晶装置的等效电路图。
图2是上述液晶装置的一个子像素的平面构成图。
图3是沿图2的A-A’线的剖面构成图。
图4是上述液晶装置的光学部件的光学轴的配置的说明图。
图5是用于说明上述液晶装置的制造方法的剖面工序图。
图6是第二实施方式的液晶装置的剖面构成图。
图7是作为电子设备的一例的移动电话的概略构成图。
图中：10-第一基板；20-第二基板；50-液晶层；60-相位差层；61-第一取向膜；62-第一相位差层；63-第二取向膜；64-第二相位差层；65-相位差层；66-第一取向膜；67-第一相位差层；68-第二取向膜；69-第二相位差层；100-液晶装置；152-第一相位差层的光学轴；154-第二相位差层的光学轴；200-液晶装置；1300-移动电话(电子设备)；R-反射显示区域；T-透过显示区域。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。所涉及的实施方式表示本发明的一个形态，并不对本发明进行限定。在下述实施方式中，各构成部件的各形状和组合等只是一例，在不脱离本发明的主旨的范围内可基于设计要求等进行各种变更。另外，在以下附图中，为了便于理解各构成，使各构造的比例尺或数量等与实际构造不同。
[第一实施方式]
图1是构成本发明的第一实施方式的液晶装置100的形成为矩阵状的多个子像素的电路构成图。本实施方式的液晶装置100是采用了对液晶作用基板面方向的电场(横电场)并通过控制取向来进行图像显示的横电场方式中的被称为FFS(Fringe Field Switching)方式的液晶装置。而且，是在基板上具备滤色器的彩色液晶装置，由射出R(红)、G(绿)、B(蓝)的各色光的三个子像素构成一个像素。因此，将构成显示的最小单位的显示区域称为“子像素区域”，将由一组(R、G、B)子像素构成的显示区域称为“像素区域”。
如图1所示，在构成液晶装置100的图像显示区域的以矩阵状形成的多个子像素区域，分别形成有像素电极9、与像素电极9电连接并对子像素进行开关控制的TFT30，从数据线驱动电路101延伸的数据线6a与TFT30的源极电连接。数据线驱动电路101通过数据线6a向各像素供给图像信号S1、S2、…、Sn。图像信号S1～Sn可按该顺序逐条线供给，也可对相邻接的多条数据线6a之间按每组进行供给。
在TFT30的栅极上，电连接有从扫描线驱动电路102延伸的扫描线3a，从扫描线驱动电路102以规定的定时按脉冲方式向扫描线3a供给的扫描信号G1、G2、…、Gm，以该顺序按线依次被施加到TFT30的栅极。像素电极9与TFT30的漏极电连接。并且，通过扫描信号G1、G2、…、Gm的输入使作为开关元件的TFT30仅在一定期间内为导通状态，从而可以以规定的定时将从数据线6a提供的图像信号S1、S2、…、Sn写入像素电极9。
经由像素电极9而写入液晶中的规定电平的图像信号S1、S2、…、Sn在像素电极9和对置的公共电极之间被保持一定期间。在此，为了防止所保持的图像信号发生泄漏，与形成于像素电极9和公共电极之间的液晶电容并联地连接有蓄积电容70。蓄积电容70设于TFT30的漏极和电容线3b之间。
图2是液晶装置100的任意一个子像素的俯视构成图。在液晶装置100的子像素区域设置有：俯视下呈近似梯子状的在Y轴方向上延长的像素电极(第一电极)9、和与像素电极9平面重叠地配置的俯视近似满涂状的公共电极(第二电极)19。在子像素区域的图示左上端部的角部(或在各子像素区域的间隙)，立设有用于使第一基板10和第二基板20保持以规定间隔分离的状态的柱状隔离物40。
像素电极9构成为包括：大致沿X轴方向延伸的多条(图示中为15条)带状电极9c、与这些带状电极9c的图示左右方向的两端部连接的俯视下近似为矩形框状的框体部9a，多个带状电极9c以均匀的间隔相互平行地排列在Y轴方向上。
公共电极19形成为覆盖局部设置在子像素区域内的反射层29。在本实施方式中，公共电极19是由ITO(铟锡氧化物)等透明导电材料构成的导电膜，反射层由铝或银等光反射性的金属膜、或层叠有折射率不同的电介质膜(SiO2和TiO2等)的电介质层叠膜(电介质反射镜)构成。液晶装置100优选具备使在上述反射层29处的反射光散射的功能，根据该构成，可提高反射显示的视觉辨认性。
此外，公共电极19除了如本实施方式这样采用形成为覆盖反射层29的构成之外，还可采用在平面上划分了由透明导电材料构成的透明电极和由光反射性的金属材料构成的反射电极的构成，该构成中，具备与透过显示区域对应配置的透明电极、和与反射显示区域对应配置的反射电极，两电极在透过显示区域和反射显示区域之间(边界部)相互电连接。该情况下，透明电极和反射电极构成与像素电极9之间产生电场的公共电极，另一方面，反射电极作为该子像素区域的反射层而发挥功能。
在子像素区域形成有：沿X轴方向延伸的数据线6a、沿Y轴方向延伸的扫描线3a、和与扫描线3a邻接且与扫描线3a平行延伸的电容线3b。与数据线6a和扫描线3a的交叉部对应地在其附近设置有TFT30。TFT30具备：局部形成在扫描线3a的平面区域内的岛状的非晶硅膜构成的半导体层35、一部分与半导体层35在平面上重叠地形成的源电极6b、和漏电极32。扫描线3a在从平面上与半导体层35重叠的位置上，作为TFT30的栅电极发挥功能。
TFT30的源电极6b呈从数据线6a分支并延伸到半导体层35的俯视下近似L形，漏电极32从半导体层35上延伸到像素电极侧，与俯视下近似矩形的电容电极31电连接。在电容电极31上，配置有像素电极9的接触部，通过在两者从平面上重叠的位置上设置的像素接触孔45，电容电极31与像素电极9电连接。而且，电容电极31配置在电容线3b的平面区域内，在该位置上形成有蓄积电容70，该蓄积电容70以在厚度方向上对置的电容电极31和电容线3b作为电极。
图3是沿图2的A-A’线的局部剖面构成图。液晶装置100具备在相互对置配置的第一基板10与第二基板20之间夹持有液晶层50的构成，液晶层50通过沿第一基板10与第二基板20相对置的区域的缘端设置的密封件(省略图示)而被密封于两基板10、20之间。在第一基板10的外面侧(与液晶层相反的一侧)设置有偏振片14，在第二基板20的外面侧设置有偏振片24。在第一基板10的背面侧(图中下面侧)设置有具备光源、导光板91和反射板92的背光灯(照明装置)90。
第一基板10以由玻璃或石英、塑料等构成的基板主体10A为基体，在基板主体10A的内面侧(液晶层50一侧)形成有扫描线3a及电容线3b，并形成有覆盖扫描线3a与电容线3b的栅绝缘膜11。在栅绝缘膜11上形成有非晶硅的半导体层35，并且以一部分跨在半导体层35上的方式形成有源电极6b与漏电极32。在漏电极32的图示右侧一体形成有电容电极31。半导体层35隔着栅绝缘膜11与扫描线3a对置配置，在该对置区域内扫描线3a构成TFT30的栅电极。电容电极31隔着栅绝缘膜11与电容线3b对置配置，在电容电极31与电容线3b对置的区域，形成有以栅绝缘膜11作为电介质膜的蓄积电容70。
覆盖半导体层35、源电极6b、漏电极32和电容电极31的方式形成有第一层间绝缘膜12。在第一层间绝缘膜12上的一部分，形成有丙烯酸树脂等的树脂层39，在树脂层39上形成有反射层29。树脂层39设置在除透过显示区域之外的区域上。树脂层39与后述的相位差层60一起作为使透过显示区域T与反射显示区域R的液晶层厚不同的液晶层厚调整层而发挥功能。覆盖反射层29和第一层间绝缘膜12，形成有由ITO等透明导电材料构成的公共电极19。上述树脂层39在其表面上具有凹凸形状，具有与该凹凸形状相仿的凹凸面而形成的反射层29构成了光散射性的反射单元。
这样，在子像素区域上局部形成有反射层29的本实施方式的液晶装置10中，在图2所示的一个子像素区域内的反射层29的形成区域成为反射显示区域R，对从第二基板20的外侧入射并透过液晶层50的光进行反射、调制，由此进行显示。还有，反射层29的形成区域的外侧的光透过区域成为透过显示区域T，对从背光灯90入射并透过液晶层50的光进行调制，由此进行显示。
覆盖公共电极19地形成有由硅氧化物等构成的第二层间绝缘膜13。在第二层间绝缘膜13的液晶层侧的表面上，形成有由ITO等透明导电材料构成的像素电极9。而且，覆盖像素电极9、第二层间绝缘膜13地形成有由聚酰亚胺等构成的取向膜18。
形成有贯通第一层间绝缘膜12和第二层间绝缘膜13并到达电容电极31的像素接触孔45，在该像素接触孔45内，嵌入有像素电极9的一部分(接触部)，使像素电极9与电容电极31电连接。与上述像素接触孔45的形成区域相对应，在公共电极19中也设置有开口部，成为通过该开口部使像素电极9与电容电极31电连接且公共电极19与像素电极9不会短路的构成。
另一方面，第二基板20以由玻璃或石英、塑料等构成的基板主体20A为基体，在基板主体20A的内面侧(液晶层50一侧)形成有CF层22，该CF层22具备按每个子像素使不同的色光透过的滤色器。上述滤色器优选构成为在子像素区域内被划分为色度不同的两种色材区域。具体而言，则可以采取以下构成：对应于透过显示区域T的平面区域而设置第一色材区域，对应于反射显示区域R的平面区域而设置第二色材区域，第一色材区域的色度大于第二色材区域的色度。再有，也可以采取在反射显示区域R的一部分设有非着色区域的构成。通过采取这种构成，从而可以防止滤色器在仅透过1次显示光的透过显示区域T与透过2次显示光的反射显示区域R之间显示光的色度不同，可以统一反射显示与透过显示的外观，提高显示品质。此外，CF层22也可以形成于第一基板10一侧。
在CF层22的液晶层50一侧，与反射显示区域R对应地形成有相位差层60，覆盖相位差层60和CF层22，形成有由聚酰亚胺等构成的取向膜28。相位差层60由包括第一相位差层62和第二相位差层64的多个相位差层形成。在本实施方式中，第一相位差层62的光学轴与第二相位差层64的光学轴相互平行地配置，相位差层60的光学轴与第一相位差层62的光学轴以及第二相位差层64的光学轴平行。相位差层60对该入射光赋予大致1/2波长(λ/2)的相位差，是在基板主体20A的内面侧设置的所谓的内面相位差层。第一相位差层62和第二相位差层64在取向膜上涂敷包含液晶材料(液晶单体或液晶低聚物)的溶液，通过在干燥固化时使其沿规定方向取向的方法形成。
这里，在设第一相位差层62的双折射为Δn1、层厚为d1、第二相位差层64的双折射为Δn2、层厚为d2的情况下，Δn1、d1、Δn2、d2构成为满足下式(1)、(2)。第一相位差层62和第二相位差层64通过隔着取向膜依次层叠双折射相互不同的液晶材料而形成。因此，第一相位差层62的双折射Δn1与第二相位差层64的双折射Δn2相互不同。此外，式中，N是根据设计而求得的相位差层60的所希望的相位差，D是根据设计而求得的相位差层60的所希望的层厚。
【数学式1】
Σ i = 1 2 Δn i d i = N · · · ( 1 )
【数学式2】
Σ i = 1 2 d i = D · · · ( 2 )
本实施方式中，相位差层60与树脂层39一起发挥用于使反射显示区域R中的液晶层50的厚度比透过显示区域T中的液晶层50的厚度更小的液晶层厚调整层的功能。在半透过反射型液晶显示装置中，向反射显示区域R的入射光透过液晶层50两次，但向透过显示区域T的入射光仅透过液晶层50一次。由此，若在反射显示区域R与透过显示区域T之间液晶层50的延迟(retardation)不同，则光透过率会产生差异，无法得到均匀的图像显示。因此，通过在液晶层50侧突出形成相位差层60和树脂层39，实现了所谓的多间隙构造。具体而言，反射显示区域R中的液晶层50的层厚设为透过显示区域T中的液晶层50的层厚的一半左右，将反射显示区域R及透过显示区域T中的液晶层50的延迟设为大致相同。这样，在反射显示区域R及透过显示区域T中可以得到均匀的图像显示。
本实施方式中，液晶层50由介电各向异性为正的液晶构成，在像素电极9与公共电极19之间未产生电场的初始取向状态下，透过显示区域T的液晶层50的延迟Δnd用于赋予大致1/2波长的相位差，反射显示区域R的液晶层50的延迟Δnd用于赋予大致1/4波长(λ/4)的相位差。因此，液晶层50与相位差层60的层叠体作为宽频带的1/4相位差板发挥功能，在整个可见光区域内反射率降低，可获得低反射率且无彩色的反射显示。
本实施方式中，在反射显示区域R上选择性地形成了相位差层60，但从作为相位差层的功能的观点出发，只要能在针对透过显示区域T中的透过光的相位差与针对反射显示区域R中的透过光的相位差之间产生规定的差异即可，从作为液晶层厚调整层的功能的观点出发，只要在反射显示区域R比在透过显示区域T更向液晶层50侧突出地形成即可，因此，也可根据部位而在CF层22上形成层厚不同的相位差层。即，可形成在透过显示区域T具有薄层厚和小相位差、且在反射显示区域R具有厚层厚和大相位差的相位差层。
图4是液晶装置100的各光学部件的光学轴的配置的说明图。偏振片14的透过轴153与偏振片24的透过轴155正交。偏振片24的透过轴155配置在与像素电极和公共电极之间产生的电场的主方向157(与图2所示的带状电极9c的延伸方向正交的方向)成45°的方向上。第一相位差层62的光学轴152(迟相轴)与第二相位差层64的光学轴154(迟相轴)平行，第一相位差层62的光学轴152与第二相位差层64的光学轴154配置在与偏振片24的透过轴155成22.5°的方向上。取向膜18、28的研磨方向151与偏振片14的透过轴153平行。取向膜18、28的研磨方向151并不限定于此，但设为与像素电极9和公共电极19之间产生的电场的主方向157交叉的方向。并且，在初始状态下，通过向像素电极9和公共电极19之间施加电压，沿着研磨方向151平行取向的液晶向上述电场的主方向157侧旋转取向。基于该初始取向状态和电压施加时的取向状态的差异来进行明暗显示。
图5是用于说明液晶装置100的制造方法的说明图。图5(a)～图5(e)是表示液晶装置100中的相位差层的形成工序的剖面工序图。此外，由于除相位差层的形成工序之外可采用公知的方法，因此，这里以相位差层的形成方法为中心进行说明，省略其他工序的详细说明。
本实施方式中，首先，通过仿真来计算所希望的相位差和所希望的层厚。然后，在可由单一的相位差层实现所希望的相位差和所希望的层厚时，由单一的相位差层形成相位差层60，在无法由单一的相位差层(液晶材料)实现所希望的相位差和所希望的层厚时，通过下面的工序由多个相位差层形成相位差层60。此外，多个相位差层各自的相位差和层厚可根据上述式(1)和(2)来设计。
首先，如图5(a)所示，在具备CF层22的基板主体20A上通过旋涂法或胶版印刷法涂敷取向膜形成材料，进行烧成之后进行研磨处理，由此形成第一取向膜61。作为取向膜材料，使用公知的可溶性聚酰亚胺溶液等。第一取向膜61至少形成在与反射显示区域对应的区域上，但也可形成在整个基板上。
接着，如图5(b)所示，在第一取向膜61上涂敷光聚合性液晶材料，通过进行曝光处理和显影处理，形成第一相位差层62。具体而言，向第一取向膜61上涂敷液晶单体或液晶低聚物等的光聚合性液晶材料的溶液，进行预烧成后将溶剂除去，然后以各向同性(isotropic)转移温度(相转移温度)以上的温度进行加热。接着，缓慢进行冷却，使光聚合性液晶材料沿第一取向膜61的研磨方向取向，然后，通过对光聚合性液晶材料进行曝光使其聚合，由此形成第一相位差层62。曝光处理针对反射显示区域进行，未进行曝光处理的透过显示区域的光聚合性液晶材料被有机溶剂的显影液除去。
然后，如图5(c)所示，在第一相位差层62上通过旋涂法或胶版印刷法涂敷取向膜形成材料，进行烧成之后进行研磨处理，由此形成第二取向膜63。作为取向膜材料，使用公知的可溶性聚酰亚胺溶液等。第二取向膜63至少形成在与反射显示区域对应的区域上，但也可形成在整个基板上。
接着，如图5(d)所示，在第二取向膜63上涂敷光聚合性液晶材料，通过进行曝光处理和显影处理，形成第二取向膜64。具体而言，向第二取向膜63上涂敷液晶单体或液晶低聚物等的光聚合性液晶材料的溶液，进行预烧成后将溶剂除去，然后以各向同性转移温度(相转移温度)以上的温度进行加热。接着，缓慢进行冷却，使光聚合性液晶材料沿第二取向膜63的研磨方向取向，然后，通过对光聚合性液晶材料进行曝光使其聚合，由此形成第二相位差层64。曝光处理针对反射显示区域进行，未进行曝光处理的透过显示区域的光聚合性液晶材料被有机溶剂的显影液除去。
然后，如图5(e)所示，在形成了第二相位差层64的基板上，通过旋涂法或胶版印刷法涂敷取向膜形成材料，进行烧成之后进行研磨处理，由此形成取向膜28。作为取向膜材料，使用公知的可溶性聚酰亚胺溶液等。取向膜28形成在显示区域的整个面上。
通过以上工序制作出第二基板20之后，将利用公知的制造方法制作出的第一基板10和第二基板20通过密封件贴合到一起。然后，在由第一基板10、第二基板20和密封件包围的空间内填充液晶并进行密封。接着，分别在基板主体10A的外面侧和基板主体20A的外面侧配置偏振片14、24，并通过在第一基板10的外面侧配置背光灯90，由此可制作上述实施方式的液晶装置100。
此外，将第一基板10和第二基板20贴合到一起的工序和封入液晶的工序、配置偏振片14、24的工序、背光灯90的制造工序等可应用公知的制造工序。而且，在将第一基板10和第二基板20贴合时，也可应用在两基板的对置面预先配置液晶并利用不具有密封口的框状的密封件将液晶封入的工序。
如以上所说明，根据本实施方式的液晶装置100，由于相位差层60由双折射不同的多个相位差层62、64形成，因此，通过适当调节各相位差层62、64的双折射Δn和层厚d，能形成具备所希望的相位差N和层厚D的相位差层60。该情况下，即使相位差层整体的相位差N被改变，也无需改变相位差层整体的层厚D。因此，无需改变工艺，能以通用的工艺实现稳定的显示品质。
还有，由于相位差层60通过多次的涂敷工序形成，与通过一次涂敷工序形成厚的相位差层的情况相比，能形成厚度均匀的相位差层。进而，由于第一相位差层62与第二相位差层64隔着第一取向膜61或第二取向膜63层叠，因此，在一个取向膜上被取向的液晶材料的厚度变薄，从而在整个相位差层上能获得充分的取向限制力。因此，能进行精密的光学设计，从而能提供显示品质优异的液晶装置。
此外，在本实施方式中，由双折射不同的两种液晶材料层(第一相位差层62、第二相位差层64)构成了相位差层60，但构成相位差层60的液晶材料层的层数并不限定于此。例如，也可由三层以上的液晶材料层来构成相位差层60。该情况下，可使各个液晶材料层的双折射相互不同，也可以是该多层中两层或三层以上由相同双折射的液晶材料层形成。该情况下，只要作为相位差层整体满足如式(1)和式(2)的关系，则能获得上述的作用效果。
还有，在本实施方式中，采用了称作FFS方式的方式，但同样通过基板面方向的电场使液晶动作的IPS(In Plane Switching)方式等中也可应用上述构成。而且，本发明的技术范围并不限定于以FFS方式和IPS方式为代表的横电场驱动型的液晶装置，还可应用于具备TN模式或VAN模式的液晶且在一方基板的液晶层侧设置有相位差层的液晶装置中。
[第二实施方式]
图6是本发明的第二实施方式的液晶装置200的剖面构成图。液晶装置200的基本构成与第一实施方式的液晶装置100相同。不同之处在于由双折射相等的多个相位差层67、69形成相位差层65。因此，对于与第一实施方式的液晶装置100公共的构成要素标注相同符号，并省略详细说明。
在CF层22的液晶层50一侧，与反射显示区域R对应地形成有相位差层65，覆盖相位差层65和CF层22，形成有由聚酰亚胺等构成的取向膜28。相位差层65由包括第一相位差层67和第二相位差层69的多个相位差层形成。在本实施方式中，第一相位差层67的光学轴与第二相位差层69的光学轴相互平行地配置，相位差层65的光学轴与第一位差层67的光学轴以及第二相位差层69的光学轴平行。相位差层65对该入射光赋予大致1/2波长(λ/2)的相位差，是在基板主体20A的内面侧设置的所谓的内面相位差层。第一相位差层67和第二相位差层69通过在取向膜上涂敷包含液晶材料(液晶单体或液晶低聚物)的溶液，在干燥固化时使其沿规定方向取向的方法形成。
这里，在设第一相位差层67的双折射为Δn1、层厚为d1、第二相位差层69的双折射为Δn2、层厚为d2的情况下，Δn1、d1、Δn2、d2构成为满足下式(3)～(5)。第一相位差层67和第二相位差层69通过隔着取向膜依次层叠双折射相等的液晶材料而形成。因此，第一相位差层67的双折射Δn1与第二相位差层69的双折射Δn2相等。此外，式中，N是根据设计而求得的相位差层65的所希望的相位差，D是根据设计而求得的相位差层65的所希望的层厚。
【数学式3】
Δni＝Δnj(i≠j)…(3)
【数学式4】
Σ i = 1 2 Δn i d i = N · · · ( 4 )
【数学式5】
Σ i = 1 2 d i = D · · · ( 5 )
本实施方式中，相位差层65与树脂层39一起发挥用于使反射显示区域R中的液晶层50的厚度比透过显示区域T中的液晶层50的厚度更小的液晶层厚调整层的功能。具体而言，反射显示区域R中的液晶层50的层厚设为透过显示区域T中的液晶层50的层厚的一半左右，将反射显示区域R及透过显示区域T中的液晶层50的延迟设为大致相同。这样，在反射显示区域R及透过显示区域T中可以得到均匀的图像显示。
本实施方式中，液晶层50由介电各向异性为正的液晶构成，在未施加电压的初始取向状态下，反射显示区域R的液晶层50的延迟Δnd用于赋予大致1/4波长(λ/4)的相位差。因此，液晶层50与相位差层65的层叠体作为宽频带的1/4相位差板发挥功能，在整个可见光区域内反射率降低，可获得低反射率且无彩色的反射显示。
液晶装置200的各光学部件的光学轴的配置与图4相同。即，偏振片14的透过轴与偏振片24的透过轴正交。偏振片24的透过轴配置在与像素电极和公共电极之间产生的电场的主方向(与带状电极9c的延伸方向正交的方向)成45°的方向上。第一相位差层67的光学轴(迟相轴)与第二相位差层69的光学轴(迟相轴)平行，第一相位差层67的光学轴与第二相位差层69的光学轴配置在与偏振片24的透过轴成22.5°的方向上。取向膜18、28的研磨方向与偏振片14的透过轴平行。取向膜18、28的研磨方向并不限定于此，但设为与像素电极9和公共电极19之间产生的电场的主方向交叉的方向。并且，在初始状态下，通过向像素电极9和公共电极19之间施加电压，沿着研磨方向151平行取向的液晶向上述电场的主方向侧旋转取向。基于该初始取向状态和电压施加时的取向状态的差异来进行明暗显示。
在形成相位差层65时，首先，通过仿真来计算所希望的相位差和所希望的层厚。然后，在算出的相位差层65的层厚比1μm大时，使平均每层的相位差层的层厚(平均每层的液晶材料层厚)在1μm以下，并按照使相位差层整体达到所希望的层厚的方式，多次反复进行取向膜的形成工序、液晶材料的涂敷工序和液晶材料的硬化工序，从而由多个相位差层构成相位差层65。在相位差层65的形成方法中，除第一相位差层67和第二相位差层69由相同的液晶材料形成这一点之外，与图5所示的方法相同。
如以上所说明，根据本实施方式的液晶装置200，由于相位差层65由双折射相等的多个相位差层67、69形成，因此，通过适当调节各相位差层67、69的双折射Δn和层厚d，能形成具备所希望的相位差N和层厚D的相位差层65。
还有，由于相位差层66通过多次的涂敷工序形成，与通过一次涂敷工序形成厚的相位差层的情况相比，能形成厚度均匀的相位差层。进而，由于第一相位差层67与第二相位差层69隔着第一取向膜66或第二取向膜68层叠，因此，在一个取向膜上被取向的液晶材料的厚度变薄，从而在整个相位差层上能获得充分的取向限制力。因此，能进行精密的光学设计，从而能提供显示品质优异的液晶装置。
此外，在本实施方式中，由双折射相等的两种液晶材料层(第一相位差层67、第二相位差层69)构成了相位差层65，但构成相位差层65的液晶材料层的层数并不限定于此。例如，也可由三层以上的液晶材料层来构成相位差层65。该情况下，只要作为相位差层整体满足如式(4)和式(5)的关系，则能获得上述的作用效果。
[电子设备]
图7是表示本发明涉及的电子设备的一例的概略立体图。移动电话机1300将本发明的液晶装置作为小尺寸的显示部1301而具备，并构成为具备多个操作按钮1302、受话口1303及送话口1304。由此，可以提供一种具备由本发明的液晶装置构成的显示品质优越的显示部的移动电话机1300。
上述各实施方式的液晶显示装置不限于上述移动电话，还适宜作为电子书、个人计算机、数码相机、液晶电视机、取景型或监视器直视型录像机、车辆导航装置、寻呼机、电子记事本、电子计算器、文字处理机、工作站、可视电话、POS终端、具备触摸面板的设备等的图像显示机构，无论在哪种电子设备中，都可以获得高对比度且宽视角的显示。

Claims (6)

1.一种液晶装置，具备夹持液晶层的一对基板，在一个子像素区域内设置进行反射显示的反射显示区域和进行透过显示的透过显示区域，并且在所述一对基板中的一个基板的反射显示区域所对应的区域上设置相位差层，
所述相位差层通过隔着取向膜层叠且具有相同取向的多个液晶材料层而形成，使得所述相位差层的相位差为1/2波长，形成有所述相位差层的区域的液晶层的相位差为1/4波长。
2.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，
根据所述相位差层的层厚，使所述反射显示区域的液晶层的层厚比所述透过显示区域的液晶层的层厚更小。
3.根据权利要求1或2所述的液晶装置，其特征在于，
所述相位差层由双折射不同的多个液晶材料层构成。
4.根据权利要求1或2所述的液晶装置，其特征在于，
所述相位差层由双折射相等的多个液晶材料层构成。
5.根据权利要求1或2所述的液晶装置，其特征在于，
所述多个液晶材料层各自的取向方向相互平行。
6.一种电子设备，具备权利要求1～5中任一项所述的液晶装置。
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