JP2002323698A

JP2002323698A - 半透過型液晶表示装置

Info

Publication number: JP2002323698A
Application number: JP2001128201A
Authority: JP
Inventors: Yasutake Aoki; 健剛青木
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】透過モードにて顕著な透過率が向上し、コント
ラストが改善され、色再現性が高く、色純度が高くな
り、反射モードと透過モードの色再現性の両立度を向上
させる。【解決手段】半透過型液晶表示装置１７において、ガラ
ス基板２上に凸部１８を多数配列した凸状配列群を形成
し、その上に光通過孔２６を有する半透過膜１９を被覆
し、さらにカラーフィルタ６、オーバーコート層７、透
明電極８とを形成している。また、ガラス基板３上に透
明電極１０と、配向膜１１とを順次形成している。そし
て、半透過膜１９の光通過孔２６を形成した部位に対応
する凸状配列群の樹脂部分を切欠いて切欠部ｐを設け
る。

Description

【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（特開平８
−２０１８０２号参照）、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
開平４−２４３２２６号参照）、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１を図１８に示す。

【０００５】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反射膜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。

【０００６】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。

【０００７】上記構成の液晶表示装置１においては、太
陽光、蛍光灯などの外部照明による入射光は偏光板１
６、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。

【０００８】上記構成の反射型液晶表示装置以外に、携
帯情報端末などにおいて、屋外・屋内の双方に使用でき
るＳＴＮ型の半透過型液晶表示装置が開発されている。

【０００９】この半透過型液晶表示装置によれば、太陽
光、蛍光灯などの外部照明によって反射型の装置として
用いたり、あるいはバックライトを内部照明として装着
して透過型の装置として使用するが、双方の機能を併せ
もたせるために、半透過膜を使用している（特開平８−
２９２４１３号参照）。さらにアクティブマトリックス
型半透過型液晶表示装置に同様な目的で半透過膜を使用
することが提案されている（特開平７−３１８９２９号
参照）。

【００１０】かかる半透過型液晶表示装置においても、
後方に配設した基板の面上に半透過膜を設け、前方に配
設した基板の外側に光散乱板を設けたことで機能分離型
となしたものが知られている。

【００１１】また、これら半透過型液晶表示装置に設け
た半透過膜は、アルミニウムなどの金属を蒸着したもの
であって、それをハーフミラーとして使用し、そして、
この金属膜でもって反射型の装置（反射モード）として
用いる場合には反射膜として、他方、透過型の装置（透
過モード）として用いる場合には透過膜として機能させ
ている。

【００１２】さらに、かかるハーフミラーの半透過膜を
使用すると、反射率と透過率の双方の機能をともに向上
させることがむずかしいという課題があり、この課題を
解消するために、光透過用ホールを設けた反射膜を上記
の半透過膜として使用した半透過型液晶表示装置が提案
されている（特許第２８７８２３１号参照）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような機能分離型の半透過型液晶表示装置においては、
光散乱板（前方散乱フィルムなど）を前方の基板の外側
に配設しているので、とくに反射型の装置として用いた
場合には、周囲光が装置に入射する際に、入射光は進行
方向に散乱すると同時に、光散乱板によって散乱される
光（後方散乱）が生じるという課題がある。

【００１４】このような後方散乱は各画素に対するＯＮ
／ＯＦＦに限らず、常に発生し、そのためにＯＦＦのと
きには後方散乱により黒輝度が高くなり、画質に像ボケ
が発生し、コントラストが低下していた。

【００１５】また、上記のような散乱反射型の液晶表示
装置１においては、フォトリソ工程により凸状配列群を
形成するに際し、再現性と量産性を高めるために各凸部
４を隔離させるが、その反面、各凸部４の間に平坦部が
存在し、この平坦部上にも光反射膜５が被覆され、これ
により、凸状配列群の平坦度が上がり、正反射成分が増
大し、その結果、光散乱性が低下していた。

【００１６】この課題を解消するために、ふたたびフォ
トリソ工程でもって平坦部上に凸部を設けたり、あるい
は凸状配列群上に樹脂を被覆して滑らかにする技術が提
案されているが、そのような工程を加えることで生産コ
ストが上がっていた。

【００１７】その上、半透過型液晶表示装置に用いる半
透過膜については、反射性と透過性との双方を高める技
術がいまだ完成されておらず、さらに開発が望まれてい
た。

【００１８】しかも、半透過型液晶表示装置は、反射モ
ードでは入射光はカラーフィルタを2回通過するのに対
し、透過モードでは入射光は1回のみの通過となるが、
反射領域および透過領域の双方ともカラーフィルタ（着
色層）の膜厚は一定であることで、透過モード時におけ
るパネル表示の色純度が、反射モードより劣化し、淡い
色合いになっていた。

【００１９】本発明者は、かかる課題を解消するため
に、特願平１１−３６３３９９号において、内部散乱反
射板を用いた半透過型液晶表示装置を提案した。

【００２０】この半透過型液晶表示装置によれば、基板
上に多数の透明樹脂からなる凸状配列群を形成し、この
凸状配列群上に光半透過膜を被覆するが、光半透過膜を
光通過孔を有する金属膜にて形成し、そして、前方散乱
フィルムを取り除いたことで、それに起因する後方散乱
が解消され、高コントラスト化および高視野角を達成し
た画質が実現できた。

【００２１】しかしながら、透過モードにおいて、バッ
クライトによる入射光は、光通過孔を通る際に透明樹脂
を通過し、その樹脂の透過率によって光減衰し、いまだ
満足し得る程度にまで、透過モードにおける色純度の低
下が改善されていないことが判明した。

【００２２】したがって本発明の目的は反射型の表示モ
ード時において後方散乱によるコントラストの低下をな
くした半透過型液晶表示装置を提供することにある。

【００２３】本発明の他の目的は透過モードにて凸状配
列群による光透過性の低下を防ぐなどして、高色純度お
よび高画質を達成した半透過型液晶表示装置を提供する
ことにある。

【００２４】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。

【００２５】また、本発明の他の目的は生産コストを下
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。

【００２６】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。

【００２７】

【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、基板の一方主面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、この光半透過膜上に透明電極と
配向層とを順次積層してなる一方部材と、透明基板上に
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
にネマチック型液晶を介在させてマトリックス状に画素
を配列せしめてなる装置構成であって、前記光半透過膜
が光通過孔を有する金属膜にて形成するとともに、この
光通過孔を形成した部位に対応する透明樹脂製凸部の樹
脂部分を切欠いたことを特徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図でもって詳述す
る。

【００２９】半透過型液晶表示装置図１と図２によりカラー表示用の半透過型液晶表示装置
１７を説明する。

【００３０】図１は半透過型液晶表示装置１７の断面概
略図であり、図２はその要部である光透過膜を形成した
一方部材の拡大断面図である。なお、図１８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。

【００３１】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。

【００３２】上記半透過膜１９によれば、光通過孔を有
する金属膜にて形成するが、この光通過孔を形成した部
位に対応する凸部１８の樹脂部分を切欠くことで、切欠
部ｐを形成する。

【００３３】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、
膜面に前記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。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。

【００３４】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。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。さらに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Ｉ
ＴＯからなる透明電極８とを形成している。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。また、各カラーフィルタ６
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
トリックスを形成してもよい。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】上記構成の液晶表示装置１７においては、
太陽光、蛍光灯などの外部照明による入射光は偏光板１
５、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。

【００４０】かくして本発明の液晶表示装置１７におい
ても、光散乱板を使用しないことで、従来のような後方
散乱という課題が解消され、その結果、反射型表示モー
ドのＯＦＦ時の明るさが低減し、コントラストが向上し
た。

【００４１】そして、この液晶表示装置１７では、ガラ
ス基板２の外側にポリカーボネイトなどからなる位相差
フィルム（図示せず）とヨウ素系の偏光板（図示せず）
とを順次形成し、さらにバックライトを配設すること
で、透過型表示モードになる。

【００４２】〔一方部材の形成方法〕ガラス基板２上の
凸状配列群の形成方法を図３〜図１７により述べる。

【００４３】図３と図４は凸状配列群の形成工程図、図
５は凸状配列群を形成するためのフォトマスクの平面
図、図６は他のフォトマスクの平面図である。また、図
７は現像時間と凸状配列群の凹凸高低差との関係を示
し、図８は現像時間の違いによる光感光性樹脂層の形状
変化を示す。図９は凸状配列群の拡大図、図１０は凸状
配列群の写真図であって、図１１は他の凸状配列群の拡
大図である。さらに図１２〜図１５は半透過膜の構成を
示す。図１６はカラーフィルタ６の形成工程図であり、
図１７は光通過孔を形成した半透過膜１９において、反
射モードと透過モードに適用する場合の双方の領域を示
す。

【００４４】まず、図３と図４に示す工程図でもって凸
状配列群の形成方法を述べる。

【００４５】以下、（ａ）工程〜（ｉ）工程の順にした
がって形成する。

【００４６】（ａ）工程アクリル系樹脂を主成分とし、溶媒としてジエチレング
リコールメチルエチルエーテルを使用した光感光性樹脂
（商品：ＰＣ４０５Ｈ・ＪＳＲ株式会社製）をスピンコ
ート塗布する。この樹脂の膜厚はスピンナ回転数により
制御でき、本例ではスピンナ回転数を１０００ｒｐｍに
して２μｍ程度の厚さのポジ型光感光性樹脂を塗布し
た。

【００４７】（ｂ）工程上記のように塗布された基板を、たとえば９０℃の温度
で２分間、ホットプレートによりプリベークした。

【００４８】（ｃ）工程次にフォトリソ用マスクを用いて露光をおこなう。この
露光は基板の法線方向にＵＶを用いて全面露光する。

【００４９】このフォトリソ用マスクを図５または図６
に示す。フォトマスク２０はガラス基板２１上にＣｒ金
属や酸化鉄などからなる多数の円状スポット２２（たと
えば６μｍ径）をランダム状態に配置したものであり、
画像表示面が５．７インチサイズである場合、一表示面
に対応するガラス基板２１上には約５０００万個のスポ
ットが配置される。

【００５０】また、スポットは円状以外に、図６に示す
フォトマスク２３のように、たとえば四角形、五角形、
六角形、さらにそれ以上の多角形スポット２４であって
もよいが、見る方向によって散乱特性に違いが生じない
ように円形にするのがよい。そして、このスポット形状
とほぼ同一形状の凸部１９が形成される。

【００５１】このようにフォトリソ用マスクを用いてＵ
Ｖ露光をおこなうが、そのマスク２０、２３のスポット
２２、２４において、それぞれの端部付近では、ＵＶが
広がることで、後述する現像後の凸部では角部がなくな
っている。

【００５２】（ｄ）工程（ｃ）工程である露光を経た後、現像をおこなう。現像
液としては、たとえばＪＳＲ株式会社製のＰＤ５２３Ａ
Ｄ（濃度０．０５％）を使用する。そして、現像時間を
変えることで現像の進行を加減することができるが、現
像を適度に止めることで、隣り合う各凸部間にて双方の
端部が接続され、連続的に繋がる。

【００５３】図７および図８により現像の進行程度によ
る凸部の状態を示す。

【００５４】図７において、現像時間による凹凸高低差
を示し、横軸は現像時間（秒）であり、縦軸は凹凸高低
差（μｍ）であり、黒点は測定データである。

【００５５】現像時間が約２５秒までは時間の増大する
にしたがって凹凸高低差が大きくなるが、現像時間が約
２５秒を超えると、ガラス基板２が露出され、現像によ
る深度が一定になることで凹凸高低差の変動が非常に小
さくなっている。

【００５６】図８においては、測定データである黒点の
うち（ａ）と（ｂ）と（ｃ）について、それぞれのガラ
ス基板２上の凸状配列群の断面形状を示す。

【００５７】たとえば、現像時間を２０秒にすればよい
が、この現像時間もレジスト塗布量、現像液濃度、プリ
ベーク条件等により適宜変えればよい。

【００５８】（ｅ）工程（ｃ）の露光工程においては、多数の凸部１８をランダ
ムに並べた凸状配列群を形成するためであるが、本工程
においては、凸状配列群に対し、前記光通過孔を形成し
た部位に対応する透明樹脂の凸部１８の樹脂部分に切欠
部ｐを形成するために、同様にフォトリソ用マスクを用
いてＵＶ露光をおこなう。

【００５９】（ｆ）工程（ｅ）の露光工程を経た後、（ｄ）工程と同様に現像を
おこない、切欠部ｐを形成する。

【００６０】また、（ｃ）および（ｅ）の露光工程を連
続しておこない、現像工程を一括してもよい。すなわ
ち、凸状配列群の凸部１８である凹凸形状の形成と、欠
陥部ｐを一度の現像工程で形成できる。

【００６１】（ｇ）工程この加熱処理でもって、たとえば低温（１３０℃、２
分）にて表面形状が大きく変化しない程度に熱溶融させ
る。このような熱ダレを利用することで、さらに滑らか
な表面性状にする。

【００６２】（ｈ）工程次のポストべークでもって、たとえば高温（２００℃、
３０分）にて全体を硬化させる。

【００６３】このように（ｇ）工程によって若干溶解さ
せて表面形状をなめらかにして、凹凸形状に対し微調整
をおこない、ついで（ｈ）工程により硬化させる。

【００６４】（ｉ）工程最後に凸状配列群上にスパッタリングや蒸着法でもって
クロムやアルミニウム、銀などの金属からなる半透過膜
１９を、厚み１０００Åの金属膜をスパッタリンングと
フォトリソ法とを組合せて形成し、次いでカラーフィル
タ６を塗布形成する。

【００６５】なお、上述した凸状配列群の形成工程にお
いては、凸状配列群を形成するための（ｃ）の露光工程
と（ｄ）の現像工程を経た後に、切欠部ｐを形成すべく
（ｅ）の露光工程と（ｆ）の現像工程をおこなったが、
これに代えて、さきに切欠部ｐを形成すべく（ｅ）の露
光工程と（ｆ）の現像工程をおこない、次いで凸状配列
群を形成するための（ｃ）の露光工程と（ｄ）の現像工
程をおこなってもよい。

【００６６】また、（ｃ）および（ｅ）の露光工程を連
続しておこない、そして、現像工程を一括してもよく、
このようにして凹凸形状形成と欠陥部ｐを一度の現像工
程で形成できる。

【００６７】また、以上の各工程（ａ）〜（ｉ）を経て
得られた半透過膜１９が被覆された凸状配列群に対し、
その表面性状をスキャニングしたり、写真撮影をおこな
った。

【００６８】図９はキーエンス製表面形状測定顕微鏡を
用いて、その形状をスキャニングしたものであって、横
軸（Ｘ）はスキャニング方向であり、縦軸（Ｚ）は高さ
を示し、各単位はμｍである。また、図１０は光学式顕
微鏡（オリンパス製ＢＨ３ＭＪＬ）を用いて５００倍に
て写真撮影した撮影図である。

【００６９】これらの図から明らかなとおり、熱溶融に
より凸部が滑らかな形状になり、さらに隣り合う各凸部
が接続されている。

【００７０】半透過型液晶表示装置１７においては、凸
状配列群の隣り合う各凸部１８を接続させるのがよく、
これによって各凸部１８の間に平坦部が存在しなくなっ
て、凸状配列群の平坦度が低下し、正反射成分が減少
し、光散乱性が改善され、その結果、視野角が広くなっ
た。なお、写真にて確認した限りでは、凸状配列群にお
ける隣り合う各凸部１８がほぼ全面的に接続されている
が、部分的にわずかに非接続部分があっても光散乱性に
影響がない。

【００７１】また、凸状配列群を形成するに当たり、
（ｇ）工程の加熱処理（表面形状が大きく変化しない程
度の熱溶融工程）を除外して、その他の各工程（ａ）〜
（ｆ）、（ｈ）、（ｉ）でもって形成してもよい。

【００７２】このように（ｇ）工程が除かれた形成方法
によって半透過膜１９が被覆された凸状配列群を設け、
そして、その表面性状をスキャニングしたところ、図１
１に示すような結果が得られた。熱溶融しない場合に
は、凸部形状は上面に若干平坦部が存在するが、上記の
ように凸状配列群の平坦度は低下し、同様に正反射成分
が減少し、これによって光散乱性が改善され、視野角が
広くなった。

【００７３】以下、この（ｉ）工程に関する半透過膜１
９とカラーフィルタ６とを、さらに述べる。

【００７４】半透過膜１９について図１２〜図１５にてパターニングした半透過膜１９の形
状を示す。

【００７５】半透過膜１９は金属膜と光通過孔でもって
光透過性と光反射性の双方の特性を具備しており、しか
も、２枚の偏光板の間に挟んだ時に位相差を生じないよ
うにするとよい。

【００７６】この半透過膜１９を図１２〜図１５により
説明する。図１２（Ａ）は半透過膜１９の拡大平面図で
あり、同図（Ｂ）は一画素の拡大平面図である。図１３
〜図１５は他の半透過膜１９の一画素の拡大平面図であ
る。

【００７７】図１２（Ａ）に示すように、各画素にはそ
れぞれほぼ同じ構成の光通過孔２６を形成している。そ
して、図１２（Ｂ）に示すように個々の画素は光通過孔
２６をなす透過領域と、金属膜２５が形成される反射領
域と、隣接する画素との隙間となる画素間領域とからな
る。

【００７８】半透過膜１９はクロムやアルミニウム、銀
などの遮光性のある金属膜２５でもって形成し、さらに
金属膜２５の面内に光通過孔２６を形成するが、この金
属膜２５自体に光反射膜としての機能もある。そして、
光通過孔２６の面積比率により光透過性と光反射性の双
方の機能を具備させる。たとえば、反射領域と透過領域
との面積比率は７５：２５にするよい。この比率は、金
属膜をスパッタリング法にて成膜した後のフォトリソ法
において、マスク設計をおこなうことで得られる。

【００７９】このような半透過膜１９に使用している金
属膜は、その膜厚を３００Å以上にするとよく、これに
よって遮光性と光反射性の双方の機能をもたせることが
できる。

【００８０】また、光通過孔２６の面積を大きくすれ
ば、透過型表示モードに適した構成になり、その面積を
小さくすれば、反射型表示モ−ドに適した構成になる。

【００８１】上記半透過膜１９の一画素は、図１２
（Ｂ）に示すような光通過孔２６の形状以外に、さまざ
まな形状と光通過孔２６を形成してもよく、たとえば、
図１３〜図１５にて示す。図１３の画素と図１４の画素
においては、画素領域内を２分し、一方を反射領域とな
し、他方を透過領域としている。図１５の画素では円形
の透過領域を形成している。

【００８２】また、図１２（Ｂ）および図１３〜図１５
にて示す各画素において、反射領域を透過領域に、透過
領域を反射領域というように逆に構成してもよい。

【００８３】カラーフィルタ６について上記のようにパターニングした半透過膜９を形成した
後、図１６に示す工程でもってカラーフィルタ６を塗布
形成する。

【００８４】同図において、（イ）〜（ホ）の各工程順
に形成する。以下、各工程を述べる。

【００８５】（イ）工程この工程図では、前記パターニングした半透過膜１９を
形成した後を示す。

【００８６】（ロ）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。図１６にてＲｅｄ形成
と記す。

【００８７】（ハ）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。

【００８８】（ニ）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。

【００８９】なお、（ロ）〜（ニ）の各工程について
は、順序が入れ替わってもよい。

【００９０】（ホ）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。

【００９１】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、図１７の要部断面図にて示すよ
うに、カラーフィルタ塗布面をフラットに形成すると、
透過領域でのカラーフルタの膜厚は反射領域でのその膜
厚ｄより凸部１８の樹脂高さの分だけ大きくなる。たと
えば、反射領域のカラーフィルタ膜厚をｄとすると、透
過領域のカラーフィルタ膜厚は２ｄにするとよい。

【００９２】たとえば、ｄ＝１μｍにすることで、反射
領域のカラーフィルタ膜厚を１．０μｍにして、透過領
域のカラーフィルタ膜厚を２．０μｍにするとよい。

【００９３】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１に示すよう
な本発明の液晶表示装置１７が得られる。

【００９４】次に本発明者は、図２２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１に示す構成の
液晶表示装置１７を作製し、光学特性を測定した。同図
ａは比較例のカラーフィルタ基板であり、同図ｂは本発
明のカラーフィルタ基板である。

【００９５】双方とも前述した工程によりガラス基板２
の上にアクリル系樹脂からなる凸部１８の凸状配列群を
形成し、その上に厚み２５０Åのアルミニウム金属膜に
て半透過膜１９を被覆し、さらにカラーフィルタ６とア
クリル系樹脂からなるオーバーコート層７とを順次塗布
形成する。

【００９６】ただし、双方との間において、本発明の液
晶表示装置にて、切欠部ｐを形成する以外に、構成上の
差はない。

【００９７】また、ｄ＝１μｍにすることで、反射領域
のカラーフィルタ膜厚を１．０μｍにして、透過領域の
カラーフィルタ膜厚を２．０μｍにしている。

【００９８】そして、これらの液晶表示装置に対し、そ
れぞれ図２３に示すように光学特性を測定した。同図ａ
は反射モードを測定する場合を、同図ｂは透過モードを
測定する場合を示す。

【００９９】反射モードの場合、液晶パネルの上部から
光(Ｃ光源)を入射させ、液晶パネルを駆動させた際(白
表示、黒表示、ＲＧＢ表示（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌ
ｕｅ表示)の反射光の反射率、コントラストおよび色域
面積（色再現性）を測定した。

【０１００】また、透過モードの場合は、測定対象下部
から光(Ｃ光源)を入射させ、液晶パネルを駆動させた際
の透過率、コントラストおよび色域面積を測定した。

【０１０１】ちなみに、図２４にて色域面積の定義を示
すが、色域面積は各ＲＧＢの色度点を囲んだ面積であっ
て、この面積が大きくなることに伴い、色再現性が高く
なり、色純度の高いパネル表示が得られる。

【０１０２】以上のような評価手法にて表１と表２に示
すように、本発明の半透過型液晶表示装置と、比較例で
ある従来の半透過型液晶表示装置の光学特性が得られ
た。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】

【表２】

【０１０５】表１においては、Ｒｏｎ、Ｔｏｎは、それ
ぞれ白表示した場合の反射率、透過率であり、Ｒｏｆ
ｆ、Ｔｏｆｆは、それぞれ黒表示した場合の反射率、透
過率である。ＣＲはコントラストを示す。

【０１０６】表１に示す結果から明らかなとおり、本発
明の液晶表示装置は、従来の液晶表示装置に比べて、透
過モードにて顕著な効果が得られ、従来であれば、２．
２４％であることに対し、本発明では２．５６％に大き
くなり、約１．１５倍に増大している。さらにコントラ
ストについても、反射モードおよび透過モードともに大
きくなっている。

【０１０７】参考までに、アクリル系樹脂からなる凸部
１８の凸状配列群に対する分光特性を図２１に示す。同
図の横軸は波長であり、縦軸は透過率（％）である。

【０１０８】このように凸状配列群を光通過すること
で、約１０％程度光吸収が生じる。したがって、本発明
によれば、凸状配列群による光吸収がなく、これによっ
て透過率が増加している。

【０１０９】また、表２から明らかなとおり、本発明の
液晶表示装置によれば、従来のものと比べて、色域面積
が大きく、これによって色再現性が高く、色純度の高い
パネル表示が得られたことがわかる。

【０１１０】図１９に本発明の液晶表示装置のＲＧＢ色
度図を示し、図２０に従来の液晶表示装置のＲＧＢ色度
図を示す。これらＲＧＢ色度および色域面積を比較した
結果、従来では反射モードと透過モードの色域面積が大
きく異なっているのに対し、本発明では反射モードと透
過モードの色域面積がほぼ等しく、色再現性の両立度が
向上している。

【０１１１】本発明者は、上記の結果について、次のよ
うに考える。すなわち、カラーフィルタの膜厚をｄとし
た場合に、従来における入射光のカラーフィルタ通過距
離は、反射モード時は２ｄであるのに対し、透過モード
はｄとなるが、入射光のカラーフィルタ通過距離と色再
現性は比例の関係にあることで、従来の場合、反射・透
過のモードによりカラーフィルタの通過距離が異なるこ
とに起因し、両モードによる色再現性に差が生じ、とく
に透過モードでは、カラーフィルタの通過距離が短いた
めに、色再現性が劣化したと考える。本発明者が表示の
目視観察による評価を行なっても、色が淡く感じられた
ことを確認している。

【０１１２】一方、本発明の液晶表示装置によれば、透
過領域におけるカラーフィルタ膜厚が反射領域カラーフ
ィルタの膜厚の約２倍程度になっているため、入射光の
カラーフィルタ通過距離は、反射モード、透過モードと
もに２ｄとなり、これにより、透過モードの色再現性は
向上し、反射モードの色再現性と同等になり、その結
果、両モードによる色再現性に差が生じないと考える。

【０１１３】このように本発明による液晶表示装置にお
いては、反射モードと透過モードの色再現性の両立度を
向上させることができた。

【０１１４】また、本発明の液晶表示装置１７において
は、半透過膜１９を光通過孔２６が形成された金属膜２
５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２５に到達した光を反射させ、これに
よって反射性能をもっとも高めることができた。しか
も、透過型表示モードの使用においても、半透過膜１９
にて光吸収されることなく、光通過孔２６を通過するだ
けであり、そのためにもっとも透過性能を高めることが
できた。

【０１１５】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。

【０１１６】たとえば、上記の実施形態においては、Ｓ
ＴＮ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。

【０１１７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の半透過型液晶表
示装置においては、基板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金属膜にて形成した光
半透過膜を被覆し、そして、この光半透過膜の光通過孔
を形成した部位に対応する透明樹脂製凸部の樹脂部分を
切欠いたことで、透過モードにて顕著な透過率が向上
し、さらにコントラストについても、反射モードと透過
モードともに大きくなり、しかも、色域面積が大きくな
って、色再現性が高く、色純度が高くなり、反射モード
と透過モードの色再現性の両立度を向上させることがで
きた。

【０１１８】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。

【０１１９】さらにまた、本発明においては、凸状配列
群を構成する各凸部において、隣り合う各凸部が接続さ
れることで、光散乱性能が向上し、視野角が広くなり、
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が提供できた。

【０１２０】しかも、このように各凸部を接続させるに
際し、現像の進行を適度に止めることで容易に達成さ
れ、これによって生産コストを下げることができた。

【０１２１】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】本発明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要部拡大断面
図である。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は本発明の半透過型液晶表示装
置に係る凸状配列群の形成工程図である。

【図４】（ｆ）〜（ｉ）は本発明の半透過型液晶表示装
置に係る凸状配列群の形成工程図である。

【図５】凸状配列群を形成するためのフォトマスクの平
面図である。

【図６】凸状配列群を形成するための他のフォトマスク
の平面図である。

【図７】凸状配列群を形成する際の現像時間と凸状配列
群の凹凸高低差との関係を示す線図である。

【図８】凸状配列群を形成する際の現像時間の違いによ
る光感光性樹脂層の形状変化を示す図である。

【図９】凸状配列群の拡大図である。

【図１０】凸状配列群の写真図である。

【図１１】他の凸状配列群の拡大図である。

【図１２】（Ａ）は半透過膜の拡大平面図であり、
（Ｂ）は各画素の拡大平面図である。

【図１３】画素の拡大平面図である。

【図１４】画素の拡大平面図である。

【図１５】画素の拡大平面図である。

【図１６】（イ）〜（ホ）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１７】本発明の半透過型液晶表示装置に係るカラー
フィルタ基板の断面概略図である。

【図１８】従来の半透過型液晶表示装置の断面概略図で
ある。

【図１９】本発明の液晶表示装置のＲＧＢ色度図を示
す。

【図２０】従来の液晶表示装置のＲＧＢ色度図を示す。

【図２１】凸状配列群に対する分光特性を示す線図であ
る。

【図２２】ａは従来のカラーフィルタ基板の拡大断面図
であり、ｂは本発明に係るカラーフィルタ基板の拡大断
面図である。

【図２３】ａは反射モードの測定方法を示す説明図であ
り、ｂは透過モードの測定方法を示す説明図である。

【図２４】色域面積の定義を示す説明図である。

【符号の説明】

２、３…ガラス基板４、１８…凸部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１３…シール部材１４…第１位相差フィルム１５…第２位相差フィルム１６…偏光板１７…半透過型液晶表示装置１９…半透過膜２６…光通過孔ｐ…切欠部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の一方主面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
群上に光通過孔を有する金属膜にて形成した光半透過膜
を被覆し、この光半透過膜上に透明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ネマチック
型液晶を介在させてマトリックス状に画素を配列せしめ
てなる半透過型液晶表示装置であって、前記光半透過膜
の光通過孔を形成した部位に対応する透明樹脂製凸部の
樹脂部分を切欠いたことを特徴とする半透過型液晶表示
装置。