JP2003043466A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】透過モード時の色再現性を改善した液晶表示装
置を提供する。 【解決手段】ガラス基板３上に透明電極４と配向膜５と
を設けて一方部材となし、他方部材については、ガラス
基板１１上に反射膜１６、カラーフィルター９、オーバ
ーコート７、透明電極４配向膜５が順次積層される。そ
して、一方部材および他方部材を液晶８を介してシール
部材６により貼り合わせる。反射膜１６のパターニング
については、反射膜１６に対し各画素毎に光通過孔を形
成し、さらに光通過孔にカラーフィルターを充填して、
光通過孔に対応するカラーフィルターの厚みを反射膜１
６上に配したカラーフィルターの厚みに比べ大きくして
いる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は反射型と透過型の双
方に用いる液晶表示装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、液晶表示装置は、テレビやパーソ
ナルコンピューター等に使用される大型なものから、携
帯情報端末に使用される中小型のものまで幅広い用途に
用いられている。そして、液晶表示装置は、それぞれの
用途により使い分けられ、屋内で使用されるテレビ等に
は主に透過型の液晶表示装置が用いられ、屋外で使用さ
れる携帯情報端末においては、反射型又は反射半透過型
と呼ばれるものが用いられている。その中でも携帯電話
用途の反射半透過型液晶表示装置の需要は、年々増加す
る傾向にある。 【０００３】この反射半透過型液晶表示装置によれば、
太陽光、蛍光灯等の外界からの光を利用する反射型とし
て用いる場合と、表示面の反対側にバックライトを内部
照明として装着し、その光を表示に利用する透過型とし
て用いる場合があり、双方の機能を併せ持たせるために
半透過膜を偏光板に密着させている（特開昭６１−２６
０２０２号参照）。 【０００４】図２は単純マトリックスタイプの反射半透
過型液晶表示装置の構造を示す概略断面図である。 【０００５】ガラス基板３の内面に多数の透明電極４を
平行に配列し、配向膜５を形成している。他方のガラス
基板１１の内面には半透過膜１０、カラーフィルター
９、オーバーコート７、透明電極４および配向膜５が順
次積層されている。 【０００６】これら両基板を、双方の平行透明電極群４
が直交するように対向させ、ネマチック型液晶分子８を
１８０°〜２７０°ツイスト配列させて介在させてい
る。６はシール部材である。 【０００７】このような構成の液晶パネルの一方主面上
には偏光板１と位相差板２とを積み重ね、他方主面上に
は偏光板１３と位相差板１２とを積み重ね、さらに光源
部１４と導光板１５から成るバックライトユニットを配
設している。 【０００８】そして、かかる反射半透過型液晶表示装置
によれば、暗い場所から明るい場所まで幅広い環境にて
使用できるように設計されている。 【０００９】しかしながら、前記反射半透過型液晶表示
装置によれば、反射モードと透過モードを併用するた
め、従来の半透過膜１０では、反射モード時および透過
モード時にて、それぞれ光学的なロスが発生し、これに
より、光の利用効率が低下するという課題があった。 【００１０】また、この反射半透過型液晶パネルにおい
ては、主に外界からの光を利用する反射モード時の色再
現性に比べ、バックライトからの光を利用する透過モー
ド時の色再現性が著しく低かった。 【００１１】このような課題を解消するために、半透過
膜に代えて、完全反射膜をエッチング法等により特定の
パターンにパターニングしてバックライトからの光を透
過させるための透過用ホールを設けることにより、画素
内の領域を反射領域と透過領域に分割し、これによって
透過時の光利用効率を増加させるといる技術が提案され
ている（特許第２８７８２３１号参照）。 【００１２】また、透過モード時における色再現性を改
善するための手段としては、半透過膜の上下にカラーフ
ィルターを形成することにより、透過モード時において
バックライトからの光がカラーフィルターを２回通過す
ることでもって、色再現性を改善するという技術も提案
されている。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
提案の技術では、半透過膜の光利用効率の改善および透
過モード時の色再現性の改善を、同時に行えるものでは
なく、また、カラーフィルターを半透過膜の上下に形成
する構成であれば、工程数が増し、量産性を考慮すると
実用面において適していないと言える。 【００１４】したがって本発明は叙上に鑑みて完成され
たものであり、その目的は従来とは異なる構成でもって
透過モード時の色再現性を改善した液晶表示装置を提供
することにある。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明のカラー液晶表示
装置は、透明基板上に電極と配向膜とを順次積層して成
る一方部材と、基板上に無機質材からなる光反射層とカ
ラーフィルターと電極と配向膜とを順次積層して成る他
方部材とを、液晶を介して貼り合わせマトリックス状に
画素を配列して成る液晶パネルの他方部材の外側にバッ
クライトを設け、そして、前記光反射層に対し各画素毎
に光通過孔を形成し、さらに光通過孔にカラーフィルタ
ーを充填して、光通過孔に対応するカラーフィルターの
厚みを光反射層上に配したカラーフィルターの厚みに比
べ大きくしたことを特徴とする。 【作用】本発明のカラー液晶表示装置によれば、上記構
成のように、光反射層に対し各画素毎に光通過孔を形成
したことで、画素領域を外界からの光を反射する領域
と、バックライトからの光を透過する領域に分割し、こ
れによって半透過膜の光利用効率が改善される。 【００１６】さらに光通過孔にカラーフィルターを充填
して、光通過孔に対応するカラーフィルターの厚みを光
反射層上に配したカラーフィルターの厚みに比べ大きく
したことで、透過モード時においてカラーフィルターの
光透過幅が大きくなり、これによって色再現性を改善さ
れる。 【００１７】 【発明の実施の形態】図１は本発明のカラー液晶表示装
置の概略断面図であり、図３は本発明の他のカラー液晶
表示装置の概略断面図である。なお、図２に示す従来の
反射半透過型液晶表示装置と同一箇所には同一符号を付
す。 【００１８】最初に図１に示すカラー液晶表示装置の構
造を説明する。前記一方部材については、ガラス基板３
の内面に多数平行にストライプ状配列したＩＴＯから成
る透明電極４を設け、この透明電極４の上に一定方向に
ラビングしたポリイミド樹脂から成る配向膜５を被覆し
ている。なお、透明電極４と配向膜５との間に樹脂やＳ
ｉＯ₂等から成る絶縁膜を介在させてもよい。 【００１９】前記他方部材については、ガラス基板１１
の内面には前記光反射層であるパターニングした反射膜
１６、カラーフィルター９、アクリル系樹脂から成るオ
ーバーコート７、多数平行にストライプ状配列したＩＴ
Ｏから成る透明電極４、および一定方向にラビングした
ポリイミド樹脂から成る配向膜５が順次積層されてい
る。 【００２０】カラーフィルター９は反射膜１６上にて画
素ごとに配するが、これらカラーフィルター９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。 【００２１】各カラーフィルター９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。 【００２２】また、配向膜５は透明電極４上に直接成膜
形成しているが、配向膜５と透明電極４との間に樹脂や
ＳｉＯ₂等から成る絶縁膜を介在させてもよく、しか
も、オーバーコート層７は設けなくともよい。 【００２３】そして、前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８を介してシ
ール部材６により貼り合わせる。また、両部材間には液
晶８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。 【００２４】さらに一方部材のガラス基板３の外側に前
方散乱フィルム１７とポリカーボネイト等から成る位相
差フィルム２とヨウ素系の偏光板１とを順次形成する。
本例では外部散乱方式を採用した液晶表示装置であり、
位相差フィルム２とガラス基板３の間に前方散乱フィル
ム１７を設けている。 【００２５】また、他方部材のガラス基板１１の外側に
ポリカーボネイト等から成る位相差フィルム１２とヨウ
素系の偏光板１３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成る粘着材を塗布するこ
とで行う。 【００２６】そして、偏光板１３に対し、光源部１４と
導光板１５から成るバックライトユニットを密着させて
配設する。 【００２７】パターニングした反射膜１６は無機質材に
て形成するが、たとえば、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、
Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｉｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉの元素
のうち少なくとも１種類を含む純金属、あるいは金属間
化合物（ＡｌＮｄ,ＡｌＴｉ,ＡｇＰｄ,ＡｇＰｄＣ
ｕ）、酸化物(ＴｉＯ₂,ＳｉＯ₂またはこれら各材料の層
による積層物)、窒化物(ＳｉＮ)、炭化物(ＡｌＭｇＣ)
がある。 【００２８】反射膜１６とガラス基板１１との間には、
Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｉｎ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉの元素のうち少なくとも１種類を
含む純金属、或いは金属間化合物、酸化物、窒化物、炭
化物を形成してもよく、これによって反射膜１６の密着
性を向上させたり、あるいは耐熱性を向上させる。 【００２９】あるいは、反射膜１６とカラーフィルター
９の間にＡｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｉ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉの元素のうち少なくとも１
種類を含む純金属、あるいは金属間化合物、酸化物、窒
化物、炭化物を形成してもよく、これにより、反射膜１
６の耐熱性および耐薬品性を高めることができる。しか
も、反射膜１６の膜厚を大きくすると、反射光が黄色っ
ぽくなり、その厚みを小さくすると、反射光が青っぽく
なるが、このような反射時もしくは透過時での反射膜１
６に起因する色合いも反射膜１６とカラーフィルター９
の間の層で調整することができる。 【００３０】かかる構造の一例として、ガラス基板１１
の上に反射膜１６としての厚み１０００ÅのAl層とカラ
ーフィルター９とを順次積層してもよい。 【００３１】他の例として、上記積層の組合せ構造とし
て、ガラス基板１１の上に厚み１００ÅのＳｉＮ層、反
射膜１６としての厚み１０００ÅのＡｇＰｄ層、厚み５
００ÅのＩＴＯ層、カラーフィルター９とを順次積層し
てもよい。 【００３２】反射膜１６のパターニングについては、バ
ックライトからの光を透過させるために、フォトリソ法
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
て形成される。 【００３３】また、反射膜１６とカラーフィルター９の
間にＡｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｉｎ、
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉの元素のうち少なくとも１種類
を含む純金属、あるいは金属間化合物、酸化物、窒化
物、炭化物を形成する場合は、その膜を形成した後にフ
ォトリソ法によって反射膜１６をパターニングしても良
いし、または反射膜１６をパターニングした後に上記の
膜を形成しても良い。 【００３４】透過領域のパターンにて反射領域と透過領
域の面積比を調節することで、液晶パネルの反射率およ
び透過率の比率を調節することができる。 【００３５】上記構成の液晶表示装置においては、太陽
光、蛍光灯などの外部照明による入射光は偏光板１、位
相差フィルム２およびガラス基板３を通過し、液晶８、
カラーフィルター９等を通して反射膜１６に到達し、反
射膜１６の反射領域部にて光反射され、反射モードとし
てその反射光が出射される。 【００３６】また、バックライトユニットから出射光
は、偏光板１３、位相差フィルム１２、前方散乱フィル
ム１７およびガラス基板１１を通過し、さらに反射膜１
６の透過領域部を通過し、カラーフィルター９、液晶
８、ガラス基板３、位相差フィルム２、偏光板１を通過
して透過モードとして出射される。 【００３７】つぎに図３に示すカラー液晶表示装置の構
造を説明する。図１に示すカラー液晶表示装置において
は、ガラス基板１１上に直にパターニングした反射膜１
６を形成し、さらにガラス基板３の外側に前方散乱フィ
ルム１７を形成した外部散乱方式であるが、これに代え
て、図３に示すカラー液晶表示装置によれば、ガラス基
板３の外側に配した前方散乱フィルム１７を排除し、そ
して、ガラス基板１１上に光透過性に優れた透明樹脂か
らなるほぼ半球状の凸部（径：５〜１５μｍ）を多数配
列することで凸状配列群１８を形成し、この凸状配列群
１８上にパターニングした反射膜１６を形成したもので
ある。 【００３８】このようなパターニングした反射膜１６に
ついても、反射膜１６と凸状配列群１８との間には、Ａ
ｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｉｎ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉの元素のうち少なくとも１種類を含む
純金属、あるいは金属間化合物、酸化物、窒化物、炭化
物を形成してもよく、これによって反射膜１６の密着性
を向上させたり、あるいは耐熱性を向上させる。 【００３９】かかる構造の一例として、凸状配列群１８
上に反射膜１６としての厚み１０００ÅのAl層とカラー
フィルター９とを順次積層してもよい。 【００４０】他の例として、上記積層の組合せ構造とし
て、凸状配列群１８上に厚み１００ÅのＳｉＮ層、反射
膜１６としての厚み１０００ÅのＡｇＰｄ層、厚み５０
０ÅのＩＴＯ層、カラーフィルター９とを順次積層して
もよい。 【００４１】以上のような構成の液晶表示装置におい
て、太陽光、蛍光灯などの外部照明による入射光は偏光
板１、位相差フィルム２およびガラス基板３を通過し、
液晶８、カラーフィルター９等を通して反射膜１６に到
達し、反射膜１６の反射領域部にて光反射され、反射モ
ードとしてその反射光が出射される。 【００４２】また、バックライトユニットから出射光
は、偏光板１３、位相差フィルム１２、ガラス基板１１
および凸状配列群１８を通過し、さらに反射膜１６の透
過領域部を通過し、カラーフィルター９、液晶８、ガラ
ス基板３、位相差フィルム２、偏光板１を通過して透過
モードとして出射される。 【００４３】［他方部材の形成方法］ガラス基板１１上
（もしくは凸状配列群１８上）の反射膜１６およびカラ
ーフィルター９の形成工程を図４〜図６において示す。 【００４４】図４と図５にて、（a）〜（ｆ）工程の順
にしたがって反射膜１６を形成する。 【００４５】反射膜１６の形成方法 （a）工程：ガラス基板１１上に厚さ８００Å〜３００
００Åの反射膜１６をスパッタ法や蒸着法、またメッキ
法により成膜する。そして、この反射膜１６上にアクリ
ル系の感光性樹脂１９を塗布する。 【００４６】（ｂ）工程：上記の塗布基板に対し、たと
えば９０℃で２分間、ホットプレートによりプリベーク
する。 【００４７】（ｃ）工程：フォトリソ用マスク２０を用
いて露光を行う。この露光は、基板の法線方向にＵＶを
用いて全面露光する。 【００４８】（ｄ）工程：（ｃ）工程において露光を経
た後、現像を行う。 【００４９】（ｅ）工程：（ｄ）工程において現像を経
た後に、２００℃、２分の条件にてホットプレートを用
いてポストベークを行い、アクリル系の感光性樹脂を硬
化させる。 【００５０】（ｆ）工程：反射膜のエッチングを行う。
エッチング液には、たとえばＨ₃ＰＯ₄、ＨＮ₃およびＣ
Ｈ₃ＣＯＯＨを混合させたものを用いる。 【００５１】（ｇ）工程：反射膜上の残余のアクリル系
感光性樹脂をレジスト剥離液にて剥離する。 【００５２】以上の各工程を経て、図７に示すようにパ
ターニングした反射膜１６が得られる。同図は走査信号
側ＩＴＯ電極とデータ信号側ＩＴＯ電極とが交差する場
合の概略を示す拡大平面図である。 【００５３】同図に示すように、その交差部分である各
画素にはほぼ同じ構成の透過領域部２１を形成してい
る。個々の画素は透過領域部２１と反射領域部２２およ
び画素間領域部２３とから成る。 【００５４】この構成の反射膜１６によれば、それを成
す材料自体に光反射膜としての機能があり、そして、透
過領域２１の面積比率を任意に変えることにより液晶パ
ネルの反射率および透過率を任意に変えることができ
る。たとえば、反射領域と透過領域の比率を８０：２０
にすると反射膜１６の反射率は反射膜１６の反射率
（％）＝反射膜材料の反射率（％）×０．８となり、反
射膜１６の透過率は２０％となる。この比率は、反射膜
材料を形成した後のフォトリソ法において使用するマス
クの設計を行うことで得られる。 【００５５】このような反射膜１６に使用している反射
膜材料は、その膜厚を８００Å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持たせること
ができる。また、透過表示モードの際においては、画素
間領域部２３および反射領域部２１が反射膜１６により
完全に遮光されるため、コントラストおよび色純度がさ
らに改善されるという利点もある。 【００５６】また、透過領域部２１の面積を大きくすれ
ば、透過型表示モードに適し、その面積を小さくすれ
ば、反射型表示モードに適した構成になる。 【００５７】上記反射膜１６の一画素内おける透過領域
部の形状は、図７に示すような形状以外に様々な形状が
採用し得る。他のパターン形状を図８に例１〜例４とし
て示す。 【００５８】例１および例４のように、反射領域部およ
び透過領域部をさらに細かくしてもよく、例２および例
３のように反射領域部および透過領域部をストライプ形
状にしてもよい。とくに例４のパターン形状であれば、
カラーフィルターの平滑性をもっとも優位に達成するこ
とができる。 【００５９】カラーフィルター９の形成方法 上記のようにパターニングした反射膜１６を形成した
後、図６に示す工程でもってカラーフィルター９を形成
する。 【００６０】（イ）工程：この工程図では、前記パター
ニングした反射膜１６を形成した後の状態を示す。 【００６１】（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の部位に配設す
る。図６にてRed形成と記す。 【００６２】（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の部位に配設する。 【００６３】（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の部位に配設する。 【００６４】（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。 【００６５】かくして各工程（イ）〜（ホ）により得ら
れたカラーフィルター基板においては、図９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ィルター９の膜厚ｄ
_trans.は、反射領域部におけるカラーフィルター９の膜
厚d_ref.に対して反射膜１６の膜厚分d₁₆だけ大きくな
る。 【００６６】よって、反射膜１６の膜厚d₁₆を任意に変
えることによって透過領域部のカラーフィルター９の膜
厚を調整することができ、それによって液晶パネルの透
過モード時の色純度を調節することが可能となる。 【００６７】図１０にカラーフィルター９の膜厚と色域
面積（色再現性）の関係を示す。 【００６８】同図に示すとおり、カラーフィルター９の
膜厚が増加するにしたがって、カラーフィルター単体の
色域面積も増加する。 【００６９】なお、この色域面積（色再現性）について
は、図１１に定義を示す。この色域面積は、各ＲＧＢ色
度点を囲んだ三角形の面積でもって表わすが、この面積
が大きいほどに色再現性が高くなり、色純度の高い表示
ができる。 【００７０】つぎに本発明の液晶表示装置における光学
特性評価をおこなった。図１に示す反射半透過型液晶表
示装置の構造を用いて測定したが、図９に示す構成の如
く、カラーフィルター９の反射領域部の膜厚は１μｍで
あり、透過領域部のカラーフィルター９の膜厚は１．５
μｍである。 【００７１】反射膜１６はアルミニウム金属材からな
り、その膜厚を５０００Åにして、反射膜１６における
反射領域部と透過領域部の面積比は、７０：３０であ
り、反射率と透過率はそれぞれ反射率が６３％、透過率
が３０％である。 【００７２】また、比較例として図２に示す液晶表示装
置を用いて、その光学特性を測定した。この装置におい
ては、半透過膜１０をアルミニウム金属材にて構成し、
その反射率は６０％であり、透過率は２０％である。 【００７３】図１２と図１３に光学特性の測定法を示
す。図１２に示す反射モードの測定方法によれば、液晶
パネルに対し、その上部から光（Ｃ光源）を入射させ、
液晶パネルを駆動させた際（白色表示、黒色表示、赤・
緑・青色表示）の反射光の反射率、コントラストならび
に色域面積（色再現性）を測定した。 【００７４】また、透過モードの場合は、図１３に示す
ように測定対象である液晶表示装置の下部から光（Ｃ光
源）を入射させ、この装置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。 【００７５】表１に本発明の反射半透過型液晶表示装置
と従来の反射半透過型液晶表示装置の反射モード時およ
び透過モード時における光学特性評価結果を示す。ま
た、図１４と図１５にそれぞれのパネル表示におけるＲ
ＧＢ色度図を示す。 【００７６】 【表１】【００７７】本発明の反射半透過型液晶表示装置によれ
ば、その光学特性は従来の反射半透過型液晶表示と比
べ、反射モード時および透過モード時の双方とも優れた
効果が得られた。 【００７８】詳細には、本発明による反射膜１６では、
反射膜材料をパターニングすることにより透過領域部を
形成しているため、従来のように透過光の光が反射膜材
料に吸収されることがなく、反射膜全体の光利用効率を
向上させることができた。 【００７９】これに対し、従来の装置の如く、半透過膜
１０を用いると反射モード時および透過モード時におい
て、それぞれ入射光が半透過膜１０によって吸収され、
これにより、半透過膜の光利用効率は、本発明のように
高くない。 【００８０】さらに本発明の液晶表示装置によれば、パ
ターニングした反射膜の膜厚を利用して透過領域部のカ
ラーフィルターの膜厚を増加させており、これにより、
透過モード時の色域面積が従来の反射半透過型液晶表示
装置に比べて大幅に改善されている。 【００８１】また、本発明者が繰り返しおこなった実験
によれば、さまざまな好適な条件を見出しており、以
下、（例１）〜（例３）により述べる。なお、各例の実
験結果は、図１に示す液晶表示装置と図３に示す液晶表
示装置の双方に対し、共通である。 【００８２】（例１）バックライトからの光を透過する
領域の上に形成されたカラーフィルターの膜厚d_Tと、外
界からの光を反射する領域の上に形成されたカラーフィ
ルターの膜厚d_Rと、反射膜の膜厚d_trとの関係におい
て、 ―１．０μｍ≦ d_T―d_R―d_tr≦１．０μｍ に規定するとよく、以下、この点を述べる。 【００８３】反射領域部のカラーフィルターの膜厚を１
μmとし、反射膜の膜厚を1μm、オーバーコート層の膜
厚を2μmとして、カラーフィルターの塗布形成条件をさ
まざまに変えることで、d_T―d_R―d_trを−１．６μｍ〜
＋１．６μｍの範囲内で幾とおりにも変え、そして、オ
ーバーコート層の表面平滑性と色域面積を測定し、さら
に総合評価したところ、表２に示すような結果が得られ
た。 【００８４】この表面平滑性の評価は、反射領域と透過
領域を各々について下地ガラス基板表面からオーバーコ
ート表面までの膜厚を測定し、反射領域と透過領域の膜
厚差で表している。 【００８５】総合評価については、◎、○、△、×の４
とおりに区分し、◎印は平滑性が０．４０μｍ以内であ
り、プロセスおよびパネルの光学特性にまったく問題が
ない場合である。 【００８６】ここでいうプロセス的な問題とは、パネル
の表示品位に関する問題であり、オーバーコート形成後
の膜厚（ガラス基板表面からオーバーコート表面）を複
数のポイント（RGBの各画素１０ポイント以上）で測定
した場合、それらの値の最大値と最小値の差が０．６０
μm以上となるとパネルの表示面内において、セルギャ
ップのばらつきが大きくなり、表示ムラが発生したり液
晶のツイストが不安定（例えば設定したツイスト角より
も１８０°少なくなった状態で配向してしまう）になっ
たりする。 【００８７】以上のことから、オーバーコート塗布後に
おいて膜厚の差が０．４０μm以内であるということ
は、パネルの表示品質に対して十分マージンがあり、プ
ロセス上問題ないと言える。 【００８８】○印は平滑性が０．４０μｍを超え、０．
５０μｍ以内であり、プロセスおよびパネルの光学特性
に問題がない場合、△印は平滑性が０．５０μｍを超
え、０．６０μｍ以内であり、パネルの光学特性が低下
した場合、×印は平滑性が０．６０μｍを超える場合で
あり、パネルの光学特性が大きく悪化した場合である。 【００８９】 【表２】 【００９０】同表から明らかなとおり、透過領域部に形
成されたカラーフィルターの膜厚と反射領域部に形成さ
れた膜厚および反射膜の膜厚の関係（d_T―d_R―d_tr）が
−１．０μｍ以下もしくは１．０μｍ以上となると、カ
ラーフィルター上に形成されたオーバーコートの平滑性
が損なわれ、液晶が均一に配向しなくなったり、色純度
に対する効果が悪化している。 【００９１】（例２）本発明によれば、カラーフィルタ
ーの粘度については、8cp〜13cpにするとよく、これに
より、凹凸差の少ないカラーフィルターを形成するのに
好適である。以下、この点を述べる。 【００９２】反射領域部のカラーフィルターの膜厚を１
μmとし、反射膜の膜厚を１μm、オーバーコート層の膜
厚を2μmとして、カラーフィルターの粘度をさまざまに
変えることで、オーバーコート層の表面平滑性と反射領
域部のカラーフィルターの膜厚を測定し、さらに総合評
価したところ、表３に示すような結果が得られた。 【００９３】 【表３】 【００９４】この表から明らかなとおり、カラーフィル
ターの粘度を8cp〜13cpにすると、凹凸差の少ないカラ
ーフィルターを形成するのに好適である。 【００９５】（例３）つぎに本発明者は図８に示す４種
類の反射膜のパターンについて、その優位度を測定した
ところ、表４に示すような結果が得られた。 【００９６】反射領域部のカラーフィルターの膜厚を１
μmとし、反射膜の膜厚を１μm、オーバーコート層の膜
厚を2μmとして、カラーフィルターの粘度を10cpにし
て、オーバーコート層の表面平滑性を測定し、さらに総
合評価したところ、表４に示すような結果が得られた。 【００９７】 【表４】 【００９８】同表から明らかなとおり、例４が最適であ
ることがわかる。 【００９９】また、最も平滑性がよい例４に対し、その
透過光の円直径を表５に示すように変えたところ、同表
に示す如く、４０μｍ以下がよいことがわかる。 【０１００】 【表５】 【０１０１】（例４）つぎに本発明者は図８に示す４種
類の反射膜のパターンの他に、図１６に示したパターン
例５（矩形状の透過領域部２１の寸法ａ×ｂおよび、そ
の面積Ｓを規定する）を用いて、透過孔のサイズとカラ
ーフィルターの平滑性の関連を調べたところ、表６に示
すような結果が得られた。 【０１０２】 【表６】 【０１０３】この表から明らかなとおり、カラーフィル
ターの平滑性は、透過孔の形状に比べて、その大きさ
（面積）が影響していることが分かる。そして、カラー
フィルターを平滑に形成するためには、ある一つの透過
孔の面積が3600μm²以下にすることが好ましい。 【０１０４】 【発明の効果】以上のとおり、本発明のカラー液晶表示
装置によれば、基板上に無機質材からなる光反射層とカ
ラーフィルターと電極と配向膜とを順次積層して成る他
方部材に対し、その光反射層にて各画素毎に光通過孔を
形成したことで、画素領域を外界からの光を反射する領
域と、バックライトからの光を透過する領域に分割し、
これによって半透過膜の光利用効率が改善された。 【０１０５】また、本発明においては、光通過孔にカラ
ーフィルターを充填して、光通過孔に対応するカラーフ
ィルターの厚みを光反射層上に配したカラーフィルター
の厚みに比べ大きくしたことで、透過モード時において
カラーフィルターの光透過幅が大きくなり、これによっ
て色再現性を改善された。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のカラー液晶表示装置の概略断面図であ
る。 【図２】従来の反射半透過型液晶表示装置の概略断面図
である。 【図３】本発明の他のカラー液晶表示装置の概略断面図
である。 【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は反射膜の形成方法を示す
工程図である。 【図５】（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）は反射膜の形成方法
を示す工程図である。 【図６】（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）はカラーフィ
ルターの形成方法を示す工程図である。 【図７】走査信号側ＩＴＯ電極とデータ信号側ＩＴＯ電
極との交差を示す拡大平面図である。 【図８】例１、例２、例３、例４は反射膜のパターン形
状を示す平面図である。 【図９】カラーフィルター基板の要部断面図である。 【図１０】カラーフィルターの膜厚と色域面積（色再現
性）の関係を示す線図である。 【図１１】色域面積（色再現性）の定義を示す線図であ
る。 【図１２】反射モードの評価する測定方法を示す説明図
である。 【図１３】透過モードの評価する測定方法を示す説明図
である。 【図１４】本発明の反射半透過型液晶表示装置における
ＲＧＢ色度を示す線図である。 【図１５】従来の反射半透過型液晶表示装置におけるＲ
ＧＢ色度を示す線図である。 【図１６】反射膜（例５）のパターン形状を示す平面図
である。 【符号の説明】 ３、１１・・・ガラス基板 ４・・・透明電極 ５・・・配向膜 ７・・・オーバーコート ８・・・液晶 ９・・・カラーフィルター １６・・・反射膜 １７・・・前方散乱フィルム １８・・・凸状配列群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 康成 鹿児島姶良郡隼人町内999番地３ 京セラ 株式会社鹿児島隼人工場内 Ｆターム(参考） 2H048 BA45 BA47 BA48 BB02 BB07 BB08 BB44 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA14Y FA41Z FB04 FB06 GA02 GA06 LA15 LA18

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】透明基板上に電極と配向膜とを順次積層し
   て成る一方部材と、基板上に無機質材からなる光反射層
   とカラーフィルターと電極と配向膜とを順次積層して成
   る他方部材とを、液晶を介して貼り合わせマトリックス
   状に画素を配列して成る液晶パネルの他方部材の外側に
   バックライトを設けたカラー液晶表示装置であって、前
   記光反射層に対し各画素毎に光通過孔を形成し、さらに
   光通過孔にカラーフィルターを充填して、光通過孔に対
   応するカラーフィルターの厚みを光反射層上に配したカ
   ラーフィルターの厚みに比べ大きくしたカラー液晶表示
   装置。