JP2005077942A

JP2005077942A - 液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置および電子機器

Info

Publication number: JP2005077942A
Application number: JP2003310450A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Nakano; 智之中野; Satoshi Taguchi; 聡志田口; Koji Asada; 宏司麻田; Toshinori Uehara; 利範上原; Keiji Takizawa; 圭二瀧澤; Shinya Ibuki; 信哉伊吹
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2023-09-02
Also published as: JP4608861B2

Abstract

【課題】１回の露光および現像により、膜厚の異なるパターンを形成することが可能な、液晶表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚さを透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚さより小さくするための液晶層厚調整層２６が形成された液晶表示装置１００の製造方法であって、光硬化材料および光分解材料が混合された感光材料の被膜を形成する工程と、透過表示領域Ｔまたは反射表示領域Ｒのいずれか一方において感光材料の被膜を露光する工程とを有し、反射表示領域Ｒに液晶層厚調整層２６の厚膜部２６ｒを形成するとともに、透過表示領域Ｔに液晶層厚調整層２６の薄膜部２６ｔを形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示装置の製造方法、液晶表示装置および電子機器に関するものである。

上基板と下基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置の一種として、反射モードと透過モードとを兼ね備えた半透過反射型液晶表示装置が知られている。図６に、従来の半透過反射型液晶表示装置の側面断面図を示す。液晶表示装置１０００は、上基板２５と下基板１０との間に液晶層５０を挟持して構成されている。その下基板１０の内面には、光透過用の窓部を備えた反射膜２０が形成されている。この反射膜２０の形成領域のうち、窓部が形成された領域が透過表示領域Ｔ、その周辺領域が反射表示領域Ｒとなっている。その反射膜２０の内面には、着色層２２Ｒ等を備えたカラーフィルタ層２２が形成されている。またカラーフィルタ層２２の内面には、透過表示領域Ｔに開口部を有する液晶層厚調整層２６が形成されている。さらにカラーフィルタ層２２の内面には、液晶層５０に電界を印加するための電極９が形成されている。そして、液晶表示装置１０００の上方から反射表示領域Ｒに入射した光は、反射膜２０で反射され上基板２５から出射されて表示に寄与するようになっている。一方、バックライト１５から透過表示領域Ｔに入射した光は、液晶層５０を通過し上基板２５から出射されて表示に寄与するようになっている。

上述した液晶層厚調整層２６は、マルチギャップ構造を実現するものである。半透過反射型の液晶表示装置１０００において、マルチギャップ構造を採用することは非常に有効である。なぜなら、透過表示領域Ｔでは入射光が液晶層５０を１回しか透過しないが、反射表示領域Ｒでは入射光が液晶層５０を２回透過するため、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとのリタデーション（位相差）が生じるからである。そこで、マルチギャップ構造によってリタデーションを調節することにより、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとの光透過率が均一化され、表示品質に優れた液晶表示装置１０００が得られるのである。液晶層厚調整層２６は、感光性を有する樹脂材料（レジスト）により、フォトリソグラフィ技術を用いて形成されている。例えば光硬化型（ネガ型）のレジストを用いて液晶層厚調整層２６を形成するには、まずカラーフィルタ層２２の表面全体にレジストの被膜を形成する。次に、反射表示領域Ｒにおけるレジストを露光して硬化させる。さらに現像を行って、透過表示領域Ｔにおけるレジストを除去すれば、透過表示領域Ｔに開口部を有する液晶層厚調整層２６が形成される。
特開２００１ー２６８０５４号公報

しかしながら、上述した透過表示領域Ｔにおける液晶層厚調整層２６の開口部では、レジスト全厚が除去されて着色層２２Ｒが露出することになる。ところが、着色層２２Ｒは顔料を含むため電気絶縁性が十分でなく、電極９と反射膜２０との間（図６のＳ部）で短絡を生じるおそれがある。この短絡を防止するため、露出した着色層２２Ｒの表面に絶縁膜を形成することが考えられる。なお、液晶層厚調整層は電気絶縁性材料によって構成されるので、液晶層厚調整層の形成と同時に絶縁膜を形成することが望ましい。しかしながら、従来のレジストを用いたフォトリソグラフィ技術は、レジスト全厚の除去部およびレジスト全厚の残留部からなるパターンを形成するものであるため、液晶層厚調整層の厚膜部および薄膜部を同時に形成することができない。一方、液晶層厚調整層２６の形成とは別工程で絶縁膜を形成すれば、製造コストが上昇することになる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、液晶層厚調整層の形成と同一工程で絶縁膜を形成することが可能な、液晶表示装置の製造方法の提供を目的とする。
また、低コストで表示品質に優れた液晶表示装置および電子機器の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層が挟持されて画像表示領域が形成され、前記画像表示領域は透過表示領域および反射表示領域を備え、前記反射表示領域における前記液晶層の厚さを前記透過表示領域における前記液晶層の厚さより小さくするための液晶層厚調整層が形成された液晶表示装置の製造方法であって、前記一対の基板のうち少なくともいずれかの基板に、光硬化材料および光分解材料が混合された感光材料の被膜を形成する工程と、前記透過表示領域または前記反射表示領域のいずれか一方において、前記感光材料の被膜を露光する工程とを有し、前記反射表示領域に前記液晶層厚調整層の厚膜部を形成するとともに、前記透過表示領域に前記液晶層厚調整層の薄膜部を形成することを特徴とする。

この感光材料の被膜を露光および現像すれば、露光部では光分解材料が除去されて光硬化材料が残留し、非露光部では光硬化材料が除去されて光分解材料が残留する。そこで、透過表示領域または反射表示領域のいずれかを露光することにより、反射表示領域に液晶層厚調整層の厚膜部を形成するとともに、透過表示領域に液晶層厚調整層の薄膜部を形成することが可能になる。したがって、反射表示領域に対する液晶層厚調整層の形成と同一工程で、透過表示領域に絶縁膜を形成することができる。

なお、前記感光材料の被膜を形成する工程では、前記光硬化材料の混合比が前記光分解材料の混合比より大きい感光材料の被膜を形成し、前記感光材料の被膜を露光する工程では、前記反射表示領域において前記感光材料の被膜を露光することが望ましい。
硬化前の光硬化材料は自在に変形しうるので、光硬化材料の混合比が光分解材料の混合比より大きい感光材料を採用することにより、感光材料を簡単に塗布することができる。そして、上述したように露光部には光硬化材料が残留するので、反射表示領域を露光することにより、反射表示領域に液晶層厚調整層の厚膜部を形成することができる。

また、前記感光材料における前記光硬化材料および前記光分解材料の混合比は、形成すべき前記液晶層厚調整層の前記厚膜部および前記薄膜部の膜厚比に概略一致させればよい。
上述したように、露光部には光硬化材料が残留し非露光部には光分解材料が残留するので、光硬化材料および光分解材料の混合比を厚膜部および薄膜部の膜厚比に一致させることにより、液晶層厚調整層および絶縁膜を所定の膜厚比に形成することができる。

なお、前記光硬化材料は、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂を主成分とすることが望ましい。
この構成によれば、入射光を効率的に利用することが可能になり、明るい画像表示を得ることができる。

また、前記液晶層厚調整層を、着色層上に形成することが望ましい。
この構成によれば、着色層の電気絶縁性が不十分であっても、液晶層厚調整層の形成と同一工程で透過表示領域に絶縁膜を形成することにより、画像表示領域全体の電気絶縁性を確保することができる。

一方、本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層が挟持されて画像表示領域が形成され、前記画像表示領域は透過表示領域および反射表示領域を備え、前記反射表示領域における前記液晶層の厚さを前記透過表示領域における前記液晶層の厚さより小さくするための液晶層厚調整層を有し、前記液晶層調整層は、光硬化材料および光分解材料が混合された感光材料によって形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、反射表示領域に対する液晶層厚調整層の形成と同一工程で、透過表示領域に絶縁膜を形成することができる。

また、前記光硬化材料は、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂を主成分とすることが望ましい。
この構成によれば、入射光を効率的に利用することが可能になり、明るい画像表示を得ることができる。

また、前記液晶層厚調整層は、着色層上に形成されていることが望ましい。
この構成によれば、着色層の電気絶縁性が不十分であっても、液晶層厚調整層の形成と同一工程で透過表示領域に絶縁膜を形成することにより、画像表示領域全体の電気絶縁性を確保することができる。

一方、本発明の電子機器は、上述した液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、低コストで表示品質に優れた電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。また本明細書では、一対の基板における液晶層側の表面を内面と呼ぶものとする。

［液晶表示装置］
実施形態にかかる液晶表示装置について、図１ないし図３を用いて説明する。本実施形態の液晶表示装置は、図３に示すように、上基板２５および下基板１０により液晶層５０を挟持した液晶表示装置１００である。なお、上基板２５がスイッチング素子基板とされ、下基板１０がカラーフィルタ基板とされている。その下基板１０には光透過用の窓部を有する反射膜２０が形成され、その反射膜２０の上方に液晶層厚調整層２６が形成されて、半透過反射型の液晶表示装置１００が構成されている。そして、その液晶層厚調整層２６が、本発明の液晶表示装置の製造方法を使用して形成されている。なお以下には、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode, 以下、ＴＦＤと略記する）を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置を例にして説明する。

（等価回路）
図１は、液晶表示装置１００の等価回路図である。この液晶表示装置１００には、走査信号駆動回路１１０により駆動される複数の走査線１３と、データ信号駆動回路１２０により駆動される複数のデータ線９とが、格子状に配置されている。その各走査線１３と各データ線９との交点付近には、それぞれＴＦＤ素子４０および液晶表示要素（液晶層）１６０が配置されている。そしてその各ＴＦＤ素子４０および各液晶層１６０は、各走査線１３と各データ線９との間に直列接続されている。

（平面構造）
図２は、各基板に形成される電極の平面構造の説明図である。液晶表示装置を構成する一方の基板には、複数のデータ線９が平行に形成されて、対向電極が構成されている。また、液晶表示装置を構成する他方の基板には、複数の走査線１３が平行に形成されている。さらに、他方の基板には複数の画素電極３１が形成され、各画素電極３１は各データ線９と各走査線１３との交点付近にマトリクス状に配置されている。その各画素電極３１は、ＴＦＤ素子４０を介して各走査線１３に接続されている。このＴＦＤ素子４０は、基板表面に形成されたＴａを主成分とする第１導電膜と、その第１導電膜の表面に形成されたＴａ_２Ｏ_３を主成分とする絶縁膜と、その絶縁膜の表面に形成されたＣｒを主成分とする第２導電膜とによって構成されている（いわゆるＭＩＭ構造）。そして、第１導電膜が走査線１３に接続され、第２導電膜が画素電極３１に接続されている。これによりＴＦＤ素子４０は、画素電極３１への通電を制御するスイッチング素子として機能する。そして、画素電極３１と対向電極９とが対向配置され、その間に挟持された液晶層に電界を印加しうるようになっている。これにより、各画素電極３１の形成部分が画像表示単位となってドット領域を構成している。

（断面構造）
次に、図３に基づいて本実施形態の液晶表示装置１００の画素構成について説明する。図３は、本実施形態の液晶表示装置の側面断面図である。なお図３では、理解を容易にするため、上基板２５におけるＴＦＤ素子および各種配線の記載を省略している。

上基板２５は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２５Ａを備えている。その基板本体２５Ａの内面に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電材料からなる画素電極３１が形成されている。画素電極３１は、上基板２５の内面にマトリクス状に配置されている。その画素電極３１の表面を覆うように、ポリイミド等からなる配向膜３３が形成されている。この配向膜３３は、液晶分子を膜表面に対して垂直に配向させる垂直配向膜である。

一方の下基板１０は、石英やガラス等の透光性材料からなる基板本体１０Ａを備えている。その基板本体１０Ａの内面には、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等からなる絶縁膜２４が形成されている。その絶縁膜２４の内面には、アルミニウムや銀等の反射率の高い金属膜等からなる反射膜２０が形成されている。なお、絶縁膜２４の内面に形成された複数の突起２４ａにより、反射膜２０の内面には凹凸が形成されている。そして、液晶表示装置１００の上方から反射膜２０に入射した光は、反射膜２０の凹凸により散乱されるので、外部からの映り込みが防止されて広視野角の表示が得られるようになっている。また、上述した反射膜２０の一部には、開口部２１が形成されている。そして、この開口部２１の形成領域が透過表示領域Ｔとなっている。また、上基板２５における画素電極３１の形成領域と、下基板１０における反射膜２０の形成領域とのオーバーラップ部分が、反射表示領域Ｒとなっている。

また、絶縁膜２４および反射膜２０の内面には、カラーフィルタ（以下、ＣＦと呼ぶ）層２２が設けられている。ＣＦ層２２は、３原色（青、緑、赤）のうちいずれか１色の光を透過する３種類の着色層が、ストライプ状に配置されて構成されている。なお、各着色層（例えば２２Ｒ）は、画素電極３１に対応する位置に形成されている。そして、各画素電極３１によりドット領域が構成され、３種類の着色層を備えた３個のドット領域により１個の画素が構成されている。また、各着色層（２２Ｒ）の形成領域の額縁部には、遮光性を有する材料によりブラックマトリクス（ＢＭ）が形成されている。このブラックマトリクスにより、隣接する着色層からの光洩れによる混色が防止されている。

さらに、そのＣＦ層２２の内面には、電気絶縁性を有する液晶層厚調整層（マルチギャップ構造）２６が設けられている。この液晶層厚調整層２６は、厚膜部２６ｒおよび薄膜部２６ｔを備えている。すなわち、反射膜２０の形成領域に厚膜部２６ｒが形成され、透過表示領域Ｔに薄膜部２６ｔが形成されている。この液晶層厚調整層２６は、次述するように本発明の液晶表示装置の製造方法を使用して形成する。そのため、厚膜部２６ｒおよび薄膜部２６ｔのうち、一方は主に光硬化材料で構成され、他方は主に光分解材料によって構成されている。この液晶層厚調整層２６により、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の層厚が、透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の層厚の半分程度に設定されている。

図４は、液晶層厚調整層のパターン形成方法の説明図である。なお、図４には液晶層厚調整層２６の形成部分のみを示している。上述した液晶層厚調整層２６は、図４（ａ）に示すパターン形成方法を使用して形成する。具体的には、まず光硬化材料および光分解材料が混合された感光材料を、ＣＦ層２２（図３参照）の表面に塗布する。その感光材料として、光硬化材料の混合比が光分解材料の混合比より大きいものを使用する。ここで、光硬化材料および光分解材料の光感度がほぼ等しい場合には、光硬化材料および光分解材料の混合比を、形成すべき液晶層厚調整層２６の厚膜部２６ｒおよび薄膜部２６ｔの膜厚比に一致させる。感光材料の塗布は、スピンコート法やディップ法、スプレー法等によって行う。なお、硬化前の光硬化材料は自在に変形しうるので、光硬化材料の混合比が光分解材料の混合比より大きい感光材料を採用することにより、感光材料を簡単に塗布することができる。さらに、塗布された感光材料をプリベークして感光材料の被膜を形成する。そして、感光材料の被膜に紫外線等を照射して露光処理を行う。その際、透過表示領域に遮光部を有し、反射膜の形成領域に透光部を有するフォトマスク１２０を使用する。すると露光部１２１では、感光材料に含まれる光硬化材料が硬化するとともに光分解材料が分解される。次に、感光材料を現像液に浸漬して現像処理を行う。すると露光部（反射膜の形成領域）１２１では、光分解材料が除去されて光硬化材料のみが残存する。また非露光部（透過表示領域）１２２では、光硬化材料が除去されて光分解材料のみが残存する。これにより、露光部（反射膜の形成領域）１２１には厚膜部２６ｒが形成され、非露光部（透過表示領域）１２２には薄膜部２６ｔが形成される。以上により、厚膜部２６ｒおよび薄膜部２６ｔがパターニングされた液晶層厚調整層２６が形成される。

なお図３に示すように、上基板２５の上方から反射表示領域Ｒに入射した光は、反射膜２０で反射され上基板２５から出射される過程で、上記のように形成された厚膜部２６ｒを透過する。そこで、厚膜部２６ｒを構成する光硬化材料として、アクリル樹脂を主成分とするものを採用することが望ましい。アクリル樹脂はエポキシ樹脂等に比べて光透過率が高いので、入射光を効率的に利用することが可能になり、明るい画像表示を得ることができる。

なお液晶層厚調整層２６は、図４（ｂ）に示すパターン形成方法を使用して形成することも可能である。具体的には、まず光硬化材料および光分解材料が混合された感光材料を、ＣＦ層２２（図３参照）の表面に塗布する。その感光材料として、光分解材料の混合比が光硬化材料の混合比より大きいものを使用する。なお、光感度がほぼ等しい光分解材料および光硬化材料を使用する場合には、光分解材料および光硬化材料の混合比を、形成すべき液晶層厚調整層２６の厚膜部２６ｒおよび薄膜部２６ｔの膜厚比に一致させる。感光材料の塗布は、スピンコート法やディップ法、スプレー法等によって行う。さらに、塗布された感光材料をプリベークして感光材料の被膜を形成する。そして、感光材料の被膜に紫外線等を照射して露光処理を行う。その際、反射膜の形成領域に遮光部を有し、透過表示領域に透光部を有するフォトマスク２２０を使用する。すると露光部２２１では、感光材料に含まれる光分解材料が分解されるとともに光硬化材料が硬化する。次に、感光材料を現像液に浸漬して現像処理を行う。すると露光部（透過表示領域）２２１では、光分解材料が除去されて光硬化材料のみが残存する。また非露光部（反射膜の形成領域）２２２では、光硬化材料が除去されて光分解材料のみが残存する。これにより、露光部（透過表示領域）２２１には薄膜部２６ｔが形成され、非露光部（反射膜の形成領域）２２２には厚膜部２６ｒが形成される。以上により、厚膜部２６ｒおよび薄膜部２６ｔがパターニングされた液晶層厚調整層２６が形成される。

一方、図３に示すように、液晶層厚調整層２６の内面には、ＩＴＯ等からなる対向電極９が形成されている。対向電極９は、図３の紙面左右方向に延びるストライプ状に形成されており、紙面左右方向に並列配置された各画素電極３１に共通の対向電極として構成されている。なお、反射表示領域Ｒにおいては導電性材料からなる反射膜２０を対向電極の一部として用いることも可能である。そして、上基板２５の画素電極３１および下基板１０の対向電極９により、各ドット領域における液晶層５０に電界を印加しうるようになっている。また対向電極９の表面を覆うように、ポリイミド等からなる配向膜２７が形成されている。この配向膜２７は、液晶分子を膜表面に対して垂直に配向させる垂直配向膜として機能するものである。

そして、上基板２５と下基板１０との間に、誘電異方性が負の液晶材料からなる液晶層５０が挟持されている。この液晶材料は、電界無印加時において配向膜の内面に対して垂直に配向し、電界印加時には電界方向と垂直に（すなわち、配向膜２７，３３と平行に）配向するものである。なお、上基板２５および下基板１０の周縁部に塗布されたシール材（不図示）により、上基板２５および下基板１０が相互に接着されるとともに、上基板２５および下基板１０とシール材とによって形成される空間に液晶層５０が封入されている。

さらに、上基板２５の外面には位相差板１６及び偏光板１７が設けられ、下基板１０の外面にも位相差板１８及び偏光板１９が設けられている。この偏光板１７，１９は、特定方向に振動する直線偏光のみを透過させる機能を有するものである。また位相差板１６，１８として、直線偏光を円偏光に変換し、円偏光を直線偏光に変換する機能を有するλ／４板が採用されている。なお、偏光板１７，１９の透過軸と位相差板１６，１８の遅相軸とが約４５°をなすように配置されて、偏光板１７，１９および位相差板１６，１８により円偏光板が構成されている。また、偏光板１７の透過軸および偏光板１９の透過軸は直交するように配置され、位相差板１６の遅相軸および位相差板１８の遅相軸も直交するように配置されている。一方、下基板１０に配置された偏光板１９の外側には、透過表示用の光源としてバックライト１５が設けられている。

図３に示す液晶表示装置１００では、以下のようにして画像表示が行われる。まず、上基板２５の上方から反射表示領域Ｒに入射した光は、偏光板１７および位相差板１６を透過して円偏光に変換され、液晶層５０に入射する。なお、電界無印加時において基板と垂直に配向している液晶分子には屈折率異方性がないので、入射光は円偏光を保持したまま液晶層５０を進行する。さらに反射膜２０により反射され、位相差板１６を再透過した入射光は、偏光板１７の透過軸と直交する直線偏光に変換される。そして、この直線偏光は偏光板１７を透過しない。一方、バックライト１５から透過表示領域Ｔに入射した光も同様に、偏光板１９および位相差板１８を透過して円偏光に変換され、液晶層５０に入射する。さらに位相差板１６を再透過した入射光は、偏光板１７の透過軸と直交する直線偏光に変換される。そして、この直線偏光も偏光板１７を透過しない。したがって、本実施形態の液晶表示装置１００では、電界無印加時において黒表示が行われる（ノーマリーブラックモード）。

一方、液晶層５０に電界を印加すると、液晶分子が基板と平行に再配向して、屈折率異方性を具備する。そのため、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔにおいて液晶層５０に入射した円偏光は、液晶層５０を透過する過程で楕円偏光に変換される。この入射光が位相差板１６を再透過しても、偏光板１７の透過軸と直交する直線偏光には変換されず、その全部または一部が偏光板１７を透過する。したがって、本実施形態の液晶表示装置１００では、電界印加時において白表示が行われる。なお、液晶層５０に印加する電圧を調整することにより、階調表示を行うことが可能である。

上述したように、反射表示領域Ｒでは入射光が液晶層５０を２回透過するが、透過表示領域Ｔでは入射光が液晶層５０を１回しか透過しない。この場合、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの間で液晶層５０のリタデーション（位相差値）が異なると、光透過率に差異を生じて均一な画像表示が得られないことになる。しかしながら、本実施形態の液晶表示装置１００には液晶層厚調整層２６が設けられているので、反射表示領域Ｒおよび／または透過表示領域Ｔにおいてリタデーションを調整することが可能となっている。したがって、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔにおいて均一な画像表示を得ることができる。

一方、ＣＦ層２２を構成する着色層２２Ｒは、顔料等を有機溶媒に分散させた液状体を下基板１０に塗布し、乾燥により有機溶媒を蒸発させて成形する。そのため、着色層２２Ｒの内面を平坦化することは困難であり、透過表示領域Ｔにおけるリタデーションが不均一となるおそれがある。しかしながら、本実施形態の液晶表示装置１００では、着色層２２Ｒの内面に液晶層厚調整層２６の薄膜部２６ｔが形成されている。この薄膜部２６ｔは、感光材料の被膜を露光および現像処理することによって形成されるので、その内面を平坦化することができる。したがって、透過表示領域Ｔにおけるリタデーションを均一化することが可能になり、透過表示領域Ｔにおいて均一な画像表示を得ることができる。

なお、着色層２２Ｒの内面に薄膜部２６ｔを形成する方法として、光分解材料からなる感光材料を採用し、透過表示領域Ｔに対して短時間の露光を行う方法が考えられる。しかしながら、この場合には、薄膜部２６ｔの内面を平坦化することは困難であり、また薄膜部２６ｔと厚膜部２６ｒとの境界に傾斜面が形成されることになる。この傾斜面により、厚膜部２６ｒと薄膜部２６ｔとの境界において中間的なリタデーションが発生し、均一な画像表示を得ることができなくなるという問題がある。この点、本実施形態の液晶表示装置１００では、光硬化材料および光分解材料が混合された感光材料を使用して、１回の通常露光により厚膜部２６ｒおよび薄膜部２６ｔを形成するので、薄膜部２６ｔの内面の平坦化が可能であるとともに、厚膜部２６ｒと薄膜部２６ｔとの境界を垂直面とすることが可能である。したがって、厚膜部２６ｒと薄膜部２６ｔとの境界において、中間的なリタデーションの発生を防止することが可能になり、均一な画像表示を得ることができる。

また、着色層２２Ｒの内面に薄膜部２６ｔを形成する方法として、光硬化材料または光分解材料からなる感光材料を採用し、グレーマスクを用いて露光する方法が考えられる。このグレーマスクにおける透過表示領域Ｔに対応する部分には、光の半透過部が形成されている。しかしながら、このようなグレーマスクは高価であり、また薄膜部の膜厚を変更する場合には新たなマスクを製作する必要がある。この点、本実施形態の液晶表示装置１００では、光硬化材料および光分解材料の混合比を調整するだけで、薄膜部２６ｔの膜厚を自在に調整することができる。したがって、液晶表示装置１００の製造コストを低減することができる。

そして、本実施形態の液晶表示装置１００における薄膜部２６ｔは、上述したように電気絶縁性を有する材料によって構成されているので、絶縁膜として機能する。したがって、着色層２２Ｒにおける電気絶縁性が不十分な場合でも、薄膜部２６ｔの内面に形成された対向電極９と、ＣＦ層２２の外面に形成された反射膜２０との間（図３のＳ部）における短絡を防止することができる。これにより、各ドット領域における液晶を正確に駆動することが可能になり、表示品質に優れた液晶表示装置１００を提供することができる。

なお、本発明の液晶表示装置の製造方法は、液晶層厚調整層２６を形成する場合に限られず、ＣＦ層２２を形成する場合、特にブラックマトリクス（ＢＭ）を形成する場合にも適用することが可能である。この場合、感光材料を構成する光硬化材料および光分解材料のうち、いずれか一方を黒色材料とし他方を透明材料とした上で、黒色材料の混合比を透明材料の混合比より大きくする。そして、光硬化材料を黒色材料とした場合にはＢＭの形成領域を露光し、光分解材料を黒色材料とした場合には着色層の形成領域を露光する。これらにより、ＢＭの形成領域に黒色材料の厚膜を残留させることができるので、ＢＭを形成することができる。なお、着色層の形成領域には透明材料の薄膜が残留する。

また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、液晶表示装置における液晶層厚調整層２６やＣＦ層２２等の各部材の構成材料およびその製造方法として採用可能なだけでなく、フォトリソグラフィにおけるマスク材料およびそのパターン形成方法として採用することも可能である。さらに、本発明の感光材料およびパターン形成方法は、液晶表示装置以外の電気光学装置に適用することも可能である。例えば、有機ＥＬ表示装置やプラズマディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、電子放出素子を用いた表示装置などに適用することが可能である。

［電子機器］
次に、本実施形態の液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図５は、電子機器の一例である携帯電話の斜視図である。図５において、符号３０００は携帯電話本体を示している。この携帯電話は、本実施形態の液晶表示装置を用いた表示部を備えているので、明るく高コントラストな表示が可能になっている。

なお本実施形態の液晶表示装置は、携帯電話に限らず、電子ブックやパーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器などの画像表示手段として好適に用いることができる。そして、いずれの電子機器においても、明るく、高コントラストな表示が可能になっている。

液晶表示装置の等価回路図である。各基板に形成される電極の平面構造の説明図である。実施形態の液晶表示装置の側面断面図である。液晶層厚調整層のパターン形成方法の説明図である。携帯電話の斜視図である。従来技術の液晶表示装置の側面断面図である。

符号の説明

Ｒ反射表示領域Ｔ透過表示領域２６液晶層厚調整層２６ｒ厚膜部２６ｔ薄膜部５０液晶層１００液晶表示装置

Claims

一対の基板間に液晶層が挟持されて画像表示領域が形成され、前記画像表示領域は透過表示領域および反射表示領域を備え、前記反射表示領域における前記液晶層の厚さを前記透過表示領域における前記液晶層の厚さより小さくするための液晶層厚調整層が形成された液晶表示装置の製造方法であって、
前記一対の基板のうち少なくともいずれかの基板に、光硬化材料および光分解材料が混合された感光材料の被膜を形成する工程と、
前記透過表示領域または前記反射表示領域のいずれか一方において、前記感光材料の被膜を露光する工程とを有し、
前記反射表示領域に前記液晶層厚調整層の厚膜部を形成するとともに、前記透過表示領域に前記液晶層厚調整層の薄膜部を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
前記感光材料の被膜を形成する工程では、前記光硬化材料の混合比が前記光分解材料の混合比より大きい感光材料の被膜を形成し、
前記感光材料の被膜を露光する工程では、前記反射表示領域において前記感光材料の被膜を露光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。
前記感光材料における前記光硬化材料および前記光分解材料の混合比は、形成すべき前記液晶層厚調整層の前記厚膜部および前記薄膜部の膜厚比に概略一致させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記光硬化材料は、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂を主成分とす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。
前記液晶厚調整層を、着色層上に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
一対の基板間に液晶層が挟持されて画像表示領域が形成され、前記画像表示領域は透過表示領域および反射表示領域を備え、
前記反射表示領域における前記液晶層の厚さを前記透過表示領域における前記液晶層の厚さより小さくするための液晶層厚調整層を有し、
前記液晶層調整層は、光硬化材料および光分解材料が混合された感光材料によって形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記光硬化材料は、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
前記液晶層厚調整層は、着色層上に形成されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の液晶表示装置。
請求項６ないし請求項８のいずれか一項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。