JP2005099636A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 反射領域、透過領域の区別が完全にでき、しかも、反射領域の反射特性と透過領域での透過特性のバラツキの少ない液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【解決手段】液晶表示パネルＬＰにバックライト手段ＢＬを配置して成る液晶表示装置であって、液晶パネルＬＰの裏面側に位置する基板２上で少なくとも表示画素領域６を間に跨がる絶縁膜１６、金属反射膜１７を被着形成し、且つ表示画素領域に対応する領域にカラーフィルタ１８を被着形成した液晶表示装置である。また、絶縁膜１６と金属反射膜１７と同一のフォトレジスト膜４３を用いて形成した。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶パネルの裏面側にバックライトを配し、該バックライトからの光を液晶パネルに透過させ、また液晶パネルの表示面側からの外光を液晶パネル内に配した金属反射膜にて反射しえる液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。

通常、液晶表示装置はマトリックス表示され、第１の基板上に形成した第１の透明電極群（例えば、セグメント側透明電極群）と第２の基板上に形成した第２の透明電極群（例えば、コモン側透明電極群）とが互いに直交するように配置した液晶表示パネルを用いていた。

このような液晶表示パネルは、光の透過・反射の観点からすると、光の透過モード、反射モード、さらに、両モードを組み合わせた半透過モードとがある。

また、液晶表示パネルの表示方法として、各画素領域にカラーフィルタを形成したカラー表示、カラーフィルタを用いないモノクロ表示の液晶表示装置がある。

さらに、液晶表示の駆動方式には、単純マトックスの駆動方式と1画素、1画素に薄膜トランジスタなどのスイッチング素子を具備したアクティブ型駆動方法とがある。

上述した光の透過・反射の観点において、反射モードである反射型液晶表示装置は、液晶表示パネルの裏面側基板の内面または外面に金属反射膜を配置していた。そして、液晶表示面側から入射された光が、液晶層を通じて金属反射膜で反射し、再度、液晶表示面側から出射される。この金属反射層は、例えば裏面側基板の内面に表面が凹凸形状の膜を形成し、この面で散乱反射させていた。また、裏面側基板の外面に偏光膜や位相差膜を介して光反射膜などを被着していた。この反射型液晶表示装置は、バックライト手段が不要とし、周囲の光を有効に利用するものであった。
これに対して、透過モードである透過型液晶表示装置は、金属反射膜を用いておらず、裏面側基板の外側にバックライト手段を配置していた。このバックライト手段は、表示領域にわたり輝度ムラが発生することのないような光を発するものであり、例えば、光源と光を表示領域に均一に導くための導光板などから構成されている。このようなバックライト手段から放たれた光が液晶表示パネルに入射され、液晶層を通過して液晶表示面側に出射されるものである。この透過型液晶表示装置は、周囲の暗い場所でも使用できるという利点を有していた。

表示面側から入射された光を利用し、さらに、裏面側基板の裏面側にバックライト手段を用いて光を透過させる機能を併せもつ半透過型液晶表示装置があった。
この半透過型液晶表示装置は、裏面側基板の内面側に、裏面側は入射された光を透過させ、且つ液晶表示面側から入射された光を反射させる半透過膜を用いられる。（特許文献１参照特開平８−２９２４１３号参照）。

このような半透過膜を用いた液晶表示パネルは、カラーフィルタを用いたカラー表示液晶表示パネルに多用されている。尚、駆動方法は、アクティブマトリクス駆動、通常の単純マトリックス駆動に適用される。（特許文献２ 特開平７−３１８９２９号参照）。

このような半透過膜は、屈折率の相違する透過膜を多層積層したハーフミラー作用の半透過膜が考えられるが、表示面側からの入射光の反射率（反射特性）と、裏面側からの入射光の透過率（透過特性）の双方を満足させる半透過膜を形成することは非常に難しい。

これを簡便化した半透過膜としては、反射特性の優れた金属反射膜に、基板の裏面側からの入射光が透過しえる光透過用孔を点在させた半透過膜も提案されている。（特許文献３ 特許第２８７８２３１号参照）。

図５は従来の半透過膜を用いたカラー表示可能な液晶表示装置の液晶表示パネル部分の主要断面図である。

液晶表示装置の液晶表示パネルは、液晶表示面側に位置する第１の基板（例えばセグメント側基板）１と、裏面側に位置する第２の基板（例えば、コモン側基板）２と、この第１の基板１と第２の基板２との間に挟持される液晶層３とから構成される。

上面に位置する基板１の液晶層３側内面には、第１の方向（図５面では、紙面奥行き方向）に延びる複数の透明電極が形成され、これらによりセグメント透明電極４を構成している。また、コモン側基板２の液晶層３側内面には、第１の方向と直交する方向に延びる複数の透明電極が形成され、これらによりコモン透明電極群５を構成する。そして、セグメント透明電極群４とコモン透明電極群５とが、互いに液晶層３を介して対向して交差する表示画素領域６を形成し、この表示画素が縦横に配列された部分を表示部という。

セグメント側基板１のセグメント透明電極群４上で表示部の領域には少なくとも配向膜７が形成されている。

コモン側基板２のコモン透明電極群５上で表示部領域には少なくとも配向膜８が形成されている。

また、セグメント側基板１の外面側には、位相差板９、偏光板１０が形成され、コモン側基板２の外面側にも位相差板１１、偏光板１２が形成されている。

また、セグメント側基板１とコモン側基板２とは、特に、コモン側基板２の外周形状に近似して、枠状のシール部材（図５では省略している）が形成されている。

半透過型液晶表示装置では、裏面側基板であるコモン側基板２の外側にバックライト手段（図５では省略している）を配置していた。

図５の半透過型液晶表示装置では、裏面側基板であるコモン側基板２の表面、すなわち、基板表面とコモン透明電極群５の間に、半透過膜５０、カラーフィルタ５４、平滑用透明絶縁膜２０が形成されていた。

従来、半透過膜５０は、絶縁膜５１及び金属反射膜５２から構成されている。そして、１つの表示画素領域の中央部付近が絶縁膜５１、金属反射膜５２が除去されるようにして、透過用貫通孔５３が形成されていた。

また、１つの表示画素領域の金属薄膜５２及び透過用貫通孔５３を被覆するようにカラーフィルタ５４が形成されていた。（特許文献４ 特開２００１-１６６２８９号）
半透過液晶表示装置において、反射モードによる表示におけるカラーフィルタ５４を通過する回数は２回となり、透過モードによる表示におけるカラーフィルタ５４を通過する回数はで１回である。このため、このカラーフィルタ５４を通過する回数の違いから、透過モードの光での色純度が低下していた。

そのため、透過モードの光が通過する領域である透過用貫通孔５３と反射モードの光が反射する領域である金属反射膜５２とで、厚み方向に変位させ、その結果、カラーフィルタ５４の厚みを、透過用貫通孔５３で厚く、また金属反射膜５２上では薄くしていた。この手段としては、金属反射膜５２の直下に形成した絶縁膜５１である。
特開平８−２９２４１３号 特開平７−３１８９２９号 特許第２８７８２３１号 特開２００１-１６６２８９号

また、特許文献３に開示されている半透過型カラー液晶表示装置では、１つの表示画素を構成する領域、例えば、カラーフィルタ５４のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の１つの色素の表示画素領域で、反射領域（金属反射膜５２）と透過領域（透過用貫通孔５３）を設けていた。

しかし、従来の液晶表示装置では、半透過膜５０を構成する絶縁膜５１と金属反射層５２とをそれぞれ別々の工程で形成していた。しかも、金属反射膜５２は、断面からみれば、１つの表示画素内のみに形成されており、しかも、独立して複数形成されていた。

このような構造では、１つの表示画素領域内で、絶縁膜５１上に金属反射層５２を完全重畳させて被着形成することは困難である。

この半透過膜５０は、基板２上に絶縁膜５１を独立して形成し、その後、絶縁膜５１を含めて金属反射膜５２となる例えばアルミニウムなどの金属薄膜を被着形成し、その後、フォトリソグラフィ技術でもって、金属薄膜をパターニングして金属反射膜５２を形成していた。このとき、金属薄膜上に形成し、金属反射膜５２を形成するために用いるフォトレジストを、絶縁膜５１上に精度よく形成することは困難である。

その結果、透過用貫通孔５３である透過領域でありながら、透過用貫通孔５３内に金属反射層５２の一部が存在したり、絶縁膜５１上である反射領域でありながら、金属反射膜５２が形成されず、絶縁膜５１の一部の表面が露出する部分が発生してしまう。

その結果、反射率のバラツキ、反射色度のバラツキ、透過率のバラツキ、透過色度のバラツキの原因となっていた。

本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、金属反射膜と絶縁膜との形成位置が完全一致させることにより、反射率のバラツキ、反射色度のバラツキ、透過率のバラツキ、透過色度のバラツキのない液晶表示装置を提供するものである。

また、このように金属反射膜と樹脂層との形成位置を完全一致させることができる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。

本発明は、第１の方向に延びる複数の透明電極から成る第１の透明電極群と配向膜とを順次積層して成る矩形状の第１の基板と、
前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる複数の透明電極から成る第２の透明電極群と配向膜とを順次積層して成る矩形状の第２の基板とを、
第１および第２の透明電極群が互いに直交して表示画素を形成するように対向させて略矩形状のシール部材で貼り合わせて、該シール部材内に液晶を充填するとともに、第２の基板の裏面側主面にはバックライト手段を配置して成る液晶表示装置であって、
前記第２の基板上で少なくとも前記表示画素領域を間に跨がる絶縁膜、金属反射膜を被着形成し、且つ前記隣接しあう金属反射膜の一部を跨がるように第２の基板の画素領域上にカラーフィルタを被着形成するとともに、前記カラーフィルタ及び金属反射膜上に平滑用透明絶縁膜、該平滑用透明絶縁膜上に第２の透明電極群を形成したことを特徴とする液晶表示装置である。

また、第１の方向に延びる複数の透明電極から成る第１の透明電極群と配向膜とを順次積層して成る矩形状の第１の基板と、
前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる複数の透明電極から成る第２の透明電極群と配向膜とを順次積層して成る第２の基板とを、
第１および第２の透明電極群が互いに直交して表示画素を形成するように対向させて略矩形状のシール部材で貼り合わせて、該シール部材内に液晶を充填するとともに第２の基板の裏面側主面にはバックライト手段を配置して成る液晶表示装置の製造方法であって、
前記第２の基板は、
前記第２の基板上に絶縁膜及び金属反射膜となる金属薄膜を被着形成する第１の工程、
前記金属薄膜上に、隣接する画素領域間に跨がるように絶縁膜及び金属薄膜が残像する所定形状のフォトレジスト膜を形成する第２の工程、
前記金属薄膜及び絶縁膜を同一のフォトレジスト膜によってエッチング処理して、金属薄膜及び絶縁膜を順次除去する第３の工程
前記複数の金属反射膜に跨がるように、前記画素領域に対応するカラーフィルタを被着形成する第４の工程、
前記カラーフィルタ及び金属反射膜上に平滑用透明絶縁膜、該平滑用透明絶縁膜上に第２の透明電極群を形成する第５の工程、
を経て形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

本発明では、表示画素領域間に形成された絶縁膜及び金属反射膜を形成している。そして、絶縁膜と金属反射膜とが完全に同一の形状としているため、絶縁膜及び金属反射膜が重畳する反射領域と、絶縁膜及び金属反射膜が形成されていない透過領域とが完全に区別でき、反射領域でありながら絶縁樹脂が露出する部分が存在しない。また、透過領域でありながら、反射膜が延在することがない。

これにより、透過領域及び反射領域にカラーフィルタを形成した時、透過領域でのカラーフィルタの膜厚と反射領域でのカラーフィルタの膜厚とを完全に制御することができるため、絶縁膜の一部が露出することなく金属反射層が形成されているため、反射領域での反射率のバラツキがなく、透過領域に存在する金属反射層が存在することがないため、反射領域での色度のバラツキ、透過領域での色度のバラツキがなく、透過領域に金属反射層が存在しないことから透過率のバラツキがなく、透過色度のバラツキがない液晶表示装置となる。

また、絶縁膜とその上面に重畳されて被着される金属反射膜とが、それぞれ絶縁膜となる絶縁樹脂膜を形成し、金属反射膜となる金属薄膜を形成した後、一括してパターンニング処理されるため、絶縁膜と金属反射膜とが完全に同一形状となるとなる。

これにより、上述のように反射領域での反射率のバラツキ、反射色度のバラツキがなく、さらに、透過領域における透過率のバラツキ、透過色度のバラツキがない液晶表示装置を簡単に製造することができる。

本発明においては、表示画素領域となる領域の中央部に透過領域を形成し、その周辺に反射領域を設けている。すなわち、反射領域である絶縁膜及び金属反射膜が各表示画素領域の周囲に形成されている。しかも、反射領域である絶縁膜及び金属反射膜隣接する画素領域に跨がるように形成されている。すなわち、１つの独立した絶縁膜、金属反射膜については、２つの画素領域に跨がって形成されることになり、その絶縁膜、金属反射膜の形状は、各画素領域の内部で独立して形成される場合に比較してその加工形状を大きくできるため、非常に製造方法が簡単となる。

以下、本発明の液晶表示装置を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の液晶表示装置の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。また、図３は主要部分の断面図である。尚、本発明の液晶表示装置は、半透過型のカラー表示可能な液晶表示パネルを対象とするものであり、その駆動は通常の単純マトリックス駆動方式で説明する。

また、この液晶表示装置は、液晶表示パネルＬＰと、その裏面側（液晶表示面と逆の面側）に配置されたバックライト手段ＢＬとから構成されている。

本発明の液晶表示装置に用いられる液晶表示パネルＬＰは、一方の方向に延びる複数の透明電極から成る第１の透明電極群、例えばセグメント側端子群４と配向膜７とを順次積層して成る矩形状の第１の基板、例えばセグメント側基板１と、前記一方向と直交する他方方向に延びる複数の透明電極から成る第２の透明電極群（コモン透明電極群５）と配向膜８とを順次積層して成なる第２の基板、例えば、コモン側基板２とが、２つの透明電極群４、５が互いに直交するように対向させてシール部材１４によって貼り合わせされ、このシール部材１４内に液晶層３を充填して構成されている。尚、液晶表示面側には、例えばセグメント側基板１が、裏面側には、例えばコモン側基板２が配置され、このコモン側基板１の外側には、バックライト手段ＢＬが配置されている。

そして、この液晶層３を挟んでセグメント透明電極群４と、コモン透明電極群５との交差領域が表示画素領域６となる。尚、このカラーフィルタを用いた場合には、３つの表示画素領域６（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色素のフィルタ領域）の集合体が視角上の画素６’となる。
そして、液晶表示パネルＬＰのコモン側基板２の内面側で、基板表面と透明電極群５のとの間には、反射領域と透過領域とを規定する半透過膜、この半透過膜上に被着されたカラーフィルタ、カラーフィルタ上に被着された平滑膜が配置されている。

セグメント側基板
セグメント側基板１は、例えば液晶表示面側に位置する基板であり、アクリル系樹脂、ポリカーボネイト系樹脂、エポキシ系の樹脂、ガラスなどからなり、その形状は矩形状となっている。そしてこのセグメント側基板１は、平面的にはシール部材７に囲まれた領域には、上述の表示領域と、第１及び第２の配線パターン２０、２１が引き回される回路配線領域とを有し、さらに、セグメント側端子群２３、コモン側端子群２４が形成される回路配線領域を有している。

基板１の液晶層３の内面側の表示領域には、図１の縦方向、図２では左右方向に延びる透明電極が形成され、セグメント透明電極群４を構成している。

透明電極は、例えば酸化インジウム・錫（ＩＴＯ）などの透明電極材料を薄膜技法により被着形成し、その後フォトリソグラフィにより所定パターンに形成する。

また、セグメント側基板１の上面には、セグメント透明電極群４に接続する第１の配線パターン２０が形成されている。この第１の配線パターン２０は、一端が、セグメント透明電極群４を構成する各透明電極の一端に接続または一体化している。また、その他端がセグメント側基板１の一方端部、図１の下端部に延出し、セグメント側端子群２３を構成する。

また、このセグメント側基板１には、第２の配線パターン２１は、表示領域とシール部材１４との間の領域で、コモン側基板１のコモン透明電極群５に接続し、セグメント側基板１の一方端部、図１の下端部に延出し、コモン側端子群２４を構成する。

また、セグメント側基板１のセグメント透明電極群４の上部には、配向膜７が形成されている。

配向膜７は、樹脂材料や無機物材料から成り、液晶層３の液晶分子のねじれ角を規定するように配向処理が施されている。配向膜７が樹脂材料である場合には、所定配向方向にラビング処理される。また、配向膜７が無機物材料の場合には、その薄膜形成過程で斜め蒸着などによって物理的な配向処理が施される。

第１の配線パターン２０、２１は、セグメント透明電極群４を構成する透明電極と同一の材料であるＩＴＯで形成したり、このＩＴＯ膜上にアルミニウムやアルミニウム合金、銀、金などの金属材料を積層した多層構造としたり、また、アルミニウムやアルミニウム合金、銀、金などの金属材料で形成した金属層で形成してもよい。

また、セグメント側基板１の外面側の表示領域上には、位相差板９、偏光板１０が被着形成されている。

コモン側基板
コモン側基板２は、アクリル系樹脂、ポリカーボネイト系樹脂、エポキシ系の樹脂、ガラスなどからなり、その形状は矩形状となっている。このコモン側基板２の寸法において、横方向寸法は、実質的にセグメント側基板１と同一の幅となっており、縦方向寸法は実質的にセグメント側基板１よりも短い寸法となっている。

このコモン側基板２の表示領域内には、反射モード及び透過モードでも機能する半透過膜１５が形成されている。また、この半透過膜１５上に、カラーフィルタ１８が形成されている。さらに、このカラーフィルタ１８上には、平滑用透明絶縁膜２０が形成され、この平滑用透明絶縁膜２０上に複数の透明電極が形成されている。この透明電極は、例えば、セグメント透明電極群４に直交する方向に延びており、コモン透明電極群５を構成している。このコモン透明電極群５上に液晶層３と接触する配向膜８が形成されている。

表示領域以外の領域には、コモン透明電極群５の一端が延出され、シール部１４にまで到達している。このコモン透明電極群５の一端は、シール部１４を介して、第２の配線パターン２１の一端に接続する。具体的には、シール部１４内に導電性粒子１３を混入させておき、この導電性粒子１３を介してコモン透明電極群５と第２の配線パターン２１とを接続している。

尚、コモン透明電極群５を構成する透明電極は、例えばＩＴＯなどの透明電極材料を薄膜技法により被着形成し、その後、フォトリソグラフィにより所定パターンに形成される。尚、表示部領域以外の領域においては、透明材料を用いる必要はなく、セグメント側基板１の配線パターン２０のように、ＩＴＯ膜上にアルミニウムやアルミニウム合金、銀、金などの金属材料を積層した多層構造としたり、また、アルミニウムやアルミニウム合金、銀、金などの金属材料で形成した金属層で形成してもよい。

また、コモン側基板２の外面側の表示領域上には、位相差板１１、偏光板１２が被着形成されている。

この表示領域部のセグメント透明電極群４とコモン透明電極群５とが交差して構成する表示画素領域６において、反射領域と透過領域とを区別する半透過膜１５が形成されている。半透過膜１５は、絶縁膜１６とこの絶縁膜１６上に形成された金属反射膜１７とから構成され、さらに、この半透過膜１５中には通過用貫通孔１９が形成されている。

本発明においては、絶縁膜１６と金属反射膜１７とがその形状が完全に一致して形成されている。そして、透過用貫通孔１９は、各表示画素領域６の中央部に形成されている。すなわち、図３に示す断面図の各表示画素領域６は、その周囲部分には、半透過膜１５が形成されている。この半透過膜１５は、１つの表示画素領域６から隣接する表示画素領域６との間隔、さらに、隣接する表示画素領域６に跨がって形成されている。すなわち、絶縁膜１６及びその上面に形成された金属反射膜１７は、隣接しあう表示画素領域６に跨がって形成されている。このように、隣接する２つ表示画素領域に跨がって形成することにより、従来のように、表示画素領域内に独立して形成された絶縁膜５１、金属反射膜５２に比較して加工対象の形状が大きくなるため、その加工精度が向上することになる。

このような構成の半透過膜１５では、絶縁膜１６上に、この絶縁膜１６と同一の平面形状の金属反射膜１７が形成されている領域が、反射領域となり、また、金属反射層１７及び絶縁膜１６が形成されていない透過用貫通孔１９が透過領域となる。

また、この半透過膜１５で、各表示画素領域６に対応して、カラーフィルタ１８が形成されている。このカラーフィルタ１８は、各画素領域毎に、Ｒ（赤）のフィルタ、Ｇ（緑）のフィルタ、Ｂ（青）フィルタがそれぞれ独立して形成されている。尚、図３において、３種類のフィルタが独立して形成されているが、その境界部分、すなわち、各表示画素６の境界部分に、ブラックの遮光フィルタを介在させても構わない。

その他の構造
また、各表示画素領域６にスイッチング手段であるスイッチングトランジスタを設けても構わない。

シール部材
シール部材１４は、シール樹脂を主成分として、さらに、導電粒子１３が含有している。

この導電粒子１３を含むシール部材１４は、異方性の導電特性を示すものである。このようなシール部材７は、２つの機能を有している。

１つは、セグメント側基板１とコモン側基板２とを貼り合わせて、その内部に液晶層３を封止するためのである。そして、シール部材１４は、実質的に小さい基板であるコモン側基板２の形状に応じて、コモン側基板２の外周領域に枠状に形成される。このように、コモン側基板２の外周領域にそって形成することにより、特に、横方向において、シール部材１４の外側に配線パターンを形成する必要がないため、液晶表示装置の小型化に寄与できる。

２つめの機能は、コモン側基板２のコモン透明電極群５の一端を、セグメント側基板１の第２の配線パターン２１の一端に、導通させるものである。その機能は、コモン透明電極群５がシール部材７の形成領域にまで延在するシール部材７の一部で、セグメント側基板１側に形成し、一端がこの部分に位置する第２の配線パターン２１との間に接続を行うものである。即ち、コモン側基板に形成したコモン透明電極群５の一端と、セグメント側基板１に形成した第２の配線パターン２１の一端とを完全に一対一に対応させること、また、隣接パターン間が存在する平面方向で短絡することなく、同時に厚み方向で導通が可能に導電性粒子１３の粒径、含有量を特定することが重要である。

液晶層
液晶層３は、ツイストネマティク液晶、コレステリック液晶などの液晶材料で構成され、セグメント側基板１、コモン側基板２及びシール部材７に囲まれた領域に液晶材料を注入されて形成される。この液晶層３内には、液晶層３の厚みを制御するためのスペーサ材（図示せず）が混入されている。このスペーサ材は、一方の基板上に、シール部材１４を塗布する前後に、少なくとも表示部領域に均一に噴霧することによって、結果として、液晶層３中に均一に分散することができる。

また、液晶層３の液晶分子は、液晶材料、その厚み、上述の配向膜７、８の配向処理によって規定されたチルト角、ねじれ角を有している。液晶層３に表示するための電界を与えていない時のねじれ角は、例えば２７０°であり、所定電界が印加されると、液晶分子は、このねじれが解消され、例えば基板の厚み方向に整列する。

この液晶層３を通過する光は、偏光板、位相差板９、１０、１１、１２によって、液晶層３を通過する光を遮断したり、また通過させたりし、その画素での表示ＯＮ−ＯＦＦ制御して、表示領域全体で所定表示を作成する。

バックライト手段
バックライト手段ＢＬは、液晶表示パネルＬＰの外部に配置される。このバックライトＢＬは導光板２５と光源２６とからなる。

反射領域と透過領域
コモン側基板２の表示領域には、反射領域、透過領域を規定する半透過膜１５が形成されている。例えば、反射領域は、絶縁膜１６と金属反射膜１７とからなり、液晶表示画面側から入射された光が、液晶層３、カラーフィルタ１８を通過して反射し、さらにカラーフィルタ１８、液晶層３を介して液晶表示画面側から出射するものである。

また、透過領域は、半透過膜１５の透過用貫通孔１９である。この透過用貫通孔１９は、液晶表示パネルＬＰの裏面側に配置したバックライト手段ＢＬから放たれ光を導くものであり、反射領域部分に形成したカラーフィルタ１８より厚みのカラーフィルタ１８領域を通過して、液晶層３を介して液晶表示画面側から出射される。

この反射領域、透過領域上に形成されたカラーフィルタ１８の表面は実質的に平坦化されている。すなわち、カラーフィルタ１８の厚みからすれば、カラーフィルタ１８の厚みが、反射領域の厚み分だけ、透過領域に比較して薄くあっている。尚、絶縁膜１６、金属反射膜１７との厚みは、その上部に被着されるカラーフィルタ１８の厚みと同等となっており、透過領域のカラーフィルタ１８の厚みは、反射領域のカラーフィルタ１８の厚みの２倍程度となっている。

また、表示画素領域、すなわち、カラーフィルタ１８のＲ（赤）、Ｇ（緑）Ｂ（青）のそれぞれの領域においては、表示画素領域６の中央部分は、透過領域となっており、表示画素領域の周辺分が反射領域となっている。そして、１つの表示画素領域６の反射領域は、隣接する表示画素領域６の反射領域と共通に連なっている。すなわち、表示画素領域間には、反射領域が形成されていることになる。

反射領域の構造
この反射領域は、コモン側基板２上に、絶縁膜１６、この絶縁膜１６と同一形状の金属反射膜１７が被着形成されている。すなわち、絶縁膜１６と金属反射膜１７とが完全には一致した形状となっている。

これにより、反射領域において、その表面に絶縁膜１６が露出することは一切ない。同時に、透過領域である透過用貫通孔１９内に、金属反射膜１７の一部が延出することが一切ない。

これにより、反射領域においては、反射特性が完全に均一化し、また透過領域においては、その透過率が所定値から変動することが一切ない。また、金属反射膜１７で反射される光は、金属反射膜１７に到達する前と、反射した後の２回のカラーフィルタ１８を通過する。これに対して、透過領域においては１回したカラーフィルタ１８を通過しない。しかし、カラーフィルタ１８の厚みが、透過領域で約２倍の厚みとなっているため、結果として反射領域及び透過領域での色度のバラツキがそれぞれなく、しかも、それぞれの領域での色度のばらつきも解消されることになる。

よって、金属反射膜１７と絶縁膜１６との形成位置を完全一致させることにより、反射率のバラツキ、反射色度のバラツキ、透過率のバラツキ、透過色度のバラツキのない液晶表示装置となる。

コモン側基板の製造方法
また、このように金属反射膜と絶縁膜との形成位置を完全一致させることができる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。その製造方法を図４に基づいて詳説する。

まず、コモン側基板１となる基板４０を用意する。このガラス基板は、多数個取りできる大型基板であるものの、図４では、主要部分のみを示す。

次に、図４（ａ）に示すように、基板４０の表示領域の全面にわたり、絶縁膜１６となる絶縁樹脂膜４１を被着形成し、さらに、金属反射膜１７となる金属薄膜４２を形成する。この絶縁樹脂膜４１は、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２の無機物フィラーを含有するアクリル系の有機樹脂材料などが例示でき、絶縁樹脂膜４１は、約０．５〜３．０μｍの厚みを有する。

また、絶縁樹脂膜４１上に被着形成した金属薄膜は、アルミニウムやＡｌＮｄなどのアルミニウム合金、または銀やＡｇＰｄ，ＡｇＰｄＣｕ，ＡｇＣｕＡｕなどの銀合金などが例示できる。この金属薄膜の厚みは、例えば０．０５〜０．５μｍである。

次に、図４（ｂ）に示すように、金属薄膜４２上に、フォトレジスト膜４３を形成する。具体的には、ポジ型フォトレジスト膜を塗布して、選択的な露光・現像を行う。このレジスト膜は、東京応化製ＯＦＰＲなどフォトレジストであり、このレジスト膜を塗布し、さらに所定パターンに応じて露光処理（２５０ｍｊ（ｉ線））を行い、その後、現像処理（東京応化製ＯＦＰＲ現像液）を９０秒行い、ポストベーク１５０℃・５分を行う。この露光現像処理により、透過用貫通孔１９となる領域、すなわち、透過領域の金属薄膜４２が露出するようにパターニングする。

次に、図４（c）に示すように、金属薄膜４２及び絶縁樹脂膜４１をエッチング処理して、反射領域と透過領域とを形成する。

このエッチング液としてリン酸、硝酸、酢酸の混合したエッチング液を用いてエッチングを３分行う。これにより、金属薄膜４２及び絶縁樹脂膜４１がエッチングされ、反射領域を構成する絶縁膜１６及び金属反射膜１７が形成され、同時に、透過領域とる透過貫通孔１９が形成される。なお、ドライエッチングでも同様な形成が可能である。

このように、同一形状にパターンニングされたレジスト膜によって、金属薄膜４２、絶縁樹脂膜４１をエッチング処理するため、絶縁膜１６と金属反射膜１７とが完全に同一に形成でき、しかも、透過用貫通孔１９内に金属反射膜１７の一部が一切残存することがない。尚、続いて、ＮａＯＨを用いてフォトレジスト膜４３を剥離する。

次に、図４（ｄ）に示すように、表示画素領域６に対応するカラーフィルタ１８を形成する。

カラーフィルタ１８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、隣接しあう金属反射膜に跨がるように、塗布して、画素領域に対応するようにフォトリソグラフィ技術により形成する。これにより、例えば３色のうち１色のフィルタが形成できる。これを合計３回繰り返して、ＲＧＢからなるカラーフィルタ１８が形成される。尚、必要に応じて、各表示画素領域６の間隔部分にブラックの遮光フィルタを形成しても構わない。

次に、図４（ｅ）に示すように、カラーフィルタ１８上にアクリル系樹脂からなる平滑用透明絶縁膜２０を形成する。

その後、図４（ｆ）に示すように、平滑用透明絶縁膜２０上に、ＩＴＯからなるコモン透明電極群５を形成する。

尚、このコモン透明電極群５の上には、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が順次積層されている。なお、透明電極群と配向膜との間に樹脂やＳｉＯ₂等から成る絶縁膜を介在させてもよい。

また、他方の基板、セグメント側基板１については、基板１の内面には多数平行にストライプ状配列したＩＴＯから成るセグメント透明電極群４及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７が順次積層されている。

そして、このような構成のセグメント側基板１およびコモン側基板２のいずれかにシール部１４を形成し、同時にスペーサを散布して、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材料を介してシール部材１４により貼り合わせる。

さらにセグメント側基板１の外側にポリカーボネイト等から成る位相差板９とヨウ素系の偏光板１０とを順次形成する。また、コモン側基板２の外側にポリカーボネイト等から成る位相差板１１とヨウ素系の偏光板１２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。

そして、コモン側基板２の裏面側（液晶表示面と反対の面）側に、光源２６と導光板１５から成るバックライト手段ＢＬを配設する。

上述の製造方法では、反射領域と透過領域とを区別し、かつカラーフィルタ１８の膜厚を制御する絶縁膜１６及び金属反射膜１７を形成するにあたり、１つのフォトレジスト膜を用いてエッチング処理して形成しているため、工程を短縮できるだけでなく、反射領域と透過領域とを簡単かつ所定どおりの形状で形成でき、しかも、絶縁膜１６と反射膜１７との形状を完全に一致させることができ、また、透過用貫通孔１９を確実に形成できる。

また、反射領域を規定する絶縁膜１６と金属反射膜１７とが、隣接する表示画素領域６に跨がって形成されるため、表示画素領域６の周囲部に位置させた反射領域が結果として、その形状が大きくなり加工が容易になり、エッチング処理時のパターニングの精度が向上する。

本発明のように反射領域を規定する絶縁膜と金属反射膜とを同一のエッチング工程で形成したコモン側基板２を用いた液晶表示装置と、従来のような絶縁膜５１と金属反射膜５２とを別々の工程で形成したコモン側基板を用いた液晶表示装置とについて、透過領域での透過率、透過色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、透過色純度（△Ｓ）、反射領域での反射率、反射色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、反射色純度（△Ｓ）のバラツキを調べた。

尚、断面図で現れる反射領域の幅、及び透過領域（金属反射膜間のスリットの幅をそれぞれ１５μｍに設定した。

従来の液晶表示装置では、カラーフィルタ５４の膜厚を制御するための絶縁膜５１と金属反射膜５２との位置ずれ、すなわち、金属反射膜５２間のスリットの位置ずれが発生してしまい、その位置のずれ量が〜５μｍの範囲でばらついてしまう。

その結果、液晶表示装置の透過率、透過色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、透過色純度（△Ｓ）、反射率、反射色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、反射色純度（△Ｓ）のバラツキがばらついてしまい、例えば、透過率は１.９４％〜２．０７％の範囲でばらつき、また、透過色純度△Ｓは２０.５〜２５.３と２３.４％の範囲でバラツキ、反射率は２８.７％〜２９.４％の範囲でばらつき、反射色純度△Ｓは１３.９〜１５.１の範囲でバラツキいてしまう。

これに対して、本発明の液晶表示装置では、反射領域を規定する絶縁膜と金属反射膜とが一切位置ずれが発生しないため、液晶表示装置の透過率、透過色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、透過色純度（△Ｓ）、反射率、反射色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、反射色純度（△Ｓ）のバラツキが生じない。

本発明の液晶表示装置の平面図である 図１のＡ−Ａ線の断面図である。 本発明の主要部分の拡大断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、本発明の液晶表示装置の製造方法の主要部分工程の断面図である。 従来の液晶表示装置の主要部分の断面図である

符号の説明

１・・・セグメント側基板
２・・・コモン側基板
３・・・液晶層
４・・・セグメント透明電極群
５・・・コモン透明電極群
６・・・表示画素領域
１４・・・シール部
１５・・半透過膜
１６・・絶縁膜
１７・・・金属反射膜
１８・・カラーフィルタ
１９・・透過用貫通孔

Claims (2)

1. 第１の方向に延びる複数の透明電極から成る第１の透明電極群と配向膜とを順次積層して成る矩形状の第１の基板と、
   前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる複数の透明電極から成る第２の透明電極群と配向膜とを順次積層して成る矩形状の第２の基板とを、
   第１および第２の透明電極群が互いに直交して表示画素を形成するように対向させて略矩形状のシール部材で貼り合わせて、該シール部材内に液晶を充填するとともに、第２の基板の裏面側主面にはバックライト手段を配置して成る液晶表示装置であって、
   前記第２の基板上で少なくとも前記表示画素領域に跨がる絶縁膜、金属反射膜を被着形成し、且つ前記隣接しあう金属反射膜の一部を跨がるように第２の基板の画素領域上にカラーフィルタを被着形成するとともに、前記カラーフィルタ及び金属反射膜上に平滑用透明絶縁膜、該平滑用透明絶縁膜上に第２の透明電極群を形成したことを特徴とする液晶表示装置。
2. 第１の方向に延びる複数の透明電極から成る第１の透明電極群と配向膜とを順次積層して成る矩形状の第１の基板と、
   前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる複数の透明電極から成る第２の透明電極群と配向膜とを順次積層して成る第２の基板とを、
   第１および第２の透明電極群が互いに直交して表示画素を形成するように対向させて略矩形状のシール部材で貼り合わせて、該シール部材内に液晶を充填するとともに第２の基板の裏面側主面にはバックライト手段を配置して成る液晶表示装置の製造方法であって、
   前記第２の基板は、
   前記第２の基板上に絶縁膜及び金属反射膜となる金属薄膜を被着形成する第１の工程、
   前記金属薄膜上に、隣接する画素領域間に跨がるように絶縁膜及び金属薄膜が残像する所定形状のフォトレジスト膜を形成する第２の工程、
   前記金属薄膜及び絶縁膜を同一のフォトレジスト膜によってエッチング処理して、金属薄膜及び絶縁膜を順次除去する第３の工程
   前記複数の金属反射膜に跨がるように、前記画素領域に対応するカラーフィルタを被着形成する第４の工程、
   前記カラーフィルタ及び金属反射膜上に平滑用透明絶縁膜、該平滑用透明絶縁膜上に第２の透明電極群を形成する第５の工程、
   を経て形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

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