JP2006085130A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶表示装置は反射部と透過部を含む複数のピクセルが定義された一対の基板、一対の基板のうちいずれか一側に具備されて一側面に段差が形成されているカラーフィルター、カラーフィルターの段差を平坦化させて反射部と透過部での位相差が相互に相異なる位相差層及び基板間に狭持された液晶層を含む。このような液晶表示装置の製造方法をまた提供する。
【選択図】図4
Description
また、前記透明電極111及び反射電極112を具備した基板110の下部にはバックライト140が配置される。
実際には波長分散の影響を確実に抑制してさらに良好な暗表示を実現するために、図2に示したように一方の基板110側にλ/4層113とλ/2層115を組み合わせて利用して、また他基板120側にλ/4層122とλ/2層124を組み合わせて利用して合計4層の位相差層を利用する場合もある。
本発明が解決しようとする他の技術的課題は前記したような液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
第1に、本発明による液晶表示装置及びその製造方法では段差を有するカラーフィルターを用いて反射部での色濃度と反射色再現性を合せたり反射率を高めることができるようになる。
図3は本発明による反射透過型液晶表示装置の断面を示した断面図である。
図3に図示した液晶表示装置300では一方の基板310は一面に反射率が高い材料により形成された反射部Bになる反射電極312、透過率が高い材料により形成された透過部Dになる透明電極311を具備して、他の面に偏光板313が配置されている。
前述のカラーフィルター321が設けられた基板320の他の面には偏光板324が配置されている。また、基板310と基板320間に液晶材料で構成される液晶層330が狭持されていて、偏光板313の外側には透過表示のためのバックライト(図示せず)が配置されている。
反射部Bでは基板320側(表示面)から入射した周囲光が、偏光板324でその透過軸に一致した直線偏光になる。この直線偏光は反射部Bの位相差層323Rに入射して円偏光になって、また液晶層330により直線偏光に変換されて反射電極312に到達する。反射電極312により進行方向を反転させた直線偏光は再び液晶層330を通過して円偏光になって、この円偏光は再び反射部Bの位相差層323Rを通過して偏光板324の透過軸と平行した直線偏光になって、偏光板324を通過する。
反射部Bでは表示面から入射した周囲光が、偏光板324でその透過軸に一致した直線偏光になる。この直線偏光は反射部Bの位相差層323Rに入射して円偏光になる。円偏光は液晶層330でその偏光状態をほとんど維持したまま反射電極312に到達して反射される。反射された円偏光は回転方向が逆転された円偏光であって、再び液晶層330を通過して反射部Bの位相差層323Rに入射して、偏光板324の透過軸と直交する直線偏光に変換されて偏光板324により吸収される。
具体的に、図8Aに示すように、基板310上にゲート電極801、ゲート絶縁膜802、及び非晶質シリコーンを次々と積層してパターニングして、非晶質シリコーンをエキシマレーザーでアニーリングすることによって結晶化して構成される半導体薄膜803を形成する。また、半導体薄膜803のゲート電極801の両側の領域にP、Bを不純物として導入し、nチャネル、pチャネルの薄膜トランジスタにする。また、薄膜トランジスタを被覆するよう、基板310の上側にSiO2で構成される第1層間絶縁膜804を形成する。
図8Bを参照すると、基板上にブラックマトリックス(図示せず)を形成した後、カラーフィルター用感光性組成物を塗布して、レッド、グリーン、ブルーなどのピクセル321R、321G、321B別にカラーフィルター321の厚さが相互に相異なるように積層してパターニングしてカラーフィルター321の一側面に段差が形成されるようにすることができる。この時、レッド、グリーン、ブルーなどのピクセル321R、321G、321B別カラーフィルター321の厚さは後述するような位相差層がカラーフィルター321の段差を平坦化しながら形成される時、反射部B上の各ピクセル321R、321G、321Bにおける中心波長の位相差がλ/4を有するようにするのに適合するように形成される。
図8D及び図8Eに示しているように、カラーフィルター321上にポリイミドを印刷して、ラビングすることによって配向膜(図示せず)を形成する。この時のラビング処理ではマスクラビングを行うことができる。マスクラビングはフォトリソグラフィ法により反射部Bまたは透過部Dのうちいずれか一側をレジストでマスクして、所定方向にラビングを行った後、他の方向の領域をレジストでマスクして、所定方向にラビングを行うことである。また、反射部Bでは前面の偏光板の透過軸に対して45゜傾いているラビング方向にして、透過部Dでは前面の偏光板324の透過軸に対して平行になるようにラビング方向にする。
以後は通常のセル工程である(S5)。
薄膜トランジスタなどが形成された基板310と、位相差層323などが形成された基板320との間に液晶を注入して密封した後、透過部Dの位相差層323の遅相軸と透過軸が平行になるように、前面に偏光板313、324を接着することによって、図3及び図4に図示した液晶表示装置と同一な光学的な構成を具備して、またカラーフィルターが形成された構成のパネルを得る。
310、320:基板
311:透明電極
312:反射電極
313、324:偏光板
321:カラーフィルター
321R:レッドピクセル
321G:グリーンピクセル
321B:ブルーピクセル
322:共通電極
330:液晶層
801:ゲート電極
802:ゲート絶縁膜
803:半導体薄膜
804:第1層間絶縁膜
805:信号線
806:第2層間絶縁膜
Claims (21)
- 反射部と透過部を含む複数のピクセルが定義された一対の基板と、
前記基板のうちいずれか一方に設けられて、一側面に段差が形成されているカラーフィルターと、
前記カラーフィルターの段差を平坦化させて、前記反射部と透過部での位相差が相互に相異なる位相差層と、
前記基板間に狭持された液晶層と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記カラーフィルターは相異なるカラーのピクセル別に厚さが異なることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記カラーフィルターは相異なるカラーのピクセル別に、厚さが異なる2つの部分で構成される2段構造を有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記カラーフィルターの2段構造のうち厚さが薄い低層部分が、相異なるカラーのピクセル別に互いにその厚さが異なることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
- 前記位相差層は前記反射部ではλ/4の位相差を有し、透過部では位相差がないように形成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記位相差層は液晶ポリマーで構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶ポリマーはネマティック相を示す紫外線硬化性の液晶モノマーが硬化して成り立つことを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層を形成する液晶は、前記液晶層に電圧を印加しない状態で垂直配向を有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層を形成する液晶は、前記液晶層に電圧を印加しない状態で水平配向を有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 反射部と透過部を含む複数のピクセルが定義された一対の基板のうちいずれか一方の基板の一側面に段差が形成されているカラーフィルターを形成する段階と、
前記カラーフィルターの段差を平坦化させて、前記反射部と透過部での位相差が相互に相異なる位相差層を形成する段階と、
前記基板間に液晶層を狭持する段階と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記カラーフィルターを形成する段階は相異なるカラーのピクセル別に厚さが異なるように形成することを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記カラーフィルターを形成する段階は相異なるカラーのピクセル別に、厚さが異なる2つの部分で構成される2段構造を有するように形成することを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記カラーフィルターを形成する段階は、2段構造のうち厚さが薄い低層部分が、相異なるカラーのピクセル別に互いにその厚さが異なるように形成することを特徴とする請求項12に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記2段構造を有するピクセルで構成されるカラーフィルターを形成する段階は、カラーフィルター用感光性組成物が塗布されたフィルムをスリットマスクにより露光して現像する段階を含むことを特徴とする請求項12に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記位相差層は前記反射部ではλ/4の位相差を有し、透過部では位相差がないように形成されることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記位相差層は液晶ポリマーで構成されることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記液晶ポリマーはネマティック相を示す紫外線硬化性の液晶モノマーが硬化することによって形成されることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記位相差層を形成する段階は、光配向処理により反射部と透過部で配向方向を異にする配向膜を形成する段階及び前記配向膜上に液晶ポリマーまたはネマティック相を示す紫外線硬化性の液晶モノマーを塗布する段階を含むことを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記位相差層を形成する段階はマスクラビングにより反射部と透過部で配向方向を異にする配向膜を形成する段階及び前記配向膜上に液晶ポリマーまたはネマティック相を示す紫外線硬化性の液晶モノマーを塗布する段階を含むことを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記液晶層を形成する液晶は、前記液晶層に電圧を印加しない状態で垂直配向を有することを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記液晶層を形成する液晶は、前記液晶層に電圧を印加しない状態で水平配向を有することを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置の製造方法。
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