JP2007279544A - 液晶装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な光学特性を有する位相差層を具備して表示品質に優れ、また高歩留まりに
製造可能な液晶装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置１００は、液晶層５０を挟持して対向配置されたＴＦＴア
レイ基板１０と対向基板２０とを備え、前記ＴＦＴアレイ基板１０の前記液晶層５０側に
、ポリイミド材料からなる第１配向膜１８が形成され、前記対向基板２０の前記液晶層５
０側には、位相差層２３が形成されるとともに、ポリイミド材料からなる第２配向膜２８
が前記位相差層２３を覆って形成されており、前記第２配向膜２８を構成するポリイミド
材料の焼成温度が、前記第１配向膜１８を構成するポリイミド材料の焼成温度より低いこ
とを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶装置及びその製造方法、並びに電子機器に関するものである。

半透過反射型の液晶装置は、携帯電話や携帯情報端末等の表示デバイスとして広く用い
られている。ところで、半透過反射型の液晶装置では、反射表示と透過表示とを単一の液
晶層を用いて実現するために表示モード間での位相差の調整が必要である。そこで、下記
特許文献１では、透過表示領域と反射表示領域とで異なった位相差を有する位相差層を設
けることで、適切な反射表示及び透過表示を得られるようにしている。
特開２００３−３２２８５７号公報

特許文献１に記載の液晶装置によれば、液晶セルに位相差層を内蔵しているため、液晶
セルの外側に上記位相差の調整のためのλ／４位相差板等を設ける必要がなく、液晶装置
の薄型化や低コスト化を実現できる。しかしながら、液晶セルの内面側に設けられる位相
差層は、重合性液晶オリゴマーやコレステリック液晶が用いて形成されているため耐熱性
が低いものである。その一方で、位相差層とともに形成される液晶装置の構成部材には、
ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜等の特性を得るために加熱が必要なものもあり、これら
の構成部材の特性を出すために加熱を行うと、上記位相差層の位相差がずれてしまい所望
の表示特性を得られなくなるおそれがある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、良好な光学特性を有す
る位相差層を具備して表示品質に優れ、また高歩留まりに製造可能な液晶装置とその製造
方法を提供することを目的としている。

本発明の液晶装置は、液晶層を挟持して対向配置された第１基板と第２基板とを備え、
前記第１基板の前記液晶層側に、第１の焼成温度を有したポリイミド材料からなる第１配
向膜が形成され、前記第２基板の前記液晶層側には、位相差層が形成されるとともに、第
２の焼成温度を有したポリイミド材料からなる第２配向膜が前記位相差層を覆って形成さ
れており、前記第１配向膜と前記第２配向膜とは異なるポリイミド材料からなり、前記第
２配向膜の前記第２の焼成温度が、前記第１配向膜の前記第１の焼成温度より低いことを
特徴とする。

このように位相差層を覆う第２配向膜について、第１配向膜よりもその焼成温度が低い
ポリイミド膜を用いることで、形成時の高温加熱を不要なものとし、比較的良好な配向規
制力を得つつ、位相差層の光学特性が損なわれるのを防止することができる。従って本発
明によれば、良好な光学特性を有する位相差層を具備して表示品質に優れ、また高歩留ま
りに製造可能な液晶装置を提供することができる。

前記第１基板上に、互いの間に前記液晶層を駆動する電界を生じさせる第１電極と第２
電極とが形成されている構成であることが好ましい。すなわち、焼成温度の低い第２配向
膜が形成された前記第２基板側には電極が形成されていない液晶装置とすることが好まし
い。かかる構成の液晶装置としては、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式やＦＦＳ（Frin
ge Field Switching）方式等の横電界方式の液晶装置を例示することができる。一方の基
板にのみ電極が形成されている液晶装置では、電極が形成された基板の配向膜については
良好な配向規制力が要求されるが、電極が形成されていない基板の配向膜については、必
要な配向規制力が小さくて済むため、第２配向膜の焼成温度が低くなっている本発明の液
晶装置の形態として好適である。

１つのサブ画素領域内に反射表示を行う反射表示領域と透過表示を行う透過表示領域と
が設けられており、前記位相差層が、前記反射表示領域に選択的に形成されている構成と
することもできる。すなわち本発明の液晶装置は半透過反射型の液晶装置として構成する
ことができる。

また前記位相差層の層厚によって、前記反射表示領域と前記透過表示領域とで前記液晶
層の層厚が異ならされている構成としてもよい。すなわち、前記位相差層がマルチギャッ
プ構造を実現するための液晶層厚調整層としても機能するものであってもよい。

また、前記位相差層の前記液晶層と反対側に、前記反射表示領域と前記透過表示領域と
で前記液晶層の層厚が異ならせる液晶層厚調整層が形成されている構成とすることもでき
る。マルチギャップ構造における液晶層厚調整層を別途設けることもできる。またかかる
構成において本発明では位相差層と第２基板との間に液晶層厚調整層を設けている。透明
な樹脂材料により構成される液晶層厚調整層の形成時の加熱によって位相差層の光学特性
が損なわれるのを防止できるからである。

本発明の液晶装置の製造方法は、液晶層を挟持して対向配置された第１基板と第２基板
とを備え、前記第１基板の前記液晶層側に第１配向膜が形成され、前記第２基板の液晶層
側に位相差層と該位相差層を覆う第２配向膜とが形成された液晶装置の製造方法であって
、前記第２基板上に位相差層を形成する工程と、前記位相差層を覆うように配向膜形成材
料を塗布する工程と、前記塗布された配向膜形成材料を前記位相差層の構成材料の相転移
温度より低い温度で焼成する工程と、を含むことを特徴とする。

この製造方法によれば、第２配向膜の形成に際して位相差層の相転移温度より低い加熱
温度で加熱するので、位相差層を構成する高分子液晶等の配向が乱れて光学特性が損なわ
れるのを防止することができ、表示品質に優れた液晶装置を製造することができる。

前記配向膜形成材料として可溶性ポリイミドを用いることが好ましい。形成するポリイ
ミド膜のイミド化率が加熱により変化しにくく、所望のイミド化率を容易に得られ、第２
配向膜の配向規制力も安定するからである。また、溶媒の選択によってはさらに加熱温度
を下げられる点でも有利である。

本発明の液晶装置の製造方法は、前記位相差層を形成する工程に先立って、前記第２基
板上に、前記液晶層の層厚をサブ画素の平面領域内で異ならせる液晶層厚調整層を形成す
る工程を有する製造方法とすることもできる。このような製造方法とすることで、位相差
層が加熱されないようにすることができ、良好な光学特性の位相差層を具備したマルチギ
ャップ構造の液晶装置を製造することができる。

本発明の液晶装置の製造方法は、前記第１基板上に互いの間に前記液晶層を駆動する電
界を生じさせる第１電極と第２電極とを形成する工程と、前記第１電極及び前記第２電極
を覆う前記第１配向膜を形成する工程と、前記第１電極、前記第２電極、及び前記第１配
向膜が形成された前記第１基板を、前記第２配向膜が形成された前記第２基板とシール材
を介して貼り合わせる工程と、を有することを特徴とする。この製造方法によれば、良好
な光学特性の位相差層を具備した横電界方式の液晶装置を高歩留まりに製造することがで
きる。

次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、表示品質に優れかつ安価である表示部を具備した電子機器を提供する
ことができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る液晶装置について図面を参照して説明する。

本実施形態の液晶装置は、液晶に対して基板面方向の電界（横電界）を作用させ、配向
を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＦＦＳ（Fringe Field Switchi
ng）方式と呼ばれる方式を採用した液晶装置である。また、基板上にカラーフィルタを具
備したカラー液晶装置であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出射する３個の
サブ画素で１個の画素を構成するものとなっている。従って、表示を構成する最小単位と
なる表示領域を「サブ画素領域」と称し、一組（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブ画素から構成される
表示領域を「画素領域」と称する。

図１は、本実施形態の液晶装置を構成するマトリクス状に形成された複数のサブ画素の
回路構成図である。図２は液晶装置１００の任意の１サブ画素における平面構成図である
。図３は図２のＡ−Ａ'線に沿う部分断面構成図である。

本実施形態の液晶装置１００は、図３に示すように、互いに対向して配置されたＴＦＴ
アレイ基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０と、これらの基板１０，２０間
に挟持された液晶層５０とを備え、ＴＦＴアレイ基板１０の外面側にバックライト９０を
配設してなる半透過反射型の液晶装置である。

なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、
各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示している。

図１に示すように、液晶装置１００の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成され
た複数のサブ画素領域には、それぞれ画素電極９と、画素電極９と電気的に接続されてサ
ブ画素をスイッチング制御するＴＦＴ３０とが形成されており、データ線駆動回路１０１
から延びるデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線駆動
回路１０１は、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎをデータ線６ａを介して各画素に供給する
。前記画像信号Ｓ１〜Ｓｎはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数の
データ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

ＴＦＴ３０のゲートには、走査線駆動回路１０２から延びる走査線３ａが電気的に接続
されており、走査線駆動回路１０２から所定のタイミングで走査線３ａにパルス的に供給
される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次でＴＦＴ３０のゲートに印加さ
れるようになっている。画素電極９はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。
そして、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍの入力によ
り一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ
２、…、Ｓｎが所定のタイミングで画素電極９に書き込まれるようになっている。

画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは
、液晶を介して画素電極９と対向する共通電極との間で一定期間保持される。ここで、保
持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９と共通電極との間に形成され
る液晶容量と並列に蓄積容量７０が接続されている。蓄積容量７０はＴＦＴ３０のドレイ
ンと容量線３ｂとの間に設けられている。

図２に示すように、液晶装置１００のサブ画素領域には、平面視略梯子状を成すＹ軸方
向に長手の画素電極（第１電極）９と、画素電極９と平面的に重なって配置された平面略
ベタ状の共通電極（第２電極）１９とが設けられている。サブ画素領域の図示左上の端部
の角部（或いは各サブ画素領域の間隙）には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを
所定間隔で離間した状態に保持するための柱状スペーサ４０が立設されている。

画素電極９は、概略Ｘ軸方向に延びる複数本（図示では１５本）の帯状電極９ｃと、こ
れらの帯状電極９ｃの図示左右方向の両端部と接続された平面視略矩形枠状の枠体部９ａ
とを備えて構成されており、前記複数の帯状電極９ｃは、互いに平行に均等な間隔でＹ軸
方向に配列されている。

共通電極１９は、図２に示すサブ画素領域内に部分的に設けられた反射層２９を覆うよ
うに形成されている。本実施形態の場合、共通電極１９はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）
等の透明導電材料からなる導電膜であり、反射層２９は、アルミニウムや銀等の光反射性
の金属膜や、屈折率の異なる誘電体膜（ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２等）を積層した誘電体積層膜
（誘電体ミラー）からなるものである。液晶装置１００は、上記反射層２９での反射光を
散乱させる機能を具備していることが好ましく、かかる構成により反射表示の視認性を向
上させることができる。

なお、共通電極１９は、本実施形態のように反射層２９を覆うように形成されている構
成のほか、透明導電材料からなる透明電極と、光反射性の金属材料からなる反射電極とが
平面的に区画されている構成、即ち、反射表示領域に対応して配置された透明電極と、反
射表示領域に対応して配置された反射電極とを備え、前記両電極が透過表示領域と反射表
示領域との間（境界部）で互いに電気的に接続されているものも採用することができる。
この場合、前記透明電極と反射電極とが画素電極９との間に電界を生じさせる共通電極を
構成する一方、前記反射電極は当該サブ画素領域の反射層としても機能する。

サブ画素領域には、Ｘ軸方向に延びるデータ線６ａと、Ｙ軸方向に延びる走査線３ａと
、走査線３ａに隣接して走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂとが形成されている。デー
タ線６ａと走査線３ａとの交差部に対応してその近傍にＴＦＴ３０が設けられている。Ｔ
ＦＴ３０は走査線３ａの平面領域内に部分的に形成された島状のアモルファスシリコン膜
からなる半導体層３５と、半導体層３５と一部平面的に重なって形成されたソース電極６
ｂ、及びドレイン電極１３２とを備えている。走査線３ａは半導体層３５と平面的に重な
る位置でＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。

ＴＦＴ３０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層３５に延びる平
面視略Ｌ形を成しており、ドレイン電極１３２は、半導体層３５上から−Ｙ側に延びて平
面視略矩形状の容量電極１３１と電気的に接続されている。容量電極１３１上には、画素
電極９のコンタクト部９ｂが−Ｙ側から進出して配置されており、両者が平面的に重なる
位置に設けられた画素コンタクトホール４５を介して容量電極１３１と画素電極９とが電
気的に接続されている。また容量電極１３１は容量線３ｂの平面領域内に配置されており
、当該位置に厚さ方向で対向する容量電極１３１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量７
０が形成されている。

図３に示す断面構造をみると、液晶装置１００は、互いに対向して配置されたＴＦＴア
レイ基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０との間に液晶層５０を挟持した構
成を備えており、液晶層５０はＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向する領域の
縁端に沿って設けられたシール材（図示略）によって前記両基板１０，２０間に封止され
ている。ＴＦＴアレイ基板１０の外面側（液晶層と反対側）には、偏光板１４が設けられ
、対向基板２０の外面側には偏光板２４が設けられている。ＴＦＴアレイ基板１０の背面
側（図示下面側）には、光源と導光板９１と反射板９２とを具備したバックライト（照明
装置）９０が設けられている。

ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体１０Ａを基
体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、走査線３ａ及び容量線３
ｂが形成されており、走査線３ａ及び容量線３ｂを覆ってゲート絶縁膜１１が形成されて
いる。ゲート絶縁膜１１上に、アモルファスシリコンの半導体層３５が形成されており、
半導体層３５に一部乗り上げるようにしてソース電極６ｂと、ドレイン電極１３２とが形
成されている。ドレイン電極１３２の図示右側には容量電極１３１が一体に形成されてい
る。半導体層３５は、ゲート絶縁膜１１を介して走査線３ａと対向配置されており、当該
対向領域で走査線３ａがＴＦＴ３０のゲート電極を構成するようになっている。容量電極
１３１はゲート絶縁膜１１を介して容量線３ｂと対向配置されており、容量電極１３１と
容量線３ｂとが対向する領域に、ゲート絶縁膜１１を誘電体膜とする蓄積容量７０が形成
されている。

半導体層３５、ソース電極６ｂ、ドレイン電極１３２、及び容量電極１３１を覆って、
第１層間絶縁膜１２が形成されており、第１層間絶縁膜１２上の一部には樹脂層３９が形
成されており、当該樹脂層３９上に反射層２９が形成されている。反射層２９と第１層間
絶縁膜１２とを覆って、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極１９が形成されている
。上記樹脂層３９はその表面に凹凸形状を有しており、かかる凹凸形状に倣う凹凸面を有
して形成された前記反射層２９が光散乱性の反射手段を構成している。

このようにサブ画素領域に部分的に反射層２９が形成された本実施形態の液晶装置１０
０では、図２に示した１サブ画素領域内のうち、反射層２９の形成領域が、対向基板２０
の外側から入射して液晶層５０を透過する光を反射、変調して表示を行う反射表示領域Ｒ
となっている。また、反射層２９の形成領域の外側の光透過領域が、バックライト９０か
ら入射して液晶層５０を透過する光を変調して表示を行う透過表示領域Ｔとなっている。

共通電極１９を覆ってシリコン酸化物等からなる第２層間絶縁膜１３が形成されている
。第２層間絶縁膜１３の液晶層側の表面にＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９が
形成されている。また、画素電極９、第２層間絶縁膜１３を覆ってポリイミドからなる第
１配向膜１８が形成されている。

第１層間絶縁膜１２及び第２層間絶縁膜１３を貫通して容量電極１３１に達する画素コ
ンタクトホール４５が形成されており、この画素コンタクトホール４５内に画素電極９の
コンタクト部９ｂが一部埋め込まれて、画素電極９と容量電極１３１とが電気的に接続さ
れている。上記画素コンタクトホール４５の形成領域に対応して共通電極１９にも開口部
が設けられており、この開口部を介して画素電極９と容量電極１３１とが電気的に接続さ
れるとともに、共通電極１９と画素電極９とが短絡しないような構成になっている。

一方、対向基板２０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体２０Ａを基体
としてなり、基板本体２０Ａの内面側（液晶層５０側）には、サブ画素毎に異なる色光を
透過するカラーフィルタを備えたＣＦ層２２が形成されている。上記カラーフィルタは、
サブ画素内で色度の異なる２種類の色材領域に区画されている構成とすることが好ましい
。具体的には、透過表示領域Ｔの平面領域に対応して第１の色材領域が設けられ、反射表
示領域Ｒの平面領域に対応して第２の色材領域が設けられており、第１の色材領域の色度
が、第２の色材領域の色度より大きいものとされている構成を採用できる。また、反射表
示領域Ｒの一部に非着色領域を設ける構成としてもよい。このような構成とすることで、
カラーフィルタを表示光が１回のみ透過する透過表示領域Ｔと、２回透過する反射表示領
域Ｒとの間で表示光の色度が異なるのを防止でき、反射表示と透過表示の見映えを揃えて
表示品質を向上させることができる。なお、ＣＦ層２２は、ＴＦＴアレイ基板１０側に形
成することもできる。

ＣＦ層２２の液晶層５０側には、反射表示領域Ｒに対応して位相差層２３が形成されて
いる。前記位相差層２３は、本実施形態の場合、その光学軸方向に平行な振動方向を有す
る光に対して略１／２波長（λ／２）の位相差を付与するものであり、基板本体２０Ａの
内面側に設けられたいわゆる内面位相差層である。位相差層２３は、高分子液晶（コレス
テリック液晶等）の溶液や液晶モノマー（あるいは液晶オリゴマー）の溶液を配向膜上に
塗布し、乾燥固化させる際に所定方向に配向させる方法により形成することができる。

また本実施形態の場合、位相差層２３は、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の厚さよりも小さくするための液晶層厚調整層として
も機能するものとなっている。半透過反射型の液晶表示装置では、反射表示領域Ｒへの入
射光は液晶層５０を２回透過するが、透過表示領域Ｔへの入射光は液晶層５０を１回しか
透過しない。これにより反射表示領域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。そ
こで位相差層２３を液晶層５０側に突出させて形成することでいわゆるマルチギャップ構
造を実現している。具体的には、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、反射表示領域Ｒおよび透過表示
領域Ｔにおける液晶層５０のリタデーションが略同一に設定されている。これにより、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ようにな
っている。

本実施形態の場合、液晶層５０を構成する液晶はΔｎ＝０．１の屈折率異方性を持ち、
誘電異方性ε_//は１０、ε_⊥＝４の正の異方性を持つものを使用している。また透過表示
領域Ｔの液晶厚さは３．５μｍとし、反射表示領域Ｒの液晶厚さを１．４μｍ、位相差層
２３の層厚を２．１μｍとしている。

本実施形態では、位相差層２３を反射表示領域Ｒに選択的に形成しているが、位相差層
としての機能の観点からは透過表示領域Ｔにおける透過光に対する位相差と、反射表示領
域Ｒにおける透過光に対する位相差とに所定の差異を生じさせることができればよく、液
晶層厚調整層としての機能の観点からは反射表示領域Ｒにおいて透過表示領域Ｔにおいて
よりも液晶層５０側に突出して形成されていればよいため、部位により膜厚の異なる位相
差層をＣＦ層２２上に形成してもよい。すなわち、透過表示領域Ｔにおいて薄い膜厚、小
さい位相差を有し、反射表示領域Ｒにおいて厚い膜厚、大きい位相差を有する位相差層を
形成してもよい。

位相差層２３及びＣＦ層２２を覆うようにしてポリイミドからなる第２配向膜２８が形
成されている。本実施形態の液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板１０の第１配向膜１８と対
向基板２０の第２配向膜２８は、いずれもポリイミドからなる配向膜であるが、材料が異
なるものであって硬化する材料固有の焼成温度が異なったものとなっている。すなわち、
位相差層２３を覆って形成された第２配向膜２８を構成するポリイミド材料の焼成温度（
硬化する温度）が、画素電極９を覆って形成された第１配向膜１８を構成するポリイミド
材料の焼成温度（硬化する温度）よりも低くなっている。一般に、ポリイミド膜の液晶に
対する配向規制力はそのイミド化率が高いものほど大きくすることができるが、イミド化
率の高いポリイミド膜を得るには２２０〜２３０℃程度以上の高温加熱（焼成）工程が必
要であり、位相差層２３の形成後にこのような加熱を行うと位相差層２３を構成する高分
子液晶等の配向が乱れたり、高分子液晶自体の変質が生じる結果、位相差層２３において
所望の光学特性（位相差）が得られなくなるおそれがある。

そこで本発明では、位相差層２３を覆う第２配向膜２８について、ＴＦＴアレイ基板１
０の第１配向膜１８を構成するポリイミド材料の焼成温度よりも低い焼成温度を有したポ
リイミド材料を用いてポリイミド膜を形成することで、２００℃を超える加熱を不要なも
のとし、比較的良好な配向規制力を得つつ位相差層２３の光学特性が損なわれるのを防止
するようになっている。本実施形態の液晶装置１００に備えられた第２配向膜２８のイミ
ド化率は７０％〜８０％程度とすることが好ましい。かかる範囲のイミド化率のポリイミ
ド膜であれば、２００℃未満の加熱で形成することができ、また必要な配向規制力を得る
ことができる。

また、位相差層２３が形成されていないＴＦＴアレイ基板１０側の第１配向膜１８につ
いては、硬化する材料固有の焼成温度が相対的に高いポリイミド膜を用いることで、液晶
に対する配向規制力を良好なものとし、表示品質の低下を防止するようになっている。本
実施形態の場合、第１配向膜１８のイミド化率は９０％以上とすることが好ましい。

本実施形態の液晶装置のように横電界方式の液晶装置では、一方の基板にのみ電極が形
成されており、かかる電極に印加される電圧によって液晶を駆動するようになっているた
め、電極（画素電極９、共通電極１９）が形成されたＴＦＴアレイ基板１０に設けられる
第１配向膜１８では良好な配向規制力が必要である一方、電極が形成されていない対向基
板２０に設けられる第２配向膜２８については、第１配向膜１８に比して配向規制力が若
干劣るものであっても表示品質にはほとんど影響しない。従って本発明は、一方の基板に
のみ液晶を駆動する電極が設けられる横電界方式の液晶装置に好適に用いることができる
技術である。

なお、本実施形態の液晶装置における各光学部材における光学軸配置は例えば以下のよ
うに構成することができる。

ＴＦＴアレイ基板１０側の偏光板１４の透過軸と、対向基板２０側の偏光板２４の透過
軸とが互いに直交するように配置されており、前記偏光板２４の透過軸が図２に示すＸ軸
と平行に配置されている。また、第１配向膜１８，２８のラビング方向は偏光板２４の透
過軸と平行である。前記第１配向膜１８，２８のラビング方向は、Ｘ軸方向に限定される
ものではないが、画素電極９と共通電極１９との間に生じる電界の主方向（帯状電極９ｃ
の延在方向と直交する方向）と交差する方向とする。そして、初期状態ではラビング方向
に沿って平行配向している液晶が、画素電極９と共通電極１９との間への電圧印加によっ
て、上記電界の主方向側へ回転して配向する。この初期配向状態と電圧印加時の配向状態
との差異に基づいて明暗表示が成されるようになっている。

上記各実施形態では、ＦＦＳ方式と呼ばれる方式を採用したが、同様に基板面方向の電
界で液晶を動作するＩＰＳ（In Plane Switching）方式等でも同様な効果が得られる。ま
た本発明の技術範囲は、ＦＦＳ方式やＩＰＳ方式に代表される横電界駆動型の液晶装置に
限定されず、ＴＮモードやＶＡＮモードの液晶を具備し、一方の基板の液晶層側に位相差
層が設けられている液晶装置にも適用することができる。すなわち、これらの液晶装置に
おいても、配向膜形成時の加熱によって位相差層の光学特性が設計からずれてしまうのを
効果的に防止することができ、表示品質に優れ、高歩留まりに製造可能な液晶装置を実現
することができる。

＜液晶装置の製造方法＞
次に、図４を参照して本実施形態の液晶装置の製造方法について説明する。図４（ａ）
〜図４（ｃ）は、液晶装置１００のうち、対向基板２０の製造工程を示す断面工程図であ
る。

まず、図４（ａ）に示すように、ガラスや石英等からなる透明基板である基板本体２０
Ａを用意したならば、基板本体２０Ａの一面側（図示上面）に公知の印刷法等を用いてＣ
Ｆ層２２を形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、ＣＦ層２２上に部分的に位相差層
２３を形成する。

位相差層２３は、例えば以下の方法によって形成することができる。

まず、ＣＦ層２２上に配向膜形成材料をスピンコート法、あるいはフレキソ印刷法で塗
布、焼成した後、ラビング処理を行う。次に、この配向膜上に高分子液晶溶液をスピンコ
ート法（例えば回転数７００ｒｐｍで３０秒）により塗布する。ここで用いる高分子液晶
は、例えばＰＬＣ−７０２３（商品名、旭電化工業（株）製）の８％溶液であり、溶媒は
シクロヘキサノンとメチルエチルケトンの混合液である。次に、塗布した高分子液晶溶液
のプレベイクを８０℃で１分間行い、さらにベイクにより得られた高分子液晶層のアイソ
トロピック転移温度（相転移温度）以上となる１８０℃で３０分間加熱した後、徐々に冷
却して高分子液晶を配向させる。ここで、相転移温度とは、位相差を生じさせて変化する
温度のことである。次に、形成した高分子液晶層上であって前記反射表示領域Ｒに対応す
る平面領域にレジストをパターン形成し、かかるレジストをマスクとして前記高分子液晶
層のエッチングを行う。かかるエッチング処理には、ドライエッチングの他、Ｎメチル−
２ピロリジノン溶液を用いたウェットエッチングも適用できる。以上の工程により、反射
表示領域Ｒに対応するＣＦ層２２上の領域に高分子液晶層からなる位相差層２３を形成す
ることができる。

なお、上記位相差層２３の形成方法としては、液晶モノマーや液晶オリゴマーの溶液を
基板上に塗布した後、露光して重合させる方法も適用できる。この形成方法では、前記液
晶モノマーや液晶オリゴマーの塗布膜に対して部分的に露光処理を行った後、現像するこ
とで容易にパターニングすることが可能であるため、高分子液晶層のパターニングが不要
であるという利点がある。

次に、図４（ｃ）に示すように、位相差層２３が形成された基板上に、第２配向膜２８
を形成し、さらにラビング等の配向処理工程を施す。第２配向膜２８の形成方法としては
、ポリアミック酸を脱水して閉環することによりポリイミド膜を形成する方法、又は可溶
性ポリイミド溶液の溶媒を蒸発させることによってポリイミド膜を形成する方法を用いる
ことができる。具体的には、ポリアミック酸又は可溶性ポリイミドを含む配向膜形成材料
を基板上に印刷法やスピンコート法を用いて塗布した後、仮焼成工程（加熱温度６０℃〜
８０℃、加熱時間３０秒〜６０秒）、及び本焼成工程（加熱温度１８０℃以下、加熱時間
１〜１．５時間）を経てポリイミド膜を形成する。

本実施形態の液晶装置の製造方法では、上記ポリイミド膜の形成工程における加熱温度
を、前記位相差層２３の相転移温度（位相差が変化する温度）より低い温度とされる。す
なわち、位相差層２３を構成する高分子液晶の相転移温度は、一般に１５０〜２００℃程
度であるから、位相差層２３の構成材料に応じて第２配向膜２８を形成する際の加熱温度
も１８０℃以下とするのがよい。このような形成方法とすることで、ポリイミド膜の形成
工程における加熱によって位相差層２３を構成する高分子液晶の配向性が低下するのを防
止でき、位相差層２３の光学特性が損なわれるのを防止して良好な表示品質を得ることが
できる。

また本実施形態に係る製造方法では、第２配向膜２８の形成に用いる配向膜形成材料と
して、可溶性ポリイミドを用いることが好ましい。可溶性ポリイミドでは予めポリアミッ
ク酸を閉環したものを原料として用いているため、形成するポリイミド膜のイミド化率が
加熱により変化しにくく、所望のイミド化率を容易に得られ、第２配向膜２８の配向規制
力も安定するからである。また、溶媒の選択によってはさらに加熱温度（焼成温度）の低
い材料を用いることができる点でも有利である。

以上の工程により対向基板２０を作製したならば、公知の製造方法を用いて作製したＴ
ＦＴアレイ基板１０と前記対向基板２０とをシール材を介して貼り合わせる。その後、Ｔ
ＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とシール材とに囲まれる空間に液晶を充填して封止す
る。そして、基板本体１０Ａの外面側と基板本体２０Ａの外面側とにそれぞれ偏光板１４
，２４を配設し、ＴＦＴアレイ基板１０の外面側にバックライト９０を配設することで、
上記実施形態の液晶装置１００を製造することができる。

なお、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる工程や液晶を封入する工
程、偏光板１４，２４を配設する工程、バックライト９０の製造工程等は公知の製造工程
を適用することができる。また、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせる
際に、両基板の対向面に液晶を予め配置しておき、封止口を有さない枠状のシール材を用
いて液晶を封入する工程を適用してもよい。

以上説明したように、本実施形態の液晶装置の製造方法によれば、位相差層２３を形成
した後の第２配向膜２８の形成工程において、配向膜形成材料の焼成温度を位相差層２３
を構成する高分子液晶等の相転移温度（位相差が変化する温度）より低い温度としている
ので、第２配向膜２８の形成工程における加熱によって位相差層２３の光学特性が変化す
るのを防止することができ、表示品質に優れた液晶装置を製造することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図５を参照して説明する。

図５は、本実施形態の液晶装置を説明するための断面構成図であって、先の第１実施形
態における図３に相当する図である。本実施形態の液晶装置２００は、先の第１実施形態
と同様の基本構成を具備したＦＦＳ方式の半透過反射型液晶装置である。なお、図５にお
いて、図１から図３と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略
する。

本実施形態の液晶装置２００は、図５に示すように、反射表示領域Ｒに対応して選択的
に液晶層厚調整層２６が形成されており、かかる液晶層厚調整層２６上に位相差層２３が
積層されている点に特徴を有している。液晶層厚調整層２６は、アクリル樹脂等からなる
透明な樹脂膜であり、その表面に形成された前記位相差層２３とともに液晶層５０側に突
出して、反射表示領域Ｒにおける液晶層厚を、透過表示領域Ｔにおける液晶層厚より小さ
くするものとして機能する。

先の第１実施形態では、位相差層２３がマルチギャップ構造を実現するための液晶層厚
調整層を兼ねる構成としていたが、位相差層２３が自身を透過する光に対して付与する位
相差はその膜厚によって変化するため、所望の位相差を得るべく位相差層２３を形成する
と、液晶層厚調整層としての膜厚が不足することが考えられる。そこで本実施形態では、
位相差層２３とＣＦ層２２との間に液晶層厚調整層２６を設けることで、反射表示領域Ｒ
における液晶層厚を調整できるようにしている。

図５に示すように、液晶層厚調整層２６は、位相差層２３よりも基板本体２０Ａ側に形
成することが好ましい。従ってＣＦ層２２と基板本体２０Ａとの間に形成してもよい。上
述したように、液晶層厚調整層２６はアクリル樹脂等により形成され、典型的には液体樹
脂材料を塗布した後、塗布膜を加熱して硬化させることで形成されるものであるため、液
晶層厚調整層２６を位相差層２３上に形成すると位相差層２３が加熱されることになるか
らである。

なお、液晶層厚調整層２６を光硬化性の樹脂材料で形成する場合には、液晶層厚調整層
２６の形成工程で位相差層２３が必要以上に加熱されることはないため、位相差層２３上
に液晶層厚調整層２６を形成することも可能である。この場合には、液晶層厚調整層２６
が高分子液晶等からなる位相差層２３の保護層としても機能するため、位相差層２３の変
質を防止することができる。また、位相差層２３を形成するための高分子液晶層をＣＦ層
２２上に形成した後、光硬化性樹脂材料からなる液晶層厚調整層２６を前記高分子液晶層
上にパターン形成すれば、かかる液晶層厚調整層２６を高分子液晶層をパターニングする
ためのマスクとして利用することができる。

（電子機器）
図６は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。図６に示す携帯電話１３０
０は、本発明の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３
０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。これにより、本発
明の液晶装置により構成された表示品質に優れる表示部を具備した携帯電話１３００を提
供することができる。

上記各実施の形態の液晶表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、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
えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器において
も、高コントラスト、広視野角の表示が可能になっている。

第１実施形態に係る液晶装置の等価回路図。 同、１サブ画素の平面構成図。 図２のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。 第１実施形態に係る液晶装置の製造方法を示す断面工程図。 第２実施形態に係る液晶装置の断面構成図。 電子機器の一例を示す斜視構成図。

符号の説明

１００，２００ 液晶装置、１０ ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、２０ 対向基板（
第２基板）、３０ ＴＦＴ（スイッチング素子）、９ 画素電極（第１電極）、１９ 共
通電極（第２電極）、２２ ＣＦ層、２３ 位相差層、２６ 液晶層厚調整層、２９ 反
射層、３９ 樹脂層、５０ 液晶層、Ｒ 反射表示領域、Ｔ 透過表示領域

Claims (10)

1. 液晶層を挟持して対向配置された第１基板と第２基板とを備え、
   前記第１基板の前記液晶層側に、第１の焼成温度を有したポリイミド材料からなる第１
   配向膜が形成され、
   前記第２基板の前記液晶層側には、位相差層が形成されるとともに、第２の焼成温度を
   有したポリイミド材料からなる第２配向膜が前記位相差層を覆って形成されており、前記
   第１配向膜と前記第２配向膜とは異なるポリイミド材料からなり、前記第２配向膜の前記
   第２の焼成温度が、前記第１配向膜の前記第１の焼成温度より低いことを特徴とする液晶
   装置。
2. 前記第１基板上に、互いの間に前記液晶層を駆動する電界を生じさせる第１電極と第２
   電極とが形成されていることを特徴とする液晶装置。
3. １つのサブ画素領域内に反射表示を行う反射表示領域と透過表示を行う透過表示領域と
   が設けられており、前記位相差層が、前記反射表示領域に選択的に形成されていることを
   特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
4. 前記位相差層の層厚によって、前記反射表示領域と前記透過表示領域とで前記液晶層の
   層厚が異ならされていることを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 前記位相差層の前記液晶層と反対側に、前記反射表示領域と前記透過表示領域とで前記
   液晶層の層厚が異ならせる液晶層厚調整層が形成されていることを特徴とする液晶装置。
6. 液晶層を挟持して対向配置された第１基板と第２基板とを備え、前記第１基板の前記液
   晶層側に第１配向膜が形成され、前記第２基板の液晶層側に位相差層と該位相差層を覆う
   第２配向膜とが形成された液晶装置の製造方法であって、
   前記第２基板上に位相差層を形成する工程と、前記位相差層を覆うように配向膜形成材
   料を塗布する工程と、前記塗布された配向膜形成材料を前記位相差層の構成材料の相転移
   温度より低い温度で焼成する工程と、を含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。
7. 前記配向膜形成材料として可溶性ポリイミドを用いることを特徴とする請求項６に記載
   の液晶装置の製造方法。
8. 前記位相差層を形成する工程に先立って、
   前記第２基板上に、前記液晶層の層厚をサブ画素の平面領域内で異ならせる液晶層厚調
   整層を形成する工程を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の液晶装置の製造方
   法。
9. 前記第１基板上に互いの間に前記液晶層を駆動する電界を生じさせる第１電極と第２電
   極とを形成する工程と、前記第１電極及び前記第２電極を覆う前記第１配向膜を形成する
   工程と、前記第１電極、前記第２電極、及び前記第１配向膜が形成された前記第１基板を
   、前記第２配向膜が形成された前記第２基板とシール材を介して貼り合わせる工程と、を
   有することを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
10. 請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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