JP2008310097A - 位相差膜の形成方法、液晶装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い耐熱性を有する位相差膜を形成する。
【解決手段】基板１０上に配向膜材料を塗布する工程と、配向膜材料に熱処理、及び配向処理を施して第１の配向膜１３を形成する工程と、第１の配向膜１３上に位相差膜材料を含む液体材料を塗布して異方性膜１４を形成する工程と、異方性膜１４上にネガ型感光性樹脂層１６を形成する工程と、ネガ型感光性樹脂層１６を介して異方性膜１４に露光光５０を照射して、ネガ型感光性樹脂層１６と異方性膜１４とを同時に硬化させる工程と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、位相差膜の形成方法、液晶装置及びその製造方法に関する。

従来から、明所では通常の反射型の液晶装置と同様に外光を利用し、暗所では通常の透過型の液晶表示装置と同様に内部の光源（バックライト）により表示を視認可能にした半透過反射型液晶装置が提案されている。表示領域内にマトリクス状に配置された各々の画素が透過表示を行う透過表示領域と反射表示を行う反射表示領域とを有する形式が一般的であり、周囲の明るさに応じて反射表示または透過表示のいずれかの表示方式に切り替えることにより、消費電力を低減しつつ明瞭な表示を行うことができる。かかる半透過反射型液晶装置においては、反射表示領域で暗表示を可能にすることと透過表示領域での光量（明るさ）の確保を両立するため、反射表示領域にのみ位相差膜を配置する方法が提案されている（特許文献１及び２参照）。基板上全面に、配向膜層を介して形成した高分子液晶層を紫外線露光等により処理して位相差膜とした後、フォトレジスト（感光性樹脂）層を形成し、フォトリソグラフィー法により、上記位相差膜をパターニングして反射表示領域にのみ残している。

特開２００４−３８２０５号公報 特開２００６−２２１１８９号公報

しかし、上記手法による位相差膜の形成においては、露光雰囲気中に酸素が存在すると、これにより光重合開始剤が不活性化されて重合不足となり、位相差膜の耐性、特に耐熱性が低下し得るという課題があった。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］基板上に配向膜材料を塗布する工程と、上記配向膜材料に熱処理、及び配向処理を施して配向膜を形成する工程と、上記配向膜上に位相差膜材料を含む液体材料を塗布して異方性膜を形成する工程と、上記異方性膜上にネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、上記ネガ型感光性樹脂層と上記異方性膜とに露光光を照射して、上記ネガ型感光性樹脂層と上記異方性膜とを同時に硬化させる工程と、を含むことを特徴とする位相差膜の形成方法。

かかる方法によれば、上記ネガ型感光性樹脂層により酸素を遮断した状態で上記異方性膜に露光光を照射して硬化させられるので、高品質の位相差膜を得ることができる。また、該位相差膜を保護する保護膜も同時に形成できるので次工程を連続的に実施でき、工程数も低減できる。

［適用例２］位相差膜が形成される第１領域と上記第１領域以外の領域である第２領域とに区画される基板に配向膜材料を塗布する工程と、上記配向膜材料に熱処理及び配向処理を施して配向膜を形成する工程と、上記配向膜上に位相差膜材料を含む液体材料を塗布して異方性膜を形成する工程と、上記異方性膜上にネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、上記第１領域にフォトマスクを介して露光光を照射して、上記第１領域に設けられた上記ネガ型感光性樹脂層と上記異方性膜とを同時に硬化させる工程と、上記基板を加熱して、上記第２領域に設けられた上記異方性膜を等方性膜としつつ上記第２領域に露光光を照射して、上記第２領域に設けられた上記ネガ型感光性樹脂層と上記等方性膜とを同時に硬化させる工程と、を含むことを特徴とする位相差膜の形成方法。

位相差膜材料を配向させて得られる異方性膜を露光により硬化すると位相差膜となる。したがって、かかる方法によれば、基板上の任意の領域に、高品質の位相差膜及び該位相差膜を保護する保護膜を形成することができる。

［適用例３］上記の位相差膜の形成方法であって、上記基板上には、カラーフィルタ層が形成されてなることを特徴とする位相差膜の形成方法。

かかる方法によれば、カラーフィルタ層上に高品質の位相差膜を形成できるので、カラー表示が可能な液晶装置に高品質の位相差膜を適用できる。

［適用例４］一対の基板間に液晶層を狭持する液晶装置であって、上記一対の基板のうち一方の基板に上記の位相差膜の形成方法で形成された位相差膜を備える液晶装置。

かかる構成によれば、品質が向上した位相差膜を用いることができるので、表示品質等が向上した液晶装置を得ることができる。

［適用例５］互いに対向配置された第１の基板と第２の基板との間に液晶層が狭持されており、透過表示を行う透過表示領域と反射表示を行う反射表示領域とを備える複数の画素を有する液晶装置であって、上記第１の基板は適用例２に記載の位相差膜の形成方法で形成された位相差膜を備えており、上記反射表示領域と上記位相差膜とが互いに重なることを特徴とする液晶装置。

かかる構成によれば、品質が向上した位相差膜を上記反射表示領域にのみ配置できるため、透過表示と反射表示の双方の表示性能を向上できる。

［適用例６］一対の基板間に液晶層を狭持し、各々が透過表示を行う透過表示領域と反射表示を行う反射表示領域とを備える複数の画素を表示領域内に有する液晶装置の製造方法であって、一方の基板の少なくとも表示領域内に配向膜材料を塗布する工程と、上記配向膜材料に熱処理、及び配向処理を施して配向膜を形成する工程と、上記配向膜上に位相差膜材料を含む液体材料を塗布して異方性膜を形成する工程と、上記異方性膜上にネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、上記一方の基板の反射表示領域に露光光を照射して、該反射表示領域における上記ネガ型感光性樹脂層及び上記異方性膜を硬化させる工程と、上記一方の基板を加熱して上記反射表示領域に露光光を照射する工程で露光光が照射されなかった領域の上記異方性膜を等方性膜としつつ上記一方の基板に露光光を照射して、上記等方性膜と該等方性膜上の上記ネガ型感光性樹脂層とを同時に硬化させる工程と、を含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。

かかる方法によれば、反射表示領域にのみ品質が向上した位相差膜及び保護膜を上記反射表示領域に形成できるため、透過表示と反射表示の双方の表示性能が向上した半透過反射型の液晶装置を得ることができる。

［適用例７］上記の液晶装置の製造方法であって、上記配向膜材料を塗布する工程は、上記基板上の上記表示領域内にカラーフィルタ層を形成した後、該カラーフィルタ層上に上記配向膜材料を塗布する工程であることを特徴とする液晶装置の製造方法。

かかる方法によれば、透過表示と反射表示の双方の表示性能が向上し、かつ、カラー表示が可能な液晶装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面に従って説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
（第１の実施形態）

図１に、第１の実施形態にかかる位相差膜の形成方法を示す。
まず、図１（ａ）に示すように、透光性材料からなる基板１０上に第１の配向膜１３を形成する。具体的には、まず、基板１０上にポリイミド等の配向膜材料を含む液材をスピンコート法等により塗布する。そして、該液材から溶媒を焼成（乾燥）等により除去した後、ラビング等の公知の手法により配向処理を施して、第１の配向膜１３を形成する。

次に、図１（ｂ）に示すように、第１の配向膜１３上に位相差膜材料と溶媒とからなる液材をスピンコート法等により塗布して、異方性膜１４を形成する。位相差膜材料としては、例えばＢＡＳＦ社製のＬＣ２４２等が好ましく、光重合開始剤としてチバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製のイルガキュア９０７等を０．５〜１０ｗｔ％添加することが好ましい。また、溶媒としては、シクロペンタノンが好ましい。かかる液材を、配向性を有する膜（第１の配向膜１３）上に塗布すると、該配向性によって位相差膜材料の分子の配列方向が規定されて異方性が生じ、異方性膜１４となる。

次に、図１（ｃ）に示すように、異方性膜１４上にネガ型感光性樹脂層１６をスピンコート法等により形成する。該スピンコートの前に、異方性膜１４をプレベークして、上記溶媒をある程度除去してもよい。

次に、図１（ｄ）に示すように、基板１０の、異方性膜１４等が形成された面に露光光として紫外線５０を照射する。ネガ型感光性樹脂は略透明で紫外線を透過するため、ネガ型感光性樹脂層１６が露光されるとともに、ネガ型感光性樹脂層１６を透過した紫外線５０によって、異方性膜１４も同時に露光される。その結果、ネガ型感光性樹脂層１６は透明性を保ったまま硬化する。そして、ネガ型感光性樹脂層１６を透過した紫外線５０により上述の光重合開始剤が機能して、異方性膜１４も異方性を保ったまま、すなわち液晶相の分子配向を保ったまま硬化する。

ここで、必要に応じて、基板１０の裏面すなわち異方性膜１４等が形成されていない側の面から露光光を照射してもよい。また、表面からの露光光の照射と裏面からの露光光の照射とを併用してもよい。ネガ型感光性樹脂層１６を経ずに異方性膜１４に露光光を照射できるので、異方性膜１４をより確実に硬化させることができる。
なお、紫外線５０の照射量は５００ｍＪ／ｃｍ²程が好ましい。上記照射の結果、図１（ｅ）に示すように、異方性膜１４は位相差膜２５となり、ネガ型感光性樹脂層１６は透光性を有する保護膜３０となる。

最後に、図１（ｆ）に示すように、保護膜３０上に第２の配向膜３５を形成する。第２の配向膜３５は、本実施形態にかかる基板１０を液晶装置の構成要素とする際に液晶の配向方向を規定するためのものである。

配向膜上に形成した（位相差膜材料としての）液晶層等を硬化させて位相差膜を得ることは一般的であるが、本実施形態における位相差膜２５の形成方法は、ネガ型感光性樹脂層１６で表面が覆われた状態で紫外線５０を照射して硬化させるところに特徴がある。外気、特に酸素から遮断された状態で露光されて硬化するため、表面が外気特に酸素に晒された状態で露光される場合に比べて耐熱性が向上した位相差膜を得ることができる。その結果、第２の配向膜３５を形成する際の熱処理による品質の低下を抑制できる。また、位相差膜２５の形成と同時に、保護膜３０も形成できるため、工数も抑制でき、製造コストを低減できる。
（第２の実施形態）

図２に、第２の実施形態にかかる位相差膜の形成方法を示す。まず、図２（ａ）に示すように、上記第１の実施形態と同様の方法により、透光性材料からなる基板１０上に第１の配向膜１３を形成する。次に、図２（ｂ）に示すように、上記第１の実施形態と同様の方法により、第１の配向膜１３上に異方性膜１４を形成する。次に、図２（ｃ）に示すように、上記第１の実施形態と同様の方法により、異方性膜１４上にネガ型感光性樹脂層１６を形成する。

次に、図２（ｄ）に示すように、位相差膜材料が液晶相となる温度に保ったまま遮光部６２と透光部６４とを有するフォトマスク６０を介して、基板１０に露光光としての紫外線５０を照射する。透光部６４に対面する領域である第１の領域５２（図２（ｅ）を参照）において、ネガ型感光性樹脂層１６が露光されるとともに、ネガ型感光性樹脂層１６を透過した紫外線５０によって、異方性膜１４も同時に露光される。その結果、第１の領域５２において、ネガ型感光性樹脂層１６は透明性を保ったまま硬化するとともに、ネガ型感光性樹脂層１６を透過した紫外線５０により異方性膜１４も異方性を保ったまま硬化する。

上記照射の結果、図２（ｅ）に示すように、第１の領域５２において、異方性膜１４は位相差膜２５となり、ネガ型感光性樹脂層１６は透光性を有する保護膜３０となる。一方、遮光部６２に対面する領域である第２の領域５４においては、異方性膜１４とネガ型感光性樹脂層１６は硬化せずに、紫外線５０を照射する前と同様な状態に保たれている。

次に、図２（ｆ）に示すように、電熱コイル等の加熱手段５５により基板１０を加熱しつつ、基板１０に紫外線５０を再度照射する。位相差膜材料が等方相になる温度にまで加熱されると、第２の領域５４における異方性膜１４は、第１の配向膜１３の存在にもかかわらず等方性となる。そして、等方性のままで紫外線５０により硬化するため、その結果、図２（ｇ）に示すように、第２の領域５４において、位相差を有しない透光性薄膜３１となる。

なお、第１の領域５２における位相差膜２５は硬化しているので、加熱による変化は生じない。また、第２の領域５４におけるネガ型感光性樹脂層１６は加熱による影響は殆んど受けずに、紫外線５０により硬化する。その結果、第１の領域５２と第２の領域５４と双方の領域にまたがって、保護膜３０が形成される。保護膜３０の上層には、第２の配向膜３５（図１参照）を積層してもよい。

ここで、上記再度の紫外線５０の照射は、加熱手段５５による基板１０の加熱と同時に開始するとは限らず、時間差を設けてもよい。具体的には、基板１０を所定の時間加熱した後、該加熱を継続しつつ紫外線５０を照射してもよい。紫外線５０を照射する前に充分に異方性を等方性に変更できるので、透光性薄膜３１の位相差をより一層抑制できる。

本実施形態にかかる位相差膜の形成方法は、異方性膜１４をネガ型感光性樹脂層１６により酸素から遮断した状態で露光して硬化させるという点において、上記第１の実施形態にかかる方法と共通しているが、上記露光をフォトマスク６０を用いて行う点が異なっている。
フォトマスク６０を用いて基板１０上の任意の領域に紫外線５０を照射するため、基板１０上の任意の領域に耐熱性が向上した位相差膜を形成できる。
（第３の実施形態）

図３に、第３の実施形態として、カラーフィルタ層７０上に位相差膜２５及び保護膜３０を形成した態様を示す。カラーフィルタ層７０は、カラーフィルタ７１と該カラーフィルタを区画するブラックマトリクス７５とからなり、透光性材料からなる基板１０上に印刷法等により形成されている。位相差膜２５及び保護膜３０の形成方法は上記第１の実施形態に記載の方法と同様であり、カラーフィルタ層７０上に第１の配向膜１３、異方性膜１４（図１参照）、及びネガ型感光性樹脂層１６（図１参照）を順に積層し、紫外線により硬化させて形成する。
保護膜３０の上層には、第２の配向膜３５（図１参照）を積層してもよい。また、必要に応じて、カラーフィルタ層７０の上層、すなわちカラーフィルタ層７０と第１の配向膜１３との間に、平坦化膜としての機能も有する保護膜（上述の保護膜３０とは別途）を積層してもよい。

本実施形態にかかる態様によれば、基板１０を、液晶層を狭持する一方の基板として用いることによりカラー表示が可能となる。したがって、表示性能の向上したカラー表示が可能な液晶装置を得ることができる。
（第４の実施形態）

図４〜図６に、第４の実施形態として、上記第２の実施形態の位相差膜を用いる半透過反射型の液晶装置を示す。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を印加して液晶分子の配向方向を制御する横電界方式を採用したアクティブマトリクス型のカラー液晶装置である。表示領域には、赤色のカラーフィルタを有する画素、緑色のカラーフィルタを有する画素、及び青色のカラーフィルタを有する画素の３種（色）の画素が一組となり、該一組の画素が規則的に配置されている。各々の画素の出力を制御することで、カラー表示が可能となっている。各々の画素は透過表示領域と反射表示領域を有し、後述するバックライトユニットから出射される光を透過させることによる画像表示と、外光の反射による画像表示の双方が可能である。

図４は、本実施形態の液晶装置の等価回路図である。表示領域１００には、画素電極１０４と該画素電極をスイッチング制御するためのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１１０とを備える画素がマトリクス状に配置されている。共通電極１０６は、走査線駆動回路１０２から延びる共通線１１６と電気的に接続されている。

データ線駆動回路１０１から延伸するデータ線１１４はＴＦＴ１１０のソース電極１２２（図５参照）と電気的に接続されている。そしてデータ線駆動回路１０１は、画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎを、データ線１１４を介して各々の画素に供給する。走査線駆動回路１０２から延伸する走査線１１２の一部は、薄膜トランジスタ１１０のゲート電極を兼ねており、走査線駆動回路１０２から供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・・・、Ｇｍを線順次で薄膜トランジスタ１１０のゲート電極に印加する。

画素電極１０４はＴＦＴ１１０のドレイン電極１２３（図５参照）に電気的に接続されている。スイッチング素子であるＴＦＴ１１０が走査信号により一定期間オン状態にされることで、データ線１１４から供給される画像信号が所定のタイミングで画素電極１０４に書き込まれ、該画素電極を介して液晶層１５０（図６参照）に書き込まれる。

図５は、本実施形態の液晶装置の表示領域１００にマトリクス状に配置される画素の模式平面図である。画素は、平板状の共通電極１０６と、該共通電極と重なり複数のスリットを有する梯子状の画素電極１０４と、該重なる双方の電極の周囲を囲むように形成された走査線１１２、データ線１１４、共通線１１６及びＴＦＴ１１０等からなる。共通電極１０６は共通線１１６の一部を延伸して形成されており、表示領域１００内の全ての画素の一方の電極を共通電位としている。分割線１２０は、画素を透過表示領域と反射表示領域とに分割する線である。

ＴＦＴ１１０は走査線１１２とデータ線１１４との交差部近傍に形成されており、ゲート電極を兼ねる走査線１１２と、ゲート絶縁膜１６４（図６参照）を介して積層される島状の半導体層１２４と、該半導体層の両側に一部が重なるように形成されたソース電極１２２及びドレイン電極１２３とからなる。そして、上述したようにデータ線１１４と画素電極１０４を電気的に接続している。

画素電極１０４及び共通電極１０６はＩＴＯ（酸化インジウム・すず）等の透明導電性材料からなり、後述するバックライトユニット１９０が出射する光をカラーフィルタ層７０（図６参照）を介して液晶装置の外部に照射できる。そして、画素電極１０４の梯子状部分と共通電極１０６との間に、基板面方向（水平方向）の電界を生じさせて液晶を駆動している（ツイストさせている）。

図６は、図５のＡ−Ａ’線における模式断面図であり、第２の実施形態の位相差膜２５の、液晶装置内における態様を示すものである。図示するように液晶装置は、位相差膜２５等が積層された第１の基板１１、画素電極１０４等が形成された第２の基板１２、上記双方の基板間に狭持される液晶層１５０、及びバックライトユニット１９０で形成されている。第１の基板１１及び第２の基板１２は双方とも透光性材料からなる。

第１の基板１１は、一方の面に第１偏光板１６１が貼付され、もう一方の面にカラーフィルタ層７０、第１の配向膜１３、位相差膜２５または透光性薄膜３１、保護膜３０及び第２の配向膜３５が順に積層されている。

カラーフィルタ層７０はカラーフィルタ７１と該カラーフィルタの周囲を囲むブラックマトリクス７５とからなり、カラーフィルタ７１は仕切り線１２１により濃色領域７２と淡色領域７３とに分割されている。本図の向かって左側すなわち透過表示領域に対向する濃色領域７２では、反射表示領域に対向する淡色領域７３に比べて、濃く着色されている。透過表示領域では光が１回のみ通過するのに対し、反射表示領域では外光がカラーフィルタ層７０を通過した後反射して再度通過する、すなわち２回通過することに対応したものであり、透過光による画像の質と反射光による画像の質とを揃えるためである。

位相差膜２５は透過光に対して略１／４波長の位相差を付与するものであり、いわゆる内面位相差膜である。位相差膜２５及び透光性薄膜３１は、上記第２の実施形態に記載の方法で形成されており、位相差膜２５と透光性薄膜３１との境界の線は、分割線１２０（図５参照）と略同一である。

第２の基板１２は、一方の面に第２偏光板１６２が貼付され、もう一方の面上に、走査線１１２とソース電極１２２とドレイン電極１２３と半導体層１２４とからなるＴＦＴ１１０、反射層１６０、共通電極１０６、画素電極１０４等が形成され、最上層には第３の配向膜３６が形成されている。

第１偏光板１６１の透過軸と第２偏光板１６２の透過軸は、互いに直行するように形成されている。また、第２の配向膜３５と第３の配向膜３６は平面視で同一方向にラビング処理され、共通電極１０６と画素電極１０４との間の電圧が非印加時において液晶分子の配列方向を規定している。そして、上記双方の電極間に形成した横電界により液晶分子の面内回転角を制御して、透過率／反射率を変化させることにより中間階調の表示を可能にしている。

共通電極１０６とソース電極１２２及びドレイン電極１２３等との間にはシリコン酸化物等からなるゲート絶縁膜１６４が積層され、ソース電極１２２及びドレイン電極１２３と画素電極１０４との間には、同じくシリコン酸化物等からなる層間絶縁膜１６６が積層されている。そして、ドレイン電極１２３と画素電極１０４とは層間絶縁膜１６６に形成されたコンタクトホール１２５を介して接続されている。

反射層１６０が、共通電１０６と重なるように形成されている領域が反射表示領域８１であり、共通電極１０６の下層に反射層１６０が存在しない領域が透過表示領域８２である。そして、反射表示領域８１と透過表示領域８２との境界が分割線１２０（図５参照）である。

外光を利用できる明所では反射表示領域８１を用いて画像を形成し、暗所では透過表示領域８２をバックライトユニット１９０から照射される光を透過させて画像を形成する。バックライトユニット１９０は、蛍光管１９３から出射される光を導光板１９１及び反射板１９２により上記双方の基板に対して垂直に出射する。そして液晶層１５０及びカラーフィルタ層７０を介して液晶装置の外部ヘ出射して、画像を形成している。

位相差膜２５を反射表示領域８１に形成する理由は暗表示を行うためである。暗表示を反射表示で行う場合は、液晶層１５０に電圧を印加した状態（選択電圧印加状態）とし、液晶層１５０での位相のずれを０（位相のずれがない）としておく。第１偏光板１６１の上方から入射した光は、第１偏光板１６１の透過軸を紙面に垂直とすると、第１偏光板１６１を透過した後、紙面に垂直な直線偏光となり、そのままの状態で液晶層１５０を透過する。そして、紙面に垂直な直線偏光は、位相差膜２５により１／４波長の位相差が付与され、該位相差膜を透過後は左回りの円偏光となる。次に、この円偏光が反射層１６０の表面で反射すると回転方向が反転して右回りの円偏光となり、位相差膜２５を再度透過した後、紙面に平行な直線偏光となり、そのままの状態で液晶層１５０を透過する。ここで、第１偏光板１６１は紙面に垂直な透過軸を有しているので、紙面に平行な直線偏光は第１偏光板１６１に吸収されて外部へは出射されず、暗表示となる。

一方、透過表示領域８２では、バックライトユニット１９０から照射される光を、互いに直交する透過軸を有する２枚の偏光板、すなわち第１偏光板１６１と第２偏光板１６２を透過させるため、位相差膜２５を用いることなく暗表示が可能である。そのため、反射表示領域８１において位相差膜２５が形成されている層に、透過表示領域８２では透光性薄膜３１が形成されている。

ここで、液晶装置の表示品質を向上させるためには、リターデーションΔｎ・ｄ（ｄ＝液晶層１５０の層厚、Δｎ＝屈折率差）の値を適正化する必要がある。しかしながら、半透過反射型の液晶装置において、透過表示領域８２では表示光は液晶層１５０を１度だけ通過して出射されるのに対して、反射表示領域８１では表示光は液晶層１５０を２度通過することになるため、双方の領域においてリターデーションΔｎ・ｄを最適化することは困難である。したがって、反射表示時の表示品質を最適化すべく液晶層１５０の層厚ｄを設定すると、透過表示時の表示品質が犠牲となる。逆に、透過表示時の表示品質を最適化すべく液晶層１５０の層厚ｄを設定すると、反射表示時の表示品質が犠牲となる。そこで、反射表示領域８１における液晶層１５０の層厚ｄを透過表示領域８２における液晶層１５０の層厚ｄよりも小さく（薄く）するために、反射表示領域８１における保護膜３０と第２の配向膜３５との間に透明かつ等方性の構造体であるマルチギャップ構造体３３を形成している。

上述したような液晶装置における位相差膜２５の配置方法において問題となることは、該位相差膜上に保護膜を介して配向膜を積層する際の加熱である。配向膜の形成は、配向膜材料を含む液材の塗布後に熱処理を行うことが一般的であるが、該加熱により位相差膜の機能は劣化する。

一般的に位相差膜を酸素を含む雰囲気中に露出した状態で紫外線の照射により硬化させた場合、該位相差膜上に形成する配向膜の熱処理を例えば２２０℃で６０分ほど実施すると、位相差が初期値から略１０％低下する。しかし、本実施形態にかかる方法により酸素を遮断した状態で紫外線５０の照射により硬化させた位相差膜２５の場合、配向膜の積層工程において上記２２０℃で６０分の熱処理を実施しても、位相差の低下を初期値から２〜３％程度の範囲内に抑制できる。したがって、本実施形態にかかる半透過反射型の液晶装置は、製造コスト等を増加させることなく従来の半透過反射型の液晶装置に比べて高い表示性能を実現できる。
（変形例１）

図７に、変形例１にかかる液晶装置の模式断面図を示す。上記第１の実施形態の位相差膜を用いるアクティブマトリクス方式の反射型液晶装置である。図７に示す第４の実施形態の液晶装置から透過表示領域８２を除いた態様であり、共通する構成要素が多いため、第４の実施形態における図４、図５に相当する図は省略し、図５のＡ−Ａ’線における模式断面図を示す。また、上記共通する構成要素については同一の符号を付与し、説明の記載は省略している。

位相差膜２５は、上記第１の実施形態の方法で形成されている。本変形例の液晶装置は透過表示領域を有しないため、第１の基板１１上全面に位相差膜２５が形成されており、透光性薄膜３１に相当するものは有しない。本変形例にかかる位相差膜２５は、上記第４の実施形態における位相差膜２５と同様に、従来の方法により形成した位相差膜と比較して高い耐熱性を有し、配向膜の積層工程における熱処理による位相差の低下を抑制できる。したがって、本変形例にかかる反射型の液晶装置は、製造コスト等を増加させることなく従来の反射型の液晶装置に比べて高い表示性能を実現できる。

上述したように、本変形例にかかる液晶装置は反射型であるため共通電極１０６はアルミニウム等の反射性を有する金属材料で形成され、反射層としての機能も果たしている。図６の反射表示領域８１における共通電極１０６及び反射層１６０と同様に、ＩＴＯと金属材料を積層しても反射層を兼ねる共通電極としてもよい。液晶装置内に入射した光は全て共通電極１０６で反射されるため偏光板（偏光板１６３）は第１の基板１１上にのみ貼付されている。全面が外光を反射して表示を行う領域であるため、第４の実施形態における分割線１２０に当たるものは有しない。同じくカラーフィルタ７１も全域で同一の濃さ（明度）のため、仕切り線１２１に当たるものは有しない。また、バックライトユニットは有しない。
（変形例２）

図８に、変形例２にかかる液晶装置の模式断面図を示す。本変形例にかかる液晶装置は、パッシブマトリクス方式の反射型液晶装置である。液晶層を狭持する２枚の基板に複数本のストライプ状の電極が直交するように形成され、双方の電極の交点がそれぞれ画素となっている方式である。

第１の基板１１、及び第２の基板１２は、一方の面（以下、「表面」と称する。）で液晶層１５０を狭持するように貼り合わされている。第１の基板１１は透光性材料からなり、該液晶層と対向しない側の面（以下、「裏面」と称する。）には偏光板１６３が貼付されている。第２の基板１２の表面にはアルミニウム等の反射性を有する導電材料からなる第２の電極１８４が紙面に平行に形成され、その上層に第３の配向膜１３５が形成されている。

第１の基板１１の表面にはカラーフィルタ層７０、第１の配向膜１３、及び位相差膜２５が順に積層され、位相差膜２５の上層に、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる第１の電極１８２が紙面に垂直方向に並進するように形成されている。位相差膜２５は上記第１の実施形態に記載の方法で形成されており、第１の配向膜１３は位相差膜材料を異方性膜とすべく形成された層である。第１の電極１８２の上層には第２の配向膜１３４が全面に形成されており、第３の配向膜１３５とともに液晶層１５０の液晶分子の配向方向を規制している。

上述したように、第１の電極１８２と第２の電極１８４との交点（交差する領域）が画素であり、各々の画素に重なるように赤色カラーフィルタ７６、緑色カラーフィルタ７７、青色カラーフィルタ７８のいずれかのカラーフィルタが配置されている。そして、上述の各色のカラーフィルタの周囲にはブラックマトリクス７５が配置され、カラーフィルタ７６，７７，７８とブラックマトリクス７５とでカラーフィルタ層７０となる。第１の電極１８２と第２の電極１８４とは一方が走査線もう一方がデータ線であり、双方とも表示領域の外側の駆動回路と接続されている。そして該駆動回路により任意の画素に任意の大きさの電圧を印加して該画素上の液晶を駆動できる。上述したように、各々の画素上には３原色のいずれかの色のカラーフィルタが形成されているため、表示領域内の任意の画素上の液晶を駆動することによりカラー表示を行っている。

変形例１にかかる液晶装置と同様に、本変形例にかかる液晶装置も、上記第１の実施形態の方法で形成された位相差膜２５を備えている。したがって第２の配向膜１３４の形成時の熱処理による位相差の低下を抑制でき、従来の反射型の液晶装置に比べて高い表示性能を、製造コスト等を増加させることなく実現している。

第１の実施形態にかかる位相差膜の形成方法を示す図。 第２の実施形態にかかる位相差膜の形成方法を示す図。 第３の実施形態にかかる位相差膜の態様を示す図。 第４の実施形態にかかる液晶装置の等価回路図。 第４の実施形態にかかる液晶装置の模式平面図。 第４の実施形態にかかる液晶装置の模式断面図。 変形例１にかかる液晶装置の模式断面図。 変形例２にかかる液晶装置の模式断面図。

符号の説明

１０…基板、１１…第１の基板、１２…第２の基板、１３…第１の配向膜、１４…異方性膜、１６…ネガ型感光性樹脂層、２５…位相差膜、３０…保護膜、３１…透光性薄膜、３３…マルチギャップ構造体、３５…第２の配向膜、３６…第３の配向膜、５０…露光光としての紫外線、５２…第１の領域、５４…第２の領域、５５…加熱手段、６０…フォトマスク、６２…遮光部、６４…透光部、７０…カラーフィルタ層、７１…カラーフィルタ、７２…濃色領域、７３…淡色領域、７５…ブラックマトリクス、７６…赤色カラーフィルタ、７７…緑色カラーフィルタ、７８…青色カラーフィルタ、８１…反射表示領域、８２…透過表示領域、１００…表示領域、１０１…データ線駆動回路、１０２…走査線駆動回路、１０４…画素電極、１０６…共通電極、１１０…ＴＦＴ、１１２…走査線、１１４…データ線、１１６…共通線、１２０…分割線、１２１…仕切り線、１２２…ソース電極、１２３…ドレイン電極、１２４…半導体層、１２５…コンタクトホール、１３４…第２の配向膜、１３５…第３の配向膜、１５０…液晶層、１６０…反射層、１６１…第１偏光板、１６２…第２偏光板、１６３…偏光板、１６４…ゲート絶縁膜、１６６…層間絶縁膜、１８２…第１の電極、１８４…第２の電極、１９０…バックライトユニット、１９１…導光板、１９２…反射板、１９３…蛍光管。

Claims (7)

1. 基板上に配向膜材料を塗布する工程と、
   前記配向膜材料に熱処理、及び配向処理を施して配向膜を形成する工程と、
   前記配向膜上に位相差膜材料を含む液体材料を塗布して異方性膜を形成する工程と、
   前記異方性膜上にネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、
   前記ネガ型感光性樹脂層と前記異方性膜とに露光光を照射して、前記ネガ型感光性樹脂層と前記異方性膜とを同時に硬化させる工程と、
   を含むことを特徴とする位相差膜の形成方法。
2. 位相差膜が形成される第１領域と前記第１領域以外の領域である第２領域とに区画される基板に配向膜材料を塗布する工程と、
   前記配向膜材料に熱処理及び配向処理を施して配向膜を形成する工程と、
   前記配向膜上に位相差膜材料を含む液体材料を塗布して異方性膜を形成する工程と、
   前記異方性膜上にネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、
   前記第１領域にフォトマスクを介して露光光を照射して、前記第１領域に設けられた前記ネガ型感光性樹脂層と前記異方性膜とを同時に硬化させる工程と、
   前記基板を加熱して、前記第２領域に設けられた前記異方性膜を等方性膜としつつ前記第２領域に露光光を照射して、前記第２領域に設けられた前記ネガ型感光性樹脂層と前記等方性膜とを同時に硬化させる工程と、
   を含むことを特徴とする位相差膜の形成方法。
3. 請求項１または２に記載の位相差膜の形成方法であって、前記基板上には、カラーフィルタ層が形成されてなることを特徴とする位相差膜の形成方法。
4. 一対の基板間に液晶層を狭持する液晶装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板に請求項１ないし３のいずれか一項に記載の位相差膜の形成方法で形成された位相差膜を備える液晶装置。
5. 互いに対向配置された第１の基板と第２の基板との間に液晶層が狭持されており、透過表示を行う透過表示領域と反射表示を行う反射表示領域とを備える複数の画素を有する液晶装置であって、
   前記第１の基板は請求項２に記載の位相差膜の形成方法で形成された位相差膜を備えており、
   前記反射表示領域と前記位相差膜とが互いに重なることを特徴とする液晶装置。
6. 一対の基板間に液晶層を狭持し、各々が透過表示を行う透過表示領域と反射表示を行う反射表示領域とを備える複数の画素を表示領域内に有する液晶装置の製造方法であって、
   一方の基板の少なくとも表示領域内に配向膜材料を塗布する工程と、
   前記配向膜材料に熱処理、及び配向処理を施して配向膜を形成する工程と、
   前記配向膜上に位相差膜材料を含む液体材料を塗布して異方性膜を形成する工程と、
   前記異方性膜上にネガ型感光性樹脂層を形成する工程と、
   前記一方の基板の反射表示領域に露光光を照射して、該反射表示領域における前記ネガ型感光性樹脂層及び前記異方性膜を硬化させる工程と、
   前記一方の基板を加熱して前記反射表示領域に露光光を照射する工程で露光光が照射されなかった領域の前記異方性膜を等方性膜としつつ前記一方の基板に露光光を照射して、前記等方性膜と該等方性膜上の前記ネガ型感光性樹脂層とを同時に硬化させる工程と、
   を含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。
7. 請求項６に記載の液晶装置の製造方法であって、前記配向膜材料を塗布する工程は、前記基板上の前記表示領域内にカラーフィルタ層を形成した後、該カラーフィルタ層上に前記配向膜材料を塗布する工程であることを特徴とする液晶装置の製造方法。

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