JP3873827B2 - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置及び電子機器に係り、特に、反射半透過型の液晶装置に用いる場合に好適な構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、外光を利用した反射型表示と、バックライト等の照明光を利用した透過型表示とのいずれをも視認可能とした反射半透過型の液晶表示パネルが知られている。この反射半透過型の液晶表示パネルは、そのパネル内に外光を反射するための反射層を有し、この反射層をバックライト等の照明光が透過できるように構成したものである。この種の反射層としては、液晶表示パネルの画素毎に所定面積の開口部（スリット）を備えたものがある。
【０００３】
図１６は、従来の反射半透過型の液晶表示パネル１００の概略構造を模式的に示す概略断面図である。この液晶表示パネル１００は、基板１０１と基板１０２とがシール材１０３によって貼り合せられ、基板１０１と基板１０２との間に液晶１０４を封入した構造を備えている。
【０００４】
基板１０１の内面上には、画素毎に開口部１１１ａを備えた反射層１１１が形成され、この反射層１１１の上に着色層１１２ｒ，１１２ｇ，１１２ｂ及び表面保護層１１２ｐを備えたカラーフィルタ１１２が形成されている。カラーフィルタ１１２の表面保護層１１２ｐの表面上には透明電極１１３が形成されている。
【０００５】
一方、基板１０２の内面上には透明電極１２１が形成され、対向する基板１０１上の上記透明電極１１３と交差するように構成されている。なお、基板１０１上の透明電極１１３上、及び、基板１０２上の透明電極１２１の上には、配向膜や硬質透明膜などが必要に応じて適宜に形成される。
【０００６】
また、上記の基板１０２の外面上には位相差板（１／４波長板）１０５及び偏光板１０６が順次配置され、基板１０１の外面上には位相差板（１／４波長板）１０７及び偏光板１０８が順次配置される。
【０００７】
以上のように構成された液晶表示パネル１００は、携帯電話、携帯型情報端末などの電子機器に設置される場合、その背後にバックライト１０９が配置された状態で取付けられる。この液晶表示パネル１００においては、昼間や屋内などの明るい場所では反射経路Ｒに沿って外光が液晶１０４を透過した後に反射層１１１にて反射され、再び液晶１０４を透過して放出されるので、反射型表示が視認される。一方、夜間や野外などの暗い場所ではバックライト１０９を点灯させることにより、バックライト１０９の照明光のうち開口部１１１ａを通過した光が透過経路Ｔに沿って液晶表示パネル１００を通過して放出されるので、透過型表示が視認される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の反射半透過型の液晶表示パネル１００において、反射型表示を明るくするには反射層の開口面積を小さくすればよいが、反射層の開口面積が減少すると透過型表示の明るさが低下してしまう。特に、反射型表示で視認される反射光は液晶層を２度通過した光であるのに対して、透過型表示において透過光は液晶層を１度だけ通過するので、光透過状態において反射光と透過光の双方を共に有効に表示に利用し、明るく視認できるように光学的に構成することができない。例えば、通常は暗くなりやすい反射型表示において反射光を有効に液晶パネルから出射できるように光学的に構成されることが多いことから、透過型表示を実現する透過光の利用効率（液晶パネルに入射する光量に対する液晶パネルを透過して出射する光量の比）は低くなっており、これによって上記のように反射層の開口面積を低減しすぎると透過型表示が暗くなってしまう。
【０００９】
したがって、反射型表示と透過型表示とを共に明るく構成することはきわめて困難であり、反射層の開口面積を低減させて反射型表示を明るくすると、透過型表示の明るさを確保するためにバックライトの照明光量を大きくする必要が生じ、その結果、液晶装置の小型化、薄型化、軽量化、或いは、消費電力の低減といった、携帯型電子機器において重要な目標の達成を妨げるという問題点がある。
【００１０】
また、上述のように反射型表示では一般的に表示の明るさが不足しがちであるので、カラーフィルタ１１２の光透過率を高く設定して表示の明るさを確保する必要があるが、このようにすると、カラーフィルタを１回だけ透過する光に基づく透過型表示において十分な彩度を得ることができなくなる。
【００１１】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、反射型表示の明るさと透過型表示の明るさとをより高い次元で両立させることのできる液晶装置の構造を提供することにある。また、反射型表示の明るさと透過型表示の彩度とを共に確保することの可能な構造を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶層を挟持してなり、複数の画素が配列されてなるとともに、前記画素内に透過領域と反射領域を備える液晶装置であって、一方の前記基板上に配置され、前記反射領域に重なるとともに前記透過領域には重ならず、光を反射する反射層と、前記反射層上に配置され、前記透過領域及び前記反射領域に重なる着色層と、前記着色層を覆い、前記反射領域に重なるとともに、前記透過領域に重なる部分には前記反射領域に重なる部分より薄い薄肉部を有し、実質的に光が通過できる保護層とを備え、前記透過領域における前記液晶層の厚さは、前記反射領域における前記液晶層の厚さより厚いことを特徴とする液晶装置。
また、本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶層を挟持してなり、複数の画素が配列されてなるとともに、前記画素内に透過領域と反射領域を備える液晶装置であって、一方の前記基板上に配置され、前記反射領域に重なるとともに前記透過領域には重ならず、光を反射する反射層と、他方の前記基板上に配置された着色層と、前記着色層を覆い、前記反射領域に重なるとともに、前記透過領域に重なる部分には前記反射領域に重なる部分より薄い薄肉部を有し、実質的に光が通過できる保護層とを備え、前記透過領域における前記液晶層の厚さは、前記反射領域における前記液晶層の厚さより厚いことを特徴とする。
本発明の実施の形態に係る液晶装置用基板は、基板と、前記基板上に配置され、開口部を有する反射層と、前記反射層上に配置された着色層と、前記着色層上に配置され、開口部もしくは薄肉部を有する実質的に光が通過できる保護層とを備え、前記保護層の前記開口部もしくは前記薄肉部は前記反射層の前記開口部と重なる領域に配置され、前記保護層は表面に前記保護層の前記開口部もしくは前記薄肉部からなる凹部を有する。
【００１３】
ここで、より具体的には、前記保護層上に配置された配向膜を備え、前記配向膜は表面に凹部を有することが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、液晶装置用基板の着色層上の保護層に開口部若しくは薄肉部が形成されることによって表面に凹部が形成されているので、この表面凹部によって、反射半透過型の液晶装置を形成した場合に反射層の開口部上の液晶厚がその他の部分よりも厚くなる。したがって、反射型表示を実現する反射面上の領域の液晶厚よりも透過型表示を実現する開口部上の領域の液晶厚が厚くなるので、透過型表示を構成する透過光に作用する液晶のリタデーション値（液晶層透過時の光学的作用値）が、反射型表示を実現する反射光に作用する液晶のリタデーション値（液晶層往復時の合計の光学的作用値）に近くなるため、透過型表示における透過光の利用効率を従来よりも高めることができる。透過光の利用効率が高まることによって、透過型表示を得るための照明光量を低減することが可能になり、また、反射層の開口面積を低減して反射型表示をより明るくすることも可能になる。
【００１５】
ここで、前記基板は表面に凹部を有し、該凹部上に前記反射層の前記開口部が配置されていることが好ましい。基板の表面の凹部上に反射層の開口部が位置することにより、反射層上に形成される着色層には凹部に対応する厚肉部を形成することが可能になるので、透過型表示の彩度を向上させることができる。また、この場合にはさらに、前記着色層は表面に前記基板の前記凹部に対応して凹部を有することが望ましい。基板表面の凹部に対応して着色層の表面にも凹部が形成されていることにより、上記保護層の開口部若しくは薄肉部によって形成される表面凹部をさらに深く形成することが容易にできるので、透過型表示に寄与する領域の液晶厚をさらに厚くすることが可能になり、透過型表示における透過光の利用効率をさらに向上できる。
【００１６】
また、前記基板上に配置され、開口部若しくは薄肉部を有する下地層を備え、該下地層の前記開口部若しくは前記薄肉部上に前記反射層の前記開口部が配置され、該反射層上に前記着色層が配置され、前記下地層の前記開口部若しくは前記薄肉部に対応して前記着色層は表面に凹部を有することが好ましい。このようにすると、開口部若しくは薄肉部を備えた下地層の存在によって表面凹部をさらに深くすることが可能になるので、透過型表示における透過光の利用効率をさらに向上できる。
【００１７】
次に、本発明の液晶装置は、液晶層と、着色層と、開口部と前記液晶層および前記着色層を通過する光を反射する反射部とを有する反射層と、前記着色層を覆い、実質的に光が通過できる保護層とを備え、前記保護層は前記反射層の前記開口部と重なる領域に開口部もしくは薄肉部を有し、前記液晶層は前記保護層の前記開口部もしくは前記薄肉部によって構成される凹部に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、保護層の開口部もしくは薄肉部によって構成される凹部に液晶層が配置されていることによって、反射層の開口部が設けられている領域の液晶層の厚さを厚く構成することが可能になるので、透過型表示の明るさを向上させることができる。したがって、透過型表示を得るための照明光量を低減することが可能になり、また、反射層の開口面積を低減して反射型表示をより明るくすることも可能になる。
【００１９】
また、本発明の別の実施の形態に係る液晶装置は、一対の基板間に液晶層を挟持してなり、複数の画素が配列されてなるとともに、前記画素内に透過領域と反射領域を備える液晶装置であって、一方の前記基板上に配置され、前記反射領域に重なるとともに前記透過領域には重ならず、光を反射する反射層と、前記反射層上に配置され、前記透過領域及び前記反射領域に重なる着色層と、前記着色層を覆い、前記反射領域に重なるとともに前記透過領域には重ならず、実質的に光が通過できる保護層とを備え、前記透過領域における液晶層の厚さは、前記反射領域における液晶層の厚さより厚い。
また、本発明の実施の形態に係る液晶装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された液晶層と、前記一対の基板のうち一方の基板上に配置され、開口部と前記液晶層を通過した光を反射する反射部とを有する反射層と、前記反射層上に配置された着色層と、前記着色層を覆い、前記反射層の前記開口部と重なる領域に開口部もしくは薄肉部を有する実質的に光が通過できる保護層とを備え、前記液晶層は前記保護層の前記開口部もしくは前記薄肉部によって構成される凹部に配置されている。
【００２０】
この発明によっても、保護層の開口部もしくは薄肉部によって構成される凹部に液晶層が配置されていることによって、反射層の開口部が設けられている領域の液晶層の厚さを厚く構成することが可能になるので、透過型表示の明るさを向上させることができる。したがって、透過型表示を得るための照明光量を低減することが可能になり、また、反射層の開口面積を低減して反射型表示をより明るくすることも可能になる。
【００２１】
さらに、本発明のさらに別の実施の形態に係る液晶装置は、一対の基板間に液晶層を挟持してなり、複数の画素が配列されてなるとともに、前記画素内に透過領域と反射領域を備える液晶装置であって、一方の前記基板上に配置され、前記反射領域に重なるとともに前記透過領域には重ならず、光を反射する反射層と、他方の前記基板上に配置された着色層と、前記着色層を覆い、前記反射領域に重なるとともに前記透過領域には重ならず、実質的に光が通過できる保護層とを備え、前記透過領域における前記液晶層の厚さは、前記反射領域における前記液晶層の厚さより厚い。
また、本発明の実施の形態に係る液晶装置は、一対の基板と、前記一対の基板間に配置された液晶層と、前記一対の基板のうち一方の基板上に配置され、開口部と前記液晶層を通過した光を反射する反射部とを有する反射層と、前記一対の基板のうち他方の基板上に配置された着色層と、前記着色層を覆い、前記反射層の前記開口部と重なる領域に開口部もしくは薄肉部を有する実質的に光が通過できる保護層とを備え、前記液晶層は前記保護層の前記開口部もしくは前記薄肉部によって構成される凹部に配置されている。
【００２２】
この発明によっても、保護層の開口部もしくは薄肉部によって構成される凹部に液晶層が配置されていることによって、反射層の開口部が設けられている領域の液晶層の厚さを厚く構成することが可能になるので、透過型表示の明るさを向上させることができる。したがって、透過型表示を得るための照明光量を低減することが可能になり、また、反射層の開口面積を低減して反射型表示をより明るくすることも可能になる。
【００２３】
本発明において、前記反射層の反射面と重なる領域における前記液晶層の厚さをａとし、前記反射層の開口部と重なる領域における前記液晶層の厚さをｂとしたとき、ｂがａよりも大きく２ａ以下であることが好ましい。
【００２４】
この発明によれば、反射層の開口部と重なる領域の液晶層の厚さｂが、反射面と重なる領域の液晶層の厚さａよりも大きく、２ａ以下であると、透過型表示における光の利用効率を向上させることができる。
【００２５】
実施の形態に係る本発明において、前記液晶層が所定のツイスト角Ｔｗを有するネマチック液晶で構成され、(1)７０＜Ｔｗ≦９０のとき、ａ＜ｂ≦ａ＋１．０［μｍ］、(2)５０＜Ｔｗ≦７０のとき、ａ＜ｂ≦ａ＋２．２［μｍ］、(3)３０＜Ｔｗ≦５０のとき、ａ＜ｂ≦ａ＋３．５［μｍ］、(4)０＜Ｔｗ≦３０のとき、ａ＜ｂ≦ａ＋５．０［μｍ］、を満たすことが好ましい。一般に、ツイスト角Ｔｗが９０度以下の場合には、開口部と重なる透過領域の液晶層の厚さｂと、反射面と重なる反射領域の液晶層の厚さａとが等しい状態に較べて、液晶層の厚さｂが厚さａよりも大きい上記の範囲内では透過率を高めることができる。例えば、透過領域の厚さｂが透過表示における透過率について最適化されている場合には、上記の範囲内で反射表示の透過率を高めることができる。また、反射領域の厚さａが反射表示における透過率について最適化されている場合には、上記の範囲内で透過表示の透過率を高めることができる。
【００２６】
また、前記一対の基板の少なくとも一方の基板は表面に凹部を有し、該凹部上に前記反射層の前記開口部が配置されていることが好ましい。特に、この凹部に対応して液晶が入り込む表面凹部を形成することにより、反射層の開口に重なる領域の液晶厚をさらに容易に厚く構成できる。
【００２７】
この場合に、前記基板表面の凹部上に前記着色層の厚肉部を有することが好ましい。このようにすると、着色層の厚肉部を容易に形成できるとともに、厚肉部を設けたことにより透過型表示の彩度を向上できる。
【００２８】
また、前記一対の基板の少なくとも一方の基板表面に配置され、前記反射層の前記開口部に重なる領域に開口部若しくは実質的に光が通過できる薄肉部を有する下地層を備えていることが好ましい。特に、この下地層の開口部若しくは薄肉部に対応して液晶が入り込む表面凹部を有することにより、反射層の開口部に重なる領域の液晶厚をさらに容易に厚く構成できる。この場合にも、前記下地層の前記開口部若しくは前記薄肉部上に前記着色層の厚肉部を有することが望ましい。
【００２９】
さらに、前記反射層上に配置され、前記反射層の前記開口部に重なる領域に開口部若しくは薄肉部を有する実質的に光が通過できる透明層を備えていることが好ましい。特に、この透明層の開口部若しくは薄肉部に対応して液晶が入り込む表面凹部を形成することにより、反射層の開口部に重なる領域の液晶厚をさらに容易に厚く構成できる。この場合にも、前記透明層の前記開口部若しくは前記薄肉部上に前記着色層の厚肉部が形成されていることが望ましい。
【００３０】
上記の液晶装置においては、前記液晶層から見て前記反射層とは反対側に観察側の位相差板（好ましくは１／４波長板）及び偏光板を有し、前記反射層から見て前記液晶層とは反対側に背面側の位相差板（好ましくは１／４波長板）及び偏光板を有する場合がある。
【００３１】
本発明の電子機器は、上記のいずれかの液晶装置と、該液晶装置を制御する制御手段とを備えたものである。特に、本発明の電子機器としては、携帯電話や携帯型情報端末などの携帯型電子機器であることが好ましい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る液晶装置用基板、液晶装置及び電子機器の実施形態について詳細に説明する。
【００３３】
［第１実施形態］
まず、図１及び図２を参照して本発明の第１実施形態の液晶装置について説明する。
図１は、本発明に係る第１実施形態の液晶装置を構成する液晶パネル２００の外観を示す概略斜視図であり、図２（ａ）は、液晶パネル２００の模式的な概略断面図、図２（ｂ）は、液晶パネル２００を構成するカラーフィルタ基板２１０の拡大部分平面図である。
【００３４】
この液晶装置は、いわゆる反射半透過方式のパッシブマトリクス型構造を有する液晶パネル２００に対して、必要に応じて図示しないバックライトやフロントライト等の照明装置やケース体などを適宜に取付けてなる。
【００３５】
図１に示すように、液晶パネル２００は、ガラス板や合成樹脂板等からなる透明な第１基板２１１を基体とするカラーフィルタ基板２１０と、これに対向する同様の第２基板２２１を基体とする対向基板２２０とがシール材２３０を介して貼り合わせられ、シール材２３０の内側に開口部２３０ａから液晶２３２が注入された後、封止材２３１にて封止されてなるセル構造を備えている。
【００３６】
第１基板２１１の内面（第２基板２２１に対向する表面）上には複数並列したストライプ状の透明電極２１６が形成され、第２基板２２１の内面上には複数並列したストライプ状の透明電極２２２が形成されている。また、上記透明電極２１６は配線２１８Ａに導電接続され、上記透明電極２２２は配線２２８に導電接続されている。透明電極２１６と透明電極２２２とは相互に直交し、その交差領域はマトリクス状に配列された多数の画素を構成し、これらの画素配列が液晶表示領域Ａを構成している。
【００３７】
第１基板２１１は第２基板２２１の外形よりも外側に張り出してなる基板張出部２１０Ｔを有し、この基板張出部２１０Ｔ上には、上記配線２１８Ａ、上記配線２２８に対してシール材２３０の一部で構成される上下導通部を介して導電接続された配線２１８Ｂ、及び、独立して形成された複数の配線パターンからなる入力端子部２１９が形成されている。また、基板張出部２１０Ｔ上には、これら配線２１８Ａ，２１８Ｂ及び入力端子部２１９に対して導電接続されるように、液晶駆動回路等を内蔵した半導体ＩＣ２６１が実装されている。また、基板張出部２１０Ｔの端部には、上記入力端子部２１９に導電接続されるように、フレキシブル配線基板２６３が実装されている。
【００３８】
この液晶パネル２００において、図２に示すように、第１基板２１１の外面には位相差板（１／４波長板）２４０及び偏光板２４１が配置され、第２基板２２１の外面には位相差板（１／４波長板）２５０及び偏光板２５１が配置されている。
【００３９】
＜カラーフィルタ基板２１０の構造＞
次に、図２（ａ）及び（ｂ）を参照して、本発明の液晶装置用基板に相当するカラーフィルタ基板２１０の構造を詳細に説明する。第１基板２１１の表面には、反射層２１２が形成されている。反射層２１２は、アルミニウム、アルミニウム合金、クロム、クロム合金、銀、銀合金などの金属薄膜で構成することができる。反射層２１２には、上記画素毎に、反射面を有する反射部２１２ｒと、開口部２１２ａとが設けられている。
【００４０】
反射層２１２の上には画素毎に着色層２１４が形成され、その上をアクリル樹脂やエポキシ樹脂などの透明樹脂からなる表面保護層（オーバーコート層）２１５が被覆している。この着色層２１４と表面保護層２１５とによってカラーフィルタが形成される。
【００４１】
着色層２１４は、通常、透明樹脂中に顔料や染料等の着色材を分散させて所定の色調を呈するものとされている。着色層の色調の一例としては原色系フィルタとしてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の組合せからなるものがあるが、これに限定されるものではなく、補色系その他の種々の色調で形成できる。通常、基板表面上に顔料や染料等の着色材を含む感光性樹脂からなる着色レジストを塗布し、フォトリソグラフィ法によって不要部分を除去することによって、所定のカラーパターンを有する着色層を形成する。ここで、複数の色調の着色層を形成する場合には上記工程を繰り返す。
【００４２】
上記のように画素毎に形成された着色層２１４の間の画素間領域には黒色遮光膜（ブラックマトリクス或いはブラックマスク）２１４ＢＭが形成されている。この黒色遮光膜２１４ＢＭとしては、例えば黒色の顔料や染料等の着色材を樹脂その他の基材中に分散させたものや、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色材を共に樹脂その他の基材中に分散させたものなどを用いることができる。
【００４３】
なお、着色層の配列パターンとして、図２（ｂ）に示す図示例ではストライプ配列を採用しているが、このストライプ配列の他に、デルタ配列や斜めモザイク配列等の種々のパターン形状を採用することができる。
【００４４】
表面保護層２１５は、上記画素毎に、上記反射層２１２の開口部２１２ａの直上領域（開口部２１２ａと平面的に重なる領域）に開口部２１５ａが形成されている。したがって、本実施形態の場合には、着色層２１４の表面は開口部２１５ａにより上層構造に対して露出した状態となっている。
【００４５】
表面保護層２１５の上には、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電体からなる透明電極２１６が形成されている。透明電極２１６は図２（ｂ）の図示上下方向に伸びる帯状に形成され、複数の透明電極２１６が相互に並列してストライプ状に構成されている。透明電極２１６の上にはポリイミド樹脂等からなる配向膜２１７が形成されている。
【００４６】
透明電極２１６には、上記表面保護層２１５に開口部２１５ａが形成されていることにより、その表面に凹部２１６ａが形成される。この凹部２１６ａは配向膜２１７に覆われているが、その凹部形状はそのままカラーフィルタ基板２１０の表面に反映し、カラーフィルタ基板２１０に画素毎に表面凹部２１０ａを形成している。
【００４７】
＜対向基板２２０の構造＞
一方、上記カラーフィルタ基板２１０と対向する対向基板２２０は、ガラス等からなる第２基板２２１上に、上記と同様の透明電極２２２、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２などからなる硬質保護膜２２３、上記と同様の配向膜２２４を順次積層させたものである。
【００４８】
＜液晶層の構造＞
図３に示すように、上記のように構成されたカラーフィルタ基板２１０と対向基板２２０との間に液晶２３２が充填されている。このとき、カラーフィルタ基板２１０の内面上には上述のように画素毎に表面凹部２１０ａが形成されているので、液晶２３２はこの表面凹部２１０ａ内に入り込んだ状態（すなわち、上記表面保護層２１５の開口部２１５ａの内側に入り込んだ状態）に構成される。このため、液晶層の厚さは、上記表面保護層２１５の開口部２１５ａの形成された領域（すなわち、反射層２１２の開口部２１２ａの形成された領域）において、それ以外の領域（すなわち反射部２１２ｒの形成された領域）に較べて厚く構成されていることとなる。
【００４９】
以上のように構成された本実施形態において、対向基板２２０側から入射した外光は液晶２３２を透過してカラーフィルタを透過した後に反射部２１２ｒにて反射し、再び液晶２３２及び対向基板２２０を透過して出射する。このとき、反射光はカラーフィルタの着色層２１４を２回通過する。
【００５０】
一方、着色層２１４は反射層２１２の開口部２１２ａを覆っているので、例えばカラーフィルタ基板２１０の背後にバックライト等を配置して、背後から照明光を照射した場合には、当該照明光の一部が反射層２１２の開口部２１２ａを通過して着色層２１４を透過し、液晶２３２及び対向基板２２０を通過して出射する。このとき、透過光は着色層２１４を１回だけ透過する。
【００５１】
本実施形態では、第１基板２１１上に形成されたカラーフィルタの表面保護層２１５には、反射層２１２の開口部２１２ａと重なる領域に、開口部２１５ａが形成されていることにより、カラーフィルタ基板２１０に表面凹部２１０ａが設けられ、この表面凹部２１０ａ内に液晶２３２が入り込んでいることにより液晶層の厚さが反射層の開口部２１２ａと重なる領域において厚く構成されているため、透過型表示を構成する透過光に作用する液晶層のリタデーション（Δｎ・ｄ、ここでΔｎは屈折率異方性、ｄは厚さ）が増大し、その結果、透過型表示における透過光の利用効率を高めることができる。
【００５２】
図１２は、上記のように液晶の厚さを変えた場合の効果を説明するための説明図である。上記と同様に、開口部Ｒａを備えた反射層Ｒの上に着色層Ｃを形成し、その上に透光層Ｔを形成し、この透光層Ｔに、反射層Ｒの開口部Ｒａ上に開口部を設けることにより、開口部Ｒａと平面的に重なる領域の液晶厚ｂを、それ以外の領域の液晶厚ａの２倍にしたとする。ここで、説明の都合上、ホモジニアス方式の液晶セルが構成されているとする。そして、この液晶セルのリタデーションがΔｎ・ａ＝λ／４、Δｎ・ｂ＝λ／２（Δｎは液晶の光学異方性、λは光の波長）であるとする。
【００５３】
上記の状況では、液晶セルが光透過状態にある場合、透過型表示では、図１２中の（Ａ）に示すように、バックライト等からの照明光が偏光板Ｐ２を通過して直線偏光となり、位相差板（１／４波長板）Ｄ２を通過することにより例えば右回りの円偏光となった後にセル厚Ｄ２の液晶層を通過することから位相差がさらに１／２波長進んで左回りの円偏光となり、位相差板Ｄ１を通過して元の直線偏光になり、偏光板Ｐ１を通過する。
【００５４】
また、上記と同じく液晶セルが光透過状態にあるとき、反射型表示では、図１２中の（Ｂ）に示すように、外光が偏光板Ｐ１を通過して直線偏光となり、位相差板（１／４波長板）Ｄ１を通過することにより例えば右回りの円偏光になり、セル厚Ｄ１の液晶層を往復２度通過することから位相差がさらに１／２波長進んで左回りの円偏光となり、再び位相差板Ｄ１を通過することにより元の直線偏光に戻って偏光板Ｐ１を通過する。
【００５５】
上記透過型表示において、仮に通過する液晶の厚さがａ（図１２中の（Ａ）に示す液晶厚ｂの半分）であるとすると、そのリタデーションはλ／４となるので、図１２中の（Ｃ）に示すように、照明光が偏光板Ｐ２、位相差板Ｄ２を経て液晶を通過した後の偏光状態は、当初とは直交する方向の直線偏光となり、その後、位相差板Ｄ１を通過して左回りの円偏光となり、さらに偏光板Ｐ１を通過する。このとき、偏光板Ｐ１を通過できる偏光成分は、上記の液晶の厚さがｂのときに通過できる光量のほぼ半分となる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態のような反射半透過型の液晶表示パネルの場合には、反射層の開口部と平面的に重なる領域の液晶厚ｂがそれ以外の領域の液晶厚ａより厚くなると、光透過状態における光透過率が高くなり、特に、開口部と平面的に重なる領域の液晶厚ｂがそれ以外の領域の液晶厚ａのほぼ２倍になると光透過量もまたほぼ２倍になる。
【００５７】
液晶セルがホモジニアス方式ではなく、液晶層にツイストが存在すると透過率が向上しない場合もあるが、例えば４０度ツイストの液晶では、開口部と平面的に重なる領域の液晶厚をそれ以外の２倍にすれば４０％程度の透過率の向上が得られる。一般的に、反射層の開口部と重なる領域の液晶厚ｂは、反射面上の液晶厚ａよりも大きく、２ａ以下であることが好ましい。このようにすることによって、透過型表示に対する透過光の利用効率が向上し、透過型表示を明るくすることができるので、例えば、バックライトの照明光量を低減することができるため、バックライトの小型化、薄型化、軽量化や消費電力の低減を図ることが可能になる。また、反射層の開口面積を従来よりも低減することができるので、反射型表示の明るさを向上させることも可能になる。
【００５８】
また、ネマチック液晶で構成される液晶層にツイスト角Ｔｗが存在する場合には、液晶分子のツイストに起因する旋光性と液晶層厚に比例する複屈折の寄与によって、反射領域の液晶厚ａと、透過領域の液晶厚ｂとの間の関係が決定されるため、上記のａ＜ｂ≦２ｂの範囲内においてツイスト角Ｔｗに応じて最適な範囲が変化する。すなわち、以下の範囲内では、液晶厚ｂを液晶厚ａよりも大きくすることによる透過率向上の効果が得られる。
▲１▼７０＜Ｔｗ≦９０のとき、ａ＜ｂ≦ａ＋１．０［μｍ］
▲２▼５０＜Ｔｗ≦７０のとき、ａ＜ｂ≦ａ＋２．２［μｍ］
▲３▼３０＜Ｔｗ≦５０のとき、ａ＜ｂ≦ａ＋３．５［μｍ］
▲４▼０＜Ｔｗ≦３０のとき、ａ＜ｂ≦ａ＋５．０［μｍ］
【００５９】
上記▲１▼〜▲４▼の場合について、図２０には、反射領域の液晶厚ａを最適化した状態で、透過領域の液晶厚ｂを変化させたときの液晶パネルが透過状態（例えばノーマリーホワイト型パネルでは電界無印加状態）である場合における透過領域の透過率を示す。これらの図を見れば判るように、上記▲１▼〜▲４▼のいずれの場合についても、液晶厚ｂが液晶厚ａに近づくと急激に透過率が低下するとともに、液晶厚ｂが液晶厚ａよりもある程度大きな値を超えるとやはり急激に透過率が低下する。上記の透過率の高い範囲の上限を決める数値（１．０〜５．０μｍ）は、ツイスト角Ｔｗが増加するに従って低下していく。これは、ツイスト角Ｔｗが大きくなるに従って光に対する液晶層の旋光性の寄与が大きくなるため、光に対する作用が液晶厚に比例しなくなるからであるものと考えられる。すなわち、ツイスト角Ｔｗが大きくなると、一般に液晶厚ｂを液晶厚ａよりも大きくする効果が低下していくものと考えられる。
【００６０】
また、図２０（ｅ）には、透過領域の透過率が最大になるツイスト角Ｔｗと、液晶厚ｂとの関係を示す。このグラフからわかるように、液晶厚ｂがａから約１．８ａまで増加するに従って透過領域の透過率が最大になるツイスト角Ｔｗの値は徐々に増大し、ｂが約１．８ａを越えると、透過率が最大になるツイスト角Ｔｗの値は急激に低下していく。このとき、ａ＜ｂ≦２ａの範囲内では、ツイスト角Ｔｗの範囲が５０≦Ｔｗ≦７０のときに透過率が高くなる。
【００６１】
なお、本実施形態では、反射層２１２の開口部２１２ａと重なる領域において表面保護層２１５に開口部２１５ａ形成されているが、図２（ｂ）に示すように着色層２１４は透明電極２１６によって完全に被覆されているので、着色層２１４は透明電極２１６により十分に保護することができる。
【００６２】
なお、一般的に液晶パネルにおいて上記表面保護層２１５の厚さは３〜５μｍ程度であり、１５００〜３０００Å程度の厚さの透明電極２１６に較べてかなり厚く形成される。したがって、保護層に開口部や薄肉部を設けて液晶厚を厚くする方法はきわめて有効である。また、上記実施形態では記載していないが、表面保護層２１５（すなわち保護層）と透明電極２１６との間に、透明電極２１６の密着性を高め、パターニング性を向上させるために、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２等からなる絶縁膜を形成してもよい。
【００６３】
［第２実施形態］
次に、図４を参照して本発明に係る第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、以下に説明するカラーフィルタ基板の構造を除いて上記第１実施形態と同様に構成されているので、同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００６４】
図４に示すように、本実施形態においては、第１基板３２１上に、上記第１実施形態と同様に反射部３１２ｒ及び開口部３１２ａを備えた反射層３１２が形成され、この反射層３１２上に着色層３１４が形成され、その上にさらに表面保護層３１５が形成されている。この表面保護層３１５は第１実施形態と同様の素材で構成されているが、反射層３１２の開口部３１２ａ上に重なる領域に凹部３１５ｂが形成され、当該凹部３１５ｂ下の部分が薄肉部３１５ｃとなっている点で、開口部の形成された第１実施形態の表面保護層とは異なる。表面保護層３１５上には第１実施形態と同様の透明電極３１６及び配向膜３１７が形成されている。
【００６５】
この実施形態においては、反射層３１２の開口部３１２ａと重なる領域に薄肉部３１５ｃが存在するが、基本的に表面保護層３１５は透明であるため、光学的には第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、本実施形態においては、着色層３１４が開口部３１２ａと重なる領域においても表面保護層３１５に覆われていることとなるので、着色層３１４をより確実に保護することが可能になる。
【００６６】
［第３実施形態］
次に、図５を参照して本発明に係る第３実施形態について説明する。この第３実施形態は、対向基板の構造を除いて上記第１実施形態と同様に構成されているので、同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００６７】
この実施形態においては、対向基板において、第２基板３２１の内面（第１基板２１１に対向する表面）上に凹部３２１ａが形成されている。この凹部３２１ａはフォトリソグラフィ技術及び弗酸系のエッチング液を用いたエッチング処理によって容易に形成できる。そして、第２基板３２１には、上記凹部３２１ａも含めた表面上に透明電極３２２、硬質保護層３２３、及び配向膜３２４が積層されている。
【００６８】
本実施形態では、カラーフィルタ基板の内表面に表面凹部２１０ａが形成されているだけでなく、この表面凹部２１０ａと対向する位置において対向基板にも表面凹部３２０ａが形成され、これらの表面凹部２１０ａ及び３２０ａの双方に液晶２３２が入り込んでいる。したがって、反射層２１２の開口部２１２ａと重なる領域において液晶層をさらに厚く形成することが可能になる。
【００６９】
［第４実施形態］
次に、図６を参照して本発明に係る第３実施形態について説明する。この第３実施形態は、対向基板の構造を除いて上記第２実施形態と同様に構成されているので、同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００７０】
この実施形態の対向基板は、第２基板４２１上に透光層４２５が形成され、この透光層４２５には、反射層３１２の開口部３１２ａと平面的に重なる領域に開口部４２５ａが設けられている。透光層４２５としては、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２などの無機透明層や、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの有機樹脂層などで構成することができる。また、透光層は、可視光に対してほぼ透明であることが望ましい。例えば、可視光領域においてほぼ７０％以上の光透過率を有し、可視光領域内における光透過率の変動範囲が１０％以下であるものなどが好ましい。
【００７１】
上記透光層４２５上には透明電極４２２及び配向膜４２４が積層されているが、対向基板の内面には上記開口部４２５ａを反映した表面凹部４２０ａが形成される。そして、この表面凹部４２０ａに液晶２３２が入り込むように構成されている。この実施形態でも、カラーフィルタ基板と対向基板の双方の内面に表面凹部３１０ａ、４２０ａが設けられているので、反射層３１２の開口部３１２ａと平面的に重なる領域の液晶厚ｂを反射面上の領域の液晶厚ａよりも容易に大きく構成することが可能である。
【００７２】
［第５実施形態］
次に、図７を参照して本発明に係る第５実施形態について説明する。この実施形態において、カラーフィルタ基板の構造のみが第１実施形態と異なるので、同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００７３】
この実施形態では、第１基板４１１の表面上に凹部４１１ａが形成され、基板表面上に反射層４１４が形成されている。反射層４１４は反射面を有する反射部４１４ｒと、開口部４１４ａとを備えている。反射層４１４は、この凹部４１１ａに開口部４１２ａが位置するように形成されている。反射層４１２上には着色層４１４が形成され、この着色層４１４上には表面保護層４１５が形成されている。
【００７４】
本実施形態の着色層４１４は、反射層４１２の開口部４１２ａを介して第１基板４１１の凹部４１１ａに入り込むように形成されており、これによって開口部４１２ａと重なる領域において厚肉部４１４ａが設けられている。また、この厚肉部４１４ａの表面部分には、上記凹部４１１ａと対応するように凹部４１４ｂが形成されている。
【００７５】
表面保護層４１５には上記と同様に開口部４１５ａが形成され、この上に透明電極４１６及び配向膜４１７が順次積層されている。このため、カラーフィルタ基板の表面に設けられた表面凹部４１０ａは、着色層４１４の凹部４１４ｂによって、第１実施形態よりもさらに深く形成されている。
【００７６】
また、第１基板４１１の凹部４１１ａによって着色層４１４には厚肉部４１４ａが反射層４１２の開口部４１２ａと重なる領域に設けられているので、反射型表示の明るさを犠牲にすることなく、透過型表示の彩度を向上させることが可能になる。
【００７７】
［第６実施形態］
次に、図８を参照して本発明に係る第６実施形態について説明する。この実施形態においては、カラーフィルタ基板の構造のみが第１実施形態と異なるので、同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００７８】
この実施形態では、第１基板５１１上に下地層５１３が形成され、この下地層５１３には開口部５１３ａが設けられている。下地層５１３は上記第４実施形態の透光層と同様の素材を用いることができるが、透光性を有しない素材であっても構わない。また、この下地層５１３が透光性を有する場合には、上記開口部５１３ａの代りに、上面側に凹部を構成する薄肉部を形成してもよい。
【００７９】
下地層５１３上には反射層５１２が形成され、この反射層５１２には、反射面を備えた反射部５１２ｒと、下地層５１３の開口部５１３ａ上に位置する開口部５１２ａとが設けられる。また、反射層５１２上には着色層５１４が形成され、着色層５１４上には表面保護層５１５が形成される。表面保護層５１５には、反射層５１２の開口部５１２ａと重なる領域に開口部５１５ａが設けられている。この上にはさらに透明電極５１６及び配向膜５１７が形成される。
【００８０】
本実施形態では、上記各実施形態と同様に、上記表面保護層５１５の開口部５１５ａによってカラーフィルタ基板の表面に表面凹部５１０ａが形成されるが、反射層５１２の開口部と重なる領域において下地層５１３の開口部５１３ａに起因して着色層５１４の表面に凹部５１４ｂが形成されていることにより、上記表面凹部５１０ａは第１実施形態よりも深く形成されている。
【００８１】
また、下地層５１３の開口部５１３ａによって着色層５１４には厚肉部５１４ａが反射層５１２の開口部５１２ａと重なる領域に設けられているので、反射型表示の明るさを犠牲にすることなく、透過型表示の彩度を向上させることが可能になる。
【００８２】
［第７実施形態］
次に、図９を参照して本発明に係る第７実施形態について説明する。この実施形態においては、カラーフィルタ基板の構造のみが第１実施形態と異なるので、同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００８３】
この実施形態では、第１基板６１１上に反射層６１２が形成され、この反射層６１２には反射面を備えた反射部６１２ｒと、開口部６１２ａとが形成される。反射層６１２上には透光層６１３が形成されている。透光層６１３は、上記第４実施形態の透光層と同様の素材で形成することができる。この透光層６１３には開口部６１３ａが形成され、この開口部６１３ａは、反射層６１２の開口部６１２ａと重なるように設けられている。
【００８４】
透光層６１３上には着色層６１４が形成され、着色層６１４上には表面保護層６１５が形成される。この表面保護層６１５には上記各実施形態と同様の開口部６１５ａが設けられている。この開口部６１５ａは、上記反射層６１２の開口部６１２ａ及び上記透光層６１３の開口部６１３ａと平面的に重なるように位置している。表面保護層６１５上には透明電極６１６及び配向膜６１７が順次積層されている。
【００８５】
以上の構造によって、カラーフィルタ基板には表面凹部６１０ａが形成され、この表面凹部６１０ａによって反射層６１２の開口部６１２ａの設けられた領域の液晶厚が周囲より厚くなるように構成されている。
【００８６】
本実施形態では、上記各実施形態と同様に、上記表面保護層６１５の開口部６１５ａによってカラーフィルタ基板の表面に表面凹部６１０ａが形成されるが、反射層６１２の開口部と重なる領域において透光層６１３の開口部６１３ａに起因して着色層６１４の表面に凹部６１４ｂが形成されているので、表面凹部６１０ａは、第１実施形態よりも深く形成されている。
【００８７】
また、透光層６１３の開口部６１３ａによって着色層６１４には厚肉部６１４ａが反射層６１２の開口部６１２ａと重なる領域に設けられているので、反射型表示の明るさを犠牲にすることなく、透過型表示の彩度を向上させることが可能になる。
【００８８】
［第８実施形態］
次に、図１０を参照して本発明に係る第８実施形態について説明する。この実施形態においては、第１基板７１１上に反射層７１２が形成され、この反射層７１２には反射面を備えた反射部７１２ｒと、開口部７１２ａとが設けられている。反射層７１２上にはＳｉＯ_２，ＴｉＯ_２などの絶縁膜７１３が形成され、この絶縁膜７１３上に透明電極７１６が形成されている。透明電極７１６上には配向膜７１７が形成されている。なお、反射層７１２が画素毎に分離して形成されている場合には、反射層７１２上に絶縁膜７１３を介することなく直接透明電極７１６を形成しても構わない。
【００８９】
一方、第２基板５２１上には着色層５２３が形成され、画素間領域には黒色遮光層５２３ＢＭが形成されている。着色層５２３上には表面保護層５２５が形成され、この表面保護層５２５には開口部５２５ａが設けられている。この開口部５２５ａは、上記第１基板７１１上の反射層７１２の開口部７１２ａと平面的に重なるように構成されている。表面保護層５２５上には透明電極５２２が形成され、その上にはさらに配向膜５２４が形成されている。
【００９０】
本実施形態では、反射層７１２の形成された第１基板７１１とは反対側の第２基板５２１上にカラーフィルタの着色層５２３が形成され、この上に表面保護層５２５が形成されて、その開口部５２５ａによって表面凹部５２０ａが構成されるようになっている。この実施形態においても、反射層７１２の開口部７１２ａと重なる領域における液晶厚が他の部分よりも厚く構成されているので、上記各実施形態と基本的に同様の作用効果を得ることができる。
【００９１】
［第９実施形態］
次に、図１１（ａ）〜（ｅ）及び図１５を参照して、本発明に係る液晶装置或いは液晶装置用基板の製造方法の実施形態について詳細に説明する。本実施形態において製造する液晶装置は、図１に示す上記第１実施形態の液晶パネル２００を備えたものである。最初に、図１５を参照して、図１に示す液晶パネル２００の概略構造について説明する。図１５は、図１に示す液晶パネル２００における半導体ＩＣ及びフレキシブル配線基板の実装前の状態を模式的に図示するものであり、図面上、寸法は図示の都合上適宜に調整し、構成要素も適宜に省略してある。
【００９２】
液晶パネル２００は、第１基板２１１上に上記反射層２１２、着色層２１４、表面保護層２１５の積層構造の上に透明電極２１６が形成されたカラーフィルタ基板２１０と、これに対向する対向基板２２０とがシール材２３０にて貼り合わされ、内部に液晶２３２が配置されたものである。この透明電極２１６は上述のように配線２１８Ａに接続され、この配線２１８Ａがシール材２３０と第１基板２１１との間を通過して基板張出部２１０Ｔの表面上に引き出されている。また、基板張出部２１０Ｔ上には入力端子部２１９もまた形成されている。
【００９３】
図１１（ａ）〜（ｅ）は、図１５に示す液晶パネルを構成するカラーフィルタ基板２１０を形成するための製造工程を示すものである。
【００９４】
まず、図１１（ａ）に示すように、第１基板２１１上には、図１に示す液晶表示領域Ａに相当する領域に、上記の反射層２１２、黒色遮光層２１４ＢＭ、着色層２１４を順次形成していく。ここで、開口部２１２ａを備えた反射層２１２は、蒸着法やスパッタリング法にて金属材料等を基板上に被着させた後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング法を用いてパターニングすることにより形成される。また、黒色遮光層２１４ＢＭ及び着色層２１４は、顔料や染料等の着色材を分散させた透明樹脂等からなる感光性樹脂を塗布し、これに露光、現像処理を順次施すことによって形成する。ここで、複数の色の着色層２１４を配列形成する場合には、色毎に上記工程を繰り返す。
【００９５】
ここで、上記液晶表示領域Ａ以外の領域（上記基板張出領域２１０Ｔを含む）には基本的に上記の積層構造は形成されていない。
【００９６】
次に、図１１（ｂ）に示すように、第１基板２１１上に全面的に透光保護層２１５Ｘを形成する。この透光保護層２１５Ｘは、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、フッ素樹脂などで構成することができる。これらの樹脂は流動性を有する未硬化状態で基板上に塗布され、乾燥、光硬化、熱硬化などの適宜の手段で硬化される。塗布方法としては、スピンコート法や印刷法などを用いることができる。
【００９７】
次に、上記透光保護層２１５Ｘにフォトリソグラフィ技術及びエッチング法を用いてパターニングを施し、図１１（ｃ）に示すように、液晶表示領域Ａに限定された表面保護層２１５を形成する。このとき、これと同時に表面保護層２１５には開口部２１５ａが形成される。この工程によって、透光保護層２１５Ｘから液晶表示領域Ａ以外の領域Ｂ、すなわち、図１５に示すシール材２３０の外側に配置される領域（基板張出部２１０Ｔを含む。）とほぼ同じ領域上から透光性素材が除去される。
【００９８】
本発明においては、表面保護層２１５に上記開口部２１５ａや凹部３１５ｂ或いは薄肉部３１５ｃ（第２実施形態参照）を形成することに特徴を有するが、上記のように表面保護層２１５のパターニングと同時に開口部や凹部或いは薄肉部を形成することができるので、従来工程に較べて工数を増やす必要もなく、パターニング時のパターン形状を変更するだけで、何ら手間をかけずに製造することができる。
【００９９】
次に、図１１（ｄ）に示すように、基板上に全面的にＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電体からなる透明導電層２１６Ｘを形成する。この透明導電層２１６Ｘはスパッタリング法により成膜できる。そして、この透明導電層２１６Ｘに対してフォトリソグラフィ技術及びエッチング法を用いてパターニングを施し、図１１（ｅ）に示すように透明電極２１６、配線２１８Ａ、入力端子部２１９を一度に形成する。なお、図示していないが、図１に示す配線２１８Ｂも上記工程にて同時に形成される。
【０１００】
上記の液晶装置用基板の製造方法としては、基板上に、開口部を有する反射層を形成する工程と、前記反射層上に着色層を形成する工程と、前記着色層上に、前記反射層の前記開口部に重なる領域に開口部もしくは薄肉部を有し実質的に光が通過できる保護層を形成する工程とを含み、前記保護層を形成する工程では、前記保護層の前記開口部もしくは前記薄肉部によって前記保護層の表面に凹部を形成する。これによれば、保護層に開口部もしくは薄肉部を設けてその表面に凹部を形成することにより、この基板を用いて反射半透過型の液晶装置を構成した場合に、反射層の開口部が設けられた領域の液晶層の厚さを他の領域よりも厚く構成することが可能になる。より具体的には、一般に、着色層上に形成される保護層は他の層構造（反射層や透明電極など）に較べて厚いので、液晶層を部分的に厚く形成するに足る凹部を容易に形成することが可能である。
【０１０１】
ここで、前記保護層を形成する工程は、前記着色層の非形成領域に重なる領域および前記反射層の前記開口部に重なる領域から前記保護層を構成する素材の少なくとも一部を除去する処理段階を含み、該処理段階によって前記保護層の前記開口部若しくは前記薄肉部が形成されることが好ましい。保護層を形成する際に、基板上の着色層の非形成領域において透光素材の少なくとも一部を除去する処理段階（パターニング段階）を含む場合には、この処理段階において同時に上記開口部若しくは薄肉部を形成することにより、製造工程の工数を何ら増加させることなく、パターニングのパターンを変更するだけで対応できる。
【０１０２】
特に、液晶装置の製造方法としては、基板上に、開口部を有する反射層を形成する工程と、着色層を形成する工程と、前記着色層上に、前記反射層の前記開口部に重なる領域に開口部もしくは薄肉部を有する実質的に光が通過できる保護層を形成する工程と、前記保護層上に液晶を配置する工程とを含み、前記液晶を配置する工程では、前記保護層の前記開口部もしくは前記薄肉部によって構成される凹部内に前記液晶を入り込ませる。これによれば、開口部もしくは薄肉部を備えた保護層によって凹部を構成し、この凹部内に液晶を入り込ませることによって、反射層の開口部が設けられた領域において液晶層を厚く形成できる。特に、新たな層を設ける必要もない上に、保護層は十分な厚さを備えているので、透過型表示における光の利用効率を高めるに足る液晶層の厚さ変化を容易に形成することができる。
【０１０３】
また、本発明の別の液晶装置の製造方法としては、一対の基板のうち一方の基板上に、開口部を有する反射層を形成する工程と、前記反射層上に着色層を形成する工程と、前記着色層上に、前記反射層の前記開口部に重なる領域に開口部もしくは薄肉部を有する実質的に光が通過できる保護層を形成する工程と、前記一対の基板間に液晶を配置する工程とを含み、前記液晶を配置する工程では、前記保護層の前記開口部もしくは前記薄肉部によって構成される凹部内に前記液晶を入り込ませる。
【０１０４】
さらに、本発明のさらに別の液晶装置の製造方法としては、一対の基板のうち一方の基板上に、開口部を有する反射層を形成する工程と、前記一対の基板のうち他方の基板上に着色層を形成する工程と、前記着色層上に、前記反射層の前記開口部に重なる領域に開口部もしくは薄肉部を有する実質的に光が通過できる保護層を形成する工程と、前記一対の基板間に液晶を配置する工程とを含み、前記液晶を配置する工程では、前記保護層の前記開口部もしくは前記薄肉部によって構成される凹部内に前記液晶を入り込ませる。
【０１０５】
上記いずれかの製造方法においては、前記保護層を形成する工程は、前記着色層の非形成領域に重なる領域および前記反射層の前記開口部に重なる領域から前記保護層を構成する素材の少なくとも一部を除去する処理段階を含み、該処理段階によって前記保護層の前記開口部若しくは薄肉部を形成することが好ましい。
【０１０６】
［実施例］
次に、図１７を参照して、上記各実施形態に適用可能な、より詳細な実施例について説明する。図１７は、カラーフィルタ基板の断面構造の一部を模式的に示す拡大部分断面図及びこれに対応する領域のカラーフィルタの概略平面図である。ここで、上記拡大部分断面図は概略平面図のＰ−Ｑ線に沿った断面を示すものである。
【０１０７】
この実施例においては、基板１４０１上に透光層１４１４が形成されている。この透光層１４１４は、光を透過することの可能な素材（透光性素材）、例えば透明素材で構成されている。特に、有機絶縁素材で構成されることが好ましい。この透光層１４１４の表面１４１４ａには、山部と谷部の規則的な又は不規則的な繰り返しパターンからなる凹凸パターンが形成されている。この凹凸パターンは、透明素材を選択的にエッチング等で除去することにより凹凸形状を構成したり、さらに加熱等によって上記凹凸形状を形成した透明素材に流動性を付与してその凹凸形状を滑らかな曲面状に構成したりすることによって形成できる。この透光層１４１４の厚さは例えば約２μｍである。また、透光層１４１４を形成する代わりに、基板１４０１の表面にエッチング等で凹凸パターンを形成してもよい。さらに、このような透光層１４１４を設けたり、基板１４０１の表面に凹凸パターンを形成したりする代わりに、後述する反射層よりも観察側に拡散層、散乱層などを配置してもよい。
【０１０８】
上記透光層１４１４上には、Ａｌ、Ａｌ合金、銀、ＡＰＣ合金等の銀合金などで構成された反射層１４１１が形成されている。この反射層１４１１は、スパッタリング法や蒸着法等で形成できる。反射層１４１１は、上記透光層１４１４の表面上に形成されることによってその反射面が凹凸状に構成される。この反射層１４１１の厚さは例えば約０．２μｍである。この反射層１４１１には画素領域毎に開口部１４１１ａが設けられる。
【０１０９】
上記透光層１４１４及び反射層１４１１上には、公知の感光性樹脂材料等で構成されたカラーフィルタ１４１２が形成されている。このカラーフィルタ１４１２には、上記開口部１４１１ａ上に形成された濃色部１４１２ｒｃ（赤濃色部），１４１２ｇｃ（緑濃色部），１４１２ｂｃ（青濃色部）と、反射層１４１１上に形成された淡色部１４１２ｒ（赤淡色部），１４１２ｇ（緑淡色部），１４１２ｂ（青淡色部）とを有する着色層が含まれる。
【０１１０】
また、各画素領域の間には、上記淡色部１４１２ｒ，１４１２ｇ，１４１２ｂ上に、上記濃色部１４１２ｒｃ，１４１２ｇｃ，１４１２ｂｃが積層されてなる重ね遮光部１４１２ＢＭが形成されている。この重ね遮光部１４１２ＢＭにおいては、例えば、下層から順に淡色部１４１２ｂが約１．０μｍ、淡色部１４１２ｇが約０．５μｍ、淡色部１４１２ｒが約０．５μｍとなるように構成される。
【０１１１】
上記のように構成された着色層上には、アクリル樹脂その他の有機樹脂等からなる透光素材で構成された保護層１４１２ｐが形成される。保護層１４１２ｐは、上記淡色部１４１２ｒ，１４１２ｇ，１４１２ｂ上に形成されるが、濃色部１４１２ｒｃ，１４１２ｇｃ，１４１２ｂｃ上には形成されていない。保護層１４１２ｐは、例えば、全面的に無機層若しくは有機層を形成した後にフォトリソグラフィ法等によって開口部１４１１ａの直上領域の上にある部分を選択的に除去することによって形成できる。保護層１４１２ｐの素材としては、透明なアクリル樹脂やエポキシ樹脂などの有機樹脂の他に、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２などの透明な無機物を用いることもできる。保護層１４１２ｐの厚さは例えば約２．２μｍである。
【０１１２】
上記保護層１４１２ｐ上には、透明導電体で形成された透明電極１４１３が形成される。透明電極１４１３は、上記保護層１４１２ｐ上に形成されることによって保護層１４１２ｐの有無をそのまま反映し、保護層１４１２ｐが存在する部分上と存在しない部分上との間に主たる高低差Δｈを有する。この高低差Δｈは、例えば約２．０μｍである。また、隣接する透明電極１４１３の間隙部分は上記重ね遮光部１４１２ＢＭ上に配置されている。隣接する透明電極１４１３の図示の間隙は約８〜１０μｍ程度となっている。
【０１１３】
本実施形態では、重ね遮光部１４１２ＢＭが濃色部１４１２ｒｃ，１４１２ｇｃ，１４１２ｂｃを積層することによって構成されているため、淡色部を積層した場合に較べてこの積層構造の透過率を低減できるため、画素領域間の遮光をより完全に行うことが可能になっている。また、重ね遮光部１４１２ＢＭが画素領域内に形成された淡色部１４１２ｒ，１４１２ｇ，１４１２ｂのいずれかの上にそのまま積層されているため、重ね遮光部１４１２ＢＭの配置された領域の光透過率をさらに低減できるとともに、上記高低差Δｈを容易に設けることが可能になっている。なお、上記重ね遮光部１４１２ＢＭは淡色部上に３層積層した構造を有するが、２層又は１層のみを積層させた構造を有していても構わない。
【０１１４】
本実施例では、上記の各例示で示した厚さ寸法で構成した場合、カラーフィルタ基板の全体の厚さが５．２〜５．３μｍとなり、反射領域の液晶層の厚さを３．２５μｍとして、ＴＮ型液晶パネル或いはＳＴＮ型液晶パネルを構成することが可能になる。このようにすると、透過領域の液晶層の厚さは５．２５μｍとなる。ここで、液晶層はネマチック液晶で構成され、そのツイスト角Ｔｗは約６０度であり、上記▲２▼の条件を満たした状態となっている。そして、透過領域の液晶層の厚さが反射領域の液晶層の厚さに対して６０％程度増加していることから、液晶層のリタデーション値を最適化することにより、反射表示と透過表示における透過率を共に向上させることができるため、明るい表示を得ることが可能になる。
【０１１５】
次に、図１８及び図１９を参照して本発明に係る上記実施例のカラーフィルタ１４１２の構成例について説明する。なお、この構成例は、上記実施例以外の上記各実施形態のカラーフィルタにも同様に適用できる。図１８は、上記カラーフィルタの濃色部の透過光の分光特性を示す分光特性図（ａ）、同透過光のＣＩＥ（１９３１）表色系のｘｙ色度図（ｂ）及び同透過光のＣＩＥ（１９７６）表色系のａ^＊ｂ^＊色度図（ｃ）であり、図１９は、上記カラーフィルタの淡色部の透過光の分光特性を示す分光特性図（ａ）、同透過光のＣＩＥ（１９３１）表色系のｘｙ色度図（ｂ）及び同透過光のＣＩＥ（１９７６）表色系のａ^＊ｂ^＊色度図（ｃ）である。ここで、上記各図は、同じＣ光源を用いて各濃色部又は各淡色部に光を一回透過させた透過光の分光透過率及び色度座標を求めた結果を示すものである。
【０１１６】
図１８に示すように、赤濃色部（Ｒ）の主な透過領域は６００〜７００ｎｍであり、この領域の平均透過率は約９０％であり、特に６４０〜７００ｎｍの領域で透過率が最大（約９５％）になっている。緑濃色部（Ｇ）の主な透過領域は４９５〜５７０ｎｍであり、この領域の平均透過率は約８５％であり、特に５１０〜５５０ｎｍの領域で透過率が最大（約９０％）になっている。青濃色部（Ｂ）の主な透過領域は４３５〜５００ｎｍであり、この領域の平均透過率は約８５％であり、特に４４５〜４８０ｎｍの領域で透過率が最大（約８８％）となっている。
【０１１７】
また、ＣＩＥ表色系（１９３１）のＹ値は、赤濃色部（Ｒ）で２４〜２６、緑濃色部（Ｇ）で７０〜７２、青濃色部（Ｂ）で２９〜３１程度である。ＣＩＥ表色系（１９７６）のＬ^＊値は、赤濃色部（Ｒ）で５６〜５８、緑濃色部（Ｇ）で８６〜８８、青濃色部（Ｂ）で６０〜６２程度である。
【０１１８】
さらに、色度図上における上記赤濃色部（Ｒ）、緑濃色部（Ｇ）及び青濃色部（Ｂ）の色相に対応する３点を頂点とする三角形の面積は、約０．０５（ｘｙ色度図上）及び約７０００（ａ^＊ｂ^＊色度図上）である。
【０１１９】
一方、図１９に示すように、赤淡色部（Ｒ）の主な透過領域は５８５〜７００ｎｍであり、この領域の平均透過率は約９３％であり、特に５９０〜７００ｎｍの領域で透過率が最大（約９６％）になっている。緑淡色部（Ｇ）の主な透過領域は４８０〜６００ｎｍであり、この領域の平均透過率は約９２％であり、特に５００〜５８０ｎｍの領域で透過率が最大（約９４％）になっている。青淡色部（Ｂ）の主な透過領域は４３０〜５１０ｎｍであり、この領域の平均透過率は約８９％であり、特に４４０〜５００ｎｍの領域で透過率が最大（約９２％）となっている。
【０１２０】
また、ＣＩＥ表色系（１９３１）のＹ値は、赤淡色部（Ｒ）で４６〜４８、緑淡色部（Ｇ）で８９〜９１、青淡色部（Ｂ）で４４〜４６である。ＣＩＥ表色系（１９７６）のＬ^＊値は、赤濃色部（Ｒ）で７３〜７５、緑濃色部（Ｇ）で９５〜９７、青濃色部（Ｂ）で７２〜７４程度である。
【０１２１】
さらに、色度図上における上記赤淡色部（Ｒ）、緑淡色部（Ｇ）及び青淡色部（Ｂ）の色相に対応する３点を頂点とする三角形の面積は、約０．０１（ｘｙ色度図上）及び約１７００（ａ^＊ｂ^＊色度図上）である。
【０１２２】
上記のように、光濃度に関する濃色部と淡色部との光学特性上の関係は、視感透過率乃至明度に相当するＹ値或いはＬ^＊値において淡色部の方が濃色部よりも大きい。ここで、淡色部の値は濃色部の値の１．２〜２．５倍程度であることが好ましい。また、彩度に対応する色度図上の三角形の面積については、濃色部の色度図上の三角形の面積は淡色部の色度図上の三角形の面積よりも大きい。ここで、濃色部の色度図上の三角形の面積は、淡色部の色度図上の三角形の面積の３〜８倍程度であることが好ましい。
【０１２３】
なお、光濃度としては、上記のような光学特性上の指標だけでなく、製造条件や構造によって定義することもできる。例えば、カラーフィルタの着色層を形成する際に着色層中に分散した状態で混入される、顔料や染料等の着色材の量の大小関係がある。すなわち、濃色部においては、淡色部よりも単位体積当たりの着色材の量（重量若しくは体積）が大きいことになる。
【０１２４】
上記のように、カラーフィルタの着色層に、透過領域に配置される濃色部と反射領域に配置される淡色部とを設けることによって、透過表示と反射表示とにそれぞれ適した色表示を実現することができるので、上記実施例においては反射領域の液晶厚ａと透過領域の液晶厚ｂとを上記範囲に設定したことによる透過率の向上効果をさらに有効に利用することができ、高品位のカラー表示を実現することが可能になる。
【０１２５】
［電子機器の実施形態］
最後に、上記液晶パネルを含む液晶装置を電子機器の表示装置として用いる場合の実施形態について説明する。図１３は、本実施形態の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、上記と同様の液晶パネル２００と、これを制御する制御手段１２００とを有する。ここでは、液晶パネル２００を、パネル構造体２００Ａと、半導体ＩＣ等で構成される駆動回路２００Ｂとに概念的に分けて描いてある。また、制御手段１２００は、表示情報出力源１２１０と、表示処理回路１２２０と、電源回路１２３０と、タイミングジェネレータ１２４０とを有する。
【０１２６】
表示情報出力源１２１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ１２４０によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路１２２０に供給するように構成されている。
【０１２７】
表示情報処理回路１２２０は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路２００Ｂへ供給する。駆動回路２００Ｂは、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路１２３０は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
【０１２８】
図１４は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話を示す。この携帯電話２０００は、ケース体２０１０の内部に回路基板２００１が配置され、この回路基板２００１に対して上述の液晶パネル２００が実装されている。ケース体２０１０の前面には操作ボタン２０２０が配列され、また、一端部からアンテナ２０３０が出没自在に取付けられている。受話部２０４０の内部にはスピーカが配置され、送話部２０５０の内部にはマイクが内蔵されている。
【０１２９】
ケース体２０１０内に設置された液晶パネル２００は、表示窓２０６０を通して表示面（上記の液晶表示領域Ａ）を視認することができるように構成されている。
【０１３０】
尚、本発明の液晶装置及び電子機器は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記各実施形態に示す液晶パネルは単純マトリクス型の構造を備えているが、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）等のアクティブ素子（能動素子）を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置にも適用することができる。また、上記実施形態の液晶パネルは所謂ＣＯＧタイプの構造を有しているが、ＩＣチップを直接実装する構造ではない液晶パネル、例えば液晶パネルにフレキシブル配線基板やＴＡＢ基板を接続するように構成されたものであっても構わない。
【０１３１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、透過型表示における透過光の利用効率を従来よりも高めることができるため、透過型表示を得るための照明光量を低減することが可能になり、また、反射層の開口面積を低減して反射型表示をより明るくすることも可能になる。また、着色層上の保護層に開口部若しくは薄肉部を構成するだけでよいので、工程を複雑化することなく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る第１実施形態の液晶パネルの外観を示す概略斜視図である。
【図２】 第１実施形態のパネル構造を模式的に示す概略断面図（ａ）及びカラーフィルタ基板の平面構造を示す拡大部分平面図（ｂ）である。
【図３】 第１実施形態の液晶パネルにおける画素内の構造を拡大して示す拡大部分断面図である。
【図４】 本発明に係る第２実施形態の液晶装置の画素内の構造を模式的に示す概略断面図である。
【図５】 本発明に係る第３実施形態の液晶装置の画素内の構造を模式的に示す概略断面図である。
【図６】 本発明に係る第４実施形態の液晶装置の画素内の構造を模式的に示す概略断面図である。
【図７】 本発明に係る第５実施形態の液晶装置の画素内の構造を模式的に示す概略断面図である。
【図８】 本発明に係る第６実施形態の液晶装置の画素内の構造を模式的に示す概略断面図である。
【図９】 本発明に係る第７実施形態の液晶装置の画素内の構造を模式的に示す概略断面図である。
【図１０】 本発明に係る第８実施形態の液晶装置の画素内の構造を模式的に示す概略断面図である。
【図１１】 本発明に係る液晶装置の製造方法に関する第９実施形態を示す概略工程図（ａ）〜（ｅ）である。
【図１２】 本発明に係る液晶装置の表示原理を示す概略説明図である。
【図１３】 本発明に係る電子機器の実施形態における構成ブロックを示す概略構成図である。
【図１４】 上記電子機器の実施形態の一例として携帯電話の外観を示す斜視図である。
【図１５】 第１実施形態の液晶パネルの主要構造を模式的に示す概略断面図である。
【図１６】 従来の反射半透過型の液晶パネルの構造を模式的に示す概略断面図である。
従来構造の反射半透過型の液晶表示パネルの構造を模式的に示す概略断面図である。
【図１７】 より具体的な構造を示すための実施例のカラーフィルタ基板の拡大部分断面図及びカラーフィルタの平面図である。
【図１８】 上記実施例に形成されるカラーフィルタの濃色部における分光透過率を示す図、ｘｙ色度図及びａ^＊ｂ^＊色度図である。
【図１９】 上記実施例に形成されるカラーフィルタの淡色部における分光透過率を示す図、ｘｙ色度図及びａ^＊ｂ^＊色度図である。
【図２０】 液晶層のツイスト角Ｔｗの範囲別に透過領域の液晶厚ｂと透過領域の透過状態における透過率との関係を示すグラフ（ａ）〜（ｄ）、並びに、透過領域の透過率が最大になるツイスト角Ｔｗと液晶厚ｂとの関係を示すグラフ（ｅ）である。
【符号の説明】
２００ 液晶パネル
２１０ カラーフィルタ基板
２１０ａ 表面凹部
２１１ 第１基板
２１２ 反射層
２１２ａ 開口部
２１４ 着色層
２１５ 表面保護層
２１５ａ 開口部
２１６ 透明電極
２２０ 対向基板
２２１ 第２基板
２２２ 透明電極

Claims (11)

1. 一対の基板間に液晶層を挟持してなり、複数の画素が配列されてなるとともに、前記画素内に透過領域と反射領域を備える液晶装置であって、
   一方の前記基板上に配置され、前記反射領域に重なるとともに前記透過領域には重ならず、光を反射する反射層と、
   前記反射層上に配置され、前記透過領域及び前記反射領域に重なる着色層と、
   前記着色層を覆い、前記反射領域に重なるとともに、前記透過領域に重なる部分には前記反射領域に重なる部分より薄い薄肉部を有し、実質的に光が通過できる保護層とを備え、
   前記透過領域における前記液晶層の厚さは、前記反射領域における前記液晶層の厚さより厚いことを特徴とする液晶装置。
2. 一対の基板間に液晶層を挟持してなり、複数の画素が配列されてなるとともに、前記画素内に透過領域と反射領域を備える液晶装置であって、
   一方の前記基板上に配置され、前記反射領域に重なるとともに前記透過領域には重ならず、光を反射する反射層と、
   他方の前記基板上に配置された着色層と、
   前記着色層を覆い、前記反射領域に重なるとともに、前記透過領域に重なる部分には前記反射領域に重なる部分より薄い薄肉部を有し、実質的に光が通過できる保護層とを備え、
   前記透過領域における前記液晶層の厚さは、前記反射領域における前記液晶層の厚さより厚いことを特徴とする液晶装置。
3. 前記反射領域における前記液晶層の厚さをａとし、前記透過領域における前記液晶層の厚さをｂとしたとき、
   ｂがａよりも大きく２ａ以下であ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. 前記一対の基板の少なくとも一方の基板は表面に凹部を有し、該凹部上に前記透過領域が重なることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
5. 前記着色層は前記基板の前記凹部上に厚肉部を有することを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
6. 前記一対の基板の少なくとも一方の基板表面に配置され、
   前記透過領域に開口部若しくは実質的に光が通過できる薄肉部を有する下地層を備え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。
7. 前記着色層は前記下地層の前記開口部若しくは前記薄肉部上に厚肉部を有することを特徴とする請求項６に記載の液晶装置。
8. 前記反射層上に配置され、前記透過領域に開口部若しくは薄肉部を有する実質的に光が通過できる透明層を備え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。
9. 前記着色層は前記透明層の前記開口部若しくは前記薄肉部上に厚肉部を有することを特徴とする請求項８に記載の液晶装置。
10. 前記液晶層から見て前記反射層とは反対側に観察側の位相差板及び偏光板を有し、前記反射層から見て前記液晶層とは反対側に背面側の位相差板及び偏光板を有することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の液晶装置。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載された液晶装置と、該液晶装置を制御する制御手段とを備えた電子機器。

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