JP4368096B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、透過モードによる表示と反射モードによる表示とが可能な透過反射両用型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという特徴を生かして、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどのＯＡ機器、電子手帳などの携帯情報機器、あるいは液晶モニターを備えたカメラー体型ＶＴＲなどに広く用いられている。
【０００３】
これらの液晶表示装置は反射型と透過型に大別される。液晶表示装置は、ＣＲＴ（ブラウン管）やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などの自発光型の表示装置ではなく、透過型は、液晶表示パネルの背後に配置された照明装置（いわゆるバックライト）の光を用いて表示を行い、反射型は、周囲光を用いて表示を行っている。
【０００４】
透過型液晶表示装置は、バックライトからの光を用いて表示を行うので、周囲の明るさに影響されることが少なく、明るい高コントラスト比の表示を行うことができるという利点を有しているものの、バックライトを有するので消費電力が大きいという問題を有している。通常の透過型液晶表示装置の消費電力の約５０％以上がバックライトによって消費される。また、非常に明るい使用環境（例えば、晴天の屋外）においては、視認性が低下してしまうか、あるいは、視認性を維持するためにバックライトの輝度を上げると消費電力がさらに増大するという問題があった。
【０００５】
一方、反射型液晶表示装置は、バックライトを有しないので、消費電力が極めて小さいという利点を有しているものの、表示の明るさやコントラスト比が周囲の明るさなどの使用環境によって大きく左右されるという問題を有している。特に、暗い使用環境においては視認性が極端に低下するという欠点を有している。
【０００６】
そこで、こうした問題を解決できる液晶表示装置として、反射型と透過型との両方のモードで表示する機能を持った液晶表示装置が提案されている。
【０００７】
この透過反射両用型液晶表示装置は、１つの絵素領域に、周囲光を反射する反射用絵素電極と、バックライトからの光を透過する透過用絵素電極とを有しており、使用環境（周囲の明るさ）に応じて、透過モードによる表示と反射モードによる表示との切り替え、または両方の表示モードによる表示を行うことができる。従って、透過反射両用型液晶表示装置は、反射型液晶表示装置が有する低消費電力という特徴と、透過型液晶表示装置が有する周囲の明るさに影響されることが少なく、明るい高コントラスト比の表示を行うことができるという特徴とを兼ね備えている。さらに、非常に明るい使用環境（例えば、晴天の屋外）において視認性が低下するという透過型液晶表示装置の欠点も抑制される。
【０００８】
上述したように、透過反射両用型液晶表示装置においては、透過領域ではバックライトからの光を用いて表示が行われ、反射領域では周囲光を用いて表示が行われるので、カラーフィルタを備えている場合には、透過領域と反射領域とでは光がカラーフィルタを通過する回数が異なる。透過領域から観察者側に出射される光は、カラーフィルタを１回通過した光であるのに対して、反射領域から観察者側に出射される光は、カラーフィルタを２回通過した光である。そのため、透過反射両用型液晶表示装置においては、透過領域および反射領域の両方で明るく、かつ、色純度が高い（色再現性が高い）表示を実現することが困難であった。
【０００９】
この問題を解決するために、特開２０００−１１１９０２号公報は、反射領域の一部にカラーフィルタ層が形成されていない領域を有する液晶表示装置を開示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２０００−１１１９０２号公報に開示されている液晶表示装置においては、反射領域では、カラーフィルタ層が形成されている領域を通過した光と、カラーフィルタ層が形成されていない領域を通過した白色光とを混色させることにより表示が行なわれるので、反射領域における透過率の低下が低減されて光の利用効率が高くなるものの、色純度が充分に高い表示が得られたとはいえない。
【００１１】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、透過領域および反射領域の両方で明るく、かつ、色純度が高い表示を実現することができる液晶表示装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶表示装置は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを有し、表示を行うための複数の絵素領域を有する液晶表示装置であって、前記複数の絵素領域のそれぞれは、前記第１基板側から入射する光を用いて透過モードで表示を行う透過領域と、前記第２基板側から入射する光を用いて反射モードで表示を行う反射領域とを有し、前記第２基板は、前記透過領域および前記反射領域に設けられたカラーフィルタ層を有し、前記反射領域の少なくとも一部における前記カラーフィルタ層の厚さが、前記透過領域における前記カラーフィルタ層の厚さよりも小さい構成を有し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１３】
前記第２基板は、透明基板と、前記反射領域の前記少なくとも一部において前記透明基板と前記カラーフィルタ層との間に形成された透明誘電体層と、を有する構成を採用することが好ましい。
【００１４】
前記反射領域１つに対して、前記透明誘電体層が複数配置されている構成としてもよい。
【００１５】
前記透明誘電体層は、光を拡散する機能を有する構成としてもよい。
【００１６】
前記透過領域における前記液晶層の厚さが、前記反射領域における前記液晶層の厚さよりも大きい構成とすることが好ましい。
【００１７】
前記反射領域における前記第１基板の前記液晶層側の表面の高さが、前記透過領域における前記第１基板の前記液晶層側の表面の高さよりも高い構成を採用してもよい。
【００１８】
前記第２基板は、前記カラーフィルタ層を前記液晶層側に有し、前記反射領域の前記透明誘電体層が形成された前記少なくとも一部における前記カラーフィルタ層の高さが、前記透過領域における前記カラーフィルタ層の高さよりも高く、それによって、前記反射領域における前記第２基板の前記液晶層側の表面の高さが、前記透過領域における前記第２基板の前記液晶層側の表面の高さよりも高くなっており、かつ、前記反射領域における前記第１基板の前記液晶層側の表面の高さと、前記透過領域における前記第１基板の前記液晶層側の表面の高さとが実質的に等しい構成を採用してもよい。
【００１９】
以下、本発明の作用を説明する。
【００２０】
本発明による液晶表示装置においては、反射領域の少なくとも一部におけるカラーフィルタ層の厚さが、透過領域におけるカラーフィルタ層の厚さよりも小さい（薄い）ので、反射領域における透過率の低下が低減され、光の利用効率が向上する。従って、反射領域において色純度が高い表示を行うために、反射領域のほぼ全域にわたってカラーフィルタ層を形成されていても、反射領域の表示が暗くなることがない。そのため、透過領域および反射領域の両方において、明るく、かつ、色純度が高い（色再現性が高い）表示が実現される。
【００２１】
反射領域の少なくとも一部において透明基板とカラーフィルタ層との間に透明誘電体層を形成すると、カラーフィルタ層を形成する材料の膜減りによって、透明誘電体層上に位置するカラーフィルタ層の厚さが、透明誘電体層が形成されていない領域のカラーフィルタ層の厚さよりも小さく（薄く）なるので、上記のような厚さ分布を有するカラーフィルタ層を容易に得ることができる。従って、反射領域の少なくとも一部において透明基板とカラーフィルタ層との間に透明誘電体層が形成された構成を採用すると、上述のように透過領域および反射領域の両方において、明るく、かつ、色純度が高い表示を実現することができる液晶表示装置を、簡便な製造プロセスで製造することができる。
【００２２】
反射領域１つに対して、透明誘電体層が複数配置されている構成を採用すると、上記のような厚さ分布を有するカラーフィルタ層をより確実に得ることができる。
【００２３】
透明誘電体層が、光を拡散する機能を有していると、反射領域を通過する光が拡散され、ペーパーホワイトに近い白表示が実現される。
【００２４】
透過領域を通過する表示光に対する光路長と、反射領域を通過する光に対する光路長とを整合させるために、透過領域における液晶層の厚さが、反射領域における前記液晶層の厚さよりも大きい（厚い）構成とすることが好ましい。典型的には、透過領域における液晶層の厚さは、反射領域における液晶層の厚さの約２倍となるように設定されている。
【００２５】
上述のようなマルチギャップ構造（透過領域における液晶層の厚さが、反射領域における前記液晶層の厚さよりも大きい構成）は、第１基板および／または第２基板の反射領域における液晶層側の表面の高さを、透過領域における液晶層側の表面の高さよりも高くすることによって実現される。
【００２６】
例えば、反射電極を所定の厚さを有する層間絶縁膜上に形成することによって、反射領域における第１基板の液晶層側の表面の高さを、透過領域における第１基板の液晶層側の表面の高さよりも高くすることができる。
【００２７】
第２基板がカラーフィルタ層を液晶層側に有している場合には、例えば、反射領域の透明誘電体層が形成された領域のカラーフィルタ層の高さ（液晶層側の表面の高さ）を、透過領域におけるカラーフィルタ層の高さ（液晶層側の表面の高さ）よりも高くすることによって、反射領域における第２基板の液晶層側の表面の高さを、透過領域における第２基板の液晶層側の表面の高さよりも高くすることができる。このとき、第１基板の液晶層側の表面の高さが透過領域および反射領域の両方にわたって実質的に等しい構成、すなわち、反射領域における第１基板の液晶層側の表面の高さと、透過領域における第１基板の液晶層側の表面の高さとが実質的に等しい構成とすると、第１基板の反射領域の表面の高さを高くするためのプロセス（上述したような層間絶縁膜を形成するプロセスなど）が省略されるので、マルチギャップ構造の液晶表示装置の製造プロセスが簡略化される。また、第１基板の反射領域における液晶層側の表面の高さを高くした場合には反射領域と透過領域との境界に表示に寄与しない領域（無効領域）が発生するが、上述した構成を採用する場合には、この無効領域が発生しないので明るさのさらなる向上を図ることができる。
【００２８】
なお、本願明細書において、「厚さ」と「高さ」という用語を用いる。「厚さ」は、その構成要素自身の厚さを指し、「高さ」は、ある基準面（例えば液晶パネル全面に亘って平坦なガラス基板の表面）からその構成要素の表面までの高さ（距離）を指す。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による実施形態の液晶表示装置を説明する。なお、以下では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置について、本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれに限られず、ＭＩＭを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置や単純マトリクス型液晶表示装置にも好適に用いられる。
（実施形態１）
まず、図１および図２を参照しながら、本発明による実施形態１の液晶表示装置１００の構造を説明する。図１は、液晶表示装置１００を模式的に示す断面図であり、図２は、液晶表示装置１００の１つの絵素領域の構造を模式的に示す上面図である。なお、本願明細書においては、表示における最小単位を「絵素」とし、「絵素」に対応する液晶表示装置の領域を「絵素領域」という。
【００３０】
図１に示したように、液晶表示装置１００は、アクティブマトリクス基板（第１基板）１００Ａと、カラーフィルタ基板（第２基板）１００Ｂと、これらの間に設けられた液晶層３０とを有している。典型的には、液晶表示装置１００は、その両側に配置された一対の偏光板１９および２９と、アクティブマトリクス基板１００Ａ側に設けられた照明装置（バックライト）４０とをさらに有している。
【００３１】
透過反射両用型の液晶表示装置１００は、図１および図２に示したように、マトリクス状に配列された複数の絵素領域Ｐｘごとに透過領域Ｔｒと反射領域Ｒｆとを有しており、透過モードおよび反射モードで表示を行うことができる。透過モードおよび反射モードのいずれか一方のモードで表示を行うことも可能で、両方のモードで表示を行うこともできる。液晶表示装置１００の透過領域Ｔｒは、アクティブマトリクス基板１００Ａの領域のうち、液晶層３０に電圧を印加するための電極としての機能と光を透過する機能とを備えた領域によって規定され、液晶表示装置１００の反射領域Ｒｆは、アクティブマトリクス基板１００Ａの領域のうち、液晶層３０に電圧を印加するための電極としての機能と光を反射する機能とを備えた領域によって規定される。
【００３２】
アクティブマトリクス基板１００Ａは、透明絶縁性基板（例えばガラス基板）１０を有し、この透明絶縁性基板１０上に、マトリクス状に配列されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、ＴＦＴに電気的に接続された走査配線および信号配線（いずれも不図示）などが形成されている。
【００３３】
また、アクティブマトリクス基板１００Ａは、図１に示したように、透過領域Ｔｒに透明電極１２を有し、反射領域Ｒｆに反射電極１３を有している。透明電極１２および反射電極１３は、ＴＦＴに電気的に接続されており、透明電極１２と反射電極１３とが絵素電極として機能する。透明電極１２は、例えばＩＴＯなどの透明導電材料から形成され、反射電極１３は、例えばアルミニウムなどの高反射率金属から形成される。
【００３４】
本実施形態では、反射電極１３は、層間絶縁膜（例えばアクリル樹脂層）１５上に形成されており、アクティブマトリクス基板１００Ａの反射領域１７の液晶層３０側の表面の高さは、透過領域１６の液晶層３０側の表面の高さよりも高い。なお、図１では、表面が平坦である層間絶縁膜１５を例示しているが、層間絶縁膜１５の表面がなめらかな凹凸形状を有していてもよい。
【００３５】
上述したアクティブマトリクス基板１００Ａは、公知の材料を用いて公知の方法で製造することができる。また、必要に応じて、アクティブマトリクス基板１００Ａの液晶層側の表面に配向層（不図示）が形成される。
【００３６】
液晶表示装置１００のカラーフィルタ基板１００Ｂは、図１に示したように、透明絶縁性基板（例えばガラス基板）２０の液晶層３０側に設けられた透明誘電体層２２とカラーフィルタ層２４とを有している。
【００３７】
透明誘電体層２２は、図１に示したように、反射領域Ｒｆの少なくとも一部に形成されており、透明絶縁性基板２０とカラーフィルタ層２４との間に介在している。
【００３８】
カラーフィルタ層２４は、透過領域および反射領域の両方にわたって形成されている。典型的には、カラーフィルタ層２４は、透過領域および反射領域のほぼ全域にわたって形成されており、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の色層と、それらの間隙に設けられたブラックマトリクス２６とを有している。このカラーフィルタ層２４は、反射領域Ｒｆの少なくとも一部におけるカラーフィルタ層２４の厚さが、透過領域Ｔｒにおけるカラーフィルタ層２４の厚さよりも小さく（薄く）なるように形成されている。具体的には、透明誘電体層２２上に位置するカラーフィルタ層２４の厚さｄＲ’が、透明誘電体層２２上に位置していないカラーフィルタ層２４の厚さよりも小さくなるように、カラーフィルタ層２４は形成されている。
【００３９】
また、カラーフィルタ基板１００Ｂは、液晶層３０に電圧を印加するための対向電極２８を有している。対向電極２８は、典型的には、全ての絵素領域に共通に設けられた単一の対向電極２８であり、カラーフィルタ層２４の液晶層３０側に設けられる。
【００４０】
アクティブマトリクス基板１００Ａとカラーフィルタ基板１００Ｂとの間に設けられた液晶層３０としては、公知の様々なモードの液晶層を用いることができる。本実施形態では、液晶層３０の厚さは、反射領域Ｒｆに設けられた球状スペーサ３２によって規定（制御）されており、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０の厚さＤＲが透過領域Ｔｒにおける厚さＤＴよりも小さい。典型的には、反射領域Ｒｆにおける厚さＤＲが、透過領域Ｔｒにおける厚さＤＴの約１／２となるように設定されている。
【００４１】
次に、液晶表示装置１００の製造方法を説明する。液晶表示装置１００のアクティブマトリクス基板１００Ａは、公知の方法を用いて製造することができるので、ここでは、その説明を省略する。
【００４２】
まず、カラーフィルタ基板１００Ｂを製造する。以下、図３（ａ）および（ｂ）と図４（ａ）〜（ｃ）とを参照しながら、さらに詳しく説明する。なお、以下の説明においては、３つの色層を備えたカラーフィルタ層２４を有する場合について説明する。
【００４３】
まず、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、透明絶縁性基板２０上に、透明誘電体層２２を、反射領域Ｒｆ内に位置するように形成する。具体的には、例えば、以下のようにして透明誘電体層２２を形成する。
【００４４】
ガラスなどからなる透明絶縁性基板２０上にネガ型透明アクリル系感光材（例えば日本合成ゴム社製アクリル樹脂）を塗布する。本実施形態では、膜厚が約１．４μｍとなるように塗布する。勿論、上述したネガ型透明アクリル系感光材に限定されず、公知の感光材を用いることができる。次に、塗布されたネガ型透明アクリル系感光材を活性光でパターン露光し、続いて、アルカリ現像液による現像、水洗を行い、その後、熱処理を行うことによって、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、透明誘電体層２２を形成する。
【００４５】
なお、透明誘電体層２２の形成方法は上述の方法に限定されず、エッチングによるパターニングや、印刷、あるいは転写などの方法を用いてもよい。また、図３（ｂ）においては、ストライプ状に形成された透明誘電体層２２を示したが、これに限定されず、透明誘電体層２２を複数個の島状に形成してもよい。
【００４６】
次に、図４（ｃ）に示すように、透明誘電体層２２が形成された透明絶縁性基板２０上に、カラーフィルタ層２４を形成する。具体的には、例えば、顔料分散法を用いて以下のようにしてカラーフィルタ層２４を形成する。
【００４７】
まず、図４（ａ）に示すように、透明絶縁性基板２０上に、一色目の色層（例えば赤色層）２４ａとなるアクリル系顔料分散感光材２４ａ’を塗布する。このとき、透明誘電体層２２が形成されて凹凸状になった表面に塗布されるアクリル系顔料分散感光材２４ａ’の表面は、程度の差はあるものの平坦化される。そのため、図４（ａ）に示したように、透明誘電体層２２上のアクリル系顔料分散感光材２４ａ’の厚さｄＲは、透明絶縁性基板２０上に直接塗布されたアクリル系顔料分散感光材２４ａ’の厚さｄＴよりも小さくなる。つまり、透明誘電体層２２上のアクリル系顔料分散感光材２４ａ’は、膜減りする。本実施形態においては、透明絶縁性基板２０上に直接塗布されたアクリル系顔料分散感光材２４ａ’の厚さｄＴが約０．７μｍとなるように塗布する。なお、アクリル系顔料分散感光材２４ａ’の表面は、図４（ａ）に示したように凹凸状であってもよいし、完全に平坦化されて実質的に平坦であってもよい。
【００４８】
次に、図４（ｂ）に示すように、塗布されたアクリル系顔料分散感光材２４ａ’を活性光でパターン露光し、続いて、アルカリ現像液による現像、水洗を行い、その後、熱処理を行うことによって、一色目の色層２４ａを形成する。
【００４９】
続いて、同様にして、図４（ｃ）に示すように、２色目の色層（例えば青色層）２４ｂとなるアクリル系顔料分散感光材および３色目の色層（例えば緑色層）２４ｃとなるアクリル系顔料分散感光材を用いて、２色目の色層２４ｂおよび３色目の色層２４ｃを形成すると、３つの色層を備えたカラーフィルタ層２４が得られる。
【００５０】
その後、上述のようにして形成されたカラーフィルタ層２４上に、透明導電材料（例えばＩＴＯ）を用いて対向電極２８を形成することによって、カラーフィルタ基板１００Ｂが完成する。
【００５１】
次に、上述のようにして得られたカラーフィルタ基板１００Ｂと、別途に用意したアクティブ基板１００Ａとを所定の間隔で貼り合わせる。なお、これらを貼り合わせる前に、両方の基板の液晶層３０側に必要に応じて配向処理を施しておく。
【００５２】
カラーフィルタ基板１００Ｂが有する透明誘電体層２２は、カラーフィルタ基板１００Ｂとアクティブマトリクス基板１００Ａとが貼り合わされたときに、反射領域Ｒｆの一部または全てに位置するように形成されており、これらの基板を貼り合わせる際には、透明誘電体層２２が透過領域Ｔｒ内に位置しないように位置合わせが行われる。
【００５３】
このようにしてカラーフィルタ基板１００Ｂとアクティブマトリクス基板１００Ａとが貼り合わされた後、これらの間隙に液晶材料が注入され、液晶表示装置１００が完成する。
【００５４】
なお、必要に応じて、カラーフィルタ基板１００Ｂに、画素間から漏れる光を遮光するための遮光層（ブラックマトリクス）を設けてもよい。また、透過領域Ｔｒを通過する光が透明誘電体層２２を介して直接表示に寄与する（透明誘電体層２２を通過して観察者側に出射する）ことを防ぐために、２つの基板を貼り合わせる工程においてアライメントずれが生じても透明誘電体層２２が透過領域Ｔｒ内に位置することがないようにマージンを考慮して透明誘電体層２２を形成することが好ましい。
【００５５】
透過反射両用型の液晶表示装置１００においては、透過領域Ｔｒでは、アクティブマトリクス基板１００Ａ側（観察者とは反対側）に配置されたバックライト４０から入射する光を用いて表示が行われる。バックライト４０から入射して観察者側に出射する光は、カラーフィルタ層２４を１回通過する。これに対して、反射領域Ｒｆでは、観察者側から入射する周囲光（太陽光や、室内に設置された照明の光、あるいは液晶表示装置１００の全面に配置された照明の光など）を用いて表示が行われる。観察者側から入射して反射電極１３で反射され、観察者側に出射する光は、カラーフィルタ層２４を２回通過する。
【００５６】
本実施形態の液晶表示装置１００においては、反射領域Ｒｆの少なくとも一部におけるカラーフィルタ層２４の厚さが、透過領域Ｔｒにおけるカラーフィルタ層２４の厚さよりも小さい（薄い）ので、反射領域Ｒｆにおける透過率の低下が低減され、光の利用効率が向上する。従って、色純度を高くするために図１に示したように反射領域Ｒｆのほぼ全域にわたってカラーフィルタ層２４が形成されていても、反射領域Ｒｆの表示が暗くなることがない。そのため、本発明による液晶表示装置１００においては、透過領域Ｔｒおよび反射領域Ｒｆの両方で、明るく、かつ、色純度が高い（色再現性が高い）表示が実現される。
【００５７】
カラーフィルタ層２４の透過領域Ｔｒにおける厚さＤＲおよび反射領域Ｒｆにおける厚さＤＴは、カラーフィルタ層２４の透過領域における色度特性と、反射領域における色度特性とができるだけ一致するように（できるだけ近くなるように）設定されることが好ましい。透過領域Ｔｒにおける色度特性と反射領域Ｒｆにおける色度特性とが近くなるようにカラーフィルタ層２４の厚さが設定されていると、周囲光の強度（あるいは光量）が突然変化した場合（例えば突然太陽光が入射した場合や昼間走行している車がトンネルの中に入った場合）にも、色度変化の発生が抑制され、表示に違和感を与えることがない。そのため、あらゆる環境下で視認性の高い表示が実現される。
【００５８】
なお、本実施形態では、図４（ｃ）に示したように、１つの反射領域内に１つの透明誘電体層２２が形成されている場合を示したが、図５に示すように、１つの反射領域内に複数の透明誘電体層２２が形成されていてもよい。つまり、反射領域Ｒｆ内に透明誘電体層２２が離散的に形成されていてもよい。
【００５９】
本実施形態の液晶表示装置１００においては、透明誘電体層２２は、図６（ａ）に示すように、大きさが約７０μｍ×約１００μｍの矩形状に形成されており、走査配線が延びる方向に約２０μｍ、信号配線が延びる方向に約１４０μｍの間隔で配置されている。画素の大きさは約８５μｍ×約２５０μｍである。
【００６０】
図６（ａ）に示したように透明誘電体層２２が形成されたカラーフィルタ基板１００Ｂの透過領域Ｔｒおよび反射領域Ｒｆにおける色度値（ｘ，ｙ）および明るさ（Ｙ値）の測定を行った結果と色再現性とを表１に示す。なお、表１においては、反射領域Ｒｆを光が２回通過すると換算した場合の色度値（ｘ，ｙ）および明るさ（Ｙ値）を示している。また、色再現範囲とは、ｘｙ色度座標上の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３点で囲まれる三角形の面積を算出した値である。
【００６１】
【表１】

【００６２】
表１に示したように、透過領域Ｔｒにおける色再現範囲と反射領域Ｒｆにおける色再現範囲との比は、約１：１．０６であり、透過領域Ｔｒにおける色再現範囲と反射領域Ｒｆにおける色再現範囲とがほぼ一致した。また、表１に示したように、明るさ（Ｙ値）についても、透過領域Ｔｒにおける明るさ（Ｙ値）と、反射領域Ｒｆにおける明るさ（Ｙ値）とがほぼ一致した。
【００６３】
また、図６（ｂ）に示すように、１つの反射領域Ｒｆ内に大きさが約１０μｍ×約１００μｍの透明誘電体層２２を走査配線が延びる方向に沿って約１５μｍの間隔で３つ配置した場合の色度値（ｘ，ｙ）、明るさ（Ｙ値）および色再現性を表２に示す。
【００６４】
【表２】

【００６５】
表２に示したように、この場合には、透過領域Ｔｒにおける色再現範囲と反射領域Ｒｆにおける色再現範囲との比は、約１：１．０２であり、透過領域Ｔｒにおける色再現範囲と反射領域Ｒｆにおける色再現範囲とが、図６（ａ）に示したように透明誘電体層２２が形成されている場合に比べてさらに一致した。また、明るさについても、表２に示したように、透過領域Ｔｒにおける明るさ（Ｙ値）と、反射領域Ｒｆにおける明るさ（Ｙ値）とが図６（ａ）に示した場合に比べてさらに一致した。
【００６６】
次に、本発明による液晶表示装置１００の性能と、特開２０００−１１１９０２号公報に開示されている従来の液晶表示装置（カラーフィルタ層が形成されていない領域を反射領域に有する液晶表示装置）の性能とをシミュレーションにより比較する。
【００６７】
図７に、本発明による液晶表示装置１００が備えるカラーフィルタ層２４および従来の液晶表示装置が備えるカラーフィルタ層の色再現性を示すシミュレーションの結果を示す。図７は、横軸にカラーフィルタ層の明るさをあらわすＹ値を示し、縦軸に色再現範囲（ここではＮＴＳＣ比）を示すグラフである。
【００６８】
なお、ＮＴＳＣ比は、ｘｙ色度座標上の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３点で囲まれた三角形の面積の比率（ＳＡ／Ｓ）である。基準となる面積Ｓは、赤（ｘ：０．６７０、ｙ：０．３３０）、緑（ｘ：０．２１０、ｙ：０．７１０）および青（ｘ：０．１４０、ｙ：０．０８０）の３点に囲まれた三角形の面積である。また、面積ＳＡは、サンプルとなるカラーフィルタ層の赤、緑および青に対応する色度座標上の３点に囲まれた三角形の面積である。
【００６９】
また、シミュレーションを行うにあたり、本発明による液晶表示装置１００が備えるカラーフィルタ層２４および従来の液晶表示装置が備えるカラーフィルタ層は、反射領域および透過領域の両方において、反射時の特性が赤（ｘ：０．６７０、ｙ：０．３２６）、緑（ｘ：０．２８６、ｙ：０．６４８）、青（ｘ：０．１３１、ｙ：０．１２０）、ＮＴＳＣ比７９．９％、Ｙ値が２２．９の光学特性を有する色版（カラーフィルタ層を構成する材料）で構成されているものとする（図７中のＰ０に対応）。
【００７０】
図７中の■は、従来の液晶表示装置が備えるカラーフィルタ層の特性を示しており、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の順に、カラーフィルタ層が形成されていない領域を、反射領域の面積の５％ずつ増やしたときのシミュレーション結果を示している。図７に示したように、従来の液晶表示装置が備えるカラーフィルタ層においては、カラーフィルタ層が形成されていない領域を増やすほど、明るさＹ値が向上し、反射率が向上するものの、色再現範囲（ＮＴＳＣ比）が著しく低下する。従って、カラーフィルタ層が形成されていない領域を増やし、Ｙ値を向上させると、白っぽい色調となり、色調が悪化する。図７に示したように、Ｙ値の増加に対して、色再現範囲は下に凸な曲線状に減少する。
【００７１】
図７中の◆は、本発明による液晶表示装置１００が備えるカラーフィルタ層２４の特性を示しており、Ｐ０、ＰＮ１、ＰＮ２、ＰＮ３の順に、反射領域Ｒｆに位置するカラーフィルタ層の厚さを２５％ずつ小さくしたときのシミュレーション結果を示している。図７に示したように、本発明による液晶表示装置１００が備えるカラーフィルタ層２４においては、反射領域Ｒｆに形成されているカラーフィルタ層２４の厚さを小さくするほど、明るさＹ値が向上し、反射率が向上する。このとき、明るさＹ値の向上に伴って色再現範囲（ＮＴＳＣ比）が低下するものの、その低下の度合いは、従来の液晶表示装置のカラーフィルタ層に比べて小さい。本発明による液晶表示装置１００が備えるカラーフィルタ層２４においては、図７に示したように、Ｙ値の増加に対して、色再現範囲は直線状に減少する。
【００７２】
このように、Ｙ値の増加に対して、従来の液晶表示装置のカラーフィルタ層では、色再現範囲が下に凸な曲線状に減少するのに対して、本発明による液晶表示装置１００のカラーフィルタ層２４では、色再現範囲が直線上に減少する。そのため、同じＹ値で比較した場合、本発明による液晶表示装置１００のカラーフィルタ層２４の方が高い色再現範囲を示す。例えば、Ｙ値３５％で比較すると、従来の液晶表示装置のカラーフィルタ層の色再現範囲（ＮＴＳＣ比）が０．２３（図７中のＰ３付近）であるのに対して、本発明による液晶表示装置１００のカラーフィルタ層２４の色再現範囲（ＮＴＳＣ比）は、０．４８（図７中のＰＮ２付近）である。
【００７３】
また、同じ色再現範囲（ＮＴＳＣ比）で比較した場合には、本発明による液晶表示装置１００のカラーフィルタ層２４の方が高いＹ値を示す。例えば、色再現範囲（ＮＴＳＣ比）０．５で比較すると、従来の液晶表示装置のカラーフィルタ層のＹ値が２７（図７中のＰ１付近）であるのに対して、本発明による液晶表示装置１００のカラーフィルタ層２４のＹ値は、３４（図７中のＰＮ２付近）である。
【００７４】
以上の結果からわかるように、本発明による液晶表示装置１００のカラーフィル層２４は、従来の液晶表示装置のカラーフィルタ層よりも、明るく、かつ、色再現範囲に優れているといえる。
【００７５】
周囲光（外光）を表示に用いる反射型の表示においては、バックライトからの光を表示に用いる透過型の表示に比べて、充分なコントラスト比を得ることが難しく、実際の液晶表示装置においては、さらに液晶層の条件なども加わるので、カラーフィルタ層のみの特性を考慮した場合よりも、色再現範囲と明るさの両方に優れた表示を実現することが難しい。つまり、実際の液晶表示装置に適用した場合に、本発明による液晶表示装置１００のカラーフィルタ層２４は、従来の液晶表示装置のカラーフィルタ層に比べてより優位性を有している。そのため、本発明による液晶表示装置１００においては、明るさおよび色再現範囲の両方に優れた反射型の表示が可能になり、その結果、透過領域および反射領域の両方において、明るく、かつ、色純度の高い（色再現性の高い）表示が可能になる。
【００７６】
上述したように、本発明による液晶表示装置１００は、反射領域Ｒｆの少なくとも一部におけるカラーフィルタ層２４の厚さが、透過領域Ｔｒにおけるカラーフィルタ層の厚さよりも小さくなるように構成されている。本実施形態においては、反射領域Ｒｆの少なくとも一部に透明誘電体層２２を形成することにより、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さを小さくし、カラーフィルタ層２４に上述のような厚さ分布を生じさせる。
【００７７】
透明誘電体層２２は、例えば図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、反射領域Ｒｆの少なくとも一部に形成される。図８（ａ）に示したように、１つの反射領域Ｒｆに対して１つの透明誘電体層２２が配置されてもよいし、図８（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示したように、１つの反射領域Ｒｆに対して複数の透明誘電体層２２が配置されてもよい。図９に示すように、反射領域Ｒｆ全体の色純度は、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さが小さい部分（厚さｄＲ’の部分）の色純度と、透明誘電体層２２が形成されていないカラーフィルタ層２４の厚さが大きい部分（厚さｄＲ’’の部分）の色純度との平均で決定される。
【００７８】
カラーフィルタ層２４を形成する材料のcoverage特性が良好な場合には、反射領域Ｒｆ内に透明誘電体層２２を形成されていても、カラーフィルタ層２４を形成する際に膜減りがほとんど起こらず、透明誘電体層２２上に位置するカラーフィルタ層２４の厚さが十分小さくならないことがある。
【００７９】
このような場合にも、透明誘電体層２２の形状や厚さを適宜設定することによって、透明誘電体層２２上に位置するカラーフィルタ層２４の厚さを制御することができる。以下、表３、表４および図１０を参照しながら、透明誘電体層２２の形状および厚さと、透明誘電体層２２上に位置するカラーフィルタ層２４の厚さとの関係について説明する。
【００８０】
表３は、反射領域Ｒｆにおける透明誘電体層２２の占有率（反射領域Ｒｆの面積に対する透明誘電体層２２の面積の比率）、透明誘電体層２２の形状および透明誘電体層２２の厚さｄＪを変化させたときの、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さｄＲ’を示したものである。なお、ここでは、透過領域Ｔｒおよび反射領域Ｒｆの面積比が約１：１で、透過領域Ｔｒのカラーフィルタ層２４の厚さｄＴが約１．２μｍになるようにカラーフィルタ層２４の材料を塗布した場合を示している。また、表３中の３０μｍ□は、透明誘電体層２２の形状が、約３０μｍ×約３０μｍの正方形であることをあらわしており、５０μｍ□および７２μｍ□についても同様である。
【００８１】
また、表４は、透明誘電体層２２の形状を約７０μｍ×約１００μｍの長方形とし、透明誘電体層２２の厚さｄＪを変化させたときの、透過領域Ｔｒのカラーフィルタ層２４の厚さｄＴに対する透明誘電体層２２の厚さｄＪの比ｄＪ／ｄＴと、透過領域Ｔｒのカラーフィルタ層２４の厚さｄＴに対する透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さｄＲ’の比ｄＲ’／ｄＴとを示したものである。なお、表４は、透過領域Ｔｒのカラーフィルタ層２４の厚さｄＴを一定とした場合について示している。
【００８２】
図１０は、透明誘電体層２２の形状を、幅約１００μｍのストライプ、約１００μｍ×約１００μｍの正方形または約２０μｍ×約２０μｍの正方形とした場合のｄＪ／ｄＴおよびｄＲ’／ｄＴを示すグラフである。
【００８３】
【表３】

【００８４】
【表４】

【００８５】
表３、表４および図１０から、カラーフィルタ層２４を形成する材料や透明誘電体層２２の表面の性質にもよるものの、透明誘電体層２２の形状および厚さｄＪと、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さｄＲ’との関係について、おおよそ以下の（１）〜（３）の傾向があることがわかる。
【００８６】
（１）透明誘電体層２２の厚さｄＪが大きいほど、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さｄＲ’が小さくなる。
【００８７】
（２）反射領域Ｒｆにおける透明誘電体層２２の占有率が大きいほど、透明誘電体層２２上のカラ−フィルタ層２４の厚さｄＲ’が小さくなる。
【００８８】
（３）反射領域Ｒｆにおける透明誘電体層２２の占有率（面積）を一定とすると、反射領域Ｒｆ１つに対して透明誘電体層２２が１つ配置されているよりも、より小さなサイズの透明誘電体層２２が複数配置されている方が、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さｄＲ’が小さくなる。すなわち、反射領域Ｒｆ内に透明誘電体層２２が離散的に形成されている方が、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さｄＲ’が小さくなる。また、透明誘電体層２２の占有率（面積）が一定ならば、透明誘電体層２２の数が多いほど、すなわち、透明誘電体層２２がより細かく多くの島状に形成されているほど、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さｄＲ’は小さくなる。例えば、図１１（ａ）に示すようなサイズが大きなストライプ状よりも、図１１（ｂ）に示すようなサイズが小さな島状の方が、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さｄＲ’は小さくなる。
【００８９】
上述の（１）〜（３）の傾向を考慮し、透明誘電体層２２の形状や厚さを適宜設定することによって、透明誘電体層２２上に位置するカラーフィルタ層２４の厚さｄＲ’を制御することができる。
【００９０】
次に、本発明による実施形態１の液晶表示装置１００が備える液晶層３０の厚さについて説明する。
【００９１】
実施形態１の液晶表示装置１００は、透過領域Ｔｒにおける液晶層３０の厚さＤＴが、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０の厚さＤＲよりも大きく（厚く）なるように構成されており、典型的には、反射領域Ｒｆの液晶層３０の厚さＤＲが、透過領域Ｔｒの液晶層３０の厚さＤＴの約１／２となるように設定されている。
【００９２】
反射モードの表示に利用される光は、カラーフィルタ基板１００Ｂ側から入射し、液晶層３０を通過した後、反射電極１３で反射され、再び液晶層３０を通過した後、カラーフィルタ基板１００Ｂから出射されるので、液晶層３０を２回通過する。従って、反射領域Ｒｆの液晶層３０の厚さＤＲを、透過領域Ｔｒの液晶層２４の厚さＤＴの約１／２とすることによって、反射モードの表示に利用される光と透過モードの表示に利用される光の光路長を一致させることができる。
【００９３】
上述したように、本実施形態の液晶表示装置１００では、透過領域Ｔｒにおける液晶層３０の厚さＤＴが、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０の厚さＤＲよりも大きく、透過領域Ｔｒを通過する光に対する光路長と、反射領域Ｒｆを通過する光に対する光路長とが整合されているので、高コントラスト比の表示が実現される。
【００９４】
透過領域Ｔｒの液晶層３０の厚さｄＴを、反射領域Ｒｆの液晶層３０の厚さｄＲよりも大きくするためには、例えば、以下のようにして液晶表示装置１００を製造すればよい。
【００９５】
まず、カラーフィルタ基板１００Ｂを次のようにして製造する。
【００９６】
まず、透明絶縁性基板２０上に透明誘電体層２２を厚さが約０．７μｍとなるように形成する。次に、透明誘電体層２２が形成された透明絶縁性基板２０上に、カラーフィルタ層２４を、透明誘電体層２２が形成されていない領域のカラーフィルタ層２４の厚さが約０．７μｍとなるように形成する。このとき、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さは、膜減りによって約０．６μｍとなる。
【００９７】
続いて、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さが約０．３５μｍとなるように研削する。これにより、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の表面の高さと、透明誘電体層２２が形成されていない領域のカラーフィルタ層２４の表面の高さとの差Δｄは、約０．３５μｍとなる。その後、対向電極２８などを形成することによって、カラーフィルタ基板１００Ｂが得られる。
【００９８】
上述のようにしてカラーフィルタ基板１００Ｂを製造するのとは別途に、反射領域Ｒｆの表面の高さが高くなるように構成されたアクティブマトリクス基板１００Ａを製造する。
【００９９】
具体的には、まず、反射領域Ｒｆに例えば日本合成ゴム社製のポジ型感光性樹脂を用いて層間絶縁膜１５を形成し、次に、マスク露光、現像および焼成を施すことによって層間絶縁膜１５の表面を凹凸状に成形する。ここでは、表面を凹凸状に形成した後の層間絶縁膜１５の厚さＤＩ（平均値）が約２．１μｍとなるように層間絶縁膜１５を形成する。
【０１００】
続いて、この層間絶縁膜１５上に例えばアルミニウムを用いて反射電極１３を形成する。層間絶縁膜１５の凹凸状の表面上に形成された反射電極１３は、凹凸状の表面を有しており、良好な散乱特性を有する。
【０１０１】
その後、得られたカラーフィルタ基板１００Ｂとアクティブマトリクス基板１００Ａとを、反射領域Ｒｆ内に高さ約２．５μｍの柱状スペーサを配置するか、あるいは、直径が約２．５μｍの球状ビーズ（球状スペーサ）を散布した後に貼り合わせる。
【０１０２】
このようにして製造された液晶表示装置１００においては、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０の厚さＤＲは、球状ビーズによって規定されているので、約２．５μｍである。これに対して、透過領域Ｔｒにおける液晶層３０ｎ厚さＤＴは、約４．９５μｍ（＝ＤＲ＋ＤＩ＋Δｄ≒２．５＋２．１＋０．３５）である。従って、透過領域Ｔｒにおける液晶層３０の厚さＤＴと反射領域Ｒｆにおける液晶層３０の厚さＤＲとの比は、約２：１である。
【０１０３】
上述のようにして、透過領域Ｔｒと反射領域Ｒｆとで液晶層３０の厚さが異なるマルチギャップ構造の液晶表示装置１００が得られる。
（実施形態２）
図１２に、本発明による実施形態２の液晶表示装置２００の断面構造を模式的に示す。実施形態２の液晶表示装置２００は、アクティブマトリクス基板２００Ａの構成が実施形態１の液晶表示装置１００とは異なる。以降の図面においては、実施形態１の液晶表示装置１００の構成要素と実質的に同じ機能を有する構成要素を同じ参照符号を用いて示し、ここでは、その説明を省略する。
【０１０４】
図１２に示したように、実施形態２の液晶表示装置２００が有するアクティブマトリクス基板２００Ａは、透過領域Ｔｒにおける液晶層３０側の表面の高さと、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０側の表面の高さとが実質的に等しくなるように構成されている。
【０１０５】
また、液晶表示装置２００が有するカラーフィルタ基板２００Ｂは、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０側の表面の高さが、透過領域Ｔｒにおける液晶層３０側の表面の高さよりも高くなるように構成されている。より具体的には、反射領域Ｒｆの透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の高さ（液晶層３０側の表面の高さ）が、透過領域Ｔｒのカラーフィルタ層２４の高さ（液晶層３０側の表面の高さ）よりも高くなるように構成されており、それによって、カラーフィルタ基板２００Ｂの反射領域Ｒｆにおける表面の高さが高くなっている。また、透明誘電体層２２は、反射領域Ｒｆとほぼ同じ大きさ（面積）で反射領域Ｒｆのほぼ全ての部分に重なるように形成されている。ただし、実施形態１で説明したように１つの反射領域Ｒｆ内に複数の透明誘電体層２２が形成されていてもよい。
【０１０６】
上述の構成を有する実施形態２の液晶表示装置２００は、例えば以下のようにして製造される。
【０１０７】
まず、カラーフィルタ基板２００Ｂを製造する。透明絶縁性基板２０に透明誘電体層２２を厚さが約３．２μｍとなるように形成し、続いて、カラーフィルタ層２４を、透明誘電体層２２が形成されていない領域の厚さが約１．４μｍとなるように形成する。このとき、透明誘電体層２２上のカラーフィルタ層２４の厚さは、膜減りによって約０．７μｍとなるので、カラーフィルタ層２４の表面段差は約２．５μｍとなる。
【０１０８】
次に、透過領域Ｔｒにおける液晶層３０側の表面の高さと、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０側の表面の高さとが実質的に等しくなるように構成されたアクティブマトリクス基板２００Ａを製造する。ここでは、反射領域Ｒｆと透過領域Ｔｒとの面積比率が８：２であるアクティブマトリクス基板２００Ａを製造する。このようなアクティブマトリクス基板１００Ａは、公知の方法を用いて製造することができる。このとき、実施形態１の液晶表示装置１００のアクティブマトリクス基板１００Ａのように、反射電極１３の表面の高さを調整するための層間絶縁膜を形成する必要はない。
【０１０９】
続いて、上述のカラーフィルタ基板２００Ｂとアクティブマトリクス基板２００Ａとを、反射領域Ｒｆのセルギャップが約２．５μｍとなるように貼り合わせる。具体的には、反射領域Ｒｆ内に高さ約２．５μｍの柱状スペーサを配置するか、あるいは、直径約２．５μｍの球状スペーサを散布した後にこれらの基板を貼り合わせる。このようにすることによって、透過領域Ｔｒにおけるセルギャップは、スペーサの高さ約２．５μｍとカラーフィルタ層２４の表面段差約２．５μｍとの和の約５．０μｍとなる。その後、これらの基板の間隙に液晶材料を注入する。
【０１１０】
このようにして得られた液晶表示装置２００においては、反射領域Ｒｆの液晶層３０の厚さＤＲが約２．５μｍであり、透過領域Ｔｒの液晶層３０の厚さＤＴが約５．０μｍである。従って、反射領域Ｒｆの液晶層３０の厚さＤＲが透過領域Ｔｒの液晶層３０の厚さＤＴの約１／２であり、反射領域Ｒｆを通過する光に対する光路長と、透過領域Ｔｒを通過する光に対する光路長とが整合されているので、高コントラスト比の表示を行うことができる。勿論、実施形態１の液晶表示装置１００と同様に、透過領域Ｔｒおよび反射領域Ｒｆの両方において明るく、かつ、色純度の高い表示が実現されることは言うまでもない。
【０１１１】
上述した本実施形態の液晶表示装置２００は、アクティブマトリクス基板２００Ａの透過領域Ｔｒにおける表面の高さと、反射領域Ｒｆにおける表面の高さとが実質的に等しく、かつ、カラーフィルタ基板２００Ｂの反射領域Ｒｆにおける表面の高さが透過領域Ｔｒにおける表面の高さよりも高くなるように構成されており、そのことによって、液晶表示装置２００では、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０の厚さＤＲが透過領域Ｔｒにおける液晶層３０の厚さＤＴよりも小さくなっている。
【０１１２】
つまり、液晶表示装置２００では、アクティブマトリクス基板２００Ａの反射領域Ｒｆの表面の高さを高くすることなく、カラーフィルタ基板２００Ｂの反射領域Ｒｆの表面の高さを高くすることにより、液晶層３０の厚さに分布をもたせている。
【０１１３】
従って、液晶表示装置２００の製造プロセスにおいては、アクティブマトリクス基板２００Ａの反射領域Ｒｆにおける表面の高さを透過領域Ｔｒにおける表面の高さよりも高くする工程（例えば、実施形態１で説明したような、アクティブマトリクス基板１００Ｂの反射領域Ｒｆに層間絶縁膜１５を形成する工程）を設ける必要がない。そのため、本実施形態のマルチギャップ構造の液晶表示装置２００は、簡便な製造プロセスで製造することができる。
【０１１４】
また、液晶表示装置２００においては、カラーフィルタ基板２００Ｂの透過領域における表面の高さと反射領域における表面の高さとに差を設けることによってマルチギャップ構造を実現しているので、絵素領域内での表示に寄与する領域の割合を高くし、明るさのさらなる向上を図ることができる。以下、この理由を説明する。
【０１１５】
図１３（ａ）および（ｂ）に、アクティブマトリクス基板７００Ａの透過領域における表面の高さと反射領域における表面の高さとに差を設けることによってマルチギャップ構造が実現されている液晶表示装置７００を模式的に示す。図１３（ａ）は、液晶表示装置７００の１つの絵素領域を模式的に示す上面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）中の１３Ｂ−１３Ｂ’線に沿った断面図である。なお、図１３（ｂ）ではアクティブマトリクス基板７００Ａに対向するカラーフィルタ基板を省略している。
【０１１６】
液晶表示装置７００Ａにおいては、反射電極１３は、層間絶縁膜１５上に形成されている。透明電極１２を露出させるために層間絶縁膜１５に設けられる開口部１５ａはテーパ状であり、層間絶縁膜１５は開口部１５ａを囲むように傾斜した側面１５ｓを有している。典型的には、この傾斜側面１５ｓを覆うように反射電極１３が形成される。
【０１１７】
傾斜側面１５ｓを覆う反射電極１３が外光を観察者側に効率よく反射すれば、傾斜側面１５ｓが存在する領域は反射領域Ｒｆとして機能するが、実際には、傾斜側面１５ｓの平均的なテーパ角は４５°程度であるので、傾斜側面１５ｓの反射電極１３によって反射された光は、内部反射を繰り返し、カラーフィルタ基板から観察者側にほとんど出射しない。そのため、傾斜側面１５ｓが存在する領域は、表示に寄与しない無効領域Ｕとなる。
【０１１８】
本願発明者が検討したところ、例えば、ある仕様の透過反射両用型液晶表示装置において、反射領域Ｒｆと透過領域Ｔｒとの面積比が７２：２８であり、絵素領域内で反射領域Ｒｆと透過領域Ｔｒが占める割合（すなわち開口率）がそれぞれ５８．０％、２２．７％であるとき、上述の無効領域Ｕが占める割合（面積比率）は８％であった。
【０１１９】
この無効領域Ｕの割合は、絵素領域内での透過領域Ｔｒの割合が大きくなるほど大きくなる。図１４に、絵素領域内で透過領域Ｔｒの占める割合すなわち透過開口率（％）と、無効領域Ｕの面積比率（％）との関係を示す。
【０１２０】
図１４に示したように、透過開口率が約２３％のときには無効領域Ｕの面積比率は約８％であるのに対して、透過開口率が約５１％のときには無効領域Ｕの面積比率は約２５％である。このように、透過開口率が高くなるほど、無効領域Ｕの面積比率が高くなり、光の利用効率が低下してしまう。
【０１２１】
これに対して、図１２に示した液晶表示装置２００においては、カラーフィルタ基板２００Ｂの透過領域における表面の高さと反射領域における表面の高さとに差を設けることによってマルチギャップ構造を実現しているので、上述したような無効領域（傾斜側面に反射電極が形成されている領域）が存在しない。そのため、光の利用効率を向上し、明るさのさらなる向上を図ることができる。
【０１２２】
上述したように、光の利用効率を向上するためには、アクティブマトリクス基板の表面には高低を設けず、カラーフィルタ基板の表面に高低を設けることによってマルチギャップ構造を実現することが好ましいが、反射電極を絵素領域内の不透明な構成要素（例えば補助容量配線など）上に形成すると、光の利用効率をさらに向上することが可能になる。
【０１２３】
図１５および図１６に、補助容量配線５４上に反射電極が形成された、本実施形態の他の液晶表示装置２００’を示す。図１５は、液晶表示装置２００’を模式的に示す上面図であり、図１６は、図１５中の１６Ａ−１６Ａ’線に沿った断面図に相当する。
【０１２４】
液晶表示装置２００’が有するアクティブマトリクス基板２００Ａ’は、透明絶縁性基板１０と、透明絶縁性基板１０上に形成されたＴＦＴ５０と、ＴＦＴ５０に電気的に接続された、走査配線５１、信号配線５２および絵素電極（透明電極１２と反射電極１３とを含む）とを有している。アクティブマトリクス基板２００Ａ’は、さらに、補助容量電極５３と、補助容量配線５４とを有している。
【０１２５】
ＴＦＴ５０のゲート電極、走査配線５１および補助容量配線５４を覆うように、典型的には、アクティブマトリクス基板２００Ａ’のほぼ全面に、ゲート絶縁膜５５が形成されている。ゲート絶縁膜５５上に、ＴＦＴ５０を構成する半導体層（ソース領域、チャネル領域、ドレイン領域を含む）と、信号配線５２と、補助容量電極５３と、接続配線５６とが形成されている。接続配線５６は、ＴＦＴ５０のドレイン電極と補助容量電極５３とを互いに電気的に接続している。
【０１２６】
さらに、これらを覆うように、アクティブマトリクス基板２００Ａ’のほぼ全面に層間絶縁膜１５が形成されており、この層間絶縁層１５上に透明電極１２と反射電極１３とを含む絵素電極が形成されている。絵素電極は、層間絶縁膜１５に形成されたコントクトホール内において、補助容量電極５３と電気的に接続されている。すなわち、絵素電極は、補助容量電極５３および接続配線５６を介して、ＴＦＴ５０のドレイン電極に電気的に接続されている。
【０１２７】
反射電極１３は、補助容量配線５４上に位置するように形成されている。また、ここでは、反射電極１３は、透明電極１２上に形成されており、凹凸状の表面を有している。より具体的には、反射電極１３の下方に位置する層間絶縁膜１５の表面にフォトリソグラフィ法により凹凸が形成されており、その凹凸状表面の上に形成された透明電極１２および反射電極１３が層間絶縁膜１５の表面形状を反映した凹凸形状を有している。
【０１２８】
液晶表示装置２００’においては、図１２に示した液晶表示装置２００と同様にアクティブマトリクス基板２００Ａ’の表面には高低を設けず、カラーフィルタ基板２００Ｂ’の表面に高低を設けることによってマルチギャップ構造が実現されているので、上述した無効領域（傾斜側面に反射電極が形成されている領域）が存在しない。また、反射電極１３が補助容量配線５４上に位置するように形成されているので、典型的には不透明な補助容量配線５４が設けられている領域を反射領域Ｒｆとして表示に寄与させることができる。そのため、光の利用効率をさらに向上することができる。
【０１２９】
（実施形態３）
図１７に、本発明による実施形態３の液晶表示装置３００の断面構造を模式的に示す。実施形態３の液晶表示装置３００は、光を拡散する機能を有する透明誘電体層２２’を備えている点において、実施形態２の液晶表示装置２００と異なる。以降の図面においては、実施形態２の液晶表示装置２００の構成要素と実質的に同じ機能を有する構成要素を同じ参照符号を用いて示し、ここでは、その説明を省略する。
【０１３０】
実施形態３の液晶表示装置３００が有するカラーフィルタ基板２００Ｂは、光を拡散する機能を有する透明誘電体層２２’を備えている。この透明誘電体層２２’は、実施形態２の液晶表示装置２００と同様に、反射領域Ｒｆの少なくとも一部に形成されている。
【０１３１】
光を拡散する機能を有する透明誘電体層２２’は、典型的には、透明なマトリクス材料に、マトリクス材料の屈折率と異なる屈折率を有する充填剤（フィラー）を分散させた材料を用いて形成される。例えば、屈折率約１．４９の透明なアクリル系感光性樹脂に、平均粒径約１．５μｍで屈折率約１．４０のシリカビーズが約２０ｗｔ％混合された材料を用いて、厚さが約２．８μｍの透明誘電体層２２’を形成すると、この透明誘電体層２２’のヘイズ率（拡散透過率）は、約６０％であった。
【０１３２】
本実施形態の液晶表示装置３００は、光を拡散する機能を有する透明誘電体層２２’を備えているので、反射領域Ｒｆを通過する光が、透明誘電体層２２’によって拡散され、ペーパーホワイトに近い白表示が実現される。
【０１３３】
透明誘電体層２２’が光を拡散する機能を有していると、図１７に示したように、反射電極１３の表面を平坦にすることもできる。反射電極１３の表面を凹凸状に形成するためには、その形状を正確に制御する複雑な工程が必要となるし、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０の厚さＤＲがばらつき最適な表示を実現することが困難になることがある。反射電極１３の表面を平坦にすれば、このような問題の発生を防いでペーパーホワイトに近い白表示を実現できる。
【０１３４】
また、反射電極１３の表面が凹凸状である場合には、凹凸状の表面に起因した干渉が発生することがある。しかしながら、表面が凹凸状の反射電極１３に、光を拡散する機能を有する透明誘電体層２２’を組み合わせると、この干渉が解消されて、美しいペーパーホワイトに近い白表示が実現される。
【０１３５】
このように、透明誘電体層２２’が光を拡散する機能を有すると、反射電極１３の表面形状にかかわらず、ペーパーホワイトに近い白表示を実現することができる。また、透明誘電体層２２’は、反射領域Ｒｆのみに設けられているので、透過領域Ｔｒの表示特性に支障をきたすことなく反射領域Ｒｆの表示特性を向上でき、そのため、透明誘電体層２２’が光を拡散する機能を有する構成はこの点においても優れている。
【０１３６】
【発明の効果】
本発明によると、透過領域および反射領域の両方で明るく、かつ、色純度が高い表示を実現することができる液晶表示装置が提供される。
【０１３７】
本発明の液晶表示装置においては、反射領域の少なくとも一部におけるカラーフィルタ層の厚さが透過領域におけるカラーフィルタ層の厚さよりも小さいので、反射領域における光の利用効率の低下が低減され、そのため、透過領域および反射領域の両方で明るく、かつ、色純度が高い表示を実現することができる。
【０１３８】
反射領域の少なくとも一部において透明基板とカラーフィルタ層との間に透明誘電体層が形成された構成を採用すると、上述のような高品位の表示が可能な液晶表示装置を、簡便な製造プロセスで効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態１の液晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明による実施形態１の液晶表示装置１００を模式的に示す上面図である。
【図３】本発明による実施形態１の液晶表示装置１００が有するカラーフィルタ基板１００Ｂの製造工程を模式的に示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明による実施形態１の液晶表示装置１００が有するカラーフィルタ基板１００Ｂの製造工程を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明による実施形態１の液晶表示装置１００に用いることができる他のカラーフィルタ基板１００Ｂを模式的に示す断面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明による実施形態１の液晶表示装置１００を模式的に示す上面図である。
【図７】本発明による液晶表示装置１００が備えるカラーフィルタ層２４および従来の液晶表示装置が備えるカラーフィルタ層の、色再現性および明るさのシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明による実施形態１の液晶表示装置１００を模式的に示す上面図である。
【図９】本発明による実施形態１の液晶表示装置１００が備えるカラーフィルタ基板１００Ｂを模式的に示す断面図である。
【図１０】透明誘電体層２２の形状を、幅約１００μｍのストライプ、約１００μｍ×約１００μｍの正方形または約２０μｍ×約２０μｍの正方形とした場合のｄＪ／ｄＴの変化に対してｄＲ’／ｄＴを示すグラフである。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、反射領域Ｒｆにおける透明誘電体層２２の配置例を模式的に示す上面図である。
【図１２】本発明による実施形態２の液晶表示装置２００を模式的に示す断面図である。
【図１３】（ａ）は、アクティブマトリクス基板７００Ａの表面に高低を設けることによってマルチギャップ構造が実現されている液晶表示装置７００を模式的に示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）中の１３Ｂ−１３Ｂ’線に沿った断面図である。
【図１４】透過開口率（％）と無効領域の面積比率（％）との関係を示すグラフである。
【図１５】本発明による実施形態２の他の液晶表示装置２００’を模式的に示す上面図である。
【図１６】本発明による実施形態２の他の液晶表示装置２００’を模式的に示す断面図であり、図１５中の１６Ａ−１６Ａ’線に沿った断面図である。
【図１７】本発明による実施形態３の液晶表示装置３００を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 透明絶縁性基板
１２ 透明電極
１３ 反射電極
１５ 層間絶縁膜
１９ 偏光板
２０ 透明絶縁性基板
２２、２２’ 透明誘電体層
２４ カラーフィルタ層
２６ ブラックマトリクス
２８ 対向電極
２９ 偏光板
４０ バックライト
１００、２００、２００’、３００ 液晶表示装置
１００Ａ、２００Ａ アクティブマトリクス基板
１００Ｂ、２００Ｂ カラーフィルタ基板

Claims (5)

1. 第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを有し、表示を行うための複数の絵素領域を有する液晶表示装置であって、
   前記複数の絵素領域のそれぞれは、前記第１基板側から入射する光を用いて透過モードで表示を行う透過領域と、前記第２基板側から入射する光を用いて反射モードで表示を行う反射領域とを有し、
   前記第２基板は、前記透過領域および前記反射領域に設けられたカラーフィルタ層を有し、
   前記第２基板は、透明基板と、前記反射領域の少なくとも一部において前記透明基板と前記カラーフィルタ層との間に形成された透明誘電体層と、を有し、
   前記反射領域１つに対して、前記透明誘電体層が複数配置されており、
   前記複数の透明誘電体層が設けられていることによって、前記反射領域の前記少なくとも一部における前記カラーフィルタ層の厚さが、前記透過領域における前記カラーフィルタ層の厚さよりも小さくなっている、液晶表示装置。
2. 前記透明誘電体層は、光を拡散する機能を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記透過領域における前記液晶層の厚さが、前記反射領域における前記液晶層の厚さよりも大きい、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記反射領域における前記第１基板の前記液晶層側の表面の高さが、前記透過領域における前記第１基板の前記液晶層側の表面の高さよりも高い、請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記第２基板は、前記カラーフィルタ層を前記液晶層側に有し、
   前記反射領域の前記透明誘電体層が形成された前記少なくとも一部における前記カラーフィルタ層の高さが、前記透過領域における前記カラーフィルタ層の高さよりも高く、それによって、前記反射領域における前記第２基板の前記液晶層側の表面の高さが、前記透過領域における前記第２基板の前記液晶層側の表面の高さよりも高くなっており、かつ、
   前記反射領域における前記第１基板の前記液晶層側の表面の高さと、前記透過領域における前記第１基板の前記液晶層側の表面の高さとが実質的に等しい、請求項１または２に記載の液晶表示装置。

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