JP4529941B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、カラーフィルタ基板側に位相差膜を内蔵した半透過型液晶表示装置に関する。
例えば、下記特許文献１などに記載されているように、一サブピクセル内に、透過部と反射部を有する半透過型液晶表示装置が携帯機器用のディスプレイとして使用されている。
図１３は、従来の半透過型液晶表示装置の一例の一サブピクセルの要部断面構造を示す断面図であり、前述の特許文献１に図２として図示されている断面図である。
図１３において、１０は液晶層、２１は走査配線、２３は共通配線、２８は画素電極、２９は対向電極（共通電極ともいう）、３１，３２はガラス基板、３３は第一の配向膜、３４は第二の配向膜、３５は第三の配向膜、３６はカラーフィルタ、３７は平坦化膜、３８は内蔵位相板、４１は第一の偏光板、４２は第二の偏光板、４３は光拡散層、５１は第一の絶縁膜、５２は第二の絶縁膜、５３は第三の絶縁膜、６１は透過光、６２は反射光である。
共通配線２３は画素電極２８と交差する部分において、画素電極２８内に張り出した構造を有し、図２中に反射光６２で示したように光を反射する。
図１３において、共通配線２３が画素電極２８と重畳する部分が反射部１３１であり、これ以外の画素電極２８と共通電極２９の重畳部は、図２中に透過光６１で示したようにバックライトの光を通過する透過部１３０となる。
図１３は、従来の半透過型液晶表示装置の一例の一サブピクセルの要部断面構造を示す断面図であり、前述の特許文献１に図２として図示されている断面図である。
図１３において、１０は液晶層、２１は走査配線、２３は共通配線、２８は画素電極、２９は対向電極（共通電極ともいう）、３１，３２はガラス基板、３３は第一の配向膜、３４は第二の配向膜、３５は第三の配向膜、３６はカラーフィルタ、３７は平坦化膜、３８は内蔵位相板、４１は第一の偏光板、４２は第二の偏光板、４３は光拡散層、５１は第一の絶縁膜、５２は第二の絶縁膜、５３は第三の絶縁膜、６１は透過光、６２は反射光である。
共通配線２３は画素電極２８と交差する部分において、画素電極２８内に張り出した構造を有し、図２中に反射光６２で示したように光を反射する。
図１３において、共通配線２３が画素電極２８と重畳する部分が反射部１３１であり、これ以外の画素電極２８と共通電極２９の重畳部は、図２中に透過光６１で示したようにバックライトの光を通過する透過部１３０となる。
図１３に示す半透過型液晶表示装置では、ガラス基板（ＳＵＢ２）の主表面側が観察側となっている。
図１３に示す従来の半透過型液晶表示装置では、画素電極２８と平面状の対向電極２９とが、層間絶縁膜５３を介して積層されており、画素電極２８と対向電極２９との間に形成されるアーチ状の電気力線が液晶層１０を貫くように分布することにより液晶層１０を配向変化させる。
反射部１３１のセルギャップ長は、透過部１３０のセルギャップ長の約半分に設定してある。これは、反射部１３１は往復２回光が通過するため、透過部１３０と反射部１３１とで光路長をおおよそ一致させるためである。
透過部１３０では、液晶層１０の複屈折性を利用して光の明暗を表示するのに対して、反射部１３１では、液晶表示パネルの内部に配置された内蔵位相板３８と液晶層１０の複屈折性を利用して光の明暗を表示する。
図１３に示す従来の半透過型液晶表示装置では、画素電極２８と平面状の対向電極２９とが、層間絶縁膜５３を介して積層されており、画素電極２８と対向電極２９との間に形成されるアーチ状の電気力線が液晶層１０を貫くように分布することにより液晶層１０を配向変化させる。
反射部１３１のセルギャップ長は、透過部１３０のセルギャップ長の約半分に設定してある。これは、反射部１３１は往復２回光が通過するため、透過部１３０と反射部１３１とで光路長をおおよそ一致させるためである。
透過部１３０では、液晶層１０の複屈折性を利用して光の明暗を表示するのに対して、反射部１３１では、液晶表示パネルの内部に配置された内蔵位相板３８と液晶層１０の複屈折性を利用して光の明暗を表示する。
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
特開２００５-３３８２５６号公報
従来、半透過型液晶表示装置では、位相差板内蔵型偏光板を用いていたため、透過部にも位相差板が存在し光学特性に悪影響を及ぼし、透過部と反射部の光学特性の両立が困難であるという問題があった。
前述の特許文献１に記載されている半透過型液晶表示装置では、カラーフィルタ基板側に内蔵位相板３８が内蔵されているため、透過部と反射部の光学特性の両立を図ることが可能である。
しかしながら、前述の特許文献１に記載の構成では、以降の製造プロセスにより、内蔵位相板３８が損傷を受け、半透過型液晶表示装置の信頼性が損なわれることが想定される。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、カラーフィルタ基板側に位相差膜を内蔵した半透過型液晶表示装置において、位相差膜の損傷などを防止し、信頼性を向上させることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
前述の特許文献１に記載されている半透過型液晶表示装置では、カラーフィルタ基板側に内蔵位相板３８が内蔵されているため、透過部と反射部の光学特性の両立を図ることが可能である。
しかしながら、前述の特許文献１に記載の構成では、以降の製造プロセスにより、内蔵位相板３８が損傷を受け、半透過型液晶表示装置の信頼性が損なわれることが想定される。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、カラーフィルタ基板側に位相差膜を内蔵した半透過型液晶表示装置において、位相差膜の損傷などを防止し、信頼性を向上させることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、複数のサブピクセルを有し、前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、透過部と反射部とを有し、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された遮光膜およびカラーフィルタと、前記遮光膜および前記カラーフィルタ上に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜上に形成された配向膜と、前記配向膜上で、前記各サブピクセルの前記反射部に対応する部分に形成された位相差膜と、前記配向膜および前記位相差膜上に形成された保護膜を有する液晶表示装置。
（２）（１）において、前記平坦化膜は、前記配向膜を兼用する。
（１）一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、複数のサブピクセルを有し、前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、透過部と反射部とを有し、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された遮光膜およびカラーフィルタと、前記遮光膜および前記カラーフィルタ上に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜上に形成された配向膜と、前記配向膜上で、前記各サブピクセルの前記反射部に対応する部分に形成された位相差膜と、前記配向膜および前記位相差膜上に形成された保護膜を有する液晶表示装置。
（２）（１）において、前記平坦化膜は、前記配向膜を兼用する。
（３）一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、複数のサブピクセルを有し、前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、透過部と反射部とを有し、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された遮光膜およびカラーフィルタと、前記遮光膜および前記カラーフィルタ上に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜上で、前記各サブピクセルの前記反射部に対応する部分に形成された配向膜と、前記配向膜上に形成された位相差膜と、前記平坦化膜および前記位相差膜上に形成された保護膜を有する液晶表示装置。
（４）一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、複数のサブピクセルを有し、前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、透過部と反射部とを有し、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された遮光膜およびカラーフィルタと、前記遮光膜および前記カラーフィルタ上に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜上で、前記各サブピクセルの前記反射部に対応する部分に形成された配向膜と、前記配向膜上に形成された位相差膜と、前記位相差膜上に形成された保護膜を有する液晶表示装置。
（４）一対の基板と、前記一対の基板間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、複数のサブピクセルを有し、前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、透過部と反射部とを有し、前記一対の基板のうち一方の基板上に形成された遮光膜およびカラーフィルタと、前記遮光膜および前記カラーフィルタ上に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜上で、前記各サブピクセルの前記反射部に対応する部分に形成された配向膜と、前記配向膜上に形成された位相差膜と、前記位相差膜上に形成された保護膜を有する液晶表示装置。
（５）（１）ないし（４）の何れかにおいて、前記保護膜上に形成されるギャップ調整層を有する。
（６）（１）ないし（５）の何れかにおいて、前記位相差膜は、高分子液晶材料で構成される。
（７）（１）ないし（６）の何れかにおいて、前記遮光膜は、少なくとも前記各サブピクセルの前記透過部と前記反射部の境界領域に形成される。
（８）（１）ないし（７）の何れかにおいて、前記一対の基板のうち前記一方の基板とは異なる他方の基板上に画素電極と対向電極とが形成される。
（９）（８）において、前記対向電極上には層間絶縁膜が形成され、前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成される。
（１０）（１）ないし（１０）の何れかにおいて、前記対向電極の前記反射部に対応する部分は、反射電極を構成する。
（１１）（１）ないし（７）の何れかにおいて、前記一対の基板のうち、前記一方の基板上に対向電極が形成され、前記一方の基板とは異なる他方の基板上に画素電極が形成される。
（６）（１）ないし（５）の何れかにおいて、前記位相差膜は、高分子液晶材料で構成される。
（７）（１）ないし（６）の何れかにおいて、前記遮光膜は、少なくとも前記各サブピクセルの前記透過部と前記反射部の境界領域に形成される。
（８）（１）ないし（７）の何れかにおいて、前記一対の基板のうち前記一方の基板とは異なる他方の基板上に画素電極と対向電極とが形成される。
（９）（８）において、前記対向電極上には層間絶縁膜が形成され、前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成される。
（１０）（１）ないし（１０）の何れかにおいて、前記対向電極の前記反射部に対応する部分は、反射電極を構成する。
（１１）（１）ないし（７）の何れかにおいて、前記一対の基板のうち、前記一方の基板上に対向電極が形成され、前記一方の基板とは異なる他方の基板上に画素電極が形成される。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、カラーフィルタ基板側に位相差膜を内蔵した半透過型液晶表示装置において、位相差膜の損傷などを防止し、信頼性を向上させることが可能となる。
本発明によれば、カラーフィルタ基板側に位相差膜を内蔵した半透過型液晶表示装置において、位相差膜の損傷などを防止し、信頼性を向上させることが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の半透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板側の一サブピクセルの平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。なお、図２において、後述する柱状スペーサの図示は省略している。
本実施例の半透過型液晶表示装置では、液晶層（ＬＣ）を挟んで、一対のガラス基板（ＳＵＢ１，ＳＵＢ２）が設けられる。本実施例の半透過型液晶表示装置では、ガラス基板（ＳＵＢ２）の主表面側が観察側となっている。
ガラス基板（ＳＵＢ２；ＣＦ基板ともいう。）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ２）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、ブラックマトリクス（ＢＭ）および赤・緑・青のカラーフィルタ層（ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ；なお、図２では、ＣＦＲのみを図示している）、平坦化膜（ＯＣ）、内蔵位相差膜用の配向膜（ＡＬ３）、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）、保護膜（ＰＯＣ）、段差形成層（ＭＲ）、配向膜（ＡＬ２）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には偏光板（ＰＯＬ２）が形成される。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の半透過型液晶表示装置のＴＦＴ基板側の一サブピクセルの平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’切断線に沿った断面構造を示す断面図である。なお、図２において、後述する柱状スペーサの図示は省略している。
本実施例の半透過型液晶表示装置では、液晶層（ＬＣ）を挟んで、一対のガラス基板（ＳＵＢ１，ＳＵＢ２）が設けられる。本実施例の半透過型液晶表示装置では、ガラス基板（ＳＵＢ２）の主表面側が観察側となっている。
ガラス基板（ＳＵＢ２；ＣＦ基板ともいう。）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ２）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、ブラックマトリクス（ＢＭ）および赤・緑・青のカラーフィルタ層（ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ；なお、図２では、ＣＦＲのみを図示している）、平坦化膜（ＯＣ）、内蔵位相差膜用の配向膜（ＡＬ３）、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）、保護膜（ＰＯＣ）、段差形成層（ＭＲ）、配向膜（ＡＬ２）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には偏光板（ＰＯＬ２）が形成される。
また、ガラス基板（ＳＵＢ１；ＴＦＴ基板ともいう。）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ１）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、絶縁膜（ＰＡＳ４）、ゲート絶縁膜（ＧＩ）、走査線（ゲート線ともいう）（ＧＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ３）、映像線（ソース線またはドレイン線ともいう、図示しない。）（ＤＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ１）、対向電極（ＣＯＭ；共通電極ともいう）および反射電極（ＲＡＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）、画素電極（ＰＩＸ）、配向膜（ＡＬ１）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には偏光板（ＰＯＬ１）が形成される。
また、対向電極（ＣＯＭ）は面状に形成され、さらに、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）とが、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）を介して重畳しており、画素電極（ＰＩＸ）および対向電極（ＣＯＭ）は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜で構成される。これによって保持容量を形成している。尚、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）は、１層に限定されず、２層以上であっても良い。
また、対向電極（ＣＯＭ）は面状に形成され、さらに、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）とが、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）を介して重畳しており、画素電極（ＰＩＸ）および対向電極（ＣＯＭ）は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜で構成される。これによって保持容量を形成している。尚、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）は、１層に限定されず、２層以上であっても良い。
反射部１３１は、反射電極（ＲＡＬ）を有する。反射電極（ＲＡＬ）は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）の金属膜、あるいは、下層のモリブデン（Ｍｏ）と、上層のアルミニウム（Ａｌ）の２層構造であってもよい。
本実施例の半透過型液晶表示装置でも、画素電極（ＰＩＸ）と平面状の対向電極（ＣＯＭ）とが、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）を介して積層されており、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）との間に形成されるアーチ状の電気力線が液晶層（ＬＣ）を貫くように分布することにより液晶層（ＬＣ）を配向変化させる。
反射部１３１のセルギャップ長は、透過部１３０のセルギャップ長の約半分に設定している。これは、反射部１３１は往復２回光が通過するため、透過部１３０と反射部１３１とで光路長をおおよそ一致させるためである。
透過部１３０では、液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示するのに対して、反射部１３１では、液晶表示パネルの内部に配置された内蔵位相差膜（ＲＥＴ）と液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示する。
本実施例の半透過型液晶表示装置でも、画素電極（ＰＩＸ）と平面状の対向電極（ＣＯＭ）とが、層間絶縁膜（ＰＡＳ２）を介して積層されており、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）との間に形成されるアーチ状の電気力線が液晶層（ＬＣ）を貫くように分布することにより液晶層（ＬＣ）を配向変化させる。
反射部１３１のセルギャップ長は、透過部１３０のセルギャップ長の約半分に設定している。これは、反射部１３１は往復２回光が通過するため、透過部１３０と反射部１３１とで光路長をおおよそ一致させるためである。
透過部１３０では、液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示するのに対して、反射部１３１では、液晶表示パネルの内部に配置された内蔵位相差膜（ＲＥＴ）と液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示する。
図３は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の構成のみを示す図である。図３において、ＳＰＡは柱状スペーサである。
本実施例では、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）上に、例えば、透明樹脂などから成る保護膜（ＰＯＣ）を形成した点で、前述の図１３に示す従来の半透過型液晶表示装置と異なっている。
内蔵位相差膜（ＲＥＴ）は、例えば、以下の方法により形成される。
平坦化膜（ＯＣ）の上に形成された配向膜（ＡＬ３）に対して、ラビング法により配向処理を施す。ここで、配向膜（ＡＬ３）は、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）の遅相軸方向を定める機能を有する。
光反応性のアクリル基を分子末端に有する液晶と反応開始剤を含む有機溶媒を配向膜（ＡＬ３）上に塗布し、加熱して有機溶媒を除く。この時点で、光反応性液晶は配向膜（ＡＬ３）の配向処理方向を向いて配向している。次に、紫外光を照射してアクリル基を光重合し、成膜化する。この場合、紫外光で露光される部分が反射部１３１と同様の分布になるように、ホトマスクを使用して紫外光を照射する。
次に、紫外光が照射されなかった未露光部を、有機溶剤に未露光部を溶出させて現像することにより、反射部１３１と同様にパターンニングされた内蔵位相差膜（ＲＥＴ）とする。ここで、前述の有機溶剤としては、アセトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロヘプタノン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及びメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の低級アルコールを単独、または組み合わせて使用することができる。特に、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートが好ましい。
本実施例では、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）上に、例えば、透明樹脂などから成る保護膜（ＰＯＣ）を形成した点で、前述の図１３に示す従来の半透過型液晶表示装置と異なっている。
内蔵位相差膜（ＲＥＴ）は、例えば、以下の方法により形成される。
平坦化膜（ＯＣ）の上に形成された配向膜（ＡＬ３）に対して、ラビング法により配向処理を施す。ここで、配向膜（ＡＬ３）は、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）の遅相軸方向を定める機能を有する。
光反応性のアクリル基を分子末端に有する液晶と反応開始剤を含む有機溶媒を配向膜（ＡＬ３）上に塗布し、加熱して有機溶媒を除く。この時点で、光反応性液晶は配向膜（ＡＬ３）の配向処理方向を向いて配向している。次に、紫外光を照射してアクリル基を光重合し、成膜化する。この場合、紫外光で露光される部分が反射部１３１と同様の分布になるように、ホトマスクを使用して紫外光を照射する。
次に、紫外光が照射されなかった未露光部を、有機溶剤に未露光部を溶出させて現像することにより、反射部１３１と同様にパターンニングされた内蔵位相差膜（ＲＥＴ）とする。ここで、前述の有機溶剤としては、アセトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロヘプタノン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及びメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の低級アルコールを単独、または組み合わせて使用することができる。特に、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートが好ましい。
本実施例では、保護膜（ＰＯＣ）が、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）を覆っているので、例えば、柱状スペーサ（ＳＰＡ）を形成する際の露光のプロセス中でのＵＶまたはＤＵＶ（深紫外線）照射による着色等のプロセス中の影響因子から内蔵位相差膜（ＲＥＴ）を保護することができる。
しかも、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）と合せて、配向膜（ＡＬ３）上にも保護膜（ＰＯＣ）が形成されることにより、例えば、柱状スペーサ（ＳＰＡ）を形成する際の露光のプロセス中でのＵＶ又はＤＵＶ照射による配向膜の着色、分解防止効果も得ることが可能である。
また、例えば、透明樹脂膜から成る反射部ギャップ調整用の段差形成層（ＭＲ）のみでは、反射部１３１のギャップ長を調整できない場合でも、保護膜（ＰＯＣ）の膜厚を変更することにより、保護効果を維持しつつギャップ長の調整を補完することも可能である。
さらに、本実施例では、透過部１３０と反射部１３１の境界領域にもブラックマトリクス（ＢＭ）を形成しているので、透過部１３０と反射部１３１の境界領域からの光漏れを防止することができ、透過部１３０において、透過型の液晶表示装置と同等の透過特性とコントラストを実現することができる。
しかも、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）と合せて、配向膜（ＡＬ３）上にも保護膜（ＰＯＣ）が形成されることにより、例えば、柱状スペーサ（ＳＰＡ）を形成する際の露光のプロセス中でのＵＶ又はＤＵＶ照射による配向膜の着色、分解防止効果も得ることが可能である。
また、例えば、透明樹脂膜から成る反射部ギャップ調整用の段差形成層（ＭＲ）のみでは、反射部１３１のギャップ長を調整できない場合でも、保護膜（ＰＯＣ）の膜厚を変更することにより、保護効果を維持しつつギャップ長の調整を補完することも可能である。
さらに、本実施例では、透過部１３０と反射部１３１の境界領域にもブラックマトリクス（ＢＭ）を形成しているので、透過部１３０と反射部１３１の境界領域からの光漏れを防止することができ、透過部１３０において、透過型の液晶表示装置と同等の透過特性とコントラストを実現することができる。
図４は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の変形例１の構成を示す図である。
図４に示す変形例１は、段差形成層（ＭＲ）を省略したものである。
製品構造上または材料選択、例えば、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）のギャップ長に合わせた設計等により、反射部１３１のギャップ長を調整する必要がない場合には、段差形成層（ＭＲ）が不要となり、段差形成層（ＭＲ）を省略することができ、図４に示す変形例１では、省プロセス化が図ることができる。
図５は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の変形例２の構成を示す図である。
図５に示す変形例２は、配向膜（ＡＬ３）を省略したものである。
平坦化膜（ＯＣ）として、配向可能な膜を用いることにより、配向膜（ＡＬ３）を省略することができ、図５に示す変形例２では、省プロセス化を図ると同時に、着色要因となる配向膜（ＡＬ３）を排除することで特性向上が期待できる。
図６は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の変形例３の構成を示す図である。
図６に示す変形例３は、図５に示す変形例２において、図４に示す変形例１と同様、段差形成層（ＭＲ）を省略したものである。
図６に示す変形例３でも、ギャップ長を調整する必要がない場合には、段差形成層（ＭＲ）を省略することができ、図６に示す変形例３では、図４に示す変形例１と、図５に示す変形例２のそれぞれの長所を活かすことができる。
図４に示す変形例１は、段差形成層（ＭＲ）を省略したものである。
製品構造上または材料選択、例えば、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）のギャップ長に合わせた設計等により、反射部１３１のギャップ長を調整する必要がない場合には、段差形成層（ＭＲ）が不要となり、段差形成層（ＭＲ）を省略することができ、図４に示す変形例１では、省プロセス化が図ることができる。
図５は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の変形例２の構成を示す図である。
図５に示す変形例２は、配向膜（ＡＬ３）を省略したものである。
平坦化膜（ＯＣ）として、配向可能な膜を用いることにより、配向膜（ＡＬ３）を省略することができ、図５に示す変形例２では、省プロセス化を図ると同時に、着色要因となる配向膜（ＡＬ３）を排除することで特性向上が期待できる。
図６は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の変形例３の構成を示す図である。
図６に示す変形例３は、図５に示す変形例２において、図４に示す変形例１と同様、段差形成層（ＭＲ）を省略したものである。
図６に示す変形例３でも、ギャップ長を調整する必要がない場合には、段差形成層（ＭＲ）を省略することができ、図６に示す変形例３では、図４に示す変形例１と、図５に示す変形例２のそれぞれの長所を活かすことができる。
図７は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の変形例４の構成を示す図である。
図７に示す変形例４は、図２に示す構成において、配向膜（ＡＬ３）を反射部１３１にのみ形成したものである。
例えば、配向膜（ＡＬ３）として、可溶性ポリイミド等を用いることにより、反射部１３１にのみ配向膜（ＡＬ３）を形成することができ、図７に示す変形例４では、透過部１３０への影響を排除できるので、特性向上が期待できる。
図８は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の変形例５の構成を示す図である。
図８に示す変形例５は、図７に示す変形例４において、図４に示す変形例１と同様、段差形成層（ＭＲ）を省略したものである。
図８に示す変形例５でも、ギャップ長を調整する必要がない場合には、段差形成層（ＭＲ）を省略することができ、図８に示す変形例５では、図４に示す変形例１と、図７に示す変形例４のそれぞれの長所を活かすことができる。
図９は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の変形例６の構成を示す図である。
図９に示す変形例６は、図７に示す変形例４において、保護の必要な反射部１３１にのみに、保護膜（ＰＯＣ）を形成したものである。図９に示す変形例６では、透過部１３０の積層構造を減らすことができるため、特性向上が期待できる。
図１０は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の変形例７の構成を示す図である。
図１０に示す変形例７は、図９に示す変形例６において、図４に示す変形例１と同様、段差形成層（ＭＲ）を省略したものである。
図１０に示す変形例７でも、ギャップ長を調整する必要がない場合には、段差形成層（ＭＲ）を省略することができ、図１０に示す変形例７では、図４に示す変形例１と、図９に示す変形例６のそれぞれの長所を活かすことができる。
図７に示す変形例４は、図２に示す構成において、配向膜（ＡＬ３）を反射部１３１にのみ形成したものである。
例えば、配向膜（ＡＬ３）として、可溶性ポリイミド等を用いることにより、反射部１３１にのみ配向膜（ＡＬ３）を形成することができ、図７に示す変形例４では、透過部１３０への影響を排除できるので、特性向上が期待できる。
図８は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の変形例５の構成を示す図である。
図８に示す変形例５は、図７に示す変形例４において、図４に示す変形例１と同様、段差形成層（ＭＲ）を省略したものである。
図８に示す変形例５でも、ギャップ長を調整する必要がない場合には、段差形成層（ＭＲ）を省略することができ、図８に示す変形例５では、図４に示す変形例１と、図７に示す変形例４のそれぞれの長所を活かすことができる。
図９は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の変形例６の構成を示す図である。
図９に示す変形例６は、図７に示す変形例４において、保護の必要な反射部１３１にのみに、保護膜（ＰＯＣ）を形成したものである。図９に示す変形例６では、透過部１３０の積層構造を減らすことができるため、特性向上が期待できる。
図１０は、図２に示すガラス基板（ＳＵＢ２）側の変形例７の構成を示す図である。
図１０に示す変形例７は、図９に示す変形例６において、図４に示す変形例１と同様、段差形成層（ＭＲ）を省略したものである。
図１０に示す変形例７でも、ギャップ長を調整する必要がない場合には、段差形成層（ＭＲ）を省略することができ、図１０に示す変形例７では、図４に示す変形例１と、図９に示す変形例６のそれぞれの長所を活かすことができる。
以上説明したように、本実施例によれば、カラーフィルタ基板側に内臓位相差膜（ＲＥＴ）を内蔵した半透過型液晶表示装置において、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）を保護膜（ＰＯＣ）で覆うようにしたので、内蔵位相差膜（ＲＥＴ）の損傷などを防止し、信頼性を向上させることが可能となる。
なお、前述までの説明では、本発明を、ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置に適用した実施例について説明したが、本発明は、これに限定されず、図１１に示すＥＣＢ方式の半透過型液晶表示装置、あるいは、図１２に示すＶＡ方式の半透過型液晶表示装置にも適用可能である。
図１１は、従来のＥＣＢ方式の半透過型液晶表示装置の要部断面構造を示す断面図である。ＥＣＢ方式の半透過型液晶表示装置では、液晶層（ＬＣ）を挟んで、一対のガラス基板（ＳＵＢ１，ＳＵＢ２）が設けられる。図１１に示す半透過型液晶表示装置では、ガラス基板（ＳＵＢ２；ＣＦ基板ともいう。）の主表面側が観察側となっている。
ガラス基板（ＳＵＢ２）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ２）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、ブラックマトリクス（ＢＭ）および赤・緑・青のカラーフィルタ層（ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ）、平坦化膜（ＯＣ）、段差形成層（ＭＲ）、対向電極（ＣＯＭ；共通電極ともいう）、配向膜（ＡＬ２）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）と、偏光板（ＰＯＬ２）が形成される。
なお、前述までの説明では、本発明を、ＩＰＳ方式の半透過型液晶表示装置に適用した実施例について説明したが、本発明は、これに限定されず、図１１に示すＥＣＢ方式の半透過型液晶表示装置、あるいは、図１２に示すＶＡ方式の半透過型液晶表示装置にも適用可能である。
図１１は、従来のＥＣＢ方式の半透過型液晶表示装置の要部断面構造を示す断面図である。ＥＣＢ方式の半透過型液晶表示装置では、液晶層（ＬＣ）を挟んで、一対のガラス基板（ＳＵＢ１，ＳＵＢ２）が設けられる。図１１に示す半透過型液晶表示装置では、ガラス基板（ＳＵＢ２；ＣＦ基板ともいう。）の主表面側が観察側となっている。
ガラス基板（ＳＵＢ２）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ２）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、ブラックマトリクス（ＢＭ）および赤・緑・青のカラーフィルタ層（ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ）、平坦化膜（ＯＣ）、段差形成層（ＭＲ）、対向電極（ＣＯＭ；共通電極ともいう）、配向膜（ＡＬ２）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）と、偏光板（ＰＯＬ２）が形成される。
また、ガラス基板（ＳＵＢ１；ＴＦＴ基板ともいう。）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ１）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、絶縁膜（ＰＡＳ４）、ゲート絶縁膜（ＧＩ）、走査線（ゲート線ともいう）（ＧＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ３）、映像線（ソース線またはドレイン線ともいう、図示しない。）（ＤＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ１）、画素電極（ＰＩＸ）、配向膜（ＡＬ１）、反射電極（ＲＡＬ）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）、偏光板（ＰＯＬ１）が形成される。
図１１に示す半透過型液晶表示装置では、ガラス基板（ＳＵＢ１）側に、平面状の画素電極（ＰＩＸ）が形成され、ガラス基板（ＳＵＢ２）側に、対向電極（ＣＯＭ）が平面状に共通に形成されており、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）との間に形成される縦電界により液晶層（ＬＣ）を配向変化させる。液晶層（ＬＣ）は、初期配向は水平配向であり、縦電界により電界方向に配列する。
ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）と偏光板（ＰＯＬ１）とが配置され、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、位相差板（ＲＥＴ２）と偏光板（ＰＯＬ２）とが配置されており、透過部１３０および反射部１３１は、位相差板（ＲＥＴ１，ＲＥＴ２）と液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示する。
図１１に示す半透過型液晶表示装置では、ガラス基板（ＳＵＢ１）側に、平面状の画素電極（ＰＩＸ）が形成され、ガラス基板（ＳＵＢ２）側に、対向電極（ＣＯＭ）が平面状に共通に形成されており、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）との間に形成される縦電界により液晶層（ＬＣ）を配向変化させる。液晶層（ＬＣ）は、初期配向は水平配向であり、縦電界により電界方向に配列する。
ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）と偏光板（ＰＯＬ１）とが配置され、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、位相差板（ＲＥＴ２）と偏光板（ＰＯＬ２）とが配置されており、透過部１３０および反射部１３１は、位相差板（ＲＥＴ１，ＲＥＴ２）と液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示する。
図１２は、従来のＶＡ方式の半透過型液晶表示装置の要部断面構造を示す断面図である。ＶＡ方式の半透過型液晶表示装置では、液晶層（ＬＣ）を挟んで、一対のガラス基板（ＳＵＢ１，ＳＵＢ２）が設けられる。図１２に示す半透過型液晶表示装置では、ガラス基板（ＳＵＢ２；ＣＦ基板ともいう。）の主表面側が観察側となっている。
ガラス基板（ＳＵＢ２）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ２）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、ブラックマトリクス（ＢＭ）および赤・緑・青のカラーフィルタ層（ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ）、平坦化膜（ＯＣ）、段差形成層（ＭＲ）および配向制御突起（ＤＰＲ）、対向電極（ＣＯＭ；共通電極ともいう）、配向膜（ＡＬ２）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）と、偏光板（ＰＯＬ２）が形成される。
また、ガラス基板（ＳＵＢ１；ＴＦＴ基板ともいう。）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ１）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、絶縁膜（ＰＡＳ４）、ゲート絶縁膜（ＧＩ）、走査線（ゲート線ともいう）（ＧＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ３）、映像線（ソース線またはドレイン線ともいう、図示しない。）（ＤＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ１）、画素電極（ＰＩＸ）、配向膜（ＡＬ１）、反射電極（ＲＡＬ）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）、偏光板（ＰＯＬ１）が形成される。
ガラス基板（ＳＵＢ２）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ２）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、ブラックマトリクス（ＢＭ）および赤・緑・青のカラーフィルタ層（ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ）、平坦化膜（ＯＣ）、段差形成層（ＭＲ）および配向制御突起（ＤＰＲ）、対向電極（ＣＯＭ；共通電極ともいう）、配向膜（ＡＬ２）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）と、偏光板（ＰＯＬ２）が形成される。
また、ガラス基板（ＳＵＢ１；ＴＦＴ基板ともいう。）の液晶層側には、ガラス基板（ＳＵＢ１）から液晶層（ＬＣ）に向かって順に、絶縁膜（ＰＡＳ４）、ゲート絶縁膜（ＧＩ）、走査線（ゲート線ともいう）（ＧＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ３）、映像線（ソース線またはドレイン線ともいう、図示しない。）（ＤＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ１）、画素電極（ＰＩＸ）、配向膜（ＡＬ１）、反射電極（ＲＡＬ）が形成される。なお、ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）、偏光板（ＰＯＬ１）が形成される。
図１２に示す半透過型液晶表示装置では、基板（ＳＵＢ１）側に、平面状の画素電極（ＰＩＸ）が形成され、ガラス基板（ＳＵＢ２）側に、対向電極（ＣＯＭ）が平面状に共通に形成されており、画素電極（ＰＩＸ）と対向電極（ＣＯＭ）との間に形成される縦電界により液晶層（ＬＣ）を配向変化させる。液晶層（ＬＣ）は初期配向は垂直配向であり、縦電界により基板に対して平行になるように液晶分子が倒れて配列する。なお、液晶分子が倒れる方向は配向方向を制御するための手段、例えば、配向制御突起（ＤＰＲ）により制御する。
ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）と偏光板（ＰＯＬ１）とが配置され、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、位相差板（ＲＥＴ２）と偏光板（ＰＯＬ２）とが配置されており、透過部１３０および反射部１３１は、位相差板（ＲＥＴ１，ＲＥＴ２）と液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示する。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
ガラス基板（ＳＵＢ１）の外側には、位相差板（ＲＥＴ１）と偏光板（ＰＯＬ１）とが配置され、ガラス基板（ＳＵＢ２）の外側には、位相差板（ＲＥＴ２）と偏光板（ＰＯＬ２）とが配置されており、透過部１３０および反射部１３１は、位相差板（ＲＥＴ１，ＲＥＴ２）と液晶層（ＬＣ）の複屈折性を利用して光の明暗を表示する。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
１０，ＬＣ 液晶層
２１ 走査配線
２３ 共通配線
２８，ＰＩＸ 画素電極
２９ 共通電極
３１，３２，ＳＵＢ１，ＳＵＢ２ ガラス基板
３３，３４，３５，ＡＬ１〜ＡＬ３ 配向膜
３６，ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ カラーフィルタ
３７，ＯＣ 平坦化膜
３８ 内蔵位相板
４１，４２，ＰＯＬ１，ＰＯＬ２ 偏光板
４３ 光拡散層
５１,５２，５３，ＰＡＳ１〜ＰＡＳ４ 絶縁膜
６１ 透過光
６２ 反射光
１３０ 透過部
１３１ 反射部
ＧＩ ゲート絶縁膜
ＢＭ ブラックマトリクス
ＭＲ 段差形成層
ＤＰＲ 配向制御突起
ＲＡＬ 反射電極
ＲＥＴ 内蔵位相差膜
ＧＬ 走査線（ゲート線）、
ＤＬ 映像線（ドレイン線またはソース線）
ＣＯＭ 対向電極
２１ 走査配線
２３ 共通配線
２８，ＰＩＸ 画素電極
２９ 共通電極
３１，３２，ＳＵＢ１，ＳＵＢ２ ガラス基板
３３，３４，３５，ＡＬ１〜ＡＬ３ 配向膜
３６，ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ カラーフィルタ
３７，ＯＣ 平坦化膜
３８ 内蔵位相板
４１，４２，ＰＯＬ１，ＰＯＬ２ 偏光板
４３ 光拡散層
５１,５２，５３，ＰＡＳ１〜ＰＡＳ４ 絶縁膜
６１ 透過光
６２ 反射光
１３０ 透過部
１３１ 反射部
ＧＩ ゲート絶縁膜
ＢＭ ブラックマトリクス
ＭＲ 段差形成層
ＤＰＲ 配向制御突起
ＲＡＬ 反射電極
ＲＥＴ 内蔵位相差膜
ＧＬ 走査線（ゲート線）、
ＤＬ 映像線（ドレイン線またはソース線）
ＣＯＭ 対向電極
Claims (8)
- 一対の基板と、
前記一対の基板間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、
前記液晶表示パネルは、複数のサブピクセルを有し、
前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、透過部と反射部とを有し、
前記一対の基板のうち一方の基板は、前記一方の基板上に形成された遮光膜およびカラーフィルタと、
前記遮光膜および前記カラーフィルタ上に形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜上に形成され、前記透過部と前記反射部にまたがって形成される位相差膜用の配向膜と、
前記位相差膜用の配向膜上で、前記各サブピクセルの前記反射部に対応する部分に形成される位相差膜と、
前記位相差膜上に形成され、前記位相差膜を覆うと共に、前記位相差膜用の配向膜の前記位相差膜が形成されていない部分をも覆う保護膜と、
前記位相差膜が形成された領域の前記保護膜上に形成された柱状スペーサとを有し、
前記保護膜は、前記柱状スペーサ製造プロセスにおいて使用される紫外線照射から前記位相差膜と前記位相差膜用の配向膜とを保護することを特徴とする液晶表示装置。 - 一対の基板と、
前記一対の基板間に挟持される液晶とを有する液晶表示パネルを備え、
前記液晶表示パネルは、複数のサブピクセルを有し、
前記複数のサブピクセルの各サブピクセルは、透過部と反射部とを有し、
前記一対の基板のうち一方の基板は、前記一方の基板上に形成された遮光膜およびカラーフィルタと、
前記遮光膜および前記カラーフィルタ上に形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜上で、前記各サブピクセルの前記反射部に対応する部分に形成される位相差膜と、
前記位相差膜上に形成され、前記位相差膜を覆うと共に、前記平坦化膜の前記位相差膜が形成されていない部分をも覆う保護膜と、
前記位相差膜が形成された領域の前記保護膜上に形成された柱状スペーサとを有し、
前記平坦化膜は、前記位相差膜用の配向膜を兼用し、
前記保護膜は、前記柱状スペーサ製造プロセスにおいて使用される紫外線照射から前記位相差膜と前記平坦化膜とを保護することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記位相差膜が形成された領域の前記保護膜上に形成される段差形成層を有し、
液晶を配向させる配向膜が、前記保護膜上と共に、前記段差形成層上に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。 - 前記位相差膜は、高分子液晶材料で構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
- 前記遮光膜は、少なくとも前記各サブピクセルの前記透過部と前記反射部の境界領域に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
- 前記一対の基板のうち前記一方の基板とは異なる他方の基板上に画素電極と対向電極とが形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
- 前記対向電極上には層間絶縁膜が形成され、
前記画素電極は、前記層間絶縁膜上に形成されることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。 - 前記対向電極の前記反射部に対応する部分は、反射電極を構成することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の液晶表示装置。
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