JP4580188B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に反射及び透過の両モードでの表示が可能な半透過型の液晶表示装置及びその製造方法に関する。

近年、アクティブマトリクス型の液晶表示装置において、軽量化、薄型化及び低消費電力化の実現できる反射型液晶表示装置が注目されている。現在、反射型液晶表示装置として実用化されているのは、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶を用いた一枚偏光板方式である（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。しかし、一枚偏光板方式の反射型液晶表示装置は、周囲の明るさにより視認性が大きく左右されるため、明るさの暗い環境下においては視認性が極めて低下してしまうという問題を有している。

一方、透過型液晶表示装置は、バックライトユニットを光源として使用するため消費電力は高いが、暗い環境下においてもコントラストが高く視認性が高いという特徴を有する。しかし、透過型液晶表示装置は、明るい環境下においては著しく視認性が低下するため、反射型液晶表示装置よりも表示品位が悪くなるという問題を有している。

反射型及び透過型の液晶表示装置が有する上記問題を改善する技術として、反射型液晶表示装置とフロントライトユニットとを組み合わせたフロントライト方式の液晶表示装置や、画素電極に半透過反射膜を用いた半透過型液晶表示装置（例えば、特許文献３参照）等がある。しかし、フロントライト方式の液晶表示装置は、暗い環境下では透過型液晶表示装置よりコントラスト比が低くなってしまうという問題を有するとともに、明るい環境下ではフロントライトユニットの導光板での光吸収によって通常の反射型液晶表示装置より表示が暗くなってしまうという問題を有している。

一方、上記の半透過型液晶表示装置の半透過反射膜には、一般に膜厚３０ｎｍ程度のアルミニウム（Ａｌ）薄膜等の金属薄膜が用いられる。ところが、金属薄膜は光吸収係数が大きいため、光利用効率が低くなってしまうという問題がある。さらに、大面積で均一な膜厚の金属薄膜を形成するのは極めて困難であるため、膜厚のばらつきにより半透過反射膜の透過率の面内ばらつきが大きくなってしまうという問題がある。

上記問題を解決する技術として、光を反射する反射電極の形成された反射領域と、光を透過させる透明電極の形成された透過領域とを画素毎に有する半透過型液晶表示装置がある（例えば、特許文献４参照）。この半透過型液晶表示装置によれば、反射及び透過の両モードで比較的高いコントラスト比で明るい表示が得られ、透過率の面内ばらつきも生じない。

ところが半透過型液晶表示装置においては、透過モードでの表示では光が液晶層を１回しか通過しないのに対し、反射モードでの表示では光が液晶層を２回通過することになる。特許文献４に記載された構成では、透過領域と反射領域とでセル厚（液晶層厚）及び液晶の配向がほぼ同じであるため、光が液晶層を２回通過することを考慮した反射領域の実質的なリタデーションは、透過領域のリタデーションの約２倍になる。反射モード及び透過モードの一方で良好な表示が得られるようにセル厚を設定すると、他方では明度やコントラスト比が低下してしまう。したがって、反射モード及び透過モードの双方で良好な表示を得ることはできないという問題がある。

上記問題を解決する技術として、反射領域と透過領域とで異なるセル厚を有するデュアルギャップ方式の半透過型液晶表示装置がある（例えば、特許文献５参照）。図２６は、この半透過型液晶表示装置の画素の断面構成を示している。図２６では、画素領域の透過領域Ｔを左側に示し、反射領域Ｒを右側に示している。図２６に示すように、半透過型液晶表示装置は、対向配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板１０２及び対向基板１０４と、両基板１０２、１０４間に封止された液晶１０６とを有している。また、両基板１０２、１０４を挟んで、一対の偏光子１８６、１８７が配置されている。ＴＦＴ基板１０２は、ガラス基板１１０上に形成された透明な画素電極１１６を有している。反射領域Ｒの画素電極１１６上には、反射領域Ｒのセル厚ｄＲを透過領域Ｔのセル厚ｄＴより薄くするため、膜厚２μｍ程度の平坦化膜１３４が形成されている。平坦化膜１３４上には反射電極１１７が形成されている。一方、対向基板１０４は、ガラス基板１１１上に形成された透明な共通電極１４２を有している。

同一画素内では、液晶１０６に印加される電圧がほぼ同一であるので、透過領域Ｔの液晶分子１０８Ｔと反射領域Ｒの液晶分子１０８Ｒとはほぼ同一の傾斜角度で傾斜する。したがって、透過領域Ｔの屈折率異方性ΔｎＴと反射領域Ｒの屈折率異方性ΔｎＲとはほぼ同一になる（ΔｎＴ≒ΔｎＲ）。一方、反射領域Ｒのセル厚ｄＲは透過領域Ｔのセル厚ｄＴより薄くなっており（ｄＴ＞ｄＲ）、例えばセル厚ｄＲはセル厚ｄＴの１／２程度になっている（ｄＴ≒２・ｄＲ）。これにより、反射領域Ｒの実質的なリタデーションと透過領域Ｔのリタデーションとがほぼ一致し、反射モード及び透過モードの双方で十分な明度やコントラスト比が得られるようになる。

ところがこの半透過型液晶表示装置は、反射領域Ｒに平坦化膜１３４を形成する必要があるため製造プロセスが煩雑になり、製造コストが増加してしまうという問題を有している。また、この半透過型液晶表示装置では、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間でセル厚が異なるため、液晶１０６の応答速度が異なってしまう。さらに、平坦化膜１３４の膜厚は透過領域Ｔのセル厚の約半分であるため、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間の境界には比較的大きい段差が形成される。この段差は、液晶１０６の配向不良の原因になるとともに、配向膜を塗布形成する際に液溜まりが生じる原因になってしまう。

また、上記の半透過型液晶表示装置のセル厚の維持に球状スペーサを用いる場合、球状スペーサの粒径を反射領域Ｒ及び透過領域Ｔのうち一方の領域のセル厚に合わせると、その球状スペーサが他方の領域に配置された場合に所望のセル厚が得られなくなってしまう。このように、デュアルギャップ方式の半透過型液晶表示装置は、セル厚の制御が困難であるという問題を有している。

さらに、反射領域Ｒと透過領域Ｔとにおける光路の違いによって、反射及び透過の両表示モードの間で色純度が異なってしまうという問題がある。すなわち、透過領域ＴではＣＦ層を１回通過するのに対して、反射領域ＲではＣＦ層を２回通過するため相対的に透過率が低下する。このため、反射モードでの表示の際に明るい表示が得られるようにＣＦ層の色純度を調整すると、透過モードでの表示の際の色純度が極めて低くなり淡い表示となる。逆に、透過モードでの表示の際に良好な表示が得られるようにＣＦ層の色純度を調整すると、反射モードでの表示の際の透過率が低くなり極めて暗い表示となる。これを改善するために、反射領域Ｒと透過領域ＴでＣＦ層の色純度を異ならせる技術が特許文献６に開示されている。上記技術では、透過領域Ｔには全面にＣＦ層を設け、反射領域Ｒには部分的にＣＦ層を形成することによって色純度の補正が行われている。しかし、この技術では、ＣＦ層を部分的に形成することにより生じる段差を平坦化する工程が新たに必要になる。このため、通常のＣＦ層を有する対向基板１０４を作製する工程よりも製造プロセスが増加し、液晶表示装置の製造コストが増加してしまう。

特開平５−２３２４６５号公報 特開平８−３３８９９３号公報 特開平７−３３３５９８号公報 特開平１１−２８１９７２号公報 特許第３３８０４８２号公報 特許第３４１０６６４号公報 特開２００２−２９６５８５号公報

本発明の目的は、反射及び透過の両モードで優れた表示特性の得られる半透過型の液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。

上記目的は、対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に封止された液晶と、前記一対の基板の一方側からの光を反射する反射領域と、前記一対の基板の他方側からの光を前記一対の基板の一方側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、前記液晶に混入された重合性成分が紫外線により重合して前記一対の基板との界面近傍の一部に形成され、前記画素領域内の前記液晶を部分的に配向制御する紫外線硬化物とを有することを特徴とする液晶表示装置によって達成される。

本発明によれば、反射及び透過の両モードで優れた表示特性の得られる半透過型の液晶表示装置を実現できる。

〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について図１乃至図９を用いて説明する。本実施の形態では、反射領域Ｒのセル厚と透過領域Ｔのセル厚とを異ならせるのではなく、反射領域Ｒの液晶が光に与える変調作用と透過領域Ｔの液晶が光に与える変調作用とを異ならせている。図１は、本実施の形態による半透過型液晶表示装置の原理を示す画素の断面図である。図１では、画素領域の透過領域Ｔを左側に示し、反射領域Ｒを右側に示している。図１に示すように、半透過型液晶表示装置は、対向配置されたＴＦＴ基板２及び対向基板４と、両基板２、４間に封止された液晶６とを有している。液晶６は例えば負の誘電率異方性を有し、電圧無印加時に基板面にほぼ垂直に配向している。また、ＴＦＴ基板２及び対向基板４を挟んで、一対の偏光子８６、８７が配置されている。偏光子８６、８７としては、共に直線偏光子が用いられるか、共に円偏光子（直線偏光子及び１／４波長板）が用いられるか、あるいは直線偏光子と円偏光子との組合せ（一方に直線偏光子、他方に円偏光子）が用いられる。ＴＦＴ基板２は、ガラス基板１０上の画素領域毎に形成された透明電極１６を有している。反射領域Ｒの透明電極１６上には、反射電極１７が形成されている。対向基板４は、ガラス基板１１上のほぼ全面に形成された透明な共通電極４２を有している。これにより、図中の矢印で示すように、透過領域ＴではＴＦＴ基板２側からの光を透過させ、反射領域Ｒでは対向基板４側からの光を反射するようになっている。

本実施の形態では、透過領域Ｔと反射領域Ｒとの間で液晶６に対する配向制御能力が異なり、透過領域Ｔの液晶分子８Ｔは、電圧が印加されたときに反射領域Ｒの液晶分子８Ｒより大きく傾斜するようになっている。これにより、透過領域Ｔの屈折率異方性ΔｎＴが反射領域Ｒの屈折率異方性ΔｎＲより大きくなり（ΔｎＴ＞ΔｎＲ）、例えば屈折率異方性ΔｎＲは屈折率異方性ΔｎＴの１／２程度になる（ΔｎＴ≒２・ΔｎＲ）。また本実施の形態では、透過領域Ｔのセル厚ｄＴと反射領域Ｒのセル厚ｄＲとがほぼ同一（ｄＴ≒ｄＲ）か、あるいはセル厚ｄＴがセル厚ｄＲより薄くなっている（ｄＴ＜ｄＲ）。
本実施の形態によれば、反射領域Ｒの実質的なリタデーションと透過領域Ｔのリタデーションとがほぼ一致し、反射モード及び透過モードの双方で十分な明度やコントラスト比が得られるようになる。

上記の原理を実現するための本実施の形態による液晶表示装置の第１の基本構成について説明する。本基本構成では、上記のように透過領域Ｔと反射領域Ｒとの間で液晶６に対する配向制御能力を異ならせるために、液晶６とＴＦＴ基板２との界面近傍及び液晶６と対向基板４との界面近傍（以下、単に「基板界面」という）の一部に部分的に紫外線硬化物が形成される。例えば紫外線硬化物は、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒのいずれか一方の基板界面に形成される。紫外線硬化物は、例えば配向膜とともに、液晶を配向制御する配向制御層として機能する。図２は、基板界面の一部に紫外線硬化物を形成する方法を示している。ここでは、垂直配向膜の形成された垂直配向モードの液晶表示装置について説明するが、これに限定される訳ではなく、他の配向モードにおいても同様に適用可能である。図２（ａ）に示すように、ＴＦＴ基板２上の全面に配向膜（垂直配向膜）３６を塗布形成し、対向基板４上の全面に配向膜３７を塗布形成する。次に、ＴＦＴ基板２と対向基板４とを貼り合わせ、光重合性成分であるモノマー５０が混入された液晶６を両基板２、４間に封止する。次に、部分的に遮光パターンの形成された遮光マスク５４を介して液晶６に紫外（ＵＶ）光を照射する。これにより、図２（ｂ）に示すように、ＵＶ光が照射された領域Ｂではモノマー５０が重合し、基板界面に紫外線硬化物５２が形成される。このとき、遮光された領域Ａ中のモノマー５０の多くも領域Ｂの紫外線硬化物５２中に取り込まれている。なお、液晶６に混入するモノマー５０は１種類に限らず２種以上の混合系でもよい。ただし、そのうちの１種は、二官又はそれ以上の光官能基を有するのが望ましい。紫外線硬化物５２は液晶６を配向制御する機能を有するため、紫外線硬化物５２の形成された領域Ｂと紫外線硬化物５２の形成されていない領域Ａとの間で、印加電圧に対する液晶６のスイッチング特性を変えることができる。すなわち、上記の原理を実現するためには、画素領域のうちの反射領域Ｒに紫外線硬化物５２を形成すればよい。

図３は、基板界面に紫外線硬化物５２を形成する方法の他の例を示している。図３（ａ）に示すように、基板面に対し斜め方向（入射角θ）に入射するようにＵＶ光を液晶６に照射し、紫外線硬化物５２を形成する。斜め方向に入射した光により形成された紫外線硬化物５２は、基板面に垂直な方向から当該斜め方向に若干傾斜した方向に液晶分子を配向させるようになる。これにより、図３（ｂ）に示すように、電圧が印加されたときの液晶分子８の傾斜方向（図中太矢印で示す）が規定されるとともに、図２（ｂ）の領域Ｂのように基板面に垂直にＵＶ光を入射させたときと比較して、印加電圧に対する液晶６のスイッチング特性が変化する。所定の遮光マスクを用い、領域により異なる入射角θでＵＶ光を照射して紫外線硬化物５２を形成することによって、液晶６のスイッチング特性を領域により異ならせることも可能である。

次に、本実施の形態による液晶表示装置の第２の基本構成について説明する。図４は、紫外線硬化物を形成する方法を示している。上記第１の基本構成では、配向膜３６、３７がそれぞれ基板全面に塗布形成され、紫外線硬化物５２が配向膜３６、３７上に部分的に形成される例である。これに対し本基本構成では、図４（ａ）に示すように配向膜（垂直配向膜）３６、３７が部分的に塗布形成され、図４（ｂ）に示すように紫外線硬化物５２は基板界面全体に形成される。配向膜３６、３７が塗布形成されていない領域Ｂにおいても、紫外線硬化物５２を形成することによって、液晶分子８を垂直配向させることが可能である。配向膜３６、３７の形成されていない領域Ｂでは、紫外線硬化物５２のみによって液晶分子８が束縛されることになるため、極角アンカリング強度が極めて弱くなる。このため、液晶分子８がスイッチングし易い状態となる。一方、配向膜３６、３７の形成された領域Ａでは、配向膜３６、３７に加えて紫外線硬化物５２によっても液晶分子８が束縛されるため、極角アンカリング強度が極めて強くなる。このため、液晶分子８がスイッチングし難い状態となる。本基本構成では、このように液晶６のスイッチング特性を領域により異ならせることも可能である。

紫外線硬化物５２を形成する光重合性モノマー５０には、液晶６にダメージを与えないような光に対して十分な反応を示すこと、及び形成された紫外線硬化物５２の液晶６に対する配向規制力が時間によって変化しないことという２つの条件が要求される。これらの特性が不十分であるとパネルの焼付き等の不良が生じる。上記の条件を満たすためには、モノマー５０が環構造を含む環式化合物である必要があり、中でも環構造としてベンゼン環を含むのが望ましいことが分かった。それに加え、環構造と光反応基との間にスペーサ（−ＣＨ_２−）を含まない方が望ましい。
以下、本実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について、具体的実施例を用いて説明する。

（実施例１−１）
実施例１−１の液晶表示装置とそれに対する比較例の液晶表示装置とを作製した。まず、図５に示す比較例の液晶表示装置を以下のように作製した。図５に示すように、透明電極１６上の全面にＡｌ膜をスパッタリングにより成膜してパターニングし、図中右半分の領域に反射電極１７を形成した。次に、ＪＳＲ社製ポリアミック酸材料を用いてＴＦＴ基板２及び対向基板４上の全面に配向膜３６、３７をそれぞれ塗布形成した。アンチパラレルラビングとなるように、両基板２、４をそれぞれ所定のラビング方向にラビングし、両基板２、４を貼り合わせて空セルを作製した。メルク社製のネガ型ネマティック液晶を空セルに注入した。ここで、セル厚は４．２μｍになるようにした。

次に、本実施例の液晶表示装置を以下のように作製した。上記の空セルと同様の空セルに、光重合性二官能モノマーを液晶に対して０．５ｗｔ％添加したものを注入した。その後、遮光マスクで透過領域Ｔを遮光し、反射領域Ｒに対して無偏光のＵＶ光を照射した。ＵＶ光の照射強度は２ｍＷ／ｃｍ^２とし、照射エネルギーは９０００ｍＪ／ｃｍ^２とした。これにより、反射領域Ｒの基板界面に紫外線硬化物５２を形成した。

図６は、印加電圧に対する透過率特性及び反射率特性を示すグラフである。図６（ａ）は比較例の液晶表示装置の特性を示し、図６（ｂ）は本実施例の液晶表示装置の特性を示している。図６（ａ）、（ｂ）の横軸は印加電圧（Ｖ）を表している。縦軸は透過率又は反射率の相対強度（ａ．ｕ．）を表し、透過率及び反射率の最大値をそれぞれ１としている。グラフ中の●印は透過率を表し、■印は反射率を表している。図６（ａ）に示すように、比較例の液晶表示装置では、印加電圧２Ｖ〜５Ｖの範囲で、電圧の増加とともに透過率が単調増加するのに対し、反射率は印加電圧３．３Ｖ付近にピークを有し、それを超えると電圧の増加とともに減少している。このため、印加電圧５Ｖのとき、透過率はほぼ最大値となるのに対し、反射率は最大値の１／５程度になってしまう。一方、図６（ｂ）に示すように、本実施例による液晶表示装置では、反射率特性を透過率特性にかなり近づけることができた。

（実施例１−２）
実施例１−２の液晶表示装置とそれに対する比較例の液晶表示装置とを作製した。本実施例及び比較例では、対向基板４側のガラス基板１１上にカラーフィルタ（ＣＦ）層４０を形成した。透過モードでの表示の際には光がＣＦ層４０を１回しか通過しないのに対し、反射モードでの表示の際には光がＣＦ層４０を２回通過することになるため、ＣＦ層４０は透過領域Ｔには膜厚ｄ１で形成され、反射領域Ｒには膜厚ｄ１のほぼ半分の膜厚ｄ２で形成されている（図７参照）。実施例１−１と同様にアンチパラレルラビングとなるように両基板２、４をラビングし、両基板２、４を貼り合わせて空セルを作製した。メルク社製のネガ型ネマティック液晶を空セルに注入し、比較例の液晶表示装置を作製した。ここで、透過領域Ｔのセル厚は４．２μｍになるようにした。

次に、上記と同様の空セルに、光重合性二官能モノマーを液晶に対して０．５ｗｔ％添加したものを注入した。次に、遮光マスクを用いずに、無偏光のＵＶ光を対向基板４側から全面に照射した。ＵＶ光の照射強度は２ｍＷ／ｃｍ^２とし、照射エネルギーは９０００ｍＪ／ｃｍ^２とした。図７は、ＵＶ光を照射する工程を示している。反射領域ＲではＣＦ層４０の膜厚ｄ２が比較的薄いため、照射されたＵＶ光はＣＦ層４０を透過し液晶６に入射する（図７の矢印ａ）。一方透過領域Ｔでは、膜厚ｄ１の厚いＣＦ層４０がマスクとして機能し、ＵＶ光は液晶６にほとんど入射しない。このため、反射領域Ｒには基板界面に紫外線硬化物が形成されていたが、透過領域Ｔには紫外線硬化物が形成されていなかった。以上の工程により、本実施例の液晶表示装置を作製した。

上記の比較例の液晶表示装置について透過率特性及び反射率特性を評価したところ、図６（ａ）に示した実施例１−１に対する比較例の液晶表示装置の特性とほぼ同様であった。ただし、本比較例の液晶表示装置では、反射領域ＲでのＣＦ層４０の膜厚ｄ２が薄い分だけ反射領域Ｒのセル厚が厚くなっているため、反射率と透過率の特性の差は若干大きくなる方向であった。本実施例の液晶表示装置では、図６（ｂ）に示した実施例１−１の液晶表示装置と同様に、反射率特性を透過率特性にかなり近づけることができた。以上のように、本実施例では、遮光マスクを用いずに反射領域Ｒのみに紫外線硬化物を形成でき、透過領域Ｔの光学特性を変化させずに反射領域Ｒの光学特性を変化させることができた。

（実施例１−３）
図８は、実施例１−３による液晶表示装置の製造方法を示している。本実施例では、図８（ａ）に示すように、透過領域Ｔには配向膜３６、３７を塗布形成せず、レジストを用いて線状突起（土手）４４を形成した。反射領域Ｒには配向膜３６、３７を塗布形成したが、ラビングは行わなかった。透過領域Ｔでのセル厚が４．２μｍになるように両基板２、４を貼り合わせ、空セルを作製した。

次に、光重合性二官能モノマーとアルキル鎖を有する単官能モノマーとを混合した混合物を、液晶に対して０．８ｗｔ％添加したものを空セルに注入した。次に、ＴＦＴ基板２側から基板面にほぼ垂直に入射するようにＵＶ光を照射した。ＵＶ光の照射強度は２ｍＷ／ｃｍ^２とし、照射エネルギーは９０００ｍＪ／ｃｍ^２とした。図８（ｂ）は、ＴＦＴ基板２側からＵＶ光を照射する工程を示している。図８（ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板２側からＵＶ光を照射することによって、透過領域Ｔでは液晶６にＵＶ光が入射するのに対し（図中矢印ｂ）、反射領域Ｒでは反射電極１７で遮光されるため液晶６にＵＶ光が入射しない。これにより、透過領域Ｔのみに紫外線硬化物が形成される。

続いて、対向基板４側から無偏光のＵＶ光を全面に照射する。図８（ｃ）は、対向基板４側からＵＶ光を照射する工程を示している。図８（ｃ）に示すように、ＵＶ光は基板面に対する入射角が４５°になるように照射する。ＵＶ光の照射強度は８ｍＷ／ｃｍ^２とし、照射エネルギーは９０００ｍＪ／ｃｍ^２とした。反射領域ＲではＣＦ層４０の膜厚ｄ２が比較的薄いため、照射されたＵＶ光はＣＦ層４０を透過し液晶６に入射する（図中矢印ｃ）。一方透過領域Ｔでは、膜厚ｄ１の厚いＣＦ層４０がマスクとして機能し、ＵＶ光は液晶６にほとんど入射しない。これにより、反射領域Ｒのみに紫外線硬化物が形成される。すなわち、透過領域Ｔには基板面に対してほぼ垂直に入射したＵＶ光により紫外線硬化物が形成され、反射領域Ｒには基板面に対して斜めに入射したＵＶ光により紫外線硬化物が形成されることになる。以上の工程により本実施例の液晶表示装置を作製した。

作製された液晶表示装置を評価したところ、透過領域Ｔでは配向膜３６、３７を形成していないにも関わらず、液晶分子が垂直配向されるとともに、通常のＭＶＡ方式の液晶表示装置と同様にスイッチングさせることができた。反射領域Ｒではラビング等の配向処理を施していないにも関わらず、液晶分子の電圧印加時の傾斜方向を規制することができた。さらに、反射率特性を透過率特性にかなり近づけることができた。

（実施例１−４）
図９は、実施例１−４による液晶表示装置の構成を示している。図９に示すように、配向膜３６、３７にはＪＳＲ社製ポリアミック酸材料を用い、アンチパラレルラビングとなるように両基板２、４をラビングした。両基板２、４を貼り合わせ、空セルを作製した。光重合性二官能モノマーを液晶に対し０．３ｗｔ％添加したものを空セルに注入した後、全面に無偏光のＵＶ光を照射した。ＵＶ光の照射強度は８ｍＷ／ｃｍ^２とし、照射エネルギーは９０００ｍＪ／ｃｍ^２とした。ここで、セル厚は４．２μｍとした。このとき、液晶に混入するモノマーとしてＡ〜Ｇの７種類の二官能モノマーを用い、ＡＣ１５Ｖｐｐの電圧を液晶に２４時間印加した後の液晶分子のプレチルト角の変化を調べた。その結果を表１に示す。なお、モノマーＧはモノマーＦより分子長が長いものとする。表１に示すように、モノマーＡ〜Ｅのように環構造を有する材料を用いた方がプレチルト角の変化が少ない。その中でも、モノマーＡ、Ｃのように環構造と光官能基との間にスペーサ（−ＣＨ_２−）の数が少ない（あるいは０）ものの方が、さらに良好な結果を示した。

次に、電圧保持率の測定結果の比較を表２に示す。表２に示すように、液晶にモノマーを混入して紫外線硬化物を形成することにより、紫外線硬化物を形成していない液晶表示装置よりも総じて高い電圧保持率が得られた。

以上説明したように、本実施の形態によれば、半透過型液晶表示装置、特にＶＡモードの液晶を用いた半透過型液晶表示装置において、反射領域Ｒのセル厚を透過領域Ｔのセル厚より薄くすることなく、反射及び透過の両モードで良好な表示特性が得られる。反射領域Ｒのセル厚と透過領域Ｔのセル厚とがほぼ同一であれば、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間の境界に大きい段差が形成されることがないため、液晶６の配向不良が生じることがなく、また球状スペーサを用いたセル厚の制御が容易になる。さらに、反射領域Ｒのみに平坦化膜を形成する必要がないため、製造プロセスが簡略化し、液晶表示装置の製造コストを低減できる。

また本実施の形態では、配向膜を形成せず、あるいは配向膜にラビングを行わずに液晶６を配向制御できるため、製造プロセスが簡略化するとともに製造歩留りが向上し、液晶表示装置の製造コストを低減できる。さらに本実施の形態では、配向膜及び紫外線硬化物を用いて液晶６の配向制御を行うことにより、配向膜だけを用いて液晶６の配向制御を行う従来の液晶表示装置よりも信頼性に優れた液晶表示装置を実現することも可能となる。

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について図１０乃至図１５を用いて説明する。従来、液晶モニタ等に広く用いられている透過型液晶表示装置は、室内等の比較的暗い環境下においては十分な視認性が得られるが、晴天の屋外等、明るい環境下においては光源からの光の影響により、視認性が著しく低下してしまうという問題を有している。一方、卓上型電子計算機（電卓）等に用いられている反射型液晶表示装置は、光源からの光を利用して表示を行うものであるため、明るい環境下においては十分な視認性が得られるという特徴を有する。その反面、暗い環境下では、表示に利用する光源からの光の強度が低いため、視認性が著しく低下してしまうという問題がある。このような状況から、近年、あらゆる環境下で十分な視認性が得られる必要のある機器（例えばモバイル機器など）に搭載可能な液晶表示装置として、反射型と透過型の両特性を併せ持つ反射透過型（半透過型）の液晶表示装置が着目されている。

しかしながら、半透過型液晶表示装置は、反射領域と透過領域の双方を画素領域毎に形成する必要があることに起因して、製造プロセスが複雑になるという問題を有する。図１０は、一般的な半透過型液晶表示装置の画素の断面構成を示している。図１０に示すように、半透過型液晶表示装置の製造プロセスが複雑化する第１の要因は、光を反射する反射電極１１７や、反射電極１１７に光散乱能を付与して光を散乱反射させるための凹凸層１２０を反射領域Ｒのみに選択的に形成する必要があることである。また第２の要因は、反射領域Ｒと透過領域Ｔとで光が液晶層を通る回数が異なるため、両領域Ｒ、Ｔで液晶層のリタデーション値を異ならせる必要があることである。従来、液晶層のリタデーション値を異ならせるためには、反射領域Ｒのみに平坦化膜１３４を形成し、反射領域Ｒのセル厚を透過領域Ｔのセル厚より薄くする必要があった。

上記第１の実施の形態では、紫外線硬化物を反射領域Ｒの基板界面に形成し、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔでの光の変調作用を互いに異ならせることによって、液晶層のリタデーション値を両領域Ｒ、Ｔで異ならせている。これにより、平坦化膜１３４の形成が不要になり、半透過型液晶表示装置の製造プロセスが比較的簡略化する。

しかしながら、第１の実施の形態によっても上記第１の要因を解消することはできない。例えば、反射電極１１７に光散乱能を付与するためには、表面に凹凸を有する凹凸層１２０を反射領域Ｒの反射電極１１７下層に選択的に形成する必要がある（特許文献１及び特許文献７参照）。このように、半透過型液晶表示装置は、反射型液晶表示装置や透過型液晶表示装置に比較すると、依然として製造プロセスが複雑になっている。

本実施の形態の目的は、反射及び透過の両モードで優れた表示特性が得られ、製造プロセスをさらに簡略化できる半透過型の液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。

図１１は、本実施の形態による液晶表示装置の原理を示している。図１１（ａ）は液晶６に混入したモノマーを重合化する前の状態を示し、図１１（ｂ）はモノマーを重合化して硬化物５６を形成した状態を示している。図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態では、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間で、モノマーの重合化により基板界面に形成される硬化物５６の形成状態を異ならせている。具体的には、反射領域Ｒでの硬化物５６を凹凸状に形成し、光散乱能を付与する。また、形成状態を異ならせることによって、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間で印加電圧に対する液晶６のリタデーションの変化を異ならせることもできた。

本実施の形態によれば、比較的単純で容易な製造プロセスによって、反射領域Ｒに光散乱能を付与できるとともに、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間で印加電圧に対する液晶６のリタデーションの変化を異ならせることができる。
以下、本実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について、具体的実施例を用いて説明する。

（実施例２−１）
まず、図１１（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、本実施の形態の実施例２−１について説明する。ガラス基板１０、１１には、日本電気硝子製のＯＡ−２を用いた。板厚は０．７ｍｍとした。一方の基板４には、透明電極である共通電極４２を全面に形成した。他方の基板２には、ほぼ平坦な反射面を有する反射電極１７を反射領域Ｒに形成し、透過領域Ｔに透明電極１６を形成した。透明電極４２、１６の形成材料にはＩＴＯを用い、反射電極１７の形成材料にはＡｌを用いた。透明電極４２上に配向膜３７を形成し、透明電極１６及び反射電極１７上に配向膜３６を形成した。配向膜３６、３７の形成材料としては、ＪＳＲ製のポリイミドを用いた。不図示のスペーサを介して両基板２、４を貼り合わせ、空セルを作製した。スペーサとしては、住友ファインケミカル製の樹脂スペーサを用いた。スペーサ径は４μｍとした。次いで、液晶と反応性モノマーの混合物を空セルに注入した。液晶材料には、メルク製のネガ型ネマチック液晶を用いた。反応性モノマーとしてはＵＶ光に反応して重合化する二官能モノマーを用い、これを液晶に対して０．６％混合した。

液晶とモノマーの混合物を注入したセルにＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を照射してモノマーをポリマー化し、液晶配向を規制する硬化物５６を基板界面に形成した。その際、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間で、ＵＶ光の照射強度を異ならせた。透過領域Ｔでの照射強度は１ｍＷ／ｃｍ^２とし、反射領域Ｒでの照射強度は３０ｍＷ／ｃｍ^２とした。なお、照射時間を異ならせることにより、照射エネルギーは両領域Ｔ、Ｒ共に９０００ｍＪ／ｃｍ^２とした。以上の工程により、本実施例の液晶表示装置を作製した。

図１２は、本実施例の液晶表示装置の両領域Ｔ、Ｒの境界近傍を基板面にほぼ垂直に見た図である。図１２に示すように、高い照射強度（３０ｍＷ／ｃｍ^２）でＵＶ光を照射した図中上方の反射領域Ｒに、光散乱能を有する凹凸構造が形成されていることが確認できた。

ここで、ＵＶ光の照射強度と透過率特性（Ｔ−Ｖ特性）との関係を調べるために、反射電極１７を形成しないことを除き上記と同様の工程により液晶表示装置を作製した。すなわちこの液晶表示装置には反射領域Ｒが形成されず、透過領域Ｔ内のある領域Ａに照射強度３０ｍＷ／ｃｍ^２でＵＶ光が照射され、他の領域Ｂに照射強度１ｍＷ／ｃｍ^２でＵＶ光が照射される。図１３は、この液晶表示装置の領域Ａ、ＢのＴ−Ｖ特性を示している。横軸は印加電圧（Ｖ）を表し、縦軸は透過率（％）を表している。図１３に示すように、領域Ａと領域ＢとではＴ−Ｖ特性が異なり、高い照射強度でＵＶ光を照射した領域ＡのＴ−Ｖ曲線は、低い照射強度でＵＶ光を照射した領域ＢのＴ−Ｖ曲線より高電圧側にシフトしている。これは、領域Ａでのリタデーションが、領域Ｂでのリタデーションに比べて小さくなることを意味し、高い照射強度でＵＶ光を照射した領域Ａを反射領域Ｒとして用いるのに好ましい方向である。

したがって、反射領域Ｒに透過領域Ｔよりも高い照射強度でＵＶ光を照射することによって、反射領域Ｒに光散乱能を付与できるとともに、反射領域Ｒの実質的なリタデーションと透過領域Ｔのリタデーションとを近づけることができる。なお、本実施例では、反射電極１７の反射面をほぼ平坦としたが、表面に凹凸を形成してもよい。こうすることにより、反射電極１７表面の凹凸による散乱反射と、ポリマーからなる硬化物５６による散乱との相乗効果によって、より効果的に光を散乱させることができる。

（実施例２−２）
次に、本実施の形態の実施例２−２について説明する。図１４は、本実施例の液晶表示装置の構成を示している。図１４（ａ）は液晶６に混入したモノマーを重合化する前の状態を示し、図１４（ｂ）はモノマーを重合化して硬化物５６を形成した状態を示している。本実施例の液晶表示装置は、配向膜３６、３７を塗布形成していないことと、二官能モノマーとアルキル鎖を有する単官能モノマーとの混合物を液晶に対して２％添加したこととを除き、実施例２−１と同様である。本実施例の液晶表示装置では、モノマー反応によって基板界面に形成される硬化物５６のみによって、液晶配向が規制される。本実施例の液晶表示装置においても、実施例２−１と同様の光散乱能やＴ−Ｖ曲線の高電圧側へのシフトが確認できた。

（実施例２−３）
次に、本実施の形態の実施例２−３について説明する。図１５は、本実施例の液晶表示装置の構成を示している。図１５（ａ）は液晶６に混入したモノマーを重合化する前の状態を示し、図１５（ｂ）はモノマーを重合化して硬化物５６を形成した状態を示している。本実施例の液晶表示装置は、反射領域Ｒの反射電極１７上に、モノマーの反応を促進させる反応促進層５８が形成されている点を除き、実施例２−２と同様である。反応促進層５８として例えば光重合開始剤を含むＣＦ層を用いれば、一般的なカラー表示の反射透過型液晶表示装置と比較して製造プロセスが増加することがない。これにより、反射電極１７側に多くのポリマー（硬化物５６）が形成されるようになり、より効果的に光を散乱させることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、反射及び透過の両モードで優れた表示特性が得られる半透過型液晶表示装置を簡単な製造プロセスで作製することが可能となる。

〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置について図１６乃至図２５を用いて説明する。図１６は、本実施の形態による液晶表示装置の第１の基本構成を示している。図１６に示すように、ＴＦＴ基板２は、反射領域Ｒに反射電極１７を有している。反射電極１７上の基板全面には絶縁膜３０が形成されている。透過領域Ｔの絶縁膜３０上には、透明電極１６が形成されている。透明電極１６は、反射電極１７上の絶縁膜３０が開口されて形成されたコンタクトホール３２を介して、反射電極１７に電気的に接続されている。液晶６に電圧を印加する際には、透明電極１６と反射電極１７とが同電位になる。しかし反射領域Ｒでは、反射電極１７上に絶縁膜３０が形成されているため、絶縁膜３０での電圧ロスにより、液晶６にかかる実効電圧は透過領域Ｔの液晶６にかかる実効電圧よりも低くなる。これにより、反射領域Ｒの閾値電圧は、透過領域Ｔよりも高くなる。本基本構成では、反射領域Ｒの実質的なリタデーションと透過領域Ｔのリタデーションとを近づけ、反射率特性（Ｒ−Ｖ特性）とＴ−Ｖ特性とを近づけるようになっている。

図１７は、本実施の形態による液晶表示装置の第２の基本構成を示している。図１７に示すように、透過領域Ｔに形成された透明電極１６は、反射領域Ｒの一部にまで延在している。透過領域Ｔの透明電極１６と反射領域Ｒの透明電極１６とは、互いに電気的に接続されている。

図１８（ａ）〜（ｆ）は、反射電極１７及び透明電極１６を基板面に垂直に見た形状の例を示している。図１８（ａ）〜（ｆ）では、左側に反射領域Ｒを示し、右側に透過領域Ｔを示している。

図１８（ａ）に示す例では、反射領域Ｒのほぼ全域には反射電極１７が形成され、透過領域Ｔのほぼ全域には透明電極１６が形成されている。また透明電極１６は、反射領域Ｒの一部にまで延在している。反射領域Ｒの透明電極１６は、図中上下方向に延びる幹部１６ａと、幹部１６ａから分岐して斜め方向に延びる複数の枝部１６ｂとを有している。一部にのみ透明電極１６が形成された反射領域Ｒでは、ほぼ全域に透明電極１６が形成された透過領域Ｔよりも液晶６にかかる実効電圧が低くなるようになっている。また、反射領域Ｒでは、透明電極１６端部に生じる斜め電界により液晶分子が枝部１６ｂの延伸方向に沿って傾斜するため、液晶６を配向規制できるようになっている。このように、反射領域Ｒの一部に形成された透明電極１６は、飽和電圧や閾値特性などの光学特性を透過領域Ｔとの間で一致させるだけでなく、反射領域Ｒの液晶６を配向分割して反射表示の際の視野角特性を向上することも可能である。

図１８（ｂ）に示す例では、反射領域Ｒの透明電極１６は、反射領域Ｒのほぼ中央部から放射状に延びる複数の線状電極１６ｃを有している。反射領域Ｒでは、液晶分子が線状電極１６ｃの延伸方向に沿って傾斜するため、液晶６を配向規制できるようになっている。

図１８（ｃ）に示す例では、反射領域Ｒの透明電極１６は、マトリクス状に配列する複数の円形状の開口部１８ａを有している。反射領域Ｒでは、液晶分子が各開口部１８ａの中心から外側に向かって傾斜するため、液晶６を配向規制できるようになっている。開口部１８ａは、多角形状又は放射状等の他の形状を有していてもよい。

図１８（ｄ）に示す例では、反射領域Ｒの透明電極１６は、互いに並列して図中左右方向に延びる複数の直線状の開口部１８ｂを有している。反射領域Ｒでは、液晶分子が開口部１８ｂの延伸方向に沿って傾斜するため、液晶６を配向規制できるようになっている。

図１８（ｅ）に示す例では、透過領域Ｔの透明電極１６は、中心部に配置された長方形状のべた部１６ｄと、べた部１６ｄの外周部から外側に向かって斜めに櫛状に延びる櫛状部１６ｅとを有している。反射領域Ｒの透明電極１６は、反射領域Ｒの中央部に配置された開口部１８ｃと、開口部１８ｃを枠状に囲む枠状部１６ｆと、枠状部１６ｆの外周部から外側に向かって斜めに延びる櫛状部１６ｅとを有している。開口部１８ｃは、反射領域Ｒにおける透明電極１６の面積を透過領域Ｔの透明電極１６の面積よりも小さくして、反射領域Ｒの液晶６にかかる実効電圧を透過領域Ｔの液晶６にかかる実効電圧より低くするために設けられている。透過領域Ｔ及び反射領域Ｒでは、液晶分子が櫛状部１６ｅに沿って傾斜するため、液晶６を配向規制できるようになっている。このように、反射領域Ｒだけでなく透過領域Ｔの透明電極１６も液晶６を配向規制できるような形状で形成することによって、透過領域Ｔの液晶６を配向分割し、透過表示の際の視野角特性を改善することもできる。

図１８（ｆ）に示す例では、透過領域Ｔの透明電極１６は、べた部１６ｄと櫛状部１６ｅとを有している。反射領域Ｒの透明電極１６は、図中上下方向に長く延びる菱形状の菱形状電極１６ｋを複数有している。各菱形状電極１６ｋは、互いに電気的に接続されている。透過領域Ｔでは液晶分子が櫛状部１６ｅに沿って傾斜し、反射領域Ｒでは液晶分子が菱形状電極１６ｋの延伸方向に沿って傾斜するため、液晶６を配向規制できるようになっている。

図１９は、本実施の形態による液晶表示装置の第３の基本構成を示している。図１９に示すように、透過領域Ｔに形成された透明電極１６は、反射領域Ｒの一部にまで延在している。透明電極１６と反射電極１７とは、容量Ｃ１を介して接続されている。反射電極１７と共通電極４２との間に所定の交流電圧を印加することにより、液晶容量と容量Ｃ１との容量比に基づいて液晶６に所定の電圧が印加されるようになっている。また、一部にのみ透明電極１６が形成された反射領域Ｒでは、ほぼ全域に透明電極１６が形成された透過領域Ｔよりも液晶６にかかる実効電圧が低くなるようになっている。液晶６に電圧を印加する際には、透明電極１６と反射電極１７とが互いに異なる電位になる。反射領域Ｒの透明電極１６は、図１８（ａ）〜（ｆ）と同様の形状、あるいはその他の形状に形成される。

次に、本実施の形態による液晶表示装置の第４の基本構成について説明する。図２０は、本基本構成の前提となる半透過型液晶表示装置の構成を示している。図２０に示すように、ＴＦＴ基板２は、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒに形成された透明電極１６を有している。反射領域Ｒの透明電極１６上には、反射領域Ｒのセル厚を透過領域Ｔのセル厚より狭くするための樹脂層４８が形成されている。樹脂層４８の表面には凹凸が形成されている。樹脂層４８上には反射電極１７が形成されている。反射電極１７の表面には、樹脂層４８の表面に倣った凹凸が形成されている。反射電極１７と透明電極１６とは互いに電気的に接続されている。

一方、対向基板４は、透過領域Ｔのほぼ全域及び反射領域Ｒの一部に形成されたＣＦ層４０を有している。ＣＦ層４０を反射領域Ｒの全域でなく一部に形成することによって、反射及び透過の両表示モードの間で色純度を一致させるようになっている。ＣＦ層４０上の基板全面には平坦化膜４６が形成されている。平坦化膜４６上には共通電極４２が形成されている。

この半透過型液晶表示装置では、透過領域Ｔと反射領域Ｒとでセル厚が異なるため、液晶６の配向不良等が生じる。また、反射領域Ｒで一部が除去されたＣＦ層４０上を平坦化する平坦化膜４６が必要になるため、製造工程が増加してしまう。

図２１は、本実施の形態による液晶表示装置の第４の基本構成を示す断面図である。図２１に示すように、本基本構成の半透過型液晶表示装置は、ＴＦＴ基板２側にＣＦ層４０を備えたＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造を有している。反射領域Ｒには、樹脂層４８が形成されている。樹脂層４８の表面には凹凸が形成されている。樹脂層４８上には反射電極１７が形成されている。反射電極１７の表面には、樹脂層４８表面の凹凸に倣った凹凸が形成されている。反射領域Ｒの反射電極１７上及び透過領域Ｔには、絶縁性を有するＣＦ層４０が形成されている。ＣＦ層４０の表面はほぼ平坦になっている。透過領域ＴのＣＦ層４０上には透明電極１６が形成されている。透明電極１６は、ＣＦ層４０が開口されて形成されたコンタクトホール３２を介して反射電極１７に電気的に接続されている。反射領域ＲのＣＦ層４０の膜厚は、反射電極１７及び樹脂層４８の膜厚分だけ透過領域ＴのＣＦ層４０の膜厚より薄くなっている。樹脂層４８をＣＦ層４０の膜厚のほぼ半分の膜厚に形成することによって、反射領域ＲのＣＦ層４０の膜厚を透過領域ＴのＣＦ層４０の膜厚のほぼ半分にすることができる。液晶６としては、ＴＮモード、ＶＡモード、及びＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード等が用いられる。なお、透明電極１６を反射領域Ｒの一部にも所定の形状で形成し、液晶６を配向規制するようにしてもよい。また、反射電極１７よりも観察者側に光散乱部として前方散乱膜等を別途配置すれば、反射電極１７の表面を鏡面状に形成してもよい。

本基本構成では、ＣＦ層４０の表面はほぼ平坦に形成される。このため、ＣＦ層４０上にさらに平坦化膜４６を形成する必要がないので、製造工程が簡略化する。また、反射領域ＲのＣＦ層４０の膜厚を透過領域ＴのＣＦ層４０の膜厚より薄く形成できるため、反射及び透過の両表示モードの間で色純度をほぼ一致させることができる。
以下、本実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について具体的実施例を用いて説明する。

（実施例３−１）
まず、本実施の形態の実施例３−１による液晶表示装置について説明する。図２２は、本実施例による液晶表示装置の構成を示している。本実施例は、画素毎にＴＦＴを備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に、図１７及び図１８に示す構成を適用した場合の例である。図２２では、３画素分の構成を示している。図２２に示すように、ＴＦＴ基板２上には、走査信号を供給するゲートバスライン１２が図中上下方向に延びて形成されている。ゲートバスライン１２に絶縁膜（図示せず）を介して交差して、表示信号を供給するドレインバスライン１４が図中左右方向に延びて形成されている。両バスライン１２、１４の交差位置近傍には、ＴＦＴ２０が形成されている。ＴＦＴ２０のドレイン電極２１は、ドレインバスライン１４に電気的に接続されている。反射電極１７及び透明電極１６は、ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４に囲まれた領域に形成されている。反射電極１７は、反射領域Ｒのほぼ全域に、ＴＦＴ２０のソース電極２２と例えば同一層で一体的に形成されている。反射電極１７とソース電極２２とを同一層で形成することによって、液晶表示装置の製造工程が簡略化する。また反射電極１７は、蓄積容量の一方の電極として画素毎に形成される蓄積容量電極（中間電極）と一体的に形成することもできる。ただし、反射電極１７の表面に凹凸が形成されない場合には、偏光板等に前方散乱膜を別途設ける必要がある。

図中上下方向に配列する３つの画素領域のうち上方の画素領域では、透過領域Ｔの透明電極１６が、中心部に配置された長方形状のべた部１６ｄと、べた部１６ｄの外周部から外側に向かって斜めに櫛状に延びる櫛状部１６ｅとを有している。反射領域Ｒの透明電極１６は、反射領域Ｒの中央部に配置された開口部１８ｃと、開口部１８ｃを枠状に囲む枠状部１６ｆと、枠状部１６ｆの外周部から外側に向かって斜めに延びる櫛状部１６ｅとを有している。

中央の画素領域では、透明電極１６が、透過領域Ｔのほぼ全域に形成されるとともに、互いに並列して図中上下方向に延びる複数の直線状の開口部１８ｂを反射領域Ｒに有している。下方の画素領域では、透明電極１６が、透過領域Ｔのほぼ全域に形成されるとともに、図中上下方向に長く延び、互いに電気的に接続された複数の菱形状電極１６ｋを反射領域Ｒに有している。なお、本例では画素毎に異なる形状の透明電極１６を示しているが、透明電極１６の形状は各画素で同一であってももちろんよい。

（実施例３−２）
次に、本実施の形態の実施例３−２による液晶表示装置について説明する。上記の実施例３−１による液晶表示装置では、ゲートバスライン１２やドレインバスライン１４、ＴＦＴ２０等で遮光されることによる光学的ロスが大きくなってしまう場合がある。このため本実施例では、ゲートバスライン１２、ドレインバスライン１４、ＴＦＴ２０等に重なるように反射電極１７を配置している。

図２３（ａ）、（ｂ）は、本実施例による液晶表示装置の構成を示している。図２３（ａ）、（ｂ）では、図中中央に反射領域Ｒを示し、その両側に透過領域Ｔを示している。図２３（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施例では反射電極１７がＴＦＴ２０に重なるように配置されている。透明電極１６は透過領域Ｔのほぼ全域に形成されている。図２３（ａ）上方の画素領域では、反射領域Ｒの透明電極１６は、反射領域Ｒの中央部に配置された開口部１８ｃと、開口部１８ｃを枠状に囲む枠状部１６ｆと、枠状部１６ｆの外周部から外側に向かって斜めに延びる櫛状部１６ｅとを有している。図２３（ａ）下方の画素領域では、反射領域Ｒの透明電極１６は、上下方向に長い菱形が左右方向に複数接続された形状の開口部１８ｄを有している。また、図２３（ｂ）に示す画素領域では、反射領域Ｒの透明電極１６は、上下方向に長い菱形状の開口部１８ｅを複数有している。本実施例では光学的ロスの生じる領域が少ないため、光利用効率が高く、色再現範囲の広い高品位な半透過型液晶表示装置を実現できる。

（実施例３−３）
次に、本実施の形態の実施例３−３による液晶表示装置について説明する。図２４（ａ）は本実施例による液晶表示装置の１画素の構成を示し、図２４（ｂ）は図２４（ａ）のＡ−Ａ線で切断した液晶表示装置の断面構成を模式的に示している。図２４（ａ）、（ｂ）に示すように、画素領域は、図中左右方向に隣接する３つの領域に大まかに分割されている。画素領域のうち左側部分は反射領域Ｒになっている。中央部分及び右側部分は、それぞれ透過領域Ｔ１及びＴ２になっている。ガラス基板１０上の反射領域Ｒには、ＴＦＴ２０が形成されている。反射領域ＲのＴＦＴ２０上には、所定膜厚の樹脂層４８が形成されている。樹脂層４８上には反射電極１７が形成されている。反射電極１７は、コンタクトホール３２を介してＴＦＴ２０のソース電極２２（及び蓄積容量バスライン１９に対向配置される蓄積容量電極）に電気的に接続されている。反射領域Ｒの反射電極１７上及び透過領域Ｔ１及びＴ２には、ＣＦ層４０が形成されている。ＣＦ層４０の表面はほぼ平坦になっている。ＣＦ層４０の反射領域Ｒでの膜厚は、透過領域Ｔ１、Ｔ２での膜厚の例えば半分になっている。

ＣＦ層４０上には透明電極１６が形成されている。透明電極１６は、透過領域Ｔ１、Ｔ２にそれぞれ形成された電極ユニット１６ｈと、反射領域Ｒに形成され、電極ユニット１６ｈより電極面積の小さい電極ユニット１６ｉと、隣接する電極ユニット１６ｈ、１６ｉ間を接続する接続電極１６ｇとを有している。透過領域Ｔ１、Ｔ２の電極ユニット１６ｈは、中心部に配置されたべた部１６ｄと、べた部１６ｄの外周部から外側に向かって斜めに櫛状に延び、液晶６を配向規制する櫛状部１６ｅとを有している。反射領域Ｒの電極ユニット１６ｉは、反射領域Ｒのほぼ中央部から放射状に延びる複数の線状電極１６ｊを有している。電極ユニット１６ｉは、例えば「＊」字状に形成されている。透明電極１６は、反射領域Ｒのほぼ中心部に形成されたコンタクトホール３２を介し、反射電極１７に電気的に接続されている。反射領域Ｒ、透過領域Ｔ１、Ｔ２のそれぞれ中心部の対向基板４側には、液晶６を配向規制する点状突起４５が形成されている。点状突起４５を設けることにより、画素領域内で液晶６の配向方位を複数に分割する配向分割がラビングレスで実現される。本実施例によれば、光利用効率が高く、色再現範囲の広い高品位な半透過型液晶表示装置が実現できる。

（実施例３−４）
次に、本実施の形態の実施例３−４による液晶表示装置について説明する。図２５は、本実施例による液晶表示装置の構成及びその製造方法を示している。図２５（ａ）に示すように、本実施例による液晶表示装置のＴＦＴ基板２は、反射領域Ｒに形成された反射電極１７と、反射電極１７上の基板全面に形成された絶縁膜（平坦化膜）３０と、絶縁膜３０上の反射領域Ｒ及び透過領域Ｔのほぼ全域（あるいは反射領域Ｒの一部と透過領域Ｔのほぼ全域）に形成された透明電極１６とを有している。本実施例では、ＴＦＴ基板２と対向基板４とを貼り合せ、アクリレート等の光重合性モノマーを添加した液晶６を両基板２、４間に注入する。次に、透明電極１６と共通電極４２との間に所定の電圧Ｖ１を印加しながら、透過領域Ｔを遮光する遮光マスク５４ａを介して反射領域ＲにＵＶ光を照射する。これにより、反射領域Ｒの液晶６中に添加された光重合性モノマーが重合し、反射領域Ｒの基板界面に液晶６を配向制御するポリマー層が形成される。

次に、図２５（ｂ）に示すように、透明電極１６と共通電極４２との間に電圧Ｖ１より高い電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）を印加しながら、反射領域Ｒを遮光する遮光マスク５４ｂを介して透過領域ＴにＵＶ光を照射する。これにより、透過領域Ｔの液晶６中に添加された光重合性モノマーが重合し、透過領域Ｔの基板界面にポリマー層が形成される。このように、互いに異なる電圧印加条件下で反射領域Ｒと透過領域ＴとにそれぞれＵＶ光を照射することによって、ポリマー層の液晶６に対する配向制御能力を異ならせることができ、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔでの液晶６の閾値特性を制御できる。これにより、反射及び透過の両表示モードでの光学特性を近づけることができる。

（実施例３−５）
次に、本実施の形態の実施例３−５による液晶表示装置について説明する。本実施例では、例えば実施例３−１乃至３−３と同様の電極構成を有するＴＦＴ基板２及び対向基板４を、両基板２、４の対向面に配向膜を形成せずに貼り合わせる。続いて、光重合性モノマーを添加した液晶６を注入し、透明電極１６と共通電極４２との間に所定の電圧を印加しながらＵＶ光を照射する。これにより、基板界面にポリマー層が形成される。液晶６にかかる実効電圧は反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間で異なるため、形成されたポリマー層の液晶６に対する配向制御能力は反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間で異なる。これにより、反射領域Ｒ及び透過領域Ｔでの液晶６の閾値特性を制御でき、反射及び透過の両表示モードでの光学特性を近づけることができる。本実施例によれば、配向膜を塗布する工程を削減できるため、液晶表示装置の製造プロセスをさらに簡略化できる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、半透過型液晶表示装置、特にＶＡモードの液晶６を用いた半透過型液晶表示装置において、反射領域Ｒのセル厚と透過領域Ｔのセル厚とをほぼ同一にしても、反射及び透過の両モードで良好な表示特性が得られる。したがって、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間の境界に大きい段差が形成されることがないため、液晶６の配向不良が生じることがなく、また球状スペーサを用いたセル厚の制御が容易になる。また、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間で液晶６の応答速度がほぼ一致する。さらに、反射領域Ｒのみに平坦化膜を形成する必要がないため、製造プロセスが簡略化し、液晶表示装置の製造コストを低減できる。

以上説明した第１の実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方側からの光を反射する反射領域と、前記一対の基板の他方側からの光を前記一対の基板の一方側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、
前記液晶に混入された重合性成分が紫外線により重合して前記一対の基板との界面近傍の一部に形成され、前記画素領域内の前記液晶を部分的に配向制御する紫外線硬化物と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置において、
前記紫外線硬化物は、前記反射領域又は前記透過領域のいずれか一方に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方側からの光を反射する反射領域と、前記一対の基板の他方側からの光を前記一対の基板の一方側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、
前記一対の基板と前記液晶との界面近傍に形成され、部分的に異なる配向制御能力で前記画素領域内の前記液晶を配向制御する配向制御層と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記４）
付記３記載の液晶表示装置において、
前記配向制御層は、前記液晶に混入された重合性成分が紫外線により重合して形成された紫外線硬化物と、前記基板表面に塗布形成された配向膜とを含むこと
を特徴とする液晶表示装置。
（付記５）
付記３又は４に記載の液晶表示装置において、
前記配向制御能力は、前記反射領域と前記透過領域との間で異なること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記６）
付記１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記反射領域のセル厚は、前記透過領域のセル厚にほぼ等しいこと
を特徴とする液晶表示装置。
（付記７）
付記１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記反射領域のセル厚は、前記透過領域のセル厚より厚いこと
を特徴とする液晶表示装置。
（付記８）
付記１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記紫外線硬化物は、環構造を有する環式化合物を含むこと
を特徴とする液晶表示装置。
（付記９）
付記１乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板と前記液晶との界面近傍のうち少なくとも一部に、前記液晶を配向制御する配向膜が塗布形成されていないこと
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１０）
対向配置された一対の基板の一方側からの光を反射する反射領域と、前記一対の基板の他方側からの光を前記一対の基板の一方側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域を有する液晶表示装置の製造方法であって、
紫外線により重合する重合性成分を含む液晶を前記一対の基板間に封止し、
部分的に遮光パターンの形成された遮光マスクを介して前記液晶に紫外線を照射し、
前記重合性成分を重合させて、前記一対の基板と前記液晶との界面近傍の一部に紫外線硬化物を形成すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
（付記１１）
対向配置された一対の基板の一方側からの光を反射する反射領域と、前記一対の基板の他方側からの光を前記一対の基板の一方側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域を有する液晶表示装置の製造方法であって、
紫外線により重合する重合性成分を含む液晶を前記一対の基板間に封止し、
前記液晶の一部に、前記基板面に対して斜め方向に入射するように紫外線を照射し、
前記重合性成分を重合させて、前記一対の基板との界面近傍の一部に紫外線硬化物を形成すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。

以上説明した第２の実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法は、以下のようにまとめられる。
（付記１２）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方側からの光を反射する反射領域と、前記一対の基板の他方側からの光を前記一対の基板の一方側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、
前記液晶に混入された重合性成分が紫外線により重合して前記反射領域及び前記透過領域に形成され、光を散乱させる光散乱能を前記反射領域に付与する紫外線硬化物と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記１３）
付記１２記載の液晶表示装置において、
前記透過領域の前記紫外線硬化物は第１の照射強度の紫外線により形成され、
前記反射領域の前記紫外線硬化物は、前記第１の照射強度よりも高い第２の照射強度の紫外線により形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１４）
付記１３記載の液晶表示装置において、
前記反射領域に形成された反射電極は、ほぼ平坦な反射面を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１５）
付記１２乃至１４のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記紫外線硬化物は、印加電圧に対する前記液晶のリタデーションの変化を前記反射領域と前記透過領域とで異ならせること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１６）
付記１２乃至１５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記反射領域は、前記重合性成分の反応を促進させる反応促進層を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１７）
付記１６記載の液晶表示装置において、
前記反応促進層は、重合開始剤を含有するカラーフィルタ層であること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１８）
付記１２乃至１７のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板と前記液晶との界面近傍のうち少なくとも一部に、前記液晶を配向制御する配向膜が塗布形成されていないこと
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１９）
対向配置された一対の基板の一方側からの光を反射する反射領域と、前記一対の基板の他方側からの光を前記一対の基板の一方側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域を有する液晶表示装置の製造方法であって、
紫外線により重合する重合性成分を含む液晶を前記一対の基板間に封止し、
前記反射領域の前記液晶と前記透過領域の前記液晶とに所定の照射条件で紫外線をそれぞれ照射して前記重合性成分を重合させ、
光散乱能を前記反射領域に付与する紫外線硬化物を形成すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
（付記２０）
付記１９記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記照射条件は、前記反射領域での照射強度が前記透過領域での照射強度より高いこと
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。

以上説明した第３の実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記２１）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方側からの光を反射する反射領域と、前記一対の基板の他方側からの光を前記一対の基板の一方側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、
前記一対の基板の他方の前記反射領域に形成された反射電極と、
前記反射電極上及び前記透過領域に形成された絶縁膜と、
前記透過領域の前記絶縁膜上に形成された透明電極と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記２２）
付記２１記載の液晶表示装置において、
前記透明電極は、前記反射領域の一部にまで延在していること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記２３）
付記２２記載の液晶表示装置において、
前記透明電極は、少なくとも前記反射領域で前記液晶の配向規制が可能な形状を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記２４）
付記２２又は２３に記載の液晶表示装置において、
前記透明電極は、少なくとも前記反射領域に、所定形状の開口部を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記２５）
付記２４記載の液晶表示装置において、
前記所定形状は、直線状、放射状、多角形状、又は円形状であること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記２６）
付記２４又は２５に記載の液晶表示装置において、
前記開口部は、前記反射領域のみに形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記２７）
付記２１乃至２６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記絶縁膜は、カラーフィルタ層を含むこと
を特徴とする液晶表示装置。
（付記２８）
付記２１乃至２７のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記反射電極及び前記透明電極は、互いに電気的に接続されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記２９）
付記２１乃至２７のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記反射電極及び前記透明電極は、容量を介して互いに接続されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３０）
付記２９記載の液晶表示装置において、
前記反射電極の電位及び前記透明電極の電位は互いに異なること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３１）
付記２１乃至３０のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記反射電極は、光を散乱反射する凹凸状の反射面を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３２）
付記２１乃至３０のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記反射電極はほぼ平坦な反射面を有し、
光を散乱させるために前記反射電極より前記一対の基板の一方側に配置された光散乱部をさらに有していること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３３）
付記２１乃至３２のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、前記画素領域内で複数に配向分割されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３４）
付記２１乃至３３のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記液晶に混入された重合性成分が紫外線により重合して前記一対の基板との界面近傍に形成され、前記反射領域と前記透過領域との間で互いに異なる配向制御能力で前記液晶を配向制御する紫外線硬化物をさらに有すること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３５）
付記３４記載の液晶表示装置において、
前記紫外線硬化物は、前記反射領域の前記液晶と前記透過領域の前記液晶とに互いに異なる電圧を印加しながら紫外線をそれぞれ照射して形成されること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３６）
付記３４又は３５に記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板と前記液晶との界面近傍のうち少なくとも一部に、前記液晶を配向制御する配向膜が塗布形成されていないこと
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３７）
付記２１乃至３６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
複数のバスラインと、前記複数のバスラインの交差位置近傍に配置された薄膜トランジスタとをさらに有し、
前記反射電極は、前記バスライン上又は前記薄膜トランジスタ上に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３８）
付記２１乃至３６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
複数のバスラインと、前記複数のバスラインの交差位置近傍に配置された薄膜トランジスタとをさらに有し、
前記反射電極は、前記薄膜トランジスタのソース電極と一体的に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３９）
付記１乃至９又は１２乃至１８又は２１乃至３８のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記液晶は負の誘電率異方性を有し、電圧無印加時に前記基板面にほぼ垂直に配向すること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記４０）
付記１乃至９又は１２乃至１８又は２１乃至３９のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板を挟んで一対の偏光子が配置され、
前記一対の偏光子は、共に直線偏光子、共に円偏光子、又は直線偏光子と円偏光子との組合せであること
を特徴とする液晶表示装置。

本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の原理を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の第１の基本構成を示す図である。 紫外線硬化物を形成する方法の他の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の第２の基本構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態の実施例１−１に対する比較例の液晶表示装置の構成を示す図である。 印加電圧に対する透過率特性及び反射率特性を示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態の実施例１−２の液晶表示装置にＵＶ光を照射する工程を示す図である。 本発明の第１の実施の形態の実施例１−３の液晶表示装置の製造方法を示す図である。 本発明の第１の実施の形態の実施例１−４の液晶表示装置の構成を示す図である。 一般的な半透過型液晶表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置の原理を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の実施例２−１の液晶表示装置の構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の実施例２−１の液晶表示装置のＴ−Ｖ特性を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態の実施例２−２の液晶表示装置の構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の実施例２−３の液晶表示装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置の第１の基本構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置の第２の基本構成を示す図である。 反射電極及び透明電極の形状の例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置の第３の基本構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置の第４の基本構成の前提となる液晶表示装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置の第４の基本構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態の実施例３−１による液晶表示装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態の実施例３−２による液晶表示装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態の実施例３−３による液晶表示装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態の実施例３−４による液晶表示装置の製造方法を示す図である。 従来の半透過型液晶表示装置の断面構成を示す図である。

符号の説明

２ ＴＦＴ基板
４ 対向基板
６ 液晶
８、８Ｒ、８Ｔ 液晶分子
１０、１１ ガラス基板
１２ ゲートバスライン
１４ ドレインバスライン
１６ 透明電極
１６ａ 幹部
１６ｂ 枝部
１６ｃ 線状電極
１６ｄ べた部
１６ｅ 櫛状部
１６ｆ 枠状部
１６ｇ 接続電極
１６ｈ、１６ｉ 電極ユニット
１６ｊ 線状電極
１６ｋ 菱形状電極
１７ 反射電極
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ 開口部
１９ 蓄積容量バスライン
２０ ＴＦＴ
２１ ドレイン電極
２２ ソース電極
３０ 絶縁膜
３２ コンタクトホール
３４ 開口部
３６、３７ 配向膜
４０ ＣＦ層
４２ 共通電極
４４ 線状突起
４５ 点状突起
４６ 平坦化膜
４８ 樹脂層
５０ モノマー
５２ 紫外線硬化物
５４、５４ａ、５４ｂ 遮光マスク
５６ 硬化物
５８ 反応促進層
８６、８７ 偏光子

Claims (2)

1. 対向配置された一対の基板と、
   前記一対の基板間に封止された液晶と、
   前記一対の基板の一方側からの光を反射する反射領域と、前記一対の基板の他方側からの光を前記一対の基板の一方側に透過させる透過領域とをそれぞれ備えた複数の画素領域と、
   前記一対の基板と前記液晶との界面近傍に形成され、部分的に異なる配向制御能力で前記画素領域内の前記液晶を配向制御する配向制御層とを有し、
   前記配向制御層は、前記液晶に混入された重合性成分が紫外線により重合して前記界面近傍の全体に形成された紫外線硬化物と、前記基板表面の前記反射領域のみに塗布形成された配向膜とを含むこと
   を特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記紫外線硬化物は、環構造を有する環式化合物を含むこと
   を特徴とする液晶表示装置。