JP5169339B2 - リターデイション基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半透過型液晶表示装置に適用可能な光学技術に関する。

液晶表示装置は、薄型、軽量及び低消費電力などの特徴を有している。そのため、近年、携帯機器及びテレビジョン受像機などの固定機器での利用が急速に増加している。

液晶表示装置の一部、例えば、携帯機器に搭載される液晶表示装置には、屋内照明環境及び暗所で高い視認性を達成するだけでなく、太陽などの高輝度光源のもとでも高い視認性を達成することが望まれる。半透過型液晶表示装置は、そのような要望に応える表示装置であって、多くの携帯機器に搭載されている。

半透過型液晶表示装置は、各画素が透過表示部と反射表示部とを含んでいる。半透過型液晶表示装置の多くは、透過表示部では、透明導電層を背面電極として使用しており、反射表示部では、金属又は合金層を背面電極の一部として使用している。また、透過表示部ではカラーフィルタの着色層を１回透過した光を表示に利用するのに対し、反射表示部ではカラーフィルタの着色層を２回透過した光を表示に利用する。そのため、通常、反射表示部には、透過表示部と比較して、透過率がより高い着色層を設置している。半透過型液晶表示装置は、このような構成を採用しているため、透過型及び反射型の双方の方式で多色画像を表示することが可能である。

ところで、半透過型液晶表示装置では、四分の一波長板などの波長板を使用している。例えば、液晶セルと前面側の直線偏光板との間に四分の一波長板としてのリターデイションフィルムを設置すると共に、液晶セルと背面側の直線偏光板との間に四分の一波長板としてのリターデイションフィルムを更に設置する。即ち、反射表示部及び透過表示部の双方で、液晶層に円偏光が入射する構成を採用している。

この構成を採用した半透過型液晶表示装置では、反射表示部と透過表示部とでセルギャップを等しいままとした場合、反射表示部で最大のコントラスト比が得られる設計を採用すると、透過表示部では、明表示時に、液晶層に入射した光の半分近くが前面側の偏光板に吸収されてしまい、透過表示の明るさやコントラスト比が損なわれるという問題があった。

このような問題に関し、特許文献１には、液晶セルにリターデイションフィルムを貼り付ける代わりに、液晶セルの内部にパターニングされたリターデイション層を設置することが記載されている。具体的には、液晶セルの内部であって、反射表示部のみに、高分子液晶からなるリターデイション層と任意の有機絶縁層とを設けて、反射表示部におけるセルギャップを透過表示部におけるセルギャップと比較してより小さくする。

なお、このリターデイション層、即ち固体化液晶層は、例えば、ラビング処理を施した配向膜上に高分子液晶層及び感光性樹脂層を順次形成し、フォトリソグラフィを利用して感光性樹脂層をパターニングし、パターニングした感光性樹脂層をマスクとして用いて高分子液晶層をエッチングすることにより得る。或いは、この固体化液晶層は、ラビング処理を施した配向膜上に液晶性モノマーからなる層を形成し、この層の一部のみを露光して液晶モノマーを重合させ、これを現像処理に供することにより得る。

この技術によれば、四分の一波長板としての固体化液晶層を形成し、反射表示部及び透過表示部の各々におけるセルギャップを最適化すれば、透過表示と反射表示との双方で高いコントラスト比を達成することができる。そして、原理的には、有機絶縁層を使用しなくても、四分の一波長板としての固体化液晶層を形成し、反射表示部及び透過表示部の各々におけるセルギャップを最適化することは可能である。

しかしながら、多くの場合、四分の一波長板としての固体化液晶層は、反射表示部におけるセルギャップを最適化する厚さを有していない。即ち、現実的には、反射表示部において最適なセルギャップを達成するには、上記の有機絶縁層を形成し、その厚さを最適化するしかない。
特開２００４−４４９４号公報

本発明の目的は、各々がパターニングされた固体化液晶層と有機絶縁層との積層構造を形成することなしに、優れた表示性能を有する半透過型液晶表示装置を実現することにある。

本発明の一側面によると、基板上に固体化液晶層を形成することを含み、前記固体化液晶層の形成は、前記基板上に支持され、光重合性又は光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが配向構造を形成している液晶材料層の少なくとも２つの領域を異なる露光量で露光して、前記液晶材料層中に、前記サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物を含んだ第１領域と、前記重合又は架橋生成物と未反応化合物としての前記サーモトロピック液晶化合物とを含み、前記重合又は架橋生成物の含有率が前記第１領域と比較してより低い第２領域とを形成することとを含んだ第１露光プロセスと、その後、前記液晶材料層を前記サーモトロピック液晶化合物が液晶相から等方相へと変化する相転移温度と等しい温度以上に加熱して、少なくとも前記第２領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させることを含んだ熱処理プロセスと、前記配向の程度を低下させたまま、残留する前記未反応化合物の含有率が前記第１領域と前記第２領域とで異なるように、前記第１及び第２領域の少なくとも一方を露光して、前記未反応化合物の一部を重合及び／又は架橋させることを含んだ第２露光プロセスと、その後、前記未反応化合物を現像液に溶解させることを含んだ現像プロセスとを含んだことを特徴とするリターデイション基板の製造方法が提供される。

本発明によると、各々がパターニングされた固体化液晶層と有機絶縁層との積層構造を形成することなしに、優れた表示性能を有する半透過型液晶表示装置を実現することができる。

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示す液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１に示す液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、図１に示す液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、図１乃至図５に示す液晶表示装置が含んでいるアレイ基板を概略的に示す平面図である。図６は、図１乃至図５に示す液晶表示装置が含んでいるカラーフィルタ層を概略的に示す平面図である。図７は、図１乃至図５に示す液晶表示装置が含んでいるカラーフィルタ基板を概略的に示す平面図である。

図１乃至図５に示す液晶表示装置は、アクティブマトリクス駆動方式を採用した半透過型液晶表示装置である。この液晶表示装置は、アレイ基板１０と対向基板２０と液晶層３０と一対の偏光板（図示せず）とバックライト（図示せず）とを含んでいる。

アレイ基板１０は、基板１１０を含んでいる。基板１１０は、ガラス板又は樹脂板などの光透過性基板である。

基板１１０の一方の主面上には、画素回路（図示せず）と走査線（図示せず）と信号線（図示せず）と画素電極とが形成されている。

画素回路は、各々が薄膜トランジスタなどのスイッチング素子を含んでいる。画素回路は、基板１１０上でマトリクス状に配列している。

走査線は、画素回路の行に対応して配列している。各画素回路の動作は、走査線から供給される走査信号によって制御される。

信号線は、画素回路の列に対応して配列している。各画素電極は、画素回路を介して信号線に接続されている。

各画素電極は、互いに電気的に接続された透明電極１５０Ｔと反射電極１５０Ｒとを含んでいる。透明電極１５０Ｔは、反射電極１５０Ｒと向き合っていない非重複部を含んでいる。各画素のうち、この非重複部に対応した部分が透過表示部であり、反射電極１５０Ｒに対応した部分が反射表示部である。

透明電極１５０Ｔは、透明導電体からなる。透明導電体としては、例えば、インジウム錫酸化物及び錫酸化物などの透明導電性酸化物を使用することができる。

反射電極１５０Ｒは、金属又は合金からなる。金属又は合金としては、例えば、アルミニウム、銀又はそれらの合金を使用することができる。

反射電極１５０Ｒは、透明電極１５０Ｔ上に形成されている。これにより、反射電極１５０Ｒと透明電極１５０Ｔとを電気的に接続している。その代わりに、反射電極１５０Ｒ上に透明電極１５０Ｔを形成してもよい。或いは、他の導電体を介して、反射電極１５０Ｒと透明電極１５０Ｔとを電気的に接続してもよい。

画素電極は、配向膜１６０で被覆されている。配向膜１６０は、例えば垂直配向膜である。配向膜１６０の材料としては、例えば、ポリイミドなどの透明樹脂層を使用することができる。ここでは、一例として、配向膜１６０の表面はほぼ平坦であるとする。

対向基板２０は、基板２１０を含んでいる。基板２１０は、配向膜１６０と向き合っている。基板２１０は、ガラス板又は樹脂板などの光透過性基板である。

基板２１０の配向膜１６０との対向面には、カラーフィルタ層２２０と固体化液晶層２３０と対向電極２５０と配向膜２６０とがこの順に形成されている。

カラーフィルタ層２２０は、基板２１０の一方の主面上で配列した複数の単位領域を含んでいる。各単位領域は、先の主面上で配列した第１乃至第３着色領域を含んでいる。

第１乃至第３着色領域は、カラーフィルタ層２２０に白色光を照射したときにスペクトルが異なる光を透過させる。例えば、カラーフィルタ層２２０に白色光を照射したときに、第１着色領域が透過させる光のスペクトルは、第３着色領域が透過させる光のスペクトルと比較して最大の透過率を示す波長がより短い。そして、この白色光を照射したときに、第２着色領域が透過させる光のスペクトルは、第３着色領域が透過させる光のスペクトルと比較して最大の透過率を示す波長がより長い。ここでは、一例として、白色光を照射したときに、第１着色領域は青色光を透過させ、第２着色領域は赤色光を透過させ、第３着色領域は緑色光を透過させるとする。

第１着色領域は、一部の透明電極１５０Ｔと向き合っている。第１着色領域は、Ｙ方向に各々が延び、Ｘ方向に配列した複数の帯状パターンを形成している。なお、Ｘ方向及びＹ方向は、基板２１０の上記主面に平行であり且つ互いに交差する方向である。また、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向である。

第１着色領域は、透過表示用の領域２２０Ｔａと、反射表示用の領域２２０Ｒａとを含んでいる。領域２２０Ｔａは、透明電極１５０Ｔのうち反射電極１５０Ｒで被覆されていない部分と向き合った領域である。領域２２０Ｒａは、反射電極１５０Ｒと向き合った領域である。

領域２２０Ｒａは、領域２２０Ｔａと比較して透過率がより高い。領域２２０Ｒａ及び２２０Ｔａは、例えば、異なる材料からなる着色層である。或いは、領域２２０Ｒａは、開口が設けられていない着色層であり、領域２２０Ｔａは、開口が設けられ、領域２２０Ｒａと同一の材料からなる着色層である。

第２着色領域は、他の一部の透明電極１５０Ｔと向き合っている。第２着色領域は、Ｙ方向に各々が延び、Ｘ方向に配列した複数の帯状パターンを形成している。第２着色領域が形成している各帯状パターンは、第１着色領域が形成している帯状パターンの１つとＸ方向に隣り合っている。

第２着色領域は、透過表示用の領域２２０Ｔｂと、反射表示用の領域２２０Ｒｂとを含んでいる。領域２２０Ｔｂは、透明電極１５０Ｔのうち反射電極１５０Ｒで被覆されていない部分と向き合った領域である。領域２２０Ｒｂは、反射電極１５０Ｒと向き合った領域である。

領域２２０Ｒｂは、領域２２０Ｔｂと比較して透過率がより高い。領域２２０Ｒｂ及び２２０Ｔｂは、例えば、異なる材料からなる着色層である。或いは、領域２２０Ｒｂは、開口が設けられていない着色層であり、領域２２０Ｔｂは、開口が設けられ、領域２２０Ｒｂと同一の材料からなる着色層である。

第３着色領域は、残りの透明電極１５０Ｔと向き合っている。第３着色領域は、Ｙ方向に各々が延び、Ｘ方向に配列した複数の帯状パターンを形成している。第３着色領域が形成している各帯状パターンは、第１着色領域が形成している帯状パターンの１つ及び第２着色領域が形成している帯状パターンの１つとＸ方向に隣り合っている。

第３着色領域は、透過表示用の領域２２０Ｔｃと、反射表示用の領域２２０Ｒｃとを含んでいる。領域２２０Ｔｃは、透明電極１５０Ｔのうち反射電極１５０Ｒで被覆されていない部分と向き合った領域である。領域２２０Ｒｃは、反射電極１５０Ｒと向き合った領域である。

領域２２０Ｒｃは、領域２２０Ｔｃと比較して透過率がより高い。領域２２０Ｒｃ及び２２０Ｔｃは、例えば、異なる材料からなる着色層である。或いは、領域２２０Ｒｃは、開口が設けられていない着色層であり、領域２２０Ｔｃは、開口が設けられ、領域２２０Ｒｃと同一の材料からなる着色層である。

第１着色領域が形成している帯状パターンと、第２着色領域が形成している帯状パターンと、第３着色領域が形成している帯状パターンとは、Ｘ方向に隣り合っている。即ち、第１乃至第３着色領域は、ストライプ配列を形成している。第１乃至第３着色領域は、他の配列を形成していてもよい。例えば、第１乃至第３着色領域は、正方配列又はデルタ配列を形成していてもよい。

固体化液晶層２３０は、リターデイション層である。固体化液晶層２３０は、サーモトロピック液晶化合物又は組成物を重合及び／又は架橋させてなる。

固体化液晶層２３０は、カラーフィルタ層２２０を間に挟んで基板２１０と向き合っている。

固体化液晶層２３０とカラーフィルタ層２２０との間には、配向膜が介在していてもよい。この配向膜としては、例えば、全面にラビング処理及び光配向処理などの配向処理を一様に施した樹脂層を使用することができる。この樹脂層としては、例えばポリイミド層を使用することができる。

固体化液晶層２３０は、基板２１０とカラーフィルタ層２２０との間に介在していてもよい。但し、カラーフィルタ層２２０が基板２１０と固体化液晶層２３０との間に介在した構造を採用した場合、ほぼ平坦な表面上にカラーフィルタ層２２０を形成することができる。

固体化液晶層２３０には、領域２２０Ｔａ乃至２２０Ｔｃに対応した位置に、即ち、透明電極１５０Ｔのうち反射電極１５０Ｒで被覆されていない部分に対応した位置に開口部が設けられている。具体的には、この固体化液晶層２３０には、領域２２０Ｔａ乃至２２０Ｔｃが形成している複数の行に対応して、各々がＸ方向に延び、Ｙ方向に配列した複数の開口部が設けられている。なお、反射電極１５０Ｒが透明電極１５０Ｔの中央部のみと向き合っている場合、固体化液晶層２３０には、例えば、１つの開口部を格子状に設ける。

固体化液晶層２３０は、Ｚ方向に垂直な方向に配列した複数の単位領域を含んでいる。これら単位領域は、各々が第１乃至第３着色領域からなる単位領域とそれぞれ向き合っている。各単位領域は、上述した開口部の一部と、Ｚ方向に垂直な方向に配列した領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃとを含んでいる。

領域２３０Ｒａは、固体化液晶層２３０のうち、着色領域２２０Ｒａに対応した反射表示用領域である。領域２３０Ｒａは、反射電極１５０Ｒと向き合っている。領域２３０Ｒａにおいて、メソゲンの配向の程度は略均一である。

ここで、或る領域の「メソゲンの配向の程度」は、その領域におけるメソゲンの配向度を意味する。メソゲンの配向度は、その領域の全体に亘って一定であってもよく、Ｚ方向に沿って変化していてもよい。例えば、或る領域においては、下面付近で配向度がより高く、上面付近で配向度がより低くてもよい。この場合、「メソゲンの配向の程度」は、メソゲンの配向度の厚さ方向についての平均を示す。或る領域が他の領域と比較して配向の程度がより大きいことは、それら領域の屈折率異方性を比較することにより確認することができる。

領域２３０Ｒａにおいて、メソゲンは配向構造を形成している。即ち、領域２３０Ｒａは、屈折率異方性を有している。

領域２３０Ｒｂは、固体化液晶層２３０のうち、着色領域２２０Ｒｂに対応した反射表示用領域である。領域２３０Ｒｂは、反射電極１５０Ｒと向き合っている。領域２３０Ｒｂにおいて、メソゲンの配向の程度は略均一である。

領域２３０Ｒｂにおいて、メソゲンは配向構造を形成している。即ち、領域２３０Ｒｂは、屈折率異方性を有している。

領域２３０Ｒｂは、領域２３０Ｒａとはメソゲンの配向の程度が異なっている。領域２３０Ｒｂは、領域２３０ａと同じ厚さを有していてもよいが、典型的には領域２３０ａとは異なる厚さを有している。例えば、領域２３０Ｒｂは、領域２３０Ｒａと比較して、より薄く且つメソゲンの配向の程度がより大きい。

領域２３０Ｒｃは、固体化液晶層２３０のうち、着色領域２２０Ｒｃに対応した反射表示用領域である。領域２３０Ｒｃは、反射電極１５０Ｒと向き合っている。領域２３０Ｒｃにおいて、メソゲンの配向の程度は略均一である。

領域２３０Ｒｃにおいて、メソゲンは配向構造を形成している。即ち、領域２３０Ｒｃは、屈折率異方性を有している。

領域２３０Ｒｃは、領域２３０Ｒａ及び２３０Ｒｂとはメソゲンの配向の程度が異なっている。また、領域２３０Ｒｃは、領域２３０ａ又は２３０Ｒｂと同じ厚さを有していてもよいが、典型的には領域２３０ａ及び２３０Ｒｂとは異なる厚さを有している。例えば、領域２３０Ｒｃは、領域２３０Ｒａと比較してより薄く且つメソゲンの配向の程度がより大きく、領域２３０Ｒｂと比較してより厚く且つメソゲンの配向の程度がより小さい。

ここでは、一例として、固体化液晶層２３０には、以下の構造を採用していることとする。即ち、領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃは一軸性であり、それらの遅相軸はＸ方向に平行であるとする。加えて、ここでは、領域２３０Ｒａのリターデイションは着色領域２２０Ｒａが透過させる光の中心波長の１／４であり、領域２３０Ｒｂのリターデイションは着色領域２２０Ｒｂが透過させる光の中心波長の１／４であり、領域２３０Ｒｃのリターデイションは着色領域２２０Ｒｃが透過させる光の中心波長の１／４であるとする。なお、或る色（透過光）の「中心波長」は、当該着色領域の透過率分光分布、各波長における視感度、及び入射する光の放射分光分布などから決定される、その色の知覚に最も大きな影響を及ぼす波長を意味し、概ね当該透過光のスペクトルが最大強度を示す波長となる。

対向電極２５０は、固体化液晶層２３０の上とカラーフィルタ層２２０の固体化液晶層２３０から露出した部分の上とに形成されている。対向電極２５０は、表示領域の全体に亘って広がった連続膜である。対向電極２５０の表面は、固体化液晶層２３０が形成している凹凸構造に対応した凹凸構造を有している。対向電極２５０は、例えば、上述した透明導電体からなる。

配向膜２６０は、対向電極２５０を被覆している。配向膜２６０は、例えば垂直配向膜である。配向膜２６０の表面は、対向電極２５０の表面の凹凸構造に対応した凹凸構造を有している。配向膜２６０の材料としては、例えば、ポリイミドなどの透明樹脂層を使用することができる。

なお、基板２１０とカラーフィルタ層２２０と固体化液晶層２３０とは、カラーフィルタ基板を構成している。カラーフィルタ基板は、他の構成要素を更に含んでいてもよい。例えば、カラーフィルタ基板は、対向電極２５０を更に含んでいてもよい。或いは、カラーフィルタ基板は、ブラックマトリクスを更に含んでいてもよい。

アレイ基板１０と対向基板２０とは、枠形状の接着剤層（図示せず）を介して貼り合わされている。アレイ基板１０と対向基板２０と接着剤層とは、中空構造を形成している。

液晶層３０は、液晶化合物又は液晶組成物からなる。この液晶化合物又は液晶組成物は、流動性を有しており、アレイ基板１０と対向基板２０と接着剤層とに囲まれた空間を満たしている。アレイ基板１０と対向基板２０と接着剤層と液晶層３０とは、液晶セルを形成している。

ここでは、一例として、液晶層３０が含んでいる液晶化合物は、棒状のメソゲンを含んだ誘電率異方性が負の液晶分子であり、電圧無印加時に液晶分子のメソゲンがＺ方向にほぼ平行に配向しているとする。また、電圧印加時には、液晶分子のメソゲンは、Ｚ方向に対してＸ方向又はＹ方向へ向けて傾くか又はＸ方向又はＹ方向にほぼ平行に配向しているとする。そして、電圧印加時における液晶層３０のリターデイションは、着色領域２２０Ｔａ乃至２２０Ｔｃに対応した位置では着色領域２２０Ｔｃが透過させる光の中心波長λ又はそれとほぼ等しい波長の１／２であり、着色領域２２０Ｒａに対応した位置では着色領域２２０Ｒａが透過させる光の中心波長λ又はそれとほぼ等しい波長の１／４であり、着色領域２２０Ｒｂに対応した位置では着色領域２２０Ｒｂが透過させる光の中心波長λ又はそれとほぼ等しい波長の１／４であり、着色領域２２０Ｒｃに対応した位置では着色領域２２０Ｒｃが透過させる光の中心波長λ又はそれとほぼ等しい波長の１／４であるとする。

偏光板は、液晶セルの両主面に貼り付けられている。ここでは、一例として、これら偏光板は、直線偏光板であり、それらの透過軸が直交し且つＸ方向に対して４５°の角度を為すように配置されているとする。

バックライトは、偏光板を間に挟んでアレイ基板１０と向き合っている。バックライトは、例えば、液晶セルに向けて白色光を照射する。

この液晶表示装置では、領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃの各々のリターデイションを任意に設定可能である。従って、例えば、領域２３０Ｒａに、白色光を照射したときに領域２２０Ｒａが透過させる光と主波長がほぼ等しい光に対する四分の一波長板としての役割を担わせることができる。そして、領域２３０Ｒｂに、白色光を照射したときに領域２２０Ｒｂが透過させる光と主波長がほぼ等しい光に対する四分の一波長板としての役割を担わせることができる。加えて、領域２３０Ｒｃに、白色光を照射したときに領域２２０Ｒｃが透過させる光と主波長がほぼ等しい光に対する四分の一波長板としての役割を担わせることができる。

また、この液晶表示装置では、領域２２０Ｔａ乃至２２０Ｔｃに対応した位置で固体化液晶層２３０を開口させている。即ち、この液晶表示装置では、リターデイション層は、領域２２０Ｒａ乃至２２０Ｒｃに対応した位置に設けられているが、領域２２０Ｔａ乃至２２０Ｔｃに対応した位置には設けられていない。

加えて、この液晶表示装置では、領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃの各々の厚さを任意に設定可能であり、領域２２０Ｔａ乃至２２０Ｔｃに対応した位置で固体化液晶層２３０を開口させている。それゆえ、領域２２０Ｔａ乃至２２０Ｔｃに対応した位置では、適当な寸法のスペーサを使用することにより、液晶層３０のリターデイションを任意に設定可能である。また、領域２２０Ｒａに対応した位置の各々では、スペーサの寸法を考慮して領域２２０Ｒａの厚さを適宜設定することにより、液晶層３０のリターデイションを任意に設定可能である。そして、領域２２０Ｒｂ及び２２０Ｒｃに対応した位置の各々でも、領域２２０Ｒａに対応した位置と同様に、液晶層３０のリターデイションを任意に設定可能である。

従って、領域２２０Ｔａ乃至２２０Ｔｃに対応した位置において、液晶層３０のリターデイションを、例えば、着色領域２２０Ｒａが透過させる光の中心波長λ又はそれとほぼ等しい波長の１／４とすることができる。着色領域２２０Ｒａに対応した位置では、液晶層３０のリターデイションを、例えば、着色領域２２０Ｒａが透過させる光の中心波長λ又はそれとほぼ等しい波長の１／４とすることができる。着色領域２２０Ｒｂに対応した位置では、液晶層３０のリターデイションを、例えば、着色領域２２０Ｒｂが透過させる光の中心波長λ又はそれとほぼ等しい波長の１／４とすることができる。そして、着色領域２２０Ｒｃに対応した位置では、液晶層３０のリターデイションを、例えば、着色領域２２０Ｒｃが透過させる光の中心波長λ又はそれとほぼ等しい波長の１／４とすることができる。

このように、この液晶表示装置が含んでいる固体化液晶層２３０は、全ての反射表示部において四分の一波長板としての役割を果たす。加えて、この固体化液晶層２３０は、透過表示部におけるセルギャップを最適化するのと同時に、反射表示部の全てにおいてセルギャップを最適化することを可能とする。それゆえ、この液晶表示装置では、各々がパターニングされた固体化液晶層と有機絶縁層との積層構造を形成することなしに、全ての透過表示部において十分な光学補償を達成し、全ての反射表示部において最適な光学補償を達成することができる。即ち、各々がパターニングされた固体化液晶層と有機絶縁層との積層構造を形成することなしに、優れた表示性能を達成することができる。

この液晶表示装置には、様々な変形が可能である。
例えば、対向基板２０がカラーフィルタ層２２０及び固体化液晶層２３０を含んでいる構造を採用する代わりに、アレイ基板１０がカラーフィルタ層２２０及び固体化液晶層２３０を含んでいる構造を採用してもよい。

また、例えば、表示モードとして、垂直配向モードを採用する代わりに、ＩＰＳ（in-plane switching）モードなどの他の表示モードを採用してもよい。

ＩＰＳモードの液晶表示装置は、主に以下の点で、上述した垂直配向モードの液晶表示装置とは異なっている。即ち、ＩＰＳモードの液晶表示装置では、電圧無印加時には、液晶分子のメソゲンを、例えばＸ方向又はＹ方向にほぼ平行な方向に配向させる。そして、液晶分子のメソゲンの配向方向を変化させるための電極の全てをアレイ基板１０に形成する。これにより、電圧印加時に横電界を生じさせ、液晶分子のメソゲンを、例えばＺ方向にほぼ垂直であり且つＸ方向に対して約４５°の角度を為す方向に配向させる。

また、上記の液晶表示装置において、固体化液晶層２３０のメソゲンは棒状である。メソゲンが棒状である場合、領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃの各々は、上記のように、メソゲンの長さ方向がＺ方向に対してほぼ垂直な一方向に揃ったホモジニアス配向に対応した正のＡプレートであってもよい。或いは、領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃの各々は、メソゲンの長さ方向がＺ方向にほぼ平行な方向に揃ったホメオトロピック配向に対応した正のＣプレート、又は、Ｚ方向にほぼ平行な方向を螺旋軸とする螺旋構造を形成し且つ螺旋軸に垂直な各面内でメソゲンの長さ方向がＺ方向に対してほぼ垂直な一方向に揃ったコレステリック配向に対応した負のＣプレートであってもよい。メソゲンが棒状である場合、領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃの各々は、メソゲンの長さ方向がＺ方向に垂直な一方向に偏るように変形したコレステリック配向に対応した正のＡプレートと負のＣプレートとの複合体であってもよい。メソゲンが円盤状である場合、領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃの各々は、例えば、メソゲンの厚さ方向がＺ方向にほぼ平行な方向に揃ったホメオトロピック配向に対応した負のＡプレート、又は、メソゲンの厚さ方向がＺ方向にほぼ垂直な一方向に揃ったホモジニアス配向に対応した正のＣプレートである。このように、領域２３０Ｒａ乃至２３０Ｒｃには、あらゆる配向構造を採用することができる。

次に、図１乃至図７を参照しながら説明した液晶表示装置が含んでいるリターデイション基板の製造方法について説明する。

図８乃至図１０は、リターデイション基板の製造方法の一例を概略的に示す断面図である。

この方法では、まず、光透過性基板２１０を準備する。光透過性基板２１０は、例えば、ガラス板又は樹脂板である。基板２１０は、硬質であってもよく、可撓性を有していてもよい。

基板２１０は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。例えば、基板２１０として、表面に酸化珪素層及び／又は窒化珪素層が形成されたガラス板を使用してもよい。

次に、光透過性基板２１０上に、カラーフィルタ層２２０の第１乃至第３着色領域を形成する。

領域２２０Ｔａ乃至２２０Ｔｃの各々は、透明樹脂とこれに分散させた顔料とを含んでいる着色層である。領域２２０Ｒａ乃至２２０Ｒｃの各々は、透明樹脂とこれに分散させた顔料とを含んでおり、開口が設けられているか又は開口が設けられていない着色層である。これら着色層の各々は、例えば、顔料担体とこれに分散させた顔料とを含んだ着色組成物の薄膜パターンを形成し、この薄膜パターンを硬化させることにより得られる。この薄膜パターンは、例えば、印刷法、フォトリソグラフィ法、インキジェット法、電着法又は転写法を利用して形成することができる。

この顔料としては、有機顔料及び／又は無機顔料を使用することができる。着色層２２０ａ乃至２２０ｄの各々は、１種の有機又は無機顔料を含んでいてもよく、複数種の有機顔料及び／又は無機顔料を含んでいてもよい。

透明樹脂は、アクリル樹脂及びメタクリル樹脂のように、可視光の全波長範囲、例えば４００乃至７００ｎｍの全波長領域に亘って高い透過率を有している樹脂である。透明樹脂の材料としては、例えば、感光性樹脂を使用することができる。

次に、カラーフィルタ層２２０上に、例えば以下の方法により固体化液晶層２３０を形成する。

まず、図８に示すように、基板２１０上に、光重合性又は光架橋性のサーモトロピック液晶材料を含んだ液晶材料層２３０’を形成する。例えば、メソゲンＭＳが基板２１０の主面に平行な１方向に配向した液晶材料層を形成する。そして、この液晶材料層２３０’を第１露光プロセスと熱処理プロセスと第２露光プロセスと現像プロセスとに供することによって、固体化液晶層２３０を得る。

液晶材料層２３０’は、例えば、基板２１０上に、サーモトロピック液晶化合物を含んだコーティング液を塗布し、必要に応じて塗膜を乾燥させることにより得られる。液晶材料層２３０’では、サーモトロピック液晶化合物のメソゲンＭＳが配向構造を形成している。

コーティング液は、サーモトロピック液晶化合物に加え、例えば、溶剤、キラル剤、光重合開始剤、熱重合開始剤、増感剤、連鎖移動剤、多官能モノマー及び／又はオリゴマー、樹脂、界面活性剤、重合禁止剤、貯蔵安定剤及び密着向上剤などの成分を、この液晶化合物を含んだ組成物が液晶性を失わない範囲で加えることができる。

サーモトロピック液晶化合物としては、例えば、アルキルシアノビフェニル、アルコキシビフェニル、アルキルターフェニル、フェニルシクロヘキサン、ビフェニルシクロヘキサン、フェニルビシクロヘキサン、ピリミジン、シクロヘキサンカルボン酸エステル、ハロゲン化シアノフェノールエステル、アルキル安息香酸エステル、アルキルシアノトラン、ジアルコキシトラン、アルキルアルコキシトラン、アルキルシクロヘキシルトラン、アルキルビシクロヘキサン、シクロヘキシルフェニルエチレン、アルキルシクロヘキシルシクロヘキセン、アルキルベンズアルデヒドアジン、アルケニルベンズアルデヒドアジン、フェニルナフタレン、フェニルテトラヒドロナフタレン、フェニルデカヒドロナフタレン、これらの誘導体、又はそれら化合物のアクリレートを使用することができる。

溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤、又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

光重合開始剤としては、例えば、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン及び２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オンなどのアセトフェノン系光重合開始剤；ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル及びベンジルジメチルケタールなどのベンゾイン系光重合開始剤；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン及び４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイドなどのベンゾフェノン系光重合開始剤；チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン及び２，４−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン系光重合開始剤；２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン及び２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジンなどのトリアジン系光重合開始剤；ボレート系光重合開始剤；カルバゾール系光重合開始剤；イミダゾール系光重合開始剤；又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

増感剤は、例えば、光重合開始剤と共に使用することができる。増感剤としては、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン及び４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノンなどの化合物を使用することができる。

連鎖移動剤としては、例えば多官能チオールを使用することができる。多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物である。多官能チオールとしては、例えば、ヘキサンジチオール 、デカンジチオール 、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン、又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

多官能モノマー及び／又はオリゴマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリシクロデカニルメタクリレート、メラミンアクリレート、メラミンメタクリレート、エポキシアクリレート及びエポキシメタクリレートなどのアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル；アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルメタクリルアミド、アクリロニトリル、又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は感光性樹脂を使用することができる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリイミド樹脂を使用することができる。

熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂又はフェノール樹脂を使用することができる。

感光性樹脂としては、例えば、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基などの反応性の置換基を有する線状高分子に、イソシアネート基、アルデヒド基及びエポキシ基などの反応性置換基を有するアクリル化合物、メタクリル化合物又は桂皮酸を反応させて、アクリロイル基、メタクリロイル基及びスチリル基など光架橋性基を線状高分子に導入した樹脂を使用することができる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物及びα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物などの酸無水物を含む線状高分子を、ヒドロキシアルキルアクリレート及びヒドロキシアルキルメタクリレートなどの水酸基を有するアクリル化合物又はメタクリル化合物によりハーフエステル化した樹脂も使用することができる。

界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のアルカリ塩、アルキルナフタリンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸モノエタノールアミン、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ステアリン酸モノエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、スチレン−アクリル酸共重合体のモノエタノールアミン及びポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート及びポリエチレングリコールモノラウレートなどのノニオン性界面活性剤；アルキル４級アンモニウム塩及びそれらのエチレンオキサイド付加物などのカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン及びアルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤；又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

重合禁止剤としては、例えば、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシアニソール、２−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシアニソール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、スチレン化フェノール、スチレン化ｐ−クレゾール、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、テトラキス〔メチレン−３−（３’，５’−ジ−１−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕メタン、オクタデシル ３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニルプロピオネート）、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、２，２’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ（α−メチルシクロヘキシル）−５，５’−ジメチルジフェニルメタン、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）イソシアヌレート、１，３，５−トリス（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾイル）イソシアヌレート、ビス〔２−メチル−４−（３−ｎ−アルキルチオプロピオニルオキシ）−５−ｔ−ブチルフェニル〕スルフィド、１−オキシ−３−メチル−イソプロピルベンゼン、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ノニルフェノール）、アルキル化ビスフェノール、２，５−ジ−ｔ−アミルハイドロキノン、ポリブチル化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡ、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−エチルフェノール、２，６−ビス（２’−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチル−５’−メチル−ベンジル）−４−メチルフェノール、１，３，５−トリス（４−ｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２，６−ジメチルベンジル）イソシアヌレート、テレフタロイルージ（２，６−ジメチル−４−ｔ−ブチル−３−ヒドロキシベンジルスルフィド）、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−α−ジメチルアミノ−ｐ−クレゾール、２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−シクロヘキシルフェノール）、トルエチレングリコール−ビス〔３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、ヘキサメチレングリコール−ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン、６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリン）−２，４−ビス（オクチルチオ）−１，３，５−トリアジン、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシナミド）、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル−リン酸ジエチルエステル、２，４−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノール、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（２−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、トリス〔β−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニル−オキシエチル〕イソシアヌレート、２，４，６−トリブチルフェノール、ビス〔３，３−ビス（４’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチルフェニル）−ブチリックアシッド〕グリコールエステル、４−ヒドロキシメチル−２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール及びビス（３−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルベンジル）サルファイドなどのフェノール系禁止剤；Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合物及びジアリール−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン系禁止剤；ジラウリル・チオジプロピオネート、ジステアリル・チオジプロピオネート及び２−メルカプトベンズイミダノールなどの硫黄系禁止剤；ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイトなどのリン系禁止剤；又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

貯蔵安定剤としては、例えば、ベンジルトリメチルクロライド；ジエチルヒドロキシアミンなどの４級アンモニウムクロライド、乳酸及びシュウ酸などの有機酸；そのメチルエーテル；ｔ−ブチルピロカテコール；テトラエチルホスフィン及びテトラフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン；亜リン酸塩；又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

密着向上剤としては、例えば、シランカップリング剤を使用することができる。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシラン及びビニルトリメトキシシランなどのビニルシラン類；γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリルシラン類及びメタクリルシラン類；β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及びγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシシラン類；Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノシラン類；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン；γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン；又はそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。

コーティング液の塗布には、例えば、スピンコート法；スリットコート法；凸版印刷、スクリーン印刷、平版印刷、反転印刷及びグラビア印刷などの印刷法；これらの印刷法にオフセット方式を組み合わせた方法；インキジェット法；又はバーコート法を利用することができる。

液晶材料層２３０’は、例えば、均一な厚さを有している連続膜として形成する。上述した方法によれば、塗布面が十分に平坦である限り、液晶材料層２３０’を均一な厚さを有している連続膜として形成することができる。

コーティング液の塗布に先立って、カラーフィルタ層２２０の表面に、ラビング処理などの配向処理を施してもよい。或いは、コーティング液の塗布に先立って、カラーフィルタ層２２０上に、液晶化合物の配向を規制する配向膜を形成してもよい。この配向膜は、例えば、カラーフィルタ層２２０上にポリイミドなどの透明樹脂層を形成し、この透明樹脂層にラビングなどの配向処理を施すことにより得られる。この配向膜は、光配向技術を利用して形成してもよい。

次に、第１露光プロセスを行う。即ち、図８に示すように、液晶材料層２３０’の複数の領域に、異なる露光量で光Ｌ１を照射する。例えば、液晶材料層２３０’のうち領域２３０Ｒａに対応した領域２３０Ｒａ’には、最小の露光量で光を照射する。液晶材料層２３０’のうち領域２３０Ｒｂに対応した領域２３０Ｒｂ’には、最大の露光量で光Ｌ１を照射する。液晶材料層２３０’のうち領域２３０Ｒｃに対応した領域２３０Ｒｃ’には、領域２３０Ｒａ’と比較してより大きく且つ領域２３０Ｒｂ’と比較してより小さな露光量で光Ｌ１を照射する。そして、液晶材料層２３０’のうち領域２３０Ｔａ乃至Ｔｃに対応した領域２３０Ｔａ’乃至２３０Ｔｃ’には光Ｌ１を照射しない。これにより、液晶材料層２３０’の光Ｌ１を照射した部分で、メソゲンＭＳが形成している配向構造を維持させたまま、サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋を生じさせる。

サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物では、そのメソゲンＭＳは固定化されている。露光量が最大の領域では、サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物の含有率が最も高く、未重合及び未架橋のサーモトロピック液晶化合物の含有率が最も小さい。そして、露光量が小さくなるほど、重合又は架橋生成物の含有率はより低くなり、未重合及び未架橋のサーモトロピック液晶化合物の含有率はより高くなる。

従って、露光量がより大きな領域では、メソゲンＭＳはより高い割合で固定化され、露光量がより小さな領域では、メソゲンＭＳはより低い割合で固定化される。

第１露光プロセスに使用する光Ｌ１は、紫外線、可視光線及び赤外線などの電磁波である。電磁波の代わりに、電子線を使用してもよい。それらの１つのみを使用してもよく、それらの２つ以上を使用してもよい。

第１露光プロセスは、上述した不均一な重合又は架橋を生じさせることができれば、どのような方法で行ってもよい。例えば、この露光プロセスでは、フォトマスクを用いた露光を複数回行ってもよい。或いは、この露光プロセスでは、ハーフトーンマスク、グレイトーンマスク又は波長制限マスクを用いた露光を行ってもよい。或いは、フォトマスクを使用する代わりに、電子ビームなどの放射線又は光束を液晶材料層２３０’上で走査させてもよい。或いは、これらを組み合わせてもよい。

第１露光プロセスを終了した後、第１熱処理プロセスを行う。即ち、液晶材料層２３０’を、サーモトロピック液晶化合物が液晶相から等方相へと変化する相転移温度と等しい温度以上に加熱する。未反応化合物であるサーモトロピック液晶化合物のメソゲンＭＳは固定化されていない。それゆえ、液晶材料層２３０’を相転移温度以上に加熱すると、図９に示すように、未反応化合物のメソゲンＭＳの配向の程度が低下する。例えば、未反応化合物のメソゲンＭＳは、液晶相から等方相へと変化する。他方、サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物では、メソゲンＭＳは固定化されている。

従って、第１露光プロセスにおける露光量がより小さな領域では、第１露光プロセスにおける露光量がより大きな領域と比較してメソゲンＭＳの配向の程度がより低くなる。なお、第１露光プロセスにおいて露光しなかった領域２３０Ｔａ’乃至２３０Ｔｃ’では、この熱処理によってメソゲンＭＳの配向構造が消失する。

その後、未反応化合物のメソゲンＭＳについて配向の程度を低下させたまま、以下に説明する第２露光プロセスを行う。即ち、図９に示すように、サーモトロピック液晶化合物が等方相から液晶相へと変化する相転移温度よりも高い温度に液晶材料層ＭＳを維持したまま、液晶材料層ＭＳの領域２３０Ｒａ’乃至２３０Ｒｃ’に又は領域２３０Ｒａ’及び２３０Ｒｃ’に光Ｌ２を照射する。

具体的には、第２露光プロセスでは、領域２３０Ｔａ’乃至２３０Ｔｃ’には、光Ｌ２は照射しない。そして、第２露光プロセスにおける露光量を、第１露光プロセスにおける露光量と第２露光プロセスにおける露光量との和である合計露光量が、領域２３０Ｒａ’において最大となり、領域２３０Ｒｂ’では領域２３０Ｒａ’と比較してより小さく、領域２３０Ｒｃ’では領域２３０Ｒａ’と比較してより小さく且つ領域２３０Ｒｂ’と比較してより大きくなるように設定する。これにより、領域２３０Ｔａ’乃至２３０Ｔｃ’における未反応化合物物の含有率をゼロとしたまま、残留する未反応化合物物の含有率を、領域２３０Ｒａ’と比較して領域２３０Ｒｂ’及び２３０Ｒｃ’においてより大きくし、領域２３０Ｒｂ’と比較して領域２３０Ｒｃ’においてより小さくする。

なお、或る液晶化合物は、等方相から液晶相へと変化する第１相転移温度が、液晶相から等方相へと変化する第２相転移温度と比較してより低い。それゆえ、特定の場合には、第２露光プロセスにおける液晶材料層２３０’の温度は、熱処理プロセスの加熱温度と比較してより低くてもよい。但し、通常は、簡便性の観点で、第２露光プロセスにおける液晶材料層の温度は、第１相転移温度以上とする。

第２露光プロセスに使用する光Ｌ２としては、第１露光プロセスに使用する光Ｌ１について例示したのと同様の光を使用することができる。第２露光プロセスに使用する光Ｌ２と第１露光プロセスに使用する光Ｌ１とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。

第２露光プロセスを終了後、現像プロセスを行う。即ち、液晶材料層２３０’と現像液とを接触させ、未反応化合物を現像液に溶解させる。現像液としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、イソブチルケトン、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチルセロソルブ、酢酸エチル、ｎ−ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、石油系溶剤等の有機溶剤を使用することができる。また、サーモトロピック液晶化合物又は組成物の未反応物がアルカリ可溶性を有している場合には、アルカリ水溶液を使用することもできる。

この現像プロセスにより、液晶材料層２３０’のうち領域２３０Ｔａ’乃至２３０Ｔｃ’はカラーフィルタ層２２０から除去され、領域２３０Ｒｃ’は領域２３０Ｒａ’と比較してより薄くなり、領域２３０Ｒｂ’は領域２３０Ｒｃ’と比較してより薄くなる。

続いて、必要に応じて、乾燥及び焼成プロセスを行う。これにより、図１０に示す固体化液晶層２３０を得る。

図８乃至図１０を参照しながら説明した方法では、固体化液晶層２３０の各領域の屈折率異方性を第１露光プロセスにおける露光量で制御し、厚さを第１露光プロセスにおける露光量と第２露光プロセスにおける露光量との和である合計露光量で制御する。露光量は厳密に制御できるため、固体化液晶層２３０の各領域の屈折率異方性及び厚さも厳密に制御できる。

なお、このような露光量による屈折率異方性及び厚さの制御は、上述した構造以外の固体化液晶層の形成にも利用可能である。例えば、第１露光プロセスにおいて、領域２３０Ｒａ’乃至２３０Ｒｃ’の２つの露光量を互いに等しくしてもよく、領域２３０Ｔａ’乃至２３０Ｔｃ’の少なくとも１つに光Ｌ１を照射してもよい。また、第２露光プロセスにおいて、領域２３０Ｒａ’乃至２３０Ｒｃ’の２つの露光量を互いに等しくしてもよく、領域２３０Ｔａ’乃至２３０Ｔｃ’の少なくとも１つに光Ｌ２を照射してもよい。

以下に、本発明の例を記載する。

なお、以下の例では、感光性材料を取り扱う全ての作業は、それら材料の不所望な感光を防ぐために、黄色又は赤色灯下で行った。

＜例１＞
本例では、図１乃至図７を参照しながら説明した固体化液晶層２３０を、図８乃至図１０を参照しながら説明した方法により製造した。なお、本例では、カラーフィルタ層２２０は省略した。

まず、ガラス基板２１０上に、スピンコータを用いて、配向膜材料（日産化学工業株式会社製「ＳＥ−１４１０」を乾燥膜厚が０．１μｍになるように塗布した。この塗膜を、ホットプレートを用いて９０℃で１分間乾燥させた後、クリーンオーブンを用いて２３０℃で４０分間焼成した。その後、この塗膜に対して、１方向にラビング処理を施すことにより、配向能を有する基板を得た。

次に、下記材料を混合して均一な混合液を調製した。この混合液を濾過して、液晶組成物溶液を得た。この濾過には、直径０．６μｍ以上の粒子を液相から分離可能なフィルタを使用した。

水平配向重合性液晶 １９．６質量部
（大日本インキ化学工業社製「ＵＣＬ−０１７」）
光重合開始剤 ０．４質量部
（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製「イルガキュアーＯＸＥ−０１」）
界面活性剤 １．０質量部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ３３０」の３％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン ７９．０質量部
次に、配向能を付与した先のガラス基板２１０をスピンコータに設置した。このガラス基板２１０を約５４０回転／分で回転させつつ、ガラス基板２１０に先の液晶組成物溶液を滴下した。この塗膜を、ホットプレートを用いて９０℃で２分間乾燥させることにより、液晶材料層２３０’を得た。

次いで、第１露光プロセスを行った。具体的には、超高圧水銀灯を光源として含んだ紫外線照射装置を使用し、液晶材料層２３０’の領域２３０Ｔａ’乃至２３０Ｔｃ’に紫外線を照射することなしに、領域２３０Ｒａ’乃至２３０Ｒｃ’を異なる露光量で露光した。領域２３０Ｒａ’の露光量は１０ｍＪ／ｃｍ²とし、領域２３０Ｒｂ’の露光量は３０ｍＪ／ｃｍ²とし、領域２３０Ｒｃ’の露光量は１５ｍＪ／ｃｍ²とした。

その後、熱処理プロセスを行った。具体的には、ホットプレートを用いて液晶材料層２３０’を９０℃に加熱した。

続いて、第２露光プロセスを行った。具体的には、超高圧水銀灯を光源として含んだ紫外線照射装置を使用し、液晶材料層２３０’の温度を９０℃に保ったまま、液晶材料層２３０’の領域２３０Ｔａ’乃至２３０Ｔｃ’に紫外線を照射することなしに、領域２３０Ｒａ’乃至２３０Ｒｃ’を異なる露光量で露光した。領域２３０Ｒａ’の露光量は１９０ｍＪ／ｃｍ²とし、領域２３０Ｒｂ’の露光量は１７０ｍＪ／ｃｍ²とし、領域２３０Ｒｃ’の露光量は１８５ｍＪ／ｃｍ²とした。

次に、現像プロセスを行った。具体的には、ガラス基板２１０上に形成した液晶材料層２３０’をトルエンに１０秒間晒して、未露光部である領域２３０Ｔａ’乃至２３０Ｔｃ’を除去し、液晶材料層２３０’を水洗及び風乾に供した。

その後、液晶材料層２３０’を、クリーンオーブンを用いて２３０℃で６０分間焼成した。以上のようにして、固体化液晶層２３０を得た。

この固体化液晶層２３０について、厚さの測定を行った。その結果、領域２３０Ｒａの厚さは２．１５μｍであり、領域２３０Ｒｂの厚さは２．１２μｍであり、領域２３０Ｒｃの厚さは２．１４μｍであった。

また、この固体化液晶層２３０について、面内リターデイションＲeを測定した。その結果、領域２３０Ｒａの波長４５０ｎｍの光についてのリターデイションＲeは１２６ｎｍであった。領域２３０Ｒｂの波長６３０ｎｍの光についてのリターデイションＲeは１５３ｎｍであった。領域２３０Ｒｃの波長５５０ｎｍの光についてのリターデイションＲeは１３２ｎｍであった。

なお、或る着色層に対応する領域の面内リターデイションＲeは、その着色層が透過させる光の一波長、例えば中心波長における面内リターデイションＲe及び固体化液晶層の厚さｄから算出することができる。具体的には、面内リターデイションＲeは、ｄ〔μｍ〕／（Ｒe〔ｎｍ〕×１００００）である。
以上の結果を、下記表１に纏める。

＜例２＞
本例では、図１乃至図７を参照しながら説明した固体化液晶層２３０を、図８乃至図１０を参照しながら説明した方法により製造した。なお、本例では、カラーフィルタ層２２０は省略した。

まず、例１で説明したのと同様の方法により、配向能を有する基板を得た。次に、ガラス基板２１０の回転数を４５０回転／分としたこと以外は例１で説明したのと同様の方法により、配向能を付与したガラス基板２１０上に液晶材料層２３０’を形成した。

次いで、第１露光プロセスを行った。具体的には、超高圧水銀灯を光源として含んだ紫外線照射装置を使用し、液晶材料層２３０’の領域２３０Ｔａ’乃至２３０Ｔｃ’に紫外線を照射することなしに、領域２３０Ｒａ’乃至２３０Ｒｃ’を異なる露光量で露光した。領域２３０Ｒａ’の露光量は５ｍＪ／ｃｍ²とし、領域２３０Ｒｂ’の露光量は３０ｍＪ／ｃｍ²とし、領域２３０Ｒｃ’の露光量は１０ｍＪ／ｃｍ²とした。

その後、熱処理プロセスを行った。具体的には、ホットプレートを用いて液晶材料層２３０’を９０℃に加熱した。

続いて、第２露光プロセスを行った。具体的には、超高圧水銀灯を光源として含んだ紫外線照射装置を使用し、液晶材料層２３０’の温度を９０℃に保ったまま、液晶材料層２３０’の領域２３０Ｔａ’乃至２３０Ｔｃ’に紫外線を照射することなしに、領域２３０Ｒａ’乃至２３０Ｒｃ’を異なる露光量で露光した。領域２３０Ｒａ’の露光量は１９５ｍＪ／ｃｍ²とし、領域２３０Ｒｂ’には露光を行わず、領域２３０Ｒｃ’の露光量は６０ｍＪ／ｃｍ²とした。

次に、例１で行ったのと同様の現像プロセスを行った。更に、液晶材料層２３０’を、例１と同様の条件のもとで焼成した。以上のようにして、固体化液晶層２３０を得た。

この固体化液晶層２３０について、厚さの測定を行った。その結果、領域２３０Ｒａの厚さは２．５０μｍであり、領域２３０Ｒｂの厚さは２．０５μｍであり、領域２３０Ｒｃの厚さは２．３３μｍであった。

また、この固体化液晶層２３０について、面内リターデイションＲeを測定した。その結果、領域２３０Ｒａの波長４５０ｎｍの光についてのリターデイションＲeは１２６ｎｍであった。領域２３０Ｒｂの波長６３０ｎｍの光についてのリターデイションＲeは１５３ｎｍであった。領域２３０Ｒｃの波長５５０ｎｍの光についてのリターデイションＲeは１３０ｎｍであった。
以上の結果を、下記表２に纏める。

以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［１］
光透過性基板と、
前記光透過性基板の一方の主面上で配列した複数の第１単位領域を含み、１つ以上の開口部が設けられた固体化液晶層であって、前記複数の第１単位領域の各々は、前記主面上で配列し、メソゲンの配向の程度が互いに異なる第１乃至第３領域と、前記１つ以上の開口部の一部とを含んだ固体化液晶層とを具備したことを特徴とするリターデイション基板。
［２］
前記第１乃至第３領域は厚さが互いに異なっていることを特徴とする［１］に記載のリターデイション基板。
［３］
前記第１領域は前記第３領域と比較して厚さがより大きく且つ屈折率異方性がより小さく、前記第２領域は前記第３領域と比較して厚さがより小さく且つ屈折率異方性がより大きいことを特徴とする［１］に記載のリターデイション基板。
［４］
前記固体化液晶層はサーモトロピック液晶化合物又は組成物を重合及び／又は架橋させてなることを特徴とする［１］乃至［３］の何れか１項に記載のリターデイション基板。
［５］
前記光透過性基板と前記固体化液晶層との間に介在するか又は前記固体化液晶層を間に挟んで前記光透過性基板と向き合ったカラーフィルタ層を更に具備したことを特徴とする［１］乃至［４］の何れか１項に記載のリターデイション基板。
［６］
前記光透過性基板と前記固体化液晶層との間に介在するか又は前記固体化液晶層を間に挟んで前記光透過性基板と向き合い、前記複数の第１単位領域に対応して配列した複数の第２単位領域を含んだカラーフィルタ層であって、前記複数の第２単位領域の各々は白色光を照射したときにスペクトルが異なる光を透過させる第１乃至第３着色領域を含み、前記第１着色領域は前記第１領域と前記１つ以上の開口部の一部とに向き合った領域であり、前記第２着色領域は前記第２領域と前記１つ以上の開口部の他の一部とに向き合った領域であり、前記第３着色領域は前記第３領域と前記１つ以上の開口部の更に他の一部とに向き合った領域であるカラーフィルタ層を更に具備したことを特徴とする［１］に記載のリターデイション基板。
［７］
前記第１領域は前記第３領域と比較して厚さがより大きく且つ屈折率異方性がより小さく、前記第２領域は前記第３領域と比較して厚さがより小さく且つ屈折率異方性がより大きく、前記カラーフィルタ層に白色光を照射したときに、前記第１着色領域が透過させる光のスペクトルは前記第３着色領域が透過させる光のスペクトルと比較して最大の透過率を示す波長がより短く、前記第２着色領域が透過させる光のスペクトルは前記第３着色領域が透過させる光のスペクトルと比較して最大の透過率を示す波長がより長いことを特徴とする［６］に記載のリターデイション基板。
［８］
前記第１着色領域のうち前記第１領域と向き合った部分は前記１つ以上の開口部の前記一部と向き合った部分と比較して透過率がより大きく、前記第２着色領域のうち前記第２領域と向き合った部分は前記１つ以上の開口部の前記他の一部と向き合った部分と比較して透過率がより大きく、前記第３着色領域のうち前記第３領域と向き合った部分は前記１つ以上の開口部の前記更に他の一部と向き合った部分と比較して透過率がより大きいことを特徴とする［６］又は［７］に記載のリターデイション基板。
［９］
［１］乃至［８］の何れか１項に記載のリターデイション基板を含んだ第１基板と、
前記固体化液晶層を間に挟んで前記光透過性基板と向き合った第２基板と、
前記第１及び第２基板間に介在した液晶層とを具備したことを特徴とする半透過型液晶表示装置。
［１０］
基板上に固体化液晶層を形成することを含み、前記固体化液晶層の形成は、
前記基板上に支持され、光重合性又は光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが配向構造を形成している液晶材料層の少なくとも２つの領域を異なる露光量で露光して、前記液晶材料層中に、前記サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物を含んだ第１領域と、前記重合又は架橋生成物と未反応化合物としての前記サーモトロピック液晶化合物とを含み、前記重合又は架橋生成物の含有率が前記第１領域と比較してより低い第２領域とを形成することとを含んだ第１露光プロセスと、
その後、前記液晶材料層を前記サーモトロピック液晶化合物が液晶相から等方相へと変化する相転移温度と等しい温度以上に加熱して、少なくとも前記第２領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させることを含んだ熱処理プロセスと、
前記配向の程度を低下させたまま、残留する前記未反応化合物の含有率が前記第１領域と前記第２領域とで異なるように、前記第１及び第２領域の少なくとも一方を露光して、前記未反応化合物の一部を重合及び／又は架橋させることを含んだ第２露光プロセスと、
その後、前記未反応化合物を現像液に溶解させることを含んだ現像プロセスとを含んだことを特徴とするリターデイション基板の製造方法。
［１１］
前記第２露光プロセスでは前記第１及び第２領域の一方のみを露光するか又は前記第１及び第２領域を異なる露光量で露光することを特徴とする［１０］に記載のリターデイション基板の製造方法。
［１２］
前記第１露光プロセスは前記第１領域が前記重合又は架橋生成物に加えて前記未反応化合物を含むように行い、前記第２露光プロセスは残留する前記未反応化合物の含有率が前記第１領域と比較して前記第２領域においてより小さくなるように行うことを特徴とする［１０］に記載のリターデイション基板の製造方法。

本発明の一態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図。 図１に示す液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。 図１に示す液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。 図１に示す液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図。 図１乃至図５に示す液晶表示装置が含んでいるアレイ基板を概略的に示す平面図。 図１乃至図５に示す液晶表示装置が含んでいるカラーフィルタ層を概略的に示す平面図。 図１乃至図５に示す液晶表示装置が含んでいるカラーフィルタ基板を概略的に示す平面図。 リターデイション基板の製造方法の一例を概略的に示す断面図。 リターデイション基板の製造方法の一例を概略的に示す断面図。 リターデイション基板の製造方法の一例を概略的に示す断面図。

符号の説明

１０…アレイ基板、２０…対向基板、３０…液晶層、１１０…基板、１５０Ｔ…透明電極、１５０Ｒ…反射電極、１６０…配向膜、２１０…基板、２２０…カラーフィルタ層、２２０Ｔａ…領域、２２０Ｔｂ…領域、２２０Ｔｃ…領域、２２０Ｒａ…領域、２２０Ｒｂ…領域、２２０Ｒｃ…領域、２３０…固体化液晶層、２３０’…液晶材料層、２３０Ｒａ…領域、２３０Ｒｂ…領域、２３０Ｒｃ…領域、２３０Ｒａ’…領域、２３０Ｒｂ’…領域、２３０Ｒｃ’…領域、２５０…対向電極、２６０…配向膜、ＭＳ…メソゲン。

Claims (3)

1. 基板上に固体化液晶層を形成することを含み、前記固体化液晶層の形成は、
   前記基板上に支持され、光重合性又は光架橋性のサーモトロピック液晶化合物を含み、前記サーモトロピック液晶化合物のメソゲンが配向構造を形成している液晶材料層の少なくとも２つの領域を異なる露光量で露光して、前記液晶材料層中に、前記サーモトロピック液晶化合物の重合又は架橋生成物を含んだ第１領域と、前記重合又は架橋生成物と未反応化合物としての前記サーモトロピック液晶化合物とを含み、前記重合又は架橋生成物の含有率が前記第１領域と比較してより低い第２領域とを形成することとを含んだ第１露光プロセスと、
   その後、前記液晶材料層を前記サーモトロピック液晶化合物が液晶相から等方相へと変化する相転移温度と等しい温度以上に加熱して、少なくとも前記第２領域において前記メソゲンの配向の程度を低下させることを含んだ熱処理プロセスと、
   前記配向の程度を低下させたまま、残留する前記未反応化合物の含有率が前記第１領域と前記第２領域とで異なるように、前記第１及び第２領域の少なくとも一方を露光して、前記未反応化合物の一部を重合及び／又は架橋させることを含んだ第２露光プロセスと、
   その後、前記未反応化合物を現像液に溶解させることを含んだ現像プロセスとを含んだことを特徴とするリターデイション基板の製造方法。
2. 前記第２露光プロセスでは前記第１及び第２領域の一方のみを露光するか又は前記第１及び第２領域を異なる露光量で露光することを特徴とする請求項１に記載のリターデイション基板の製造方法。
3. 前記第１露光プロセスは前記第１領域が前記重合又は架橋生成物に加えて前記未反応化合物を含むように行い、前記第２露光プロセスは残留する前記未反応化合物の含有率が前記第１領域と比較して前記第２領域においてより小さくなるように行うことを特徴とする請求項２に記載のリターデイション基板の製造方法。

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