JP2004117719A

JP2004117719A - Liquid crystal element and manufacturing method thereof

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Publication number: JP2004117719A
Application number: JP2002279683A
Authority: JP
Inventors: Ryota Mizusako; 水迫　亮太
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP4009779B2

Abstract

【課題】画素の反射部から着色光と非着色光とを精度の良い比率で出射させることができる光再現性に優れた液晶素子を提供する。
【解決手段】液晶層３よりも後側に複数の画素Ａ内の予め定められた領域に対応させて反射膜７を設け、前記画素Ａの反射膜７が設けられた領域により反射部Ａ１を、前記反射部以外の領域により透過部Ａ２を形成するとともに、前側基板１の内面に、画素Ａの反射部Ａ１内に部分的に対応させて感光性透明樹脂からなる非着色層９を設け、この基板１の内面に、前記非着色層９が設けられた部分を除いて、複数の画素Ａにそれぞれ対応する複数の色のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを、前記非着色層９を囲むフィルタ側面を非着色層９の周面に密着させて設けた。
【選択図】　　図１An object of the present invention is to provide a liquid crystal element which is capable of emitting colored light and non-colored light from a reflective portion of a pixel at an accurate ratio and has excellent light reproducibility.
A reflection film is provided on a rear side of a liquid crystal layer so as to correspond to a predetermined region in a plurality of pixels, and a reflection portion is formed by the region of the pixel on which the reflection film is provided. Forming a transmissive portion A2 by a region other than the reflective portion, and providing an uncolored layer 9 made of a photosensitive transparent resin on the inner surface of the front substrate 1 so as to partially correspond to the reflective portion A1 of the pixel A; Except for the portion where the non-colored layer 9 is provided on the inner surface of the substrate 1, the color filters 10R, 10G, and 10B of a plurality of colors respectively corresponding to the plurality of pixels A are provided. The side surface was provided in close contact with the peripheral surface of the non-colored layer 9.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射／透過型の液晶表示装置に用いる液晶素子及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置として、その使用環境の光である外光を利用する反射表示と、後側に配置された面光源からの照明光を利用する透過表示との両方の表示を行なう反射／透過型のものがある。
【０００３】
前記反射／透過型の液晶表示装置には様々な構成のものがあるが、その一つとして、表示の観察側である前側の基板とこの前側基板に対向する後側基板との間に液晶層が設けられ、前記前側基板と後側基板の対向する内面の一方に少なくとも１つの電極が、他方の内面に前記少なくとも１つの電極と対向する領域により複数の画素を形成するための複数の電極が設けられるとともに、前記液晶層よりも後側に前記複数の画素内の予め定められた領域にそれぞれ対応させて設けられた複数の反射膜を有し、前記複数の画素の前記反射膜が設けられた領域により、前側から入射した光を前記反射膜により反射して前側に出射させる反射部が形成され、前記複数の画素の前記反射部以外の領域により、後側から入射した光を透過させて前側に出射させる透過部が形成された構成の液晶素子を備え、前記液晶素子の前側と後側とに前側偏光板及び後側偏光板を配置し、前記後側偏光板の後側に面光源を配置したものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
この反射／透過型液晶表示装置は、充分な照度の使用環境下では外光を利用する反射表示を行ない、充分な明るさの外光が得られないときに、前記面光源から照明光を出射させてその照明光を利用する透過表示を行なうものであり、前記液晶素子の複数の画素の反射部を利用して反射表示し、前記液晶素子の複数の画素の透過部を利用して透過表示する。
【０００５】
前記反射／透過型液晶表示装置には、白黒画像を表示するものと、カラー画像を表示するものとがあり、カラー画像を表示する液晶表示装置には、前側基板と後側基板のいずれか、例えば前側基板の内面に、前記複数の画素にそれぞれ対応させて複数の色のカラーフィルタを備えた液晶素子が用いられている。
【０００６】
しかし、前記カラーフィルタを備えた液晶素子は、その各画素の反射部からの出射光の色純度及び強度と、透過部からの出射光の色純度及び強度とが大きく異なる。
【０００７】
すなわち、この液晶素子は、前側から各画素の反射部に入射し、前記カラーフィルタと液晶層を透過して反射膜により反射された光を、前記液晶層とカラーフィルタを再び透過させて前側に出射させ、後側から各画素の透過部に入射し、前記液晶層とカラーフィルタを透過した光を前側に出射させるため、前記反射部からの出射光は、前記カラーフィルタを往復して透過した着色光であり、前記透過部からの出射光は、前記カラーフィルタを１回だけ透過した着色光である。
【０００８】
そのため、この液晶素子は、各画素の反射部からの出射光が、前記画素の透過部からの出射光に比べて、強度が低い。
【０００９】
したがって反射／透過型液晶表示装置は、各画素の反射部からの出射光を最適化するようにカラーフィルタの膜厚を設定した場合、透過表示のときの表示品質が悪く、また、各画素の透過部からの出射光を最適化するようにカラーフィルタの膜厚を設定した場合は反射表示のときの表示品質が悪い。
【００１０】
そこで、従来から、前記液晶素子のカラーフィルタは透過表示に適した膜厚に形成し、前記カラーフィルタに、前記画素の反射部内に部分的に対応する開口を形成することが提案されている（特許文献２参照）。
【００１１】
この液晶素子は、カラーフィルタが透過表示に適した膜厚に形成されているため、前記透過部から、色純度と強度の両方が充分な光を出射させることができるとともに、前記カラーフィルタに画素の反射部内に部分的に対応する開口を形成しているため、各画素の反射部から、前記カラーフィルタの開口以外の部分を透過して着色された着色光と前記カラーフィルタの開口内を透過した非着色光とを含む光を出射させることができ、したがって、前記反射／透過型液晶表示装置に、反射表示のときも透過表示のときも良好な品質のカラー画像を表示させることができる。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−２６４９６４号公報
【００１３】
【特許文献２】
特開平１０−２８８７０６号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、カラーフィルタに画素の反射部内に部分的に対応する開口を形成した従来の液晶素子は、前記カラーフィルタの前記開口の周囲の断面が、基板の法線に対して斜めに傾いた形状に形成される。
【００１５】
すなわち、前記カラーフィルタは、基板上に感光性レジストに顔料を分散させたカラーレジストを塗布し、そのカラーレジスト膜を露光及び現像処理してパターニングすることにより形成されるが、前記カラーレジスト膜の露光時に、照射光がカラーレジスト中の顔料により散乱されるため、前記カラーレジスト膜の非露光領域もある程度露光され、また露光後の現像処理が表面から進行するため、パターニングされたカラーフィルタの周縁部及び前記開口の周囲の断面が、フィルタ外縁及び前記開口に向かって徐々に膜厚が薄くなるように傾斜した形状に形成される。
【００１６】
しかも、従来の液晶素子は、前記カラーフィルタの開口に対応する領域の液晶層厚が他の領域の液晶層厚よりも大きく、液晶層の電気光学特性にムラがある。
【００１７】
そのため、従来の液晶素子は、複数の画素の反射部のうち、前記カラーフィルタの開口以外の部分に対応する領域から出射する着色光と、前記カラーフィルタの開口に対応する領域から出射する非着色光との比率を正確に設定することが難しく、反射表示における色再現性が劣る。
【００１８】
この発明は、複数の画素の反射部から着色光と非着色光とを精度の良い比率で出射させることができる光再現性に優れた液晶素子を提供するとともに、その液晶素子の製造方法を提供することを目的としたものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明の液晶素子は、表示の観察側である前側の基板とこの前側基板に対向する後側基板との間に液晶層が設けられ、前記前側基板と後側基板の対向する内面の一方に少なくとも１つの電極が、他方の内面に前記少なくとも１つの電極と対向する領域により複数の画素を形成するための複数の電極が設けられるとともに、前記液晶層よりも後側に前記複数の画素内の予め定められた領域にそれぞれ対応させて設けられた複数の反射膜を有し、前記複数の画素の前記反射膜が設けられた領域により、前側から入射した光を前記反射膜により反射して前側に出射させる反射部が形成され、前記複数の画素の前記反射部以外の領域により、後側から入射した光を透過させて前側に出射させる透過部が形成され、さらに、前記前側基板と後側基板のいずれかの内面に、前記複数の画素の反射部内にそれぞれ部分的に対応させて感光性透明樹脂からなる非着色層が設けられ、その基板の内面に、前記非着色層が設けられた部分を除いて、前記複数の画素にそれぞれ対応する複数の色のカラーフィルタが、前記非着色層を囲むフィルタ側面を前記非着色層の周面に密着させて設けられていることを特徴とする。
【００２０】
この液晶素子は、前後いずれかの基板の内面に、複数の画素の反射部内にそれぞれ部分的に対応させて非着色層を設け、その基板の内面に、前記非着色層が設けられた部分を除いて、前記複数の画素にそれぞれ対応する複数の色のカラーフィルタを設けているため、前記複数の画素の透過部から、前記カラーフィルタを一方向に透過して着色された着色光を出射させ、前記複数の画素の反射部から、前記カラーフィルタを往復して透過して着色された着色光と、前記非着色層を透過した非着色光とを出射させることができる。
【００２１】
しかも、この液晶素子では、前記非着色層を感光性透明樹脂により形成しているため、この非着色層を、前記基板の内面に前記感光性透明樹脂を塗布して露光及び現像処理することにより、周面が前記基板面に対して略垂直な形状に精度良く形成することができる。
【００２２】
そして、この液晶素子では、前記カラーフィルタの前記非着色層を囲むフィルタ側面を前記非着色層の周面に密着させているため、前記カラーフィルタの前記反射部に対応する部分の膜厚を、その全体にわたって均一にすることができる。
【００２３】
したがって、この液晶素子によれば、複数の画素の反射部から出射する着色光と非着色光との比率を予め定めた割合で正確に設定し、前記反射部から出射する光の色再現性を向上させることができる。
【００２４】
このように、この発明の液晶素子は、液晶層よりも後側に複数の画素内の予め定められた領域に対応させて反射膜を設け、前記複数の画素の前記反射膜が設けられた領域により、前側から入射した光を前記反射膜により反射して前側に出射する反射部を形成し、前記複数の画素の前記反射部以外の領域により、後側から入射した光を透過させて前側に出射する透過部を形成するとともに、前記前側基板と後側基板のいずれかの内面に、前記複数の画素の反射部内にそれぞれ部分的に対応させて感光性透明樹脂からなる非着色層を設け、その基板の内面に、前記非着色層が設けられた部分を除いて、前記複数の画素にそれぞれ対応する複数の色のカラーフィルタを、前記非着色層を囲むフィルタ側面を前記非着色層の周面に密着させて設けることにより、複数の画素の反射部から着色光と非着色光とを精度の良い比率で出射させ、優れた光再現性が得られるようにしたものである。
【００２５】
この発明の液晶素子においては、前記非着色層を前記カラーフィルタの表面と面一に形成するか、あるいは、前記非着色層を前記カラーフィルタ上に予め定められた厚さに突出させて形成し、前記非着色層の突出端を他方の基板の内面に当接させることにより、この非着色層によって前側基板と後側基板との間隔を規定するのが望ましい。
【００２６】
また、この発明の液晶素子の製造方法は、前記前側基板と後側基板のいずれかの内面に感光性透明樹脂を塗布し、その樹脂膜を露光及び現像処理して前記複数の画素の反射部内にそれぞれ部分的に対応する形状にパターニングすることにより、前記複数の非着色層を前記カラーフィルタの膜厚以上の厚さに形成し、その後に、前記基板上に顔料が添加された感光性カラーレジストを塗布し、そのカラーレジスト膜を露光及び現像処理して前記複数の画素に対応する外形にパターニングすることにより、前記複数の色のカラーフィルタを形成するとともに、前記非着色層の上の前記カラーレジストを除去することを特徴とする。
【００２７】
この製造方法によれば、前後いずれかの基板の内面に複数の画素の反射部内にそれぞれ部分的に対応させて非着色層を設け、その基板の内面に、前記非着色層が設けられた部分を除いて、複数の画素にそれぞれ対応する複数の色のカラーフィルタを、前記非着色層を囲むフィルタ側面を前記非着色層の周面に密着させて設けた前記液晶素子を得ることができる。
【００２８】
この発明の液晶素子の製造方法においては、前記非着色層を前記カラーフィルタの膜厚よりも厚く形成し、前記カラーフィルタを形成した後に、前記非着色層の前記カラーフィルタ上に突出する部分をその突出部に付着したカラーレジストと一緒に除去し、前記非着色層の頂面を前記カラーフィルタの表面と面一にするか、あるいは、前記非着色層を前記カラーフィルタの膜厚に予め定められた高さを加算した厚さに形成し、前記カラーフィルタを形成した後に、前記非着色層の前記カラーフィルタ上に突出する部分に付着したカラーレジストのうち、前記非着色層の頂面の上のカラーレジストを除去するのが望ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１〜図３はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は液晶素子の一部分の断面図、図２は前記液晶素子の複数の画素及び非着色層とカラーフィルタの平面図、図３は前記液晶素子の製造における非着色層とカラーフィルタの形成方法を示す工程図である。
【００３０】
この実施例の液晶素子は、図１に示したように、表示の観察側である前側（図１において上側）の透明基板１と、この前側基板１に対向する後側の透明基板１との間に液晶層３が設けられ、前記前側基板１と後側基板１の対向する内面の一方に少なくとも１つの透明電極４が、他方の内面に前記少なくとも１つの電極４と対向する領域により複数の画素Ａを形成するための複数の透明電極４が設けられるともに、前記液晶層３よりも後側に、前記複数の画素Ａ内の予め定められた領域にそれぞれ対応させて設けられた複数の反射膜７を有し、前記複数の画素Ａの前記反射膜７が設けられた領域により、前側から入射した光を前記反射膜７により反射して前側に出射する反射部Ａ１が形成され、前記複数の画素Ａの前記反射部Ａ１以外の領域により、後側から入射した光を透過させて前側に出射する透過部Ａ２が形成された構成となっている。
【００３１】
この液晶素子は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をアクティブ素子とするアクティブマトリックス液晶素子であり、前側基板１の内面に設けられた電極４は一枚膜状の対向電極、後側基板１の内面に設けられた電極４は行方向及び列方向にマトリックス状に配列させて形成された複数の画素電極である。
【００３２】
そして、前記後側基板１の内面には、前記複数の画素電極４にそれぞれ対応させて複数のＴＦＴ６が設けられるとともに、各行のＴＦＴ６にゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のＴＦＴ６にデータ信号を供給する複数のデータ配線（いずれも図示せず）が設けられている。
【００３３】
なお、図１ではＴＦＴ６を簡略化して示しているが、このＴＦＴ６は後側基板１面に形成されたゲート電極と、このゲート電極を覆って前記基板１の略全体に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極と対向させて形成されたｉ型半導体膜と、前記ｉ型半導体膜の両側部の上にｎ型半導体膜を介して形成されたソース電極及びドレイン電極とからなっている。
【００３４】
また、図示しない前記ゲート配線とデータ配線のうち、ゲート配線は、後側基板２の基板面に前記ＴＦＴ７のゲート電極と一体に形成されて前記ゲート絶縁膜により覆われており、データ配線は、前記ゲート絶縁膜の上に形成され、前記ＴＦＴ７のドレイン電極につながっている。
【００３５】
そして、前記複数の画素電極４は、図示しない前記ゲート絶縁膜の上に形成されており、これらの画素電極４に、その画素電極４に対応するＴＦＴ６のソース電極が接続されている。
【００３６】
また、前記複数の反射膜７は、アルミニウム系合金等からなる高反射率の鏡面反射膜であり、この実施例では、図１のように、前記複数の反射膜７を後側基板１の内面（例えば図示しないゲート絶縁膜の上）に形成し、前記複数の画素電極４を、その一部を前記反射膜７の上に重ねて形成している。
【００３７】
なお、この実施例では、前記反射膜７を前記複数の画素Ａの略半分の領域にそれぞれ対応させて設け、前記複数の画素Ａの略半分の領域を反射部Ａ１とし、他の略半分の領域を透過部Ａ２としている。
【００３８】
また、前記前側基板１の内面には、前記複数の画素Ａの間の部分に対応する格子状の遮光膜８が形成されている。なお、図１では前記遮光膜８を単層膜としているが、この遮光膜８は、前側基板１面に被着された酸化クロム膜とその上に積層されたクロム膜とからなっている。
【００３９】
さらに、前記前側基板１の内面には、前記複数の画素Ａの反射部Ａ１内にそれぞれ部分的に対応させて、非散乱性の感光性透明樹脂からなる非着色層９が設けられるとともに、この前側基板１の内面に、前記非着色層９が設けられた部分を除いて、前記複数の画素Ａにそれぞれ対応する複数の色、例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが、前記非着色層９を囲むフィルタ側面を前記非着色層９の周面に密着させて設けられており、これらのカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ及び前記非着色層９の上に前記対向電極４が形成されている。
【００４０】
なお、この液晶素子は、図２に示したように、赤色フィルタ１０Ｒを設けた画素Ａと、緑色フィルタ１０Ｇを設けた画素Ａと、青色フィルタ１０Ｂを設けた画素Ａとを行方向に交互に並べるとともに、同じ色のフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを設けた画素Ａを各行毎に左右方向に交互に１．５ピッチずらして配列したデルタ配列型（モザイク配列型とも言う）のものであり、図１は、赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが対応する各画素Ａがジグザグに並んだ画素列に沿う断面を示している。
【００４１】
この実施例では、図１及び図２に示したように、前記非着色層９を、各画素Ａの反射部Ａ１の周縁部を除く中央部に対応させて形成し、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを、各画素Ａの前記非着色層９が対応する部分以外の全域に対応させて、前記画素Ａよりも大きい外形、つまりカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの周縁部が、複数の画素Ａの間の部分に対応する外形に形成している。
【００４２】
さらに、この実施例では、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂをそれぞれ、前記各画素Ａの反射部Ａ１に対応する部分から透過部Ａ２に対応する部分にわたって同じ膜厚に形成し、前記非着色層９を、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜厚と同じ厚さに形成している。
【００４３】
そして、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂはそれぞれ、各画素Ａの透過部Ａ２からの出射光の色再現性を重視して、これらのカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを一方向に透過した光が充分な色再現性が得られる膜厚に、つまり充分な色純度、明度、彩度、及びホワイトポイントを得られる膜厚に形成されており、また、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの前記反射部Ａ１に対応する部分の面積と前記非着色層９の面積との比は、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの反射部Ａ１に対応する部分を往復して透過して着色された着色光と、前記非着色層９を透過した非着色光とを合成した光が、充分な色再現性が得られる割合、つまり充分な明るさ、色純度、及びホワイトポイントが得られる割合に設定されている。
【００４４】
すなわち、前側から各画素Ａの反射部Ａ１に入射し、反射膜７により反射されて前側に出射する光のうち、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにより着色された着色光は、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを往復して透過して２度の吸収を受けた光であり、したがって、後側から各画素Ａの透過部Ａ２に入射し、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを一方向に１回だけ透過して前側に出射する着色光に比べて、強度が極端に低い光である。
【００４５】
それに対し、前側から前記各画素Ａの反射部Ａ１に入射し、前記反射膜７により反射されて前側に出射する光のうち、前記非着色層９を往復して透過した光は、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂによる吸収を受けない高強度の非着色光である。
【００４６】
そのため、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの反射部Ａ１に対応する部分の面積に対する前記非着色層９の面積の比、つまり前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを往復して透過して着色した着色光と、前記非着色層９を往復して透過した非着色光との光量比を適正に設定することにより、前記反射部Ａ１から出射する着色光と比着色光とが混合された、充分な明るさと色純度を持った色再現性に優れた着色光を出射することができる。なお、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの反射部Ａ１に対応する部分の面積に対する前記非着色層９の面積の比は、５０％以下が好ましい。
【００４７】
また、図では省略しているが、前記前側基板１と後側基板２のいずれか一方、例えば後側基板２の内面には、前記複数の画素Ａの間の部分に、予め定められた高さの複数の柱状スペーサが画素ピッチと同じピッチで設けられており、さらに、前記前側基板１と後側基板２内面にはそれぞれ、前記電極４，５及び前記柱状スペーサを覆って配向膜１１，１２が設けられている。
【００４８】
そして、前記前側基板１と後側基板２は、前記後側基板２の内面に設けられた図示しない複数の柱状スペーサの先端を他方の前側基板１の内面に当接させることにより、前記複数の柱状スペーサにより前側基板１と後側基板２との間隔を規定され、前記複数の画素Ａがマトリックス状に配列する表示エリアを囲む図示しない枠状シール材を介して接合されている。
【００４９】
また、前記液晶層３は、前記前側基板１と後側基板２の間の前記枠状シール材により囲まれた領域に設けられており、この液晶層３の液晶分子は、前記配向膜１１，１２によりそれぞれの基板１，２の近傍における配向方向を規定され、前後の基板１，２間において予め定められた初期配向状態に配向している。
【００５０】
なお、この液晶素子は、前記液晶層３をネマティック液晶により形成し、その液晶分子をツイスト配向させたＴＮまたはＳＴＮ型のものでも、前記ネマティック液晶の液晶分子を分子長軸を一方向に揃えてホモジニアス配向させたホモジニアス配向のものでも、あるいは、前記液晶層３を強誘電性または反強誘電性液晶により形成した強誘電性または反強誘電性液晶素子等でもよい。
【００５１】
前記液晶素子は、前記前側基板１の内面に、前記遮光膜８と、複数の非着色層９と、赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと、配向膜１１とを形成し、前記後側基板２の内面に、前記複数のＴＦＴ６と、図示しないゲート配線及びデータ配線と、複数の画素電極５と、複数の柱状スペーサと、配向膜１２とを形成し、前記前側基板１と後側基板２とを、前記複数の柱状スペーサにより基板間隔を規定して前記枠状シール材を介して接合した後、これらの基板１，２間の前記枠状シール材により囲まれた領域に、前記枠状シール材の一辺を部分的に欠落させて形成された図示しない液晶注入口から真空注入法により液晶を充填し、その後に前記液晶注入口を封止する方法で製造する。
【００５２】
なお、この製造方法において、前側基板１に設ける遮光膜８と配向膜１１及び後側基板２に設けるＴＦＴ６とゲート配線及びデータ配線と画素電極５と柱状スペーサと配向膜１２の形成、前後の基板１，２の接合及び液晶の充填は、いずれも公知の方法で行なうため、その説明は省略する。
【００５３】
この製造方法において、前記非着色層９とカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、次のようにして形成する。
【００５４】
まず、前側基板１の内面に遮光膜８を形成した後、前記基板１の内面に、非散乱性の感光性透明樹脂をスクリーン印刷等により塗布し、その樹脂膜を露光及び現像処理して複数の画素Ａの反射部Ａ１内にそれぞれ部分的に対応する形状にパターニングすることにより、図３（ａ）のように、複数の非着色層９を前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜厚以上の厚さに形成する。なお、この実施例では、前記非着色層９を、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜厚よりも厚く形成している。
【００５５】
この場合、前記感光性透明樹脂は、光を散乱させる粒子や顔料を含まない非散乱性樹脂であるため、基板１の内面に塗布した樹脂膜の露光時に照射光が散乱されることはなく、したがって、基板１面に対して垂直な方向から光を照射することにより、複数の非着色層９を、その周面が前記基板１面に対して略垂直な形状に精度良く形成することができる。
【００５６】
次に、前記複数の非着色層９を形成した基板１上に、顔料が添加された感光性カラーレジストをスクリーン印刷等により塗布し、そのカラーレジスト膜を露光及び現像処理して、複数の画素Ａに対応し、且つ前記画素Ａよりも大きい外形にパターニングすることにより、図３（ｂ）のように、周縁部が複数の画素Ａの間の部分に対応する外形の赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを順次形成する。
【００５７】
このカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの形成においては、前記カラーレジスト膜の露光時に、照射光がカラーレジスト中の顔料により散乱されるため、前記カラーレジスト膜の非露光領域もある程度露光され、露光後に現像処理してパターニングされたカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの周縁部が、図３（ｂ）に示したようにフィルタ外縁に向かって徐々に膜厚が薄くなるように傾斜した断面形状に形成されるが、この実施例では、前記カラーレジスト膜を画素Ａよりも大きい外形、つまり周縁部が複数の画素Ａの間の部分に対応する外形にパターニングしているため、複数の画素Ａ内に対応する部分の膜厚が前記非着色層９上の部分を除いて均一なカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成することができる。
【００５８】
次に、前記複数の非着色層９の前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ上に突出する部分を、エッチングまたは切削等により、その突出部に付着した前記カラーレジストと一緒に除去し、図３（ｃ）のように、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの前記非着色層９の周囲の部分の表面を他の部分の表面と面一に仕上げるとともに、前記複数の非着色層９の頂面を前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの表面と面一にする。
【００５９】
すなわち、この液晶素子の製造方法は、前記前側基板１の内面に、複数の非着色層９をカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜厚以上の厚さに形成した後、前記基板１上に感光性カラーレジストを塗布して前記複数の画素Ａに対応する外形にパターニングすることにより、赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成し、その後に前記非着色層９の上の前記カラーレジストを除去するものである。
【００６０】
この実施例の液晶素子は、前側基板１の内面に、複数の画素Ａの反射部Ａ１内にそれぞれ部分的に対応させて非着色層９を設け、その基板１の内面に、前記非着色層９が設けられた部分を除いて、前記複数の画素Ａにそれぞれ対応する赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを設けているため、前記複数の画素Ａの透過部Ａ２から、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを一方向に透過して着色された着色光を出射させ、前記複数の画素Ａの反射部Ａ１から、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを往復して透過して着色された着色光と、前記非着色層９を透過した非着色光とを出射させることができる。
【００６１】
しかも、この液晶素子では、前記非着色層９を非散乱性の感光性透明樹脂により形成しているため、この非着色層を、前記基板１の内面に前記感光性透明樹脂を塗布して露光及び現像処理することにより、周面が前記基板１面に対して略垂直な形状に精度良く形成することができる。
【００６２】
そして、この液晶素子では、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの前記非着色層を囲むフィルタ側面を前記非着色層の周面に密着させているため、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの前記反射部Ａ１に対応する部分の膜厚を、その全体にわたって均一にすることができる。
【００６３】
したがって、この液晶素子によれば、複数の画素Ａの反射部Ａ１から出射する着色光と非着色光との割合を予め定めた割合で正確に設定し、前記反射部Ａ１から出射する光の色再現性を向上させることができる。
【００６４】
また、上記液晶素子の製造方法は、図３に示したように、前側基板１の内面に、非散乱性の感光性透明樹脂を塗布し、その樹脂膜を露光及び現像処理して複数の画素Ａの反射部Ａ１内にそれぞれ部分的に対応する形状にパターニングすることにより、複数の非着色層９をカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜厚以上の厚さに形成し、その後に、前記基板１上に顔料が添加された感光性カラーレジストを塗布し、そのカラーレジスト膜を露光及び現像処理して前記複数の画素Ａに対応する外形にパターニングすることにより、赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成するとともに、前記非着色層９の上の前記カラーレジストを除去することを特徴とするものであり、この製造方法によれば、前記前側基板１の内面に、複数の画素Ａの反射部Ａ１内にそれぞれ部分的に対応させて非着色層９を設け、その基板１の内面に、前記非着色層９が設けられた部分を除いて、複数の画素Ａにそれぞれ対応する赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを、前記非着色層９を囲むフィルタ側面を前記非着色層９の周面に密着させて設けた前記液晶素子を得ることができる。
【００６５】
なお、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、上述したように、カラーレジスト膜の露光時の照射光の散乱により、周縁部がフィルタ外縁に向かって徐々に膜厚が薄くなるように傾斜した形状に形成されこの実施例では、カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを、その周縁部が複数の画素Ａの間の部分に対応する外形に形成しているため、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの複数の画素Ａ内に対応する部分の膜厚を均一にし、前記複数の画素Ａの反射部Ａ１の着色光出射領域から、色純度及び強度がより均一な着色光を出射させることができるとともに、前記複数の画素Ａの透過部Ａ２からも色純度及び強度がより均一な着色光を出射させることができる。
【００６６】
そして、この実施例では、前側基板１の内面に、複数の画素Ａの間の部分に対応する格子状の遮光膜８を形成しているため、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜厚が薄くなった周縁部を透過して着色された光が前記複数の画素Ａの間の部分から出射することはなく、したがって、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの周縁部が傾斜した形状に形成されても、前記画素Ａからの出射光の色再現性に影響することはない。
【００６７】
さらに、この実施例では、前記前側基板１の内面に非着色層９とカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成する際に、前記非着色層９をカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜厚よりも厚く形成し、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成した後に、前記非着色層９のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ上に突出する部分をその突出部に付着したカラーレジストと一緒に除去することにより、前記非着色層９を前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの表面と面一にしているため、前記複数の画素Ａの反射部Ａ１の液晶層厚を、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対応する着色光出射領域から前記非着色層９に対応する非着色光出射領域にわたって均一にし、前記反射部Ａ１の着色光出射領域と非着色光出射領域の液晶層３の電気光学特性を同じにすることができる。
【００６８】
なお、前記前側基板１の内面に非着色層９とカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成する場合、前記非着色層９は、最初からカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜厚と同じ厚さに形成してもよく、その場合は、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成した後に、前記非着色層９の上のカラーレジストだけを除去すればよい。
【００６９】
前記液晶素子は、反射表示と透過表示の両方の表示を行なう反射／透過型液晶表示装置に用いられるものであり、この反射／透過型液晶表示装置は、前記液晶素子の前側と後側とに前側偏光板及び後側偏光板を配置し、前記後側偏光板の後側に面光源を配置して構成される。
【００７０】
前記液晶素子を用いた反射／透過型液晶表示装置は、前記液晶素子が、複数の画素Ａの反射部Ａ１から着色光と非着色光とを精度の良い比率で出射させる優れた色再現性を有しており、しかも、前記反射部Ａ１の着色光出射領域（非着色層９以外の部分に設けられたカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対応する領域）から、均一な着色光を出射させるため、反射表示のときも透過表示のときも、色再現性の良い高品質のカラー画像を表示することができる。
【００７１】
図４及び図５はこの発明の第２の実施例を示しており、図１は液晶素子の一部分の断面図、図６は前記液晶素子の製造における非着色層とカラーフィルタの形成方法を示す工程図である。
【００７２】
この実施例の液晶素子は、前側基板１の内面に、複数の画素Ａの反射部Ａ１内にそれぞれ部分的に対応させて設ける非着色層９を、カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ上に予め定められた高さに突出させ、前記非着色層９の突出端を他方の基板である後側基板２の内面に当接させることにより、この非着色層９により前側基板１と後側基板２との間隔を規定したものである。
【００７３】
なお、この実施例の液晶素子は、前記非着色層９に基板間隔を規定するための柱状スペーサを兼ねさせたものであるが、他の構成は上述した第１の実施例の液晶素子と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００７４】
この実施例の液晶素子の製造方法においては、前記非着色層９とカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを次のようにして形成する。
【００７５】
まず、前側基板１の内面に遮光膜８を形成した後、前記基板１の内面に、非散乱性の感光性透明樹脂をスクリーン印刷等により塗布し、その樹脂膜を露光及び現像処理して複数の画素Ａの反射部Ａ１内にそれぞれ部分的に対応する形状にパターニングすることにより、図４（ａ）のように、複数の非着色層９を前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜厚に予め定められた高さを加算した厚さに形成する。
【００７６】
この場合も、前記感光性透明樹脂は、光を散乱させる粒子や顔料を含まない非散乱性樹脂であるため、複数の非着色層９を、その周面が前記基板１面に対して略垂直な形状に精度良く形成することができる。
【００７７】
次に、前記複数の非着色層９を形成した基板１上に、顔料が添加された感光性カラーレジストをスクリーン印刷等により塗布し、そのカラーレジスト膜を露光及び現像処理して、複数の画素Ａに対応し、且つ前記画素Ａよりも大きい外形にパターニングすることにより、図４（ｂ）のように、周縁部が複数の画素Ａの間の部分に対応する外形の赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを順次形成する。
【００７８】
次に、前記複数の非着色層９のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ上に突出する部分に付着したカラーレジストのうち、前記非着色層９の頂面の上のカラーレジストを、エッチングまたは切削等により図４（ｃ）のように除去する。
【００７９】
すなわち、この液晶素子の製造方法は、前記前側基板１の内面に、複数の非着色層９をカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜厚に予め定められた高さを加算した厚さに形成した後、前記基板１上に感光性カラーレジストを塗布して前記複数の画素Ａに対応する外形にパターニングすることにより、赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成し、また、前記非着色層９の頂面の上のカラーレジストを除去するものである。
【００８０】
この実施例の液晶素子は、複数の画素Ａの反射部Ａ１のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対応する着色光出射領域と透過部Ａ２の全域から、前記カラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにより着色された着色光を、液晶層３を透過させて出射させ、前記複数の画素Ａの反射部Ａ１の非着色層９に対応する非着色光出射領域から、前記非着色層９を透過した非着色光を、液晶層３を透過させずに出射させるようにしたものであり、この液晶素子においても、複数の画素Ａの反射部Ａ１から着色光と非着色光とを精度の良い比率で出射させ、優れた光再現性を得ることができる。
【００８１】
しかも、この実施例では、前記非着色層９に基板間隔を規定するための柱状スペーサを兼ねさせているため、前記柱状スペーサの形成工程を不要とし、液晶素子の製造工程を簡略化することができる。
【００８２】
また、この実施例の液晶素子の製造方法は、図５に示したように、前側基板１の内面に、非散乱性の感光性透明樹脂を塗布し、その樹脂膜を露光及び現像処理して複数の画素Ａの反射部Ａ１内にそれぞれ部分的に対応する形状にパターニングすることにより、複数の非着色層９をカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの膜厚に予め定められた高さを加算した厚さに形成するとともに、前記非着色層９の頂面の上の前記カラーレジストを除去することを特徴とするものであり、この製造方法によれば、前記前側基板１の内面に、複数の画素Ａの反射部Ａ１内にそれぞれ部分的に対応させて、基板間隔を規定するための柱状スペーサを兼ねる非着色層９を設け、その基板１の内面に、前記非着色層９が設けられた部分を除いて、複数の画素Ａにそれぞれ対応する赤、緑、青のカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを、前記非着色層９を囲むフィルタ側面を前記非着色層９の周面に密着させて設けた前記液晶素子を得ることができる。
【００８３】
なお、上記第１及び第２の実施例では、複数の画素Ａの略半分の領域を反射部Ａ１とし、他の略半分の領域を透過部Ａ２としているが、前記反射部Ａ１と透過部Ａ２は任意の面積比及び形状に形成すればよく、さらに、反射部Ａ１と透過部Ａ２の一方または両方を、１つの画素Ａ内に複数形成してもよい。
【００８４】
さらに、上記実施例では、非着色層９を複数の画素Ａの反射部Ａ１の中央部に対応させて設けているが、前記非着色層９は、前記反射部Ａ１内の他の部分に対応させて設けてもよく、また、前記非着色層９を前記反射部Ａ１内の複数箇所に設けてもよい。
【００８５】
また、上記実施例では、前記反射部Ａ１を形成するための反射膜８を液晶素子の後側基板２の内面に設け、後側基板２の内面に設ける透明電極（複数の画素電極）６を前記反射膜８の上に重ねて形成しているが、前記電極５の反射部Ａ１に対応する部分を金属膜により形成し、この電極５の前記反射部Ａ１に対応する部分に反射膜を兼ねさせてもよく、さらに、前記反射膜８は、液晶層３よりも後側であれば、例えば前記後側基板２の外面に設けてもよい。
【００８６】
さらに、上記実施例では、非着色層９とカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを前側基板１の内面に設けているが、前記非着色層９とカラーフィルタ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、後側基板２の内面に設けてもよい。
【００８７】
また、この発明は、アクティブマトリックス型の液晶素子に限らず、単純マトリックス型の液晶素子にも適用することができる。
【００８８】
【発明の効果】
この発明の液晶素子は、液晶層よりも後側に複数の画素内の予め定められた領域に対応させて反射膜を設け、前記複数の画素の前記反射膜が設けられた領域により、前側から入射した光を前記反射膜により反射して前側に出射する反射部を形成し、前記複数の画素の前記反射部以外の領域により、後側から入射した光を透過させて前側に出射する透過部を形成するとともに、前記前側基板と後側基板のいずれかの内面に、前記複数の画素の反射部内にそれぞれ部分的に対応させて感光性透明樹脂からなる非着色層を設け、その基板の内面に、前記非着色層が設けられた部分を除いて、前記複数の画素にそれぞれ対応する複数の色のカラーフィルタを、前記非着色層を囲むフィルタ側面を前記非着色層の周面に密着させて設けたものであるため、複数の画素の反射部から着色光と非着色光とを精度の良い比率で出射させ、優れた光再現性を得ることができる。
【００８９】
この液晶素子において、前記非着色層は、前記カラーフィルタの表面と面一に形成するのが好ましく、このようにすることにより、複数の画素の反射部の液晶層厚を、前記カラーフィルタに対応する着色光出射領域から前記非着色層に対応する非着色光出射領域にわたって均一にし、前記反射部の着色光出射領域と非着色光出射領域の液晶層の電気光学特性を同じにすることができる。
【００９０】
また、この液晶素子においては、前記非着色層を前記カラーフィルタ上に予め定められた厚さに突出させて形成し、前記非着色層の突出端を他方の基板の内面に当接させることにより、この非着色層によって前側基板と後側基板との間隔を規定するのが望ましく、このようにすることにより、前記非着色層に基板間隔を規定するための柱状スペーサを兼ねさせることができる。
【００９１】
また、この発明の液晶素子の製造方法は、前記前側基板と後側基板のいずれかの内面に感光性透明樹脂を塗布し、その樹脂膜を露光及び現像処理して前記複数の画素の反射部内にそれぞれ部分的に対応する形状にパターニングすることにより、前記複数の非着色層を前記カラーフィルタの膜厚以上の厚さに形成し、その後に、前記基板上に顔料が添加された感光性カラーレジストを塗布し、そのカラーレジスト膜を露光及び現像処理して前記複数の画素に対応する外形にパターニングすることにより、前記複数の色のカラーフィルタを形成するとともに、前記非着色層の上の前記カラーレジストを除去するものであるため、前記液晶素子を得ることができる。
【００９２】
この製造方法においては、前記非着色層を前記カラーフィルタの膜厚よりも厚く形成し、前記カラーフィルタを形成した後に、前記非着色層の前記カラーフィルタ上に突出する部分をその突出部に付着したカラーレジストと一緒に除去し、前記非着色層の頂面を前記カラーフィルタの表面と面一にするのが好ましく、このようにすることにより、前記反射部の着色光出射領域と非着色光出射領域の液晶層の電気光学特性を同じにした液晶素子を得ることができる。
【００９３】
また、この製造方法においては、前記非着色層を前記カラーフィルタの膜厚に予め定められた高さを加算した厚さに形成し、前記カラーフィルタを形成した後に、前記非着色層の前記カラーフィルタ上に突出する部分に付着したカラーレジストのうち、前記非着色層の頂面の上のカラーレジストを除去するのが望ましく、このようにすることにより、前記非着色層に基板間隔を規定するための柱状スペーサを兼ねさせた液晶素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示す素子の一部分の断面図。
【図２】前記液晶素子の複数の画素及び非着色層とカラーフィルタの平面図。
【図３】第１の実施例の液晶素子の製造における非着色層とカラーフィルタの形成方法を示す工程図。
【図４】この発明の第２の実施例を示す素子の一部分の断面図。
【図５】第２の実施例の液晶素子の製造における非着色層とカラーフィルタの形成方法を示す工程図。
【符号の説明】
１，２…基板
３…液晶層
４，５…電極
Ａ…画素
Ａ１…反射部
Ａ２…透過部
７…反射膜
８…遮光膜
９…非着色層
１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…カラーフィルタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal element used for a reflection / transmission type liquid crystal display device and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
As a liquid crystal display device, a reflection / transmission type display that performs both a reflection display using external light that is light of the use environment and a transmission display that uses illumination light from a surface light source arranged on the rear side. There is something.
[0003]
There are various types of the reflection / transmission type liquid crystal display devices. One of them is a liquid crystal layer between a front substrate which is a display observation side and a rear substrate facing the front substrate. Is provided, at least one electrode is provided on one of the opposed inner surfaces of the front substrate and the rear substrate, and a plurality of electrodes for forming a plurality of pixels is formed on the other inner surface by a region opposed to the at least one electrode. And a plurality of reflective films provided on the rear side of the liquid crystal layer in correspondence with predetermined regions in the plurality of pixels, respectively, wherein the reflective films of the plurality of pixels are provided. By the region, a reflection portion that reflects light incident from the front side by the reflection film and emits the light to the front side is formed, and by a region other than the reflection portion of the plurality of pixels, the light incident from the rear side is transmitted. Emitted to the front side A liquid crystal element having a configuration in which a transmission part is formed, a front polarizer and a rear polarizer are disposed on the front side and the rear side of the liquid crystal element, and a surface light source is disposed on the rear side of the rear polarizer. (See Patent Document 1).
[0004]
This reflection / transmission type liquid crystal display device performs reflection display using external light under a use environment with sufficient illuminance, and emits illumination light from the surface light source when external light of sufficient brightness cannot be obtained. To perform transmissive display using the illumination light, and perform reflective display using reflective portions of a plurality of pixels of the liquid crystal element, and perform transmissive display using transparent portions of a plurality of pixels of the liquid crystal element. I do.
[0005]
The reflection / transmission type liquid crystal display device includes a device that displays a black-and-white image and a device that displays a color image. A liquid crystal display device that displays a color image includes one of a front substrate and a rear substrate, For example, a liquid crystal element having a plurality of color filters corresponding to the plurality of pixels is used on the inner surface of the front substrate.
[0006]
However, in the liquid crystal device provided with the color filter, the color purity and intensity of light emitted from the reflection part of each pixel and the color purity and intensity of light emitted from the transmission part are greatly different.
[0007]
That is, this liquid crystal element is incident on the reflection portion of each pixel from the front side, transmits the color filter and the liquid crystal layer, and reflects the light reflected by the reflection film, transmits the liquid crystal layer and the color filter again, and transmits the light to the front side. In order to emit light, enter the transmission part of each pixel from the rear side, and emit the light transmitted through the liquid crystal layer and the color filter to the front side, the emission light from the reflection part is transmitted back and forth through the color filter. The light emitted from the transmitting portion is colored light, and is the colored light transmitted through the color filter only once.
[0008]
Therefore, in this liquid crystal element, the intensity of the light emitted from the reflection part of each pixel is lower than the intensity of the light emitted from the transmission part of each pixel.
[0009]
Therefore, in the reflection / transmission type liquid crystal display device, when the film thickness of the color filter is set so as to optimize the light emitted from the reflection portion of each pixel, the display quality in the transmission display is poor, and the display quality of each pixel is low. When the thickness of the color filter is set so as to optimize the light emitted from the transmission part, the display quality in the reflective display is poor.
[0010]
Therefore, conventionally, it has been proposed that the color filter of the liquid crystal element is formed to have a film thickness suitable for transmissive display, and the color filter is formed with an opening corresponding to a part of the reflective portion of the pixel (see FIG. Patent Document 2).
[0011]
In this liquid crystal element, since the color filter is formed to have a film thickness suitable for transmissive display, light having both sufficient color purity and intensity can be emitted from the transmissive portion, and the color filter has a pixel. Since a corresponding opening is partially formed in the reflection portion of the color filter, the reflection portion of each pixel transmits the colored light transmitted through a portion other than the opening of the color filter and the colored light transmitted through the opening of the color filter. Thus, it is possible to cause the reflection / transmission type liquid crystal display device to display a good quality color image in both the reflection display and the transmission display.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-11-264964
[0013]
[Patent Document 2]
JP-A-10-288706
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional liquid crystal element in which an opening corresponding to a part of the color filter in the reflective portion of the pixel is formed, a cross section around the opening of the color filter is formed into a shape obliquely inclined with respect to a normal line of the substrate. It is formed.
[0015]
That is, the color filter is formed by applying a color resist obtained by dispersing a pigment in a photosensitive resist on a substrate, exposing and developing the color resist film and patterning the color resist film. At the time of exposure, the irradiation light is scattered by the pigment in the color resist, so that the non-exposed area of the color resist film is also exposed to some extent, and since the development processing after exposure proceeds from the surface, the peripheral edge of the patterned color filter is exposed. The section around the portion and the opening is formed in a shape that is inclined so that the film thickness gradually decreases toward the outer edge of the filter and the opening.
[0016]
Moreover, in the conventional liquid crystal element, the liquid crystal layer thickness in a region corresponding to the opening of the color filter is larger than the liquid crystal layer thickness in other regions, and the electro-optical characteristics of the liquid crystal layer are uneven.
[0017]
Therefore, in the conventional liquid crystal element, the colored light emitted from a region corresponding to a portion other than the opening of the color filter among the reflection portions of the plurality of pixels, and the non-colored light emitted from the region corresponding to the opening of the color filter. It is difficult to accurately set the ratio to light, and the color reproducibility in reflective display is poor.
[0018]
The present invention provides a liquid crystal element having excellent light reproducibility capable of emitting colored light and non-colored light at an accurate ratio from the reflection portions of a plurality of pixels, and provides a method of manufacturing the liquid crystal element. It is intended to do so.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In the liquid crystal element of the present invention, a liquid crystal layer is provided between a front substrate which is a display observation side and a rear substrate facing the front substrate, and one of the opposed inner surfaces of the front substrate and the rear substrate is provided. At least one electrode is provided on the other inner surface with a plurality of electrodes for forming a plurality of pixels by a region opposed to the at least one electrode, and the plurality of pixels in the plurality of pixels are provided behind the liquid crystal layer. It has a plurality of reflective films provided in correspondence with predetermined regions, respectively, and reflects light incident from the front side by the reflective film on the front side by the region where the reflective films of the plurality of pixels are provided. A reflection portion that emits light is formed, and a region other than the reflection portion of the plurality of pixels forms a transmission portion that transmits light incident from the rear side and emits the light to the front side, and further includes the front substrate and the rear side. Board An uncolored layer made of a photosensitive transparent resin is provided on the inner surface of any of the plurality of pixels so as to partially correspond to the reflection portions of the plurality of pixels, and a portion provided with the non-colored layer is provided on the inner surface of the substrate. Except for this, a plurality of color filters respectively corresponding to the plurality of pixels are provided such that filter side surfaces surrounding the non-colored layer are in close contact with the peripheral surface of the non-colored layer.
[0020]
In this liquid crystal element, a non-colored layer is provided on the inner surface of one of the front and rear substrates so as to partially correspond to the reflection portions of the plurality of pixels, and a portion provided with the non-colored layer is provided on the inner surface of the substrate. Excluding, since a plurality of color filters respectively corresponding to the plurality of pixels are provided, a colored light that is transmitted through the color filter in one direction and is colored is transmitted from the transmission portion of the plurality of pixels. In addition, colored light that has been transmitted and reciprocated through the color filter and has been colored, and non-colored light that has passed through the non-colored layer can be emitted from the reflective portions of the plurality of pixels.
[0021]
Moreover, in this liquid crystal element, since the non-colored layer is formed of a photosensitive transparent resin, the non-colored layer is coated with the photosensitive transparent resin on the inner surface of the substrate, and is exposed and developed. In addition, the peripheral surface can be accurately formed in a shape substantially perpendicular to the substrate surface.
[0022]
In this liquid crystal element, the filter side surface surrounding the non-colored layer of the color filter is in close contact with the peripheral surface of the non-colored layer. It can be uniform throughout.
[0023]
Therefore, according to this liquid crystal element, the ratio between the colored light and the non-colored light emitted from the reflective portions of the plurality of pixels is accurately set at a predetermined ratio, and the color reproducibility of the light emitted from the reflective portions is improved. Can be improved.
[0024]
As described above, in the liquid crystal element of the present invention, the reflection film is provided on the rear side of the liquid crystal layer so as to correspond to the predetermined region in the plurality of pixels, and the region of the plurality of pixels where the reflection film is provided is provided. By forming a reflection portion that reflects light incident from the front side by the reflection film and emits the light to the front side, the region other than the reflection portions of the plurality of pixels transmits light incident from the rear side to the front side. Forming a transmitting portion to emit, and on the inner surface of any of the front substrate and the rear substrate, a non-colored layer made of a photosensitive transparent resin is provided so as to partially correspond to the reflecting portions of the plurality of pixels, Except for the portion where the non-colored layer is provided on the inner surface of the substrate, color filters of a plurality of colors respectively corresponding to the plurality of pixels are provided. It should be provided in close contact with the surface. Accordingly, the colored light and the non-colored light from the reflecting portion of the plurality of pixels is emitted in a highly accurate ratio, is obtained as excellent light reproducibility can be obtained.
[0025]
In the liquid crystal device of the present invention, the non-colored layer is formed flush with the surface of the color filter, or the non-colored layer is formed so as to protrude to a predetermined thickness on the color filter. It is preferable that the protruding end of the non-colored layer is brought into contact with the inner surface of the other substrate so that the distance between the front substrate and the rear substrate is defined by the non-colored layer.
[0026]
Further, in the method for manufacturing a liquid crystal element of the present invention, a photosensitive transparent resin is applied to an inner surface of one of the front substrate and the rear substrate, and the resin film is exposed and developed so that the reflective portions of the plurality of pixels are formed. The plurality of non-colored layers are formed to have a thickness equal to or greater than the film thickness of the color filter by patterning into a shape corresponding to each partially, and thereafter, a photosensitive color obtained by adding a pigment on the substrate is formed. A resist is applied, and the color resist film is exposed and developed to be patterned into an outer shape corresponding to the plurality of pixels, thereby forming the color filters of the plurality of colors, and forming the color filter on the non-colored layer. The color resist is removed.
[0027]
According to this manufacturing method, a non-colored layer is provided on the inner surface of one of the front and rear substrates so as to partially correspond to the reflection portions of the plurality of pixels, and the portion where the non-colored layer is provided on the inner surface of the substrate Except for the above, the liquid crystal element in which color filters of a plurality of colors respectively corresponding to a plurality of pixels are provided in such a manner that a filter side surface surrounding the non-colored layer is closely attached to a peripheral surface of the non-colored layer.
[0028]
In the method for manufacturing a liquid crystal element according to the present invention, the non-colored layer is formed to be thicker than the color filter, and after the color filter is formed, a portion of the non-colored layer protruding above the color filter is formed. It is removed together with the color resist adhered to the protrusion, and the top surface of the non-colored layer is flush with the surface of the color filter, or the non-colored layer is predetermined to have a thickness of the color filter. After forming the color filter, the color resist adhered to the portion of the non-colored layer protruding above the color filter, of the top surface of the non-colored layer, It is desirable to remove the upper color resist.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of a part of a liquid crystal element, and FIG. 2 is a plan view of a plurality of pixels and a non-colored layer and a color filter of the liquid crystal element. FIG. 3 is a process chart showing a method for forming a non-colored layer and a color filter in the production of the liquid crystal element.
[0030]
As shown in FIG. 1, the liquid crystal element of this embodiment includes a transparent substrate 1 on the front side (upper side in FIG. 1) which is a display observation side, and a transparent substrate 1 on the rear side opposed to the front substrate 1. A liquid crystal layer 3 is provided therebetween, and at least one transparent electrode 4 is provided on one of the opposing inner surfaces of the front substrate 1 and the rear substrate 1, and a plurality of regions are formed on the other inner surface by a region opposing the at least one electrode 4. A plurality of transparent electrodes 4 for forming the pixels A are provided, and a plurality of reflection electrodes provided behind the liquid crystal layer 3 so as to correspond to predetermined regions in the plurality of pixels A, respectively. A reflection portion A1 that has a film 7 and that reflects light incident from the front side by the reflection film 7 and emits the light to the front side by a region where the reflection film 7 of the plurality of pixels A is provided; Area of the pixel A other than the reflection portion A1 Ri, transmission unit A2 for emitting the front light incident from the rear side by transmitting is in the formed structure.
[0031]
This liquid crystal element is, for example, an active matrix liquid crystal element having a TFT (thin film transistor) as an active element. The electrode 4 provided on the inner surface of the front substrate 1 is a single film counter electrode and provided on the inner surface of the rear substrate 1. The electrodes 4 are a plurality of pixel electrodes formed in a matrix in the row and column directions.
[0032]
A plurality of TFTs 6 are provided on the inner surface of the rear substrate 1 so as to correspond to the plurality of pixel electrodes 4, respectively, a plurality of gate wirings for supplying a gate signal to the TFTs 6 in each row, and a plurality of TFTs 6 in each column. Are provided with a plurality of data wirings (all are not shown) for supplying data signals.
[0033]
Although FIG. 1 shows the TFT 6 in a simplified manner, the TFT 6 has a gate electrode formed on the surface of the rear substrate 1 and a gate insulating film formed on substantially the entire substrate 1 so as to cover the gate electrode. An i-type semiconductor film formed on the gate insulating film so as to face the gate electrode; and a source electrode and a drain formed on both sides of the i-type semiconductor film via an n-type semiconductor film. And electrodes.
[0034]
Of the gate wiring and data wiring (not shown), the gate wiring is formed integrally with the gate electrode of the TFT 7 on the substrate surface of the rear substrate 2 and is covered with the gate insulating film. It is formed on the gate insulating film and is connected to the drain electrode of the TFT 7.
[0035]
The plurality of pixel electrodes 4 are formed on the gate insulating film (not shown), and the source electrodes of the TFTs 6 corresponding to the pixel electrodes 4 are connected to these pixel electrodes 4.
[0036]
Further, the plurality of reflective films 7 are mirror-reflective films having a high reflectivity made of an aluminum-based alloy or the like. In this embodiment, as shown in FIG. (For example, on a gate insulating film (not shown)), and the plurality of pixel electrodes 4 are formed by partially overlapping the reflective film 7.
[0037]
In this embodiment, the reflective film 7 is provided so as to correspond to a substantially half area of the plurality of pixels A, and a substantially half area of the plurality of pixels A is used as a reflection part A1, and the other substantially half area is provided. The region is defined as a transmission part A2.
[0038]
On the inner surface of the front substrate 1, a lattice-shaped light-shielding film 8 corresponding to a portion between the plurality of pixels A is formed. Although the light-shielding film 8 is a single-layer film in FIG. 1, the light-shielding film 8 is composed of a chromium oxide film deposited on the surface of the front substrate 1 and a chromium film laminated thereon.
[0039]
Further, on the inner surface of the front substrate 1, a non-colored layer 9 made of a non-scattering photosensitive transparent resin is provided so as to partially correspond to the reflection portions A1 of the plurality of pixels A, respectively. Except for a portion where the non-colored layer 9 is provided on the inner surface of the front substrate 1, a plurality of color filters corresponding to the plurality of pixels A, for example, three color filters 10R, 10G, 10B, a filter side surface surrounding the non-colored layer 9 is provided in close contact with the peripheral surface of the non-colored layer 9, and the color filter 10 </ b> R, 10 </ b> G, 10 </ b> B and the non-colored layer 9 are opposed to each other. An electrode 4 is formed.
[0040]
As shown in FIG. 2, the liquid crystal element includes a pixel A provided with a red filter 10R, a pixel A provided with a green filter 10G, and a pixel A provided with a blue filter 10B alternately in a row direction. It is of a delta arrangement type (also referred to as a mosaic arrangement type) in which pixels A provided with filters 10R, 10G, and 10B of the same color are alternately shifted in the left and right direction by 1.5 pitches in each row. Reference numeral 1 denotes a cross section along a pixel column in which pixels A corresponding to red, green, and blue color filters 10R, 10G, and 10B are arranged in a zigzag pattern.
[0041]
In this embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the non-colored layer 9 is formed corresponding to the central part of the reflection part A1 of each pixel A except for the peripheral part, and the red, green, and blue are formed. The color filters 10R, 10G, and 10B correspond to the entire region except for the portion corresponding to the non-colored layer 9 of each pixel A, and the outer shape larger than the pixel A, that is, the peripheral portion of the color filters 10R, 10G, and 10B. Are formed in an outer shape corresponding to a portion between the plurality of pixels A.
[0042]
Further, in this embodiment, the red, green, and blue color filters 10R, 10G, and 10B are formed to have the same thickness from the portion corresponding to the reflection portion A1 to the portion corresponding to the transmission portion A2 of each pixel A. Then, the non-colored layer 9 is formed to have the same thickness as the color filters 10R, 10G, and 10B.
[0043]
Each of the red, green, and blue color filters 10R, 10G, and 10B emphasizes the color reproducibility of light emitted from the transmission portion A2 of each pixel A, and combines these color filters 10R, 10G, and 10B. The color filters 10R and 10R are formed to have a film thickness that allows light transmitted in the direction to obtain sufficient color reproducibility, that is, a film thickness that can obtain sufficient color purity, lightness, saturation, and white point. The ratio between the area of the portion corresponding to the reflection portion A1 of 10G and 10B and the area of the non-colored layer 9 is determined by transmitting and reciprocating the portion corresponding to the reflection portion A1 of the color filters 10R, 10G and 10B. The ratio of the light obtained by combining the colored light and the non-colored light transmitted through the non-colored layer 9 at which sufficient color reproducibility is obtained, that is, sufficient brightness, color purity, and white point can be obtained. Percent It is set to.
[0044]
That is, of the light that enters the reflection part A1 of each pixel A from the front side, is reflected by the reflection film 7, and is emitted to the front side, the colored light colored by the color filters 10R, 10G, and 10B is the color filter 10R. , 10G, and 10B, the light is transmitted and reciprocated, and is absorbed twice. Therefore, the light is incident on the transmission portion A2 of each pixel A from the rear side, and passes through the color filters 10R, 10G, and 10B in one direction. The intensity of the light is extremely low as compared with the color light that is transmitted only once and emitted to the front side.
[0045]
On the other hand, of the light that enters the reflecting portion A1 of each of the pixels A from the front side and is reflected by the reflection film 7 and emitted to the front side, the light that reciprocates through the non-colored layer 9 and passes through the color filter. High intensity non-colored light that is not absorbed by 10R, 10G, and 10B.
[0046]
Therefore, the ratio of the area of the non-colored layer 9 to the area of the portion corresponding to the reflection part A1 of the color filters 10R, 10G, 10B, that is, the coloring that is transmitted and reciprocated through the color filters 10R, 10G, 10B. By appropriately setting the light amount ratio between the light and the non-colored light transmitted and reciprocated through the non-colored layer 9, the colored light emitted from the reflecting portion A1 and the non-colored light are mixed. It is possible to emit colored light having brightness and color purity and having excellent color reproducibility. The ratio of the area of the non-colored layer 9 to the area of the portion corresponding to the reflection portion A1 of the red, green, and blue color filters 10R, 10G, and 10B is preferably 50% or less.
[0047]
Although not shown in the drawing, one of the front substrate 1 and the rear substrate 2, for example, the inner surface of the rear substrate 2, has a predetermined height at a portion between the pixels A. A plurality of columnar spacers are provided at the same pitch as the pixel pitch. Further, the inner surfaces of the front substrate 1 and the rear substrate 2 cover the electrodes 4 and 5 and the columnar spacer, respectively. 12 are provided.
[0048]
The front substrate 1 and the rear substrate 2 are brought into contact with the inner surfaces of the other front substrate 1 by contacting the tips of a plurality of columnar spacers (not shown) provided on the inner surface of the rear substrate 2. The distance between the front substrate 1 and the rear substrate 2 is defined by the columnar spacers, and the plurality of pixels A are joined via a frame-shaped sealing material (not shown) surrounding a display area in which the pixels A are arranged in a matrix.
[0049]
The liquid crystal layer 3 is provided in a region between the front substrate 1 and the rear substrate 2 surrounded by the frame-shaped sealing material. Liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 3 The orientation direction in the vicinity of each of the substrates 1 and 2 is defined by 12, and the substrate is oriented in a predetermined initial orientation state between the front and rear substrates 1 and 2.
[0050]
In this liquid crystal element, even if the liquid crystal layer 3 is formed of a nematic liquid crystal and the liquid crystal molecules of the TN or STN type are twist-aligned, the liquid crystal molecules of the nematic liquid crystal are aligned in one direction. The liquid crystal layer 3 may be a homogeneous liquid crystal element having a homogeneous liquid crystal orientation, or a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal element in which the liquid crystal layer 3 is formed of a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal.
[0051]
In the liquid crystal element, the light-shielding film 8, a plurality of non-colored layers 9, red, green, and blue color filters 10R, 10G, and 10B, and an alignment film 11 are formed on the inner surface of the front substrate 1. On the inner surface of the rear substrate 2, the plurality of TFTs 6, gate lines and data lines (not shown), a plurality of pixel electrodes 5, a plurality of columnar spacers, and an alignment film 12 are formed. After bonding the rear substrate 2 to the rear substrate 2 via the frame-shaped sealing material while defining the substrate spacing by the plurality of columnar spacers, the region between the substrates 1 and 2 surrounded by the frame-shaped sealing material is formed. Liquid crystal is filled by a vacuum injection method from a liquid crystal injection port (not shown) formed by partially removing one side of the frame-shaped sealing material, and then the liquid crystal injection port is sealed.
[0052]
In this manufacturing method, the light-shielding film 8 and the alignment film 11 provided on the front substrate 1 and the TFT 6, the gate wiring and the data wiring, the pixel electrode 5, the column spacer, and the alignment film 12 provided on the rear substrate 2 are formed. Since the joining of 1 and 2 and the filling of the liquid crystal are both performed by a known method, the description is omitted.
[0053]
In this manufacturing method, the non-colored layer 9 and the color filters 10R, 10G, 10B are formed as follows.
[0054]
First, after a light-shielding film 8 is formed on the inner surface of the front substrate 1, a non-scattering photosensitive transparent resin is applied to the inner surface of the substrate 1 by screen printing or the like, and the resin film is exposed and developed to form a plurality of layers. 3A, the plurality of non-colored layers 9 are formed to have a thickness equal to or greater than the thickness of the color filters 10R, 10G, and 10B. Formed to a thickness of In this embodiment, the non-colored layer 9 is formed to be thicker than the color filters 10R, 10G, 10B.
[0055]
In this case, since the photosensitive transparent resin is a non-scattering resin that does not contain particles or pigments that scatter light, irradiation light is not scattered when the resin film applied to the inner surface of the substrate 1 is exposed, Therefore, by irradiating light from a direction perpendicular to the surface of the substrate 1, the plurality of non-colored layers 9 can be accurately formed so that the peripheral surfaces thereof are substantially perpendicular to the surface of the substrate 1. .
[0056]
Next, a photosensitive color resist to which a pigment is added is applied on the substrate 1 on which the plurality of non-colored layers 9 are formed by screen printing or the like, and the color resist film is exposed and developed to form a plurality of pixels. A, and by patterning into an outer shape larger than the pixel A, as shown in FIG. 3B, the outer edge of the outer shape corresponding to the portion between the plurality of pixels A is red, green, and blue. The color filters 10R, 10G, and 10B are sequentially formed.
[0057]
In the formation of the color filters 10R, 10G, and 10B, when the color resist film is exposed, the irradiation light is scattered by the pigment in the color resist, so that the non-exposed areas of the color resist film are also exposed to some extent. The peripheral portions of the color filters 10R, 10G, and 10B that have been developed and patterned are formed in a cross-sectional shape that is inclined such that the film thickness gradually decreases toward the outer edges of the filters as shown in FIG. However, in this embodiment, since the color resist film is patterned into an outer shape larger than the pixel A, that is, an outer edge corresponding to a portion between the plurality of pixels A, the color resist film corresponds to the inside of the plurality of pixels A. The color filters 10R, 10G, and 10B can be formed with a uniform thickness except for the portion on the non-colored layer 9 where the color filters are formed.
[0058]
Next, portions of the plurality of non-colored layers 9 protruding above the color filters 10R, 10G, 10B are removed together with the color resist attached to the protruding portions by etching, cutting, or the like, and FIG. As shown in c), the surface of the portion around the non-colored layer 9 of the color filters 10R, 10G, 10B is finished flush with the surface of the other portions, and the top surfaces of the plurality of non-colored layers 9 are formed. The color filters 10R, 10G, and 10B are flush with the surface.
[0059]
That is, in this method of manufacturing a liquid crystal element, a plurality of non-colored layers 9 are formed on the inner surface of the front substrate 1 so as to have a thickness equal to or greater than the thickness of the color filters 10R, 10G, and 10B. By applying a neutral color resist and patterning the outer shape corresponding to the plurality of pixels A, red, green, and blue color filters 10R, 10G, and 10B are formed. This is to remove the color resist.
[0060]
In the liquid crystal element of this embodiment, an uncolored layer 9 is provided on the inner surface of the front substrate 1 so as to partially correspond to the reflection portions A1 of the plurality of pixels A, respectively. Except for the portion where the pixel 9 is provided, since the red, green, and blue color filters 10R, 10G, and 10B respectively corresponding to the plurality of pixels A are provided, the transmission portions A2 of the plurality of pixels A The colored light is transmitted through the color filters 10R, 10G, and 10B in one direction to emit colored light, and is transmitted and reciprocated through the color filters 10R, 10G, and 10B from the reflective portions A1 of the plurality of pixels A to be colored. The emitted colored light and the non-colored light transmitted through the non-colored layer 9 can be emitted.
[0061]
Moreover, in this liquid crystal element, since the non-colored layer 9 is formed of a non-scattering photosensitive transparent resin, the non-colored layer is exposed by applying the photosensitive transparent resin to the inner surface of the substrate 1. By performing the development process, the peripheral surface can be accurately formed in a shape substantially perpendicular to the surface of the substrate 1.
[0062]
In this liquid crystal element, since the filter side surfaces surrounding the non-colored layers of the color filters 10R, 10G, and 10B are in close contact with the peripheral surface of the non-colored layers, the reflection of the color filters 10R, 10G, and 10B is performed. The film thickness of the portion corresponding to the portion A1 can be made uniform over the entire portion.
[0063]
Therefore, according to this liquid crystal element, the ratio of the colored light and the non-colored light emitted from the reflecting portion A1 of the plurality of pixels A is accurately set at a predetermined ratio, and the color of the light emitted from the reflecting portion A1 is determined. Reproducibility can be improved.
[0064]
As shown in FIG. 3, the method of manufacturing the liquid crystal element includes applying a non-scattering photosensitive transparent resin to the inner surface of the front substrate 1 and exposing and developing the resin film to form a plurality of pixels. A plurality of non-colored layers 9 are formed in the reflective portions A1 of A by partially patterning them into shapes corresponding to the thicknesses of the color filters 10R, 10G, and 10B or more. 1 is coated with a photosensitive color resist to which a pigment is added, and the color resist film is exposed and developed to be patterned into an outer shape corresponding to the plurality of pixels A, thereby forming a red, green, and blue color filter. 10R, 10G, and 10B are formed, and the color resist on the non-colored layer 9 is removed. According to this manufacturing method, the inner surface of the front substrate 1 The non-colored layers 9 are provided in the reflective portions A1 of the pixels A in a partially corresponding manner, and a plurality of pixels A are provided on the inner surface of the substrate 1 except for the portions where the non-colored layers 9 are provided. The liquid crystal element in which the corresponding red, green, and blue color filters 10R, 10G, and 10B are provided with the filter side surfaces surrounding the non-colored layer 9 closely attached to the peripheral surface of the non-colored layer 9 can be obtained. .
[0065]
As described above, the color filters 10R, 10G, and 10B have a shape in which the peripheral portion is inclined so that the film thickness gradually decreases toward the outer edge of the filter due to scattering of irradiation light during exposure of the color resist film. In this embodiment, the color filters 10R, 10G, and 10B are formed to have an outer periphery corresponding to a portion between a plurality of pixels A, so that a plurality of the color filters 10R, 10G, and 10B are formed. The uniformity of the film thickness of the portion corresponding to the inside of the pixel A, the colored light emission region of the reflection portion A1 of the plurality of pixels A, the color purity and intensity can be emitted more uniform colored light, and the Colored light having more uniform color purity and intensity can be emitted from the transmission portions A2 of the plurality of pixels A.
[0066]
In this embodiment, since the lattice-shaped light-shielding film 8 corresponding to the portion between the plurality of pixels A is formed on the inner surface of the front substrate 1, the thickness of the color filters 10R, 10G, and 10B is reduced. The colored light transmitted through the thinned peripheral portion is not emitted from a portion between the plurality of pixels A, and therefore, the peripheral portions of the color filters 10R, 10G, and 10B are formed in an inclined shape. However, this does not affect the color reproducibility of the light emitted from the pixel A.
[0067]
Further, in this embodiment, when the non-colored layer 9 and the color filters 10R, 10G, 10B are formed on the inner surface of the front substrate 1, the thickness of the non-colored layer 9 is made larger than the thickness of the color filters 10R, 10G, 10B. After forming the color filters 10R, 10G, and 10B thickly, removing the portions of the non-colored layer 9 protruding above the color filters 10R, 10G, and 10B together with the color resist attached to the protruding portions. Thus, since the non-colored layer 9 is flush with the surfaces of the color filters 10R, 10G, and 10B, the liquid crystal layer thickness of the reflection part A1 of the plurality of pixels A is set to the color filters 10R, 10G, and 10B. It is made uniform from the corresponding colored light emitting region to the non-colored light emitting region corresponding to the non-colored layer 9 so that the colored light emitting region of the reflecting portion A1 is uncolored. The electro-optical characteristics of the liquid crystal layer 3 of the emission region can be the same.
[0068]
When the non-colored layer 9 and the color filters 10R, 10G, 10B are formed on the inner surface of the front substrate 1, the non-colored layer 9 has the same thickness as the color filters 10R, 10G, 10B from the beginning. In such a case, only the color resist on the non-colored layer 9 may be removed after the color filters 10R, 10G, and 10B are formed.
[0069]
The liquid crystal element is used in a reflective / transmissive liquid crystal display device that performs both a reflective display and a transmissive display, and the reflective / transmissive liquid crystal display device is provided on a front side and a rear side of the liquid crystal element. A front polarizing plate and a rear polarizing plate are arranged, and a surface light source is arranged behind the rear polarizing plate.
[0070]
In the reflection / transmission type liquid crystal display device using the liquid crystal element, the liquid crystal element has excellent color reproducibility in which colored light and non-colored light are emitted from the reflective portions A1 of the plurality of pixels A at an accurate ratio. In addition, in order to emit uniform colored light from the colored light emitting area (the area corresponding to the color filters 10R, 10G, and 10B provided in portions other than the non-colored layer 9) of the reflecting portion A1. In addition, a high-quality color image with good color reproducibility can be displayed in both reflective display and transmissive display.
[0071]
4 and 5 show a second embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of a part of a liquid crystal element, and FIG. 6 shows a method of forming a non-colored layer and a color filter in manufacturing the liquid crystal element. It is a process drawing.
[0072]
In the liquid crystal element of this embodiment, a non-colored layer 9 provided in the inner surface of the front substrate 1 so as to partially correspond to each of the reflection portions A1 of the plurality of pixels A is predetermined on the color filters 10R, 10G, and 10B. At a predetermined height, and the protruding end of the non-colored layer 9 is brought into contact with the inner surface of the rear substrate 2 as the other substrate. Is defined.
[0073]
Although the liquid crystal element of this embodiment has the non-colored layer 9 also serving as a columnar spacer for defining the distance between the substrates, other configurations are the same as those of the liquid crystal element of the first embodiment. Therefore, the duplicate description is omitted by attaching the same reference numerals to the drawings.
[0074]
In the method of manufacturing a liquid crystal element of this embodiment, the non-colored layer 9 and the color filters 10R, 10G, 10B are formed as follows.
[0075]
First, after a light-shielding film 8 is formed on the inner surface of the front substrate 1, a non-scattering photosensitive transparent resin is applied to the inner surface of the substrate 1 by screen printing or the like, and the resin film is exposed and developed to form a plurality of layers. 4A, a plurality of non-colored layers 9 are formed to have a thickness corresponding to that of the color filters 10R, 10G, and 10B by patterning into a shape partially corresponding to the reflection portion A1 of the pixel A of FIG. It is formed to a thickness obtained by adding a predetermined height.
[0076]
Also in this case, since the photosensitive transparent resin is a non-scattering resin that does not contain particles or pigments that scatter light, the plurality of non-colored layers 9 are formed so that the peripheral surface thereof is substantially perpendicular to the substrate 1 surface. It can be formed in a precise shape with high accuracy.
[0077]
Next, a photosensitive color resist to which a pigment is added is applied on the substrate 1 on which the plurality of non-colored layers 9 are formed by screen printing or the like, and the color resist film is exposed and developed to form a plurality of pixels. 4A, and is patterned to have an outer shape larger than the pixel A. As shown in FIG. 4B, the outer peripheral portions correspond to portions between the plurality of pixels A. The color filters 10R, 10G, and 10B are sequentially formed.
[0078]
Next, the color resist on the top surface of the non-colored layer 9 among the color resists attached to the portions of the plurality of non-colored layers 9 protruding above the color filters 10R, 10G, 10B is etched or cut or the like. To remove as shown in FIG.
[0079]
That is, in the method of manufacturing the liquid crystal element, the plurality of non-colored layers 9 are formed on the inner surface of the front substrate 1 to a thickness obtained by adding a predetermined height to the thickness of the color filters 10R, 10G, and 10B. Then, a red, green, and blue color filter 10R, 10G, and 10B are formed by applying a photosensitive color resist on the substrate 1 and patterning the outer shape corresponding to the plurality of pixels A. The color resist on the top surface of the non-colored layer 9 is removed.
[0080]
The liquid crystal element of this embodiment is colored by the color filters 10R, 10G, and 10B from the entire colored light emitting areas corresponding to the color filters 10R, 10G, and 10B of the reflection section A1 of the plurality of pixels A and the entire area of the transmission section A2. The colored light transmitted through the liquid crystal layer 3 is emitted, and the non-colored light transmitted through the non-colored layer 9 from the non-colored light emission region corresponding to the non-colored layer 9 of the reflection portion A1 of the plurality of pixels A. Is emitted without transmitting through the liquid crystal layer 3. Also in this liquid crystal element, colored light and non-colored light are emitted from the reflective portions A1 of the plurality of pixels A at an accurate ratio. Excellent light reproducibility can be obtained.
[0081]
Moreover, in this embodiment, since the non-colored layer 9 also serves as a columnar spacer for defining the distance between the substrates, the step of forming the columnar spacer is not required, and the manufacturing process of the liquid crystal element can be simplified. it can.
[0082]
In addition, as shown in FIG. 5, the method for manufacturing a liquid crystal element of this embodiment applies a non-scattering photosensitive transparent resin to the inner surface of the front substrate 1 and exposes and develops the resin film. The predetermined height is added to the film thicknesses of the color filters 10R, 10G, and 10B by patterning the reflection portions A1 of the pixels A into portions corresponding to the respective portions. It is characterized in that it is formed to a thickness and the color resist on the top surface of the non-colored layer 9 is removed. According to this manufacturing method, a plurality of A non-colored layer 9 also serving as a columnar spacer for defining a substrate interval is provided in a part corresponding to the reflection portion A1 of the pixel A, and the non-colored layer 9 is provided on the inner surface of the substrate 1. Except for the part, multiple pixels A Obtaining the liquid crystal element in which the corresponding red, green, and blue color filters 10R, 10G, and 10B are provided such that the filter side surfaces surrounding the non-colored layer 9 are in close contact with the peripheral surface of the non-colored layer 9. Can be.
[0083]
In the first and second embodiments, a substantially half area of the plurality of pixels A is defined as the reflection part A1 and the other half area is defined as the transmission part A2. However, the reflection part A1 and the transmission part A2 are used. May be formed in any area ratio and shape. Further, a plurality of one or both of the reflection part A1 and the transmission part A2 may be formed in one pixel A.
[0084]
Further, in the above embodiment, the non-colored layer 9 is provided so as to correspond to the central part of the reflection part A1 of the plurality of pixels A, but the non-colored layer 9 corresponds to another part in the reflection part A1. The non-colored layer 9 may be provided at a plurality of locations in the reflection section A1.
[0085]
In the above embodiment, the reflection film 8 for forming the reflection portion A1 is provided on the inner surface of the rear substrate 2 of the liquid crystal element, and the transparent electrode (a plurality of pixel electrodes) 6 provided on the inner surface of the rear substrate 2 is provided. Although it is formed so as to overlap the reflection film 8, a portion corresponding to the reflection portion A1 of the electrode 5 is formed of a metal film, and a portion of the electrode 5 corresponding to the reflection portion A1 also serves as a reflection film. The reflective film 8 may be provided on the outer surface of the rear substrate 2 as long as the reflective film 8 is on the rear side of the liquid crystal layer 3.
[0086]
Further, in the above embodiment, the non-colored layer 9 and the color filters 10R, 10G, 10B are provided on the inner surface of the front substrate 1, but the non-colored layer 9 and the color filters 10R, 10G, 10B are formed on the rear substrate 2 May be provided on the inner surface.
[0087]
Further, the present invention is not limited to an active matrix type liquid crystal element, and can be applied to a simple matrix type liquid crystal element.
[0088]
【The invention's effect】
The liquid crystal element of the present invention is provided with a reflective film corresponding to a predetermined region in a plurality of pixels behind the liquid crystal layer, and a region where the reflective film of the plurality of pixels is provided, from a front side. A reflection portion that reflects the incident light by the reflection film and emits the light forward is formed, and a region other than the reflection portion of the plurality of pixels transmits light incident from the rear and emits the light forward. And a non-colored layer made of a photosensitive transparent resin is provided on one of the inner surfaces of the front substrate and the rear substrate so as to partially correspond to the reflection portions of the plurality of pixels, respectively. Except for the portion where the non-colored layer is provided, a plurality of color filters respectively corresponding to the plurality of pixels are brought into close contact with filter side surfaces surrounding the non-colored layer on the peripheral surface of the non-colored layer. Because it was provided A colored light and the non-colored light is emitted in a highly accurate ratio from the reflection portion of the plurality of pixels, it is possible to obtain excellent light reproducibility.
[0089]
In this liquid crystal element, it is preferable that the non-colored layer is formed flush with the surface of the color filter, whereby the thickness of the liquid crystal layer of the reflective portion of a plurality of pixels is adjusted to correspond to the color filter. From the colored light emitting region to the non-colored light emitting region corresponding to the non-colored layer, and the electro-optical characteristics of the liquid crystal layer in the colored light emitting region and the liquid crystal layer in the non-colored light emitting region of the reflecting portion can be made the same. .
[0090]
In this liquid crystal element, the non-colored layer is formed so as to protrude on the color filter to a predetermined thickness, and the protruding end of the non-colored layer is brought into contact with the inner surface of the other substrate. It is preferable that the non-colored layer defines the distance between the front substrate and the rear substrate. In this way, the non-colored layer can also serve as a columnar spacer for defining the substrate distance.
[0091]
Further, in the method for manufacturing a liquid crystal element of the present invention, a photosensitive transparent resin is applied to an inner surface of one of the front substrate and the rear substrate, and the resin film is exposed and developed so that the reflective portions of the plurality of pixels are formed. The plurality of non-colored layers are formed to have a thickness equal to or greater than the film thickness of the color filter by patterning into a shape corresponding to each partially, and thereafter, a photosensitive color obtained by adding a pigment on the substrate is formed. A resist is applied, and the color resist film is exposed and developed to be patterned into an outer shape corresponding to the plurality of pixels, thereby forming the color filters of the plurality of colors, and forming the color filter on the non-colored layer. Since the color resist is removed, the liquid crystal element can be obtained.
[0092]
In this manufacturing method, the non-colored layer is formed thicker than the film thickness of the color filter, and after forming the color filter, a portion of the non-colored layer protruding above the color filter is attached to the protruding portion. It is preferable that the top surface of the non-colored layer is flush with the surface of the color filter, whereby the colored light emitting region of the reflecting portion and the non-colored light are removed. It is possible to obtain a liquid crystal element in which the liquid crystal layer in the emission region has the same electro-optical characteristics.
[0093]
Further, in this manufacturing method, the non-colored layer is formed to a thickness obtained by adding a predetermined height to the thickness of the color filter, and after forming the color filter, the color of the non-colored layer is formed. It is desirable to remove the color resist on the top surface of the non-colored layer from the color resist adhered to the portion protruding above the filter. In this way, the non-colored layer defines the substrate interval. Liquid crystal element which also serves as a columnar spacer for the purpose.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a part of an element according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a plurality of pixels, a non-colored layer, and a color filter of the liquid crystal element.
FIG. 3 is a process chart showing a method of forming a non-colored layer and a color filter in the manufacture of the liquid crystal element of the first embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a part of an element showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a process chart showing a method for forming a non-colored layer and a color filter in the manufacture of the liquid crystal element of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1,2 ... substrate
3: Liquid crystal layer
4,5 ... electrode
A: Pixel
A1: Reflector
A2 ... Transmissive part
7 ... Reflection film
8 ... light shielding film
9 Non-colored layer
10R, 10G, 10B ... Color filter

Claims

A liquid crystal layer is provided between a front substrate, which is a display observation side, and a rear substrate facing the front substrate, and at least one electrode is provided on one of the opposed inner surfaces of the front substrate and the rear substrate, and A plurality of electrodes for forming a plurality of pixels by a region facing the at least one electrode are provided on an inner surface of the pixel, and a predetermined region in the plurality of pixels is provided on a rear side of the liquid crystal layer in a predetermined region. It has a plurality of reflecting films provided correspondingly, and a reflection portion for reflecting light incident from the front side by the reflecting film and emitting the light toward the front side is formed by the region of the plurality of pixels where the reflecting film is provided. A transmission portion that transmits light incident from the rear side and emits the light to the front side is formed by the region other than the reflection portion of the plurality of pixels, and further, on the inner surface of any of the front substrate and the rear substrate. And said An uncolored layer made of a photosensitive transparent resin is provided so as to partially correspond to each of the reflective portions of the pixels, and the plurality of pixels are provided except for a portion provided on the inner surface of the substrate except the non-colored layer. A color filter having a plurality of colors respectively corresponding to the color filters is provided such that filter side surfaces surrounding the non-colored layer are in close contact with the peripheral surface of the non-colored layer.

The liquid crystal device according to claim 1, wherein the non-colored layer is formed flush with a surface of the color filter.

The non-colored layer protrudes at a predetermined height above the color filter, and the protruding end of the non-colored layer is in contact with the inner surface of the other substrate, and the non-colored layer causes the front substrate and the rear substrate to 2. The liquid crystal element according to claim 1, wherein the distance between the liquid crystal elements is defined.

2. The method for manufacturing a liquid crystal element according to claim 1, wherein a photosensitive transparent resin is applied to an inner surface of one of the front substrate and the rear substrate, and the resin film is exposed and developed to form a plurality of pixels inside the reflective portions. A plurality of non-colored layers are formed to have a thickness equal to or greater than the thickness of the color filter by patterning into a shape partially corresponding to each, and thereafter, a photosensitive color resist to which a pigment is added is formed on the substrate. By applying and patterning the color resist film to an outer shape corresponding to the plurality of pixels by exposing and developing the color resist film, a color filter of a plurality of colors is formed, and the color resist on the non-colored layer is formed. A method for manufacturing a liquid crystal element, comprising: removing the liquid crystal element.

Forming the non-colored layer thicker than the thickness of the color filter, after forming the color filter, remove the portion of the non-colored layer protruding above the color filter together with the color resist attached to the protruding portion, 5. The method according to claim 4, wherein a top surface of the non-colored layer is flush with a surface of the color filter.

An uncolored layer is formed to a thickness obtained by adding a predetermined height to the thickness of the color filter, and after forming the color filter, a color adhered to a portion of the uncolored layer protruding above the color filter. 5. The method according to claim 4, wherein, of the resist, a color resist on a top surface of the non-colored layer is removed.