半透過型液晶表示装置用基板および液晶表示装置
【課題】 垂直配向方式の液晶表示装置、特に、半透過型や反射型液晶表示装置に好適なカラーフィルタ基板を提供し、あわせて液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 透明基板上に形成された、複数の矩形画素を区分する開口部を有するブラックマトリクスと、前記透明基板及びブラックマトリクス上に形成された透明導電膜と、前記透明導電膜上に形成された、画素中央に凹部を有する樹脂層と、前記樹脂層上に部分的に形成され、前記ブラックマトリクス上において前記樹脂層とともに凸部を構成するセルギャップ調整層とを具備する半透過型液晶表示装置用基板。前記複数の矩形画素は、前記樹脂層の凹部を中心に対称に、中心に近い側から透過部及び反射部の順で構成され、前記反射部では、透明導電膜上に前記樹脂層及びセルギャップ調整層が積層され、前記透過部では、透明導電膜上に前記樹脂層が積層されている。
【解決手段】 透明基板上に形成された、複数の矩形画素を区分する開口部を有するブラックマトリクスと、前記透明基板及びブラックマトリクス上に形成された透明導電膜と、前記透明導電膜上に形成された、画素中央に凹部を有する樹脂層と、前記樹脂層上に部分的に形成され、前記ブラックマトリクス上において前記樹脂層とともに凸部を構成するセルギャップ調整層とを具備する半透過型液晶表示装置用基板。前記複数の矩形画素は、前記樹脂層の凹部を中心に対称に、中心に近い側から透過部及び反射部の順で構成され、前記反射部では、透明導電膜上に前記樹脂層及びセルギャップ調整層が積層され、前記透過部では、透明導電膜上に前記樹脂層が積層されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過型液晶表示装置用基板、カラーフィルタ基板、及びこれらを備える液晶表示装置に関する。特に、本発明は、斜め電界駆動に最適なカラーフィルタ基板及びこれを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイなどの薄型表示装置のさらなる高画質化、低価格化および省電力化が求められている。液晶表示装置向けカラーフィルタにおいては、十分な色純度や高いコントラスト、平坦性など、より高画質の表示を達成するための要求がでてきている。
【０００３】
高画質の液晶表示装置を得るために、ＶＡ（Vertically Alignment）、ＨＡＮ（Hybrid-aligned Nematic）、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）、ＣＰＡ（Continuous Pinwheel Alignment）などの液晶の配向方式あるいは液晶駆動方式が提案され、それにより、広視野角・高速応答の液晶表示装置が実用化されている。
【０００４】
液晶分子をガラスなどの基板面に並行に配向させた、広視野角で高速応答に対応しやすいＶＡ方式、また、広視野角に有効なＨＡＮ方式などの液晶表示装置では、カラーフィルタに対する平坦性（膜厚の均一性やカラーフィルタ表面の凹凸の低減）と誘電率などの電気的特性について、さらに高いレベルが要求されている。このような高画質液晶表示装置では、斜め方向視認での着色の低減のため、液晶セル厚（液晶層の厚み）を薄くする技術が主要な課題となっている。
【０００５】
ＶＡ方式では、ＭＶＡ（Multi-Domain Vertically Alignment）、ＰＶＡ（Patterned Vertically Alignment）、ＶＡＥＣＢ（Vertically Alignment Electrically Controlled Birefringence）、ＶＡＨＡＮ（Vertical Alignment Hybrid-aligned Nematic）、ＶＡＴＮ（Vertically Alignment Twisted Nematic）等、種々の改良モードの開発が進んでいる。また、ＶＡ方式などの液晶の厚み方向に駆動電圧を印加する縦電界方式の液晶表示装置では、より高速の液晶応答、広い視野角技術、より高い透過率が主要な課題となっている。ＭＶＡ技術は、液晶駆動の電圧印加時に不安定な垂直配向液晶（基板表面に対し初期垂直である液晶の、電圧印加時に倒れる方向が定まりにくいこと）の問題を解消するために、リブ状の突起あるいはスリットを複数設け、このリブ間に液晶ドメインを形成するとともに複数の配向方向のドメイン形成により、広い視野角を確保する技術である。
【０００６】
特許文献１に、第１及び第２の配向規制構造体を用いて液晶ドメインを形成する技術が開示されている。特許文献２には、光配向を用いて４つの液晶ドメインを形成する技術が開示されている。当特許文献は、広い視野角を確保するためにそれぞれドメインでの厳密なチルト角（例えば８９度）制御に係わる複数回の配向処理と、かつ、ドメイン形成のため、それぞれ平面視９０度異なる配向軸の必要なことが開示されている。
【０００７】
カラーフィルタ基板側の透明導電膜（透明電極、表示電極あるいは第３電極）と、アレイ基板側の第１と第２の電極を用い、斜め電界を用いて垂直配向の液晶を制御する技術は、特許文献３および特許文献５に開示されている。特許文献３は負の誘電率異方性の液晶を用いており、特許文献５は、その特許請求の範囲と明細書本文に正の誘電率異方性の液晶を記載している。特許文献５には、負の誘電率異方性の液晶の記載が見られない。
【０００８】
特許文献６は、負の誘電率異方性の液晶を用いた半透過型液晶表示装置に関するもので、カラーフィルタ上の共通電極に電極スリット（電極開口部）を設け、さらに透過部のカラーフィルタである画素上に凸状部を設ける技術を開示している。
【０００９】
通常、ＶＡ方式やＴＮ方式などの液晶表示装置の基本的構成は、共通電極を備えたカラーフィルタ基板と、液晶を駆動する複数の画素電極（例えば、ＴＦＴ素子と電気的に接続され、櫛歯状パターン状に形成された透明電極）とアレイ基板とで、液晶を挟持する構成である。この構成では、カラーフィルタ上の共通電極とアレイ基板側に形成された画素電極との間に駆動電圧を印加して液晶を駆動する。画素電極やのカラーフィルタ表面の共通電極としての透明導電膜は、通常、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＩＧＺＯ(Indium Garium Zinc Oxide)などの導電性の金属酸化物の薄膜を用いる。
【００１０】
青色画素・緑色画素・赤色画素及びブラックマトリクスなどカラーフィルタを開示する技術として、例えば、ブラックマトリクスと着色画素上に透明導電膜を形成し、さらにオーバーコートを積層する技術が特許文献１に開示されている
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−３９１２８号公報
【特許文献２】特許第３９５７４３０号公報
【特許文献３】特許第２８５９０９３号公報
【特許文献４】特開２００８−１８１１３９号公報
【特許文献５】特許第４３６４３３２号公報
【特許文献６】特許第４１６７９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、垂直配向の液晶表示装置では、広い視野角を確保するため、リブやスリットと呼ばれる配向規制構造体で液晶のドメインを形成する（ＭＶＡ技術）。液晶が負の誘電率異方性の場合、具体的には、カラーフィルタなどの上に形成した２つの樹脂製のリブ間に位置する液晶は、駆動電圧の印加時に、例えば平面視で、このリブに垂直な方向に倒れ、基板面に水平に並ぼうとする。しかし、２つのリブ間の中央の液晶は、電圧印加にも関わらず倒れる方向が一義的に定まらず、スプレー配向やベンド配向をとることがある。このような液晶の配向乱れは、液晶表示でのざらつきや表示ムラにつながっていた。また、ＭＶＡ方式の場合、上記問題も含め、液晶の倒れる量を駆動電圧で細かく制御することが難しく、中間調表示に難点があった。特に駆動電圧と表示（応答時間）とのリニアリティが低く、低い駆動電圧での中間調表示に難点があった。
【００１３】
この問題を解決するため、特許文献３や特許文献５に示されるように、第１と第２と第３の電極を用い、斜め電界にて液晶配向を制御する手法は極めて有効である。斜め電界により、液晶の倒れる方向を設定することができる。また、斜め電界により液晶の倒れる量を制御しやすくなり、中間調表示に大きな効果が出てくる。
【００１４】
しかし、これらの技術でも、液晶のディスクリネーション対策が不十分である。ディスクリネーションとは、意図しない液晶の配向乱れや未配向により光の透過率の異なる領域が画素（画素は、液晶表示の最小単位で、本発明で表記の矩形画素と同義）内に生じる問題である。
【００１５】
特許文献３では、画素中央のディスクリネーション固定化のため、対向電極（第３の電極）の画素中央に透明導電膜のない配向制御窓を設けている。しかし、画素周辺のディスクリネーションの改善策は開示されていない。また、画素中央のディスクリネーション固定化はできるものの、ディスクリネーションの最小化の方策は示されていない。さらに、液晶の応答性の改善技術についても記載されていない。
【００１６】
特許文献５は、透明導電膜（透明電極）上に誘電体層を積層した分、斜め電界の効果が増長されるので好ましい。しかし、特許文献５の図７に示されるように電圧印加後も画素中央および画素端部には垂直配向の液晶が残り、透過率あるいは開口率の低下につながる問題がある。また、正の誘電率異方性の液晶を用いる場合（特許文献５は、負の誘電率異方性の液晶を その記載・実施例において開示していない）、画素中央部のディスクリネーションのため、透過率を向上させにくい。このため、半透過型液晶表示装置では採用しにくい技術となっている。さらに、特許文献５は、ブラックマトリクス上に透明導電膜を配設する構成を提案していない。
【００１７】
特許文献６は、その請求項１及びその図３に開示されているように、透過部のカラーフィルタである画素の中央に凸状部を設け、さらに電極スリットにて配向の乱れ（ディスクリネーション）を生じさせにくくする技術を開示している。しかし、透過部及び反射部 それぞれ画素の中央部のみの液晶を対象としており、画素端部や画素のコーナー部でのディスクリネーションについては触れておらず、その対応策を考慮していない。ディスクリネーションの最小化への方策を示しておらず、さらに、液晶の応答性の改善技術についても記載されていない。
【００１８】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされ、垂直配向方式の液晶表示装置、特に、半透過型や反射型液晶表示装置に好適なカラーフィルタ基板を提供し、あわせて液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、透明基板上に形成された、複数の矩形画素を区分する開口部を有するブラックマトリクスと、前記透明基板及びブラックマトリクス上に形成された透明導電膜と、前記透明導電膜上に形成された、画素中央に凹部を有する樹脂層と、前記樹脂層上に部分的に形成され、前記ブラックマトリクス上において前記樹脂層とともに凸部を構成するセルギャップ調整層とを具備し、前記複数の矩形画素は、前記樹脂層の凹部を中心に対称に、中心に近い側から透過部及び反射部の順で構成され、前記透過部では透明導電膜上に前記樹脂層が積層され、前記反射部では、透明導電膜上に前記樹脂層及びセルギャップ調整層が積層されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置用基板。
【００２０】
本発明の第２の態様は、透明基板上に形成された、複数の矩形画素を区分する開口部を有するブラックマトリクスと、前記透明基板及びブラックマトリクス上に形成され、前記複数の矩形画素を構成する着色層と、前記着色層上に形成された透明導電膜と、前記透明導電膜上に形成された、画素中央に凹部を有する樹脂層と、前記樹脂層上に部分的に形成され、前記ブラックマトリクス上において前記樹脂層とともに凸部を構成するセルギャップ調整層とを具備し、前記複数の矩形画素は、前記樹脂層の凹部を中心に対称に、中心に近い側から透過部及び反射部の順で構成され、前記透過部では透明導電膜上に前記樹脂層が積層され、前記反射部では、透明導電膜上に前記樹脂層及びセルギャップ調整層が積層されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置用基板を提供する。
【００２１】
上記本発明の第２の態様に係る半透過型液晶表示装置用基板において、前記反射部に配設された着色層の厚みを、前記透過部に配設された着色層の厚みの略１／２とすることが出来る。
【００２２】
また、前記反射部の着色層上に１／４波長層を積層し、該１／４波長層上に透明導電膜を介して光散乱層を積層することが出来る。
【００２３】
更に、前記反射部の着色層上に光散乱層を積層し、該光散乱層上に透明導電膜を介して１／４波長層を積層することが出来る。
【００２４】
上記本発明の第１及び第２の態様に係る半透過型液晶表示装置用基板において、前記ブラックマトリクス上の透明基板の表面から樹脂層表面の高さのレベルＡ、反射部の樹脂層表面の高さのレベルＢ、及び透過部の樹脂層表面の高さのレベルＣを、Ａ＞Ｂ＞Ｃの関係とし、かつ、前記樹脂層の凹部の底部のレベルを、上記樹脂層表面のレベルＡ、Ｂ、Ｃより低くすることが出来る。
【００２５】
前記セルギャップ調整層の厚みを、液晶表示装置の液晶層の厚みの略１／２とすることが出来る。
【００２６】
前記セルギャップ調整層を、光散乱層とすることが出来る。
【００２７】
前記セルギャップ調整層を、１／４波長層とすることが出来る。
【００２８】
本発明の第３の態様は、第１及び第２の態様に係る液晶表示装置用基板と、液晶を駆動する素子をマトリクス状に配設したアレイ基板とを液晶を介して対向させて配置し、貼り合わせてなる液晶表示装置であって、前記アレイ基板が、それぞれ矩形画素を駆動するために電位の異なる第１電極及び第２電極を具備することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００２９】
上記液晶表示装置において、前記液晶の動作を、液晶を駆動する電圧を印加したときに平面視で、矩形画素中心の凹部から点対象あるいは線対称にブラックマトリクスのある辺の方向に液晶が倒れる動作とすることが出来る。
【００３０】
また、前記液晶表示装置の矩形画素での液晶の動作を、液晶を駆動する電圧を印加したときに平面視で、矩形画素中心の十字型凹部を通る直線で４つに区分される動作とすることが出来る。
【００３１】
また、前記第１電極が、液晶を駆動するアクティブ素子と接続された櫛歯状パターンを有し、前記第２電極が、前記第１電極と同様の櫛歯状パターンを有し、絶縁層を介して前記第１電極の下に配設され、前記第２電極のパターンが液晶の倒れる方向に前記第１電極のパターンからはみ出ている構成とすることが出来る。
【００３２】
更に、前記第１電極及び第２電極を、可視域透明な導電性の金属酸化物により構成することが出来る。
【００３３】
また、前記液晶として、負の誘電率異方性を有する液晶を用いることが出来る。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によると、液晶表示装置に最適な液晶装置用電極基板を提供できるとともに、より明るい液晶表示装置を提供することができる。本発明に係る液晶表示装置は、カラーフィルタ基板やアレイ基板の配向処理を軽減することができるとともに、液晶の応答性を改善することができる。また、段差部や凹部のショルダー部における液晶配向、及び第１電極、第２電極、及び透明導電膜からなる電極構成による斜め電界により、液晶のディスクリネーションを軽減し、液晶表示を向上させることができる。
【００３５】
本発明によると、１／２画素あるいは１／４画素の単位で駆動電圧印加後の液晶の傾き角に分布を持たせることができ、かつ、透明導電膜上に樹脂層を積層する構成により、従来の液晶表示装置に生じていた階調シフト（中間調が白側あるいは黒側にシフトし、十分な階調表示ができないこと）を解消することができる。
【００３６】
本発明に係る液晶装置用電極基板及び液晶表示装置では、電圧印加時に異なる配向状態の領域が一画素内に２つ以上あるので、液晶表示を平均化し、広い視野角を得ることができる。また、反射部において誘電体である樹脂層とセルギャップ調整層を透明導電膜上に積層することにより、反射部の液晶層の厚みが透過部の略１／２であるにも係わらず、反射部と透過部それぞれの液晶層に印加する電圧をほぼ等しくすることができる。そのため、反射部の反射光と透過部の透過光の電圧依存性を同等とすることで、反射部と透過部で違和感のない均質な表示を可能とする。
【００３７】
本発明では、カラーフィルタの有効表示画素を覆うように透明導電膜を積層することにより、副次的効果として、ＩＰＳ（横電界で液晶を駆動する）やＦＦＳ（櫛歯電極のフリンジに生じる電界で液晶を駆動する）方式と異なり、外部電場の影響を受けにくい液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施態様に係る液晶表示装置用基板を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置における液晶表示装置用基板上での液晶動作の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置における液晶表示装置用基板上での駆動電圧印加後の安定した白表示時の液晶分子の配向状態
【図５】本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板上での液晶動作の説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板上での液晶動作の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の平面視で１画素の第１電極のパターン例を示す平面図（ａ）、１画素のブラックマトリクス及び光散乱層のパターン例を示す平面図（ｂ）である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の平面視で１画素の第１電極のパターン例を示す平面図（ａ）、１画素のブラックマトリクス及び光散乱層のパターン例を示す平面図（ｂ）である。
【図９】本発明の第３の実施態様に係る液晶表示装置用基板の断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施態様に係る液晶表示装置の断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施態様に係わる液晶表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００４０】
本発明の一実施形態は、初期配向が垂直配向の液晶を対象とし、ブラックマトリクス基板（透明基板上にブラックマトリクスを形成した基板）やカラーフィルタ基板と、ＴＦＴなどの液晶駆動素子が形成されたアレイ基板とを対向させて配置し、それらの間に垂直配向用の液晶層を挟持する形で貼り合わせた垂直配向液晶表示装置を前提とする。本発明の一実施形態は、加えて、第３電極である透明導電膜をカラーフィルタ基板に配設し、画素電極である第１電極、及びこの第１電極と電位の異なる第２電極をアレイ基板に配設し、このような電極構成で生じる斜め電界を活用する技術である。
【００４１】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板側の第１電極及び第２電極の材料は、ＩＴＯなどの導電性の金属酸化物薄膜を用いることができる。あるいは、金属酸化物薄膜より導電性の良好な金属の薄膜を採用することができる。さらに、反射型や半透過型の液晶表示装置の場合は、第１電極及び第２電極のいずれかにアルミニウム、アルミニウム合金の薄膜を用いても良い。
【００４２】
本発明の一実施形態に適用できる液晶は、初期配向（駆動電圧の無印加の時）で垂直配向の液晶である。液晶の誘電率異方性は、正であっても負であっても良い。なお、負の誘電率異方性の液晶を本発明に適用した場合、チルト角設定のための配向膜の配向処理を省略できる。換言すれば、本発明で用いる垂直配向膜は、塗布形成後の熱処理だけで良く、ラビング配向や光配向などを省略できる。負の誘電率異方性の液晶を本発明に適用した場合、矩形画素中央の透過率を上げることができるため、色純度より明るさを重視する、たとえば、半透過型液晶表示装置に好適なカラーフィルタ基板を提供できる。
【００４３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半透過型液晶表示装置用基板１０を示す断面図である。この基板１０は、カラーフィルタを含んでおらず、以後、ブラックマトリクス基板（ＢＭ基板）と呼ぶ。図１において、透明基板１ａ上に、ブラックマトリクス２、透明導電膜（第３電極）３、樹脂層４、及びセルギャップ調整層（光散乱層）５を順次形成することにより、ＢＭ基板１０が構成されている。ブラックマトリクス２の開口部である矩形画素は、反射部Ｒと透過部Ｔとにより構成され、セルギャップ調整層（光散乱層）５は、反射部Ｒにおける樹脂層４の上に形成されている。なお、樹脂層４の中央には、線状の凹部６が形成されている。
【００４４】
本発明者らは、ブラックマトリクス２の上方に突出した凸部７とセルギャップ調整層（光散乱層）５の段差のショルダー部８ａ,８ｂ（肩の部分）と、矩形画素の中央部に設けられた凹部６のショルダー部９を液晶配向の制御に利用できることを見出した。この知見と第３電極３（透明導電膜）とを組み合わせ、新規な技術を提案するものである。
【００４５】
ブラックマトリクス２の上方の凸部７は、異なる２色の着色画素の重畳部により構成される場合もあり、この凸部７の傾斜部での液晶配向を駆動電圧印加時の液晶の倒れに利用するものである。画素の中央の凹部６においても同様に、凹部６のショルダー部９での液晶配向を液晶の倒れに利用するものである。なお、液晶の動作については後述する。
【００４６】
凸部７の頂部の、反射部Ｒにおけるセルギャップ調整層５の表面からの高さＨは、０．４μｍから２μｍであるのが好ましい範囲である。０．４μｍ未満では、電圧印加時の“液晶の倒れのトリガー”として効果が不十分であり、その高さが２μｍを超えると、液晶セルを構成した場合の液晶の流れに支障が出てくる。
【００４７】
以下に、以上説明した半透過型液晶表示装置用基板の構成要素について 簡単に説明する。
【００４８】
（ブラックマトリクス、矩形画素）
ブラックマトリクスとは、液晶表示のコントラストをアップさせるため、表示の最小単位である絵素の周囲、あるいは絵素の両辺に配設される遮光層からなる遮光性パターンである。遮光層は、透明樹脂に遮光性の顔料を分散させた塗膜であり、一般に感光性を付与され、露光及び現像を含むフォトリソグラフィの手法でパターニングすることにより形成される。矩形画素は、ブラックマトリクスの開口部を指し、上記絵素と同義である。
【００４９】
ブラックマトリクスの傾斜部は、丸みを帯びた形状でも良く、表示領域でのブラックマトリクスの断面形状は、半月状、台形、三角形などが例示できる。ブラックマトリクスの基板面からの傾斜角度は、前記した凸部の高さが０．４μｍを超えれば特に規定しなくても良い。開口率（矩形画素としての透過率）を別にすれば、２°とか３°などの低い傾斜角度でも良く、逆テーパ（上辺の大きい逆向きの台形状）でなければ良い。しかしながら、開口率の制限のため、実効的には３０°から８０°の範囲の傾斜が好ましい。
【００５０】
（透明導電膜）
液晶表示装置用基板の上に配設される透明導電膜としては、ＩＴＯなどの金属酸化物薄膜を用いることができる。透明導電膜の形成位置は、斜め電界を活用する目的で、矩形画素周囲に形成されるブラックマトリクス上であるのが良い。
【００５１】
特に、透過部の画素上における透明導電膜の位置より高いブラックマトリクス上にもあわせ形成して、アレイ基板側の画素電極（以下、第１電極）との電極間距離に差をつけることが望ましい。
【００５２】
後述するように、ブラックマトリクス上に着色層を形成し、この着色層上に透明導電膜を形成することができる。
【００５３】
（樹脂層）
樹脂層は、上述した透明導電膜上に配設される。樹脂層は、透明で耐熱性を有する有機樹脂により形成できる。樹脂層の厚みは、用いる液晶のセルギャップ（液晶層の厚み）や液晶の電気特性との関係で最適化すればよい。これらの観点で、たとえば、樹脂層の厚みが薄い場合には、液晶層の厚みを厚くすることができる。樹脂層の膜厚が厚い場合には、これに対応して液晶層の厚みを薄くすることができる。なお、樹脂層としては、以下の実施例で後述するアクリル樹脂などの透明な有機樹脂を採用することができる。透過部に適用できる液晶層の厚みは、２〜５μｍであり、４μｍ前後であるのが好ましい。反射部における液晶層の厚みは、透過部の略１／２となる。
【００５４】
（着色層、着色画素）
着色層は、後述する有機顔料を透明樹脂に分散させた塗膜であり、これをフォトリソグラフィの手法で矩形画素上にパターン形成したものを着色画素という。着色画素は、赤色、緑色、青色などの３原色のほか、黄色、マゼンタ、シアンや白色などから複数色を採用することができる。
【００５５】
本明細書では、ブラックマトリクスを構成する遮光層を含めた複数色の着色画素からなるものをカラーフィルタと呼称し、このカラーフィルタをガラスなどの透明基板上に形成したものをカラーフィルタ基板と称する。本明細書において、略同一の膜厚とは、遮光層や着色層の形成においてその製造プロセスで制御することができる、例えば、設定膜厚に対して、カラーフィルタの製造工程において、その製造マージンである±０．２μｍ以内に入る膜厚を指す。
【００５６】
着色画素の膜厚は、透明基板の面からそれぞれ着色画素の中心（ここでは透過部の着色層での画素中心を指す）における表面までの高さを指す。反射部の着色層の膜厚と透過部の着色層の膜厚の比を１／２〜１／４の範囲とすることが好ましい。なお、膜厚比１／２の反射部の着色層の膜厚は、着色層の厚みに対して±０．２μｍの誤差の範囲内で１／２であることを言う。反射部の着色層の膜厚と透過部の着色層の膜厚の比を略１／２とすることで、透過部と反射部の光路差を考慮した本来のカラー表示を得ることができる。
【００５７】
反射部は、戸外などの明るい環境下で観察するためのものであり、明るさが重要である。透過部と反射部の色度域が一致していることは望ましいが、明るさを最大限重視する場合には、色がついていると認識できる程度でも十分である。例えば、反射表示は、透過部表示の色合わせより“明るさ”を重視せざるを得ない用途（たとえば太陽光のある屋外での使用）では、膜厚比１／３や１／４とすることにより、明度の高い色とすることが望ましい。
【００５８】
スタティック表示（静止画）での透過部の色度域を標準的であるＮＴＳＣ比７０％程度とすると、反射部については１／４膜厚の時（２回透過で）ＮＴＳＣ比がおおむね３５〜４０％程度となる。ＮＴＳＣ比が３５〜４０％であれば色がついていることを容易に認識することができるが、これを大きく下回ると色がついていることを認識しにくくなる。したがって、反射部の膜厚は、ＮＴＳＣ比が３５〜４０％程度となる１／４以上であることが望ましい。
【００５９】
動画階調表示での色の視認性は、静止画表示より低下する傾向にある。使用者（観察者）による個人差があるものの、着色層の膜厚に対して１／４の凹部着色層の膜厚が、動画階調表示を行った時にカラー表示であるとの認識しやすさのほぼ下限の膜厚である。隣接する着色画素の重畳部分（以下凸部と呼称）の高さは、凸部のトップから着色画素の中心における表面までの高さとする。複数色の着色画素は、青色画素、赤色画素、緑色画素、黄色画素、白色画素（透明な画素）などと表現する。
【００６０】
着色層は、後述する有機顔料を複数種、透明樹脂に混合分散させたものであるが、有機顔料は、それぞれ微妙に異なる比誘電率や異なる誘電損失を持っていることが多い。本実施形態に係る半透過型液晶表示装置用基板では、これら異なる電気特性をもつ着色層（あるいは着色画素）を透明導電膜で覆う構成であるため、液晶層にかかる印加電圧に対して着色層の影響をなくすことができ、斜め電界を有効に活用することができる。
【００６１】
（セルギャップ調整層）
セルギャップ調整層は、半透過型液晶表示装置の透過部と反射部の液晶層の光路差を調整する目的で配設する。セルギャップ調整層は、反射部に必要な光散乱層を兼ねることができる。また、セルギャップ調整層は、上述した樹脂層と同じ材料でグレートーンマスクを用いて１回のフォトリソ工程で形成しても良い。
【００６２】
一般に、垂直配向型の半透過型液晶表示装置の反射部には、透過部の液晶と反射部の位相差を補う１／４波長の位相差層（以下１／４波長層）が必要となるため、セルギャップ調整層に位相差機能を持たせることができる。なお、光散乱層や１／４波長層は、透明導電膜の下の透明基板側のカラーフィルタ側に配設しても良い。
【００６３】
以下の実施例で詳述するように１／４波長層をカラーフィルタ側に配設する構成でのセルギャップ調整層は、光散乱の機能を持たせることが好ましい。光散乱層は、出射光に拡散性を付与し、観察者の目に入る液晶表示装置からの光をペーパーホワイト様とし、視認性の良い表示とするためのディフューザーの役目を担う。
【００６４】
セルギャップ調整層の表面と透過部の着色画素の表面の高さの差は、液晶表示装置を構成したときの液晶層の厚みの略１／２とすることができる。なお、液晶層の厚みの略１／２とは、液晶層の厚みの１０％以内の範囲で変動してもよく、かつ、カラーフィルタの製造工程においてその製造マージンである±０．２μｍ以内であることが望ましい。
【００６５】
（光散乱層）
光散乱層は、単一あるいは複数種の非晶質微粒子が屈折率の異なるマトリクス樹脂（以下、透明樹脂として記載する場合がある）中に分散して成るもので、入射光を散乱させて観察者の目にペーパーホワイト様の効果を持たせる光機能膜である。マトリクス樹脂は、耐熱性があり、可視域透過である透明樹脂であれば良い。光散乱層の膜厚は、非晶質微粒子径、光の波長、及び製造工程での適合しやすさの関係で、おおよそ１．５μｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【００６６】
光散乱層の非晶質微粒子としては、無機物から成る微粒子及び有機ポリマーから成る微粒子を例示することができる。特に、非晶質であるということから有機ポリマー微粒子が主としてあげられるが、無機物微粒子であっても、非晶質であれば問題ない。後述する相分離によりマトリクス樹脂中に非晶質微粒子を発現する方式であっても良い。非晶質微粒子をフォトリソグラフィの手法で形成し、その上に透明樹脂を塗布する方法で形成しても良い。
【００６７】
例えば、無機物微粒子としては、シリカやアルミナの酸化物等の球状の非晶質微粒子、有機ポリマー微粒子としては、アクリル微粒子やスチレンアクリル微粒子及びその架橋体、メラミン微粒子、メラミン−ホルマリン縮合物、（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等の含フッ素ポリマー、シリコン樹脂微粒子等を例示することができる。そのなかでも、架橋アクリル樹脂微粒子は屈折率が１．５未満であり、更にシリカ粒子あるいはシリコン樹脂微粒子は屈折率が１．４２〜１．４５（ハロゲンランプＤ線５８９ｎｍ）と小さいため、特に好ましい。
【００６８】
例えば、微粒子の屈折率が１．４９（ハロゲンランプＤ線５８９ｎｍを用いての値）の架橋アクリル微粒子である場合、マトリクス樹脂の屈折率は１．５５〜１．６５であることが好ましい。また、微粒子が屈折率１．４２〜１．４５のシリカ粒子あるいはシリコン樹脂微粒子である場合、マトリクス樹脂は、屈折率１．５０〜１．６０であることが好ましい。
【００６９】
また、これらの微粒子は、光散乱層中に微粒子として主として含まれていれば良く、例えば、微粒子の７０％程度以上が含まれていれば良い。これらの微粒子の他に、塗液中での微粒子の分散安定性や、光散乱特性の微調整等を目的として、不定形微粒子等の非球状微粒子や結晶性微粒子を、３０％程度以下の少量加えても良い。
【００７０】
非晶質微粒子の形状は特に限定するものではないが、球形または球形に類似する形状とすることができる。球形微粒子は、サイズ、粒径分布等のコントロールが容易であり、従って、光散乱層の光学特性の制御が容易になる。微粒子の粒径としては、目的とする光散乱層の膜厚や着色有無により許容範囲が異なり、特に限定されない。しかし、通常、光散乱層の膜厚よりも大きい微粒子を使用すると、光散乱層の表面が非常に粗くなってしまい、あまり好ましくない。上記微粒子の粒径は、特に限定しないが、好ましい粒径範囲としては、平均粒子径０．８μｍ〜３μｍ程度、好ましくは平均粒子径１μｍ〜２μｍである。
【００７１】
微粒子を分散させるマトリクス樹脂としては、可視光線透過率が高く、また液晶表示装置の製造工程中における熱処理や薬品処理に対する十分な耐性を具備するものが望ましく、例えば、屈折率の高い樹脂としてエポキシ変性アクリル樹脂、フローレン樹脂、ポリイミド樹脂が、また屈折率の低い樹脂としてフッ素変性アクリル樹脂、シリコン変性アクリル樹脂が適用できる。その他アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等が適宜使用することができる。
【００７２】
光散乱層中の非晶質微粒子としては、二つの樹脂を混合し、相分離することにより形成可能な微粒子を例示することができる。異なる屈折率を有する二つ以上の樹脂、添加材を適量選定し、溶剤中に溶解した塗液を基板上に塗布乾燥することにより、非晶質微粒子を形成することができる。
【００７３】
相分離は二つの樹脂を溶液中に混合した時点で、或いは基板上に塗布乾燥して溶剤が揮発していく過程で成長し、塗膜が乾燥した時点で透明な非晶質微粒子を形成することができる。このとき、溶液中では相分離した一方の樹脂が球形に成長しようとするが、基板上に塗布した場合、塗膜中の溶剤が揮発するに従い、膜容積が減少し、且つ該球形は成長して容積を増していくが、上面からの応力で球形から円盤状に変形しながら成長する。
【００７４】
二つの樹脂溶液から一方の樹脂が液滴として生成成長し、非晶質微粒子が形成する条件は、一方の樹脂をＡ、他の樹脂をＢとすると
１）Ａの量がＢの量より少ないこと、
２）Ａ溶液の表面張力がＢ溶液の表面張力より大きいこと、
３）Ａ溶液の蒸発速度がＢ溶液の蒸発速度より大きいこと、
４）Ａの分子量がＢの分子量より大きいこと
等があげられるが、特に量の大小は強度の制約条件である。
【００７５】
非晶質微粒子が、屈折率の異なる２種類以上の樹脂溶液から相分離で生成し、形成されると、非晶質微粒子が膜の内部に留まり、表面に出ることがないので、光散乱膜層の表面が平坦になり、さらにカラーフィルタの膜厚も均一なものとなる。
【００７６】
非晶質微粒子が微小樹脂パターンを溶融解して形成された半球形状のマイクロレンズであると、パターン形状（大きさと形、密度）を変更することで光散乱特性を調整することができる。あるいは、マイクロレンズの断面形状を非対称にするか放物線形状にすることによって、指向性ある光散乱層とすることができる。
【００７７】
光散乱膜層をフォトリソグラフィ工程でパターン状に設ける場合には、感光性と現像性とを有するアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂が利用することができる。また、これらの樹脂に熱硬化や紫外線硬化を付与し、併用することも可能である。
【００７８】
セルギャップ調整層を光散乱層とした場合、光散乱層のパターンのサイズは、位相差層の平面視の大きさと同じサイズか、あるいは位相差層より大きいサイズのパターンで形成することが望ましい。
【００７９】
（１／４波長層）
半透過型液晶表示装置の反射部は、透過部と比較して光路差のほかに液晶に起因する位相差の相違が生じる。このような反射部と透過部の位相差の相違により、反射部の反射光や黒表示に着色が生じたり、コントラストが低下したり、あるいはノーマリブラック表示であるはずの表示がノーマリホワイト表示となることがあり、位相差の問題は大きい。
【００８０】
これに対し、入射光を１／４波長位相差だけずらし、反射電極での反射によってさらに１／４波長分位相差を加えることで、この問題を解消することができる（直線偏光に変換した入射光を該位相差層の厚み方向に１回の往復にて９０度偏光回転させる）。
【００８１】
半透過型液晶表示装置において、位相差層に１／４波長位相を変化させる機能を付与する具体的な手法として、高分子液晶や架橋性高分子液晶溶液を用いた塗布形成方法、上述したアルカリ可溶な透明樹脂に複屈折調整剤を添加し形成する方法、重合性液晶化合物を用いる方法などが挙げられる。重合性液晶化合物の場合は、円盤状の分子構造を有するディスコティック重合性液晶化合物や棒状重合性液晶化合物を用いることができる。これらの列記した方法や材料を組み合わせて形成しても良い。
【００８２】
また、偏光を１／４波長位相変化させる機能付与の再現性を高めるため、位相差層の形成前に配向膜を形成したり、配向処理を施しても良い。重合性液晶化合物のように露光量や露光波長により配向調整ができる場合は、着色画素の色によってその配向の密度や配向方向を調整することができる。配向膜の配向処理も、上記重合性液晶化合物と同様の光配向処理を採用することができる。
【００８３】
露光機としては、超高圧水銀灯、ＹＡＧレーザ、固体レーザ、半導体レーザなどを露光波長も含め適宜選択することができる。レーザ露光の場合には、露光波長の選択やレーザショット回数による露光量の調整、レーザ光の入射角度等によって、配向の密度や配向方向を調整することができる。複数のフォトマスクを用いて、着色画素毎に選択露光しても良い。複数方向からの照射を一度に行っても良い。また、露光は、偏光照射及び非偏光照射を問わない。先に偏光照射を行った後、加温しながら非偏光照射で固定化を行っても良い。酸素阻害がある場合には、不活性ガス雰囲気下で行うことが望ましい。
【００８４】
位相差層の膜厚は、０．５μｍから５μｍ程度の範囲で、カラーフィルタ構成材料にあわせて、あるいは液晶表示装置に用いる液晶層の厚みや液晶の複屈折率にあわせて調整すればよい。位相差層の位相差の大きさは、露光量のほか重合性液晶化合物に加える重合性開始剤の添加量やその種類或いはブレンドすることにより調整することができる。また、重合性液晶化合物がモノマーである場合、モノマーの反応性基を複数とすることで架橋密度をあげ、信頼性の高い位相差層とすることができる。
【００８５】
重合性液晶化合物を位相差層として用いる場合、位相差層形成前に前処理として配向膜を塗布形成し、配向処理を行っても良い。また、位相差層を形成してカラーフィルタ基板とした後、液晶配向のための配向膜を形成することが望ましい。この配向膜が紫外線等のエネルギー線で配向量を調整できる配向膜である場合には、上述したようなレーザ露光により透過部と反射部とで配向量を変えたり、また、色毎の配向を異ならせることができる。あるいは、位相差層の配向処理に用いた配向膜を透過部の液晶配向に用い、また、反射部の位相差層には異なる配向機能をもつ膜を別途形成することもできる。
【００８６】
位相差層の下地となる配向膜に用いることのできる有機化合物としては、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸／メタクリル酸共重合体、スチレン／マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ（Ｎ−メチロールアクリルアミド）、スチレン／ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル／塩化ビニル共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリカーボネート等のポリマーおよびシランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。好ましいポリマーの例としては、ポリイミド、ポリスチレン、スチレン誘導体のポリマー、ゼラチン、ポリビニルアルコールおよびアルキル基（炭素原子数６以上が好ましい）を有するアルキル変性ポリビニルアルコールを挙げることができる。
【００８７】
１／４波長層の下地となるカラーフィルタの着色画素表面をラビングすることによっても配向効果を得ることができる。さらに、市販の配向膜材料を適用することができ、そのようなものとして、例えば、日産化学社製の配向膜材料（サンエバー）、日立化成デュポンマイクロシステムズ社製の配向膜材料（ＱＬ、ＬＸシリーズ）、ＪＳＲ社製の配向膜材料（ＡＬシリーズ）、チッソ社製の配向剤（リクソンアライナー）等が挙げられる。これら配向膜材料は、インクジェット用インクとして粘度調整を行う場合、ガンマブチロラクトン、ジエチレングリコールモノエチルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルアセテート、シクロヘキサノンなどの有機溶剤の添加により可能である。
【００８８】
位相差層の下地となる配向膜の配向処理は、液晶表示装置として用いる液晶の配向膜の配向方法と同じ方法が採用できる。例えば、機械的に配向膜の表面を擦るラビング手法のほか、紫外光を用いる光配向の方法であっても良い。紫外光の光源は、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、ショートアーク型のキセノンランプ、固体レーザ、ＹＡＧレーザ、半導体レーザなど露光する紫外光の波長、照射角度、照射量など適宜選択できる。紫外光は、２方向、４方向など複数の方向からの照射方法を採用しても良い。
【００８９】
後述する実施例では、配向膜のパターン形成は、最も簡便なインクジェット方式で行った例について説明するが、現像処理可能な感光性の配向膜材料を用い、フォトリソグラフィの手法でパターン形成を行っても良い。
【００９０】
なお、本実施形態に係るカラーフィルタ基板の透過部と反射部の面積比率は、その液晶表示装置の使用目的・条件により調整することができる。
【００９１】
（比誘電率）
本明細書で言う比誘電率は、液晶駆動に用いる周波数５０Ｈｚから５００Ｈｚにおいて、室温での測定を前提としている。液晶駆動周波数が５００Ｈｚを超える場合には、その適用される周波数で部材の電気特性を測定することが望ましい。
【００９２】
（アレイ基板、第１電極、第２電極）
液晶表示装置のアレイ基板側の第１電極、第２電極の材料は、上述したＩＴＯなどの導電性の金属酸化物を用いることができる。金属酸化物より導電性の良い金属を採用しても良い。反射型や半透過型の液晶表示装置の場合には、第１電極、第２電極のいずれかにアルミニウム、アルミニウム合金の薄膜を用いても良い。あるいは、ＴＦＴのゲート配線などに用いる金属薄膜を、電気的に独立するパターンの光の反射膜として形成することができる。
【００９３】
第１電極と第２電極とは、後述するように、厚み方向において絶縁層で電気的に絶縁される。着色層、樹脂層、絶縁層の厚みは、液晶層の厚み・誘電率・印加電圧や駆動条件によって調整することができる。絶縁層をＳｉＮにより構成する場合、絶縁層のおよそ実用的な膜厚範囲は０．１μｍから０．５μｍである。第１電極と第２電極の膜厚方向の構成位置は逆の位置でも良い。また、本実施形態では、斜め電界をより有効に活用できるため、駆動電圧印加時の電気力線のおよぶ範囲を、液晶層や樹脂層を含む膜厚方向に拡げたことにより透過率をアップすることができる。
【００９４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る、誘電率異方性が負である液晶を用いた液晶表示装置について、図２を参照して詳細に説明する。
【００９５】
図２は、図１に示すＢＭ基板１０とアレイ基板２０とを液晶１７を挟持する形で貼り合わせた液晶表示装置の模式断面図である。図中、１ｂは、透明基板を示す。カラーフィルタ上の保護層や配向膜、また、偏光板、位相差板などは図示を省略した。なお、偏光板は、クロスニコルとし、ノーマリブラックの液晶表示装置とした。偏光板は、たとえば、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系有機高分子を延伸して延伸方向に吸収軸を有する偏光板が使用できる。
【００９６】
なお、以下に透過部Ｔでの液晶分子３０の動作を代表して説明するが、反射部Ｒでの電極はそれぞれは反射部の第１電極１１、反射部の第２電極１２と置き換えて解釈することができる。
【００９７】
図２は、透明導電膜である第３電極３、及び第１電極１１、第２電極１２に電圧が印加されていない状態での、垂直配向の液晶である液晶分子１７ａ,１７ｂ,１７ｃ,１７ｄの配向状態を示している。液晶分子１７ｄは、垂直配向膜を介して基板面に垂直に配向している。緑色画素１４（１／２画素）の中央部の液晶は緑色画素面に垂直に配向されているが、凸部のショルダー８ａ,８ｂの近傍の液晶１７ａ,１７ｂ、及び凹部８のショルダー部７の近傍の液晶１７ｃは、電圧が印加されていない状態で、やや斜めに配向している。凸部７及び凹部６を設けることによって、ラビングなどの配向処理を実施しなくとも液晶分子１７ａ,１７ｂ,１７ｃは、実質的にチルトを付与していることになる。この斜めの配向の状態で、液晶駆動の電圧が印加されると、液晶分子１７ａ,１７ｂ,１７ｃは、図３に示す矢印の方向に倒れることになる。
【００９８】
本実施形態においては、誘電率異方性が負であるものと正であるものの両者を用いることができる。たとえば、負の液晶としては、室温付近で複屈折率Δｎが０．１程度であるネマチック液晶を用いることができる。正の液晶は選択範囲が広いため、種々の液晶材料を用いることができる。液晶層の厚みは特に規定する必要もないが、本実施形態において実効的に用いることの可能な液晶層のΔｎｄは、おおよそ３００ｎｍから５００ｎｍの範囲である。図示を省略した配向膜は、たとえば、ポリイミド系有機高分子膜を加熱硬膜して用いることができる。偏光板に貼り合わせる形で１から３枚の位相差板を用いても良い。なお、図３あるいは図１１に示すように、第１電極１１及び第２電極１２は、ＳｉＮやＳｉＯ２などの絶縁層１５を介して、異なるレイヤーに形成する。反射部Ｒに入射する外光は、アルミニウム合金薄膜からなる反射膜１６により反射される。
【００９９】
なお、本実施形態において、液晶の倒れる動作は、誘電率異方性が負の液晶の場合には、初期配向が垂直である液晶が駆動電圧印加時に水平方向に回転していく動作であり、あるいは誘電率異方性が正の液晶の場合、初期配向が水平である液晶が駆動電圧印加時に垂直方向に回転していく動作を意味する。
【０１００】
図３は、駆動電圧の印加直後の、倒れ始めた液晶分子の動きを説明する模式断面図である。電圧印加にともない、まず、液晶分子１７a，１７b，１７cが倒れ始め、続いてこれら液晶分子周辺の液晶分子が倒れていく。凸部７及び凹部６は、誘電体である樹脂層４が薄いか、あるいは存在しないか、もしくは第３電極３と第１電極１１の距離が近いので、印加される駆動電圧が液晶分子に伝搬しやすく、液晶の倒れる動作の強いトリガーとなる。
【０１０１】
なお、図３の左右のそれぞれ１／２画素では、液晶の倒れる方向が逆向きとなる。このことは、中間調表示での光学的補償を駆動電圧の大きさだけで実施することができ、ＭＶＡ液晶のように４つのマルチドメインを形成しなくとも広い視野角が確保できることになる。中間調（例えば、液晶分子それぞれが斜めの状態）では、図３の１／２画素と反対側の１／２画素が反対向きの傾斜勾配をもつ液晶配向となり、これら２つの１／２画素で透過光の平均化を行って視野角を拡げることができる。
【０１０２】
図４は、駆動電圧印加後の安定した白表示時の液晶分子の配向状態であり、液晶分子は、若干の傾斜を持ってほぼ基板面に平行となる。
【０１０３】
以上は、本実施形態に係るＢＭ基板側に近い液晶分子の挙動を説明したものである。本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置では、アレイ基板側にも上記ＢＭ基板側で示した液晶動作と同様の方向に液晶分子を倒していく技術を提案している。以下、そのような技術を、誘電率異方性が負である液晶の場合について説明する。
【０１０４】
図５は、櫛歯状パターンである第１電極１１ａ、１１ｂ、これと同様に櫛歯状パターンである第２電極１２ａ、１２ｂ、及び第１電極１１ａ、１１ｂ近傍の垂直に配向した液晶分子２７ａ，２７ｂ，２７ｃを図示している。第２電極１２ａは、液晶２７ａを倒す方向であるブラックマトリクス２の方向にはみ出でている。このはみ出し部１３の量は、用いる液晶材料や駆動電圧、液晶セル厚みなどのディメンションで種々調整することができる。はみ出し部１３は、１μｍから６μｍの小さい量でも十分である。なお、配向膜は図示を省略した。
【０１０５】
図６に、液晶を駆動する電圧を印加した直後の液晶分子２７ａ、２７b、２７cの動作と、電気力線２６ａ，２６b，２６cあわせ示した。電圧印加により電気力線の方向Ａに液晶分子２７ａ，２７b，２７cが倒れ始める。この液晶分子の倒れる方向は、図３に示した液晶分子１７a，１７b，１７cの倒れる方向と同一方向なので、図示した液晶分子は、同じ方向に瞬時に倒れることになり、液晶の応答性を大きく向上させる。
【０１０６】
なお、図６は、矩形画素１４の１／２画素を図示しているが、残る１／２画素でのはみ出し部の方向は、図５の線対称で逆の方向としている。櫛歯状電極のパターンは、平面視、Ｖ字状や斜め方向でも良い。あるいは、１／４画素単位に９０°向きを変えた櫛歯状パターンでも良い。これら電極の櫛歯状パターンは矩形画素の中心から見て線対称もしくは点対称であることが望ましい。
【０１０７】
なお、凹部６の平面視形状は、縦長の矩形画素であれば、矩形画素を２分する形で中央に直線状にいれることが好ましいが、第１電極や第２電極の櫛歯パターン形状によって、矩形画素の中心から十字状あるいはＸ字状に形成することができる。十字状あるいはＸ字状に凹部を形成した場合、第２電極のはみ出し部は、第１電極に対して矩形画素の４辺（ブラックマトリクス）に向かう方向に配設することが望ましい。第１電極や第２電極の櫛歯パターンは、矩形画素中央から点対称あるいは線対称であることが望ましい。画素を分割して液晶を駆動することにより、光学補償を完全に行うことができ、視野角が広く、どの角度から見ても色変化のない垂直配向液晶表示装置を提供できる。
【０１０８】
なお、第１電極１１には液晶を駆動する電圧を印加するが、第２電極１２、第３電極３は共通の電位（コモン）とすることができる。図６に示した第１電極１１と第２電極１２の重なり部分１４は、補助容量として利用することができる。
【０１０９】
（透明樹脂）
遮光層あるいは着色層を形成するために用いる感光性着色組成物は、上記顔料分散体に加え、さらに、多官能モノマー、感光性樹脂ないし非感光性樹脂、重合開始剤、溶剤等を含有する。感光性樹脂及び非感光性樹脂など、本実施形態に用いることの可能な透明性の高い有機樹脂を総称して透明樹脂と呼ぶ。
【０１１０】
透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。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、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、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、フェノール樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂は、下記のメラミン樹脂とイソシアネート基を含有する化合物とを反応させてなるものを用いてもよい。
【０１１１】
（アルカリ可溶性樹脂）
本実施形態に用いる遮光層、光散乱層、着色層、セルギャップ規制層には、フォトリソグラフィによるパターン形成可能な感光性樹脂組成物を用いることが好ましい。これらの透明樹脂は、アルカリ可溶性を付与された樹脂であることが望ましい。アルカリ可溶性樹脂としては、カルボキシル基又は水酸基を含む樹脂であれば特に限定はない。例えば、エポキシアクリレート系樹脂、ノボラック系樹脂、ポリビニルフェノール系樹脂、アクリル系樹脂、カルボキシル基含有エポキシ樹脂、カルボキシル基含有ウレタン樹脂等が挙げられる。中でもエポキシアクリレート系樹脂、ノボラック系樹脂、アクリル系樹脂が好ましく、特に、エポキシアクリレート系樹脂やノボラック系樹脂が好ましい。
【０１１２】
（アクリル樹脂）
本実施形態に採用可能な透明樹脂の代表として、以下のアクリル系樹脂を示することができる。即ち、単量体として、例えば（メタ）アクリル酸；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレートペンジル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート；ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等の水酸基含有（メタ）アクリレート；エトキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等のエーテル基含有（メタ）アクリレート；及びシクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート等の脂環式（メタ）アクリレート等を使用した、重合体が挙げられる。
【０１１３】
なお、以上挙げた単量体は、単独で、または、２種以上を併用して使用することができる。さらに、これら単量体と共重合可能なスチレン、シクロヘキシルマレイミド、及びフェニルマレイミド等の化合物の共重合体でもよい。
【０１１４】
また、例えば（メタ）アクリル酸等のエチレン性不飽和基を有するカルボン酸を共重合し、得られた共重合体と、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基及び不飽和二重結合を含有する化合物とを反応させることや、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基含有（メタ）アクリレートの重合体、又はそれとその他の（メタ）アクリレートとの共重合体に、（メタ）アクリル酸等のカルボン酸含有化合物を付加させることによって、感光性を有する樹脂を得ることができる。
【０１１５】
さらに、例えばヒドロキシエチルメタアクリレート等のモノマーの、水酸基を有する重合体に、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基及びエチレン性不飽和基を有する化合物とを反応させることによっても、感光性を有する樹脂を得ることができる。
【０１１６】
また、上述したように、複数の水酸基を有するヒドロキシエチルメタクリレート等の共重合体と多塩基酸無水物を反応させて、共重合体にカルボキシル基を導入し、カルボキシル基を有する樹脂を得ることが出来る。その製造方法は、上記記載の方法のみに限るものではない。
【０１１７】
上記の反応に用いる酸無水物の例として、例えばマロン酸無水物、コハク酸無水物、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、及びトリメリト酸無水物等が挙げられる。
【０１１８】
上述したアクリル系樹脂の固形分酸価は、２０〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇより小さい場合には、感光性樹脂組成物の現像速度が遅すぎて現像に要する時間が多くなり、生産性に劣る傾向となる。また、固形分酸価が１８０ｍｇＫＯＨ／ｇより大きい場合には、逆に現像速度が速すぎて、現像後でのパターンハガレやパターン欠けの不具合が生じる傾向となる。
【０１１９】
さらに、上記アクリル系樹脂が感光性を有する場合、このアクリル樹脂の二重結合当量は１００以上であることが好ましく、より好ましくは１００〜２０００であり、最も好ましくは１００〜１０００である。二重結合当量が２０００を越える場合には十分な光硬化性が得られない場合がある。
【０１２０】
（光重合性モノマー）
光重合性モノマーの例として、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。
【０１２１】
また、水酸基を有する（メタ）アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基を有する多官能ウレタンアクリレートを用いることが好ましい。なお、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官能イソシアネートとの組み合わせは任意であり、特に限定されるものではない。また、１種の多官能ウレタンアクリレートを単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【０１２２】
（光重合開始剤）
光重合開始剤としては、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−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−オン等のアセトフェノン系化合物、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、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、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、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物、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、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系化合物、１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕、Ｏ−（アセチル）-Ｎ−（１−フェニル−２−オキソ−２−（４’−メトキシ-ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、９，１０−フェナンスレンキノン、
カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が挙げられる。 感度向上にオキシム誘導体類（オキシム系化合物）が有効である。これらは１種を単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１２３】
（増感剤）
重合開始剤と光増感剤とを併用することが好ましい。増感剤として、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、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。
【０１２４】
増感剤は、光重合開始剤１００質量部に対して、０．１質量部から６０質量部の量を含有させることができる。
【０１２５】
（エチレン性不飽和化合物）
上記の光重合開始剤は、エチレン性不飽和化合物と共に用いることが好ましい。エチレン性不飽和化合物としては、エチレン性不飽和結合を分子内に１個以上有する化合物を意味する。中でも、重合性、架橋性、及びそれに伴う露光部と非露光部との現像液溶解性の差異を拡大できる等の点から、エチレン性不飽和結合を分子内に２個以上有する化合物であることが好ましい。また、その不飽和結合は（メタ）アクリロイルオキシ基に由来する（メタ）アクリレート化合物が更に好ましい。
【０１２６】
エチレン性不飽和結合を分子内に１個以上有する化合物としては、例えば、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和カルボン酸、及びそのアルキルエステル、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、スチレン等が挙げられる。 エチレン性不飽和結合を分子内に２個以上有する化合物としては、代表的には、例えば、不飽和カルボン酸とポリヒドロキシ化合物とのエステル類、（メタ）アクリロイルオキシ基含有ホスフェート類、ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物とポリイソシアネート化合物とのウレタン（メタ）アクリレート類、及び、（メタ）アクリル酸又はヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物とポリエポキシ化合物とのエポキシ（メタ）アクリレート類等が挙げられる。
【０１２７】
上記光重合性開始剤、増感剤、及びエチレン性不飽和化合物は、後述する位相差層の形成に用いられる重合性液晶化合物を含む組成物に加えても良い・
（多官能チオール）
感光性着色組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。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ればよく、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−トリアジン等が挙げられる。
【０１２８】
これらの多官能チオールは、１種または２種以上混合して用いることができる。多官能チオールは、感光性着色組成物中の顔料１００質量部に対して、０．２〜１５０質量部、好ましくは０．２〜１００質量部の量で用いることができる。
【０１２９】
（貯蔵安定剤）
感光性着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。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、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、ｔ−ブチルピロカテコール、トリエチルホスフィン、トリフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、感光性着色組成物中の顔料１００質量部に対して、０．１質量部から１０質量部の量で含有させることができる。
【０１３０】
（密着向上剤）
感光性着色組成物には、基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。シランカップリング剤としては、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、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の（メタ）アクリルシラン類、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、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等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、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、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等のチオシラン類等が挙げられる。シランカップリング剤は、感光性着色組成物中の顔料１００質量部に対して、０．０１質量部から１００質量部で含有させることができる。
【０１３１】
（溶剤）
前記感光性着色組成物には、基板上への均一な塗布を可能とするために、水や有機溶剤等の溶剤が配合される。また、本発明の組成物がカラーフィルタの着色層である場合、溶剤は、顔料を均一に分散させる機能も有する。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、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。溶剤は、着色組成物中の顔料１００質量部に対して、８００質量部から４０００質量部、好ましくは１０００質量部から２５００質量部で含有させることができる。
【０１３２】
（有機顔料）
赤色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、２７９等を用いることができる。
【０１３３】
黄色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、２１３、２１４等が挙げられる。
【０１３４】
青色顔料としては、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０等を用いることができ、これらの中では、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６が好ましい。
【０１３５】
紫色顔料として、例えば、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等を用いることができ、これらの中では、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３が好ましい。
【０１３６】
緑色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ１、２、４、７、８、１０、１３、１４、１５、１７、１８、１９、２６、３６、４５、４８、５０、５１、５４、５５、５８等を用いることができ、これらの中では、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ５８が好ましい。
【０１３７】
以下、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔの顔料種の記載において、単にＰＢ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ）、ＰＶ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ）、ＰＲ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ）、ＰＹ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ）、ＰＧ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ）などと省略して記載することがある。
【０１３８】
（着色組成物の調製）
[顔料製造例Ｒ２]
ジケトピロロピロール系赤色顔料ＰＲ２５４（チバスペシャリティケミカルズ社製「イルガフォアレッドＢ-ＣＦ」；Ｒ−１）１００部、色素誘導体（Ｄ−１）１８部、粉砕した食塩１０００部、およびジエチレングリコール１２０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、６０℃で１０時間混練した。
【０１３９】
この混合物を温水２０００部に投入し、約８０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、１１５部のソルトミリング処理顔料（Ｒ２）を得た。
【０１４０】
[顔料製造例Ｒ３]
アントラキノン系赤色顔料ＰＲ１７７（チバスペシャリティケミカルズ社製「クロモフタルレッドＡ２Ｂ」）１００部、色素誘導体（Ｄ−２）８部、粉砕した食塩７００部、およびジエチレングリコール１８０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、７０℃で４時間混練した。この混合物を温水４０００部に投入し、約８０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、１０２部のソルトミリング処理顔料（Ｒ３）を得た。
【０１４１】
[顔料製造例Ｒ４]
スルホン化フラスコにｔｅｒｔ−アミルアルコール１７０部を窒素雰囲気下において装填し、ナトリウム１１．０４部を添加し、この混合物を９２〜１０２℃に加熱した。溶融したナトリウムを激しく撹拌しながら１００〜１０７℃に一晩保持した。
【０１４２】
得られた溶液に、４−クロロベンゾニトリルの４４．２部およびジイソプロピルスクシナートの３７．２部を、８０℃でｔｅｒｔ−アミルアルコール５０部中に溶解した溶液を、８０〜９８℃で２時間かけて導入した。導入後、この反応混合物を８０℃でさらに３時間撹拌し、同時にジイソプロピルスクシナート４．８８部を滴下添加した。
【０１４３】
この反応混合物を室温に冷却し、メタノール２７０部、水２００部、および濃硫酸４８．１部の２０℃の混合物に添加し、２０℃で攪拌を６時間続けた。得られた赤色混合物を濾過し、残留物をメタノールと水とで洗浄した後、８０℃で乾燥して、４６．７部の赤色顔料（Ｒ４）を得た。
【０１４４】
[顔料製造例Ｇ２]
塩化アルミニウム３５６部および塩化ナトリウム６部の２００℃の溶融塩に、亜鉛フタ
ロシアニン４６部を溶解し、１３０℃まで冷却し、１時間攪拌した。反応温度を１８０℃に昇温し、臭素を１時間あたり１０部で１０時間滴下した。その後、塩素を１時間あたり０．８部で５時間導入した。
【０１４５】
この反応液を水３２００部に徐々に注入したのち、濾過、水洗して１０７．８部の粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料を得た。粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料の１分子内に含まれる平均臭素化数は１４．１個、平均塩素数は１．９個であった。なお、当実施例において、臭素化数を限定するものでない。
【０１４６】
得られた粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料１２０部、粉砕した食塩１６００部、およびジエチレングリコール２７０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、７０℃で１２時間混練した。
【０１４７】
この混合物を温水５０００部に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、１１７部のソルトミリング処理顔料（Ｇ２）を得た。
【０１４８】
[顔料製造例Ｙ２]
セパラブルフラスコに水１５０部を仕込み、さらに攪拌しながら３５％塩酸６３部を仕込み、塩酸溶液を調製した。発泡に注意しながらベンゼンスルホニルヒドラジド３８．７部を仕込み、液温が０℃以下になるまで氷を追加した。冷却後、３０分かけて亜硝酸ナトリウム１９部を仕込み、０〜１５℃の間で３０分撹拌した後、ヨウ化カリウムでんぷん紙で着色が認められなくなるまでスルファミン酸を仕込んだ。
【０１４９】
次に、バルビツール酸２５．６部を添加した後、５５℃まで昇温し、２時間そのまま撹拌した。次いで、バルビツール酸２５．６部を投入し、８０℃まで昇温した後、ｐＨが５になるまで水酸化ナトリウムを投入した。さらに８０℃で３時間撹拌した後、７０℃まで温度を下げ、濾過し、温水洗浄を行った。
【０１５０】
得られたプレスケーキを１２００部の温水にリスラリーした後、８０℃で２時間攪拌した。その後、そのままの温度で濾過を行い、８０℃の水２０００部で温水洗浄を行い、ベンゼンホンアミドが濾液側へ移行していることを確認した。得られたプレスケーキを８０℃で乾燥し、アゾバルビツール酸ジナトリウム塩６１．０部を得た。
【０１５１】
次いで、セパラブルフラスコに水２００部を仕込み、さらに撹拌しながら、得られたアゾバルビツール酸ジナトリウム塩の粉末８．１部を投入して分散した。均一に分散した後、溶液を９５℃まで昇温した、メラミン５．７部、ジアリルアミノメラミン１．０部を添加した。さらに、塩化コバルト（II）６水和物６．３部を水３０部に溶解した緑色溶液を３０分かけて滴下した。滴下終了後、９０℃で１．５時間錯体化を行った。
【０１５２】
その後、ｐＨを５．５に調整し、さらにキシレン４部、オレイン酸ナトリウム０．４部、水１６部をあらかじめ攪拌してエマルジョン状態とした溶液２０．４部を添加し、さらに４時間加温撹拌した。７０℃まで冷却した後、速やかに濾過し、無機塩が洗浄できるまで７０℃で温水洗を繰り返した。
【０１５３】
その後、乾燥、粉砕の工程を経て、１４部のアゾ系黄色顔料（Ｙ２）を得た。
【０１５４】
[顔料製造例Ｂ２]
銅フタロシアニン系青色顔料ＰＢ１５：６（東洋インキ製造社製「リオノールブルーＥＳ」）１００部、粉砕した食塩８００部、およびジエチレングリコール１００部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、７０℃で１２時間混練した。
【０１５５】
この混合物を温水３０００部に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、９８部のソルトミリング処理顔料（Ｂ２）を得た。
【０１５６】
[顔料製造例Ｖ２]
LIONOGEN VIOLET RL（東洋インキ製造製）３００部を９６％硫酸３０００部に投入し、１時間撹拌した後、５℃の水に注入した。１時間撹拌後、濾過し、温水で洗浄液が中性になるまで洗浄し、７０℃で乾燥した。
【０１５７】
得られたアシッドペースティング処理顔料を１２０部、塩化ナトリウム１６００部、およびジエチレングリコール（東京化成社製）１００部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込み、９０℃で１８時間混練した。次に、この混合物を約５リットルの温水に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間撹拌してスラリー状とした後、濾過、水洗して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除き、８０℃で２４時間乾燥し、１１８部のソルトミリング処理顔料（Ｖ２）を得た。
【０１５８】
（樹脂溶液（Ｐ２）の調製）
反応容器にシクロヘキサノン８００部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら１００℃に加熱して、同温度で下記のモノマーおよび熱重合開始剤の混合物を１時間かけて滴下し
て重合反応を行った。
【０１５９】
スチレン ７０．０部
メタクリル酸 １０．０部
メタクリル酸メチル ６５．０部
メタクリル酸ブチル ６５．０部
アゾビスイソブチロニトリル １０．０部
滴下後、さらに１００℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル２．０部をシクロヘキサノン５０部に溶解したものを添加し、さらに１００℃で１時間反応を続けて樹脂溶液を合成した。
【０１６０】
室温まで冷却した後、樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃で２０分間加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が２０％となるようにシクロヘキサノンを添加してアクリルの樹脂溶液（Ｐ２）を調製した。
【０１６１】
（顔料分散体および着色組成物の調製）
下記表１に示す組成（質量部）の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのジルコニアビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色、緑色、青色の顔料分散体を得た。
【表１】
【０１６２】
その後、下記表２に示すように、顔料分散体アクリル樹脂溶液（Ｐ２）、モノマー、重合開始剤、増感剤、有機溶剤などの混合物を混合撹拌した後、５μｍのフィルタでろ過し、赤色、緑色、青色のそれぞれ着色組成物を得た。以下の実施例では、下記表４の着色組成物を用いて、赤色画素、緑色画素、青色画素を形成した。
【表２】
【０１６３】
（遮光層の色材）
遮光層あるいはブラックマトリクス含まれる遮光性の色材は、可視光波長領域に吸収を有することにより遮光機能を示す色材である。本発明において遮光性の色材には、例えば、有機顔料、無機顔料、染料等が挙げられる。無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン等が挙げられる。染料としては、例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料等が挙げられる。有機顔料については、前記した有機顔料が採用できる。なお、遮光性成分は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。また、これら色材の表面による樹脂被覆による高体積抵抗化、逆に、樹脂の母材に対して色材の含有比率を上げて若干の導電性を付与することによる低体積抵抗化を行っても良い。しかし、こうした遮光性材料の体積抵抗値は、およそ１×１０8 〜１×１０15 Ω・cmの範囲であるので透明導電膜の抵抗値に影響するレベルではない。同様、遮光層の比誘電率も 色材の選択や含有比率でおよそ３〜１１の範囲で調整できる。
【０１６４】
（分散剤・分散助剤）
顔料分散剤として高分子分散剤を用いると、経時の分散安定性に優れるので好ましい。高分子分散剤としては、例えば、ウレタン系分散剤、ポリエチレンイミン系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系分散剤、ポリオキシエチレングリコールジエステル系分散剤、ソルビタン脂肪族エステル系分散剤、脂肪族変性ポリエステル系分散剤等を挙げることができる。中でも、特に窒素原子を含有するグラフト共重合体からなる分散剤が、顔料を多く含む本発明の遮光性感光性樹脂組成物としては、現像性の点で好ましい。
【０１６５】
これら分散剤の具体例としては、商品名で、ＥＦＫＡ（エフカーケミカルズビーブイ（ＥＦＫＡ）社製）、Ｄｉｓｐｅｒｂｉｋ（ビックケミー社製）、ディスパロン（楠本化成社製）、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ（ルーブリゾール社製）、ＫＰ（信越化学工業社製）、ポリフロー（共栄社化学社製）等を挙げることができる。これらの分散剤は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用することができる。
【０１６６】
分散助剤としては、例えば色素誘導体等を用いることができる。色素誘導体としては、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ベンズイミダゾロン系、キノフタロン系、イソインドリノン系、ジオキサジン系、アントラキノン系、インダンスレン系、ペリレン系、ペリノン系、ジケトピロロピロール系、ジオキサジン系等の誘導体が挙げられるが、中でもキノフタロン系が好ましい。
【０１６７】
色素誘導体の置換基としては、例えばスルホン酸基、スルホンアミド基及びその４級塩、フタルイミドメチル基、ジアルキルアミノアルキル基、水酸基、カルボキシル基、アミド基等が顔料骨格に直接又はアルキル基、アリール基、複素環基等を介して結合したものが挙げられる。これらの中では、スルホン酸基が好ましい。また、これら置換基は、一つの顔料骨格に複数置換していてもよい。
【０１６８】
色素誘導体の具体例としては、フタロシアニンのスルホン酸誘導体、キノフタロンのスルホン酸誘導体、アントラキノンのスルホン酸誘導体、キナクリドンのスルホン酸誘導体、ジケトピロロピロールのスルホン酸誘導体、ジオキサジンのスルホン酸誘導体等が挙げられる。
【０１６９】
以上の分散助剤及び色素誘導体は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【０１７０】
実施例１
以下、図１を参照して、本実施例に係る半透過型液晶表示装置用基板について説明する。
【０１７１】
（ブラックマトリクス形成用分散液）
カーボン顔料＃４７（三菱化学社製）２０質量部、高分子分散剤BYK-182（ビックケミー社製）８．３質量部、銅フタロシアニン誘導体（東洋インキ製造社製）１．０質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７１質量部を、ビーズミル分散機にて攪拌して、カーボンブラック分散液を作製した。
【０１７２】
（ブラックマトリクス形成用フォトレジスト）
ブラックマトリクス形成用レジストとして、以下の材料を使用した。
【０１７３】
カーボンブラック分散液：顔料＃４７（三菱化学社製）
樹脂：V259-ME（新日鐵化学社製）（固形分５６．１質量％）
モノマー：DPHA（日本化薬社製）
開始剤：OXE-02（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
OXE-01（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
エチル-3-エトキシプロピオネート
レベリング剤；BYK-330（ビックケミー社製）
上記の如き材料を、以下の組成比で攪拌して混合し、ブラックマトリクス形成用レジストとした（固形分中の顔料濃度：約２０%）。
【０１７４】
カーボンブラック分散液 ３．０質量部
樹脂 １．４質量部
モノマー ０．３質量部
開始剤 OXE-01 ０．６７質量部
開始剤 OXE-02 ０．１７質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート １４質量部
エチル-3-エトキシプロピオネート ５．０質量部
レベリング剤 １．５質量部
（ブラックマトリクスの形成）
上記フォトレジストをガラスからなる透明基板１ａ上にスピンコートし、乾燥させ、ブラックマトリクス形成用の塗膜を作製した。かかる塗膜を１００℃で３分間乾燥した後、パターン幅（ブラックマトリクスの画線幅に相当）２０．５μｍの開口のある露光用フォトマスクを用い、光源として超高圧水銀灯ランプを用いて、２００ｍJ／ｃｍ２の照射量を照射した。
【０１７５】
次に、２．５％炭酸ナトリウム水溶液を用いて６０秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥した後、２３０℃で６０分加熱処理してパターンを定着させて、図１に示すように、透明基板１ａ上にブラックマトリクス２を形成した。このブラックマトリクス２は、画線幅約２０μｍであり、複数の矩形画素開口部を有するマトリクスパターンであった。ブラックマトリクス２の膜厚は１．９μｍであり、透明基板１ａの面からの画線端部の傾斜角度は約４５度とした。
【０１７６】
（透明導電膜の成膜）
スパッタリング装置を用いて、ブラックマトリクス２の全面を覆うように、ＩＴＯ（インジウム・スズの金属酸化物）薄膜を０．１４μｍの膜厚で形成し、透明導電膜３とした。
【０１７７】
（樹脂層の形成）
さらに、ブラックマトリクス２及びその矩形開口部（画素部）を覆うように、アルカリ可溶性のアクリル感光性樹脂塗布液を用いて、硬膜後の膜厚が０．８μｍになるように、凹部８を有する樹脂層４を形成した。樹脂層４の膜厚は、０．８μｍとした。凹部８の深さは０．８μｍであり、凹部８では透明導電膜３を露出させた。
【０１７８】
アクリル感光性樹脂塗布液として、下記のようにアクリル樹脂を合成し、さらにモノマー、光開始剤を加え、０．５μｍのフィルトレーションを行って得た透明樹脂塗布液を用いた。
【０１７９】
（アクリル樹脂の合成）
反応容器にシクロヘキサノン８００質量部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら加熱し、下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を滴下して重合反応を行った。
【０１８０】
スチレン ５５質量部
メタクリル酸 ６５質量部
メチルメタクリレート ６５質量部
ベンジルメタクリレート ６０質量部
熱重合開始剤 １５質量部
連鎖移動剤 ３質量部
混合物を滴下し、十分に加熱した後、熱重合開始剤２．０質量部をシクロヘキサノン５０質量部で溶解させたものを添加し、さらに反応を続けてアクリル樹脂の溶液を得た。
【０１８１】
この樹脂溶液に固形分が３０質量％になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製し、樹脂溶液（１）とした。
【０１８２】
アクリル樹脂の重量平均分子量は、約２０，０００であった。
【０１８３】
さらに、下記組成の混合物を均一に攪拌混合し、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで２時間分散した後、０．５μｍのフィルタで濾過して、透明樹脂塗布液を得た。
【０１８４】
樹脂溶液（１） １００質量部
多官能重合性モノマー
ＥＯ変性ビスフェノールＡメタクリレート（ＢＰＥ−５００：新中村化学社製）
２０部
光開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア９０７」）
１６質量部
シクロヘキサノン １９０質量部
（光散乱層の形成）
感光性の光散乱層用樹脂組成物を以下に示す組成で調製した。
【０１８５】
アルカリ可溶型感光性透明樹脂Ａ
：フルオレン骨格を有するエポキシアクリレート樹脂 ４．５質量部
透明粒子Ｂ３：ＭＸ１５０（綜研化学社製） ２質量部
光重合開始剤Ｃ：イルガキュア８１９
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ０．４５質量部
溶剤Ｄ：シクロヘキサノン ２１質量部
光重合モノマーＥ：Ｍ４００（東亞合成社製） ２質量部
透明樹脂Ａ、光重合開始剤Ｃ、及び光重合モノマーＥを混合し、塗布し、乾燥し、露光（２００ｍＪ／ｃｍ2 ）し、現像し、２３０℃で６０分間硬膜した後の透明樹脂の屈折率は、１．５８（Ｄ線５８９ｎｍ）であった。
【０１８６】
上記透明樹脂Ａ、透明粒子Ｂ、光重合開始剤Ｃ、溶剤Ｄ、及び光重合モノマーＥを重量比でＡ：Ｂ：Ｃ：Ｄ：Ｅ＝４．５：２：０．４５：２１：２にしてメディアレス分散機で３時間混合撹拌し、光散乱層用樹脂組成物を得た。このときの組成物の粘度は１４ｃｐ／２５℃であった。
【０１８７】
次に、樹脂層４を覆うように光散乱層樹脂組成物の塗膜を形成した。光散乱層のパターンを有するフォトマスクを用いて、２００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を露光し、アルカリ現像液で現像した後、２３０℃で４０分の熱処理にて硬膜し、図１に示すように、光散乱層５を形成した。光散乱層５のパターン位置は、画素の反射部Ｒであり、平面視で、図７（ｂ）に示すように、矩形画素３１の長手方向に沿って、ブラックマトリクス２の長辺側に配設する形となる。これにより、光散乱層５の表面からブラックマトリクス上の凸部７までの高さが１．３μｍである半透過型液晶表示装置用基板（ＢＭ基板）が得られた。
【０１８８】
半透過型液晶表示装置として、ＢＭ基板と貼り合わせるアレイ基板の第１電極１１の形状例を図７（ａ）に示した。第２電極の図示は省略してある。液晶セル化したときの液晶の倒れる方向は、矢印Ｂで示した。
【０１８９】
なお、本実施例に係る半透過型液晶表示装置用基板（ＢＭ基板）は、カラーフィルタをアレイ基板側に形成する、いわゆるＣＯＡ方式液晶表示装置か、あるいは、フィールドシーケンシャル（複数色のＬＥＤ光源をバックライトに用い、時分割の光源駆動により、カラーフィルタなしでカラー表示を行う手法）の半透過型カラー液晶表示装置に適用することができる。
【０１９０】
また、本実施例では、セルギャップ調整層として、反射部の膜厚１．８μｍの光散乱層５を用いた場合を示したが、この光散乱層５の代わりに１／４波長層を用いても良く、あるいは、反射部Ｒの下部のみ樹脂層を除いて、この部分に１／４波長層を形成するとともに、透明導電膜３を介して光散乱層５を積層しても良い。
【０１９１】
本実施例に係るＢＭ基板が対象とする半透過型液晶表示装置の透過部の液晶層の厚みは、セルギャップ調整層（本実施例では光散乱層５）の膜厚１．８μｍの２倍の３．６μｍとなり、反射部の液晶層の厚みは１．８μｍとなる。なお、セルギャップ調整層の厚みや、液晶表示装置用基板として併設するスペーサ（透明樹脂や着色層等で形成する、透過部液晶層の厚みを規制する柱）の高さを調整することにより、種々の液晶層の厚みに対応することができる。
【０１９２】
実施例２
実施例１では、ＢＭ基板とアレイ基板を貼り合わせてセル化したときの液晶分子の倒れる方向を、平面視で、矩形開口部の短手方向に示した（１／２画素ごとに反対方向）。実施例２では、液晶の倒れる方向が矩形画素の１／４画素ごとに９０度異なる方向である場合のＢＭ基板のパターン構成を示す。
【０１９３】
ＢＭ基板の加工に用いた材料とプロセスは、実施例２と同様である。
【０１９４】
光散乱層５のパターン位置は、平面視で、図８（ｂ）に示すように、矩形画素４１の辺方向において、ブラックマトリクス２の一部と重なるように、かつ、矩形画素４１の十字型凹部２６の中心から点対称の位置とした。図１に示す反射部Ｒの光散乱層５の表面からブラックマトリクス上の凸部７までの高さは、１．３μｍとした。
【０１９５】
このようにして得たＢＭ基板と貼り合わせ、半透過型液晶表示装置を構成するアレイ基板の第１電極２１の形状例を図８（ａ）に示した。第２電極の図示は省略したが、第１電極のパターンに対し、第２電極のパターンは、平面視で、１／４画素それぞれにおいて、ブラックマトリクス２の辺方向（矢印Ｃ方向）にはみ出す形とした。液晶セル化したときの液晶の倒れる方向は、矢印Ｃで示した。凹部２６の深さは、実施例１と同じ０．８μｍとした。なお、図８（ａ）において、ＢＭ基板側に配設されるブラックマトリクスや光散乱層は、破線で示した。
【０１９６】
実施例３
実施例３では、赤色画素、緑色画素、青色画素を具備する半透過型液晶表示装置基板について、図９を参照して説明する。
【０１９７】
実施例３では、実施例１と同じブラックマトリクス形成用分散液を用い、同様プロセスで形成したブラックマトリクス２の開口部（矩形画素）に赤色画素３１Ｒを赤色着色組成物にて、緑色画素３１Ｇを緑色着色組成物にて、青色画素３１Ｂを青色着色組成物にて形成した。着色組成物は、前記表２に示したものを用いた。
【０１９８】
図９に示す反射部の着色画素を含む着色画素形成のための露光用マスクは、グレートーンフォトマスク（着色画素の透過部Ｔと反射部Ｒにそれぞれ透過率差をつけたフォトマスク）を用いた。その結果、反射部Ｒの着色層の厚みは、１．６μｍ±０．２μｍと透過部膜厚の略半分とした。
【０１９９】
透明基板上に直接形成した着色層（赤色画素３１Ｒ、緑色画素３１Ｇ、青色画素３１Ｂ）部分の膜厚は、いずれも３．２μｍ±０．２μｍとした。なお、矩形画素長手方向、ブラックマトリクス上では、凸部３７の高さの調整のため、２色（例えば、赤色−緑色、緑色−青色、赤色-青色）の色重ねを行った。色重ねによる凸部３７の高さの調整は、着色組成物の粘度、塗布条件、ブラックマトリクス画線幅、色重ねの幅などで調整することができる。本実施例では、着色画素の反射部を囲むように、高さ約１．６μｍの着色画素の壁が形成されているので、次に示すインクジェットによる配向膜の形成において、インク滴の着弾時にインク滴が凹部外に流出することなく、配向膜を塗布形成することができる。
【０２００】
次に、１／４波長層３８を形成する前に前処理として、配向処理を以下のようにして実施した。即ち、１／４波長層３８を形成するための着色画素表面の前処理として、配向膜材料（サンエバー：日産化学社製）を粘度調整したものを用いて、インクジェット塗布装置にて反射部の着色画素上に選択的に、乾燥膜厚が０．１μｍになるように吐出した。
【０２０１】
インクジェットにおいて、不吐出、ミスディレクション、及びミストを生ずること無く正確に吐出するためには、不吐出時におけるレオロジー特性を制御する必要がある。インクジェットに充填されたインクの優れた吐出性を有するレオロジー特性は、周波数を１００から０．１Ｈｚまで変化させた時の２３℃から２５℃におけるインクの複素粘性率の初期値が２０ｍＰａ・ｓ以下、かつ、最大値が１０００ｍＰａ以下で、周波数１０Ｈｚから５０Ｈｚでの正接損失が１から２０である。インクジェットのノズルからの吐出量として、２から１０ｐｌ（ピコリットル）の範囲内にて１画素あたり１回の吐出とした。
【０２０２】
さらにホットプレート上で９０℃で１分間加熱乾燥させた後、クリーンオーブン中２６０℃で４０分間焼成し、硬膜した。続いて、この硬膜した塗布膜に対し、一定方向にラビング処理を施すことにより、前処理とした。
【０２０３】
前処理を行った反射部の色画素上に、１／４波長変化させる位相差機能をもつ位相差層、即ち、１／４波長層３８を膜厚１．６μｍ±０．１μｍにて形成した。この１／４波長層３８の成膜方法は、次の通りである。
【０２０４】
まず、下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た重合性液晶化合物を、前処理を施した着色画素上に、乾燥膜厚が１．６μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥した。
【０２０５】
水平配向重合性液晶 ３９．７部
（ＢＡＳＦジャパン株式会社製「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ ＬＣ ２４２」）
光重合開始剤 ０．３部
（チバスペシャリティケミカルズ株式会社製「イルガキュア９０７」）
界面活性剤 ６．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン １５４．０部
次に、この重合性液晶化合物を塗布した基板を、半導体レーザを光源とする露光機を用い、フォトマスクを介して反射部のそれぞれ着色画素領域毎に紫外線を露光した。紫外線の照射量は、レーザのショット回数を変えて、赤色画素領域では５００ｍＪ／ｃｍ２、緑色画素領域では２００ｍＪ／ｃｍ２、青色画素領域では５ｍＪ／ｃｍ２としてそれぞれ露光し、さらに現像処理にて１／４波長層３８のパターンを形成した。
【０２０６】
続いて、基板をクリーンオーブンに入れ、２３０℃で４０分間焼成を行なって１／４波長層３８の形成されたカラーフィルタ基板を得た。
【０２０７】
得られたカラーフィルタ基板の着色画素および位相差層の位相差の合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１６６ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において１３６ｎｍ、青色画素部分は波長４５０ｎｍの光において１１２ｎｍであった。即ち、着色画素および位相差層の位相差の合計は、赤色画素における位相差の合計≧緑色画素における位相差の合計≧青色画素における位相差の合計の関係を満たしていることがわかる。
【０２０８】
その結果を下記表３に示す。
【表３】
【０２０９】
（透明導電膜の成膜）
スパッタリング装置を用いて、前記した着色画素及び位相差層の全面を覆うように、ＩＴＯ（インジウム・スズの金属酸化物薄膜）を０．１４μｍの膜厚で形成し透明導電膜３３とした。
【０２１０】
（樹脂層の形成）
さらに、ブラックマトリクス９６及び矩形開口部（着色画素）を覆うように、実施例１と同様にアルカリ可溶性のアクリル感光性樹脂塗布液を用いて、硬膜後の膜厚が０．８μｍになるように樹脂層３４を形成した。樹脂層３４の膜厚は、０．８μｍとした。凹部３６の深さは０．８μｍであり、凹部３６では透明導電膜３３を露出させた。
【０２１１】
（光散乱層／セルギャップ調整層）
次に、光散乱層（セルギャップ調整層）３５を、前記の光散乱層組成物をもちいて、１．９μｍの膜厚にて形成した。形成方法は、光散乱層のパターンを有するフォトマスクを用い、２００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線露光を行い、アルカリ現像液で現像した後、２３０℃で４０分間の熱処理にて硬膜した。この露光及び熱処理は、光散乱層３５下部に既に配設された１／４波長層３８の追加硬膜での安定化につながる。光散乱層３５の積層により、１／４波長層３８の酸素阻害が解消され、再度紫外線露光を含めた硬膜処理で安定化することができる。本実施例では、あらかじめ薄い膜厚の反射部着色画素を設けた後、１／４波長層３８の熱処理での硬膜を行うので、露光量の差を問わず、形状崩れはなく、良好な形状で形成することができた。
【０２１２】
実施例４
（液晶表示装置の作製）
図１０を参照して、本実施例に係る液晶表示装置について説明する。
【０２１３】
本実施例は、第一電極４１と絶縁層４５を介して第２電極４２である櫛歯状の画素電極を備えるアレイ基板４０と、実施例３と同一構成の半透過型液晶表示装置用基板３０を用いて液晶表示装置を作製した。液晶表示装置の外面に貼付した偏光板、位相差板及びバックライト光源は図示を省略した。なお、図１０は、半透過型液晶表示装置の部分断面図である。
【０２１４】
本実施例に用いた半透過型液晶表示装置用基板３０では、ブラックマトリクス２の上方に透明導電膜３３が形成されているため、液晶表示装置を構成したときに、ブラックマトリクス２の膜厚分だけ、アレイ基板の側の第１電極４１と近い距離となり、図１０に矢印で示すように、斜め電界の形成がスムーズとなるという利点がある。第１電極４１による斜め電界形成のため、ブラックマトリクス２の膜厚を調整することができる。
【０２１５】
本実施例に係る液晶表示装置は、画像表示も極めて均質であり、良好であった。着色画素の周辺や遮光層と表示領域との境界部での液晶配向の乱れもなく、光漏れのない高画質の液晶表示装置が得られた。
【０２１６】
なお、第２電極４２は、透過部ＴではＩＴＯなどの透明導電性薄膜で形成し、反射部Ｒでは、アルミニウム合金などの金属薄膜からなる第２電極４２’とすることが望ましい。第１電極や第２電極は、櫛歯状のパターンに形成しても良い。当実施例の第２電極は、第３電極３である透明導電膜の電位と同じ電位とした。
【０２１７】
また、上述した実施例１〜３に記載の透明導電膜は、液晶駆動時にグランドに落としても良く、あるいは、共通電極と同じ電位としても良い。
【０２１８】
実施例５
実施例５で用いた半透過型液晶表示装置用基板は、実施例３と同じ構成のものである。実施例５では、図１１に示すように、第１電極５１および第２電極５２を、導電性金属酸化物であるＩＴＯにより櫛歯状パターン状に形成したアレイ基板５０を用いた。
【０２１９】
第１電極５１および第２電極５２の下に、光反射性の反射膜５３を、反射部Ｒの大きさに配設した。反射膜５３は、アルミニウム合金で構成されるゲート配線と同一工程で形成したが、電気的には独立（アイソレート）させた。
【０２２０】
本実施例では、反射部の第１電極５１および第２電極５２のパターン形状に自由度をもたせることができるので、実施例４より構成である。
【０２２１】
以上説明した本発明の種々の実施形態及び実施例において、液晶配向方式は垂直配向方式に限定するものでない。例えば、位相差層の厚みもしくはΔｎｄを変えた種々の位相差機能が得られ、あるいは光配向やラビングによる配向を調整することにより種々の位相差層が得られるので、様々な配向方式の液晶表示装置に対応することができる。本発明に採用することの可能な液晶材料の誘電率異方性は、正の材料でも負の材料でも良い。配向膜の配向処理を省略できるという観点では、誘電率異方性が負の液晶を採用するのが適当である。
【０２２２】
なお、上記した実施例は、透明導電膜上に樹脂層と光散乱層を積層する構成で示したが、光散乱層の代わりに１／４波長層あるいは１／２波長層を積層する構成であっても良い。光散乱層は、例えば、上述した特許文献５に開示されているアレイ基板側の反射領域に設けられる凹凸を有する反射膜に置き換えても良い。また、図１０及び１１において、ＴＦＴ素子、ゲート配線、ソース配線などのメタル配線は図示を省略した。ＩＴＯとの低コンタクト性を持ちながら、ゲート配線及びソース配線をそれぞれアルミニウム合金の単層で形成する技術は、例えば特開２００９−１０５４２４号公報に開示されている。
【０２２３】
また、直線状凹部あるいは十字状凹部は、半透過型液晶表示装置用基板と対向するアレイ基板側に電気的に独立したメタルパターンにて同一形状の遮光パターンとして配設してもよい。さらに、液晶表示装置の画素は、線状凹部にて線対称に１／２画素、あるいは点対称に１／４画素に区分されるが、ＴＦＴを一画素に２個ないし４個形成し、さらにそれぞれ異なる電圧を印加する駆動方式をとることにより、立体画像の表示を行うことができる。
【符号の説明】
【０２２４】
１ａ,１ｂ・・・透明基板
２・・・ブラックマトリクス
３,３３・・・透明導電膜（第３電極）
４,３４・・・樹脂層
５,３５・・・光散乱層
６・・・凹部
７・・・凸部
８ａ,８ｂ,９・・・ショルダー部
１０,３０・・・半透過液晶表示装置用基板
１１,４１・・・第１電極
１２,４２・・・第２電極
１３・・・はみ出し部
１５・・・絶縁層
１６・・・反射膜
１７・・・液晶
１７ａ,１７ｂ,１７ｃ・・・液晶分子
２０,４０,５０・・・アレイ基板
３１Ｒ・・・赤色画素
３１Ｇ・・・緑色画素
３１Ｂ・・・青色画素
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過型液晶表示装置用基板、カラーフィルタ基板、及びこれらを備える液晶表示装置に関する。特に、本発明は、斜め電界駆動に最適なカラーフィルタ基板及びこれを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイなどの薄型表示装置のさらなる高画質化、低価格化および省電力化が求められている。液晶表示装置向けカラーフィルタにおいては、十分な色純度や高いコントラスト、平坦性など、より高画質の表示を達成するための要求がでてきている。
【０００３】
高画質の液晶表示装置を得るために、ＶＡ（Vertically Alignment）、ＨＡＮ（Hybrid-aligned Nematic）、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）、ＣＰＡ（Continuous Pinwheel Alignment）などの液晶の配向方式あるいは液晶駆動方式が提案され、それにより、広視野角・高速応答の液晶表示装置が実用化されている。
【０００４】
液晶分子をガラスなどの基板面に並行に配向させた、広視野角で高速応答に対応しやすいＶＡ方式、また、広視野角に有効なＨＡＮ方式などの液晶表示装置では、カラーフィルタに対する平坦性（膜厚の均一性やカラーフィルタ表面の凹凸の低減）と誘電率などの電気的特性について、さらに高いレベルが要求されている。このような高画質液晶表示装置では、斜め方向視認での着色の低減のため、液晶セル厚（液晶層の厚み）を薄くする技術が主要な課題となっている。
【０００５】
ＶＡ方式では、ＭＶＡ（Multi-Domain Vertically Alignment）、ＰＶＡ（Patterned Vertically Alignment）、ＶＡＥＣＢ（Vertically Alignment Electrically Controlled Birefringence）、ＶＡＨＡＮ（Vertical Alignment Hybrid-aligned Nematic）、ＶＡＴＮ（Vertically Alignment Twisted Nematic）等、種々の改良モードの開発が進んでいる。また、ＶＡ方式などの液晶の厚み方向に駆動電圧を印加する縦電界方式の液晶表示装置では、より高速の液晶応答、広い視野角技術、より高い透過率が主要な課題となっている。ＭＶＡ技術は、液晶駆動の電圧印加時に不安定な垂直配向液晶（基板表面に対し初期垂直である液晶の、電圧印加時に倒れる方向が定まりにくいこと）の問題を解消するために、リブ状の突起あるいはスリットを複数設け、このリブ間に液晶ドメインを形成するとともに複数の配向方向のドメイン形成により、広い視野角を確保する技術である。
【０００６】
特許文献１に、第１及び第２の配向規制構造体を用いて液晶ドメインを形成する技術が開示されている。特許文献２には、光配向を用いて４つの液晶ドメインを形成する技術が開示されている。当特許文献は、広い視野角を確保するためにそれぞれドメインでの厳密なチルト角（例えば８９度）制御に係わる複数回の配向処理と、かつ、ドメイン形成のため、それぞれ平面視９０度異なる配向軸の必要なことが開示されている。
【０００７】
カラーフィルタ基板側の透明導電膜（透明電極、表示電極あるいは第３電極）と、アレイ基板側の第１と第２の電極を用い、斜め電界を用いて垂直配向の液晶を制御する技術は、特許文献３および特許文献５に開示されている。特許文献３は負の誘電率異方性の液晶を用いており、特許文献５は、その特許請求の範囲と明細書本文に正の誘電率異方性の液晶を記載している。特許文献５には、負の誘電率異方性の液晶の記載が見られない。
【０００８】
特許文献６は、負の誘電率異方性の液晶を用いた半透過型液晶表示装置に関するもので、カラーフィルタ上の共通電極に電極スリット（電極開口部）を設け、さらに透過部のカラーフィルタである画素上に凸状部を設ける技術を開示している。
【０００９】
通常、ＶＡ方式やＴＮ方式などの液晶表示装置の基本的構成は、共通電極を備えたカラーフィルタ基板と、液晶を駆動する複数の画素電極（例えば、ＴＦＴ素子と電気的に接続され、櫛歯状パターン状に形成された透明電極）とアレイ基板とで、液晶を挟持する構成である。この構成では、カラーフィルタ上の共通電極とアレイ基板側に形成された画素電極との間に駆動電圧を印加して液晶を駆動する。画素電極やのカラーフィルタ表面の共通電極としての透明導電膜は、通常、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＩＧＺＯ(Indium Garium Zinc Oxide)などの導電性の金属酸化物の薄膜を用いる。
【００１０】
青色画素・緑色画素・赤色画素及びブラックマトリクスなどカラーフィルタを開示する技術として、例えば、ブラックマトリクスと着色画素上に透明導電膜を形成し、さらにオーバーコートを積層する技術が特許文献１に開示されている
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−３９１２８号公報
【特許文献２】特許第３９５７４３０号公報
【特許文献３】特許第２８５９０９３号公報
【特許文献４】特開２００８−１８１１３９号公報
【特許文献５】特許第４３６４３３２号公報
【特許文献６】特許第４１６７９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、垂直配向の液晶表示装置では、広い視野角を確保するため、リブやスリットと呼ばれる配向規制構造体で液晶のドメインを形成する（ＭＶＡ技術）。液晶が負の誘電率異方性の場合、具体的には、カラーフィルタなどの上に形成した２つの樹脂製のリブ間に位置する液晶は、駆動電圧の印加時に、例えば平面視で、このリブに垂直な方向に倒れ、基板面に水平に並ぼうとする。しかし、２つのリブ間の中央の液晶は、電圧印加にも関わらず倒れる方向が一義的に定まらず、スプレー配向やベンド配向をとることがある。このような液晶の配向乱れは、液晶表示でのざらつきや表示ムラにつながっていた。また、ＭＶＡ方式の場合、上記問題も含め、液晶の倒れる量を駆動電圧で細かく制御することが難しく、中間調表示に難点があった。特に駆動電圧と表示（応答時間）とのリニアリティが低く、低い駆動電圧での中間調表示に難点があった。
【００１３】
この問題を解決するため、特許文献３や特許文献５に示されるように、第１と第２と第３の電極を用い、斜め電界にて液晶配向を制御する手法は極めて有効である。斜め電界により、液晶の倒れる方向を設定することができる。また、斜め電界により液晶の倒れる量を制御しやすくなり、中間調表示に大きな効果が出てくる。
【００１４】
しかし、これらの技術でも、液晶のディスクリネーション対策が不十分である。ディスクリネーションとは、意図しない液晶の配向乱れや未配向により光の透過率の異なる領域が画素（画素は、液晶表示の最小単位で、本発明で表記の矩形画素と同義）内に生じる問題である。
【００１５】
特許文献３では、画素中央のディスクリネーション固定化のため、対向電極（第３の電極）の画素中央に透明導電膜のない配向制御窓を設けている。しかし、画素周辺のディスクリネーションの改善策は開示されていない。また、画素中央のディスクリネーション固定化はできるものの、ディスクリネーションの最小化の方策は示されていない。さらに、液晶の応答性の改善技術についても記載されていない。
【００１６】
特許文献５は、透明導電膜（透明電極）上に誘電体層を積層した分、斜め電界の効果が増長されるので好ましい。しかし、特許文献５の図７に示されるように電圧印加後も画素中央および画素端部には垂直配向の液晶が残り、透過率あるいは開口率の低下につながる問題がある。また、正の誘電率異方性の液晶を用いる場合（特許文献５は、負の誘電率異方性の液晶を その記載・実施例において開示していない）、画素中央部のディスクリネーションのため、透過率を向上させにくい。このため、半透過型液晶表示装置では採用しにくい技術となっている。さらに、特許文献５は、ブラックマトリクス上に透明導電膜を配設する構成を提案していない。
【００１７】
特許文献６は、その請求項１及びその図３に開示されているように、透過部のカラーフィルタである画素の中央に凸状部を設け、さらに電極スリットにて配向の乱れ（ディスクリネーション）を生じさせにくくする技術を開示している。しかし、透過部及び反射部 それぞれ画素の中央部のみの液晶を対象としており、画素端部や画素のコーナー部でのディスクリネーションについては触れておらず、その対応策を考慮していない。ディスクリネーションの最小化への方策を示しておらず、さらに、液晶の応答性の改善技術についても記載されていない。
【００１８】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされ、垂直配向方式の液晶表示装置、特に、半透過型や反射型液晶表示装置に好適なカラーフィルタ基板を提供し、あわせて液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、透明基板上に形成された、複数の矩形画素を区分する開口部を有するブラックマトリクスと、前記透明基板及びブラックマトリクス上に形成された透明導電膜と、前記透明導電膜上に形成された、画素中央に凹部を有する樹脂層と、前記樹脂層上に部分的に形成され、前記ブラックマトリクス上において前記樹脂層とともに凸部を構成するセルギャップ調整層とを具備し、前記複数の矩形画素は、前記樹脂層の凹部を中心に対称に、中心に近い側から透過部及び反射部の順で構成され、前記透過部では透明導電膜上に前記樹脂層が積層され、前記反射部では、透明導電膜上に前記樹脂層及びセルギャップ調整層が積層されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置用基板。
【００２０】
本発明の第２の態様は、透明基板上に形成された、複数の矩形画素を区分する開口部を有するブラックマトリクスと、前記透明基板及びブラックマトリクス上に形成され、前記複数の矩形画素を構成する着色層と、前記着色層上に形成された透明導電膜と、前記透明導電膜上に形成された、画素中央に凹部を有する樹脂層と、前記樹脂層上に部分的に形成され、前記ブラックマトリクス上において前記樹脂層とともに凸部を構成するセルギャップ調整層とを具備し、前記複数の矩形画素は、前記樹脂層の凹部を中心に対称に、中心に近い側から透過部及び反射部の順で構成され、前記透過部では透明導電膜上に前記樹脂層が積層され、前記反射部では、透明導電膜上に前記樹脂層及びセルギャップ調整層が積層されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置用基板を提供する。
【００２１】
上記本発明の第２の態様に係る半透過型液晶表示装置用基板において、前記反射部に配設された着色層の厚みを、前記透過部に配設された着色層の厚みの略１／２とすることが出来る。
【００２２】
また、前記反射部の着色層上に１／４波長層を積層し、該１／４波長層上に透明導電膜を介して光散乱層を積層することが出来る。
【００２３】
更に、前記反射部の着色層上に光散乱層を積層し、該光散乱層上に透明導電膜を介して１／４波長層を積層することが出来る。
【００２４】
上記本発明の第１及び第２の態様に係る半透過型液晶表示装置用基板において、前記ブラックマトリクス上の透明基板の表面から樹脂層表面の高さのレベルＡ、反射部の樹脂層表面の高さのレベルＢ、及び透過部の樹脂層表面の高さのレベルＣを、Ａ＞Ｂ＞Ｃの関係とし、かつ、前記樹脂層の凹部の底部のレベルを、上記樹脂層表面のレベルＡ、Ｂ、Ｃより低くすることが出来る。
【００２５】
前記セルギャップ調整層の厚みを、液晶表示装置の液晶層の厚みの略１／２とすることが出来る。
【００２６】
前記セルギャップ調整層を、光散乱層とすることが出来る。
【００２７】
前記セルギャップ調整層を、１／４波長層とすることが出来る。
【００２８】
本発明の第３の態様は、第１及び第２の態様に係る液晶表示装置用基板と、液晶を駆動する素子をマトリクス状に配設したアレイ基板とを液晶を介して対向させて配置し、貼り合わせてなる液晶表示装置であって、前記アレイ基板が、それぞれ矩形画素を駆動するために電位の異なる第１電極及び第２電極を具備することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００２９】
上記液晶表示装置において、前記液晶の動作を、液晶を駆動する電圧を印加したときに平面視で、矩形画素中心の凹部から点対象あるいは線対称にブラックマトリクスのある辺の方向に液晶が倒れる動作とすることが出来る。
【００３０】
また、前記液晶表示装置の矩形画素での液晶の動作を、液晶を駆動する電圧を印加したときに平面視で、矩形画素中心の十字型凹部を通る直線で４つに区分される動作とすることが出来る。
【００３１】
また、前記第１電極が、液晶を駆動するアクティブ素子と接続された櫛歯状パターンを有し、前記第２電極が、前記第１電極と同様の櫛歯状パターンを有し、絶縁層を介して前記第１電極の下に配設され、前記第２電極のパターンが液晶の倒れる方向に前記第１電極のパターンからはみ出ている構成とすることが出来る。
【００３２】
更に、前記第１電極及び第２電極を、可視域透明な導電性の金属酸化物により構成することが出来る。
【００３３】
また、前記液晶として、負の誘電率異方性を有する液晶を用いることが出来る。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によると、液晶表示装置に最適な液晶装置用電極基板を提供できるとともに、より明るい液晶表示装置を提供することができる。本発明に係る液晶表示装置は、カラーフィルタ基板やアレイ基板の配向処理を軽減することができるとともに、液晶の応答性を改善することができる。また、段差部や凹部のショルダー部における液晶配向、及び第１電極、第２電極、及び透明導電膜からなる電極構成による斜め電界により、液晶のディスクリネーションを軽減し、液晶表示を向上させることができる。
【００３５】
本発明によると、１／２画素あるいは１／４画素の単位で駆動電圧印加後の液晶の傾き角に分布を持たせることができ、かつ、透明導電膜上に樹脂層を積層する構成により、従来の液晶表示装置に生じていた階調シフト（中間調が白側あるいは黒側にシフトし、十分な階調表示ができないこと）を解消することができる。
【００３６】
本発明に係る液晶装置用電極基板及び液晶表示装置では、電圧印加時に異なる配向状態の領域が一画素内に２つ以上あるので、液晶表示を平均化し、広い視野角を得ることができる。また、反射部において誘電体である樹脂層とセルギャップ調整層を透明導電膜上に積層することにより、反射部の液晶層の厚みが透過部の略１／２であるにも係わらず、反射部と透過部それぞれの液晶層に印加する電圧をほぼ等しくすることができる。そのため、反射部の反射光と透過部の透過光の電圧依存性を同等とすることで、反射部と透過部で違和感のない均質な表示を可能とする。
【００３７】
本発明では、カラーフィルタの有効表示画素を覆うように透明導電膜を積層することにより、副次的効果として、ＩＰＳ（横電界で液晶を駆動する）やＦＦＳ（櫛歯電極のフリンジに生じる電界で液晶を駆動する）方式と異なり、外部電場の影響を受けにくい液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施態様に係る液晶表示装置用基板を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置における液晶表示装置用基板上での液晶動作の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置における液晶表示装置用基板上での駆動電圧印加後の安定した白表示時の液晶分子の配向状態
【図５】本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板上での液晶動作の説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板上での液晶動作の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の平面視で１画素の第１電極のパターン例を示す平面図（ａ）、１画素のブラックマトリクス及び光散乱層のパターン例を示す平面図（ｂ）である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の平面視で１画素の第１電極のパターン例を示す平面図（ａ）、１画素のブラックマトリクス及び光散乱層のパターン例を示す平面図（ｂ）である。
【図９】本発明の第３の実施態様に係る液晶表示装置用基板の断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施態様に係る液晶表示装置の断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施態様に係わる液晶表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００４０】
本発明の一実施形態は、初期配向が垂直配向の液晶を対象とし、ブラックマトリクス基板（透明基板上にブラックマトリクスを形成した基板）やカラーフィルタ基板と、ＴＦＴなどの液晶駆動素子が形成されたアレイ基板とを対向させて配置し、それらの間に垂直配向用の液晶層を挟持する形で貼り合わせた垂直配向液晶表示装置を前提とする。本発明の一実施形態は、加えて、第３電極である透明導電膜をカラーフィルタ基板に配設し、画素電極である第１電極、及びこの第１電極と電位の異なる第２電極をアレイ基板に配設し、このような電極構成で生じる斜め電界を活用する技術である。
【００４１】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板側の第１電極及び第２電極の材料は、ＩＴＯなどの導電性の金属酸化物薄膜を用いることができる。あるいは、金属酸化物薄膜より導電性の良好な金属の薄膜を採用することができる。さらに、反射型や半透過型の液晶表示装置の場合は、第１電極及び第２電極のいずれかにアルミニウム、アルミニウム合金の薄膜を用いても良い。
【００４２】
本発明の一実施形態に適用できる液晶は、初期配向（駆動電圧の無印加の時）で垂直配向の液晶である。液晶の誘電率異方性は、正であっても負であっても良い。なお、負の誘電率異方性の液晶を本発明に適用した場合、チルト角設定のための配向膜の配向処理を省略できる。換言すれば、本発明で用いる垂直配向膜は、塗布形成後の熱処理だけで良く、ラビング配向や光配向などを省略できる。負の誘電率異方性の液晶を本発明に適用した場合、矩形画素中央の透過率を上げることができるため、色純度より明るさを重視する、たとえば、半透過型液晶表示装置に好適なカラーフィルタ基板を提供できる。
【００４３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半透過型液晶表示装置用基板１０を示す断面図である。この基板１０は、カラーフィルタを含んでおらず、以後、ブラックマトリクス基板（ＢＭ基板）と呼ぶ。図１において、透明基板１ａ上に、ブラックマトリクス２、透明導電膜（第３電極）３、樹脂層４、及びセルギャップ調整層（光散乱層）５を順次形成することにより、ＢＭ基板１０が構成されている。ブラックマトリクス２の開口部である矩形画素は、反射部Ｒと透過部Ｔとにより構成され、セルギャップ調整層（光散乱層）５は、反射部Ｒにおける樹脂層４の上に形成されている。なお、樹脂層４の中央には、線状の凹部６が形成されている。
【００４４】
本発明者らは、ブラックマトリクス２の上方に突出した凸部７とセルギャップ調整層（光散乱層）５の段差のショルダー部８ａ,８ｂ（肩の部分）と、矩形画素の中央部に設けられた凹部６のショルダー部９を液晶配向の制御に利用できることを見出した。この知見と第３電極３（透明導電膜）とを組み合わせ、新規な技術を提案するものである。
【００４５】
ブラックマトリクス２の上方の凸部７は、異なる２色の着色画素の重畳部により構成される場合もあり、この凸部７の傾斜部での液晶配向を駆動電圧印加時の液晶の倒れに利用するものである。画素の中央の凹部６においても同様に、凹部６のショルダー部９での液晶配向を液晶の倒れに利用するものである。なお、液晶の動作については後述する。
【００４６】
凸部７の頂部の、反射部Ｒにおけるセルギャップ調整層５の表面からの高さＨは、０．４μｍから２μｍであるのが好ましい範囲である。０．４μｍ未満では、電圧印加時の“液晶の倒れのトリガー”として効果が不十分であり、その高さが２μｍを超えると、液晶セルを構成した場合の液晶の流れに支障が出てくる。
【００４７】
以下に、以上説明した半透過型液晶表示装置用基板の構成要素について 簡単に説明する。
【００４８】
（ブラックマトリクス、矩形画素）
ブラックマトリクスとは、液晶表示のコントラストをアップさせるため、表示の最小単位である絵素の周囲、あるいは絵素の両辺に配設される遮光層からなる遮光性パターンである。遮光層は、透明樹脂に遮光性の顔料を分散させた塗膜であり、一般に感光性を付与され、露光及び現像を含むフォトリソグラフィの手法でパターニングすることにより形成される。矩形画素は、ブラックマトリクスの開口部を指し、上記絵素と同義である。
【００４９】
ブラックマトリクスの傾斜部は、丸みを帯びた形状でも良く、表示領域でのブラックマトリクスの断面形状は、半月状、台形、三角形などが例示できる。ブラックマトリクスの基板面からの傾斜角度は、前記した凸部の高さが０．４μｍを超えれば特に規定しなくても良い。開口率（矩形画素としての透過率）を別にすれば、２°とか３°などの低い傾斜角度でも良く、逆テーパ（上辺の大きい逆向きの台形状）でなければ良い。しかしながら、開口率の制限のため、実効的には３０°から８０°の範囲の傾斜が好ましい。
【００５０】
（透明導電膜）
液晶表示装置用基板の上に配設される透明導電膜としては、ＩＴＯなどの金属酸化物薄膜を用いることができる。透明導電膜の形成位置は、斜め電界を活用する目的で、矩形画素周囲に形成されるブラックマトリクス上であるのが良い。
【００５１】
特に、透過部の画素上における透明導電膜の位置より高いブラックマトリクス上にもあわせ形成して、アレイ基板側の画素電極（以下、第１電極）との電極間距離に差をつけることが望ましい。
【００５２】
後述するように、ブラックマトリクス上に着色層を形成し、この着色層上に透明導電膜を形成することができる。
【００５３】
（樹脂層）
樹脂層は、上述した透明導電膜上に配設される。樹脂層は、透明で耐熱性を有する有機樹脂により形成できる。樹脂層の厚みは、用いる液晶のセルギャップ（液晶層の厚み）や液晶の電気特性との関係で最適化すればよい。これらの観点で、たとえば、樹脂層の厚みが薄い場合には、液晶層の厚みを厚くすることができる。樹脂層の膜厚が厚い場合には、これに対応して液晶層の厚みを薄くすることができる。なお、樹脂層としては、以下の実施例で後述するアクリル樹脂などの透明な有機樹脂を採用することができる。透過部に適用できる液晶層の厚みは、２〜５μｍであり、４μｍ前後であるのが好ましい。反射部における液晶層の厚みは、透過部の略１／２となる。
【００５４】
（着色層、着色画素）
着色層は、後述する有機顔料を透明樹脂に分散させた塗膜であり、これをフォトリソグラフィの手法で矩形画素上にパターン形成したものを着色画素という。着色画素は、赤色、緑色、青色などの３原色のほか、黄色、マゼンタ、シアンや白色などから複数色を採用することができる。
【００５５】
本明細書では、ブラックマトリクスを構成する遮光層を含めた複数色の着色画素からなるものをカラーフィルタと呼称し、このカラーフィルタをガラスなどの透明基板上に形成したものをカラーフィルタ基板と称する。本明細書において、略同一の膜厚とは、遮光層や着色層の形成においてその製造プロセスで制御することができる、例えば、設定膜厚に対して、カラーフィルタの製造工程において、その製造マージンである±０．２μｍ以内に入る膜厚を指す。
【００５６】
着色画素の膜厚は、透明基板の面からそれぞれ着色画素の中心（ここでは透過部の着色層での画素中心を指す）における表面までの高さを指す。反射部の着色層の膜厚と透過部の着色層の膜厚の比を１／２〜１／４の範囲とすることが好ましい。なお、膜厚比１／２の反射部の着色層の膜厚は、着色層の厚みに対して±０．２μｍの誤差の範囲内で１／２であることを言う。反射部の着色層の膜厚と透過部の着色層の膜厚の比を略１／２とすることで、透過部と反射部の光路差を考慮した本来のカラー表示を得ることができる。
【００５７】
反射部は、戸外などの明るい環境下で観察するためのものであり、明るさが重要である。透過部と反射部の色度域が一致していることは望ましいが、明るさを最大限重視する場合には、色がついていると認識できる程度でも十分である。例えば、反射表示は、透過部表示の色合わせより“明るさ”を重視せざるを得ない用途（たとえば太陽光のある屋外での使用）では、膜厚比１／３や１／４とすることにより、明度の高い色とすることが望ましい。
【００５８】
スタティック表示（静止画）での透過部の色度域を標準的であるＮＴＳＣ比７０％程度とすると、反射部については１／４膜厚の時（２回透過で）ＮＴＳＣ比がおおむね３５〜４０％程度となる。ＮＴＳＣ比が３５〜４０％であれば色がついていることを容易に認識することができるが、これを大きく下回ると色がついていることを認識しにくくなる。したがって、反射部の膜厚は、ＮＴＳＣ比が３５〜４０％程度となる１／４以上であることが望ましい。
【００５９】
動画階調表示での色の視認性は、静止画表示より低下する傾向にある。使用者（観察者）による個人差があるものの、着色層の膜厚に対して１／４の凹部着色層の膜厚が、動画階調表示を行った時にカラー表示であるとの認識しやすさのほぼ下限の膜厚である。隣接する着色画素の重畳部分（以下凸部と呼称）の高さは、凸部のトップから着色画素の中心における表面までの高さとする。複数色の着色画素は、青色画素、赤色画素、緑色画素、黄色画素、白色画素（透明な画素）などと表現する。
【００６０】
着色層は、後述する有機顔料を複数種、透明樹脂に混合分散させたものであるが、有機顔料は、それぞれ微妙に異なる比誘電率や異なる誘電損失を持っていることが多い。本実施形態に係る半透過型液晶表示装置用基板では、これら異なる電気特性をもつ着色層（あるいは着色画素）を透明導電膜で覆う構成であるため、液晶層にかかる印加電圧に対して着色層の影響をなくすことができ、斜め電界を有効に活用することができる。
【００６１】
（セルギャップ調整層）
セルギャップ調整層は、半透過型液晶表示装置の透過部と反射部の液晶層の光路差を調整する目的で配設する。セルギャップ調整層は、反射部に必要な光散乱層を兼ねることができる。また、セルギャップ調整層は、上述した樹脂層と同じ材料でグレートーンマスクを用いて１回のフォトリソ工程で形成しても良い。
【００６２】
一般に、垂直配向型の半透過型液晶表示装置の反射部には、透過部の液晶と反射部の位相差を補う１／４波長の位相差層（以下１／４波長層）が必要となるため、セルギャップ調整層に位相差機能を持たせることができる。なお、光散乱層や１／４波長層は、透明導電膜の下の透明基板側のカラーフィルタ側に配設しても良い。
【００６３】
以下の実施例で詳述するように１／４波長層をカラーフィルタ側に配設する構成でのセルギャップ調整層は、光散乱の機能を持たせることが好ましい。光散乱層は、出射光に拡散性を付与し、観察者の目に入る液晶表示装置からの光をペーパーホワイト様とし、視認性の良い表示とするためのディフューザーの役目を担う。
【００６４】
セルギャップ調整層の表面と透過部の着色画素の表面の高さの差は、液晶表示装置を構成したときの液晶層の厚みの略１／２とすることができる。なお、液晶層の厚みの略１／２とは、液晶層の厚みの１０％以内の範囲で変動してもよく、かつ、カラーフィルタの製造工程においてその製造マージンである±０．２μｍ以内であることが望ましい。
【００６５】
（光散乱層）
光散乱層は、単一あるいは複数種の非晶質微粒子が屈折率の異なるマトリクス樹脂（以下、透明樹脂として記載する場合がある）中に分散して成るもので、入射光を散乱させて観察者の目にペーパーホワイト様の効果を持たせる光機能膜である。マトリクス樹脂は、耐熱性があり、可視域透過である透明樹脂であれば良い。光散乱層の膜厚は、非晶質微粒子径、光の波長、及び製造工程での適合しやすさの関係で、おおよそ１．５μｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【００６６】
光散乱層の非晶質微粒子としては、無機物から成る微粒子及び有機ポリマーから成る微粒子を例示することができる。特に、非晶質であるということから有機ポリマー微粒子が主としてあげられるが、無機物微粒子であっても、非晶質であれば問題ない。後述する相分離によりマトリクス樹脂中に非晶質微粒子を発現する方式であっても良い。非晶質微粒子をフォトリソグラフィの手法で形成し、その上に透明樹脂を塗布する方法で形成しても良い。
【００６７】
例えば、無機物微粒子としては、シリカやアルミナの酸化物等の球状の非晶質微粒子、有機ポリマー微粒子としては、アクリル微粒子やスチレンアクリル微粒子及びその架橋体、メラミン微粒子、メラミン−ホルマリン縮合物、（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等の含フッ素ポリマー、シリコン樹脂微粒子等を例示することができる。そのなかでも、架橋アクリル樹脂微粒子は屈折率が１．５未満であり、更にシリカ粒子あるいはシリコン樹脂微粒子は屈折率が１．４２〜１．４５（ハロゲンランプＤ線５８９ｎｍ）と小さいため、特に好ましい。
【００６８】
例えば、微粒子の屈折率が１．４９（ハロゲンランプＤ線５８９ｎｍを用いての値）の架橋アクリル微粒子である場合、マトリクス樹脂の屈折率は１．５５〜１．６５であることが好ましい。また、微粒子が屈折率１．４２〜１．４５のシリカ粒子あるいはシリコン樹脂微粒子である場合、マトリクス樹脂は、屈折率１．５０〜１．６０であることが好ましい。
【００６９】
また、これらの微粒子は、光散乱層中に微粒子として主として含まれていれば良く、例えば、微粒子の７０％程度以上が含まれていれば良い。これらの微粒子の他に、塗液中での微粒子の分散安定性や、光散乱特性の微調整等を目的として、不定形微粒子等の非球状微粒子や結晶性微粒子を、３０％程度以下の少量加えても良い。
【００７０】
非晶質微粒子の形状は特に限定するものではないが、球形または球形に類似する形状とすることができる。球形微粒子は、サイズ、粒径分布等のコントロールが容易であり、従って、光散乱層の光学特性の制御が容易になる。微粒子の粒径としては、目的とする光散乱層の膜厚や着色有無により許容範囲が異なり、特に限定されない。しかし、通常、光散乱層の膜厚よりも大きい微粒子を使用すると、光散乱層の表面が非常に粗くなってしまい、あまり好ましくない。上記微粒子の粒径は、特に限定しないが、好ましい粒径範囲としては、平均粒子径０．８μｍ〜３μｍ程度、好ましくは平均粒子径１μｍ〜２μｍである。
【００７１】
微粒子を分散させるマトリクス樹脂としては、可視光線透過率が高く、また液晶表示装置の製造工程中における熱処理や薬品処理に対する十分な耐性を具備するものが望ましく、例えば、屈折率の高い樹脂としてエポキシ変性アクリル樹脂、フローレン樹脂、ポリイミド樹脂が、また屈折率の低い樹脂としてフッ素変性アクリル樹脂、シリコン変性アクリル樹脂が適用できる。その他アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等が適宜使用することができる。
【００７２】
光散乱層中の非晶質微粒子としては、二つの樹脂を混合し、相分離することにより形成可能な微粒子を例示することができる。異なる屈折率を有する二つ以上の樹脂、添加材を適量選定し、溶剤中に溶解した塗液を基板上に塗布乾燥することにより、非晶質微粒子を形成することができる。
【００７３】
相分離は二つの樹脂を溶液中に混合した時点で、或いは基板上に塗布乾燥して溶剤が揮発していく過程で成長し、塗膜が乾燥した時点で透明な非晶質微粒子を形成することができる。このとき、溶液中では相分離した一方の樹脂が球形に成長しようとするが、基板上に塗布した場合、塗膜中の溶剤が揮発するに従い、膜容積が減少し、且つ該球形は成長して容積を増していくが、上面からの応力で球形から円盤状に変形しながら成長する。
【００７４】
二つの樹脂溶液から一方の樹脂が液滴として生成成長し、非晶質微粒子が形成する条件は、一方の樹脂をＡ、他の樹脂をＢとすると
１）Ａの量がＢの量より少ないこと、
２）Ａ溶液の表面張力がＢ溶液の表面張力より大きいこと、
３）Ａ溶液の蒸発速度がＢ溶液の蒸発速度より大きいこと、
４）Ａの分子量がＢの分子量より大きいこと
等があげられるが、特に量の大小は強度の制約条件である。
【００７５】
非晶質微粒子が、屈折率の異なる２種類以上の樹脂溶液から相分離で生成し、形成されると、非晶質微粒子が膜の内部に留まり、表面に出ることがないので、光散乱膜層の表面が平坦になり、さらにカラーフィルタの膜厚も均一なものとなる。
【００７６】
非晶質微粒子が微小樹脂パターンを溶融解して形成された半球形状のマイクロレンズであると、パターン形状（大きさと形、密度）を変更することで光散乱特性を調整することができる。あるいは、マイクロレンズの断面形状を非対称にするか放物線形状にすることによって、指向性ある光散乱層とすることができる。
【００７７】
光散乱膜層をフォトリソグラフィ工程でパターン状に設ける場合には、感光性と現像性とを有するアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂が利用することができる。また、これらの樹脂に熱硬化や紫外線硬化を付与し、併用することも可能である。
【００７８】
セルギャップ調整層を光散乱層とした場合、光散乱層のパターンのサイズは、位相差層の平面視の大きさと同じサイズか、あるいは位相差層より大きいサイズのパターンで形成することが望ましい。
【００７９】
（１／４波長層）
半透過型液晶表示装置の反射部は、透過部と比較して光路差のほかに液晶に起因する位相差の相違が生じる。このような反射部と透過部の位相差の相違により、反射部の反射光や黒表示に着色が生じたり、コントラストが低下したり、あるいはノーマリブラック表示であるはずの表示がノーマリホワイト表示となることがあり、位相差の問題は大きい。
【００８０】
これに対し、入射光を１／４波長位相差だけずらし、反射電極での反射によってさらに１／４波長分位相差を加えることで、この問題を解消することができる（直線偏光に変換した入射光を該位相差層の厚み方向に１回の往復にて９０度偏光回転させる）。
【００８１】
半透過型液晶表示装置において、位相差層に１／４波長位相を変化させる機能を付与する具体的な手法として、高分子液晶や架橋性高分子液晶溶液を用いた塗布形成方法、上述したアルカリ可溶な透明樹脂に複屈折調整剤を添加し形成する方法、重合性液晶化合物を用いる方法などが挙げられる。重合性液晶化合物の場合は、円盤状の分子構造を有するディスコティック重合性液晶化合物や棒状重合性液晶化合物を用いることができる。これらの列記した方法や材料を組み合わせて形成しても良い。
【００８２】
また、偏光を１／４波長位相変化させる機能付与の再現性を高めるため、位相差層の形成前に配向膜を形成したり、配向処理を施しても良い。重合性液晶化合物のように露光量や露光波長により配向調整ができる場合は、着色画素の色によってその配向の密度や配向方向を調整することができる。配向膜の配向処理も、上記重合性液晶化合物と同様の光配向処理を採用することができる。
【００８３】
露光機としては、超高圧水銀灯、ＹＡＧレーザ、固体レーザ、半導体レーザなどを露光波長も含め適宜選択することができる。レーザ露光の場合には、露光波長の選択やレーザショット回数による露光量の調整、レーザ光の入射角度等によって、配向の密度や配向方向を調整することができる。複数のフォトマスクを用いて、着色画素毎に選択露光しても良い。複数方向からの照射を一度に行っても良い。また、露光は、偏光照射及び非偏光照射を問わない。先に偏光照射を行った後、加温しながら非偏光照射で固定化を行っても良い。酸素阻害がある場合には、不活性ガス雰囲気下で行うことが望ましい。
【００８４】
位相差層の膜厚は、０．５μｍから５μｍ程度の範囲で、カラーフィルタ構成材料にあわせて、あるいは液晶表示装置に用いる液晶層の厚みや液晶の複屈折率にあわせて調整すればよい。位相差層の位相差の大きさは、露光量のほか重合性液晶化合物に加える重合性開始剤の添加量やその種類或いはブレンドすることにより調整することができる。また、重合性液晶化合物がモノマーである場合、モノマーの反応性基を複数とすることで架橋密度をあげ、信頼性の高い位相差層とすることができる。
【００８５】
重合性液晶化合物を位相差層として用いる場合、位相差層形成前に前処理として配向膜を塗布形成し、配向処理を行っても良い。また、位相差層を形成してカラーフィルタ基板とした後、液晶配向のための配向膜を形成することが望ましい。この配向膜が紫外線等のエネルギー線で配向量を調整できる配向膜である場合には、上述したようなレーザ露光により透過部と反射部とで配向量を変えたり、また、色毎の配向を異ならせることができる。あるいは、位相差層の配向処理に用いた配向膜を透過部の液晶配向に用い、また、反射部の位相差層には異なる配向機能をもつ膜を別途形成することもできる。
【００８６】
位相差層の下地となる配向膜に用いることのできる有機化合物としては、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸／メタクリル酸共重合体、スチレン／マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ（Ｎ−メチロールアクリルアミド）、スチレン／ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル／塩化ビニル共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリカーボネート等のポリマーおよびシランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。好ましいポリマーの例としては、ポリイミド、ポリスチレン、スチレン誘導体のポリマー、ゼラチン、ポリビニルアルコールおよびアルキル基（炭素原子数６以上が好ましい）を有するアルキル変性ポリビニルアルコールを挙げることができる。
【００８７】
１／４波長層の下地となるカラーフィルタの着色画素表面をラビングすることによっても配向効果を得ることができる。さらに、市販の配向膜材料を適用することができ、そのようなものとして、例えば、日産化学社製の配向膜材料（サンエバー）、日立化成デュポンマイクロシステムズ社製の配向膜材料（ＱＬ、ＬＸシリーズ）、ＪＳＲ社製の配向膜材料（ＡＬシリーズ）、チッソ社製の配向剤（リクソンアライナー）等が挙げられる。これら配向膜材料は、インクジェット用インクとして粘度調整を行う場合、ガンマブチロラクトン、ジエチレングリコールモノエチルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルアセテート、シクロヘキサノンなどの有機溶剤の添加により可能である。
【００８８】
位相差層の下地となる配向膜の配向処理は、液晶表示装置として用いる液晶の配向膜の配向方法と同じ方法が採用できる。例えば、機械的に配向膜の表面を擦るラビング手法のほか、紫外光を用いる光配向の方法であっても良い。紫外光の光源は、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、ショートアーク型のキセノンランプ、固体レーザ、ＹＡＧレーザ、半導体レーザなど露光する紫外光の波長、照射角度、照射量など適宜選択できる。紫外光は、２方向、４方向など複数の方向からの照射方法を採用しても良い。
【００８９】
後述する実施例では、配向膜のパターン形成は、最も簡便なインクジェット方式で行った例について説明するが、現像処理可能な感光性の配向膜材料を用い、フォトリソグラフィの手法でパターン形成を行っても良い。
【００９０】
なお、本実施形態に係るカラーフィルタ基板の透過部と反射部の面積比率は、その液晶表示装置の使用目的・条件により調整することができる。
【００９１】
（比誘電率）
本明細書で言う比誘電率は、液晶駆動に用いる周波数５０Ｈｚから５００Ｈｚにおいて、室温での測定を前提としている。液晶駆動周波数が５００Ｈｚを超える場合には、その適用される周波数で部材の電気特性を測定することが望ましい。
【００９２】
（アレイ基板、第１電極、第２電極）
液晶表示装置のアレイ基板側の第１電極、第２電極の材料は、上述したＩＴＯなどの導電性の金属酸化物を用いることができる。金属酸化物より導電性の良い金属を採用しても良い。反射型や半透過型の液晶表示装置の場合には、第１電極、第２電極のいずれかにアルミニウム、アルミニウム合金の薄膜を用いても良い。あるいは、ＴＦＴのゲート配線などに用いる金属薄膜を、電気的に独立するパターンの光の反射膜として形成することができる。
【００９３】
第１電極と第２電極とは、後述するように、厚み方向において絶縁層で電気的に絶縁される。着色層、樹脂層、絶縁層の厚みは、液晶層の厚み・誘電率・印加電圧や駆動条件によって調整することができる。絶縁層をＳｉＮにより構成する場合、絶縁層のおよそ実用的な膜厚範囲は０．１μｍから０．５μｍである。第１電極と第２電極の膜厚方向の構成位置は逆の位置でも良い。また、本実施形態では、斜め電界をより有効に活用できるため、駆動電圧印加時の電気力線のおよぶ範囲を、液晶層や樹脂層を含む膜厚方向に拡げたことにより透過率をアップすることができる。
【００９４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る、誘電率異方性が負である液晶を用いた液晶表示装置について、図２を参照して詳細に説明する。
【００９５】
図２は、図１に示すＢＭ基板１０とアレイ基板２０とを液晶１７を挟持する形で貼り合わせた液晶表示装置の模式断面図である。図中、１ｂは、透明基板を示す。カラーフィルタ上の保護層や配向膜、また、偏光板、位相差板などは図示を省略した。なお、偏光板は、クロスニコルとし、ノーマリブラックの液晶表示装置とした。偏光板は、たとえば、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系有機高分子を延伸して延伸方向に吸収軸を有する偏光板が使用できる。
【００９６】
なお、以下に透過部Ｔでの液晶分子３０の動作を代表して説明するが、反射部Ｒでの電極はそれぞれは反射部の第１電極１１、反射部の第２電極１２と置き換えて解釈することができる。
【００９７】
図２は、透明導電膜である第３電極３、及び第１電極１１、第２電極１２に電圧が印加されていない状態での、垂直配向の液晶である液晶分子１７ａ,１７ｂ,１７ｃ,１７ｄの配向状態を示している。液晶分子１７ｄは、垂直配向膜を介して基板面に垂直に配向している。緑色画素１４（１／２画素）の中央部の液晶は緑色画素面に垂直に配向されているが、凸部のショルダー８ａ,８ｂの近傍の液晶１７ａ,１７ｂ、及び凹部８のショルダー部７の近傍の液晶１７ｃは、電圧が印加されていない状態で、やや斜めに配向している。凸部７及び凹部６を設けることによって、ラビングなどの配向処理を実施しなくとも液晶分子１７ａ,１７ｂ,１７ｃは、実質的にチルトを付与していることになる。この斜めの配向の状態で、液晶駆動の電圧が印加されると、液晶分子１７ａ,１７ｂ,１７ｃは、図３に示す矢印の方向に倒れることになる。
【００９８】
本実施形態においては、誘電率異方性が負であるものと正であるものの両者を用いることができる。たとえば、負の液晶としては、室温付近で複屈折率Δｎが０．１程度であるネマチック液晶を用いることができる。正の液晶は選択範囲が広いため、種々の液晶材料を用いることができる。液晶層の厚みは特に規定する必要もないが、本実施形態において実効的に用いることの可能な液晶層のΔｎｄは、おおよそ３００ｎｍから５００ｎｍの範囲である。図示を省略した配向膜は、たとえば、ポリイミド系有機高分子膜を加熱硬膜して用いることができる。偏光板に貼り合わせる形で１から３枚の位相差板を用いても良い。なお、図３あるいは図１１に示すように、第１電極１１及び第２電極１２は、ＳｉＮやＳｉＯ２などの絶縁層１５を介して、異なるレイヤーに形成する。反射部Ｒに入射する外光は、アルミニウム合金薄膜からなる反射膜１６により反射される。
【００９９】
なお、本実施形態において、液晶の倒れる動作は、誘電率異方性が負の液晶の場合には、初期配向が垂直である液晶が駆動電圧印加時に水平方向に回転していく動作であり、あるいは誘電率異方性が正の液晶の場合、初期配向が水平である液晶が駆動電圧印加時に垂直方向に回転していく動作を意味する。
【０１００】
図３は、駆動電圧の印加直後の、倒れ始めた液晶分子の動きを説明する模式断面図である。電圧印加にともない、まず、液晶分子１７a，１７b，１７cが倒れ始め、続いてこれら液晶分子周辺の液晶分子が倒れていく。凸部７及び凹部６は、誘電体である樹脂層４が薄いか、あるいは存在しないか、もしくは第３電極３と第１電極１１の距離が近いので、印加される駆動電圧が液晶分子に伝搬しやすく、液晶の倒れる動作の強いトリガーとなる。
【０１０１】
なお、図３の左右のそれぞれ１／２画素では、液晶の倒れる方向が逆向きとなる。このことは、中間調表示での光学的補償を駆動電圧の大きさだけで実施することができ、ＭＶＡ液晶のように４つのマルチドメインを形成しなくとも広い視野角が確保できることになる。中間調（例えば、液晶分子それぞれが斜めの状態）では、図３の１／２画素と反対側の１／２画素が反対向きの傾斜勾配をもつ液晶配向となり、これら２つの１／２画素で透過光の平均化を行って視野角を拡げることができる。
【０１０２】
図４は、駆動電圧印加後の安定した白表示時の液晶分子の配向状態であり、液晶分子は、若干の傾斜を持ってほぼ基板面に平行となる。
【０１０３】
以上は、本実施形態に係るＢＭ基板側に近い液晶分子の挙動を説明したものである。本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置では、アレイ基板側にも上記ＢＭ基板側で示した液晶動作と同様の方向に液晶分子を倒していく技術を提案している。以下、そのような技術を、誘電率異方性が負である液晶の場合について説明する。
【０１０４】
図５は、櫛歯状パターンである第１電極１１ａ、１１ｂ、これと同様に櫛歯状パターンである第２電極１２ａ、１２ｂ、及び第１電極１１ａ、１１ｂ近傍の垂直に配向した液晶分子２７ａ，２７ｂ，２７ｃを図示している。第２電極１２ａは、液晶２７ａを倒す方向であるブラックマトリクス２の方向にはみ出でている。このはみ出し部１３の量は、用いる液晶材料や駆動電圧、液晶セル厚みなどのディメンションで種々調整することができる。はみ出し部１３は、１μｍから６μｍの小さい量でも十分である。なお、配向膜は図示を省略した。
【０１０５】
図６に、液晶を駆動する電圧を印加した直後の液晶分子２７ａ、２７b、２７cの動作と、電気力線２６ａ，２６b，２６cあわせ示した。電圧印加により電気力線の方向Ａに液晶分子２７ａ，２７b，２７cが倒れ始める。この液晶分子の倒れる方向は、図３に示した液晶分子１７a，１７b，１７cの倒れる方向と同一方向なので、図示した液晶分子は、同じ方向に瞬時に倒れることになり、液晶の応答性を大きく向上させる。
【０１０６】
なお、図６は、矩形画素１４の１／２画素を図示しているが、残る１／２画素でのはみ出し部の方向は、図５の線対称で逆の方向としている。櫛歯状電極のパターンは、平面視、Ｖ字状や斜め方向でも良い。あるいは、１／４画素単位に９０°向きを変えた櫛歯状パターンでも良い。これら電極の櫛歯状パターンは矩形画素の中心から見て線対称もしくは点対称であることが望ましい。
【０１０７】
なお、凹部６の平面視形状は、縦長の矩形画素であれば、矩形画素を２分する形で中央に直線状にいれることが好ましいが、第１電極や第２電極の櫛歯パターン形状によって、矩形画素の中心から十字状あるいはＸ字状に形成することができる。十字状あるいはＸ字状に凹部を形成した場合、第２電極のはみ出し部は、第１電極に対して矩形画素の４辺（ブラックマトリクス）に向かう方向に配設することが望ましい。第１電極や第２電極の櫛歯パターンは、矩形画素中央から点対称あるいは線対称であることが望ましい。画素を分割して液晶を駆動することにより、光学補償を完全に行うことができ、視野角が広く、どの角度から見ても色変化のない垂直配向液晶表示装置を提供できる。
【０１０８】
なお、第１電極１１には液晶を駆動する電圧を印加するが、第２電極１２、第３電極３は共通の電位（コモン）とすることができる。図６に示した第１電極１１と第２電極１２の重なり部分１４は、補助容量として利用することができる。
【０１０９】
（透明樹脂）
遮光層あるいは着色層を形成するために用いる感光性着色組成物は、上記顔料分散体に加え、さらに、多官能モノマー、感光性樹脂ないし非感光性樹脂、重合開始剤、溶剤等を含有する。感光性樹脂及び非感光性樹脂など、本実施形態に用いることの可能な透明性の高い有機樹脂を総称して透明樹脂と呼ぶ。
【０１１０】
透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。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、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、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、フェノール樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂は、下記のメラミン樹脂とイソシアネート基を含有する化合物とを反応させてなるものを用いてもよい。
【０１１１】
（アルカリ可溶性樹脂）
本実施形態に用いる遮光層、光散乱層、着色層、セルギャップ規制層には、フォトリソグラフィによるパターン形成可能な感光性樹脂組成物を用いることが好ましい。これらの透明樹脂は、アルカリ可溶性を付与された樹脂であることが望ましい。アルカリ可溶性樹脂としては、カルボキシル基又は水酸基を含む樹脂であれば特に限定はない。例えば、エポキシアクリレート系樹脂、ノボラック系樹脂、ポリビニルフェノール系樹脂、アクリル系樹脂、カルボキシル基含有エポキシ樹脂、カルボキシル基含有ウレタン樹脂等が挙げられる。中でもエポキシアクリレート系樹脂、ノボラック系樹脂、アクリル系樹脂が好ましく、特に、エポキシアクリレート系樹脂やノボラック系樹脂が好ましい。
【０１１２】
（アクリル樹脂）
本実施形態に採用可能な透明樹脂の代表として、以下のアクリル系樹脂を示することができる。即ち、単量体として、例えば（メタ）アクリル酸；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレートペンジル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート；ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等の水酸基含有（メタ）アクリレート；エトキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等のエーテル基含有（メタ）アクリレート；及びシクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート等の脂環式（メタ）アクリレート等を使用した、重合体が挙げられる。
【０１１３】
なお、以上挙げた単量体は、単独で、または、２種以上を併用して使用することができる。さらに、これら単量体と共重合可能なスチレン、シクロヘキシルマレイミド、及びフェニルマレイミド等の化合物の共重合体でもよい。
【０１１４】
また、例えば（メタ）アクリル酸等のエチレン性不飽和基を有するカルボン酸を共重合し、得られた共重合体と、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基及び不飽和二重結合を含有する化合物とを反応させることや、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基含有（メタ）アクリレートの重合体、又はそれとその他の（メタ）アクリレートとの共重合体に、（メタ）アクリル酸等のカルボン酸含有化合物を付加させることによって、感光性を有する樹脂を得ることができる。
【０１１５】
さらに、例えばヒドロキシエチルメタアクリレート等のモノマーの、水酸基を有する重合体に、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基及びエチレン性不飽和基を有する化合物とを反応させることによっても、感光性を有する樹脂を得ることができる。
【０１１６】
また、上述したように、複数の水酸基を有するヒドロキシエチルメタクリレート等の共重合体と多塩基酸無水物を反応させて、共重合体にカルボキシル基を導入し、カルボキシル基を有する樹脂を得ることが出来る。その製造方法は、上記記載の方法のみに限るものではない。
【０１１７】
上記の反応に用いる酸無水物の例として、例えばマロン酸無水物、コハク酸無水物、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、及びトリメリト酸無水物等が挙げられる。
【０１１８】
上述したアクリル系樹脂の固形分酸価は、２０〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇより小さい場合には、感光性樹脂組成物の現像速度が遅すぎて現像に要する時間が多くなり、生産性に劣る傾向となる。また、固形分酸価が１８０ｍｇＫＯＨ／ｇより大きい場合には、逆に現像速度が速すぎて、現像後でのパターンハガレやパターン欠けの不具合が生じる傾向となる。
【０１１９】
さらに、上記アクリル系樹脂が感光性を有する場合、このアクリル樹脂の二重結合当量は１００以上であることが好ましく、より好ましくは１００〜２０００であり、最も好ましくは１００〜１０００である。二重結合当量が２０００を越える場合には十分な光硬化性が得られない場合がある。
【０１２０】
（光重合性モノマー）
光重合性モノマーの例として、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。
【０１２１】
また、水酸基を有する（メタ）アクリレートに多官能イソシアネートを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基を有する多官能ウレタンアクリレートを用いることが好ましい。なお、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官能イソシアネートとの組み合わせは任意であり、特に限定されるものではない。また、１種の多官能ウレタンアクリレートを単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【０１２２】
（光重合開始剤）
光重合開始剤としては、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−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−オン等のアセトフェノン系化合物、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、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、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、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系化合物、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系化合物、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、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系化合物、１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕、Ｏ−（アセチル）-Ｎ−（１−フェニル−２−オキソ−２−（４’−メトキシ-ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、９，１０−フェナンスレンキノン、
カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が挙げられる。 感度向上にオキシム誘導体類（オキシム系化合物）が有効である。これらは１種を単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１２３】
（増感剤）
重合開始剤と光増感剤とを併用することが好ましい。増感剤として、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、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を併用することもできる。
【０１２４】
増感剤は、光重合開始剤１００質量部に対して、０．１質量部から６０質量部の量を含有させることができる。
【０１２５】
（エチレン性不飽和化合物）
上記の光重合開始剤は、エチレン性不飽和化合物と共に用いることが好ましい。エチレン性不飽和化合物としては、エチレン性不飽和結合を分子内に１個以上有する化合物を意味する。中でも、重合性、架橋性、及びそれに伴う露光部と非露光部との現像液溶解性の差異を拡大できる等の点から、エチレン性不飽和結合を分子内に２個以上有する化合物であることが好ましい。また、その不飽和結合は（メタ）アクリロイルオキシ基に由来する（メタ）アクリレート化合物が更に好ましい。
【０１２６】
エチレン性不飽和結合を分子内に１個以上有する化合物としては、例えば、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和カルボン酸、及びそのアルキルエステル、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、スチレン等が挙げられる。 エチレン性不飽和結合を分子内に２個以上有する化合物としては、代表的には、例えば、不飽和カルボン酸とポリヒドロキシ化合物とのエステル類、（メタ）アクリロイルオキシ基含有ホスフェート類、ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物とポリイソシアネート化合物とのウレタン（メタ）アクリレート類、及び、（メタ）アクリル酸又はヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物とポリエポキシ化合物とのエポキシ（メタ）アクリレート類等が挙げられる。
【０１２７】
上記光重合性開始剤、増感剤、及びエチレン性不飽和化合物は、後述する位相差層の形成に用いられる重合性液晶化合物を含む組成物に加えても良い・
（多官能チオール）
感光性着色組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。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ればよく、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−トリアジン等が挙げられる。
【０１２８】
これらの多官能チオールは、１種または２種以上混合して用いることができる。多官能チオールは、感光性着色組成物中の顔料１００質量部に対して、０．２〜１５０質量部、好ましくは０．２〜１００質量部の量で用いることができる。
【０１２９】
（貯蔵安定剤）
感光性着色組成物には、組成物の経時粘度を安定化させるために貯蔵安定剤を含有させることができる。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、シュウ酸などの有機酸およびそのメチルエーテル、ｔ−ブチルピロカテコール、トリエチルホスフィン、トリフェニルフォスフィンなどの有機ホスフィン、亜リン酸塩等が挙げられる。貯蔵安定剤は、感光性着色組成物中の顔料１００質量部に対して、０．１質量部から１０質量部の量で含有させることができる。
【０１３０】
（密着向上剤）
感光性着色組成物には、基板との密着性を高めるためにシランカップリング剤等の密着向上剤を含有させることもできる。シランカップリング剤としては、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、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の（メタ）アクリルシラン類、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、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等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、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、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等のチオシラン類等が挙げられる。シランカップリング剤は、感光性着色組成物中の顔料１００質量部に対して、０．０１質量部から１００質量部で含有させることができる。
【０１３１】
（溶剤）
前記感光性着色組成物には、基板上への均一な塗布を可能とするために、水や有機溶剤等の溶剤が配合される。また、本発明の組成物がカラーフィルタの着色層である場合、溶剤は、顔料を均一に分散させる機能も有する。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、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。溶剤は、着色組成物中の顔料１００質量部に対して、８００質量部から４０００質量部、好ましくは１０００質量部から２５００質量部で含有させることができる。
【０１３２】
（有機顔料）
赤色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、２７９等を用いることができる。
【０１３３】
黄色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、２１３、２１４等が挙げられる。
【０１３４】
青色顔料としては、例えばＣ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０等を用いることができ、これらの中では、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６が好ましい。
【０１３５】
紫色顔料として、例えば、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等を用いることができ、これらの中では、Ｃ．Ｉ． Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３が好ましい。
【０１３６】
緑色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ１、２、４、７、８、１０、１３、１４、１５、１７、１８、１９、２６、３６、４５、４８、５０、５１、５４、５５、５８等を用いることができ、これらの中では、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ５８が好ましい。
【０１３７】
以下、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔの顔料種の記載において、単にＰＢ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ）、ＰＶ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ）、ＰＲ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ）、ＰＹ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ）、ＰＧ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ）などと省略して記載することがある。
【０１３８】
（着色組成物の調製）
[顔料製造例Ｒ２]
ジケトピロロピロール系赤色顔料ＰＲ２５４（チバスペシャリティケミカルズ社製「イルガフォアレッドＢ-ＣＦ」；Ｒ−１）１００部、色素誘導体（Ｄ−１）１８部、粉砕した食塩１０００部、およびジエチレングリコール１２０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、６０℃で１０時間混練した。
【０１３９】
この混合物を温水２０００部に投入し、約８０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、１１５部のソルトミリング処理顔料（Ｒ２）を得た。
【０１４０】
[顔料製造例Ｒ３]
アントラキノン系赤色顔料ＰＲ１７７（チバスペシャリティケミカルズ社製「クロモフタルレッドＡ２Ｂ」）１００部、色素誘導体（Ｄ−２）８部、粉砕した食塩７００部、およびジエチレングリコール１８０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、７０℃で４時間混練した。この混合物を温水４０００部に投入し、約８０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、１０２部のソルトミリング処理顔料（Ｒ３）を得た。
【０１４１】
[顔料製造例Ｒ４]
スルホン化フラスコにｔｅｒｔ−アミルアルコール１７０部を窒素雰囲気下において装填し、ナトリウム１１．０４部を添加し、この混合物を９２〜１０２℃に加熱した。溶融したナトリウムを激しく撹拌しながら１００〜１０７℃に一晩保持した。
【０１４２】
得られた溶液に、４−クロロベンゾニトリルの４４．２部およびジイソプロピルスクシナートの３７．２部を、８０℃でｔｅｒｔ−アミルアルコール５０部中に溶解した溶液を、８０〜９８℃で２時間かけて導入した。導入後、この反応混合物を８０℃でさらに３時間撹拌し、同時にジイソプロピルスクシナート４．８８部を滴下添加した。
【０１４３】
この反応混合物を室温に冷却し、メタノール２７０部、水２００部、および濃硫酸４８．１部の２０℃の混合物に添加し、２０℃で攪拌を６時間続けた。得られた赤色混合物を濾過し、残留物をメタノールと水とで洗浄した後、８０℃で乾燥して、４６．７部の赤色顔料（Ｒ４）を得た。
【０１４４】
[顔料製造例Ｇ２]
塩化アルミニウム３５６部および塩化ナトリウム６部の２００℃の溶融塩に、亜鉛フタ
ロシアニン４６部を溶解し、１３０℃まで冷却し、１時間攪拌した。反応温度を１８０℃に昇温し、臭素を１時間あたり１０部で１０時間滴下した。その後、塩素を１時間あたり０．８部で５時間導入した。
【０１４５】
この反応液を水３２００部に徐々に注入したのち、濾過、水洗して１０７．８部の粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料を得た。粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料の１分子内に含まれる平均臭素化数は１４．１個、平均塩素数は１．９個であった。なお、当実施例において、臭素化数を限定するものでない。
【０１４６】
得られた粗製ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料１２０部、粉砕した食塩１６００部、およびジエチレングリコール２７０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、７０℃で１２時間混練した。
【０１４７】
この混合物を温水５０００部に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、１１７部のソルトミリング処理顔料（Ｇ２）を得た。
【０１４８】
[顔料製造例Ｙ２]
セパラブルフラスコに水１５０部を仕込み、さらに攪拌しながら３５％塩酸６３部を仕込み、塩酸溶液を調製した。発泡に注意しながらベンゼンスルホニルヒドラジド３８．７部を仕込み、液温が０℃以下になるまで氷を追加した。冷却後、３０分かけて亜硝酸ナトリウム１９部を仕込み、０〜１５℃の間で３０分撹拌した後、ヨウ化カリウムでんぷん紙で着色が認められなくなるまでスルファミン酸を仕込んだ。
【０１４９】
次に、バルビツール酸２５．６部を添加した後、５５℃まで昇温し、２時間そのまま撹拌した。次いで、バルビツール酸２５．６部を投入し、８０℃まで昇温した後、ｐＨが５になるまで水酸化ナトリウムを投入した。さらに８０℃で３時間撹拌した後、７０℃まで温度を下げ、濾過し、温水洗浄を行った。
【０１５０】
得られたプレスケーキを１２００部の温水にリスラリーした後、８０℃で２時間攪拌した。その後、そのままの温度で濾過を行い、８０℃の水２０００部で温水洗浄を行い、ベンゼンホンアミドが濾液側へ移行していることを確認した。得られたプレスケーキを８０℃で乾燥し、アゾバルビツール酸ジナトリウム塩６１．０部を得た。
【０１５１】
次いで、セパラブルフラスコに水２００部を仕込み、さらに撹拌しながら、得られたアゾバルビツール酸ジナトリウム塩の粉末８．１部を投入して分散した。均一に分散した後、溶液を９５℃まで昇温した、メラミン５．７部、ジアリルアミノメラミン１．０部を添加した。さらに、塩化コバルト（II）６水和物６．３部を水３０部に溶解した緑色溶液を３０分かけて滴下した。滴下終了後、９０℃で１．５時間錯体化を行った。
【０１５２】
その後、ｐＨを５．５に調整し、さらにキシレン４部、オレイン酸ナトリウム０．４部、水１６部をあらかじめ攪拌してエマルジョン状態とした溶液２０．４部を添加し、さらに４時間加温撹拌した。７０℃まで冷却した後、速やかに濾過し、無機塩が洗浄できるまで７０℃で温水洗を繰り返した。
【０１５３】
その後、乾燥、粉砕の工程を経て、１４部のアゾ系黄色顔料（Ｙ２）を得た。
【０１５４】
[顔料製造例Ｂ２]
銅フタロシアニン系青色顔料ＰＢ１５：６（東洋インキ製造社製「リオノールブルーＥＳ」）１００部、粉砕した食塩８００部、およびジエチレングリコール１００部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所製）に仕込み、７０℃で１２時間混練した。
【０１５５】
この混合物を温水３０００部に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間攪拌してスラリー状とし、濾過、水洗をくりかえして食塩および溶剤を除いた後、８０℃で２４時間乾燥し、９８部のソルトミリング処理顔料（Ｂ２）を得た。
【０１５６】
[顔料製造例Ｖ２]
LIONOGEN VIOLET RL（東洋インキ製造製）３００部を９６％硫酸３０００部に投入し、１時間撹拌した後、５℃の水に注入した。１時間撹拌後、濾過し、温水で洗浄液が中性になるまで洗浄し、７０℃で乾燥した。
【０１５７】
得られたアシッドペースティング処理顔料を１２０部、塩化ナトリウム１６００部、およびジエチレングリコール（東京化成社製）１００部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込み、９０℃で１８時間混練した。次に、この混合物を約５リットルの温水に投入し、約７０℃に加熱しながらハイスピードミキサーで約１時間撹拌してスラリー状とした後、濾過、水洗して塩化ナトリウム及びジエチレングリコールを除き、８０℃で２４時間乾燥し、１１８部のソルトミリング処理顔料（Ｖ２）を得た。
【０１５８】
（樹脂溶液（Ｐ２）の調製）
反応容器にシクロヘキサノン８００部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら１００℃に加熱して、同温度で下記のモノマーおよび熱重合開始剤の混合物を１時間かけて滴下し
て重合反応を行った。
【０１５９】
スチレン ７０．０部
メタクリル酸 １０．０部
メタクリル酸メチル ６５．０部
メタクリル酸ブチル ６５．０部
アゾビスイソブチロニトリル １０．０部
滴下後、さらに１００℃で３時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル２．０部をシクロヘキサノン５０部に溶解したものを添加し、さらに１００℃で１時間反応を続けて樹脂溶液を合成した。
【０１６０】
室温まで冷却した後、樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃で２０分間加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が２０％となるようにシクロヘキサノンを添加してアクリルの樹脂溶液（Ｐ２）を調製した。
【０１６１】
（顔料分散体および着色組成物の調製）
下記表１に示す組成（質量部）の混合物を均一に撹拌混合した後、直径１ｍｍのジルコニアビーズを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色、緑色、青色の顔料分散体を得た。
【表１】
【０１６２】
その後、下記表２に示すように、顔料分散体アクリル樹脂溶液（Ｐ２）、モノマー、重合開始剤、増感剤、有機溶剤などの混合物を混合撹拌した後、５μｍのフィルタでろ過し、赤色、緑色、青色のそれぞれ着色組成物を得た。以下の実施例では、下記表４の着色組成物を用いて、赤色画素、緑色画素、青色画素を形成した。
【表２】
【０１６３】
（遮光層の色材）
遮光層あるいはブラックマトリクス含まれる遮光性の色材は、可視光波長領域に吸収を有することにより遮光機能を示す色材である。本発明において遮光性の色材には、例えば、有機顔料、無機顔料、染料等が挙げられる。無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン等が挙げられる。染料としては、例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料等が挙げられる。有機顔料については、前記した有機顔料が採用できる。なお、遮光性成分は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。また、これら色材の表面による樹脂被覆による高体積抵抗化、逆に、樹脂の母材に対して色材の含有比率を上げて若干の導電性を付与することによる低体積抵抗化を行っても良い。しかし、こうした遮光性材料の体積抵抗値は、およそ１×１０8 〜１×１０15 Ω・cmの範囲であるので透明導電膜の抵抗値に影響するレベルではない。同様、遮光層の比誘電率も 色材の選択や含有比率でおよそ３〜１１の範囲で調整できる。
【０１６４】
（分散剤・分散助剤）
顔料分散剤として高分子分散剤を用いると、経時の分散安定性に優れるので好ましい。高分子分散剤としては、例えば、ウレタン系分散剤、ポリエチレンイミン系分散剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系分散剤、ポリオキシエチレングリコールジエステル系分散剤、ソルビタン脂肪族エステル系分散剤、脂肪族変性ポリエステル系分散剤等を挙げることができる。中でも、特に窒素原子を含有するグラフト共重合体からなる分散剤が、顔料を多く含む本発明の遮光性感光性樹脂組成物としては、現像性の点で好ましい。
【０１６５】
これら分散剤の具体例としては、商品名で、ＥＦＫＡ（エフカーケミカルズビーブイ（ＥＦＫＡ）社製）、Ｄｉｓｐｅｒｂｉｋ（ビックケミー社製）、ディスパロン（楠本化成社製）、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ（ルーブリゾール社製）、ＫＰ（信越化学工業社製）、ポリフロー（共栄社化学社製）等を挙げることができる。これらの分散剤は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用することができる。
【０１６６】
分散助剤としては、例えば色素誘導体等を用いることができる。色素誘導体としては、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ベンズイミダゾロン系、キノフタロン系、イソインドリノン系、ジオキサジン系、アントラキノン系、インダンスレン系、ペリレン系、ペリノン系、ジケトピロロピロール系、ジオキサジン系等の誘導体が挙げられるが、中でもキノフタロン系が好ましい。
【０１６７】
色素誘導体の置換基としては、例えばスルホン酸基、スルホンアミド基及びその４級塩、フタルイミドメチル基、ジアルキルアミノアルキル基、水酸基、カルボキシル基、アミド基等が顔料骨格に直接又はアルキル基、アリール基、複素環基等を介して結合したものが挙げられる。これらの中では、スルホン酸基が好ましい。また、これら置換基は、一つの顔料骨格に複数置換していてもよい。
【０１６８】
色素誘導体の具体例としては、フタロシアニンのスルホン酸誘導体、キノフタロンのスルホン酸誘導体、アントラキノンのスルホン酸誘導体、キナクリドンのスルホン酸誘導体、ジケトピロロピロールのスルホン酸誘導体、ジオキサジンのスルホン酸誘導体等が挙げられる。
【０１６９】
以上の分散助剤及び色素誘導体は、１種を用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
【０１７０】
実施例１
以下、図１を参照して、本実施例に係る半透過型液晶表示装置用基板について説明する。
【０１７１】
（ブラックマトリクス形成用分散液）
カーボン顔料＃４７（三菱化学社製）２０質量部、高分子分散剤BYK-182（ビックケミー社製）８．３質量部、銅フタロシアニン誘導体（東洋インキ製造社製）１．０質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７１質量部を、ビーズミル分散機にて攪拌して、カーボンブラック分散液を作製した。
【０１７２】
（ブラックマトリクス形成用フォトレジスト）
ブラックマトリクス形成用レジストとして、以下の材料を使用した。
【０１７３】
カーボンブラック分散液：顔料＃４７（三菱化学社製）
樹脂：V259-ME（新日鐵化学社製）（固形分５６．１質量％）
モノマー：DPHA（日本化薬社製）
開始剤：OXE-02（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
OXE-01（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
エチル-3-エトキシプロピオネート
レベリング剤；BYK-330（ビックケミー社製）
上記の如き材料を、以下の組成比で攪拌して混合し、ブラックマトリクス形成用レジストとした（固形分中の顔料濃度：約２０%）。
【０１７４】
カーボンブラック分散液 ３．０質量部
樹脂 １．４質量部
モノマー ０．３質量部
開始剤 OXE-01 ０．６７質量部
開始剤 OXE-02 ０．１７質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート １４質量部
エチル-3-エトキシプロピオネート ５．０質量部
レベリング剤 １．５質量部
（ブラックマトリクスの形成）
上記フォトレジストをガラスからなる透明基板１ａ上にスピンコートし、乾燥させ、ブラックマトリクス形成用の塗膜を作製した。かかる塗膜を１００℃で３分間乾燥した後、パターン幅（ブラックマトリクスの画線幅に相当）２０．５μｍの開口のある露光用フォトマスクを用い、光源として超高圧水銀灯ランプを用いて、２００ｍJ／ｃｍ２の照射量を照射した。
【０１７５】
次に、２．５％炭酸ナトリウム水溶液を用いて６０秒間現像し、現像後よく水洗し、さらに乾燥した後、２３０℃で６０分加熱処理してパターンを定着させて、図１に示すように、透明基板１ａ上にブラックマトリクス２を形成した。このブラックマトリクス２は、画線幅約２０μｍであり、複数の矩形画素開口部を有するマトリクスパターンであった。ブラックマトリクス２の膜厚は１．９μｍであり、透明基板１ａの面からの画線端部の傾斜角度は約４５度とした。
【０１７６】
（透明導電膜の成膜）
スパッタリング装置を用いて、ブラックマトリクス２の全面を覆うように、ＩＴＯ（インジウム・スズの金属酸化物）薄膜を０．１４μｍの膜厚で形成し、透明導電膜３とした。
【０１７７】
（樹脂層の形成）
さらに、ブラックマトリクス２及びその矩形開口部（画素部）を覆うように、アルカリ可溶性のアクリル感光性樹脂塗布液を用いて、硬膜後の膜厚が０．８μｍになるように、凹部８を有する樹脂層４を形成した。樹脂層４の膜厚は、０．８μｍとした。凹部８の深さは０．８μｍであり、凹部８では透明導電膜３を露出させた。
【０１７８】
アクリル感光性樹脂塗布液として、下記のようにアクリル樹脂を合成し、さらにモノマー、光開始剤を加え、０．５μｍのフィルトレーションを行って得た透明樹脂塗布液を用いた。
【０１７９】
（アクリル樹脂の合成）
反応容器にシクロヘキサノン８００質量部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら加熱し、下記モノマーおよび熱重合開始剤の混合物を滴下して重合反応を行った。
【０１８０】
スチレン ５５質量部
メタクリル酸 ６５質量部
メチルメタクリレート ６５質量部
ベンジルメタクリレート ６０質量部
熱重合開始剤 １５質量部
連鎖移動剤 ３質量部
混合物を滴下し、十分に加熱した後、熱重合開始剤２．０質量部をシクロヘキサノン５０質量部で溶解させたものを添加し、さらに反応を続けてアクリル樹脂の溶液を得た。
【０１８１】
この樹脂溶液に固形分が３０質量％になるようにシクロヘキサノンを添加してアクリル樹脂溶液を調製し、樹脂溶液（１）とした。
【０１８２】
アクリル樹脂の重量平均分子量は、約２０，０００であった。
【０１８３】
さらに、下記組成の混合物を均一に攪拌混合し、直径１ｍｍのガラスビーズを用いて、サンドミルで２時間分散した後、０．５μｍのフィルタで濾過して、透明樹脂塗布液を得た。
【０１８４】
樹脂溶液（１） １００質量部
多官能重合性モノマー
ＥＯ変性ビスフェノールＡメタクリレート（ＢＰＥ−５００：新中村化学社製）
２０部
光開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア９０７」）
１６質量部
シクロヘキサノン １９０質量部
（光散乱層の形成）
感光性の光散乱層用樹脂組成物を以下に示す組成で調製した。
【０１８５】
アルカリ可溶型感光性透明樹脂Ａ
：フルオレン骨格を有するエポキシアクリレート樹脂 ４．５質量部
透明粒子Ｂ３：ＭＸ１５０（綜研化学社製） ２質量部
光重合開始剤Ｃ：イルガキュア８１９
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） ０．４５質量部
溶剤Ｄ：シクロヘキサノン ２１質量部
光重合モノマーＥ：Ｍ４００（東亞合成社製） ２質量部
透明樹脂Ａ、光重合開始剤Ｃ、及び光重合モノマーＥを混合し、塗布し、乾燥し、露光（２００ｍＪ／ｃｍ2 ）し、現像し、２３０℃で６０分間硬膜した後の透明樹脂の屈折率は、１．５８（Ｄ線５８９ｎｍ）であった。
【０１８６】
上記透明樹脂Ａ、透明粒子Ｂ、光重合開始剤Ｃ、溶剤Ｄ、及び光重合モノマーＥを重量比でＡ：Ｂ：Ｃ：Ｄ：Ｅ＝４．５：２：０．４５：２１：２にしてメディアレス分散機で３時間混合撹拌し、光散乱層用樹脂組成物を得た。このときの組成物の粘度は１４ｃｐ／２５℃であった。
【０１８７】
次に、樹脂層４を覆うように光散乱層樹脂組成物の塗膜を形成した。光散乱層のパターンを有するフォトマスクを用いて、２００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を露光し、アルカリ現像液で現像した後、２３０℃で４０分の熱処理にて硬膜し、図１に示すように、光散乱層５を形成した。光散乱層５のパターン位置は、画素の反射部Ｒであり、平面視で、図７（ｂ）に示すように、矩形画素３１の長手方向に沿って、ブラックマトリクス２の長辺側に配設する形となる。これにより、光散乱層５の表面からブラックマトリクス上の凸部７までの高さが１．３μｍである半透過型液晶表示装置用基板（ＢＭ基板）が得られた。
【０１８８】
半透過型液晶表示装置として、ＢＭ基板と貼り合わせるアレイ基板の第１電極１１の形状例を図７（ａ）に示した。第２電極の図示は省略してある。液晶セル化したときの液晶の倒れる方向は、矢印Ｂで示した。
【０１８９】
なお、本実施例に係る半透過型液晶表示装置用基板（ＢＭ基板）は、カラーフィルタをアレイ基板側に形成する、いわゆるＣＯＡ方式液晶表示装置か、あるいは、フィールドシーケンシャル（複数色のＬＥＤ光源をバックライトに用い、時分割の光源駆動により、カラーフィルタなしでカラー表示を行う手法）の半透過型カラー液晶表示装置に適用することができる。
【０１９０】
また、本実施例では、セルギャップ調整層として、反射部の膜厚１．８μｍの光散乱層５を用いた場合を示したが、この光散乱層５の代わりに１／４波長層を用いても良く、あるいは、反射部Ｒの下部のみ樹脂層を除いて、この部分に１／４波長層を形成するとともに、透明導電膜３を介して光散乱層５を積層しても良い。
【０１９１】
本実施例に係るＢＭ基板が対象とする半透過型液晶表示装置の透過部の液晶層の厚みは、セルギャップ調整層（本実施例では光散乱層５）の膜厚１．８μｍの２倍の３．６μｍとなり、反射部の液晶層の厚みは１．８μｍとなる。なお、セルギャップ調整層の厚みや、液晶表示装置用基板として併設するスペーサ（透明樹脂や着色層等で形成する、透過部液晶層の厚みを規制する柱）の高さを調整することにより、種々の液晶層の厚みに対応することができる。
【０１９２】
実施例２
実施例１では、ＢＭ基板とアレイ基板を貼り合わせてセル化したときの液晶分子の倒れる方向を、平面視で、矩形開口部の短手方向に示した（１／２画素ごとに反対方向）。実施例２では、液晶の倒れる方向が矩形画素の１／４画素ごとに９０度異なる方向である場合のＢＭ基板のパターン構成を示す。
【０１９３】
ＢＭ基板の加工に用いた材料とプロセスは、実施例２と同様である。
【０１９４】
光散乱層５のパターン位置は、平面視で、図８（ｂ）に示すように、矩形画素４１の辺方向において、ブラックマトリクス２の一部と重なるように、かつ、矩形画素４１の十字型凹部２６の中心から点対称の位置とした。図１に示す反射部Ｒの光散乱層５の表面からブラックマトリクス上の凸部７までの高さは、１．３μｍとした。
【０１９５】
このようにして得たＢＭ基板と貼り合わせ、半透過型液晶表示装置を構成するアレイ基板の第１電極２１の形状例を図８（ａ）に示した。第２電極の図示は省略したが、第１電極のパターンに対し、第２電極のパターンは、平面視で、１／４画素それぞれにおいて、ブラックマトリクス２の辺方向（矢印Ｃ方向）にはみ出す形とした。液晶セル化したときの液晶の倒れる方向は、矢印Ｃで示した。凹部２６の深さは、実施例１と同じ０．８μｍとした。なお、図８（ａ）において、ＢＭ基板側に配設されるブラックマトリクスや光散乱層は、破線で示した。
【０１９６】
実施例３
実施例３では、赤色画素、緑色画素、青色画素を具備する半透過型液晶表示装置基板について、図９を参照して説明する。
【０１９７】
実施例３では、実施例１と同じブラックマトリクス形成用分散液を用い、同様プロセスで形成したブラックマトリクス２の開口部（矩形画素）に赤色画素３１Ｒを赤色着色組成物にて、緑色画素３１Ｇを緑色着色組成物にて、青色画素３１Ｂを青色着色組成物にて形成した。着色組成物は、前記表２に示したものを用いた。
【０１９８】
図９に示す反射部の着色画素を含む着色画素形成のための露光用マスクは、グレートーンフォトマスク（着色画素の透過部Ｔと反射部Ｒにそれぞれ透過率差をつけたフォトマスク）を用いた。その結果、反射部Ｒの着色層の厚みは、１．６μｍ±０．２μｍと透過部膜厚の略半分とした。
【０１９９】
透明基板上に直接形成した着色層（赤色画素３１Ｒ、緑色画素３１Ｇ、青色画素３１Ｂ）部分の膜厚は、いずれも３．２μｍ±０．２μｍとした。なお、矩形画素長手方向、ブラックマトリクス上では、凸部３７の高さの調整のため、２色（例えば、赤色−緑色、緑色−青色、赤色-青色）の色重ねを行った。色重ねによる凸部３７の高さの調整は、着色組成物の粘度、塗布条件、ブラックマトリクス画線幅、色重ねの幅などで調整することができる。本実施例では、着色画素の反射部を囲むように、高さ約１．６μｍの着色画素の壁が形成されているので、次に示すインクジェットによる配向膜の形成において、インク滴の着弾時にインク滴が凹部外に流出することなく、配向膜を塗布形成することができる。
【０２００】
次に、１／４波長層３８を形成する前に前処理として、配向処理を以下のようにして実施した。即ち、１／４波長層３８を形成するための着色画素表面の前処理として、配向膜材料（サンエバー：日産化学社製）を粘度調整したものを用いて、インクジェット塗布装置にて反射部の着色画素上に選択的に、乾燥膜厚が０．１μｍになるように吐出した。
【０２０１】
インクジェットにおいて、不吐出、ミスディレクション、及びミストを生ずること無く正確に吐出するためには、不吐出時におけるレオロジー特性を制御する必要がある。インクジェットに充填されたインクの優れた吐出性を有するレオロジー特性は、周波数を１００から０．１Ｈｚまで変化させた時の２３℃から２５℃におけるインクの複素粘性率の初期値が２０ｍＰａ・ｓ以下、かつ、最大値が１０００ｍＰａ以下で、周波数１０Ｈｚから５０Ｈｚでの正接損失が１から２０である。インクジェットのノズルからの吐出量として、２から１０ｐｌ（ピコリットル）の範囲内にて１画素あたり１回の吐出とした。
【０２０２】
さらにホットプレート上で９０℃で１分間加熱乾燥させた後、クリーンオーブン中２６０℃で４０分間焼成し、硬膜した。続いて、この硬膜した塗布膜に対し、一定方向にラビング処理を施すことにより、前処理とした。
【０２０３】
前処理を行った反射部の色画素上に、１／４波長変化させる位相差機能をもつ位相差層、即ち、１／４波長層３８を膜厚１．６μｍ±０．１μｍにて形成した。この１／４波長層３８の成膜方法は、次の通りである。
【０２０４】
まず、下記の組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、０．６μｍのフィルタで濾過して得た重合性液晶化合物を、前処理を施した着色画素上に、乾燥膜厚が１．６μｍになるように塗布し、ホットプレートにて９０℃で２分間加熱乾燥した。
【０２０５】
水平配向重合性液晶 ３９．７部
（ＢＡＳＦジャパン株式会社製「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ ＬＣ ２４２」）
光重合開始剤 ０．３部
（チバスペシャリティケミカルズ株式会社製「イルガキュア９０７」）
界面活性剤 ６．０部
（ビックケミー社製「ＢＹＫ１１１」２％シクロヘキサノン溶液）
シクロヘキサノン １５４．０部
次に、この重合性液晶化合物を塗布した基板を、半導体レーザを光源とする露光機を用い、フォトマスクを介して反射部のそれぞれ着色画素領域毎に紫外線を露光した。紫外線の照射量は、レーザのショット回数を変えて、赤色画素領域では５００ｍＪ／ｃｍ２、緑色画素領域では２００ｍＪ／ｃｍ２、青色画素領域では５ｍＪ／ｃｍ２としてそれぞれ露光し、さらに現像処理にて１／４波長層３８のパターンを形成した。
【０２０６】
続いて、基板をクリーンオーブンに入れ、２３０℃で４０分間焼成を行なって１／４波長層３８の形成されたカラーフィルタ基板を得た。
【０２０７】
得られたカラーフィルタ基板の着色画素および位相差層の位相差の合計を測定したところ、赤色画素部分は波長６３０ｎｍの光において１６６ｎｍ、緑色画素部分は波長５５０ｎｍの光において１３６ｎｍ、青色画素部分は波長４５０ｎｍの光において１１２ｎｍであった。即ち、着色画素および位相差層の位相差の合計は、赤色画素における位相差の合計≧緑色画素における位相差の合計≧青色画素における位相差の合計の関係を満たしていることがわかる。
【０２０８】
その結果を下記表３に示す。
【表３】
【０２０９】
（透明導電膜の成膜）
スパッタリング装置を用いて、前記した着色画素及び位相差層の全面を覆うように、ＩＴＯ（インジウム・スズの金属酸化物薄膜）を０．１４μｍの膜厚で形成し透明導電膜３３とした。
【０２１０】
（樹脂層の形成）
さらに、ブラックマトリクス９６及び矩形開口部（着色画素）を覆うように、実施例１と同様にアルカリ可溶性のアクリル感光性樹脂塗布液を用いて、硬膜後の膜厚が０．８μｍになるように樹脂層３４を形成した。樹脂層３４の膜厚は、０．８μｍとした。凹部３６の深さは０．８μｍであり、凹部３６では透明導電膜３３を露出させた。
【０２１１】
（光散乱層／セルギャップ調整層）
次に、光散乱層（セルギャップ調整層）３５を、前記の光散乱層組成物をもちいて、１．９μｍの膜厚にて形成した。形成方法は、光散乱層のパターンを有するフォトマスクを用い、２００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線露光を行い、アルカリ現像液で現像した後、２３０℃で４０分間の熱処理にて硬膜した。この露光及び熱処理は、光散乱層３５下部に既に配設された１／４波長層３８の追加硬膜での安定化につながる。光散乱層３５の積層により、１／４波長層３８の酸素阻害が解消され、再度紫外線露光を含めた硬膜処理で安定化することができる。本実施例では、あらかじめ薄い膜厚の反射部着色画素を設けた後、１／４波長層３８の熱処理での硬膜を行うので、露光量の差を問わず、形状崩れはなく、良好な形状で形成することができた。
【０２１２】
実施例４
（液晶表示装置の作製）
図１０を参照して、本実施例に係る液晶表示装置について説明する。
【０２１３】
本実施例は、第一電極４１と絶縁層４５を介して第２電極４２である櫛歯状の画素電極を備えるアレイ基板４０と、実施例３と同一構成の半透過型液晶表示装置用基板３０を用いて液晶表示装置を作製した。液晶表示装置の外面に貼付した偏光板、位相差板及びバックライト光源は図示を省略した。なお、図１０は、半透過型液晶表示装置の部分断面図である。
【０２１４】
本実施例に用いた半透過型液晶表示装置用基板３０では、ブラックマトリクス２の上方に透明導電膜３３が形成されているため、液晶表示装置を構成したときに、ブラックマトリクス２の膜厚分だけ、アレイ基板の側の第１電極４１と近い距離となり、図１０に矢印で示すように、斜め電界の形成がスムーズとなるという利点がある。第１電極４１による斜め電界形成のため、ブラックマトリクス２の膜厚を調整することができる。
【０２１５】
本実施例に係る液晶表示装置は、画像表示も極めて均質であり、良好であった。着色画素の周辺や遮光層と表示領域との境界部での液晶配向の乱れもなく、光漏れのない高画質の液晶表示装置が得られた。
【０２１６】
なお、第２電極４２は、透過部ＴではＩＴＯなどの透明導電性薄膜で形成し、反射部Ｒでは、アルミニウム合金などの金属薄膜からなる第２電極４２’とすることが望ましい。第１電極や第２電極は、櫛歯状のパターンに形成しても良い。当実施例の第２電極は、第３電極３である透明導電膜の電位と同じ電位とした。
【０２１７】
また、上述した実施例１〜３に記載の透明導電膜は、液晶駆動時にグランドに落としても良く、あるいは、共通電極と同じ電位としても良い。
【０２１８】
実施例５
実施例５で用いた半透過型液晶表示装置用基板は、実施例３と同じ構成のものである。実施例５では、図１１に示すように、第１電極５１および第２電極５２を、導電性金属酸化物であるＩＴＯにより櫛歯状パターン状に形成したアレイ基板５０を用いた。
【０２１９】
第１電極５１および第２電極５２の下に、光反射性の反射膜５３を、反射部Ｒの大きさに配設した。反射膜５３は、アルミニウム合金で構成されるゲート配線と同一工程で形成したが、電気的には独立（アイソレート）させた。
【０２２０】
本実施例では、反射部の第１電極５１および第２電極５２のパターン形状に自由度をもたせることができるので、実施例４より構成である。
【０２２１】
以上説明した本発明の種々の実施形態及び実施例において、液晶配向方式は垂直配向方式に限定するものでない。例えば、位相差層の厚みもしくはΔｎｄを変えた種々の位相差機能が得られ、あるいは光配向やラビングによる配向を調整することにより種々の位相差層が得られるので、様々な配向方式の液晶表示装置に対応することができる。本発明に採用することの可能な液晶材料の誘電率異方性は、正の材料でも負の材料でも良い。配向膜の配向処理を省略できるという観点では、誘電率異方性が負の液晶を採用するのが適当である。
【０２２２】
なお、上記した実施例は、透明導電膜上に樹脂層と光散乱層を積層する構成で示したが、光散乱層の代わりに１／４波長層あるいは１／２波長層を積層する構成であっても良い。光散乱層は、例えば、上述した特許文献５に開示されているアレイ基板側の反射領域に設けられる凹凸を有する反射膜に置き換えても良い。また、図１０及び１１において、ＴＦＴ素子、ゲート配線、ソース配線などのメタル配線は図示を省略した。ＩＴＯとの低コンタクト性を持ちながら、ゲート配線及びソース配線をそれぞれアルミニウム合金の単層で形成する技術は、例えば特開２００９−１０５４２４号公報に開示されている。
【０２２３】
また、直線状凹部あるいは十字状凹部は、半透過型液晶表示装置用基板と対向するアレイ基板側に電気的に独立したメタルパターンにて同一形状の遮光パターンとして配設してもよい。さらに、液晶表示装置の画素は、線状凹部にて線対称に１／２画素、あるいは点対称に１／４画素に区分されるが、ＴＦＴを一画素に２個ないし４個形成し、さらにそれぞれ異なる電圧を印加する駆動方式をとることにより、立体画像の表示を行うことができる。
【符号の説明】
【０２２４】
１ａ,１ｂ・・・透明基板
２・・・ブラックマトリクス
３,３３・・・透明導電膜（第３電極）
４,３４・・・樹脂層
５,３５・・・光散乱層
６・・・凹部
７・・・凸部
８ａ,８ｂ,９・・・ショルダー部
１０,３０・・・半透過液晶表示装置用基板
１１,４１・・・第１電極
１２,４２・・・第２電極
１３・・・はみ出し部
１５・・・絶縁層
１６・・・反射膜
１７・・・液晶
１７ａ,１７ｂ,１７ｃ・・・液晶分子
２０,４０,５０・・・アレイ基板
３１Ｒ・・・赤色画素
３１Ｇ・・・緑色画素
３１Ｂ・・・青色画素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に形成された、複数の矩形画素を区分する開口部を有するブラックマトリクスと、前記透明基板及びブラックマトリクス上に形成された透明導電膜と、前記透明導電膜上に形成された、画素中央に凹部を有する樹脂層と、前記樹脂層上に部分的に形成され、前記ブラックマトリクス上において前記樹脂層とともに凸部を構成するセルギャップ調整層とを具備し、前記複数の矩形画素は、前記樹脂層の凹部を中心に対称に、中心に近い側から透過部及び反射部の順で構成され、前記透過部では透明導電膜上に前記樹脂層が積層され、前記反射部では、透明導電膜上に前記樹脂層及びセルギャップ調整層が積層されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項２】
透明基板上に形成された、複数の矩形画素を区分する開口部を有するブラックマトリクスと、前記透明基板及びブラックマトリクス上に形成され、前記複数の矩形画素を構成する着色層と、前記着色層上に形成された透明導電膜と、前記透明導電膜上に形成された、画素中央に凹部を有する樹脂層と、前記樹脂層上に部分的に形成され、前記ブラックマトリクス上において前記樹脂層とともに凸部を構成するセルギャップ調整層とを具備し、前記複数の矩形画素は、前記樹脂層の凹部を中心に対称に、中心に近い側から透過部及び反射部の順で構成され、前記透過部では透明導電膜上に前記樹脂層が積層され、前記反射部では、透明導電膜上に前記樹脂層及びセルギャップ調整層が積層されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項３】
前記反射部に配設された着色層の厚みが、前記透過部に配設された着色層の厚みの略１／２であることを特徴とする請求項２に記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項４】
前記反射部の着色層上に１／４波長層を積層し、該１／４波長層上に透明導電膜を介して光散乱層を積層したことを特徴とする請求項２又は３に記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項５】
前記反射部の着色層上に光散乱層を積層し、該光散乱層上に透明導電膜を介して１／４波長層を積層したことを特徴とする請求項２又は３に記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項６】
前記ブラックマトリクス上の透明基板表面からの樹脂層表面の高さのレベルＡ、反射部の樹脂層表面の高さのレベルＢ、及び透過部の樹脂層表面の高さのレベルＣが、Ａ＞Ｂ＞Ｃの関係にあり、かつ、前記樹脂層の凹部の底部のレベルが、上記樹脂層表面のレベルＡ、Ｂ、Ｃより低いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項７】
前記セルギャップ調整層の厚みが、液晶表示装置の液晶層の厚みの略１／２であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項８】
前記セルギャップ調整層が、光散乱層であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項９】
前記セルギャップ調整層が、１／４波長層であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の液晶表示装置用基板と、液晶を駆動する素子をマトリクス状に配設したアレイ基板とを液晶を介して対向させて配置し、貼り合わせてなる液晶表示装置であって、前記アレイ基板が、それぞれ矩形画素を駆動するために電位の異なる第１電極及び第２電極を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶の動作が、液晶を駆動する電圧を印加したときに平面視で、矩形画素中心の凹部から点対象あるいは線対称にブラックマトリクスのある辺の方向に液晶が倒れる動作であることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶表示装置の矩形画素での液晶の動作が、液晶を駆動する電圧を印加したときに平面視で、矩形画素中心の十字型凹部を通る直線で４つに区分される動作であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１電極が、液晶を駆動するアクティブ素子と接続された櫛歯状パターンを有し、前記第２電極が、前記第１電極と同様の櫛歯状パターンを有し、絶縁層を介して前記第１電極の下に配設され、前記第２電極のパターンが液晶の倒れる方向に前記第１電極のパターンからはみ出ていることを特徴とする請求項１０〜請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１電極及び第２電極が、可視域透明な導電性の金属酸化物から構成されることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記液晶が、負の誘電率異方性を有する液晶であることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１】
透明基板上に形成された、複数の矩形画素を区分する開口部を有するブラックマトリクスと、前記透明基板及びブラックマトリクス上に形成された透明導電膜と、前記透明導電膜上に形成された、画素中央に凹部を有する樹脂層と、前記樹脂層上に部分的に形成され、前記ブラックマトリクス上において前記樹脂層とともに凸部を構成するセルギャップ調整層とを具備し、前記複数の矩形画素は、前記樹脂層の凹部を中心に対称に、中心に近い側から透過部及び反射部の順で構成され、前記透過部では透明導電膜上に前記樹脂層が積層され、前記反射部では、透明導電膜上に前記樹脂層及びセルギャップ調整層が積層されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項２】
透明基板上に形成された、複数の矩形画素を区分する開口部を有するブラックマトリクスと、前記透明基板及びブラックマトリクス上に形成され、前記複数の矩形画素を構成する着色層と、前記着色層上に形成された透明導電膜と、前記透明導電膜上に形成された、画素中央に凹部を有する樹脂層と、前記樹脂層上に部分的に形成され、前記ブラックマトリクス上において前記樹脂層とともに凸部を構成するセルギャップ調整層とを具備し、前記複数の矩形画素は、前記樹脂層の凹部を中心に対称に、中心に近い側から透過部及び反射部の順で構成され、前記透過部では透明導電膜上に前記樹脂層が積層され、前記反射部では、透明導電膜上に前記樹脂層及びセルギャップ調整層が積層されていることを特徴とする半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項３】
前記反射部に配設された着色層の厚みが、前記透過部に配設された着色層の厚みの略１／２であることを特徴とする請求項２に記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項４】
前記反射部の着色層上に１／４波長層を積層し、該１／４波長層上に透明導電膜を介して光散乱層を積層したことを特徴とする請求項２又は３に記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項５】
前記反射部の着色層上に光散乱層を積層し、該光散乱層上に透明導電膜を介して１／４波長層を積層したことを特徴とする請求項２又は３に記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項６】
前記ブラックマトリクス上の透明基板表面からの樹脂層表面の高さのレベルＡ、反射部の樹脂層表面の高さのレベルＢ、及び透過部の樹脂層表面の高さのレベルＣが、Ａ＞Ｂ＞Ｃの関係にあり、かつ、前記樹脂層の凹部の底部のレベルが、上記樹脂層表面のレベルＡ、Ｂ、Ｃより低いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項７】
前記セルギャップ調整層の厚みが、液晶表示装置の液晶層の厚みの略１／２であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項８】
前記セルギャップ調整層が、光散乱層であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項９】
前記セルギャップ調整層が、１／４波長層であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の半透過型液晶表示装置用基板。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の液晶表示装置用基板と、液晶を駆動する素子をマトリクス状に配設したアレイ基板とを液晶を介して対向させて配置し、貼り合わせてなる液晶表示装置であって、前記アレイ基板が、それぞれ矩形画素を駆動するために電位の異なる第１電極及び第２電極を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶の動作が、液晶を駆動する電圧を印加したときに平面視で、矩形画素中心の凹部から点対象あるいは線対称にブラックマトリクスのある辺の方向に液晶が倒れる動作であることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶表示装置の矩形画素での液晶の動作が、液晶を駆動する電圧を印加したときに平面視で、矩形画素中心の十字型凹部を通る直線で４つに区分される動作であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１電極が、液晶を駆動するアクティブ素子と接続された櫛歯状パターンを有し、前記第２電極が、前記第１電極と同様の櫛歯状パターンを有し、絶縁層を介して前記第１電極の下に配設され、前記第２電極のパターンが液晶の倒れる方向に前記第１電極のパターンからはみ出ていることを特徴とする請求項１０〜請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１電極及び第２電極が、可視域透明な導電性の金属酸化物から構成されることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記液晶が、負の誘電率異方性を有する液晶であることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−３１４４（Ｐ２０１２−３１４４Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３９６７２（Ｐ２０１０−１３９６７２）
【出願日】平成２２年６月１８日（２０１０．６．１８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１８日（２０１０．６．１８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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