[发明专利]相位差基板、半透射型液晶显示装置及相位差基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及可适用于半透射型液晶显示装置的光学技术。

背景技术

液晶显示装置具有薄型、轻量及低耗电等特征。因此，近年来在便携设备及电视接收机等固定设备中的利用快速增加。

对于液晶显示装置的一部分、例如搭载于便携设备的液晶显示装置，希望不仅在室内照明环境及暗处实现高的视觉辨认性，而且在太阳等高亮度光源下也可实现高的视觉辨认性。半透射型液晶显示装置是满足这样的要求的显示装置，被搭载于许多便携设备中。

半透射型液晶显示装置的各像素包含透射显示部和反射显示部。在透射显示部中，将透明导电层用作背面电极，在反射显示部中，将金属或合金层用作背面电极的一部分。此外，相对于在透射显示部中将1次透射滤色器的着色层的光用于显示，在反射显示部中将2次透射滤色器的着色层的光用于显示。因此，与透射显示部相比，在反射显示部中设置了透射率更高的着色层。半透射型液晶显示装置采用了这样的结构，因此在透射型及反射型两种方式中可显示多色图像。

在半透射型液晶显示装置中使用四分之一波阻片等波阻片。例如，有在液晶单元与前面侧的偏振片之间设置作为四分之一波阻片的相位差薄膜，并且进一步在液晶单元与背面侧的偏振片之间设置作为四分之一波阻片的相位差薄膜。但是，在使用了两个四分之一波阻片的情况下，有时它们的不可避免的特性的不均匀使得通过透射显示而实现的对比度降低。

关于这样的问题，在日本特开2004-4494号公报中记载了在液晶单元的内部设置构图的相位差层来代替在液晶单元上贴附相位差薄膜。具体而言，在液晶单元的内部，仅在反射显示部上设置由高分子液晶形成的相位差层和任意的有机绝缘层，使反射显示部的单元间隙比透射显示部的单元间隙更小。由此，成为在透射显示部中不存在四分之一波阻片的结构，从而实现透射显示的高对比度比。

但是，在日本特开2004-4494号公报的液晶显示装置中，在反射显示方面存在问题。红、绿及蓝的像素的显示色的波段不同。然而，与此无关，反射部的相位差层在各色中为同一特性，因此难以采用对于显示色不同的所有像素来说最适合的设计。

具体而言，使用在绿色的波段的中心波长、例如约550nm下可得到四分之一波长(λ/4)的相位差的四分之一波阻片的情况下，假设该四分之一波阻片的折射率各向异性、即双折射率Δn对于可见光区域内的所有波长大致相等，在中心波长例如为约450nm的蓝色的波段中，也会得到比λ/4大的相位差。并且，在中心波长为例如约630nm的红色的波段中，得到比λ/4小的相位差。实际上，在许多光学材料中，双折射率在可见光区域的短波长侧、即蓝色的波段中较大，在长波长侧、即红色的波长域中较小，因此该问题常常变得更为严重。

此外，在日本特开2005-024919号公报中记载了在液晶单元内部设置相位差层来代替在液晶单元上贴附相位差薄膜。通过将该相位差层的膜厚按照红色·绿色·蓝色图案进行改变，可得到适合于各色图案的相位差量。该手段是将作为相位差层的基底的滤色器层预先按照红色·绿色·蓝色图案以不同的膜厚形成，得接着涂布的相位差层的膜厚结果使按照各种颜色而不同。由此，能得到相对于各色所要求的不同的相位差值分别最适化了的相位差层。

但是，在日本特开2005-024919号公报中记载的方法中，需要根据图案层的颜色来改变滤色器层的膜厚，而且在滤色器的设计中产生制约。如上所述，这是由于在半透射型液晶显示装置的各像素中，反射显示部的着色层与透射显示部的着色层相比要求更高的透射率。下面举出反射显示部和透射显示部的滤色器的构成来说明该理由。

这样的透射率的不同例如可以通过在透射显示部的着色层和反射显示部的着色层中使用不同的材料来产生。此时，必须形成例如用于透射显示部的红色、绿色、及蓝色着色层和用于反射显示部的红色、绿色及蓝色着色层。即，在采用该方法的情况下，滤色器层的形成工序变得复杂。而且，在滤色器层的形成中需要更多材料。

或者，在各像素的透射显示部的着色层和反射显示部的着色层中使用相同的材料，使透射显示部的着色层比反射显示部的着色层更厚，由此也能产生上述的透射率的不同。但是，对透射显示部中的着色层的厚度和反射显示部中的着色层的厚度两者进行严格控制的方法比对具有均一的厚度的着色层的厚度进行严格控制的方法远要困难。

此外，上述的透射率的不同也可以通过下述方法来产生：在各像素中，除了在反射显示部的着色层中设置贯通孔之外，采用与透射显示部的着色层相同的构成。根据该方法，可以更容易地形成滤色器层。