可透射顯示和反射顯示的液晶顯示元件的制作方法

專利名稱：可透射顯示和反射顯示的液晶顯示元件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種進行反射顯示與透射顯示兩種顯示的液晶顯示裝置。
背景技術：
作為液晶顯示裝置，有提議進行利用其使用環境光的外來光的反射顯示、和利用來自配置在后側的光源的照明光的透射顯示兩種顯示的反射/透射型液晶顯示裝置。
作為這種液晶顯示裝置，如特開平11-264964號公報中公開的那樣，在作為顯示觀察側的前側基板與面對該前側基板的后側基板之間設置液晶層，在所述前側基板和后側基板的相對內表面之一中設置至少1個電極，在另一內表面中設置由與所述至少一個電極相對區域形成多個象素用的多個電極。在該液晶顯示裝置的比所述液晶層靠后的一側，設置分別對應于所述多個象素內的預定區域設置的多個反射膜，通過設置所述多個象素的所述反射膜，形成由所述反射膜將從前側入射的光反射后射到前側的反射部，通過所述多個象素的所述反射部以外的區域，形成使從后側入射的光透射后射向前側的透射部。另外，在所述前側基板和后側基板的相對內表面之一中，設置進行彩色顯示用的濾色鏡，另外，在所述液晶元件的前側與后側，配置前側偏振光板和后側偏振光板，在所述后側偏振光板的后側配置光源。
該反射/透射型液晶顯示裝置在充分照明度的使用環境下，進行利用外來光的反射顯示，在得不到充分亮度的外來光時，從所述光源射出照明光，進行利用該照明光的透射顯示，利用所述液晶元件的多個象素的反射部來進行反射顯示，利用所述液晶元件的多個象素的透射部來進行透射顯示。
但是，以前顯示彩色圖像的反射/透射型液晶顯示裝置存在利用外來光的反射顯示時的顯示圖像質量與利用來自光源的照明光的透射顯示時的顯示圖像質量不同的問題。
即，以前顯示彩色圖像的反射/透射型液晶顯示裝置在反射顯示時，使從該前側入射到液晶元件、并透射所述濾色鏡與液晶層后由反射膜反射的光再次透射所述液晶層和濾色鏡后，射向所述液晶元件的前側，當透射顯示時，使從該后側入射到所述液晶元件、并透射所述液晶層與濾色鏡的光射向所述液晶元件的前側，因此，反射顯示時的射出光是往復透射所述液晶層和所述濾色鏡的著色光，透射顯示時的射出光是僅透射一次所述液晶層與所述濾色鏡的著色光。
因此，該反射/透射型液晶顯示裝置在反射顯示時的射出光與透射顯示時相比，是光強度低的光。因此，液晶顯示裝置在反射顯示時的顯示質量差。
因此，如特開平10-288706號公報所示，還提議在象素中形成著色部和白色透明部，使反射顯示變亮。
但是，在濾色鏡中形成部分對應于象素反射部內的開口的液晶元件中，所述濾色鏡的所述開口周圍的截面被形成為相對基板法線傾斜的形狀。因此，難以正確設定多個象素的反射部中從對應于所述濾色鏡開口以外部分的區域射出的著色光與從對應于所述濾色鏡的開口的區域射出的非著色光的比率，反射顯示的顏色再現性差。

發明內容
本發明的目的在于提供一種在反射顯示時和透射顯示時都能顯示良好質量的彩色圖像的反射/透射型液晶顯示裝置。
另外，本發明的目的在于提供一種能以高精度的比率從多個象素的反射部射出著色光與非著色光的光再現性好的液晶顯示元件及其制造方法。
為了實現上述目的，根據本發明第1方面的液晶顯示元件，其特征在于具備前側基板，位于液晶顯示元件的觀察側；后側基板，與該前側基板的觀察側相反的面相距預定間隔處與該相反的面相對配置，并與所述前側基板間封入液晶層后結合；對向電極，在所述前側基板和后側基板的相對內表面之一中形成至少一個；多個象素電極，在所述前側基板和后側基板的相對內表面的另一面中，通過與所述對向電極相對的區域，分別形成1個象素；多個反射膜，分別對應于各象素內的預定的部分區域，設置在比配置在所述前側基板和后側基板之間的所述液晶層靠后的后側基板側，形成反射從前側基板入射的光后射向前側基板方向的反射部，并在所述各象素內的預定部分區域以外的區域中，形成使從后側基板入射的光透射后射向前側的透射部；多色濾色鏡，分別對應于所述多個象素，設置在所述前側基板和后側基板之一的內表面上；透明部件，設置在設置了所述濾色鏡的基板內表面的所述各象素的至少反射部上，用于提高所述反射部的光的透射率；和前側偏振光板和后側偏振光板，配置在所述前側基板和后側基板的前側和后側。
根據基于第1方面的發明，在所述濾色鏡的至少對應于所述反射部的部分中設置用于提高所述反射部的光的透射率的透明部件，所以可顯示反射顯示時和透射顯示時質量都好的彩色圖像。
另外，在本發明的液晶顯示裝置中，在所述濾色鏡的至少對應于所述反射部的部分中，埋入該開口內來形成透射膜，所以可顯示反射顯示時和透射顯示時質量更好的彩色圖像。
在本發明的液晶顯示裝置中，期望在所述多色濾色鏡的對應于所述反射部的部分中形成多個開口，這樣，可在所述濾色鏡上形成膜面的平坦度高的透明膜，并使對應于所述反射部的區域的液晶層的光電特性更均勻，以更高的射出率從所述反射部射出著色光與非著色光兩者。
此時，當設所述多色濾色鏡是紅、綠、藍3色濾色鏡時，最好使這些濾色鏡中綠色濾色鏡的開口數量多于紅色濾色鏡及藍色濾色鏡的開口數量，這樣，使從所述反射部中射出色平衡好的紅、綠、藍著色光，顯示沒有色偏差的質量好的彩色圖像。
另外，在該液晶顯示裝置中，最好在所述彩色濾色鏡上形成的透明膜中混入散光粒子，這樣，外景不會映入所述反射膜，可顯示更高質量的圖像。
另外，在該液晶顯示裝置中，期望將各象素的反射部的液晶層形成得比透射部的液晶層厚度薄，此時，通過由所述透明膜構成的液晶層厚的調整膜、或所述反射膜來調整所述象素的反射部的液晶層厚。
并且，該液晶顯示裝置由對應于施加于對向電極和象素電極間的電壓、向透射光施加光波長λ的1/4的延遲變化的元件構成，并且期望在所述前側與后側的偏振光板中至少前側偏振光板與所述液晶元件之間，配置λ/4相位差板，通過如此構成，可進行亮且對比度高的反射顯示。
另外，在該液晶顯示裝置中，因為在濾色鏡的所述開口部中形成由感光性樹脂構成的透明部件，所以可使包含所述非著色層的濾光器側面緊貼在所述非著色層的周面上來設置分別對應于所述多個象素的多色濾色鏡，使著色光與非著色光以精度高的比率從多個象素的反射部射出，得到好的光再現性。
此時，透明部件也可形成與濾色鏡的厚度實質相等的厚度。或者，該透明部件也可形成隔板，該隔板具有與濾色鏡的開口平面形狀實質相等的截面形狀，厚度比所述濾色鏡的膜厚厚，并且，抵接相對基板的內表面，具有用于將所述液晶層的厚度設定成預定值的厚度。根據這種結構，可兼有用于對所述非著色層規定基板間隔的柱狀隔板。
根據本發明第2方面的液晶顯示元件，其特征在于具備前側基板，位于液晶顯示元件的觀察側；后側基板，在與該前側基板的觀察側相反的面相距預定間隔處與該相反的面相對配置，與所述前側基板間封入液晶層后結合；對向電極，在所述前側基板和后側基板的相對內表面之一中形成至少一個；多個象素電極，在所述前側基板和后側基板的相對內表面的另一面中，通過與所述對向電極相對的區域，分別形成1個象素；多個反射膜，分別對應于各象素內的預定的部分區域，設置在比配置在所述前側基板和后側基板之間的所述液晶層靠后的后側基板側，形成反射從前側基板入射的光后射向前側基板方向的反射部，并在所述各象素內的預定部分區域以外的區域中，形成使從后側基板入射的光透射后射向前側的透射部；多色濾色鏡，包含透射部濾色鏡，對應于所述多個象素的透射部，配置在所述前側基板和后側基板之一的內表面中，具有預定厚度，和反射部濾色鏡，分別對應于所述多個象素的反射部來配置，具有比所述透射部中形成的透射部濾色鏡的厚度薄的厚度；透明部件，設置在設置了所述濾色鏡的基板內表面的所述各象素的至少反射部中，用于提高所述反射部的光的透射率；和前側偏振光板和后側偏振光板，配置在所述前側基板和后側基板的前側和后側。
根據第2方面的發明的液晶顯示裝置中，在設置所述濾色鏡的基板內表面的所述各象素的至少反射部中設置用于提高光的透射率的透明膜，所以可提高所述反射部的光的透射率，可顯示反射顯示時和透射顯示時質量都好的彩色圖像。
在本發明的液晶顯示裝置中，期望構成各象素的反射部與透射部中，反射部具有厚度比透射部的液晶層厚度小的液晶層，另外，期望所述透明部件混入散光部件。
另外，在本發明的液晶顯示裝置中，液晶顯示元件由對應于施加于對向電極和象素電極間的電壓、向透射光施加光波長λ的1/4的延遲變化的元件構成，期望在所述前側與后側的偏振光板中至少前側偏振光板與所述液晶元件之間，配置λ/4相位差板，通過如此構成，可進行亮且對比度高的反射顯示。
另外，在該液晶顯示裝置中，期望將各象素的反射部的液晶層形成得比透射部的液晶層厚薄。
根據本發明第3方面的液晶顯示裝置的制造方法，特征在于具備如下工序形成相對配置的一對基板的位于觀察側的前側基板；多個象素電極，在相對該前側基板的后側基板中，在所述后側基板上，通過與所述前側基板內表面中形成的對向電極相對的區域，分別形成1個象素；反射膜，用于形成分別對應于所述各象素內的預定部分區域設置、反射從前側基板入射的光后射向前側基板方向的反射部、和在所述各象素內的預定部分區域以外的區域中、使從后側基板入射的光透射后射向前側的透射部；在所述后側基板上涂布感光性透明樹脂，曝光及顯影處理該樹脂膜后，布圖成分別局部對應于多個象素的反射部內的形狀，由此形成多個非著色層，并在所述后側基板上涂布添加了顏料的感光性彩色抗蝕劑，曝光及顯影處理該彩色抗蝕劑，布圖成對應于所述多個象素的外形，通過去除所述非著色層上的所述彩色抗蝕劑，形成多色的濾色鏡，并且，在所述后側基板上形成的所述非著色層與濾色鏡上，形成與所述象素電極相對的對向電極；將所述前側基板和后側基板的各形成有所述象素電極與對向電極的面相對，夾持液晶層后，粘合所述前側基板和后側基板；和在彼此粘合的所述前側基板和后側基板的兩側配置偏振光板。
根據該第3方面的顯示裝置的制造方法，可使包含所述非著色層的濾光器側面緊貼在所述非著色層的周面上來形成分別對應于所述多個象素的多色濾色鏡，所以可使著色光與非著色光以精度高的比率從多個象素的反射部射出，得到好的光再現性。
在該液晶顯示裝置的制造方法中，形成所述非著色層的工序也可通過感光性透明樹脂來形成隔板，該隔板抵接相對基板的內表面，具有與將所述液晶層的厚度設定成預定值的厚度，在前側基板和后側基板之間，保持基板間隔，根據這種結構，可兼有用于對所述非著色層規定基板間隔的柱狀隔板。


圖1是表示本發明第1實施例的液晶顯示裝置的分解斜視圖。
圖2是第1實施例的液晶顯示裝置的局部截面圖。
圖3是第1實施例的液晶顯示裝置的液晶元件的多個象素及濾色鏡的平面圖。
圖4A、圖4B是表示在濾色鏡中形成一個大面積開口時、與在所述濾色鏡中形成多個小面積開口時的平坦化透明膜的形成狀態圖。
圖5A、圖5B是第1實施例的液晶顯示裝置的反射顯示的動作說明圖。
圖6A、圖6B是第1實施例的液晶顯示裝置的透射顯示的動作說明圖。
圖7是表示本發明第2實施例的液晶顯示裝置的局部截面圖。
圖8是表示本發明第3實施例的液晶顯示裝置的局部截面圖。
圖9是第3實施例的液晶顯示裝置的透射顯示的動作說明圖。
圖10是第4實施例的液晶顯示裝置的局部截面圖。
圖11是表示本發明第5實施例的液晶顯示裝置的局部截面圖。
圖12是表示本發明第6實施例的元件的局部截面圖。
圖13是第6實施例的液晶顯示裝置的多個象素及非著色層與濾色鏡的平面圖。
圖14A、圖14B、圖14C是表示第6實施例的液晶元件的非著色層與濾色鏡的形成方法的工序圖。
圖15是表示本發明第7實施例的元件的局部截面圖。
圖16A、圖16B、圖16C是表示第7實施例的液晶元件制造中的非著色層與濾色鏡的形成方法的工序圖。
具體實施例方式圖1-圖6A、B表示本發明的第1實施例，圖1是液晶顯示裝置的分解斜視圖，圖2是液晶顯示裝置的局部截面圖，圖3是所述液晶顯示裝置的液晶元件的多個象素及濾色鏡的平面圖。
本實施例的液晶顯示元件如圖1和圖2所示，具備液晶元件1、配置在所述液晶元件1的前側和后側的前側偏振光板15及后側偏振光板16、配置在所述液晶元件1與前側偏振光板15之間的前側相位差板17、配置在所述液晶元件1與后側偏振光板16之間的后側相位差板18、配置在所述液晶元件1與所述前側相位差板17之間的擴散層19、和配置在所述后側偏振光板16后側的光源20。
所述液晶元件1如圖2和圖3所示，在作為觀察側的前側(圖2中為上側)的透明基板2與相對該前側基板2的后側透明基板3之間，設置液晶層4，在所述前側基板2與后側基板3的相對內表面之一中設置至少一個透明電極5，在另一內表面中設置通過與所述至少一個透明電極5相對的區域形成多個象素Pix的多個透明電極6。在所述液晶層4的靠后側，具有分別對應于所述多個象素Pix內的預定區域設置的多個反射膜8，通過所述多個象素Pix的設置所述反射膜8的區域，形成將從前側入射的光由反射膜8反射后射向前側的反射部Pr，通過所述多個象素Pix的所述反射部Pr以外的區域，形成使從后側入射的光透射后射向前側的透射部Pt。
該液晶元件1是例如將TFT(薄膜晶體管)設為有源元件的有源矩陣液晶元件，前側基板2的內表面中設置的電極5是一對膜狀的對向電極，后側基板3的內表面中設置的電極6是沿行方向及列方向排列成矩陣狀所形成的多個象素電極。
另外，在所述后側基板3的內表面中，分別對應于所述多個象素電極6來設置TFT7，另外，設置向各行的TFT7提供選通信號的多個柵極布線和向各列的TFT7提供數據信號的多個數據布線(都未示于圖中)。
圖2中簡化表示TFT7，TFT7由形成于后側基板3的基板面中的柵極、覆蓋該柵極并形成于基本整個基板3中的柵極絕緣膜、與所述柵極相對地形成于所述柵極絕緣膜上的i型半導體膜、和經n型半導體膜形成于所述i型半導體膜兩側部上的源極及漏極構成。
未圖示的所述柵極布線和數據布線中，柵極布線與所述TFTY7的柵極一體形成于后側基板3的基板面，用所述柵極絕緣膜覆蓋，數據布線形成于所述柵極絕緣膜上，連接于所述TFT7的漏極。
另外，所述多個象素電極6形成于未圖示的所述柵極絕緣膜上，在這些象素電極6上連接對應于該象素電極6的TFT的源極。
另外，所述多個反射膜8是由鋁類合金等構成的高反射率的鏡面反射膜，在本實施例中，如圖2所示，在后側基板3的內表面(例如未圖示的柵極絕緣膜上)形成所述多個反射膜8，部分重疊于所述反射膜8上來形成所述多個象素電極6。
所述反射膜8分別對應于所述多個象素Pix的整個邊緣部及去除所述邊緣部的中央部的大致一半的區域來設置，通過所述多個象素Pix的邊緣部和中央部的大致一半的區域來形成所述反射部Pr，通過所述多個象素Pix的中央部的另外大致一半的區域來形成所述透射部Pt。
在本實施例中，所述反射部Pr的面積形成為象素Pix面積的55-75％，所述透射部Pt的面積形成為所述象素Pix面積的25-65％。
在該液晶元件1的前側基板2與后側基板3之一的內表面、例如前側基板2的內表面中，設置分別對應于所述多個象素Pix的多色、例如紅、綠、藍3色濾色鏡9R、9G、9B。
液晶元件1如圖3所示，是三角形(delta)排列型(也稱為鑲嵌排列型)的液晶元件，即沿行方向交互排列所述紅色濾光器9R對應的象素Pix、綠色濾光器9G對應的象素Pix、和藍色濾光器9B對應的象素Pix，同時，在每行中沿左右方向交互錯開1.5間距來排列相同顏色的濾光器9R、9G、9B對應的象素Pix，圖2表示沿紅、綠、藍濾色鏡9R、9G、9B對應的各象素Pix以Z字狀排列的象素列的截面。
所述紅、綠、藍濾色鏡9R、9G、9B分別形成為如下膜厚，使沿單向透過這些濾色鏡9R、9G、9B的光作為色純度充分、強度也足夠高的著色光射出，并且，在各色的濾色鏡9R、9G、9B的所述象素Pix的反射部Pr所對應的部分中，分別設置局部貫通濾色鏡9R、9G、9B的多個開口10。
所述紅、綠、藍濾色鏡9R、9G、9B分別通過濾色鏡9R、9G、9B的吸收波長頻域的波長光的吸收來使入射到所述開口10以外部分的光著色為紅、綠、藍之一的顏色后射出，使入射到所述開口10內的光不著色地透過，從所述象素Pix的反射部Pr所對應的部分射出著色光和非著色光，從所述象素Pix的透射部Pt所對應的部分的所有區域射出著色光。
所述濾色鏡9R、9G、9B的多個開口10分別如圖3所示，形成具有與所述象素Pix的透射部Pt的行方向(圖3中為左右方向)寬度相同程度的長度的橫長的長孔狀，并在所述濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應的部分中的寬區域(跨躍整個濾光器寬度并連續的區域)中，以沿列方向(圖3中為上下方向)將該區域大致均等地分割的多個間隔來設置。
所述紅、綠、藍濾色鏡9R、9G、9B的多個開口10分別形成為相同面積(長度和寬度)，各色濾色鏡9R、9G、9B的開口10的數量、即所述多個開口10的總面積相對所述濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應的部分的總面積的比率，設定成合成往復透過所述濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應的部分的著色光與非著色光后的光具有充分的色純度和足夠的強度。
即，從液晶元件1的前側入射到多個象素Pix的反射部Pr、并由反射膜8反射后射向所述液晶元件1的前側的光中，由所述濾色鏡9R、9G、9B的開口10以外的部分著色的著色光是往復透過所述濾色鏡9R、9G、9B后接收2次吸收的光，因此，與從液晶元件1的后側入射到多個象素Pix的透射部Pt、并僅單向1次透過所述濾色鏡9R、9G、9B后射向所述液晶元件1的前側的著色光相比，為暗光。
相反，從所述液晶元件1的前側入射到所述多個象素Pix的反射部Pr、并通過所述反射膜8反射后射向所述液晶元件1的前側的光中，透過所述濾色鏡9R、9G、9B的開口10內的光是不被所述濾色鏡9R、9G、9B吸收的亮的非著色光。
因此，通過適當設定所述多個開口10的總面積相對所述濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應的部分的總面積的比率、即往復透過所述濾色鏡9R、9G、9B的開口10以外的部分的著色光與透過所述濾色鏡9R、9G、9B的開口10內的非著色光的光量比，可從所述反射部Pr射出亮的著色光。
所述多個開口10的總面積相對所述紅、綠、藍濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應部分的總面積的比率最好小于50％。
此時，由紅、綠、藍濾色鏡9R、9G、9B著色的光中，觀察者視覺上感覺綠色光的亮度弱。
因此，在本實施例中，使所述紅、綠、藍濾色鏡9R、9G、9B中綠色濾光器9G的反射部Pr的開口10的數量比紅色濾光器9R及藍色濾光器9B的反射部Pr的開口10的數量多。這樣，通過使多個開口10的總面積相對所述綠色濾光器9G的反射部Pr所對應的部分的總面積的比率大于多個開口10的總面積相對所述紅色濾光器9R及藍色濾光器9B的反射部Pr所對應的部分的總面積的比率，使從所述綠色濾光器9G的反射部Pr射出的綠色光變亮，從所述多個象素Pix的反射部Pr射出色平衡好的紅、綠、藍的著色光。
多個開口10的總面積相對所述紅色濾光器9R及藍色濾光器9B的反射部Pr所對應部分的總面積的比率最好為20-40％，多個開口10的總面積相對所述綠色濾光器9G的反射部Pr所對應部分的總面積的比率最好為30-50％。
在本實施例中，如圖2及圖3所示，在紅色濾光器9R及藍色濾光器9B的反射部Pr所對應的部分中形成兩個開口10，在綠色濾光器9G的反射部Pr所對應的部分中形成3個開口，從而，如上述那樣設定多個開口10的總面積相對這些濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應部分的總面積的比率。
在所述前側基板2的內表面中設置的濾色鏡9R、9G、9B上，跨躍整個區域，設置用于平坦化與所述濾色鏡9R、9G、9B的液晶層4相對的面的透明膜(下面稱為平坦化透明膜)11，在該平坦化透明膜11上，形成所述對向電極5。
平坦化透明膜11通過絲網印刷等在所述濾色鏡9R、9G、9B上涂布液體狀樹脂，在涂布膜的膜面通過所述液體狀樹脂的自然流動而變得平坦后，通過固化所述液體狀樹脂來形成，在本實施例中，在所述濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應的部分中形成多個開口10，設定所述多個開口10的總面積相對這些濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應的部分的總面積的比率，以得到充分的色純度和強度，所以可形成膜面的平坦度高的平坦化透明膜11。
即，所述濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應的部分中形成的開口也可不僅為1個，此時，通過將所述開口形成為相當于所述多個開口10的總面積的面積，也可從所述反射部Pr射出亮的著色光。
但是，若在所述濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應的部分中形成相當于所述多個開口10的總面積的1個大面積開口，則所述平坦化透明膜11的膜面的平坦度變差。
即，圖4A表示在所述濾色鏡9R、9G、9B中形成一個大面積開口10a時的平坦化透明膜的形成狀態，此時，因為涂布在所述濾色鏡9R、9G、9B上的液體狀樹脂大量流入大面積開口10a內，所以形成所述開口10a所對應的部分膜面一定程度凹入的平坦化透明膜11。
另一方面，圖4B表示在所述濾色鏡9R、9G、9B中形成多個小面積開口10時的平坦化透明膜11的形成狀態，此時，涂布在所述濾色鏡9R、9G、9B上的液體狀樹脂流入所述小面積的多個開口10a內，所以形成所述開口10所對應的部分膜面與其它部分的膜面在同一平面內的平坦度高的平坦化透明膜11。
另外，所述前側基板2與后側基板3通過包圍所述多個象素Pix成矩陣狀的顯示區域的框狀的未圖示的密封件來結合，在由這些基板2、3之間的所述密封件包圍的區域中，填充具有正的介電性各向異性的向列液晶，形成液晶層4。
在接觸所述前側基板2與后側基板3的所述液晶層4的面中分別設置取向膜13、14，所述液晶層4的液晶分子通過所述取向膜13、14來規定在各基板2、3附近的取向方向，在前后基板2、3之間，按預定的扭轉角Φ扭轉(twist)取向。
在本實施例中，當設所述液晶元件1的多個象素Pix的反射部的液晶層厚為d1、透射部Pt的液晶層厚為d2時，將所述反射部Pr與透射部Pt的液晶層厚d1、d2設定成d1d2的關系，將所述液晶層4的液晶分子排列的扭轉角Φ、與所述多個象素Pix的反射部Pr及透射部Pt的液晶各向異性折射率Δn與液晶層厚d的積Δnd(下面，將反射部Pr的Δnd記作Δnd1，透射部Pt的Δnd記作Δnd2)的值設定成如下值，使液晶分子處于初始扭轉取向狀態的無電場時，具有在透射光的常光與異常光之間施加1/4波長(約140nm)相位差的延遲，在向所述象素Pix的電極5、6之間施加液晶分子相對基板2、3面實質上垂直向上取向的電場時，延遲實質上變為0。
所述液晶層4的液晶分子排列的扭轉角Φ最好在60～70度的范圍，多個象素Pix的反射部Pr的Δnd1的值與透射部Pt的Δnd2的值最好在195±10nm～235±10nm的范圍，通過將所述液晶分子排列的扭轉角與所述Δnd1、Δnd2的值設定在該范圍下，可使所述液晶層4在無電場時具有1/4波長的延遲。
在本實施例中，將所述液晶分子排列的扭轉角Φ設定為64度，將多個象素Pix的反射部Pr與透射部Pt的Δnd1、Δnd2的值設定在195±10nm，使所述液晶層4在無電場時具有1/4波長的延遲。
在本實施例中，從前側看時，所述后側基板3附近的液晶分子取向方向3a相對前側基板2附近的液晶分子取向方向2a向左錯位64度，液晶分子的扭轉方向如圖1中虛線箭頭所示，從前側看時，從后側基板3向前側基板2向左以64度的扭轉角Φ扭轉取向，因此，所述液晶層4可被看做從前側看時、相對前側基板2附近的液晶分子取向方向2a向右(與液晶分子扭轉方向相反的方向)錯位45度方向上具有滯相軸4a的相位板。
所述液晶元件1如圖1所示，使例如前側基板2附近的液晶分子取向方向2a平行于液晶顯示裝置的畫面(前側偏振光板15的前面)的橫軸x，使所述液晶層4的滯相軸4a以45度的交叉角與所述畫面橫軸x交叉來配置。
所述前側偏振光板15使其透射軸15a以45度的交叉角與所述液晶元件1的液晶層4的滯相軸4a交叉來配置，所述后側偏振光板16使其透射軸16a垂直于所述前側偏振光板15的透射軸15a來配置。
在本實施例中，如圖1所示，沿在從前側看時、使透射軸15a向左與所述液晶元件1的液晶層4的滯相軸4a成45度的方向、即平行于所述畫面的橫軸x的方向來配置所述前側偏振光板15，使其透射軸16a以90度的交叉角與所述畫面的橫軸x交叉來配置所述后側偏振光板16。
另一方面，所述前側相位差板17與后側相位差板18分別是向透射光的常光與異常光之間施加1/4波長相位差的λ/4相位差板，前側相位差板15使其滯相軸15a以45度的交叉角與所述前側偏振光板15的透射軸15a交叉來配置，后側相位差板18使其滯相軸18a與所述前側相位差板17的滯相軸17a垂直來配置。
在本實施例中，如圖1所示，配置前側相位差板17，使其滯相軸17a從前側看向左與同前側偏振光板15的透射軸15a平行的畫面的橫軸x成45度的方向，配備后側相位差板18，使其滯相軸18a從前側看向左與所述畫面的橫軸x成135度的方向。
配置在所述液晶元件1與前側相位差板17之間的擴散層19是使從一個面入射的光擴散后從另一面射出的前方擴散層，該擴散層19由混入了光擴散粒子的粘接劑或透明樹脂膜構成。
配置在所述后側偏振光板16的后側的光源20是向所述后側偏振光板16的整個后面射出輝度均勻分布的照明光的面光源，該面光源20如圖1所示，由丙烯基類樹脂板等透明板構成，包括將一端面設為使光入射的入射端面的導光板21、和與該導光板21的所述入射端面相對設置的發光元件22。
本實施例中使用的面光源20使由LED(發光二極管)構成的多個發光元件22面對所述導光板21的入射端面來配置，但相對所述導光板21的入射端面配置的發光元件也可以是直管狀的冷陰極管等。
該面光源20通過使所述發光元件22點亮，由所述導光板21引導，將該發光元件22射出的照明光從其前面射向前側，來自所述發光元件22的照明光從入射端面入射到所述導光板21，邊重復在該導光板21的前后面與外部氣體(空氣)的界面上的全反射，邊導入導光板21內，從導光板21的整個前面射出。
該液晶顯示裝置通過使所述液晶元件1分別與多個象素Pix內的預定區域相對應，在比液晶層4還靠后側(在本實施例中為后側基板3的內表面)中設置多個反射膜8，通過設置了所述多個象素Pix的所述反射膜8的區域，形成由所述反射膜8將從前側入射的光反射后射向前側的反射部Pr，通過所述多個象素Pix的所述反射部Pr以外的區域，形成使從后側入射的光透射后射向前側的透射部Pt。另外，在所述液晶元件1的前側與后側中配置前側偏振光板15和后側偏振光板16，并在所述液晶元件1與前側偏振光板15之間及所述液晶元件1與后側偏振光板16之間，配置所述前側相位差板17和后側相位差板18，在所述后側偏振光板16的后側配置面光源20。因此，在充分照明度的使用環境下，進行利用作為使用環境光的外來光的反射顯示，當得不到充分亮度的外來光時，可從述面光源20中射出照明光，進行透射顯示。
即，該液晶顯示裝置利用所述液晶元件1的多個象素Pix的反射部Pr來進行反射顯示，利用所述液晶元件1的多個象素Pix的透射部Pt來進行透射顯示。
首先，說明利用外來光的反射顯示，圖5A、B是所述液晶顯示裝置的反射顯示的動作說明圖，表示所述液晶元件1的1個象素Pix的反射部Pr所對應部分的顯示。
圖5A表示所述象素Pix的液晶層4的液晶分子處于初始的扭轉取向狀態的無電場時，圖5B表示向所述象素Pix的電極5、6之間施加使液晶分子相對基板2、3面基本垂直向上取向的電場。
在本液晶顯示裝置中，反射顯示時，對液晶元件1的前側配置的前側偏振光板15進行兼作偏光鏡和檢光鏡的1塊偏振光板型的反射顯示。在該液晶顯示裝置中，在所述液晶元件1與所述前側偏振光板15之間，配置向透射光的常光與異常光之間施加1/4波長相位差的前側相位差板17，所以如圖5A、B中箭頭線所示，從作為顯示觀察側的前側入射的外來光(非偏振光)Lro通過所述前側偏振光板15而變為具有平行于透射軸15a的偏振光分量的直線偏振光Lr1，并且，通過所述前側相位差板17，變為圓偏振光Lr2，入射到所述液晶元件。
另外，在本液晶顯示裝置中，設定所述液晶元件1的液晶層4的液晶分子取向的扭轉角、與多個象素Pix的反射部Pr和透射部Pt的Δnd1、Δnd2的值為如下值，即在無電場時，向透射光的常光與異常光之間施加1/4波長的相位差，并且，當施加所述液晶分子相對基板2、3面實質垂直向上取向的電場時，延遲實質變為0。因此，通過所述前側相位差板17變為圓偏振光Lr2后入射到液晶元件1的光中，入射到液晶分子處于初始扭轉取向狀態的無電場象素的光如圖5A所示，通過該無電場象素的液晶層4來施加1/4波長的相位差，變為偏振光狀態與所述直線偏振光Lr1相同的直線偏振光Lr3，由反射膜8來反射該直線偏振光Lr3。
透過所述無電場象素后變為直線偏振光Lr3的光中，透過所述無電場象素的透射部Pt后的光雖未圖示，但射向所述液晶元件1的后側，由后側相位差板18變為圓偏振光，該光中，平行于后側偏振光板16的吸收軸的偏振光分量被所述后側偏振光板16吸收，平行于所述后側偏振光板16的透射軸16a的偏振光分量透過該后側偏振光板16后，射向后側。因此，不干擾反射顯示。
透過所述無電場象素的反射部Pr的液晶層4后由反射膜8反射的直線偏振光Lr3再次入射到液晶層4，由液晶層4變為圓偏振光Lr4后，透射，通過前側相位差板17變為平行于前側偏振光板15的透射軸15a的直線偏振光Lr5，從后側入射到所述前側偏振光板15，透過該前側偏振光板15后，射向前側。
由所述前側相位差板17變為圓偏振光Lr2后入射到所述液晶元件1的光中，入射到液晶分子相對于基板2、3基本垂直向上取向的電場施加象素(延伸實質變為0的象素)的光如圖5B所示，偏振光狀態不變化地以所述圓偏振光Lr2的原樣透過該電場施加象素，并通過反射膜8反射。
透過所述電場施加象素的透射部Pt的圓偏振光Lr2雖未圖示，但射到所述液晶元件1的后側后，由后側相位差板18變為平行于后側偏振光板16的吸收軸的直線光，被所述后側偏振光板16吸收，不干擾反射顯示。
由所述電場施加象素的反射部Pr的反射膜反射的圓偏振光Lr2不改變偏振光狀態地按所述圓偏振光Lr2的原樣透過液晶層4后，射到液晶元件1的前側，通過前側相位差板17變為垂直于前側偏振光板15的透射軸15a的直線偏振光Lr6，從后側入射到所述前側偏振光板15，并被該前側偏振光板15吸收。
即，該液晶顯示裝置進行不向所述液晶元件1的電極5、6之間施加電場的無電場時的顯示為亮顯示的常白模式的反射顯示，該顯示在所述液晶元件1的液晶分子取向在初始的扭轉取向狀態時，變為最亮的亮顯示，在所述液晶分子相對基板2、3實質垂直向上取向時，變為最暗的黑的暗顯示。
根據該液晶顯示裝置，從作為顯示觀察側的前側透過前側偏振光板15和前側相位差板17后入射到所述液晶元件1的光中，透過液晶分子處于初始扭轉取向狀態的無電場象素的反射部Pr后由反射膜8反射、再次透過所述無電場象素后射到所述液晶元件1的前側的光通過所述前側相位差板17變為平行于前側偏振光板15的透射軸15a的直線偏振光Lr5后，入射到所述前側偏振光板15，并通過透過該前側偏振光板15的光而變為亮顯示。透過液晶分子相對基板2、3基本垂直向上取向的電場施加象素的反射部Pr后由反射膜8反射、再次透過所述電場施加象素后射到所述液晶元件1的前側的光通過所述前側相位差板17變為垂直于前側偏振光板15的透射軸15a的直線偏振光Lr6后，入射到所述前側偏振光板15，由于被該前側偏振光板15吸收，所以變為暗顯示。
因此，該液晶顯示裝置在所述液晶元件1的無電場象素所對應的亮顯示的亮度充分的同時，所述液晶元件1的電場施加象素所對應的暗顯示的亮度也充分，可進行高對比度的反射顯示。
下面，說明利用來自所述面光源20的照明光的透射顯示，圖6A、6B是所述液晶顯示裝置的透射顯示的動作說明圖，表示所述液晶元件1的1個象素Pix的透射部Pt所對應部分的顯示。
圖6A表示所述象素Pix的液晶層4的液晶分子處于初始的扭轉取向狀態的無電場時，圖6B表示向所述象素Pix的電極5、6之間施加液晶分子相對基板2、3面基本垂直向上取向的電場。
在本液晶顯示裝置中，透射顯示時，將配置在液晶元件1后側的后側偏振光板16作為偏光鏡，將配置在液晶元件1前側的前側偏振光板15作為檢光鏡，進行顯示。在該液晶顯示裝置中，在所述液晶元件1與所述后側偏振光板16之間，配置向透射光的常光與異常光之間施加1/4波長相位差的后側相位差板18，所以從面光源20射出、并如圖6A、B中箭頭線所示、從后側入射到后側偏振光板16的照明光(非偏振光)Lto通過所述后側偏振光板16而變為具有平行于透射軸16a的直線偏振光Lt1，并且，通過所述后側相位差板18，變為圓偏振光Lt2，從后側入射到所述液晶元件1。
從后側入射到所述液晶元件1的光中，入射到所述液晶元件1的各象素Pix的反射部Pr的光由所述反射膜8反射到后側，不干擾透射顯示。
通過所述后側相位差板18變為圓偏振光Lt2后入射到所述液晶元件1的各象素Pix的透射部Pt的光中，入射到液晶分子處于初始扭轉取向狀態的無電場象素的光如圖6A所示，由無電場象素的液晶層4施加1/4波長的相位差，變為垂直于透過所述后側偏振光板16后的直線偏振光Lt1的直線偏振光Lt3，射到液晶元件1的前側，并由前側相位差板17變為圓偏振光Lt4，射向液晶元件1的前側，還通過前側相位差板17變為圓偏振光Lt4，從后側入射到前側偏振光板15，圓偏振光Lt4的平行于所述偏振光板15的透射軸15a的偏振光分量的光Lt5透過所述前側偏振光板15后射到前側。
由所述后側相位差板18變為圓偏振光Lt2后入射到所述液晶元件1的各象素Pix的透射部Pt的光中，入射到液晶分子相對基板2、3實質垂直向上取向的電場施加象素(延遲實質上為0的象素)的光如圖6B所示，不改變偏振光狀態地以所述圓偏振光Lt2的原樣透過該電場施加象素，射到液晶元件1的前側，由前側相位差板17變為垂直于前側偏振光板15的透射軸15a的直線偏振光Lt6，從后側入射到所述前側偏振光板15，并由該前側偏振光板15吸收。
即，該液晶顯示裝置在利用來自所述面光源20的照明光的透射顯示時也進行常白模式的顯示，該顯示在所述液晶元件1的液晶分子取向在初始的扭轉取向狀態時，變為最亮的亮顯示，在所述液晶分子相對基板2、3實質垂直向上取向時，變為最暗的黑的暗顯示。
因此，該液晶顯示裝置在所述液晶元件1的無電場象素所對應的亮顯示的亮度充分的同時，所述液晶元件1的電場施加象素所對應的暗顯示(黑顯示)的亮度也充分，可進行高對比度的反射顯示。
所述面光源20在利用外來光的反射顯示也可用作輔助光源，此時，因為所述反射顯示與透射顯示雙方都為常白模式，所以可得到高對比度的顯示。
該液晶顯示裝置的顯示是在所述反射顯示時和透射顯示時都由分別對應于多個象素Pix設置的紅、綠、藍濾色鏡9R、9G、9B對所述液晶元件1著色的顯示。
即，該液晶顯示裝置在利用外來光的反射顯示時，從前側透過前側偏振光板15和前側相位差板17入射到液晶元件1，通過分別對應于所述液晶元件1的多個象素Pix的濾色鏡9R、9G、9B進行著色，同時，由反射膜8反射透過所述多個象素Pix的反射部Pr的液晶層4的光，再次透過所述液晶層4和濾色鏡9R、9G、9B，射到所述液晶元件1的前側，并且，透過所述前側相位差板17的光中，前側偏振光板15吸收平行于所述偏振光板15的吸收軸的偏振光分量，使平行于所述偏振光板15的透射軸15a的偏振光分量射到前側，進行顯示。
另外，該液晶顯示裝置在利用來自面光源20的照明光的透射顯示時，從后側透過后側偏振光板16和后側相位差板18、入射到所述液晶元件1、透過該液晶元件1的多個象素Pix的透射部Pt的液晶層4的同時、由所述濾色鏡9R、9G、9B著色后、射到所述液晶元件1的前側并透過所述前側相位差板17的光中，平行于所述偏振光板15的吸收軸的偏振光分量被該前側偏振光板15吸收，使平行于所述偏振光板15的透射軸15a的偏振光分量射到前側后進行顯示。
因此，該液晶顯示裝置反射顯示時的射出光是往復透過所述濾色鏡9R、9G、9B后的著色光，透射顯示時的射出光是僅單方向1次透過所述濾色鏡9R、9G、9B后的著色光。
本液晶顯示裝置如上述，因為在所述濾色鏡9R、9G、9B的所述反射部Pr所對應的部分中局部形成開口10，所以可從所述液晶元件1的多個象素Pix的反射部Pr中射出將由所述濾色鏡9R、9G、9B的開口以外的部分著色的著色光與透過所述濾色鏡9R、9G、9B的開口10內的非著色光相混合后的亮的著色光。
并且，在該液晶顯示裝置中，因為在所述濾色鏡9R、9G、9B上埋入所述開口10內來形成平坦化透明膜11，所以可減小所述液晶元件1的多個象素Pix的反射部Pr中、所述濾色鏡9R、9G、9B的開口以外的部分所對應區域的液晶層厚與所述開口所對應區域的液晶層厚之差，在整體所述反射部Pr中使所述反射部Pr所對應的區域的液晶層4的光電特性大致均勻，在所述無電場時，可從所述反射部Pr、通過液晶層來相同控制所述著色光與非著色光兩者。
在本實施例中，如上所述，在所述濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應的部分中形成多個開口10，設定所述多個開口10的總面積相對所述濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應的部分的總面積的比率，使將往復透過所述濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應部分的著色光與非著色光相混合后的光具有充分的色純度和足夠的強度。
因此，根據該液晶顯示裝置，可減小在反射顯示時和透射顯示時的射出光的色純度與強度的差異，在反射顯示時和透射顯示時都可顯示質量好的彩色圖像。
并且，在本實施例中，因為在所述液晶元件1與所述前側相位差板15之間配置擴散層19，所以在所述反射顯示時和透射顯示時都不會看見顯示觀察者的臉等外景映到反射膜8上，因此，可顯示更高質量的圖像。
圖7是表示本發明第2實施例的液晶顯示裝置的局部截面圖，本實施例的液晶顯示裝置的液晶元件23省略了上述第1實施例中液晶元件1與前側相位差板15之間的擴散層19，并在所述液晶元件23的前側基板2的內表面中設置的濾色鏡9R、9G、9B上的整個區域，設置混入了散光粒子的平坦化透明膜11a，從而可防止顯示觀察者的臉等外景映到反射膜8上的外景映入現象。
另外，本實施例的液晶顯示裝置省略了第1實施例的擴散層19，因為除在液晶元件1的濾色鏡9R、9G、9B上設置的平坦化透明膜11a中混入散光粒子外，其它結構與上述第1實施例相同，所以在圖中對重復說明附加相同符號，省略說明。
圖8是表示本發明第3實施例的液晶顯示裝置的局部截面圖，本實施例的液晶顯示裝置的液晶元件32省略上述第1實施例中的擴散層19，并在所述液晶元件32的前側基板2的內表面中設置的濾色鏡9R、9G、9B上，除對應于多個象素Pix的透射部Pt的部分外，分別對應于所述多個象素Pix的反射部Pr的整個區域來設置混入了散光粒子的平坦化透明膜31，所述多個象素Pix的反射部Pr的液晶層厚d1與透射部Pt的液晶層厚d2變為d1＜d2的關系。
另外，在本實施例中，將所述液晶元件32的液晶層4的液晶分子排列的扭轉角Φ、多個象素Pix的反射部Pr的Δnd1的值設定成如下值，使所述液晶分子處于初始扭轉取向狀態的無電場時，在透射光的常光與異常光之間施加1/4波長的相位差，在施加所述液晶分子相對基板2、3面實質上垂直向上取向的電場時，延遲實質上變為0。另外，將所述多個象素Pix的透射部Pt的Δnd2設定成如下值，使得在無電場時，在透射光的常光與異常光之間施加1/2波長的相位差，在施加液晶分子相對基板2、3面實質上垂直向上取向的電場時，延遲實質上變為0。
所述液晶層4的液晶分子排列的扭轉角Φ最好在60～70度的范圍，所述反射部Pr的Δnd1的值最好在195±10nm～235±10nm的范圍，所述透射部Pt的Δnd2的值最好在390±10nm～470±10nm的范圍，通過將所述液晶分子排列的扭轉角Φ與所述反射部Pr和透射部Pt的Δnd1、Δnd2的值設定在該范圍下，可使所述反射部Pr的液晶層4在無電場時具有1/4波長的延遲，使所述透射部Pt的液晶層4在無電場時具有1/2波長的延遲。
本實施例的液晶顯示裝置在省略第1實施例的擴散層19的同時，還在液晶元件32的濾色鏡9R、9G、9B上，分別對應于多個象素Pix的反射部Pr來設置混入了散光粒子的平坦化透明膜31，使所述液晶元件32的多個象素Pix的反射部Pr的Δnd1與透射部Pt的Δnd2互不相同，因為其它結構與上述第1實施例相同，所以重復說明在圖中附加相同符號，省略說明。
本實施例的液晶顯示裝置也利用所述液晶元件32的多個象素Pix的反射部Pr來進行反射顯示，利用所述液晶元件32的多個象素Pix的透射部Pt來進行透射顯示，反射顯示與上述第1實施例的液晶顯示裝置的反射顯示相同。透射顯示中，在施加液晶分子相對基板2、3實質垂直向上取向的電場的電場施加時的動作與上述第1實施例的圖6B所示透射顯示相同，由此省略相同的動作說明。
圖9是本實施例的液晶顯示裝置的透射顯示的動作說明圖，表示所述液晶元件1的1個象素Pix的透射部Pt所對應部分的顯示。該圖9表示所述象素Pix的液晶層4的液晶分子處于初始扭轉取向狀態的無電場時。
在該透射顯示時，從面光源20射出、并如圖9中箭頭線所示、從后側入射到后側偏振光板16的照明光(非偏振光)Lto通過所述后側偏振光板16而變為平行于透射軸16a的直線偏振光Lt1，并且，通過所述后側相位差板18，變為圓偏振光Lt2，從后側入射到所述液晶元件32，該光中，入射到所述液晶元件32的各象素Pix的透射部Pt的光入射到液晶層4。
由所述后側相位差板18變為圓偏振光Lt2后入射到所述液晶元件32的各象素Pix的透射部Pt的光如圖9所示，通過該無電場象素的液晶層4來施加1/2波長的相位差，再次變為圓偏振光Lt7后，射到液晶元件32的前側，并通過前側相位差板17變為平行于前側偏振光板15的透射軸15a的直線偏振光Lt8，從后側入射到所述前側偏振光板15，并透過該前側偏振光板15后，射到前側。
即，本實施例的液晶顯示裝置可進行與上述第1實施例的液晶顯示裝置相同的常白模式的反射顯示、和圖9及圖6B所示的常白模式的透射顯示，該顯示是在反射顯示時和透射顯示時亮度都充分且對比度好的顯示。
并且，在上述第1實施例的液晶顯示裝置中，透射顯示時，透過液晶元件1的無電場象素的光如圖6A所示由前側相位差板17變為圓偏振光Lt4，該圓偏振光Lt4中，平行于前側偏振光板15的透射軸15a的偏振光分量的光Lt5透過該前側偏振光板15后，射到前側，進行亮顯示。相反，在第3實施例的液晶顯示裝置中，當透射顯示時，透過液晶元件32的無電場象素的圓偏振光Lt7如圖9所示，通過前側相位差板17變為平行于前側偏振光板15的透射軸15a的直線偏振光Lt8，入射到所述前側偏振光板15，該直線偏振光透過所述前側偏振光板15后，射到前側。因此，因為基本所有圓偏振光Lt7都透過所述前側偏振光板15，所以透射顯示時的亮顯示比上述實施例1的液晶顯示裝置還亮，可得到更高的對比度。
另外，在本實施例的液晶顯示裝置中，在液晶元件32的前側基板2的內表面中，分別對應于多個象素Pix，設置在所述象素Pix的反射部Pr所對應的部分中形成多個開口10的多色濾色鏡9R、9G、9B，在這些濾色鏡9R、9G、9B的所述反射部Pr所對應的部分上，埋入所述開口內形成平坦化透明膜31，所以可顯示反射顯示時和透射顯示時質量都好的彩色圖像。
并且，在第2及第3實施例的液晶顯示裝置中，在液晶元件23、32的濾色鏡9R、9G、9B上，除多個象素Pix的透射部Pt所對應的部分外，分別對應于所述多個象素Pix的反射部Pr的整個區域來設置混入了散光粒子的平坦化透明膜31，通過該平坦化透明膜31來防止外景的映入現象，所以可將利用所述液晶元件32的多個象素Pix的透射部Pt的透射顯示時的射向前側的射出光作為非擴散光，將透射顯示時的顯示圖像作為基于光擴散的無模糊的高質量的圖像。
在上述第1-第3實施例中，將液晶元件1、23、32的液晶層4的液晶分子以從前側看向左為64度的扭轉角Φ從后側基板3向前側基板2扭轉取向，但也可是在所述液晶元件1、23、32中，從前側看時，后側基板3附近的液晶分子取向方向3a相對前側基板2附近的液晶分子面向取向2a向右錯位64度，并以從前側看向右為64度的扭轉角Φ從后側基板3向前側基板2扭轉取向液晶分子，使所述液晶層4的滯相軸4a變為從前側看時、相對前側基板2附近的液晶分子面向取向2a向左錯位45度的方向。
另外，在上述實施例中，沿從前側看透射軸15a與所述液晶元件1、23、32的液晶層4的滯相軸4a向左成45度的方向來配置前側偏振光板15，但也可沿從前側看透射軸15a與所述液晶元件1的液晶層4的滯相軸4a向右成45度的方向來配置前側偏振光板15，使透射軸15a與所述前側偏振光板15的透射軸15a垂直來配置后側偏振光板16。
在上述實施例中，雖沿使其滯相軸17a從前側看向左與所述前側偏振光板15的透過軸15a成45度的方向來配置前側相位差板17，但也可沿使其滯相軸17a從前側看向右與所述前側偏振光板15的透過軸15a成45度的方向來配置前側相位差板17，并使滯相軸18a與所述前側相位差板17的滯相軸17a垂直來配置后側相位差板18。
另外，上述實施例的液晶顯示裝置中，在反射顯示時和透射顯示時都通過λ/4相位差板17、18與液晶元件1、23、32的液晶層4使入射光變化為圓偏振光和直線偏振光來進行顯示，但也可在反射顯示時，將入射光變化為圓偏振光和直線偏振光來顯示，在反射顯示時，將入射光變化為其它偏振光狀態的光來顯示。
此時，也可省略后側的λ/4相位差板18，設定所述液晶元件1、23、32的多個象素Pix的透射部Pt的Δnd2的值與后側偏振光板16的透射軸16a的方向，使得在無電場時，使透過所述后側偏振光板16入射的直線偏振光通過所述液晶層4和前側相位差板17而變化為透過前側偏振光板15的偏振光，施加液晶分子相對基板2、3實質垂直向上取向的電場，在所述液晶層4的延遲實質變為0時，使透過所述后側偏振光板16入射的直線偏振光通過前側相位差板17而變化為被所述前側偏振光板15吸收的偏振光。此時，也可在所述液晶元件1、23、32與后側偏振光板16之間，配置用于補償透射顯示的對比度的相位差板(λ/4以外的相位差板)。
所述反射顯示和透射顯示雙方也可是使入射光變化為其它偏振光狀態的光的顯示，此時，也可省略前后λ/4相位差板17、18，并設定液晶元件1的液晶層的液晶分子的取向狀態、所述液晶元件1的多個象素Pix的反射部Pr及透射部Pt的Δnd1、Δnd2的值、和前后偏振光板15、15的透射軸15a、15a的方向，以在無電場時，使透過前后偏振光板16、16之一入射的直線偏振光通過所述液晶層4變化為透過另一偏振光板的偏振光，施加液晶分子相對基板2、3基本垂直向上取向的電場，所述液晶層4的延遲實質變為0時，由另一偏振光板來吸收透過一偏振光板后入射的直線偏振光。
此時，液晶元件1、23、32的液晶層4的液晶分子的取向狀態可以是TN型或STN型等大致90度或230-270度的扭轉取向，也可以是扭轉取向以外的取向狀態，例如液晶分子在一個方向上對齊分子長軸后均勻取向的取向狀態，另外，也可在所述液晶元件1、23、32與前側偏振光板15之間、或所述液晶元件1、23、32與前后偏振光板15、15之間配置用于補償顯示對比度的相位差板。
這樣，在設液晶元件1的液晶層4的液晶分子取向狀態為大致90度或230-270度的扭轉取向或均勻取向等的情況下，所述液晶元件1、23、32的多個象素Pix的反射部Pr與透射部Pt的液晶層厚d1、d2滿足關系d1d2，但最好設定成關系d1＜d2，由此，可減小反射顯示時和透射顯示時顯示特性的差異。
即，在該液晶顯示裝置中，當反射顯示時，從液晶元件1、23、32的前側入射到所述象素Pix的反射部Pr、并往復透過液晶層4后射到前側的光受到相當于所述反射部Pr的液晶層4的Δnd1的2倍值的延遲，相反，透射顯示時，從所述液晶元件的后側入射到所述象素Pix的透射部Pt、并單方向透過該透射層Pt的所述液晶層4后射到前側的光受到相當于所述透射部Pt的液晶層4的Δnd2的值的延遲。
但是，若液晶元件1、23、32的多個象素Pix的反射部Pr與透射部Pt的液晶層厚d1、d2滿足關系d1＜d2，則可減小反射顯示時和透射顯示時顯示特性的差異。
所述液晶元件1、23、32的多個象素Pix的反射部Pr與透射部Pt的液晶層厚d1、d2例如在設所述反射部Pr的液晶層厚d1為2～4微米時，最好使所述透射部Pt的液晶層厚d2比所述反射部Pr的液晶層厚d1大0.5～6微米，即設定為d2＝2.5～10微米。
另外，在上述實施例中，將液晶元件1、23、32的多個象素Pix的邊緣部和中央部的大致一半的區域設為反射部Pr，將所述多個象素Pix的中央部的另外大致一半的區域設為透射部Pt，但也可將所述反射部Pr與透射部Pt形成為任意面積及形狀，并且，最好在一個象素Pix內形成多個反射部Pr及透射部Pt的一個或兩者。
并且，在上述實施例中，在液晶元件1的紅、綠、藍濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應的部分中分別形成多個開口10，但也可在所述濾色鏡9R、9G、9B的反射部Pr所對應部分中形成面積相當于所述多個開口10的1個開口，此時，通過在所述濾色鏡9R、9G、9B的至少反射部Pr所對應的部分中，埋入所述開口內形成平坦化透明膜11或11a，可減小所述濾色鏡9R、9G、9B的開口以外部分所對應區域的液晶層厚與所述開口所對應區域的液晶層厚之差，使所述反射部Pr所對應區域的液晶層4的電光特性在整個所述反射部Pr區域中大致均勻，可以高的射出率從所述反射部Pr射出所述著色光與非著色光兩者。
另外，在上述實施例中，在液晶元件1、23、32的后側基板3的內表面設置用于形成所述反射部Pr的反射膜8，在所述反射膜8上重疊形成后側基板3的內表面中設置的透明電極(多個象素電極)6，但也可由金屬膜來形成所述電極6的反射部Pr所對應的部分，使電極6的所述反射部Pr所對應的部分兼作反射膜，并且，若所述反射膜8比液晶層4還靠后，則也可設置在例如所述后側基板3的外表面。
并且，所述濾色鏡9R、9G、9B與平坦化透明膜11、11a、31也可設置在液晶元件1、23、32的前側基板2的內表面中，另外，所述液晶元件1、23、32不限于有源矩陣型，也可以是單純矩陣型液晶元件。
圖10是表示本發明第4實施例的液晶顯示裝置的局部截面圖。本實施例的液晶顯示裝置與上述第1實施例的不同之處在于濾色鏡和透明部件的結構，向相同部件附加相同符號，省略說明。
在第4實施例的液晶元件42中的前側基板2和后側基板3之一的內表面、例如前側基板2的內表面中，設置分別對應于所述多個象素Pix的反射部Pr的整個區域的多個透明的非著色膜41，在該前側基板2的內表面中，將對應于各濾色鏡49R、49G、49B的所述反射部Prx的部分重疊在所述非著色膜41上來形成分別對應于所述多個象素Pix的多色、例如紅、綠、藍3色濾色鏡49R、49G、49B。所述非著色膜41與濾色鏡49R、49G、49B形成于所述前側基板2的基板面中，在其上形成所述對向電極5。
分別按重疊在所述非著色膜41上的部分、即所述反射部Pr所對應部分的膜厚比所述透射部Pt所對應部分的膜厚還小的膜厚來形成所述紅、綠、藍濾色鏡49R、49G、49B。
并且，將這些濾色鏡49R、49G、49B的所述反射部Pr所對應部分的膜厚設定成如下值，將從前側入射到所述反射部Pr、并由所述反射膜8反射后射到前側的光、即往復透過所述濾色鏡49R、49G、49B所對應部分的光作為色純度充分且強度也充分高的著色光射出，將所述透射部Pt所對應部分的膜厚設定成如下值，將從后側入射到所述透射部Pt、并透過該透射部Pt后射到前側的光、即單方向透過所述濾色鏡49R、49G、49B的透射部Pt所對應部分的光作為色純度充分且強度也充分高的著色光射出。
另外，將所述非著色膜41的膜厚形成為相當于的述濾色鏡49R、49G、49B的反射部Pr所對應部分與透射部Pt所對應部分的膜厚差，因此，所述濾色鏡49R、49G、49B的表面(對向電極5的形成面)從所述反射部Pr到透射部Pt變為平坦面。
所述非著色膜41由例如感光性抗蝕劑等有機膜或ITO等無機膜來形成，所述濾色鏡49R、49G、49B首先在前側基板2的透射部Pt所對應的部分中設置膜厚與所述非著色膜49相同的第1彩色抗蝕劑層，在所述非著色膜41及第1濾色鏡層上，通過設置到與所述濾色鏡49R、49G、49B的反射部Pr所對應部分相同的膜厚來形成顏色與所述第1彩色抗蝕劑層相同的第2彩色抗蝕劑層。
另外，所述前側基板2與后側基板3經包圍所述多個象素Pix排列成矩陣狀的顯示區域的框狀密封件來接合，在由這些基板2、3之間的所述密封件包圍的區域中，填充具有正的介電性各向異性的向列液晶，形成液晶層4。
并且，在所述前側基板2與后側基板3中接觸所述液晶層4的面中分別設置取向膜13、14，所述液晶層4的液晶分子通過所述取向膜13、14來規定各基板2、3附近的取向方向，以預定的扭轉角扭轉取向在前后基板2、3之間。
在本實施例中，當設所述液晶元件42的多個象素Pix的反射部的液晶層厚為d1、透射部Pt的液晶層厚為d2時，將所述反射部Pr與透射部Pt的液晶層厚d1、d2設定成d1d2的關系，將所述液晶層4的液晶分子排列的扭轉角Φ、所述多個象素Pix的反射部Pr及透射部Pt的液晶各向異性折射率Δn與液晶層厚d的積Δnd(下面，將反射部Pr的Δnd記作Δnd1，透射部Pt的Δnd記作Δnd2)的值設定成如下值，使液晶分子處于初始扭轉取向狀態的無電場時，具有在透射光的常光與異常光之間施加1/4波長(約140nm)相位差的延遲，在向所述象素Pix的電極5、6之間施加液晶分子相對基板2、3面實質上垂直向上取向的電場時，延遲實質上變為0。
所述液晶層4的液晶分子排列的扭轉角Φ最好在60～70度的范圍，多個象素Pix的反射部Pr的Δnd1的值與透射部Pt的Δnd2的值最好在195±10nm～235±10nm的范圍，通過將所述液晶分子排列的扭轉角與所述Δnd1、Δnd2的值設定在該范圍下，可使所述液晶層4在無電場時具有1/4波長的延遲。
在本實施例中，將所述液晶分子排列的扭轉角Φ設定為64度，將多個象素Pix的反射部Prx與透射部Pt的Δnd1、Δnd2的值設定在195±10nm，使所述液晶層4在無電場時具有1/4波長的延遲。
在本實施例中，如圖1所示，滯相軸17a沿從前側看與同前側偏振光板14的透射軸14a平行的畫面的橫軸x向左成45度的方向配置前側相位差板17，滯相軸17a沿從前側看與所述畫面的橫軸x向左成135度的方向配置后側相位差板17。
另外，配置在所述液晶元件1與前側相位差板16之間的擴散層18是使從一個面入射的光擴散、從另一面射出的前方擴散層，該擴散層1由混入了光擴散粒子的粘接劑或透明樹脂膜構成。
本液晶顯示裝置與上述第1實施例一樣，利用所述液晶元件1的多個象素Pix的反射部Prx來進行反射顯示，利用所述液晶元件42的多個象素Pix的透射部Pt來進行透射顯示。
即，該液晶顯示裝置進行未向所述液晶元件42的電極5、6之間施加電場時的顯示是亮顯示的常白模式的反射顯示，該顯示在所述液晶元件42的液晶分子取向在初始扭轉取向狀態時變為最亮的亮顯示，在所述液晶分子相對基板2、3實質垂直向上取向時，變為最暗的黑的暗顯示。
在該液晶顯示裝置中，反射顯示時的射出光是往復透過所述濾色鏡9R、9G、9B后的著色光，透射顯示時的射出光是僅單方向1次透過所述濾色鏡9R、9G、9B后的著色光。如上所述，為了提高多個象素Pix的反射部Pr的濾色鏡49R、49G、49B的透射率，在所述液晶元件42的前側基板2的內表面中設置所述反射部Pr所對應的多個非著色膜41，在前側基板2的內表面中，使各濾色鏡49R、49G、49B的所述反射部Pr所對應的部分重疊在所述非著色膜9上，以所述反射部Pr所對應的部分的膜厚比所述透射部Pt所對應的部分的膜厚小的膜厚比來形成分別對應于所述多個象素Pix的紅、綠、藍3色濾色鏡49R、49G、49B，所以所述反射部Pr入射到濾光器49R、49G、49B的光的透射率變高，可減小所述反射顯示時與透射顯示時射出光的色純度與強度差異，可顯示反射顯示時與透射顯示時質量都好的彩色圖像。
在本實施例中，如上所述，將所述濾色鏡49R、49G、49B的所述反射部Pr所對應部分的膜厚設定在如下值，即從前側入射到所述反射部Pr、并由所述反射膜8反射后射到前側的光作為充分色純度和亮度的著色光射出，將所述透射部Pt所對應部分的膜厚設定在如下值，即從后側入射到所述透射部Pt、并透過該透射部Pt后射到前側的光作為充分色純度和亮度的著色光射出，所以在反射顯示時和透射顯示時都可顯示質量好的彩色圖像。
圖11是表示本發明第5實施例的液晶顯示裝置的局部截面圖，本實施例的液晶顯示中，液晶元件52的前側基板2的內表面中設置的非著色膜51的膜厚比上述第1實施例厚，所述多個象素Pix的反射部Pr的液晶層厚d1與透射部Pt的液晶層厚d2被設定成d1＜d2的關系。在本實施例中，將所述反射部Prx所對應的部分分別重疊在所述非著色膜5上，以所述反射部Pr所對應部分的膜厚比所述透射部Pt所對應部分的膜厚小的膜厚比來形成所述液晶元件51的前側基板2的內表面的濾色鏡59R、59G、59B。
另外，在本實施例中，將所述液晶元件52的液晶層4的液晶分子排列的扭轉角Φ、多個象素Pix的反射部Pr的Δnd1的值設定成如下值，使所述液晶分子處于初始扭轉取向狀態的無電場時，具有在透射光的常光與異常光之間施加1/4波長的相位差的延遲，在施加所述液晶分子相對基板2、3面實質上垂直向上取向的電場時，延遲實質上變為0，同時，將所述多個象素Pix的透射部Pt的Δnd2設定成如下值，使得在無電場時，具有在透射光的常光與異常光之間施加1/2波長的相位差的延遲，在施加液晶分子相對基板2、3面實質上垂直向上取向的電場時，延遲實質上變為0。
本實施例的液晶顯示裝置與第1實施例的不同之處在于將液晶元件1的多個象素Pix的反射部Pr與透射部Pt的液晶層厚d1、d2設為d1＜d2，使所述反射部Pr的Δnd1與透射部Pt的Δnd2彼此不同，其它結構與上述第1實施例相同，圖中對重復說明附加相同符號，并省略說明。
本實施例的液晶顯示裝置也利用所述液晶元件52的多個象素Pix的反射部Pr來進行反射顯示，利用所述液晶元件52的多個象素Pix的透射部Pt來進行透射顯示，與上述第3實施例的液晶顯示裝置一樣，進行反射顯示和透射顯示。
另外，本實施例的液晶顯示裝置中也在所述液晶元件52的前側基板2的內表面中設置多個象素Pix的反射部Pr所對應的多個非著色膜51，在該前側基板2的內表面中以上述膜厚比來形成濾色鏡59R、59G、59B，所以可減小所述反射顯示時和透射顯示射出光的色純度與強度的差異，在反射顯示時和透射顯示都顯示質量好的彩色圖像。
在上述第4及第5實施例中，省略配置在液晶元件42、52與前側相位差板17之間的擴散層18，并在上述第4及第5實施例中，在液晶元件42、52的前側基板2的內表面中分別對應于多個象素Pix的反射部Pr所設置的非著色膜41、51中，混入散光粒子，將該非著色膜作為光擴散性非著色膜，由此可防止顯示觀察者的臉等外景映到液晶元件1的反射膜8上所見的外景映入現象。
圖12-圖14表示本發明的第6實施例，圖12是液晶元件的局部截面圖，圖13是所述液晶元件的多個象素及非著色層與濾色鏡的平面圖，圖14是表示所述液晶元件制造中的非著色層與濾色鏡的形成方法的工序圖。
本實施例的液晶顯示裝置與上述第1實施例的不同之處在于濾色鏡與透明部件的結構不同，對相同部件附加相同符號，省略說明。
本液晶顯示裝置中使用的液晶元件62如圖12所示，在作為顯示觀察側的前側(圖12中為上側)的透明基板2與相對該前側基板2的后側透明基板3之間設置液晶層4，在所述前側基板2與后側基板3的相對內表面之一中設置至少一個透明電極5，在另一內表面中設置由與所述透明電極5相對區域形成多個象素Pix的多個透明電極6。另外，在液晶元件62的所述液晶層4的靠后側，具有分別對應于所述多個象素Pix內的預定區域設置的多個反射膜8，通過所述多個象素Pix的設置所述反射膜8的區域，形成將從前側入射的光由反射膜8反射后射向前側的反射部Pr，通過所述多個象素Pix的所述反射部Pr以外的區域，形成使從后側入射的光透射后射向前側的透射部Pt。
該液晶元件62是例如將TFT(薄膜晶體管)設為有源元件7的有源矩陣液晶元件，前側基板2的內表面中設置的電極5是一塊膜狀的對向電極，后側基板3的內表面中設置的電極6是沿行方向及列方向排列成矩陣狀所形成的多個象素電極。
在所述前側基板2的內表面中，形成所述多個象素Pix之間部分所對應的柵格狀的遮光膜9。
另外，在所述前側基板2的內表面中，分別對應于所述多個象素Pix的反射部Pr，使包圍所述非著色層61的濾光器側面緊貼所述非著色層61的周面上，在部分反射部中設置由非散光性的感光性透明樹脂構成的非著色層10、和除設置該非著色層10的部分外、分別對應于所述多個象素Pix的多色、例如紅、綠、藍3色濾色鏡69R、69G、69B，在這些濾色鏡69R、69G、69B及所述非著色層61上形成所述對向電極5。
該液晶元件62如圖13所示，是如下三角排列型(也稱為鑲嵌排列型)的液晶元件，即沿行方向交互排列設置紅色濾光器69R的象素Pix、設置綠色濾光器69G的象素Pix和設置藍色濾光器69B的象素Pix，同時，在每行中沿左右方向交互錯位1.5間距來排列相同顏色的濾光器69R、69G、69B的象素Pix，圖12表示沿紅、綠、藍濾色鏡69R、69G、69B對應的各象素PixZ字狀排列的象素列的截面。
在本實施例中，如圖12及圖13所示，對應于去除各象素Pix的反射部Pr邊緣部的中央部來形成所述非著色層61，并對應于各象素Pix的所述非著色層61所對應部分以外的整個區域，將所述紅、綠、藍濾色鏡69R、69G、69B形成為比所述象素Pix大的外形、即濾色鏡69R、69G、69B的邊緣部對應于多個象素Pix之間部分的外形。
并且，在本實施例中，分別在從所述各象素Pix的反射部Pr所對應部分到透射部Pt所對應的部分中，將所述紅、綠、藍濾色鏡69R、69G、69B形成相同膜厚，將所述非著色層61形成為與所述濾色鏡69R、69G、69B的膜厚相同的厚度。
所述紅、綠、藍濾色鏡69R、69G、69B分別重視來自各象素Pix的透射部Pt的射出光的色再現性，形成為透過這些濾色鏡69R、69G、69B的光得到充分色再現性的膜厚，另外，所述濾色鏡69R、69G、69B的所述反射部Pr所對應的部分的面積與所述非著色層61的面積之比被設定成往復透過所述濾色鏡69R、69G、69B的反射部Pr所對應的部分并著色的著色光與透過所述非著色層61后的非著色光相混合后的光得到充分的色再現性的比例。
另外，雖圖中省略，但在所述前側基板2與后側基板3之一、例如后側基板3的內表面中，在所述多個象素Pix之間部分中以與象素間距相同的間隔來設置預定高度的多個柱狀隔板，并且，在所述前側基板2與后側基板3的內表面中分別覆蓋所述電極5、6及所述柱狀隔板來設置取向膜13、14。
所述前側基板2與后側基板3使所述后側基板3的內表面中設置的未圖示的多個柱狀隔板的前端抵接另一前側基板2的內表面，從而由所述多個柱狀隔板來規定前側基板2與后側基板3的間隔，通過包圍所述多個象素A排列成矩陣狀的顯示區域的未圖示的框狀密封件來進行接合。
所述液晶元件62通過以下方法來制造，即在所述前側基板2的內表面中形成所述遮光膜9、多個非著色層61、紅、綠、藍濾色鏡69R、69G、69B、對向電極5、和取向膜13，在所述后側基板3的內表面中，形成所述多個TFT7、未圖示的柵極布線及數據布線、多個象素電極6、多個柱狀隔板、和取向膜14，在由所述多個柱狀隔板來規定基板間隔并經所述框狀密封件來接合所述前側基板2和后側基板3后，從部分切割所述框狀密封件一邊所形成的未圖示的液晶注入口，通過真空注入法向這些基板2、3之間由所述框狀密封件包圍的區域中填充液晶，之后密封所述液晶注入口。
在本制造方法中，如下形成所述非著色層61和濾色鏡69R、69G、69B。
首先，在前側基板2的內表面中形成遮光膜9后，在所述基板2的內表面中涂布非散光性的感光性透明樹脂，曝光及顯影處理該樹脂膜，通過分別對應于多個象素Pix的反射部Pr內的一部分的形狀布圖，如圖14A所示，將多個非著色層61形成為大于所述濾色鏡69R、69G、69B膜厚的厚度。
該感光性透明樹脂是不包含散光粒子或顏料的非散光性樹脂，所以在曝光涂布在基板2的內表面上的樹脂膜時，照射光不發散，因此，通過從垂直于基板2面的方向照射光，可高精度地將多個非著色層61形成為其周面大致垂直于所述基板2的面的形狀。
接著，在形成所述多個非著色層61的基板2上，涂布添加了顏料的感光性彩色抗蝕劑，曝光及顯影處理該彩色抗蝕劑，通過對應于多個象素Pix并布圖為比所述象素Pix大的外形，如圖14B所示，依次形成邊緣部對應于多個象素Pix之間部分的外形的紅、綠、藍濾色鏡69R、69G、69B。
在形成濾色鏡69R、69G、69B中，在曝光所述彩色抗蝕劑時，照射光因彩色抗蝕劑中的顏料而發散，所以所述彩色抗蝕劑膜的非曝光區域也一定程度曝光，曝光后進行顯影處理來布圖的濾色鏡69R、69G、69B的邊緣部如圖14B所示，形成為向濾光器外緣膜厚慢慢變薄地傾斜的截面形狀，但在本實施例中，因為將所述彩色抗蝕劑膜布圖為比象素Pix還大的外形、即邊緣部對應于多個象素A之間的部分的外形，所以可在多個象素Pix內形成對應部分的膜厚在去除所述非著色層61上的部分后均勻的濾色鏡69R、69G、69B。
接著，通過蝕刻或切削所述多個非著色層61突出于所述濾色鏡69R、69G、69B上的部分等，一起去除附著在該突出部上的所述彩色抗蝕劑，如圖14C所示，使所述濾色鏡69R、69G、69B的所述非著色層61周圍部分的表面與其它部分的表面在同一平面內，同時，使所述多個非著色層61的頂面與所述濾色鏡69R、69G、69B的表面在同一平面內。
即，本液晶元件的制造方法在所述前側基板62的內表面中將多個非著色層61形成為大于濾色鏡69R、69G、69B膜厚的厚度后，在所述基板2上涂布感光性彩色抗蝕劑，并布圖為對應于所述多個象素A的外形，形成紅、綠、藍濾色鏡69R、69G、69B，之后去除所述非著色層61上的所述彩色抗蝕劑。
本實施例的液晶元件62在前側基板2的內表面中，分別對應于多個象素Pix的反射部Pr內的一部分來設置非著色層61，在該基板2的內表面中，去除設置所述非著色層61的部分后，設置分別對應于所述多個象素Pix的紅、綠、藍濾色鏡69R、69G、69B，所以可從所述多個象素Pix的透射部Pt射出單方向透射所述濾色鏡69R、69G、69B后著色的著色光，從所述多個象素Pix的反射部Pr射出往復透過所述濾色鏡69R、69G、69B后著色的著色光、和透過所述非著色層10后的非著色光。
并且，在本液晶元件中，由非散光性的感光性透明樹脂形成所述非著色層61，所以通過在所述基板2的內表面中涂布所述感光性透明樹脂后進行曝光及顯示處理，可高精度地將該非著色層形成為周面大致垂直于所述基板2的面的形狀。
在液晶元件中，使所述濾色鏡69R、69G、69B的包圍所述非著色層的濾光器側面緊貼所述非著色層的周面，所以可使所述濾色鏡69R、69G、69B的所述這反射部Pr所對應部分的膜厚在整個區域中變得均勻。
因此，根據該液晶，可以正確比例來設定從多個象素Pix的反射部Pr射出的著色光與非著色光的比例，使從所述反射部Pr射出光的色再現性提高。
另外，上述液晶元件的制造方法的特征在于，如圖14A、B、C所示，在前側基板2的內表面中涂布非散光性的感光性透明樹脂，并曝光及顯影處理該樹脂膜后布圖為分別對應于多個象素Pix的反射部Pr內一部分的形狀，將多個非著色層61形成為大于濾色鏡69R、69G、69B膜厚的厚度，之后，在所述基板2上涂布添加了顏料的感光性彩色抗蝕劑，曝光及顯影處理該彩色抗蝕劑膜后布圖成所述多個象素Pix所對應的外形，由此形成紅、綠、藍濾色鏡69R、69G、69B，同時，去除所述非著色層61上的所述彩色抗蝕劑。根據該制造方法，可得到所述液晶元件，在所述前側基板2的內表面中，分別對應于多個象素Pix的反射部Pr，在一部分中設置非著色層61，在基板2的內表面中，去除設置所述非著色層61的部分后，使包圍所述非著色層10的濾光器側面緊貼所述非著色層61的周面來設置分別對應于所述多個象素Pix的紅、綠、藍濾色鏡69R、69G、69B。
另外，在本實施例中，當在所述前側基板2的內表面中形成非著色層61與濾色鏡69R、69G、69B時，將所述非著色層61形成得比濾色鏡69R、69G、69B的膜厚還厚，在形成所述濾色鏡69R、69G、69B后，將所述非著色層61的突出于濾色鏡69R、69G、69B上的部分與附著在該突出部上的彩色抗蝕劑一起去除，由此使所述非著色層61與所述濾色鏡69R、69G、69B的表面在同一平面內，所以使所述多個象素Pix的反射部Pr的液晶層厚在從所述濾色鏡69R、69G、69B所對應的著色光射出區域到所述非著色層61所對應的非著色光射出區域中均勻，使所述反射部Pix的著色光射出區域與非著色光射出區域的液晶層的光電特性相同。
在所述前側基板2的內表面中形成非著色層61與濾色鏡69R、69G、69B的情況下，最好最開始將所述非著色層61形成為與濾色鏡69R、69G、69B的膜厚相同的厚度，此時，在形成所述濾色鏡69R、69G、69B后，只要去除所述非著色層61上的彩色抗蝕劑即可。

圖15及圖16A-16C表示本發明的第7實施例，圖15是液晶元件的局部截面圖，圖16A-16C是表示所述液晶元件制造中的非著色層與濾色鏡的形成方法的工序圖。
本實施例的液晶元件72在前側基板2的內表面中，使分別對應于多個象素Pix的反射部Pr部分設置的非著色層71在濾色鏡79R、79G、79B上突出預定高度，使所述非著色層71的突出端抵接作為另一基板的后側基板3的內表面上，由此通過該非著色層71來規定前側基板2與后側基板3的間隔。
本實施例的液晶元件72兼用于在所述非著色層71中規定基板間隔的柱狀隔板，但其它結構與上述第1實施例的液晶元件相同，所以在圖中附加相同符號，省略重復說明。
在本實施例的液晶元件的制造方法中，如下形成所述非著色層71和濾色鏡79R、79G、79B。
首先，在前側基板2的內表面中形成遮光膜9后，在所述基板2的內表面中涂布非散光性的感光性透明樹脂，曝光及顯影處理該樹脂膜，通過分別對應于多個象素Pix的反射部Pr，布圖成所述反射部Pr的部分形狀，如圖16A所示，將多個非著色層71形成為在所述濾色鏡濾色鏡79R、79G、79B膜厚上加上預定高度后的厚度。
此時，因為該感光性透明樹脂也是不包含散光粒子或顏料的非散光性樹脂，所以可高精度地將多個非著色層71形成為其周面大致垂直于所述基板1的面的形狀。
接著，在形成所述多個非著色層71的基板2上，涂布添加了顏料的感光性彩色抗蝕劑，曝光及顯影處理該彩色抗蝕劑，通過對應于多個象素A、并布圖為比所述象素A大的外形，如圖16B所示，依次形成邊緣部對應于多個象素Pix之間部分的外形的紅、綠、藍濾色鏡79R、79G、79B。
接著，通過蝕刻或切削等，如圖16C所示，去除所述多個非著色層70突出于濾色鏡79R、79G、79B上的部分中附著的彩色抗蝕劑中、所述非著色層71頂面上的彩色抗蝕劑。
即，本液晶元件的制造方法在所述前側基板2的內表面中，將多個非著色層71形成為在濾色鏡79R、79G、79B的膜厚上加上預定高度的厚度后，在所述基板1上涂布感光性彩色抗蝕劑，布圖為對應于所述多個象素Pix的外形，從而形成紅、綠、藍濾色鏡79R、79G、79B，另外，去除所述非著色層71頂面上的彩色抗蝕劑(colorresist)。
本實施例的液晶元件從多個象素Pix的反射部Pr的濾色鏡79R、79G、79B所對應的著色光射出區域與透射部Pt的整個區域，透過液晶層4射出由所述濾色鏡79R、79G、79B著色的著色光，從所述多個象素Pix的反射部Pr的非著色層71所對應的非著色光射出區域，不透過液晶層4而射出透過所述這非著色層71的非著色光，本液晶元件中也可以高精度的比率比多個象素Pix的反射部Pr射出著色光與非著色光，得到好的光再現性。
并且，在本實施例中，因為所述非著色層71兼作用于規定基板間隔的柱狀隔板，所以不需要所述柱狀隔板的形成工序，可簡化液晶元件的制造工序。
另外，本實施例的液晶元件的制造方法的特征在于，如圖16A-16C所示，在前側基板2的內表面中涂布非散光性的感光性透明樹脂，并曝光及顯影處理該樹脂膜后，分別對應于多個象素Pix的反射部Pr，布圖成其部分形態，由此將多個非著色層71形成為在濾色鏡79R、79G、79B的膜厚上加上預定高度后的厚度，同時，去除所述非著色層71上的所述彩色抗蝕劑。根據該制造方法，可得到所述液晶元件72，在所述前側基板2的內表面中，在多個象素Pix的反射部Pr內，設置兼作用于規定基板間隔的柱狀隔板的非著色層71，在基板2的內表面中，去除設置所述非著色，71的部分后，使包圍所述非著色層71的濾光器側面緊貼所述非著色層71的周面來設置分別對應于所述多個象素Pix的紅、綠、藍濾色鏡79R、79G、79B。
權利要求
1.一種液晶顯示元件，其特征在于具備前側基板，位于液晶顯示元件的觀察側；后側基板，在與該前側基板的觀察側相反的面相距預定間隔處，與該相反的面相對配置，并與所述前側基板間封入液晶層后結合；對向電極，在所述前側基板和后側基板的相對內表面之一中形成至少一個；多個象素電極，在所述前側基板和后側基板的相對內表面的另一面中，通過與所述對向電極相對的區域，分別形成1個象素；多個反射膜，分別對應于各象素內的預定的部分區域，設置在比配置在所述前側基板和后側基板之間的所述液晶層靠后的后側基板側，形成反射從前側基板入射的光后射向前側基板方向的反射部，并在所述各象素內的預定部分區域以外的區域中，形成使從后側基板入射的光透射后射向前側的透射部；多色濾色鏡，分別對應于所述多個象素，設置在所述前側基板和后側基板之一的內表面上；透明部件，設置在設置了所述濾色鏡的基板內表面的所述各象素的至少反射部上，用于提高所述反射部的光的透射率；和前側偏振光板和后側偏振光板，配置在所述前側基板和后側基板的前側和后側。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示元件，其特征在于在所述濾色鏡的對應于所述反射部的部分中，形成摘除該濾色鏡的開口，在該開口內配置所述透明部件。
3.根據權利要求2所述的液晶顯示元件，其特征在于在對應于象素反射部的所述濾色鏡中形成多個所述開口。
4.根據權利要求3所述的液晶顯示元件，其特征在于濾色鏡由紅、綠、藍3色構成，綠色濾色鏡形成的開口數量多于其它顏色濾色鏡中形成的開口數量。
5.根據權利要求2所述的液晶顯示元件，其特征在于在所述透明部件中分布有用于散光的散光粒子。
6.根據權利要求2所述的液晶顯示元件，其特征在于密封在所述前側基板與后側基板之間的液晶層中，各象素的反射部的液晶層的厚度形成得比透射部的液晶層的厚度薄。
7.根據權利要求6所述的液晶顯示元件，其特征在于所述透明膜形成于濾色鏡上，由用于將所述象素的反射部的液晶層厚度調整到預定厚度的液晶層厚度的調整膜構成。
8.根據權利要求6所述的液晶顯示元件，其特征在于所述反射膜形成在后側基板的內表面的所述象素電極的所述基板側，調整各象素的反射部的液晶層厚。
9.根據權利要求1所述的液晶顯示元件，其特征在于液晶顯示元件由對應于施加于對向電極和象素電極間的電壓、向透射光施加光波長λ的1/4的延遲變化的元件構成，并且，在前側與后側的偏振光板中至少前側偏振光板與所述液晶元件之間，配置λ/4相位差板。
10.根據權利要求2所述的液晶顯示元件，其特征在于在所述濾色鏡的開口部中形成由感光性樹脂構成的透明部件。
11.根據權利要求10所述的液晶顯示元件，其特征在于透明部件形成為與濾色鏡的厚度實質相等的厚度。
12.根據權利要求10所述的液晶顯示元件，其特征在于透明部件形成隔板，該隔板具有與濾色鏡的開口平面形狀實質相等的截面形狀，具有厚度比所述濾色鏡的膜厚厚，并且，抵接相對基板的內表面，用于將所述液晶層的厚度設定成預定值的厚度。
13.一種液晶顯示元件，其特征在于具備前側基板，位于液晶顯示元件的觀察側；后側基板，在與該前側基板的觀察側相反的面相距預定間隔處，與該相反的面相對配置，并與所述前側基板間封入液晶層后結合；對向電極，在所述前側基板和后側基板的相對內表面之一中形成至少一個；多個象素電極，在所述前側基板和后側基板的相對內表面的另一面中，通過與所述對向電極相對的區域，分別形成1個象素；多個反射膜，分別對應于各象素內的預定的部分區域，設置在比配置在所述前側基板和后側基板之間的所述液晶層靠后的后側基板側，形成反射從前側基板入射的光后射向前側基板方向的反射部，并在所述各象素內的預定部分區域以外的區域中，形成使從后側基板入射的光透射后射向前側的透射部；多色濾色鏡，包含透射部濾色鏡，對應于所述多個象素的透射部，配置在所述前側基板和后側基板之一的內表面中，具有預定厚度，和反射部濾色鏡，分別對應于所述多個象素的反射部來配置，具有比所述透射部中形成的透射部濾色鏡的厚度薄的厚度；透明部件，設置在設置了所述濾色鏡的基板內表面的所述各象素的至少反射部中，用于提高所述反射部的光的透射率；和前側偏振光板和后側偏振光板，配置在所述前側基板和后側基板的前側和后側。
14.根據權利要求13所述的液晶顯示元件，其特征在于構成液晶顯示元件各象素的反射部與透射部中，反射部具有厚度比透射部的液晶層厚小的液晶層。
15.根據權利要求13所述的液晶顯示元件，其特征在于所述透明部件混入散光部件。
16.根據權利要求13所述的液晶顯示元件，其特征在于液晶顯示元件由對應于施加于對向電極和象素電極間的電壓、向透射光施加光波長λ的1/4的延遲變化的元件構成，并且，在前側與后側的偏振光板中至少前側偏振光板與所述液晶元件之間，配置λ/4相位差板。
17.根據權利要求13所述的液晶顯示元件，其特征在于在前側基板與后側基板之一的各象素的反射部中，形成濾色鏡與由透明部件構成的透明膜，使各象素的反射部的液晶層厚度比透射部的液晶層厚度薄。
18.根據權利要求13所述的液晶顯示元件，其特征在于所述反射膜形成于后側基板的內表面的所述象素電極的所述基板側，調整各象素的反射部的液晶層厚。
19.一種液晶顯示裝置的制造方法，特征在于具備如下工序形成相對配置的一對基板的位于觀察側的前側基板；多個象素電極，在相對該前側基板的后側基板中，在所述后側基板上，通過與所述前側基板內表面中形成的對向電極相對的區域，分別形成1個象素；反射膜，用于形成分別對應于所述各象素內的預定部分區域設置、反射從前側基板入射的光后射向前側基板方向的反射部、和在所述各象素內的預定部分區域以外的區域中、使從后側基板入射的光透射后射向前側的透射部；在所述后側基板上涂布感光性透明樹脂，曝光及顯影處理該樹脂膜后，布圖成分別局部對應于多個象素的反射部內的形狀，由此形成多個非著色層，并在所述后側基板上涂布添加了顏料的感光性彩色抗蝕劑，曝光及顯影處理該彩色抗蝕劑，布圖成對應于所述多個象素的外形，通過去除所述非著色層上的所述彩色抗蝕劑，形成多色的濾色鏡，并且，在所述后側基板上形成的所述非著色層與濾色鏡上，形成與所述象素電極相對的對向電極；將所述前側基板和后側基板的各形成有所述象素電極與對向電極的面相對，夾持液晶層后，粘合所述前側基板和后側基板；和在彼此粘合的所述前側基板和后側基板的兩側配置偏振光板。
20.根據權利要求19所述的液晶顯示元件的制造方法，其特征在于形成所述非著色層的工序具有如下工序通過感光性透明樹脂來形成隔板，該隔板具有抵接相對基板的內表面，將所述液晶層的厚度設定成預定值的厚度，在前側基板和后側基板之間，保持基板間隔。
全文摘要
本發明提供一種在反射顯示時和透射顯示時都能顯示良好質量的彩色圖像的反射/透射型液晶顯示裝置。在液晶元件(1)的比液晶層(4)靠后一側，對應于多個象素Pix內的預定區域，設置反射膜(8)，通過所述多個象素Pix的設置反射膜(8)的區域，形成將從前側入射的光由反射膜(8)反射后射向前側的反射部Pr，通過其它區域形成使從后側入射的光透射后射向前側的透射部Pt，同時，在前側基板(2)的內表面，分別對應于多個象素Pix，設置在所述象素Pix的對應于反射部Pr的部分中形成多個開口10的濾色鏡(9R、9G、9B)，在這些濾色鏡(9R、9G、9B)上，埋入所述開口(10)內，形成平坦化透明膜(11)。
文檔編號G02F1/1333GK1490648SQ03155759
公開日2004年4月21日 申請日期2003年9月1日 優先權日2002年8月30日
發明者荒井則博, 西野利晴, 鈴木剛, 小林君平, 水迫亮太, 太, 平, 晴 申請人:卡西歐計算機株式會社