可透射显示和反射显示的液晶显示元件的制作方法

专利名称：可透射显示和反射显示的液晶显示元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种进行反射显示与透射显示两种显示的液晶显示装置。
背景技术：
作为液晶显示装置，有提议进行利用其使用环境光的外来光的反射显示、和利用来自配置在后侧的光源的照明光的透射显示两种显示的反射/透射型液晶显示装置。
作为这种液晶显示装置，如特开平11-264964号公报中公开的那样，在作为显示观察侧的前侧基板与面对该前侧基板的后侧基板之间设置液晶层，在所述前侧基板和后侧基板的相对内表面之一中设置至少1个电极，在另一内表面中设置由与所述至少一个电极相对区域形成多个象素用的多个电极。在该液晶显示装置的比所述液晶层靠后的一侧，设置分别对应于所述多个象素内的预定区域设置的多个反射膜，通过设置所述多个象素的所述反射膜，形成由所述反射膜将从前侧入射的光反射后射到前侧的反射部，通过所述多个象素的所述反射部以外的区域，形成使从后侧入射的光透射后射向前侧的透射部。另外，在所述前侧基板和后侧基板的相对内表面之一中，设置进行彩色显示用的滤色镜，另外，在所述液晶元件的前侧与后侧，配置前侧偏振光板和后侧偏振光板，在所述后侧偏振光板的后侧配置光源。
该反射/透射型液晶显示装置在充分照明度的使用环境下，进行利用外来光的反射显示，在得不到充分亮度的外来光时，从所述光源射出照明光，进行利用该照明光的透射显示，利用所述液晶元件的多个象素的反射部来进行反射显示，利用所述液晶元件的多个象素的透射部来进行透射显示。
但是，以前显示彩色图像的反射/透射型液晶显示装置存在利用外来光的反射显示时的显示图像质量与利用来自光源的照明光的透射显示时的显示图像质量不同的问题。
即，以前显示彩色图像的反射/透射型液晶显示装置在反射显示时，使从该前侧入射到液晶元件、并透射所述滤色镜与液晶层后由反射膜反射的光再次透射所述液晶层和滤色镜后，射向所述液晶元件的前侧，当透射显示时，使从该后侧入射到所述液晶元件、并透射所述液晶层与滤色镜的光射向所述液晶元件的前侧，因此，反射显示时的射出光是往复透射所述液晶层和所述滤色镜的着色光，透射显示时的射出光是仅透射一次所述液晶层与所述滤色镜的着色光。
因此，该反射/透射型液晶显示装置在反射显示时的射出光与透射显示时相比，是光强度低的光。因此，液晶显示装置在反射显示时的显示质量差。
因此，如特开平10-288706号公报所示，还提议在象素中形成着色部和白色透明部，使反射显示变亮。
但是，在滤色镜中形成部分对应于象素反射部内的开口的液晶元件中，所述滤色镜的所述开口周围的截面被形成为相对基板法线倾斜的形状。因此，难以正确设定多个象素的反射部中从对应于所述滤色镜开口以外部分的区域射出的着色光与从对应于所述滤色镜的开口的区域射出的非着色光的比率，反射显示的颜色再现性差。

发明内容
本发明的目的在于提供一种在反射显示时和透射显示时都能显示良好质量的彩色图像的反射/透射型液晶显示装置。
另外，本发明的目的在于提供一种能以高精度的比率从多个象素的反射部射出着色光与非着色光的光再现性好的液晶显示元件及其制造方法。
为了实现上述目的，根据本发明第1方面的液晶显示元件，其特征在于具备前侧基板，位于液晶显示元件的观察侧；后侧基板，与该前侧基板的观察侧相反的面相距预定间隔处与该相反的面相对配置，并与所述前侧基板间封入液晶层后结合；对向电极，在所述前侧基板和后侧基板的相对内表面之一中形成至少一个；多个象素电极，在所述前侧基板和后侧基板的相对内表面的另一面中，通过与所述对向电极相对的区域，分别形成1个象素；多个反射膜，分别对应于各象素内的预定的部分区域，设置在比配置在所述前侧基板和后侧基板之间的所述液晶层靠后的后侧基板侧，形成反射从前侧基板入射的光后射向前侧基板方向的反射部，并在所述各象素内的预定部分区域以外的区域中，形成使从后侧基板入射的光透射后射向前侧的透射部；多色滤色镜，分别对应于所述多个象素，设置在所述前侧基板和后侧基板之一的内表面上；透明部件，设置在设置了所述滤色镜的基板内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；和前侧偏振光板和后侧偏振光板，配置在所述前侧基板和后侧基板的前侧和后侧。
根据基于第1方面的发明，在所述滤色镜的至少对应于所述反射部的部分中设置用于提高所述反射部的光的透射率的透明部件，所以可显示反射显示时和透射显示时质量都好的彩色图像。
另外，在本发明的液晶显示装置中，在所述滤色镜的至少对应于所述反射部的部分中，埋入该开口内来形成透射膜，所以可显示反射显示时和透射显示时质量更好的彩色图像。
在本发明的液晶显示装置中，期望在所述多色滤色镜的对应于所述反射部的部分中形成多个开口，这样，可在所述滤色镜上形成膜面的平坦度高的透明膜，并使对应于所述反射部的区域的液晶层的光电特性更均匀，以更高的射出率从所述反射部射出着色光与非着色光两者。
此时，当设所述多色滤色镜是红、绿、蓝3色滤色镜时，最好使这些滤色镜中绿色滤色镜的开口数量多于红色滤色镜及蓝色滤色镜的开口数量，这样，使从所述反射部中射出色平衡好的红、绿、蓝着色光，显示没有色偏差的质量好的彩色图像。
另外，在该液晶显示装置中，最好在所述彩色滤色镜上形成的透明膜中混入散光粒子，这样，外景不会映入所述反射膜，可显示更高质量的图像。
另外，在该液晶显示装置中，期望将各象素的反射部的液晶层形成得比透射部的液晶层厚度薄，此时，通过由所述透明膜构成的液晶层厚的调整膜、或所述反射膜来调整所述象素的反射部的液晶层厚。
并且，该液晶显示装置由对应于施加于对向电极和象素电极间的电压、向透射光施加光波长λ的1/4的延迟变化的元件构成，并且期望在所述前侧与后侧的偏振光板中至少前侧偏振光板与所述液晶元件之间，配置λ/4相位差板，通过如此构成，可进行亮且对比度高的反射显示。
另外，在该液晶显示装置中，因为在滤色镜的所述开口部中形成由感光性树脂构成的透明部件，所以可使包含所述非着色层的滤光器侧面紧贴在所述非着色层的周面上来设置分别对应于所述多个象素的多色滤色镜，使着色光与非着色光以精度高的比率从多个象素的反射部射出，得到好的光再现性。
此时，透明部件也可形成与滤色镜的厚度实质相等的厚度。或者，该透明部件也可形成隔板，该隔板具有与滤色镜的开口平面形状实质相等的截面形状，厚度比所述滤色镜的膜厚厚，并且，抵接相对基板的内表面，具有用于将所述液晶层的厚度设定成预定值的厚度。根据这种结构，可兼有用于对所述非着色层规定基板间隔的柱状隔板。
根据本发明第2方面的液晶显示元件，其特征在于具备前侧基板，位于液晶显示元件的观察侧；后侧基板，在与该前侧基板的观察侧相反的面相距预定间隔处与该相反的面相对配置，与所述前侧基板间封入液晶层后结合；对向电极，在所述前侧基板和后侧基板的相对内表面之一中形成至少一个；多个象素电极，在所述前侧基板和后侧基板的相对内表面的另一面中，通过与所述对向电极相对的区域，分别形成1个象素；多个反射膜，分别对应于各象素内的预定的部分区域，设置在比配置在所述前侧基板和后侧基板之间的所述液晶层靠后的后侧基板侧，形成反射从前侧基板入射的光后射向前侧基板方向的反射部，并在所述各象素内的预定部分区域以外的区域中，形成使从后侧基板入射的光透射后射向前侧的透射部；多色滤色镜，包含透射部滤色镜，对应于所述多个象素的透射部，配置在所述前侧基板和后侧基板之一的内表面中，具有预定厚度，和反射部滤色镜，分别对应于所述多个象素的反射部来配置，具有比所述透射部中形成的透射部滤色镜的厚度薄的厚度；透明部件，设置在设置了所述滤色镜的基板内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；和前侧偏振光板和后侧偏振光板，配置在所述前侧基板和后侧基板的前侧和后侧。
根据第2方面的发明的液晶显示装置中，在设置所述滤色镜的基板内表面的所述各象素的至少反射部中设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，可显示反射显示时和透射显示时质量都好的彩色图像。
在本发明的液晶显示装置中，期望构成各象素的反射部与透射部中，反射部具有厚度比透射部的液晶层厚度小的液晶层，另外，期望所述透明部件混入散光部件。
另外，在本发明的液晶显示装置中，液晶显示元件由对应于施加于对向电极和象素电极间的电压、向透射光施加光波长λ的1/4的延迟变化的元件构成，期望在所述前侧与后侧的偏振光板中至少前侧偏振光板与所述液晶元件之间，配置λ/4相位差板，通过如此构成，可进行亮且对比度高的反射显示。
另外，在该液晶显示装置中，期望将各象素的反射部的液晶层形成得比透射部的液晶层厚薄。
根据本发明第3方面的液晶显示装置的制造方法，特征在于具备如下工序形成相对配置的一对基板的位于观察侧的前侧基板；多个象素电极，在相对该前侧基板的后侧基板中，在所述后侧基板上，通过与所述前侧基板内表面中形成的对向电极相对的区域，分别形成1个象素；反射膜，用于形成分别对应于所述各象素内的预定部分区域设置、反射从前侧基板入射的光后射向前侧基板方向的反射部、和在所述各象素内的预定部分区域以外的区域中、使从后侧基板入射的光透射后射向前侧的透射部；在所述后侧基板上涂布感光性透明树脂，曝光及显影处理该树脂膜后，布图成分别局部对应于多个象素的反射部内的形状，由此形成多个非着色层，并在所述后侧基板上涂布添加了颜料的感光性彩色抗蚀剂，曝光及显影处理该彩色抗蚀剂，布图成对应于所述多个象素的外形，通过去除所述非着色层上的所述彩色抗蚀剂，形成多色的滤色镜，并且，在所述后侧基板上形成的所述非着色层与滤色镜上，形成与所述象素电极相对的对向电极；将所述前侧基板和后侧基板的各形成有所述象素电极与对向电极的面相对，夹持液晶层后，粘合所述前侧基板和后侧基板；和在彼此粘合的所述前侧基板和后侧基板的两侧配置偏振光板。
根据该第3方面的显示装置的制造方法，可使包含所述非着色层的滤光器侧面紧贴在所述非着色层的周面上来形成分别对应于所述多个象素的多色滤色镜，所以可使着色光与非着色光以精度高的比率从多个象素的反射部射出，得到好的光再现性。
在该液晶显示装置的制造方法中，形成所述非着色层的工序也可通过感光性透明树脂来形成隔板，该隔板抵接相对基板的内表面，具有与将所述液晶层的厚度设定成预定值的厚度，在前侧基板和后侧基板之间，保持基板间隔，根据这种结构，可兼有用于对所述非着色层规定基板间隔的柱状隔板。


图1是表示本发明第1实施例的液晶显示装置的分解斜视图。
图2是第1实施例的液晶显示装置的局部截面图。
图3是第1实施例的液晶显示装置的液晶元件的多个象素及滤色镜的平面图。
图4A、图4B是表示在滤色镜中形成一个大面积开口时、与在所述滤色镜中形成多个小面积开口时的平坦化透明膜的形成状态图。
图5A、图5B是第1实施例的液晶显示装置的反射显示的动作说明图。
图6A、图6B是第1实施例的液晶显示装置的透射显示的动作说明图。
图7是表示本发明第2实施例的液晶显示装置的局部截面图。
图8是表示本发明第3实施例的液晶显示装置的局部截面图。
图9是第3实施例的液晶显示装置的透射显示的动作说明图。
图10是第4实施例的液晶显示装置的局部截面图。
图11是表示本发明第5实施例的液晶显示装置的局部截面图。
图12是表示本发明第6实施例的元件的局部截面图。
图13是第6实施例的液晶显示装置的多个象素及非着色层与滤色镜的平面图。
图14A、图14B、图14C是表示第6实施例的液晶元件的非着色层与滤色镜的形成方法的工序图。
图15是表示本发明第7实施例的元件的局部截面图。
图16A、图16B、图16C是表示第7实施例的液晶元件制造中的非着色层与滤色镜的形成方法的工序图。
具体实施例方式图1-图6A、B表示本发明的第1实施例，图1是液晶显示装置的分解斜视图，图2是液晶显示装置的局部截面图，图3是所述液晶显示装置的液晶元件的多个象素及滤色镜的平面图。
本实施例的液晶显示元件如图1和图2所示，具备液晶元件1、配置在所述液晶元件1的前侧和后侧的前侧偏振光板15及后侧偏振光板16、配置在所述液晶元件1与前侧偏振光板15之间的前侧相位差板17、配置在所述液晶元件1与后侧偏振光板16之间的后侧相位差板18、配置在所述液晶元件1与所述前侧相位差板17之间的扩散层19、和配置在所述后侧偏振光板16后侧的光源20。
所述液晶元件1如图2和图3所示，在作为观察侧的前侧(图2中为上侧)的透明基板2与相对该前侧基板2的后侧透明基板3之间，设置液晶层4，在所述前侧基板2与后侧基板3的相对内表面之一中设置至少一个透明电极5，在另一内表面中设置通过与所述至少一个透明电极5相对的区域形成多个象素Pix的多个透明电极6。在所述液晶层4的靠后侧，具有分别对应于所述多个象素Pix内的预定区域设置的多个反射膜8，通过所述多个象素Pix的设置所述反射膜8的区域，形成将从前侧入射的光由反射膜8反射后射向前侧的反射部Pr，通过所述多个象素Pix的所述反射部Pr以外的区域，形成使从后侧入射的光透射后射向前侧的透射部Pt。
该液晶元件1是例如将TFT(薄膜晶体管)设为有源元件的有源矩阵液晶元件，前侧基板2的内表面中设置的电极5是一对膜状的对向电极，后侧基板3的内表面中设置的电极6是沿行方向及列方向排列成矩阵状所形成的多个象素电极。
另外，在所述后侧基板3的内表面中，分别对应于所述多个象素电极6来设置TFT7，另外，设置向各行的TFT7提供选通信号的多个栅极布线和向各列的TFT7提供数据信号的多个数据布线(都未示于图中)。
图2中简化表示TFT7，TFT7由形成于后侧基板3的基板面中的栅极、覆盖该栅极并形成于基本整个基板3中的栅极绝缘膜、与所述栅极相对地形成于所述栅极绝缘膜上的i型半导体膜、和经n型半导体膜形成于所述i型半导体膜两侧部上的源极及漏极构成。
未图示的所述栅极布线和数据布线中，栅极布线与所述TFTY7的栅极一体形成于后侧基板3的基板面，用所述栅极绝缘膜覆盖，数据布线形成于所述栅极绝缘膜上，连接于所述TFT7的漏极。
另外，所述多个象素电极6形成于未图示的所述栅极绝缘膜上，在这些象素电极6上连接对应于该象素电极6的TFT的源极。
另外，所述多个反射膜8是由铝类合金等构成的高反射率的镜面反射膜，在本实施例中，如图2所示，在后侧基板3的内表面(例如未图示的栅极绝缘膜上)形成所述多个反射膜8，部分重叠于所述反射膜8上来形成所述多个象素电极6。
所述反射膜8分别对应于所述多个象素Pix的整个边缘部及去除所述边缘部的中央部的大致一半的区域来设置，通过所述多个象素Pix的边缘部和中央部的大致一半的区域来形成所述反射部Pr，通过所述多个象素Pix的中央部的另外大致一半的区域来形成所述透射部Pt。
在本实施例中，所述反射部Pr的面积形成为象素Pix面积的55-75％，所述透射部Pt的面积形成为所述象素Pix面积的25-65％。
在该液晶元件1的前侧基板2与后侧基板3之一的内表面、例如前侧基板2的内表面中，设置分别对应于所述多个象素Pix的多色、例如红、绿、蓝3色滤色镜9R、9G、9B。
液晶元件1如图3所示，是三角形(delta)排列型(也称为镶嵌排列型)的液晶元件，即沿行方向交互排列所述红色滤光器9R对应的象素Pix、绿色滤光器9G对应的象素Pix、和蓝色滤光器9B对应的象素Pix，同时，在每行中沿左右方向交互错开1.5间距来排列相同颜色的滤光器9R、9G、9B对应的象素Pix，图2表示沿红、绿、蓝滤色镜9R、9G、9B对应的各象素Pix以Z字状排列的象素列的截面。
所述红、绿、蓝滤色镜9R、9G、9B分别形成为如下膜厚，使沿单向透过这些滤色镜9R、9G、9B的光作为色纯度充分、强度也足够高的着色光射出，并且，在各色的滤色镜9R、9G、9B的所述象素Pix的反射部Pr所对应的部分中，分别设置局部贯通滤色镜9R、9G、9B的多个开口10。
所述红、绿、蓝滤色镜9R、9G、9B分别通过滤色镜9R、9G、9B的吸收波长频域的波长光的吸收来使入射到所述开口10以外部分的光着色为红、绿、蓝之一的颜色后射出，使入射到所述开口10内的光不着色地透过，从所述象素Pix的反射部Pr所对应的部分射出着色光和非着色光，从所述象素Pix的透射部Pt所对应的部分的所有区域射出着色光。
所述滤色镜9R、9G、9B的多个开口10分别如图3所示，形成具有与所述象素Pix的透射部Pt的行方向(图3中为左右方向)宽度相同程度的长度的横长的长孔状，并在所述滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应的部分中的宽区域(跨跃整个滤光器宽度并连续的区域)中，以沿列方向(图3中为上下方向)将该区域大致均等地分割的多个间隔来设置。
所述红、绿、蓝滤色镜9R、9G、9B的多个开口10分别形成为相同面积(长度和宽度)，各色滤色镜9R、9G、9B的开口10的数量、即所述多个开口10的总面积相对所述滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应的部分的总面积的比率，设定成合成往复透过所述滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应的部分的着色光与非着色光后的光具有充分的色纯度和足够的强度。
即，从液晶元件1的前侧入射到多个象素Pix的反射部Pr、并由反射膜8反射后射向所述液晶元件1的前侧的光中，由所述滤色镜9R、9G、9B的开口10以外的部分着色的着色光是往复透过所述滤色镜9R、9G、9B后接收2次吸收的光，因此，与从液晶元件1的后侧入射到多个象素Pix的透射部Pt、并仅单向1次透过所述滤色镜9R、9G、9B后射向所述液晶元件1的前侧的着色光相比，为暗光。
相反，从所述液晶元件1的前侧入射到所述多个象素Pix的反射部Pr、并通过所述反射膜8反射后射向所述液晶元件1的前侧的光中，透过所述滤色镜9R、9G、9B的开口10内的光是不被所述滤色镜9R、9G、9B吸收的亮的非着色光。
因此，通过适当设定所述多个开口10的总面积相对所述滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应的部分的总面积的比率、即往复透过所述滤色镜9R、9G、9B的开口10以外的部分的着色光与透过所述滤色镜9R、9G、9B的开口10内的非着色光的光量比，可从所述反射部Pr射出亮的着色光。
所述多个开口10的总面积相对所述红、绿、蓝滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应部分的总面积的比率最好小于50％。
此时，由红、绿、蓝滤色镜9R、9G、9B着色的光中，观察者视觉上感觉绿色光的亮度弱。
因此，在本实施例中，使所述红、绿、蓝滤色镜9R、9G、9B中绿色滤光器9G的反射部Pr的开口10的数量比红色滤光器9R及蓝色滤光器9B的反射部Pr的开口10的数量多。这样，通过使多个开口10的总面积相对所述绿色滤光器9G的反射部Pr所对应的部分的总面积的比率大于多个开口10的总面积相对所述红色滤光器9R及蓝色滤光器9B的反射部Pr所对应的部分的总面积的比率，使从所述绿色滤光器9G的反射部Pr射出的绿色光变亮，从所述多个象素Pix的反射部Pr射出色平衡好的红、绿、蓝的着色光。
多个开口10的总面积相对所述红色滤光器9R及蓝色滤光器9B的反射部Pr所对应部分的总面积的比率最好为20-40％，多个开口10的总面积相对所述绿色滤光器9G的反射部Pr所对应部分的总面积的比率最好为30-50％。
在本实施例中，如图2及图3所示，在红色滤光器9R及蓝色滤光器9B的反射部Pr所对应的部分中形成两个开口10，在绿色滤光器9G的反射部Pr所对应的部分中形成3个开口，从而，如上述那样设定多个开口10的总面积相对这些滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应部分的总面积的比率。
在所述前侧基板2的内表面中设置的滤色镜9R、9G、9B上，跨跃整个区域，设置用于平坦化与所述滤色镜9R、9G、9B的液晶层4相对的面的透明膜(下面称为平坦化透明膜)11，在该平坦化透明膜11上，形成所述对向电极5。
平坦化透明膜11通过丝网印刷等在所述滤色镜9R、9G、9B上涂布液体状树脂，在涂布膜的膜面通过所述液体状树脂的自然流动而变得平坦后，通过固化所述液体状树脂来形成，在本实施例中，在所述滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应的部分中形成多个开口10，设定所述多个开口10的总面积相对这些滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应的部分的总面积的比率，以得到充分的色纯度和强度，所以可形成膜面的平坦度高的平坦化透明膜11。
即，所述滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应的部分中形成的开口也可不仅为1个，此时，通过将所述开口形成为相当于所述多个开口10的总面积的面积，也可从所述反射部Pr射出亮的着色光。
但是，若在所述滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应的部分中形成相当于所述多个开口10的总面积的1个大面积开口，则所述平坦化透明膜11的膜面的平坦度变差。
即，图4A表示在所述滤色镜9R、9G、9B中形成一个大面积开口10a时的平坦化透明膜的形成状态，此时，因为涂布在所述滤色镜9R、9G、9B上的液体状树脂大量流入大面积开口10a内，所以形成所述开口10a所对应的部分膜面一定程度凹入的平坦化透明膜11。
另一方面，图4B表示在所述滤色镜9R、9G、9B中形成多个小面积开口10时的平坦化透明膜11的形成状态，此时，涂布在所述滤色镜9R、9G、9B上的液体状树脂流入所述小面积的多个开口10a内，所以形成所述开口10所对应的部分膜面与其它部分的膜面在同一平面内的平坦度高的平坦化透明膜11。
另外，所述前侧基板2与后侧基板3通过包围所述多个象素Pix成矩阵状的显示区域的框状的未图示的密封件来结合，在由这些基板2、3之间的所述密封件包围的区域中，填充具有正的介电性各向异性的向列液晶，形成液晶层4。
在接触所述前侧基板2与后侧基板3的所述液晶层4的面中分别设置取向膜13、14，所述液晶层4的液晶分子通过所述取向膜13、14来规定在各基板2、3附近的取向方向，在前后基板2、3之间，按预定的扭转角Φ扭转(twist)取向。
在本实施例中，当设所述液晶元件1的多个象素Pix的反射部的液晶层厚为d1、透射部Pt的液晶层厚为d2时，将所述反射部Pr与透射部Pt的液晶层厚d1、d2设定成d1d2的关系，将所述液晶层4的液晶分子排列的扭转角Φ、与所述多个象素Pix的反射部Pr及透射部Pt的液晶各向异性折射率Δn与液晶层厚d的积Δnd(下面，将反射部Pr的Δnd记作Δnd1，透射部Pt的Δnd记作Δnd2)的值设定成如下值，使液晶分子处于初始扭转取向状态的无电场时，具有在透射光的常光与异常光之间施加1/4波长(约140nm)相位差的延迟，在向所述象素Pix的电极5、6之间施加液晶分子相对基板2、3面实质上垂直向上取向的电场时，延迟实质上变为0。
所述液晶层4的液晶分子排列的扭转角Φ最好在60～70度的范围，多个象素Pix的反射部Pr的Δnd1的值与透射部Pt的Δnd2的值最好在195±10nm～235±10nm的范围，通过将所述液晶分子排列的扭转角与所述Δnd1、Δnd2的值设定在该范围下，可使所述液晶层4在无电场时具有1/4波长的延迟。
在本实施例中，将所述液晶分子排列的扭转角Φ设定为64度，将多个象素Pix的反射部Pr与透射部Pt的Δnd1、Δnd2的值设定在195±10nm，使所述液晶层4在无电场时具有1/4波长的延迟。
在本实施例中，从前侧看时，所述后侧基板3附近的液晶分子取向方向3a相对前侧基板2附近的液晶分子取向方向2a向左错位64度，液晶分子的扭转方向如图1中虚线箭头所示，从前侧看时，从后侧基板3向前侧基板2向左以64度的扭转角Φ扭转取向，因此，所述液晶层4可被看做从前侧看时、相对前侧基板2附近的液晶分子取向方向2a向右(与液晶分子扭转方向相反的方向)错位45度方向上具有滞相轴4a的相位板。
所述液晶元件1如图1所示，使例如前侧基板2附近的液晶分子取向方向2a平行于液晶显示装置的画面(前侧偏振光板15的前面)的横轴x，使所述液晶层4的滞相轴4a以45度的交叉角与所述画面横轴x交叉来配置。
所述前侧偏振光板15使其透射轴15a以45度的交叉角与所述液晶元件1的液晶层4的滞相轴4a交叉来配置，所述后侧偏振光板16使其透射轴16a垂直于所述前侧偏振光板15的透射轴15a来配置。
在本实施例中，如图1所示，沿在从前侧看时、使透射轴15a向左与所述液晶元件1的液晶层4的滞相轴4a成45度的方向、即平行于所述画面的横轴x的方向来配置所述前侧偏振光板15，使其透射轴16a以90度的交叉角与所述画面的横轴x交叉来配置所述后侧偏振光板16。
另一方面，所述前侧相位差板17与后侧相位差板18分别是向透射光的常光与异常光之间施加1/4波长相位差的λ/4相位差板，前侧相位差板15使其滞相轴15a以45度的交叉角与所述前侧偏振光板15的透射轴15a交叉来配置，后侧相位差板18使其滞相轴18a与所述前侧相位差板17的滞相轴17a垂直来配置。
在本实施例中，如图1所示，配置前侧相位差板17，使其滞相轴17a从前侧看向左与同前侧偏振光板15的透射轴15a平行的画面的横轴x成45度的方向，配备后侧相位差板18，使其滞相轴18a从前侧看向左与所述画面的横轴x成135度的方向。
配置在所述液晶元件1与前侧相位差板17之间的扩散层19是使从一个面入射的光扩散后从另一面射出的前方扩散层，该扩散层19由混入了光扩散粒子的粘接剂或透明树脂膜构成。
配置在所述后侧偏振光板16的后侧的光源20是向所述后侧偏振光板16的整个后面射出辉度均匀分布的照明光的面光源，该面光源20如图1所示，由丙烯基类树脂板等透明板构成，包括将一端面设为使光入射的入射端面的导光板21、和与该导光板21的所述入射端面相对设置的发光元件22。
本实施例中使用的面光源20使由LED(发光二极管)构成的多个发光元件22面对所述导光板21的入射端面来配置，但相对所述导光板21的入射端面配置的发光元件也可以是直管状的冷阴极管等。
该面光源20通过使所述发光元件22点亮，由所述导光板21引导，将该发光元件22射出的照明光从其前面射向前侧，来自所述发光元件22的照明光从入射端面入射到所述导光板21，边重复在该导光板21的前后面与外部气体(空气)的界面上的全反射，边导入导光板21内，从导光板21的整个前面射出。
该液晶显示装置通过使所述液晶元件1分别与多个象素Pix内的预定区域相对应，在比液晶层4还靠后侧(在本实施例中为后侧基板3的内表面)中设置多个反射膜8，通过设置了所述多个象素Pix的所述反射膜8的区域，形成由所述反射膜8将从前侧入射的光反射后射向前侧的反射部Pr，通过所述多个象素Pix的所述反射部Pr以外的区域，形成使从后侧入射的光透射后射向前侧的透射部Pt。另外，在所述液晶元件1的前侧与后侧中配置前侧偏振光板15和后侧偏振光板16，并在所述液晶元件1与前侧偏振光板15之间及所述液晶元件1与后侧偏振光板16之间，配置所述前侧相位差板17和后侧相位差板18，在所述后侧偏振光板16的后侧配置面光源20。因此，在充分照明度的使用环境下，进行利用作为使用环境光的外来光的反射显示，当得不到充分亮度的外来光时，可从述面光源20中射出照明光，进行透射显示。
即，该液晶显示装置利用所述液晶元件1的多个象素Pix的反射部Pr来进行反射显示，利用所述液晶元件1的多个象素Pix的透射部Pt来进行透射显示。
首先，说明利用外来光的反射显示，图5A、B是所述液晶显示装置的反射显示的动作说明图，表示所述液晶元件1的1个象素Pix的反射部Pr所对应部分的显示。
图5A表示所述象素Pix的液晶层4的液晶分子处于初始的扭转取向状态的无电场时，图5B表示向所述象素Pix的电极5、6之间施加使液晶分子相对基板2、3面基本垂直向上取向的电场。
在本液晶显示装置中，反射显示时，对液晶元件1的前侧配置的前侧偏振光板15进行兼作偏光镜和检光镜的1块偏振光板型的反射显示。在该液晶显示装置中，在所述液晶元件1与所述前侧偏振光板15之间，配置向透射光的常光与异常光之间施加1/4波长相位差的前侧相位差板17，所以如图5A、B中箭头线所示，从作为显示观察侧的前侧入射的外来光(非偏振光)Lro通过所述前侧偏振光板15而变为具有平行于透射轴15a的偏振光分量的直线偏振光Lr1，并且，通过所述前侧相位差板17，变为圆偏振光Lr2，入射到所述液晶元件。
另外，在本液晶显示装置中，设定所述液晶元件1的液晶层4的液晶分子取向的扭转角、与多个象素Pix的反射部Pr和透射部Pt的Δnd1、Δnd2的值为如下值，即在无电场时，向透射光的常光与异常光之间施加1/4波长的相位差，并且，当施加所述液晶分子相对基板2、3面实质垂直向上取向的电场时，延迟实质变为0。因此，通过所述前侧相位差板17变为圆偏振光Lr2后入射到液晶元件1的光中，入射到液晶分子处于初始扭转取向状态的无电场象素的光如图5A所示，通过该无电场象素的液晶层4来施加1/4波长的相位差，变为偏振光状态与所述直线偏振光Lr1相同的直线偏振光Lr3，由反射膜8来反射该直线偏振光Lr3。
透过所述无电场象素后变为直线偏振光Lr3的光中，透过所述无电场象素的透射部Pt后的光虽未图示，但射向所述液晶元件1的后侧，由后侧相位差板18变为圆偏振光，该光中，平行于后侧偏振光板16的吸收轴的偏振光分量被所述后侧偏振光板16吸收，平行于所述后侧偏振光板16的透射轴16a的偏振光分量透过该后侧偏振光板16后，射向后侧。因此，不干扰反射显示。
透过所述无电场象素的反射部Pr的液晶层4后由反射膜8反射的直线偏振光Lr3再次入射到液晶层4，由液晶层4变为圆偏振光Lr4后，透射，通过前侧相位差板17变为平行于前侧偏振光板15的透射轴15a的直线偏振光Lr5，从后侧入射到所述前侧偏振光板15，透过该前侧偏振光板15后，射向前侧。
由所述前侧相位差板17变为圆偏振光Lr2后入射到所述液晶元件1的光中，入射到液晶分子相对于基板2、3基本垂直向上取向的电场施加象素(延伸实质变为0的象素)的光如图5B所示，偏振光状态不变化地以所述圆偏振光Lr2的原样透过该电场施加象素，并通过反射膜8反射。
透过所述电场施加象素的透射部Pt的圆偏振光Lr2虽未图示，但射到所述液晶元件1的后侧后，由后侧相位差板18变为平行于后侧偏振光板16的吸收轴的直线光，被所述后侧偏振光板16吸收，不干扰反射显示。
由所述电场施加象素的反射部Pr的反射膜反射的圆偏振光Lr2不改变偏振光状态地按所述圆偏振光Lr2的原样透过液晶层4后，射到液晶元件1的前侧，通过前侧相位差板17变为垂直于前侧偏振光板15的透射轴15a的直线偏振光Lr6，从后侧入射到所述前侧偏振光板15，并被该前侧偏振光板15吸收。
即，该液晶显示装置进行不向所述液晶元件1的电极5、6之间施加电场的无电场时的显示为亮显示的常白模式的反射显示，该显示在所述液晶元件1的液晶分子取向在初始的扭转取向状态时，变为最亮的亮显示，在所述液晶分子相对基板2、3实质垂直向上取向时，变为最暗的黑的暗显示。
根据该液晶显示装置，从作为显示观察侧的前侧透过前侧偏振光板15和前侧相位差板17后入射到所述液晶元件1的光中，透过液晶分子处于初始扭转取向状态的无电场象素的反射部Pr后由反射膜8反射、再次透过所述无电场象素后射到所述液晶元件1的前侧的光通过所述前侧相位差板17变为平行于前侧偏振光板15的透射轴15a的直线偏振光Lr5后，入射到所述前侧偏振光板15，并通过透过该前侧偏振光板15的光而变为亮显示。透过液晶分子相对基板2、3基本垂直向上取向的电场施加象素的反射部Pr后由反射膜8反射、再次透过所述电场施加象素后射到所述液晶元件1的前侧的光通过所述前侧相位差板17变为垂直于前侧偏振光板15的透射轴15a的直线偏振光Lr6后，入射到所述前侧偏振光板15，由于被该前侧偏振光板15吸收，所以变为暗显示。
因此，该液晶显示装置在所述液晶元件1的无电场象素所对应的亮显示的亮度充分的同时，所述液晶元件1的电场施加象素所对应的暗显示的亮度也充分，可进行高对比度的反射显示。
下面，说明利用来自所述面光源20的照明光的透射显示，图6A、6B是所述液晶显示装置的透射显示的动作说明图，表示所述液晶元件1的1个象素Pix的透射部Pt所对应部分的显示。
图6A表示所述象素Pix的液晶层4的液晶分子处于初始的扭转取向状态的无电场时，图6B表示向所述象素Pix的电极5、6之间施加液晶分子相对基板2、3面基本垂直向上取向的电场。
在本液晶显示装置中，透射显示时，将配置在液晶元件1后侧的后侧偏振光板16作为偏光镜，将配置在液晶元件1前侧的前侧偏振光板15作为检光镜，进行显示。在该液晶显示装置中，在所述液晶元件1与所述后侧偏振光板16之间，配置向透射光的常光与异常光之间施加1/4波长相位差的后侧相位差板18，所以从面光源20射出、并如图6A、B中箭头线所示、从后侧入射到后侧偏振光板16的照明光(非偏振光)Lto通过所述后侧偏振光板16而变为具有平行于透射轴16a的直线偏振光Lt1，并且，通过所述后侧相位差板18，变为圆偏振光Lt2，从后侧入射到所述液晶元件1。
从后侧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反射到后侧，不干扰透射显示。
通过所述后侧相位差板18变为圆偏振光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，入射到液晶分子处于初始扭转取向状态的无电场象素的光如图6A所示，由无电场象素的液晶层4施加1/4波长的相位差，变为垂直于透过所述后侧偏振光板16后的直线偏振光Lt1的直线偏振光Lt3，射到液晶元件1的前侧，并由前侧相位差板17变为圆偏振光Lt4，射向液晶元件1的前侧，还通过前侧相位差板17变为圆偏振光Lt4，从后侧入射到前侧偏振光板15，圆偏振光Lt4的平行于所述偏振光板15的透射轴15a的偏振光分量的光Lt5透过所述前侧偏振光板15后射到前侧。
由所述后侧相位差板18变为圆偏振光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，入射到液晶分子相对基板2、3实质垂直向上取向的电场施加象素(延迟实质上为0的象素)的光如图6B所示，不改变偏振光状态地以所述圆偏振光Lt2的原样透过该电场施加象素，射到液晶元件1的前侧，由前侧相位差板17变为垂直于前侧偏振光板15的透射轴15a的直线偏振光Lt6，从后侧入射到所述前侧偏振光板15，并由该前侧偏振光板15吸收。
即，该液晶显示装置在利用来自所述面光源20的照明光的透射显示时也进行常白模式的显示，该显示在所述液晶元件1的液晶分子取向在初始的扭转取向状态时，变为最亮的亮显示，在所述液晶分子相对基板2、3实质垂直向上取向时，变为最暗的黑的暗显示。
因此，该液晶显示装置在所述液晶元件1的无电场象素所对应的亮显示的亮度充分的同时，所述液晶元件1的电场施加象素所对应的暗显示(黑显示)的亮度也充分，可进行高对比度的反射显示。
所述面光源20在利用外来光的反射显示也可用作辅助光源，此时，因为所述反射显示与透射显示双方都为常白模式，所以可得到高对比度的显示。
该液晶显示装置的显示是在所述反射显示时和透射显示时都由分别对应于多个象素Pix设置的红、绿、蓝滤色镜9R、9G、9B对所述液晶元件1着色的显示。
即，该液晶显示装置在利用外来光的反射显示时，从前侧透过前侧偏振光板15和前侧相位差板17入射到液晶元件1，通过分别对应于所述液晶元件1的多个象素Pix的滤色镜9R、9G、9B进行着色，同时，由反射膜8反射透过所述多个象素Pix的反射部Pr的液晶层4的光，再次透过所述液晶层4和滤色镜9R、9G、9B，射到所述液晶元件1的前侧，并且，透过所述前侧相位差板17的光中，前侧偏振光板15吸收平行于所述偏振光板15的吸收轴的偏振光分量，使平行于所述偏振光板15的透射轴15a的偏振光分量射到前侧，进行显示。
另外，该液晶显示装置在利用来自面光源20的照明光的透射显示时，从后侧透过后侧偏振光板16和后侧相位差板18、入射到所述液晶元件1、透过该液晶元件1的多个象素Pix的透射部Pt的液晶层4的同时、由所述滤色镜9R、9G、9B着色后、射到所述液晶元件1的前侧并透过所述前侧相位差板17的光中，平行于所述偏振光板15的吸收轴的偏振光分量被该前侧偏振光板15吸收，使平行于所述偏振光板15的透射轴15a的偏振光分量射到前侧后进行显示。
因此，该液晶显示装置反射显示时的射出光是往复透过所述滤色镜9R、9G、9B后的着色光，透射显示时的射出光是仅单方向1次透过所述滤色镜9R、9G、9B后的着色光。
本液晶显示装置如上述，因为在所述滤色镜9R、9G、9B的所述反射部Pr所对应的部分中局部形成开口10，所以可从所述液晶元件1的多个象素Pix的反射部Pr中射出将由所述滤色镜9R、9G、9B的开口以外的部分着色的着色光与透过所述滤色镜9R、9G、9B的开口10内的非着色光相混合后的亮的着色光。
并且，在该液晶显示装置中，因为在所述滤色镜9R、9G、9B上埋入所述开口10内来形成平坦化透明膜11，所以可减小所述液晶元件1的多个象素Pix的反射部Pr中、所述滤色镜9R、9G、9B的开口以外的部分所对应区域的液晶层厚与所述开口所对应区域的液晶层厚之差，在整体所述反射部Pr中使所述反射部Pr所对应的区域的液晶层4的光电特性大致均匀，在所述无电场时，可从所述反射部Pr、通过液晶层来相同控制所述着色光与非着色光两者。
在本实施例中，如上所述，在所述滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应的部分中形成多个开口10，设定所述多个开口10的总面积相对所述滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应的部分的总面积的比率，使将往复透过所述滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应部分的着色光与非着色光相混合后的光具有充分的色纯度和足够的强度。
因此，根据该液晶显示装置，可减小在反射显示时和透射显示时的射出光的色纯度与强度的差异，在反射显示时和透射显示时都可显示质量好的彩色图像。
并且，在本实施例中，因为在所述液晶元件1与所述前侧相位差板15之间配置扩散层19，所以在所述反射显示时和透射显示时都不会看见显示观察者的脸等外景映到反射膜8上，因此，可显示更高质量的图像。
图7是表示本发明第2实施例的液晶显示装置的局部截面图，本实施例的液晶显示装置的液晶元件23省略了上述第1实施例中液晶元件1与前侧相位差板15之间的扩散层19，并在所述液晶元件23的前侧基板2的内表面中设置的滤色镜9R、9G、9B上的整个区域，设置混入了散光粒子的平坦化透明膜11a，从而可防止显示观察者的脸等外景映到反射膜8上的外景映入现象。
另外，本实施例的液晶显示装置省略了第1实施例的扩散层19，因为除在液晶元件1的滤色镜9R、9G、9B上设置的平坦化透明膜11a中混入散光粒子外，其它结构与上述第1实施例相同，所以在图中对重复说明附加相同符号，省略说明。
图8是表示本发明第3实施例的液晶显示装置的局部截面图，本实施例的液晶显示装置的液晶元件32省略上述第1实施例中的扩散层19，并在所述液晶元件32的前侧基板2的内表面中设置的滤色镜9R、9G、9B上，除对应于多个象素Pix的透射部Pt的部分外，分别对应于所述多个象素Pix的反射部Pr的整个区域来设置混入了散光粒子的平坦化透明膜31，所述多个象素Pix的反射部Pr的液晶层厚d1与透射部Pt的液晶层厚d2变为d1＜d2的关系。
另外，在本实施例中，将所述液晶元件32的液晶层4的液晶分子排列的扭转角Φ、多个象素Pix的反射部Pr的Δnd1的值设定成如下值，使所述液晶分子处于初始扭转取向状态的无电场时，在透射光的常光与异常光之间施加1/4波长的相位差，在施加所述液晶分子相对基板2、3面实质上垂直向上取向的电场时，延迟实质上变为0。另外，将所述多个象素Pix的透射部Pt的Δnd2设定成如下值，使得在无电场时，在透射光的常光与异常光之间施加1/2波长的相位差，在施加液晶分子相对基板2、3面实质上垂直向上取向的电场时，延迟实质上变为0。
所述液晶层4的液晶分子排列的扭转角Φ最好在60～70度的范围，所述反射部Pr的Δnd1的值最好在195±10nm～235±10nm的范围，所述透射部Pt的Δnd2的值最好在390±10nm～470±10nm的范围，通过将所述液晶分子排列的扭转角Φ与所述反射部Pr和透射部Pt的Δnd1、Δnd2的值设定在该范围下，可使所述反射部Pr的液晶层4在无电场时具有1/4波长的延迟，使所述透射部Pt的液晶层4在无电场时具有1/2波长的延迟。
本实施例的液晶显示装置在省略第1实施例的扩散层19的同时，还在液晶元件32的滤色镜9R、9G、9B上，分别对应于多个象素Pix的反射部Pr来设置混入了散光粒子的平坦化透明膜31，使所述液晶元件32的多个象素Pix的反射部Pr的Δnd1与透射部Pt的Δnd2互不相同，因为其它结构与上述第1实施例相同，所以重复说明在图中附加相同符号，省略说明。
本实施例的液晶显示装置也利用所述液晶元件32的多个象素Pix的反射部Pr来进行反射显示，利用所述液晶元件32的多个象素Pix的透射部Pt来进行透射显示，反射显示与上述第1实施例的液晶显示装置的反射显示相同。透射显示中，在施加液晶分子相对基板2、3实质垂直向上取向的电场的电场施加时的动作与上述第1实施例的图6B所示透射显示相同，由此省略相同的动作说明。
图9是本实施例的液晶显示装置的透射显示的动作说明图，表示所述液晶元件1的1个象素Pix的透射部Pt所对应部分的显示。该图9表示所述象素Pix的液晶层4的液晶分子处于初始扭转取向状态的无电场时。
在该透射显示时，从面光源20射出、并如图9中箭头线所示、从后侧入射到后侧偏振光板16的照明光(非偏振光)Lto通过所述后侧偏振光板16而变为平行于透射轴16a的直线偏振光Lt1，并且，通过所述后侧相位差板18，变为圆偏振光Lt2，从后侧入射到所述液晶元件32，该光中，入射到所述液晶元件32的各象素Pix的透射部Pt的光入射到液晶层4。
由所述后侧相位差板18变为圆偏振光Lt2后入射到所述液晶元件32的各象素Pix的透射部Pt的光如图9所示，通过该无电场象素的液晶层4来施加1/2波长的相位差，再次变为圆偏振光Lt7后，射到液晶元件32的前侧，并通过前侧相位差板17变为平行于前侧偏振光板15的透射轴15a的直线偏振光Lt8，从后侧入射到所述前侧偏振光板15，并透过该前侧偏振光板15后，射到前侧。
即，本实施例的液晶显示装置可进行与上述第1实施例的液晶显示装置相同的常白模式的反射显示、和图9及图6B所示的常白模式的透射显示，该显示是在反射显示时和透射显示时亮度都充分且对比度好的显示。
并且，在上述第1实施例的液晶显示装置中，透射显示时，透过液晶元件1的无电场象素的光如图6A所示由前侧相位差板17变为圆偏振光Lt4，该圆偏振光Lt4中，平行于前侧偏振光板15的透射轴15a的偏振光分量的光Lt5透过该前侧偏振光板15后，射到前侧，进行亮显示。相反，在第3实施例的液晶显示装置中，当透射显示时，透过液晶元件32的无电场象素的圆偏振光Lt7如图9所示，通过前侧相位差板17变为平行于前侧偏振光板15的透射轴15a的直线偏振光Lt8，入射到所述前侧偏振光板15，该直线偏振光透过所述前侧偏振光板15后，射到前侧。因此，因为基本所有圆偏振光Lt7都透过所述前侧偏振光板15，所以透射显示时的亮显示比上述实施例1的液晶显示装置还亮，可得到更高的对比度。
另外，在本实施例的液晶显示装置中，在液晶元件32的前侧基板2的内表面中，分别对应于多个象素Pix，设置在所述象素Pix的反射部Pr所对应的部分中形成多个开口10的多色滤色镜9R、9G、9B，在这些滤色镜9R、9G、9B的所述反射部Pr所对应的部分上，埋入所述开口内形成平坦化透明膜31，所以可显示反射显示时和透射显示时质量都好的彩色图像。
并且，在第2及第3实施例的液晶显示装置中，在液晶元件23、32的滤色镜9R、9G、9B上，除多个象素Pix的透射部Pt所对应的部分外，分别对应于所述多个象素Pix的反射部Pr的整个区域来设置混入了散光粒子的平坦化透明膜31，通过该平坦化透明膜31来防止外景的映入现象，所以可将利用所述液晶元件32的多个象素Pix的透射部Pt的透射显示时的射向前侧的射出光作为非扩散光，将透射显示时的显示图像作为基于光扩散的无模糊的高质量的图像。
在上述第1-第3实施例中，将液晶元件1、23、32的液晶层4的液晶分子以从前侧看向左为64度的扭转角Φ从后侧基板3向前侧基板2扭转取向，但也可是在所述液晶元件1、23、32中，从前侧看时，后侧基板3附近的液晶分子取向方向3a相对前侧基板2附近的液晶分子面向取向2a向右错位64度，并以从前侧看向右为64度的扭转角Φ从后侧基板3向前侧基板2扭转取向液晶分子，使所述液晶层4的滞相轴4a变为从前侧看时、相对前侧基板2附近的液晶分子面向取向2a向左错位45度的方向。
另外，在上述实施例中，沿从前侧看透射轴15a与所述液晶元件1、23、32的液晶层4的滞相轴4a向左成45度的方向来配置前侧偏振光板15，但也可沿从前侧看透射轴15a与所述液晶元件1的液晶层4的滞相轴4a向右成45度的方向来配置前侧偏振光板15，使透射轴15a与所述前侧偏振光板15的透射轴15a垂直来配置后侧偏振光板16。
在上述实施例中，虽沿使其滞相轴17a从前侧看向左与所述前侧偏振光板15的透过轴15a成45度的方向来配置前侧相位差板17，但也可沿使其滞相轴17a从前侧看向右与所述前侧偏振光板15的透过轴15a成45度的方向来配置前侧相位差板17，并使滞相轴18a与所述前侧相位差板17的滞相轴17a垂直来配置后侧相位差板18。
另外，上述实施例的液晶显示装置中，在反射显示时和透射显示时都通过λ/4相位差板17、18与液晶元件1、23、32的液晶层4使入射光变化为圆偏振光和直线偏振光来进行显示，但也可在反射显示时，将入射光变化为圆偏振光和直线偏振光来显示，在反射显示时，将入射光变化为其它偏振光状态的光来显示。
此时，也可省略后侧的λ/4相位差板18，设定所述液晶元件1、23、32的多个象素Pix的透射部Pt的Δnd2的值与后侧偏振光板16的透射轴16a的方向，使得在无电场时，使透过所述后侧偏振光板16入射的直线偏振光通过所述液晶层4和前侧相位差板17而变化为透过前侧偏振光板15的偏振光，施加液晶分子相对基板2、3实质垂直向上取向的电场，在所述液晶层4的延迟实质变为0时，使透过所述后侧偏振光板16入射的直线偏振光通过前侧相位差板17而变化为被所述前侧偏振光板15吸收的偏振光。此时，也可在所述液晶元件1、23、32与后侧偏振光板16之间，配置用于补偿透射显示的对比度的相位差板(λ/4以外的相位差板)。
所述反射显示和透射显示双方也可是使入射光变化为其它偏振光状态的光的显示，此时，也可省略前后λ/4相位差板17、18，并设定液晶元件1的液晶层的液晶分子的取向状态、所述液晶元件1的多个象素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的透射轴15a、15a的方向，以在无电场时，使透过前后偏振光板16、16之一入射的直线偏振光通过所述液晶层4变化为透过另一偏振光板的偏振光，施加液晶分子相对基板2、3基本垂直向上取向的电场，所述液晶层4的延迟实质变为0时，由另一偏振光板来吸收透过一偏振光板后入射的直线偏振光。
此时，液晶元件1、23、32的液晶层4的液晶分子的取向状态可以是TN型或STN型等大致90度或230-270度的扭转取向，也可以是扭转取向以外的取向状态，例如液晶分子在一个方向上对齐分子长轴后均匀取向的取向状态，另外，也可在所述液晶元件1、23、32与前侧偏振光板15之间、或所述液晶元件1、23、32与前后偏振光板15、15之间配置用于补偿显示对比度的相位差板。
这样，在设液晶元件1的液晶层4的液晶分子取向状态为大致90度或230-270度的扭转取向或均匀取向等的情况下，所述液晶元件1、23、32的多个象素Pix的反射部Pr与透射部Pt的液晶层厚d1、d2满足关系d1d2，但最好设定成关系d1＜d2，由此，可减小反射显示时和透射显示时显示特性的差异。
即，在该液晶显示装置中，当反射显示时，从液晶元件1、23、32的前侧入射到所述象素Pix的反射部Pr、并往复透过液晶层4后射到前侧的光受到相当于所述反射部Pr的液晶层4的Δnd1的2倍值的延迟，相反，透射显示时，从所述液晶元件的后侧入射到所述象素Pix的透射部Pt、并单方向透过该透射层Pt的所述液晶层4后射到前侧的光受到相当于所述透射部Pt的液晶层4的Δnd2的值的延迟。
但是，若液晶元件1、23、32的多个象素Pix的反射部Pr与透射部Pt的液晶层厚d1、d2满足关系d1＜d2，则可减小反射显示时和透射显示时显示特性的差异。
所述液晶元件1、23、32的多个象素Pix的反射部Pr与透射部Pt的液晶层厚d1、d2例如在设所述反射部Pr的液晶层厚d1为2～4微米时，最好使所述透射部Pt的液晶层厚d2比所述反射部Pr的液晶层厚d1大0.5～6微米，即设定为d2＝2.5～10微米。
另外，在上述实施例中，将液晶元件1、23、32的多个象素Pix的边缘部和中央部的大致一半的区域设为反射部Pr，将所述多个象素Pix的中央部的另外大致一半的区域设为透射部Pt，但也可将所述反射部Pr与透射部Pt形成为任意面积及形状，并且，最好在一个象素Pix内形成多个反射部Pr及透射部Pt的一个或两者。
并且，在上述实施例中，在液晶元件1的红、绿、蓝滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应的部分中分别形成多个开口10，但也可在所述滤色镜9R、9G、9B的反射部Pr所对应部分中形成面积相当于所述多个开口10的1个开口，此时，通过在所述滤色镜9R、9G、9B的至少反射部Pr所对应的部分中，埋入所述开口内形成平坦化透明膜11或11a，可减小所述滤色镜9R、9G、9B的开口以外部分所对应区域的液晶层厚与所述开口所对应区域的液晶层厚之差，使所述反射部Pr所对应区域的液晶层4的电光特性在整个所述反射部Pr区域中大致均匀，可以高的射出率从所述反射部Pr射出所述着色光与非着色光两者。
另外，在上述实施例中，在液晶元件1、23、32的后侧基板3的内表面设置用于形成所述反射部Pr的反射膜8，在所述反射膜8上重叠形成后侧基板3的内表面中设置的透明电极(多个象素电极)6，但也可由金属膜来形成所述电极6的反射部Pr所对应的部分，使电极6的所述反射部Pr所对应的部分兼作反射膜，并且，若所述反射膜8比液晶层4还靠后，则也可设置在例如所述后侧基板3的外表面。
并且，所述滤色镜9R、9G、9B与平坦化透明膜11、11a、31也可设置在液晶元件1、23、32的前侧基板2的内表面中，另外，所述液晶元件1、23、32不限于有源矩阵型，也可以是单纯矩阵型液晶元件。
图10是表示本发明第4实施例的液晶显示装置的局部截面图。本实施例的液晶显示装置与上述第1实施例的不同之处在于滤色镜和透明部件的结构，向相同部件附加相同符号，省略说明。
在第4实施例的液晶元件42中的前侧基板2和后侧基板3之一的内表面、例如前侧基板2的内表面中，设置分别对应于所述多个象素Pix的反射部Pr的整个区域的多个透明的非着色膜41，在该前侧基板2的内表面中，将对应于各滤色镜49R、49G、49B的所述反射部Prx的部分重叠在所述非着色膜41上来形成分别对应于所述多个象素Pix的多色、例如红、绿、蓝3色滤色镜49R、49G、49B。所述非着色膜41与滤色镜49R、49G、49B形成于所述前侧基板2的基板面中，在其上形成所述对向电极5。
分别按重叠在所述非着色膜41上的部分、即所述反射部Pr所对应部分的膜厚比所述透射部Pt所对应部分的膜厚还小的膜厚来形成所述红、绿、蓝滤色镜49R、49G、49B。
并且，将这些滤色镜49R、49G、49B的所述反射部Pr所对应部分的膜厚设定成如下值，将从前侧入射到所述反射部Pr、并由所述反射膜8反射后射到前侧的光、即往复透过所述滤色镜49R、49G、49B所对应部分的光作为色纯度充分且强度也充分高的着色光射出，将所述透射部Pt所对应部分的膜厚设定成如下值，将从后侧入射到所述透射部Pt、并透过该透射部Pt后射到前侧的光、即单方向透过所述滤色镜49R、49G、49B的透射部Pt所对应部分的光作为色纯度充分且强度也充分高的着色光射出。
另外，将所述非着色膜41的膜厚形成为相当于的述滤色镜49R、49G、49B的反射部Pr所对应部分与透射部Pt所对应部分的膜厚差，因此，所述滤色镜49R、49G、49B的表面(对向电极5的形成面)从所述反射部Pr到透射部Pt变为平坦面。
所述非着色膜41由例如感光性抗蚀剂等有机膜或ITO等无机膜来形成，所述滤色镜49R、49G、49B首先在前侧基板2的透射部Pt所对应的部分中设置膜厚与所述非着色膜49相同的第1彩色抗蚀剂层，在所述非着色膜41及第1滤色镜层上，通过设置到与所述滤色镜49R、49G、49B的反射部Pr所对应部分相同的膜厚来形成颜色与所述第1彩色抗蚀剂层相同的第2彩色抗蚀剂层。
另外，所述前侧基板2与后侧基板3经包围所述多个象素Pix排列成矩阵状的显示区域的框状密封件来接合，在由这些基板2、3之间的所述密封件包围的区域中，填充具有正的介电性各向异性的向列液晶，形成液晶层4。
并且，在所述前侧基板2与后侧基板3中接触所述液晶层4的面中分别设置取向膜13、14，所述液晶层4的液晶分子通过所述取向膜13、14来规定各基板2、3附近的取向方向，以预定的扭转角扭转取向在前后基板2、3之间。
在本实施例中，当设所述液晶元件42的多个象素Pix的反射部的液晶层厚为d1、透射部Pt的液晶层厚为d2时，将所述反射部Pr与透射部Pt的液晶层厚d1、d2设定成d1d2的关系，将所述液晶层4的液晶分子排列的扭转角Φ、所述多个象素Pix的反射部Pr及透射部Pt的液晶各向异性折射率Δn与液晶层厚d的积Δnd(下面，将反射部Pr的Δnd记作Δnd1，透射部Pt的Δnd记作Δnd2)的值设定成如下值，使液晶分子处于初始扭转取向状态的无电场时，具有在透射光的常光与异常光之间施加1/4波长(约140nm)相位差的延迟，在向所述象素Pix的电极5、6之间施加液晶分子相对基板2、3面实质上垂直向上取向的电场时，延迟实质上变为0。
所述液晶层4的液晶分子排列的扭转角Φ最好在60～70度的范围，多个象素Pix的反射部Pr的Δnd1的值与透射部Pt的Δnd2的值最好在195±10nm～235±10nm的范围，通过将所述液晶分子排列的扭转角与所述Δnd1、Δnd2的值设定在该范围下，可使所述液晶层4在无电场时具有1/4波长的延迟。
在本实施例中，将所述液晶分子排列的扭转角Φ设定为64度，将多个象素Pix的反射部Prx与透射部Pt的Δnd1、Δnd2的值设定在195±10nm，使所述液晶层4在无电场时具有1/4波长的延迟。
在本实施例中，如图1所示，滞相轴17a沿从前侧看与同前侧偏振光板14的透射轴14a平行的画面的横轴x向左成45度的方向配置前侧相位差板17，滞相轴17a沿从前侧看与所述画面的横轴x向左成135度的方向配置后侧相位差板17。
另外，配置在所述液晶元件1与前侧相位差板16之间的扩散层18是使从一个面入射的光扩散、从另一面射出的前方扩散层，该扩散层1由混入了光扩散粒子的粘接剂或透明树脂膜构成。
本液晶显示装置与上述第1实施例一样，利用所述液晶元件1的多个象素Pix的反射部Prx来进行反射显示，利用所述液晶元件42的多个象素Pix的透射部Pt来进行透射显示。
即，该液晶显示装置进行未向所述液晶元件42的电极5、6之间施加电场时的显示是亮显示的常白模式的反射显示，该显示在所述液晶元件42的液晶分子取向在初始扭转取向状态时变为最亮的亮显示，在所述液晶分子相对基板2、3实质垂直向上取向时，变为最暗的黑的暗显示。
在该液晶显示装置中，反射显示时的射出光是往复透过所述滤色镜9R、9G、9B后的着色光，透射显示时的射出光是仅单方向1次透过所述滤色镜9R、9G、9B后的着色光。如上所述，为了提高多个象素Pix的反射部Pr的滤色镜49R、49G、49B的透射率，在所述液晶元件42的前侧基板2的内表面中设置所述反射部Pr所对应的多个非着色膜41，在前侧基板2的内表面中，使各滤色镜49R、49G、49B的所述反射部Pr所对应的部分重叠在所述非着色膜9上，以所述反射部Pr所对应的部分的膜厚比所述透射部Pt所对应的部分的膜厚小的膜厚比来形成分别对应于所述多个象素Pix的红、绿、蓝3色滤色镜49R、49G、49B，所以所述反射部Pr入射到滤光器49R、49G、49B的光的透射率变高，可减小所述反射显示时与透射显示时射出光的色纯度与强度差异，可显示反射显示时与透射显示时质量都好的彩色图像。
在本实施例中，如上所述，将所述滤色镜49R、49G、49B的所述反射部Pr所对应部分的膜厚设定在如下值，即从前侧入射到所述反射部Pr、并由所述反射膜8反射后射到前侧的光作为充分色纯度和亮度的着色光射出，将所述透射部Pt所对应部分的膜厚设定在如下值，即从后侧入射到所述透射部Pt、并透过该透射部Pt后射到前侧的光作为充分色纯度和亮度的着色光射出，所以在反射显示时和透射显示时都可显示质量好的彩色图像。
图11是表示本发明第5实施例的液晶显示装置的局部截面图，本实施例的液晶显示中，液晶元件52的前侧基板2的内表面中设置的非着色膜51的膜厚比上述第1实施例厚，所述多个象素Pix的反射部Pr的液晶层厚d1与透射部Pt的液晶层厚d2被设定成d1＜d2的关系。在本实施例中，将所述反射部Prx所对应的部分分别重叠在所述非着色膜5上，以所述反射部Pr所对应部分的膜厚比所述透射部Pt所对应部分的膜厚小的膜厚比来形成所述液晶元件51的前侧基板2的内表面的滤色镜59R、59G、59B。
另外，在本实施例中，将所述液晶元件52的液晶层4的液晶分子排列的扭转角Φ、多个象素Pix的反射部Pr的Δnd1的值设定成如下值，使所述液晶分子处于初始扭转取向状态的无电场时，具有在透射光的常光与异常光之间施加1/4波长的相位差的延迟，在施加所述液晶分子相对基板2、3面实质上垂直向上取向的电场时，延迟实质上变为0，同时，将所述多个象素Pix的透射部Pt的Δnd2设定成如下值，使得在无电场时，具有在透射光的常光与异常光之间施加1/2波长的相位差的延迟，在施加液晶分子相对基板2、3面实质上垂直向上取向的电场时，延迟实质上变为0。
本实施例的液晶显示装置与第1实施例的不同之处在于将液晶元件1的多个象素Pix的反射部Pr与透射部Pt的液晶层厚d1、d2设为d1＜d2，使所述反射部Pr的Δnd1与透射部Pt的Δnd2彼此不同，其它结构与上述第1实施例相同，图中对重复说明附加相同符号，并省略说明。
本实施例的液晶显示装置也利用所述液晶元件52的多个象素Pix的反射部Pr来进行反射显示，利用所述液晶元件52的多个象素Pix的透射部Pt来进行透射显示，与上述第3实施例的液晶显示装置一样，进行反射显示和透射显示。
另外，本实施例的液晶显示装置中也在所述液晶元件52的前侧基板2的内表面中设置多个象素Pix的反射部Pr所对应的多个非着色膜51，在该前侧基板2的内表面中以上述膜厚比来形成滤色镜59R、59G、59B，所以可减小所述反射显示时和透射显示射出光的色纯度与强度的差异，在反射显示时和透射显示都显示质量好的彩色图像。
在上述第4及第5实施例中，省略配置在液晶元件42、52与前侧相位差板17之间的扩散层18，并在上述第4及第5实施例中，在液晶元件42、52的前侧基板2的内表面中分别对应于多个象素Pix的反射部Pr所设置的非着色膜41、51中，混入散光粒子，将该非着色膜作为光扩散性非着色膜，由此可防止显示观察者的脸等外景映到液晶元件1的反射膜8上所见的外景映入现象。
图12-图14表示本发明的第6实施例，图12是液晶元件的局部截面图，图13是所述液晶元件的多个象素及非着色层与滤色镜的平面图，图14是表示所述液晶元件制造中的非着色层与滤色镜的形成方法的工序图。
本实施例的液晶显示装置与上述第1实施例的不同之处在于滤色镜与透明部件的结构不同，对相同部件附加相同符号，省略说明。
本液晶显示装置中使用的液晶元件62如图12所示，在作为显示观察侧的前侧(图12中为上侧)的透明基板2与相对该前侧基板2的后侧透明基板3之间设置液晶层4，在所述前侧基板2与后侧基板3的相对内表面之一中设置至少一个透明电极5，在另一内表面中设置由与所述透明电极5相对区域形成多个象素Pix的多个透明电极6。另外，在液晶元件62的所述液晶层4的靠后侧，具有分别对应于所述多个象素Pix内的预定区域设置的多个反射膜8，通过所述多个象素Pix的设置所述反射膜8的区域，形成将从前侧入射的光由反射膜8反射后射向前侧的反射部Pr，通过所述多个象素Pix的所述反射部Pr以外的区域，形成使从后侧入射的光透射后射向前侧的透射部Pt。
该液晶元件62是例如将TFT(薄膜晶体管)设为有源元件7的有源矩阵液晶元件，前侧基板2的内表面中设置的电极5是一块膜状的对向电极，后侧基板3的内表面中设置的电极6是沿行方向及列方向排列成矩阵状所形成的多个象素电极。
在所述前侧基板2的内表面中，形成所述多个象素Pix之间部分所对应的栅格状的遮光膜9。
另外，在所述前侧基板2的内表面中，分别对应于所述多个象素Pix的反射部Pr，使包围所述非着色层61的滤光器侧面紧贴所述非着色层61的周面上，在部分反射部中设置由非散光性的感光性透明树脂构成的非着色层10、和除设置该非着色层10的部分外、分别对应于所述多个象素Pix的多色、例如红、绿、蓝3色滤色镜69R、69G、69B，在这些滤色镜69R、69G、69B及所述非着色层61上形成所述对向电极5。
该液晶元件62如图13所示，是如下三角排列型(也称为镶嵌排列型)的液晶元件，即沿行方向交互排列设置红色滤光器69R的象素Pix、设置绿色滤光器69G的象素Pix和设置蓝色滤光器69B的象素Pix，同时，在每行中沿左右方向交互错位1.5间距来排列相同颜色的滤光器69R、69G、69B的象素Pix，图12表示沿红、绿、蓝滤色镜69R、69G、69B对应的各象素PixZ字状排列的象素列的截面。
在本实施例中，如图12及图13所示，对应于去除各象素Pix的反射部Pr边缘部的中央部来形成所述非着色层61，并对应于各象素Pix的所述非着色层61所对应部分以外的整个区域，将所述红、绿、蓝滤色镜69R、69G、69B形成为比所述象素Pix大的外形、即滤色镜69R、69G、69B的边缘部对应于多个象素Pix之间部分的外形。
并且，在本实施例中，分别在从所述各象素Pix的反射部Pr所对应部分到透射部Pt所对应的部分中，将所述红、绿、蓝滤色镜69R、69G、69B形成相同膜厚，将所述非着色层61形成为与所述滤色镜69R、69G、69B的膜厚相同的厚度。
所述红、绿、蓝滤色镜69R、69G、69B分别重视来自各象素Pix的透射部Pt的射出光的色再现性，形成为透过这些滤色镜69R、69G、69B的光得到充分色再现性的膜厚，另外，所述滤色镜69R、69G、69B的所述反射部Pr所对应的部分的面积与所述非着色层61的面积之比被设定成往复透过所述滤色镜69R、69G、69B的反射部Pr所对应的部分并着色的着色光与透过所述非着色层61后的非着色光相混合后的光得到充分的色再现性的比例。
另外，虽图中省略，但在所述前侧基板2与后侧基板3之一、例如后侧基板3的内表面中，在所述多个象素Pix之间部分中以与象素间距相同的间隔来设置预定高度的多个柱状隔板，并且，在所述前侧基板2与后侧基板3的内表面中分别覆盖所述电极5、6及所述柱状隔板来设置取向膜13、14。
所述前侧基板2与后侧基板3使所述后侧基板3的内表面中设置的未图示的多个柱状隔板的前端抵接另一前侧基板2的内表面，从而由所述多个柱状隔板来规定前侧基板2与后侧基板3的间隔，通过包围所述多个象素A排列成矩阵状的显示区域的未图示的框状密封件来进行接合。
所述液晶元件62通过以下方法来制造，即在所述前侧基板2的内表面中形成所述遮光膜9、多个非着色层61、红、绿、蓝滤色镜69R、69G、69B、对向电极5、和取向膜13，在所述后侧基板3的内表面中，形成所述多个TFT7、未图示的栅极布线及数据布线、多个象素电极6、多个柱状隔板、和取向膜14，在由所述多个柱状隔板来规定基板间隔并经所述框状密封件来接合所述前侧基板2和后侧基板3后，从部分切割所述框状密封件一边所形成的未图示的液晶注入口，通过真空注入法向这些基板2、3之间由所述框状密封件包围的区域中填充液晶，之后密封所述液晶注入口。
在本制造方法中，如下形成所述非着色层61和滤色镜69R、69G、69B。
首先，在前侧基板2的内表面中形成遮光膜9后，在所述基板2的内表面中涂布非散光性的感光性透明树脂，曝光及显影处理该树脂膜，通过分别对应于多个象素Pix的反射部Pr内的一部分的形状布图，如图14A所示，将多个非着色层61形成为大于所述滤色镜69R、69G、69B膜厚的厚度。
该感光性透明树脂是不包含散光粒子或颜料的非散光性树脂，所以在曝光涂布在基板2的内表面上的树脂膜时，照射光不发散，因此，通过从垂直于基板2面的方向照射光，可高精度地将多个非着色层61形成为其周面大致垂直于所述基板2的面的形状。
接着，在形成所述多个非着色层61的基板2上，涂布添加了颜料的感光性彩色抗蚀剂，曝光及显影处理该彩色抗蚀剂，通过对应于多个象素Pix并布图为比所述象素Pix大的外形，如图14B所示，依次形成边缘部对应于多个象素Pix之间部分的外形的红、绿、蓝滤色镜69R、69G、69B。
在形成滤色镜69R、69G、69B中，在曝光所述彩色抗蚀剂时，照射光因彩色抗蚀剂中的颜料而发散，所以所述彩色抗蚀剂膜的非曝光区域也一定程度曝光，曝光后进行显影处理来布图的滤色镜69R、69G、69B的边缘部如图14B所示，形成为向滤光器外缘膜厚慢慢变薄地倾斜的截面形状，但在本实施例中，因为将所述彩色抗蚀剂膜布图为比象素Pix还大的外形、即边缘部对应于多个象素A之间的部分的外形，所以可在多个象素Pix内形成对应部分的膜厚在去除所述非着色层61上的部分后均匀的滤色镜69R、69G、69B。
接着，通过蚀刻或切削所述多个非着色层61突出于所述滤色镜69R、69G、69B上的部分等，一起去除附着在该突出部上的所述彩色抗蚀剂，如图14C所示，使所述滤色镜69R、69G、69B的所述非着色层61周围部分的表面与其它部分的表面在同一平面内，同时，使所述多个非着色层61的顶面与所述滤色镜69R、69G、69B的表面在同一平面内。
即，本液晶元件的制造方法在所述前侧基板62的内表面中将多个非着色层61形成为大于滤色镜69R、69G、69B膜厚的厚度后，在所述基板2上涂布感光性彩色抗蚀剂，并布图为对应于所述多个象素A的外形，形成红、绿、蓝滤色镜69R、69G、69B，之后去除所述非着色层61上的所述彩色抗蚀剂。
本实施例的液晶元件62在前侧基板2的内表面中，分别对应于多个象素Pix的反射部Pr内的一部分来设置非着色层61，在该基板2的内表面中，去除设置所述非着色层61的部分后，设置分别对应于所述多个象素Pix的红、绿、蓝滤色镜69R、69G、69B，所以可从所述多个象素Pix的透射部Pt射出单方向透射所述滤色镜69R、69G、69B后着色的着色光，从所述多个象素Pix的反射部Pr射出往复透过所述滤色镜69R、69G、69B后着色的着色光、和透过所述非着色层10后的非着色光。
并且，在本液晶元件中，由非散光性的感光性透明树脂形成所述非着色层61，所以通过在所述基板2的内表面中涂布所述感光性透明树脂后进行曝光及显示处理，可高精度地将该非着色层形成为周面大致垂直于所述基板2的面的形状。
在液晶元件中，使所述滤色镜69R、69G、69B的包围所述非着色层的滤光器侧面紧贴所述非着色层的周面，所以可使所述滤色镜69R、69G、69B的所述这反射部Pr所对应部分的膜厚在整个区域中变得均匀。
因此，根据该液晶，可以正确比例来设定从多个象素Pix的反射部Pr射出的着色光与非着色光的比例，使从所述反射部Pr射出光的色再现性提高。
另外，上述液晶元件的制造方法的特征在于，如图14A、B、C所示，在前侧基板2的内表面中涂布非散光性的感光性透明树脂，并曝光及显影处理该树脂膜后布图为分别对应于多个象素Pix的反射部Pr内一部分的形状，将多个非着色层61形成为大于滤色镜69R、69G、69B膜厚的厚度，之后，在所述基板2上涂布添加了颜料的感光性彩色抗蚀剂，曝光及显影处理该彩色抗蚀剂膜后布图成所述多个象素Pix所对应的外形，由此形成红、绿、蓝滤色镜69R、69G、69B，同时，去除所述非着色层61上的所述彩色抗蚀剂。根据该制造方法，可得到所述液晶元件，在所述前侧基板2的内表面中，分别对应于多个象素Pix的反射部Pr，在一部分中设置非着色层61，在基板2的内表面中，去除设置所述非着色层61的部分后，使包围所述非着色层10的滤光器侧面紧贴所述非着色层61的周面来设置分别对应于所述多个象素Pix的红、绿、蓝滤色镜69R、69G、69B。
另外，在本实施例中，当在所述前侧基板2的内表面中形成非着色层61与滤色镜69R、69G、69B时，将所述非着色层61形成得比滤色镜69R、69G、69B的膜厚还厚，在形成所述滤色镜69R、69G、69B后，将所述非着色层61的突出于滤色镜69R、69G、69B上的部分与附着在该突出部上的彩色抗蚀剂一起去除，由此使所述非着色层61与所述滤色镜69R、69G、69B的表面在同一平面内，所以使所述多个象素Pix的反射部Pr的液晶层厚在从所述滤色镜69R、69G、69B所对应的着色光射出区域到所述非着色层61所对应的非着色光射出区域中均匀，使所述反射部Pix的着色光射出区域与非着色光射出区域的液晶层的光电特性相同。
在所述前侧基板2的内表面中形成非着色层61与滤色镜69R、69G、69B的情况下，最好最开始将所述非着色层61形成为与滤色镜69R、69G、69B的膜厚相同的厚度，此时，在形成所述滤色镜69R、69G、69B后，只要去除所述非着色层61上的彩色抗蚀剂即可。

图15及图16A-16C表示本发明的第7实施例，图15是液晶元件的局部截面图，图16A-16C是表示所述液晶元件制造中的非着色层与滤色镜的形成方法的工序图。
本实施例的液晶元件72在前侧基板2的内表面中，使分别对应于多个象素Pix的反射部Pr部分设置的非着色层71在滤色镜79R、79G、79B上突出预定高度，使所述非着色层71的突出端抵接作为另一基板的后侧基板3的内表面上，由此通过该非着色层71来规定前侧基板2与后侧基板3的间隔。
本实施例的液晶元件72兼用于在所述非着色层71中规定基板间隔的柱状隔板，但其它结构与上述第1实施例的液晶元件相同，所以在图中附加相同符号，省略重复说明。
在本实施例的液晶元件的制造方法中，如下形成所述非着色层71和滤色镜79R、79G、79B。
首先，在前侧基板2的内表面中形成遮光膜9后，在所述基板2的内表面中涂布非散光性的感光性透明树脂，曝光及显影处理该树脂膜，通过分别对应于多个象素Pix的反射部Pr，布图成所述反射部Pr的部分形状，如图16A所示，将多个非着色层71形成为在所述滤色镜滤色镜79R、79G、79B膜厚上加上预定高度后的厚度。
此时，因为该感光性透明树脂也是不包含散光粒子或颜料的非散光性树脂，所以可高精度地将多个非着色层71形成为其周面大致垂直于所述基板1的面的形状。
接着，在形成所述多个非着色层71的基板2上，涂布添加了颜料的感光性彩色抗蚀剂，曝光及显影处理该彩色抗蚀剂，通过对应于多个象素A、并布图为比所述象素A大的外形，如图16B所示，依次形成边缘部对应于多个象素Pix之间部分的外形的红、绿、蓝滤色镜79R、79G、79B。
接着，通过蚀刻或切削等，如图16C所示，去除所述多个非着色层70突出于滤色镜79R、79G、79B上的部分中附着的彩色抗蚀剂中、所述非着色层71顶面上的彩色抗蚀剂。
即，本液晶元件的制造方法在所述前侧基板2的内表面中，将多个非着色层71形成为在滤色镜79R、79G、79B的膜厚上加上预定高度的厚度后，在所述基板1上涂布感光性彩色抗蚀剂，布图为对应于所述多个象素Pix的外形，从而形成红、绿、蓝滤色镜79R、79G、79B，另外，去除所述非着色层71顶面上的彩色抗蚀剂(colorresist)。
本实施例的液晶元件从多个象素Pix的反射部Pr的滤色镜79R、79G、79B所对应的着色光射出区域与透射部Pt的整个区域，透过液晶层4射出由所述滤色镜79R、79G、79B着色的着色光，从所述多个象素Pix的反射部Pr的非着色层71所对应的非着色光射出区域，不透过液晶层4而射出透过所述这非着色层71的非着色光，本液晶元件中也可以高精度的比率比多个象素Pix的反射部Pr射出着色光与非着色光，得到好的光再现性。
并且，在本实施例中，因为所述非着色层71兼作用于规定基板间隔的柱状隔板，所以不需要所述柱状隔板的形成工序，可简化液晶元件的制造工序。
另外，本实施例的液晶元件的制造方法的特征在于，如图16A-16C所示，在前侧基板2的内表面中涂布非散光性的感光性透明树脂，并曝光及显影处理该树脂膜后，分别对应于多个象素Pix的反射部Pr，布图成其部分形态，由此将多个非着色层71形成为在滤色镜79R、79G、79B的膜厚上加上预定高度后的厚度，同时，去除所述非着色层71上的所述彩色抗蚀剂。根据该制造方法，可得到所述液晶元件72，在所述前侧基板2的内表面中，在多个象素Pix的反射部Pr内，设置兼作用于规定基板间隔的柱状隔板的非着色层71，在基板2的内表面中，去除设置所述非着色，71的部分后，使包围所述非着色层71的滤光器侧面紧贴所述非着色层71的周面来设置分别对应于所述多个象素Pix的红、绿、蓝滤色镜79R、79G、79B。
权利要求
1.一种液晶显示元件，其特征在于具备前侧基板，位于液晶显示元件的观察侧；后侧基板，在与该前侧基板的观察侧相反的面相距预定间隔处，与该相反的面相对配置，并与所述前侧基板间封入液晶层后结合；对向电极，在所述前侧基板和后侧基板的相对内表面之一中形成至少一个；多个象素电极，在所述前侧基板和后侧基板的相对内表面的另一面中，通过与所述对向电极相对的区域，分别形成1个象素；多个反射膜，分别对应于各象素内的预定的部分区域，设置在比配置在所述前侧基板和后侧基板之间的所述液晶层靠后的后侧基板侧，形成反射从前侧基板入射的光后射向前侧基板方向的反射部，并在所述各象素内的预定部分区域以外的区域中，形成使从后侧基板入射的光透射后射向前侧的透射部；多色滤色镜，分别对应于所述多个象素，设置在所述前侧基板和后侧基板之一的内表面上；透明部件，设置在设置了所述滤色镜的基板内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；和前侧偏振光板和后侧偏振光板，配置在所述前侧基板和后侧基板的前侧和后侧。
2.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于在所述滤色镜的对应于所述反射部的部分中，形成摘除该滤色镜的开口，在该开口内配置所述透明部件。
3.根据权利要求2所述的液晶显示元件，其特征在于在对应于象素反射部的所述滤色镜中形成多个所述开口。
4.根据权利要求3所述的液晶显示元件，其特征在于滤色镜由红、绿、蓝3色构成，绿色滤色镜形成的开口数量多于其它颜色滤色镜中形成的开口数量。
5.根据权利要求2所述的液晶显示元件，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.根据权利要求2所述的液晶显示元件，其特征在于密封在所述前侧基板与后侧基板之间的液晶层中，各象素的反射部的液晶层的厚度形成得比透射部的液晶层的厚度薄。
7.根据权利要求6所述的液晶显示元件，其特征在于所述透明膜形成于滤色镜上，由用于将所述象素的反射部的液晶层厚度调整到预定厚度的液晶层厚度的调整膜构成。
8.根据权利要求6所述的液晶显示元件，其特征在于所述反射膜形成在后侧基板的内表面的所述象素电极的所述基板侧，调整各象素的反射部的液晶层厚。
9.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于液晶显示元件由对应于施加于对向电极和象素电极间的电压、向透射光施加光波长λ的1/4的延迟变化的元件构成，并且，在前侧与后侧的偏振光板中至少前侧偏振光板与所述液晶元件之间，配置λ/4相位差板。
10.根据权利要求2所述的液晶显示元件，其特征在于在所述滤色镜的开口部中形成由感光性树脂构成的透明部件。
11.根据权利要求10所述的液晶显示元件，其特征在于透明部件形成为与滤色镜的厚度实质相等的厚度。
12.根据权利要求10所述的液晶显示元件，其特征在于透明部件形成隔板，该隔板具有与滤色镜的开口平面形状实质相等的截面形状，具有厚度比所述滤色镜的膜厚厚，并且，抵接相对基板的内表面，用于将所述液晶层的厚度设定成预定值的厚度。
13.一种液晶显示元件，其特征在于具备前侧基板，位于液晶显示元件的观察侧；后侧基板，在与该前侧基板的观察侧相反的面相距预定间隔处，与该相反的面相对配置，并与所述前侧基板间封入液晶层后结合；对向电极，在所述前侧基板和后侧基板的相对内表面之一中形成至少一个；多个象素电极，在所述前侧基板和后侧基板的相对内表面的另一面中，通过与所述对向电极相对的区域，分别形成1个象素；多个反射膜，分别对应于各象素内的预定的部分区域，设置在比配置在所述前侧基板和后侧基板之间的所述液晶层靠后的后侧基板侧，形成反射从前侧基板入射的光后射向前侧基板方向的反射部，并在所述各象素内的预定部分区域以外的区域中，形成使从后侧基板入射的光透射后射向前侧的透射部；多色滤色镜，包含透射部滤色镜，对应于所述多个象素的透射部，配置在所述前侧基板和后侧基板之一的内表面中，具有预定厚度，和反射部滤色镜，分别对应于所述多个象素的反射部来配置，具有比所述透射部中形成的透射部滤色镜的厚度薄的厚度；透明部件，设置在设置了所述滤色镜的基板内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；和前侧偏振光板和后侧偏振光板，配置在所述前侧基板和后侧基板的前侧和后侧。
14.根据权利要求13所述的液晶显示元件，其特征在于构成液晶显示元件各象素的反射部与透射部中，反射部具有厚度比透射部的液晶层厚小的液晶层。
15.根据权利要求13所述的液晶显示元件，其特征在于所述透明部件混入散光部件。
16.根据权利要求13所述的液晶显示元件，其特征在于液晶显示元件由对应于施加于对向电极和象素电极间的电压、向透射光施加光波长λ的1/4的延迟变化的元件构成，并且，在前侧与后侧的偏振光板中至少前侧偏振光板与所述液晶元件之间，配置λ/4相位差板。
17.根据权利要求13所述的液晶显示元件，其特征在于在前侧基板与后侧基板之一的各象素的反射部中，形成滤色镜与由透明部件构成的透明膜，使各象素的反射部的液晶层厚度比透射部的液晶层厚度薄。
18.根据权利要求13所述的液晶显示元件，其特征在于所述反射膜形成于后侧基板的内表面的所述象素电极的所述基板侧，调整各象素的反射部的液晶层厚。
19.一种液晶显示装置的制造方法，特征在于具备如下工序形成相对配置的一对基板的位于观察侧的前侧基板；多个象素电极，在相对该前侧基板的后侧基板中，在所述后侧基板上，通过与所述前侧基板内表面中形成的对向电极相对的区域，分别形成1个象素；反射膜，用于形成分别对应于所述各象素内的预定部分区域设置、反射从前侧基板入射的光后射向前侧基板方向的反射部、和在所述各象素内的预定部分区域以外的区域中、使从后侧基板入射的光透射后射向前侧的透射部；在所述后侧基板上涂布感光性透明树脂，曝光及显影处理该树脂膜后，布图成分别局部对应于多个象素的反射部内的形状，由此形成多个非着色层，并在所述后侧基板上涂布添加了颜料的感光性彩色抗蚀剂，曝光及显影处理该彩色抗蚀剂，布图成对应于所述多个象素的外形，通过去除所述非着色层上的所述彩色抗蚀剂，形成多色的滤色镜，并且，在所述后侧基板上形成的所述非着色层与滤色镜上，形成与所述象素电极相对的对向电极；将所述前侧基板和后侧基板的各形成有所述象素电极与对向电极的面相对，夹持液晶层后，粘合所述前侧基板和后侧基板；和在彼此粘合的所述前侧基板和后侧基板的两侧配置偏振光板。
20.根据权利要求19所述的液晶显示元件的制造方法，其特征在于形成所述非着色层的工序具有如下工序通过感光性透明树脂来形成隔板，该隔板具有抵接相对基板的内表面，将所述液晶层的厚度设定成预定值的厚度，在前侧基板和后侧基板之间，保持基板间隔。
全文摘要
本发明提供一种在反射显示时和透射显示时都能显示良好质量的彩色图像的反射/透射型液晶显示装置。在液晶元件(1)的比液晶层(4)靠后一侧，对应于多个象素Pix内的预定区域，设置反射膜(8)，通过所述多个象素Pix的设置反射膜(8)的区域，形成将从前侧入射的光由反射膜(8)反射后射向前侧的反射部Pr，通过其它区域形成使从后侧入射的光透射后射向前侧的透射部Pt，同时，在前侧基板(2)的内表面，分别对应于多个象素Pix，设置在所述象素Pix的对应于反射部Pr的部分中形成多个开口10的滤色镜(9R、9G、9B)，在这些滤色镜(9R、9G、9B)上，埋入所述开口(10)内，形成平坦化透明膜(11)。
文档编号G02F1/1333GK1490648SQ03155759
公开日2004年4月21日 申请日期2003年9月1日 优先权日2002年8月30日
发明者荒井则博, 西野利晴, 铃木刚, 小林君平, 水迫亮太, 太, 平, 晴 申请人:卡西欧计算机株式会社