(57)【要約】本発明は、簡便な製造工程で製造コストの上昇を最小限に抑えつつ、高品位な反射表示及び透過表示の両立が可能な半透過型の液晶表示装置を提供する。本発明は、背面偏光子、一対の基板と該一対の基板間に挟まれた液晶層とを有する液晶セル、及び、該背面偏光子の吸収軸に対して吸収軸が直交する観察面偏光子を備え、透過表示及び反射表示を行う半透過型の液晶表示装置であって、透過表示領域及び反射表示領域では、液晶層と観察面偏光子との間に、１．５≦Ｎｚ≦９．０を満たし、面内遅相軸が観察面偏光子の吸収軸に対して直交し、２０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０）≦８０ｎｍを満たす第一の位相差層を備え、反射表示領域では、第一の位相差層と観察面偏光子との間に、電圧無印加時に観察面偏光子から入射する直線偏光を第一の位相差層とともに円偏光に変換する第二の位相差層を備える垂直配向モードの液晶表示装置。
2009090778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面偏光子、一対の基板と該一対の基板間に挟まれた液晶層とを有する液晶セル、及び、該背面偏光子の吸収軸に対して吸収軸が直交する観察面偏光子を備え、透過表示及び反射表示を行う半透過型の液晶表示装置であって、
該液晶表示装置は、電圧無印加時に、該液晶層中の液晶分子を該基板に対して垂直に配向させるものであり、
透過表示領域及び反射表示領域では、該液晶層と該観察面偏光子との間に、波長５５０ｎｍにおけるＮｚ係数が１．５≦Ｎｚ≦９．０を満たし、面内遅相軸が該観察面偏光子の該吸収軸に対して直交し、波長５５０ｎｍにおける面内位相差Ｒｅ（５５０）が２０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０）≦８０ｎｍを満たす第一の位相差層を備え、
該反射表示領域では、該第一の位相差層と該観察面偏光子との間に、電圧無印加時に該観察面偏光子から入射する直線偏光を該第一の位相差層とともに円偏光に変換する第二の位相差層を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
背面偏光子、一対の基板と該一対の基板間に挟まれた液晶層とを有する液晶セル、及び、該背面偏光子の吸収軸に対して吸収軸が直交する観察面偏光子を備え、透過表示及び反射表示を行う半透過型の液晶表示装置であって、
該液晶表示装置は、電圧無印加時に、該液晶層中の液晶分子を該基板に対して垂直に配向させるものであり、
透過表示領域及び反射表示領域では、該液晶層と該背面偏光子との間に、波長５５０ｎｍにおけるＮｚ係数が１．５≦Ｎｚ≦９．０を満たし、面内遅相軸が該観察面偏光子の該吸収軸に対して平行であり、波長５５０ｎｍにおける面内位相差Ｒｅ（５５０）が２０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０）≦８０ｎｍを満たす第一の位相差層を備え、
該反射表示領域では、該第一の位相差層と該観察面偏光子との間に、電圧無印加時に該観察面偏光子から入射する直線偏光を該第一の位相差層とともに円偏光に変換する第二の位相差層を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記第一の位相差層及び前記第二の位相差層の少なくとも一方は、前記液晶セルの内部に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶表示装置は、前記第一の位相差層の波長５５０ｎｍにおける面内位相差をＲ１ｘｙ（ｎｍ）とし、前記第一の位相差層の面内遅相軸と前記第二の位相差層の面内遅相軸とがなす角度をα（°）としたときに、下記式（１）の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
４４＋０．２×Ｒ１ｘｙ≦α≦５４＋０．２×Ｒ１ｘｙ      （１）
【請求項５】
前記液晶表示装置は、前記第一の位相差層の波長５５０ｎｍにおける面内位相差をＲ１ｘｙ（ｎｍ）とし、前記第二の位相差層の波長５５０ｎｍにおける面内位相差をＲ２ｘｙ（ｎｍ）としたときに、下記式（２）の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
１．０１５×Ｒ１ｘｙ＋１００≦Ｒ２ｘｙ≦１．０１５×Ｒ１ｘｙ＋１２５      （２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、携帯電話等のモバイル機器に好適に用いられる半透過型の液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、携帯電話、コンピュータ、テレビジョンをはじめとする様々な電子機器の表示装置として、広く用いられている。特に、ＴＦＴ方式の液晶表示装置（以下「ＴＦＴ−ＬＣＤ」ともいう。）が広く普及し、市場の一層の拡大が期待されており、これに伴って、画質のより一層の向上が要望されている。また、近年では携帯電話等のモバイル機器の需要が急速に高まっており、透過型液晶表示装置に比べて、低消費電力化が可能な反射型液晶表示装置も注目されている。【０００３】
この反射型液晶表示装置は、外部からの入射光を反射板で反射させて表示を行うものであり、バックライトが不要であるためにその分の消費電力が節約され、透過型液晶表示装置に比べて長時間駆動を可能とするといった利点がある一方で、外光を利用して表示を行うので、外光強度の低い暗所では表示品位が低下する問題がある。この問題を解決するために、反射板の一部に透過部を設けることで反射表示領域と透過表示領域とを共存させ、また背面側に照明用バックライトを備えることで、反射型及び透過型の液晶表示装置の両方の特長を持ち合わせる半透過型の液晶表示装置が開発されている。この方式では、明所及び暗所の両方で良好な表示品位を得ることができる。特に、高コントラスト比を実現しやすいという観点から、垂直配向（ＶＡ）液晶モードの液晶セルを用いた半透過型液晶表示装置の提案がなされている（例えば、特許文献１及び２参照。）。【０００４】
さて、電圧無印加時に黒表示を行うノーマリブラック型の反射型液晶表示装置を実現する場合、電圧無印加時に反射板に入射する直前の偏光状態を円偏光にしておく必要があり、特に電圧無印加時に液晶セルの位相差が実質的にゼロである垂直配向液晶モードの液晶セルを用いる場合においては、偏光板に円偏光板を用いたいわゆる円偏光モードを採用する必要がある。ここで円偏光板とは、右円偏光及び左円偏光のいずれか一方を透過し、他方を吸収又は反射する光学素子のことであり、一般には無偏光から直線偏光を分離する直線偏光板（偏光子）と、直線偏光を円偏光に変換する例えば１／４波長板のような位相差層との組み合わせにより構成される。【０００５】
反射型液晶表示装置に透過表示領域を設けて半透過型液晶表示装置とする場合、透過表示領域の観察面偏光板が自動的に円偏光板となり、透過表示領域も自動的に円偏光モードを採用することとなってしまう。透過表示には本来円偏光が不要であるため、この場合、背面側にも円偏光板を配置して観察面側に配置した円偏光板の、直線偏光を円偏光に変換する効果を打ち消すこととなる。しかしながら、この方式は、一般の直線偏光板を用いた直線偏光モードと比べて視野角が狭く、コントラスト比が確保しにくいという課題がある。そこで、セル内部の反射表示領域にだけ直線偏光を円偏光に変換する位相変換機能を有する位相差層を設ける、いわゆるインセル位相差技術が開示されている（例えば、特許文献３〜５参照。）。これらの構成では透過表示領域において、直線偏光モードを採用することができるため、上述した課題を解決することができる。また、液晶表示装置の薄型化及び高耐久化にも有利である。【０００６】
しかしながら、従来のインセル位相差技術を採用しても、なお、半透過型液晶表示装置には、下記（１）及び（２）の課題がある。すなわち、（１）セル内部の反射表示領域だけに設けられるインセル位相差層は、通常、液晶性材料により構成されるため、液晶性材料が持つ複屈折の波長分散の影響で、直線偏光を円偏光に変換する機能にも波長分散があり、その結果、反射表示が着色してしまう。この対策として、カラーフィルタ基板の色（ＲＧＢ）毎に最適な位相差を有するインセル位相差層をパターニングする技術が開示されているものの（例えば、特許文献５及び６参照。）、この方法では、インセル位相差層の複雑なパターニングが必要となり、製造コストが上昇してしまう。また、（２）一般的には透過表示領域にも視野角拡大のための位相差層が必要となるが、液晶表示装置の薄型化及び高耐久化を目的として、透過表示用の位相差層もインセル化する場合、製造コストが更に上昇してしまう。なお、垂直配向モードの透過型液晶表示装置の視野角拡大には、基板法線方向に最小の主屈折率をもつ２軸性位相差層の配置が有効であることが知られており、該２軸性位相差層を基板上に塗布することにより形成する技術も開示されている（例えば、特許文献７及び８参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２９０１０号公報
【特許文献２】特開２０００−３５５７０号公報
【特許文献３】特開２００３−３２２８５７号公報
【特許文献４】特開２００４−４４９４号公報
【特許文献５】国際公開第２００７／０６３６２９号パンフレット
【特許文献６】特開２００４−２４０１０２号公報
【特許文献７】特表２００５−５１３２４１号公報
【特許文献８】特開２００６−３２３０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、簡便な製造工程で製造コストの上昇を最小限に抑えつつ、高品位な反射表示及び透過表示の両立が可能な半透過型の液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、背面偏光子、一対の基板と該一対の基板間に挟まれた液晶層とを有する液晶セル、及び、該背面偏光子の吸収軸に対して吸収軸が直交する観察面偏光子を備え、透過表示及び反射表示を行う半透過型の液晶表示装置について種々検討したところ、背面偏光子と観察面偏光子との直交性に着目した。そして、電圧無印加時に、液晶層中の液晶分子を基板に対して垂直に配向させることにより、透過表示領域及び反射表示領域において、正面方向においては背面偏光子と観察面偏光子との直交性を保持することができるため、高いコントラスト比を得ることができるものの、斜め方向においては背面偏光子と観察面偏光子との直交性を保持することができないため、視野角が狭くなることを見いだした。そこで、透過表示領域及び反射表示領域において、液晶層と観察面偏光子との間に、波長５５０ｎｍにおけるＮｚ係数が１．５≦Ｎｚ≦９．０を満たし、面内遅相軸が観察面偏光子の吸収軸に対して直交し、波長５５０ｎｍにおける面内位相差Ｒｅ（５５０）が２０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０）≦８０ｎｍを満たす第一の位相差層を設けることにより、透過表示領域においては、第一の位相差層を用いて、電圧無印加時に、正面方向において背面偏光子と観察面偏光子との直交性を保持しつつ、斜め方向においても背面偏光子と観察面偏光子との直交性を保持することができるため、透過表示の視野角を拡大することができ、その結果、高品位な透過表示を実現することができることを見いだした。【０００９】
また、反射表示領域において、第一の位相差層と観察面偏光子との間に、電圧無印加時に観察面偏光子から入射する直線偏光を第一の位相差層とともに円偏光に変換する第二の位相差層を設けることにより、反射表示領域においては、第一及び第二の位相差層を用いて、電圧無印加時に、広波長域にわたって、反射板等の反射部材に入射する直前の偏光状態を円偏光にすることができるため、反射表示の着色を低減することができるとともに、正面方向のコントラスト比を向上させることができ、その結果、高品位な反射表示を実現することができることを見いだした。更に、第一及び第二の位相差層を形成するのに必要なパターニングの回数を最小限に抑えることにより、製造工程の簡便化、及び、製造コストダウンを実現することができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。【００１０】
すなわち、本発明は、背面偏光子、一対の基板と上記一対の基板間に挟まれた液晶層とを有する液晶セル、及び、上記背面偏光子の吸収軸に対して吸収軸が直交する観察面偏光子を備え、透過表示及び反射表示を行う半透過型の液晶表示装置であって、上記液晶表示装置は、電圧無印加時に、上記液晶層中の液晶分子を上記基板に対して垂直に配向させるものであり、透過表示領域及び反射表示領域では、上記液晶層と上記観察面偏光子との間に、波長５５０ｎｍにおけるＮｚ係数が１．５≦Ｎｚ≦９．０を満たし、面内遅相軸が上記観察面偏光子の上記吸収軸に対して直交し、波長５５０ｎｍにおける面内位相差Ｒｅ（５５０）が２０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０）≦８０ｎｍを満たす第一の位相差層を備え、上記反射表示領域では、上記第一の位相差層と上記観察面偏光子との間に、電圧無印加時に上記観察面偏光子から入射する直線偏光を上記第一の位相差層とともに円偏光に変換する第二の位相差層を備える液晶表示装置（以下「第一の液晶表示装置」ともいう。）である。【００１１】
本発明の第一の液晶表示装置は、背面偏光子、一対の基板と上記一対の基板間に挟まれた液晶層とを有する液晶セル、及び、上記背面偏光子の吸収軸に対して吸収軸が直交する観察面偏光子を備え、透過表示及び反射表示を行う半透過型の液晶表示装置である。本明細書で「偏光子」とは、自然光を直線偏光に変える機能を有する素子のことである。背面偏光子とは、液晶セルよりも背面側に配置された偏光子のことであり、観察面偏光子とは、液晶セルよりも観察面側に配置された偏光子のことである。背面偏光子と観察面偏光子とは、吸収軸が互いに直交するように配置（クロスニコル配置）されている。なお、本発明の第一の液晶表示装置は、観察面偏光子の吸収軸が背面偏光子の吸収軸に対して完全に直交している形態に限定されるものではなく、正面方向において高いコントラスト比を得ることができるのであれば、観察面偏光子の吸収軸と背面偏光子の吸収軸とのなす角度は、９０°からずれていてもよい。液晶層（スイッチング用液晶層）とは、該液晶層中の液晶分子の配向状態を電気的に変化させることができるものである。透過表示とは、バックライトから背面偏光子を介して液晶セルに入射した照明光を、観察面偏光子を介して観察面側に透過させることで行う表示のことであり、透過表示領域とは、透過表示に用いられる領域のことである。反射表示とは、観察面側から観察面偏光子を介して液晶セルに入射した外光を、反射部材（反射板等）により再び観察面側に反射させて行う表示のことであり、反射表示領域とは、反射表示に用いられる領域のことである。【００１２】
上記第一の液晶表示装置は、電圧無印加時に、上記液晶層中の液晶分子を上記基板に対して垂直に配向させるものである。すなわち、液晶層は、電圧無印加時に、液晶分子が基板に対して垂直に配向する垂直配向液晶層である。このような液晶表示装置の表示モードとしては、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＢＶＡ（Ｂｉａｓｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ−Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＲｅｖｅｒｓｅＴＮモード等のＶＡモードが挙げられる。液晶層は、通常、ネマチック液晶を含む。また、本発明の液晶表示装置は、背面偏光子と観察面偏光子とがクロスニコル配置されており、液晶層が電圧無印加時に複屈折性を示さないことから、高コントラスト比を実現しやすいノーマリブラックモードの液晶表示装置である。なお、液晶層中の液晶分子は、電圧無印加時に基板に対して完全に垂直に配向している必要はなく、応答速度の向上等を目的として、多少傾斜して配向させられていてもよいし、マルチドメイン化を目的として、配向制御用の構造物に起因して傾斜していてもよい。【００１３】
上記第一の液晶表示装置は、透過表示領域では、上記液晶層と上記観察面偏光子との間に、波長５５０ｎｍにおけるＮｚ係数が１．５≦Ｎｚ≦９．０を満たし、面内遅相軸が上記観察面偏光子の上記吸収軸に対して直交し、波長５５０ｎｍにおける面内位相差Ｒｅ（５５０）が２０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０）≦８０ｎｍを満たす第一の位相差層を備える。これにより、透過表示領域では、電圧無印加時に、正面方向における背面偏光子と観察面偏光子との直交性を保持しつつ、斜め方向においても背面偏光子と観察面偏光子との直交性を保持することができることから、透過表示の視野角を拡大することができる。また、第一の位相差層は透過表示領域及び反射表示領域の両方にわたって設けられるため、例えば、第一の位相差層を、パターニングを行うことなく形成することにより、製造コストの上昇を抑えることができる。本明細書で「位相差層」とは、光学的異方性を有する層のことであり、位相差フィルム、位相差板、光学異方性層、複屈折層、複屈折媒体等と同義である。Ｎｚ係数は、第一の位相差層の面内方向の主屈折率をｎ１ｘ、ｎ１ｙ（ｎ１ｘ＞ｎ１ｙ）とし、法線方向の主屈折率をｎ１ｚとしたときに、Ｎｚ＝（ｎ１ｘ−ｎ１ｚ）／（ｎ１ｘ−ｎ１ｙ）と定義される。第一の位相差層のＮｚ係数が１．５未満である、Ｎｚ係数が９．０を超える、Ｒｅ（５５０）が２０ｎｍ未満である、又は、Ｒｅ（５５０）が８０ｎｍを超えると、透過表示の視野角を拡大する効果が充分に得られないおそれがある。透過表示の視野角をより拡大するためには、上記第一の位相差層は、２≦Ｎｚ≦７を満たし、４０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０）≦６０ｎｍを満たすことがより好ましい。また、製造コストの上昇を抑えるためには、上記第一の位相差層は、パターニングを行うことなく形成されたものであることが好ましい。上記第一の位相差層の構造は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよいが、製造コストの上昇をより抑えるためには、単層構造であることが好ましい。【００１４】
上記第一の液晶表示装置は、反射表示領域では、上記液晶層と上記観察面偏光子との間に、波長５５０ｎｍにおけるＮｚ係数が１．５≦Ｎｚ≦９．０を満たし、面内遅相軸が上記観察面偏光子の上記吸収軸に対して直交し、波長５５０ｎｍにおける面内位相差Ｒｅ（５５０）が２０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０）≦８０ｎｍを満たす第一の位相差層を備え、上記第一の位相差層と上記観察面偏光子との間に、電圧無印加時に上記観察面偏光子から入射する直線偏光を上記第一の位相差層とともに円偏光に変換する第二の位相差層を備える。これにより、反射表示領域では、例えば、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第一及び第二の位相差層を用いて、観察面偏光子から入射した直線偏光（Ｐ０）から円偏光（Ｐ２）への変換を２回の偏光変換（Ｐ０→Ｐ１、Ｐ１→Ｐ２）に分けて行うことから、図１１（ｃ）に示すように、第一及び第二の位相差層の複屈折の波長分散の影響を自己補償することができ、その結果、広波長域にわたって、反射板等の反射部材に入射する直前の偏光状態を円偏光にすることができるので、反射表示の着色を低減することができるとともに、正面方向におけるコントラスト比を向上させることができる。また、例えば、第二の位相差層を形成するのに必要なパターニングの回数を最小限に抑えることにより、製造コストの上昇を抑えることができる。なお、本発明では、第二の位相差層が第一の位相差層よりも観察面側に配置されているが、例えば、第二の位相差層が第一の位相差層よりも背面側に配置されていると、反射表示領域において、観察面偏光子から少なくとも法線方向に入射する直線偏光に対して、第一の位相差層が実質的に偏光変換機能を有さないため、観察面偏光子から入射した直線偏光を第二の位相差層とともに円偏光に変換することができなくなる。上記第二の位相差層は、電圧無印加時に、該第二の位相差層よりも背面側に配置された第一の位相差層とともに、円偏光に変換することができるものである限り、例えば、電圧無印加時に、第一の位相差層及び液晶層とともに円偏光に変換するものであってもよい。すなわち、上記第二の位相差層は、該第二の位相差層よりも背面側に配置された第一の位相差層、及び、電圧無印加時に複屈折を僅かに持つ液晶層とともに、円偏光に変換するものであってもよい。製造コストの上昇を抑えるためには、上記第二の位相差層は、１回のパターニングで形成されたものであることが好ましい。上記第二の位相差層の構造もまた、単層構造であってもよく、積層構造であってもよいが、製造コストの上昇をより抑えるためには、単層構造であることが好ましい。なお、波長５５０ｎｍにおける面内位相差Ｒｅ（５５０）は、後述するＲ１ｘｙ、Ｒ２ｘｙと同様に定義される。【００１５】
本発明はまた、背面偏光子、一対の基板と上記一対の基板間に挟まれた液晶層とを有する液晶セル、及び、上記背面偏光子の吸収軸に対して吸収軸が直交する観察面偏光子を備え、透過表示及び反射表示を行う半透過型の液晶表示装置であって、上記液晶表示装置は、電圧無印加時に、上記液晶層中の液晶分子を上記基板に対して垂直に配向させるものであり、透過表示領域及び反射表示領域では、上記液晶層と上記背面偏光子との間に、波長５５０ｎｍにおけるＮｚ係数が１．５≦Ｎｚ≦９．０を満たし、面内遅相軸が上記観察面偏光子の上記吸収軸に対して平行であり、波長５５０ｎｍにおける面内位相差Ｒｅ（５５０）が２０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０）≦８０ｎｍを満たす第一の位相差層を備え、上記反射表示領域では、上記第一の位相差層と上記観察面偏光子との間に、電圧無印加時に上記観察面偏光子から入射する直線偏光を上記第一の位相差層とともに円偏光に変換する第二の位相差層を備える液晶表示装置（以下「第二の液晶表示装置」ともいう。）でもある。本発明の第二の液晶表示装置は、第一の位相差層の配置場所が異なり、そのために第一の位相差層の面内遅相軸と観察面偏光子の吸収軸との配置関係が異なること以外は、本発明の第一の液晶表示装置と同様である。したがって、本発明の第二の液晶表示装置によれば、本発明の第一の液晶表示装置と同様の作用効果を得ることができる。また、本発明の第一の液晶表示装置に関する各形態、説明等の記載についても本発明の第二の液晶表示装置に適宜適用することができる。【００１６】
本発明の第一及び第二の液晶表示装置は、上記背面偏光子、液晶セル、観察面偏光子、第一の位相差層及び第二の位相差層を構成要素として備えるものである限り、その他の部材については構成要素として有していても有していなくてもよく、特に限定されるものではない。本発明の第一及び第二の液晶表示装置は、透過表示を行うために、通常、背面偏光子よりも背面側にバックライト（照明用バックライト）を有する。また、反射表示を行うために、本発明の第一の液晶表示装置は、通常、背面偏光子と液晶層との間に反射部材を有し、本発明の第二の液晶表示装置は、通常、背面偏光子と第一の位相差層との間に反射部材を有する。なお、本発明の第一の液晶表示装置は、第一の位相差層の面内遅相軸が観察面偏光子の吸収軸に対して完全に直交している形態に限定されるものではなく、正面方向において高いコントラスト比を得ることができるのであれば、第一の位相差層の面内遅相軸と観察面偏光子の吸収軸とのなす角度は、９０°から±５°程度ずれていてもよい。また、本発明の第二の液晶表示装置は、第一の位相差層の面内遅相軸が観察面偏光子の吸収軸に対して完全に平行である形態に限定されるものではなく、正面方向において高いコントラスト比を得ることができるのであれば、第一の位相差層の面内遅相軸と観察面偏光子の吸収軸とのなす角度は、０°から±５°程度ずれていてもよい。更に、本発明の第一及び第二の液晶表示装置において、第一及び第二の位相差層は、直線偏光を完全な円偏光に変換する形態に限定されるものではなく、正面方向において高いコントラスト比を得ることができるのであれば、上記円偏光は、完全な円偏光からずれていてもよい。【００１７】
本発明の第一及び第二の液晶表示装置の好ましい形態について以下に詳しく説明する。
上記第一の位相差層及び上記第二の位相差層の少なくとも一方は、上記液晶セルの内部に配置されていることが好ましい。すなわち、上記第一の位相差層及び第二の位相差層の少なくとも一方は、インセル位相差層であることが好ましい。インセル位相差技術を適用することにより、液晶表示装置の薄型化及び高耐久化を図ることができる。また、液晶セルを構成する基板上にカラーフィルタ層、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子層等を設ける場合、該カラーフィルタ層、ＴＦＴ素子層等の形成と同時に位相差層のパターニングを行なうことができるため、第二の位相差層のパターニングが容易となる。【００１８】
上記第一及び第二の液晶表示装置は、上記第一の位相差層の波長５５０ｎｍにおける面内位相差をＲ１ｘｙ（ｎｍ）とし、上記第一の位相差層の面内遅相軸と上記第二の位相差層の面内遅相軸とがなす角度をα（°）としたときに、下記式（１）の関係を満たすことが好ましい。
４４＋０．２×Ｒ１ｘｙ≦α≦５４＋０．２×Ｒ１ｘｙ      （１）
式中、Ｒ１ｘｙは、第一の位相差層の面内方向の主屈折率をｎ１ｘ、ｎ１ｙ（ｎ１ｘ＞ｎ１ｙ）とし、厚みをｄ１としたときに、Ｒ１ｘｙ＝（ｎ１ｘ−ｎ１ｙ）×ｄ１と定義される。【００１９】
上記第一及び第二の液晶表示装置は、上記第一の位相差層の波長５５０ｎｍにおける面内位相差をＲ１ｘｙ（ｎｍ）とし、上記第二の位相差層の波長５５０ｎｍにおける面内位相差をＲ２ｘｙ（ｎｍ）としたときに、下記式（２）の関係を満たすことが好ましい。
１．０１５×Ｒ１ｘｙ＋１００≦Ｒ２ｘｙ≦１．０１５×Ｒ１ｘｙ＋１２５      （２）
式中、Ｒ１ｘｙは、上記と同様に定義され、Ｒ２ｘｙは、第二の位相差層の面内方向の主屈折率をｎ２ｘ、ｎ２ｙ（ｎ２ｘ＞ｎ２ｙ）とし、厚みをｄ２としたときに、Ｒ２ｘｙ＝（ｎ２ｘ−ｎ２ｙ）×ｄ２と定義される。【００２０】
上記式（１）及び（２）は、次のようにして導出されたものである。
図１２は、本発明の第一及び第二の液晶表示装置の反射表示領域における積層構造を示す斜視模式図である。
本発明の第一及び第二の液晶表示装置は、反射表示領域において、観察面偏光子２０、第二の位相差層６、第一の位相差層３及び反射部材（反射板）５がこの順に積層された構造を有する。なお、液晶セルは電圧無印加時に複屈折性を持たないため、図１２では省略されている。反射表示に用いられる光は、観察面偏光子２０に入射し、第二の位相差層６、第一の位相差層３の順に通過し、反射部材５によって反射された後、第一の位相差層３、第二の位相差層６の順に通過し、再度、観察面偏光子２０に向かう。このとき、第一の位相差層３のＲ１ｘｙ（ｎｍ）を変化させながら、光が観察面偏光子２０によって遮断されるときの、第一の位相差層３の面内遅相軸ｓと第二の位相差層６の面内遅相軸ｓとがなす角度α（°）、及び、第二の位相差層６のＲ２ｘｙ（ｎｍ）のそれぞれの最適値を液晶表示器設計用シミュレータ（商品名：ＬＣＤマスター、シンテック社製）を用いて算出した。結果を図１３及び１４に示す。【００２１】
図１３に示すように、第一の位相差層３のＲ１ｘｙ（ｎｍ）と角度α（°）との最適関係は、α≒０．２×Ｒ１ｘｙ＋４９で表される。したがって、反射表示領域において、第一及び第二の位相差層を用いて黒表示状態を実現するためには、作用効果の同一性、製造ばらつき等を考慮すると、上記第一及び第二の液晶表示装置は、４４＋０．２×Ｒ１ｘｙ≦α≦５４＋０．２×Ｒ１ｘｙ、すなわち式（１）の関係を満たすことが好ましい。より好ましくは、上記第一及び第二の液晶表示装置は、４７＋０．２×Ｒ１ｘｙ≦α≦５１＋０．２×Ｒ１ｘｙを満たす。【００２２】
図１４に示すように、第一の位相差層３の位相差Ｒ１ｘｙ（ｎｍ）と第二の位相差層６の位相差Ｒ２ｘｙ（ｎｍ）との最適関係は、Ｒ２ｘｙ≒１．０１５×Ｒ１ｘｙ＋１１５で表される。したがって、反射表示領域において、第一及び第二の位相差層を用いて黒表示状態を実現するためには、作用効果の同一性、製造ばらつき等を考慮すると、上記第一及び第二の液晶表示装置は、１．０１５×Ｒ１ｘｙ＋１００≦Ｒ２ｘｙ≦１．０１５×Ｒ１ｘｙ＋１２５、すなわち式（２）の関係を満たすことが好ましい。より好ましくは、上記第一及び第二の液晶表示装置は、１．０１５×Ｒ１ｘｙ＋１１０≦Ｒ２ｘｙ≦１．０１５×Ｒ１ｘｙ＋１２０を満たす。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の液晶表示装置によれば、簡便な製造工程で製造コストの上昇を最小限に抑えつつ、高品位な反射表示及び透過表示を両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、斜視模式図である。
本実施形態に係る液晶表示装置は、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとを備えた半透過半反射型（本明細書中では簡単に半透過型ともいう。）の液晶表示装置１００である。
以下、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとに分けて詳細を説明する。【００２５】
透過表示領域Ｔでは、ガラス基板等の絶縁性の基板１上に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透過率の高い材料で形成された透明電極７が設けられる。また、ガラス基板等の絶縁性の基板２上には、高分子液晶性物質等の材料で第一の位相差層３、ＩＴＯ等の透過率の高い材料で形成された透明電極（図示せず）が順に設けられる。更に、基板１と基板２との間には、負の誘電率異方性を示す液晶材料からなるスイッチング用液晶層４が挟持されている。【００２６】
反射表示領域Ｒでは、ガラス基板等の絶縁性の基板１上にＡｌ、Ｔａ等の反射率の高い材料で形成された反射部材５、ＩＴＯ等の透過率の高い材料で形成された透明電極（図示せず）が順に設けられる。また、ガラス基板等の絶縁性の基板２上には、高分子液晶性物質等の材料で形成された第二の位相差層６、高分子液晶性物質等の材料で形成された第一の位相差層３、ＩＴＯ等の透過率の高い材料で形成された透明電極（図示せず）が順に設けられる。更に、基板１と基板２との間には、負の誘電率異方性を示す液晶材料からなるスイッチング用液晶層４が透過表示領域Ｔにおける液晶層厚の半分の厚みで挟持されている。【００２７】
以下に実施例を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。【００２８】
＜実施例１＞
図２（ａ）は、本発明の実施例１に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
（ＴＦＴ基板の作製）
透明で複屈折のないガラス基板１ａ上に、直交する２方向に相互に延びるように複数のゲート線及びソース線を設け、その交差部分にＴＦＴ素子を設ける。次に、透過表示用の透明電極７ａ、及び、反射表示用の反射電極５ａを設け、それぞれをＴＦＴ素子のドレイン電極に接続し、最後に全面に垂直配向膜を塗布することで、ＴＦＴ基板を完成させる。なお、ＴＦＴ基板は、従来通りの既知の方法で作製したため、詳細な説明は省略している。また、ガラス基板１ａ、透過表示用の透明電極７ａ及び反射表示用の反射電極５ａ以外は図示を省略している。【００２９】
（カラーフィルタ基板の作製）
透明で複屈折のないガラス基板２ａ上に、既知の方法でカラーフィルタ材料をパターニングして、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の着色層８Ｒａ、８Ｇａ、８Ｂａを各絵素領域に設ける。次に、着色層８Ｒａ、８Ｇａ、８Ｂａ上に、配向膜材料（商品名：ＳＥ−３１４０、日産化学工業社製）をスピンコート法又はフレキソ印刷法で塗布し、焼成した後、ラビング処理を行う。次に、この配向膜上に高分子液晶溶液をスビンコート法（例えば、回転数７００ｒｍで３０秒）により塗布する。ここで用いる高分子液晶は、例えばＰＬＣ−７０２３（商品名、ＡＤＥＫＡ社製）の８質量％溶液であり、溶媒はシクロヘキサノンとメチルエチルケトンとの混合液、アイソトロビック転移温度が１７０℃、屈折率異方性Δｎが０．２１のものである。次に、高分子液晶層のプレベイクを８０℃で１分間行い、更に高分子液晶のアイソトロビック転移温度（１７０℃）以上となる１８０℃で３０分間加熱した後、徐々に冷却して高分子液晶を配向させる。【００３０】
次に、保護層の材料として、アクリル系感光性樹脂（商品名：ＮＮ−５２５、ＪＳＲ社製）をスピンコート法（例えば、回転数７００ｒｍで３０秒）により塗布する。次に、保護層のプレベイクを８０℃で３分間行った後、フォトマスクを用いた露光（例えば、露光強度が１４０ｍＪ／ｃｍ２、３５０ｎｍに感度を持つ紫外線光量計で測定した値）を行い、アルカリ性現像液中に室温で９０秒浸漬して現像を行い、反射表示領域にのみ保護層を残存させる。なお、上記のアクリル系感光性樹脂はネガ型のため、反射表示領域が露光されるようにフォトマスクを形成しておく必要がある。【００３１】
次に、保護層を完全に硬化させるため、ポスト露光を露光強度２０００ｍＪ／ｃｍ２で行う。次いで、Ｎメチル−２ピロリジノンからなるエッチング溶液に室温で３０分間浸漬し、高分子液晶のエッチングを行う。次いで、この基板を８０℃で３分間乾燥することにより、反射表示領域Ｒにのみ、高分子液晶からなる第二の位相差層６ａとアクリル系感光性樹脂からなる保護層９ａとが形成される。なお、保護層９ａは、反射表示領域Ｒのセル厚制御層の機能を兼ねている。第二の位相差層６ａは、面内遅相軸の方位角が３０°となり、位相差Ｒ２ｘｙ＝１７０ｎｍとなるように調整する。また、第二の位相差層６ａと保護層９ａとの厚みの和は、１．６μｍとなるように調整する。なお、本明細書において、方位角又は方位とは、液晶表示装置を正面視したときの３時方向を０°とし、反時計回りを正、時計回りを負としたときの角度を意味する。【００３２】
次いで、保護層９ａ及び着色層８Ｒａ、８Ｇａ、８Ｂａ上に、配向膜用の塗布液ＡＬ−１を♯１４のワイヤーバーコーターで塗布し、６０℃の温風で６０秒乾燥させ、更に９０℃の温風で１５０秒乾燥させて、厚さ１．０μｍの配向膜を形成する。続いて、配向膜を連続的にラビング処理した後、第一の位相差層形成用の塗布液（塗布液の調製については、下記参照。）に対固形分比０．５質量％の重合反応を制御することができる紫外線吸収剤（下記一般式（３））を添加し、調製した混合液晶組成物塗布液をラビング処理面に♯３のワイヤーバーコーターで塗布し、１００℃１分間加熱乾燥熟成して、均一な液晶相を有する光学異方層を形成する。更に、熟成後、直ちに光学異方層に対して、酸素濃度が０．３％以下の窒素雰囲気下において、偏光ＵＶ照射装置（商品名：ＰＯＬＵＶ−１）を用いて偏光ＵＶを照射（照度２００ｍＷ／ｃｍ２、照射量２００ｍＪ／ｃｍ２）し、第一の位相差層３ａを作製する。第一の位相差層３ａは、面内遅相軸ｓの方位角が９０°となり、位相差Ｒ１ｘｙ＝５０ｎｍとなり、２軸性パラメータＮｚ＝５．４となるように調整する。更に、第一の位相差層３ａ上に、既知の方法で透明電極（図示せず）及び垂直配向膜（図示せず）を塗布し、カラーフィルタ基板を完成させる。【００３３】
（第一の位相差層形成用の塗布液の調製）
下記の組成物を調製後、孔径０．２μｍのポリプロピレン製フィルタでろ過して、第一の位相差層形成用の塗布液として用いる。【００３４】
（第一の位相差層形成用の塗布液組成）
棒状液晶（商品名：Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ  ＬＣ２４２、ＢＡＳＦジャパン社製）    ２８．３７（質量％）
カイラル剤（商品名：Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ  ＬＣ７５６、ＢＡＳＦジャパン社製）    ３．３０（質量％）
光重合開始剤（下記一般式（１））      １．３２（質量％）
添加剤（下記一般式（２））      ０．０１（質量％）
メチルエチルケトン      ６７．００（質量％）【００３５】
【化１】
2009090778.tif 000003
【００３６】
【化２】
2009090778.tif 000004
【００３７】
【化３】
2009090778.tif 000005
【００３８】
（液晶セルの作製）
上記の通り作製したＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを貼合し、誘電率異方性が負の垂直配向モード用液晶材料（Δｎ＝０．１０）を、透過表示領域Ｔのセルギャップが３．２μｍとなる（第二の位相差層６ａと保護層９ａとの厚みの和は１．６μｍのため、反射表示領域Ｒのセルギャップ３．２−１．６＝１．６μｍとなる）ように注入し、透過表示領域Ｔの位相差が３２０ｎｍ、反射表示領域Ｒの位相差が１６０ｎｍの半透過型液晶セル５０ａを作製する。なお、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との貼合、及び、液晶材料の注入は従来通りの既知の方法で行うため、詳細な説明は省略している。【００３９】
（液晶表示装置の作製）
上記の通り作製した液晶セル５０ａの背面側に吸収軸方位が９０°の偏光板１０ａを貼合し、液晶セル５０ａの観察面側に吸収軸方位０°の偏光板２０ａを貼合する。最後に偏光板１０ａの背面側に照明用バックライト３０ａを設置して、液晶表示装置を作製し、実施例１の液晶表示装置１００ａとする。偏光板１０ａ、２０ａとしては、市販の偏光板（ＳＥＧ１２２４、日東電工社製）を用いる。なお、偏光板１０ａは、保護層（ＴＡＣフィルム）、偏光子（背面偏光子）、保護層（ＴＡＣフィルム）及び粘着層がこの順に積層された構造を有するものであり、偏光子２０ａは、上記市販の偏光板から粘着層側の保護層（ＴＡＣフィルム）を取り除き、保護層、偏光子（観察面偏光子）及び粘着層がこの順に積層された構造となるように変形して用いる。【００４０】
＜実施例２＞
図３は、本発明の実施例２に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
第二の位相差層６ｂの面内遅相軸ｓの方位角を−３０°に変更することを除いては、実施例１と同様の液晶表示装置を作製し、実施例２の液晶表示装置１００ｂとする。【００４１】
＜実施例３＞
図４は、本発明の実施例３に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
（ＴＦＴ基板の作製）
透明で複屈折のないガラス基板１ｃ上に、直交する２方向に相互に延びるように複数のゲート線及びソース線を設け、その交差部分にＴＦＴ素子を設ける。次に、透過表示用の透明電極７ｃ、及び、反射表示用の反射電極５ｃを設け、それぞれをＴＦＴ素子のドレイン電極に接続し、最後に全面に垂直配向膜を塗布することで、ＴＦＴ基板を完成させる。なお、ＴＦＴ基板は、従来通りの既知の方法で作製したため、詳細な説明は省略している。また、ガラス基板１ｃ、透過表示用の透明電極７ｃ及び反射表示用の反射電極５ｃ以外は図示を省略している。【００４２】
（カラーフィルタ基板の作製）
透明で複屈折のないガラス基板２ｃ上に、既知の方法でカラーフィルタ材料をパターニングして、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の着色層８Ｒｃ、８Ｇｃ、８Ｂｃを各絵素領域に設ける。次に、着色層８Ｒｃ、８Ｇｃ、８Ｂｃ上に、実施例１と同様の方法により、反射表示領域Ｒにのみ、第二の位相差層６ｃ及び保護層９ｃを設ける。
なお、保護層９ｃは、反射表示領域Ｒのセル厚制御層の機能を兼ねている。第二の位相差層６ｃは、面内遅相軸の方位角が３３°となり、位相差Ｒ２ｘｙ＝１５５ｎｍとなるように調整する。また、第二の位相差層６ｃと保護層９ｃとの厚みの和は、１．８５μｍとなるように調整する。【００４３】
次いで、保護層９ｃ及び着色層８Ｒｃ、８Ｇｃ、８Ｂｃ上に、実施例１と同様の方法により、第一の位相差層３ｃを設ける。第一の位相差層３ｃは、面内遅相軸の方位角が９０°となり、位相差Ｒ１ｘｙ＝４０ｎｍとなり、２軸性パラメータＮｚ＝７．８となるように調整する。更に、第一の位相差層３ｃ上に、既知の方法で透明電極（図示せず）及び垂直配向膜（図示せず）を塗布し、カラーフィルタ基板を完成させる。【００４４】
（液晶セルの作製）
上記の通り作製したＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを貼合し、誘電率異方性が負の垂直配向モード用液晶材料（Δｎ＝０．１０）を、透過表示領域Ｔのセルギャップが３．７μｍとなる（第二の位相差層６ｃと保護層９ｃとの厚みの和は１．８５μｍのため、反射表示領域Ｒのセルギャップ３．７−１．８５＝１．８５μｍとなる）ように注入し、透過表示領域Ｔの位相差が３７０ｎｍ、反射表示領域Ｒの位相差が１８５ｎｍの半透過型液晶セル５０ｃを作製する。なお、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との貼合、及び、液晶材料の注入は従来通りの既知の方法で行うため、詳細な説明は省略している。【００４５】
（液晶表示装置の作製）
上記の通り作製した液晶セル５０ｃの背面側に吸収軸方位が９０°の偏光板１０ｃを貼合し、観察面側に吸収軸方位０°の偏光板２０ｃを貼合する。最後に偏光板１０ｃの背面側に照明用バックライト３０ｃを設置して液晶表示装置を作製し、実施例３の液晶表示装置１００ｃとする。偏光板１０ｃ、２０ｃとしては市販の偏光板（ＳＥＧ１２２４、日東電工社製）を用いる。なお、偏光板１０ｃは、保護層、偏光子（背面偏光子）、保護層及び粘着層がこの順に積層された構造を有するものであり、偏光板２０ｃは、上記市販の偏光板から粘着層側の保護層（ＴＡＣフィルム）を取り除き、保護層、偏光子（観察面偏光子）及び粘着層がこの順に積層された構造となるように変形して用いる。【００４６】
＜実施例４＞
図５は、本発明の実施例４に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
（ＴＦＴ基板の作製）
透明で複屈折のないガラス基板１ｄ上に、直交する２方向に相互に延びるように複数のゲート線及びソース線を設け、その交差部分にＴＦＴ素子を設ける。次に、透過表示用の透明電極７ｄ、及び、反射表示用の反射電極５ｄを設け、それぞれをＴＦＴ素子のドレイン電極に接続し、最後に全面に垂直配向膜を塗布することで、ＴＦＴ基板を完成させる。なお、ＴＦＴ基板は、従来通りの既知の方法で作製したため、詳細な説明は省略している。また、ガラス基板１ｄ、透過表示用の透明電極７ｄ及び反射表示用の反射電極５ｄ以外は図示を省略している。【００４７】
（カラーフィルタ基板の作製）
透明で複屈折のないガラス基板２ｄ上に、既知の方法でカラーフィルタ材料をパターニングして、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の着色層８Ｒｄ、８Ｇｄ、８Ｂｄを各絵素領域に設ける。次に、着色層８Ｒｄ、８Ｇｄ、８Ｂｄ上に、実施例１と同様の方法により、反射表示領域Ｒにのみ、第二の位相差層６ｄ及び保護層９ｄを設ける。なお、保護層９ｄは、反射表示領域Ｒのセル厚制御層の機能を兼ねている。第二の位相差層６ｄは、面内遅相軸の方位角が３０°となり、位相差Ｒ２ｘｙ＝１６８ｎｍとなるように調整する。また、第二の位相差層６ｄと保護層９ｄとの厚みの和は、１．６μｍとなるように調整する。【００４８】
次いで、保護層９ｄ及び着色層８Ｒｄ、８Ｇｄ、８Ｂｄ上に、実施例１と同様の方法により、第一の位相差層３ｄを設ける。第一の位相差層３ｃは、面内遅相軸の方位角が９０°となり、位相差Ｒ１ｘｙ＝５５ｎｍとなり、２軸性パラメータＮｚ＝２．７となるように調整する。更に、第一の位相差層３ｄ上に、既知の方法で透明電極（図示せず）及び垂直配向膜（図示せず）を塗布し、カラーフィルタ基板を完成させる。【００４９】
（液晶セルの作製）
上記の通り作製したＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを貼合し、誘電率異方性が負の垂直配向モード用液晶材料（Δｎ＝０．１０）を、透過表示領域Ｔのセルギャップが３．２μｍとなる（第二の位相差層６ｃと保護層９ｃとの厚みの和は１．６μｍのため、反射表示領域Ｒのセルギャップ３．２−１．６＝１．６μｍとなる）ように注入し、透過表示領域Ｔの位相差が３２０ｎｍ、反射表示領域Ｒの位相差が１６０ｎｍの半透過型液晶セル５０ｄを作製する。なお、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との貼合、及び、液晶材料の注入は従来通りの既知の方法で行うため、詳細な説明は省略している。【００５０】
（液晶表示装置の作製）
上記の通り作製した液晶セル５０ｄの背面側に吸収軸方位が９０°の偏光板１０ｄを貼合し、観察面側に吸収軸方位０°の偏光板２０ｄを貼合する。最後に、偏光板１０ｄの背面側に照明用バックライト３０ｄを設置して液晶表示装置を作製し、実施例４の液晶表示装置１００ｄとする。偏光板１０ｄとしては、厚さ８０μｍのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムをヨウ素水溶液中で５倍に一軸延伸して得た偏光子（背面偏光子）の両側に、厚さ８０μｍのトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムと厚さ８０μｍの位相差フィルムとを接着したものを用い、位相差フィルムが液晶セル５０ｄ側になるように貼合する。なお、上記位相差フィルムは、厚さ１００μｍのノルボルネン系樹脂フィルム（商品名：ＡＲＴＯＮ（登録商標）、ＪＳＲ社製）を縦横２軸延伸処理して得たものであり、面内位相差Ｒｘｙ＝５５ｎｍであり、２軸性パラメータＮｚ＝２．７のものである。また、上記位相差フィルムの面内遅相軸と上記偏光子の吸収軸とが直交するような相対関係で両者を接着して用いた。偏光板２０ｄは、偏光板２０ａと同じものである。【００５１】
＜実施例５＞
第一の位相差層の位相差をＲ１ｘｙ＝２０ｎｍに変更すること、第一の位相差層の２軸性パラメータをＮｚ＝９に変更すること、第二の位相差層の位相差をＲ２ｘｙ＝１３０ｎｍに変更すること、及び、第二の位相差層の面内遅相軸の方位角を３５°に変更することを除いては、実施例１と同様の液晶表示装置を作製し、実施例５の液晶表示装置とする。【００５２】
＜実施例６＞
第一の位相差層の位相差をＲ１ｘｙ＝８０ｎｍに変更すること、第一の位相差層の２軸性パラメータをＮｚ＝２に変更すること、第二の位相差層の位相差をＲ２ｘｙ＝１９０ｎｍに変更すること、及び、第二の位相差層の面内遅相軸の方位角を２５°に変更することを除いては、実施例１と同様の液晶表示装置を作製し、実施例６の液晶表示装置とする。【００５３】
＜実施例７＞
図６は、本発明の実施例７に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
（ＴＦＴ基板の作製）
透明で複屈折のないガラス基板１ｅ上に、直交する２方向に相互に延びるように複数のゲート線及びソース線を設け、その交差部分にＴＦＴ素子を設ける。次に、反射表示領域Ｒに反射板１１を設け、透過表示領域Ｔには反射板１１との段差を埋めるための透明樹脂層１２を設けた後、ＴＦＴ基板の全面に、実施例１と同様の方法により、第一の位相差層３ｅを設ける。第一の位相差層３ｅは、面内遅相軸の方位角が０°となり、位相差Ｒ１ｘｙ＝５０ｎｍとなり、２軸性パラメータＮｚ＝５．４となるように調整する。次に、透過表示用及び反射表示用の透明電極７ｅを設け、それぞれをＴＦＴ素子のドレイン電極に接続し、最後に全面に垂直配向膜を塗布することで、ＴＦＴ基板を完成させる。なお、ＴＦＴ基板は、従来通りの既知の方法で作製したため、詳細な説明は省略している。また、ガラス基板１ｅ、反射板１１、透明樹脂層１２、第一の位相差層３ｅ、並びに、透過表示用及び反射表示用の透明電極７ｅ以外は図示を省略している。【００５４】
（カラーフィルタ基板の作製）
透明で複屈折のないガラス基板２ｅ上に、既知の方法でカラーフィルタ材料をパターニングして、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の着色層８Ｒｅ、８Ｇｅ、８Ｂｅを各絵素領域に設ける。次に、着色層８Ｒｅ、８Ｇｅ、８Ｂｅ上に、実施例１と同様の方法により、反射表示領域Ｒにのみ、第二の位相差層６ｅ及び保護層９ｅを設ける。なお、保護層９ｅは、反射表示領域Ｒのセル厚制御層の機能を兼ねている。第二の位相差層６ｅは、面内遅相軸の方位角が−６０°となり、位相差Ｒ２ｘｙ＝１７０ｎｍとなるように調整する。また、第二の位相差層６ｄと保護層９ｄとの厚みの和は、１．６μｍとなるように調整する。更に、保護層９ｅ上及び着色層８Ｒｅ、８Ｇｅ、８Ｂｅ上に、既知の方法で透明電極（図示せず）、垂直配向膜（図示せず）を塗布し、カラーフィルタ基板を完成させる。【００５５】
（液晶セルの作製）
上記の通り作製したＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを貼合し、誘電率異方性が負の垂直配向モード用液晶材料（Δｎ＝０．１０）を、透過表示領域Ｔのセルギャップが３．２μｍとなる（第二の位相差層６ｅと保護層９ｅとの厚みの和は１．６μｍのため、反射表示領域Ｒのセルギャップ３．２−１．６＝１．６μｍとなる）ように注入し、透過表示領域Ｔの位相差が３２０ｎｍ、反射表示領域Ｒの位相差が１６０ｎｍの半透過型液晶セル５０ｅを作製する。なお、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との貼合、及び、液晶材料の注入は従来通りの既知の方法で行うため、詳細な説明は省略している。【００５６】
（液晶表示装置の作製）
上記の通り作製した液晶セル５０ｅの背面側に吸収軸方位が９０°の偏光板１０ｅを貼合し、観察面側に吸収軸方位０°の偏光板２０ｅを貼合する。最後に、偏光板１０ｅの背面側に照明用バックライト３０ｅを設置して液晶表示装置を作製し、実施例７の液晶表示装置１００ｄとする。偏光板１０ｅは偏光板２０ａと同じものであり、偏光板２０ｅは偏光板１０ａと同じものである。【００５７】
下記表１は、実施例１〜７の液晶表示装置の各種パラメータをまとめたものである。
【表１】
2009090778.tif 000006
【００５８】
＜比較例１＞
図７は、比較例１に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
第二の位相差層６ｆの面内遅相軸の方位角を４５°とし、位相差Ｒ２ｘｙ＝１３８ｎｍに変更したこと、及び、第一の位相差層３ｆを設けないことを除いては、実施例１と同様の液晶表示装置を作製し、比較例１の液晶表示装置５００ｆとする。【００５９】
＜比較例２＞
図８は、比較例２に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
第二の位相差層６ｇの位相差Ｒ２ｘｙをＲ、Ｇ、Ｂ三色の各絵素パターンに対応させるように、それぞれ１７０ｎｍ、１４０ｎｍ、１１０ｎｍに調整する（第二の位相差層６ｇを複数種とする）ことを除いては、比較例１と同様の液晶表示装置を作製し、比較例２の液晶表示装置５００ｇとする。なお、第二の位相差層６ｇの位相差Ｒ２ｘｙは高分子液晶塗膜の厚みにより制御する。また、それに合わせて保護層９ｇの厚みを制御することで、第二の位相差層６ｇと保護層９ｇとの厚みの和が各絵素ともに１．６μｍとなるように調整する。【００６０】
＜比較例３＞
図９は、比較例３に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
（ＴＦＴ基板の作製）
透明で複屈折のないガラス基板１ｈ上に、直交する２方向に相互に延びるように複数のゲート線及びソース線を設け、その交差部分にＴＦＴ素子を設ける。次に、透過表示用の透明電極７ｈ、及び、反射表示用の反射電極５ｈを設け、それぞれをＴＦＴ素子のドレイン電極に接続し、最後に全面に垂直配向膜を塗布することで、ＴＦＴ基板を完成させる。なお、ＴＦＴ基板は、従来通りの既知の方法で作製したため、詳細な説明は省略している。また、ガラス基板１ｈ、透過表示用の透明電極７ｈ及び反射表示用の反射電極５ｈ以外は図示を省略している。【００６１】
（カラーフィルタ基板の作製）
透明で複屈折のないガラス基板２ｈ上に、実施例１と同様の方法により、第一の位相差層３ｈを設けた。第一の位相差層３ｈは、面内遅相軸の方位角が９０°となり、位相差Ｒ１ｘｙ＝５０ｎｍとなり、２軸性パラメータＮｚ＝５．４となるように調整する。次に、第一の位相差層３ｈ上に、既知の方法でカラーフィルタ材料をパターニングして、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の着色層８Ｒｈは、８Ｇｈ及び８Ｂｈを各絵素領域に設ける。【００６２】
次に、着色層８Ｒｈ、８Ｇｈ、８Ｂｈ上に、実施例１と同様の方法により、反射表示領域Ｒにのみ第二の位相差層６ｈ及び保護層９ｈを設ける。なお、保護層９ｈは、反射表示領域Ｒのセル厚制御層の機能を兼ねている。第二の位相差層６ｈは、面内遅相軸の方位角が４５°となり、位相差Ｒ２ｘｙをＲ、Ｇ、Ｂ三色の各絵素パターンに対応させるように、それぞれ１７０ｎｍ、１４０ｎｍ、１１０ｎｍと調整する（第二の位相差層６ｈを複数種とする）。なお、第二の位相差層６ｈの位相差Ｒ２ｘｙは高分子液晶塗膜の厚みにより制御する。また、それに合わせて保護層９ｈの厚みを制御することで、第二の位相差層６ｈと保護層９ｈとの厚みの和が各絵素ともに１．６μｍとなるように調整する。更に、保護層９ｈ上及び着色層８Ｒｈ、８Ｇｈ、８Ｂｈ上に、既知の方法で透明電極（図示せず）、垂直配向膜（図示せず）を塗布し、カラーフィルタ基板を完成させる。【００６３】
（液晶セルの作製）
上記の通り作製したＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを貼合し、誘電率異方性が負の垂直配向モード用液晶材料（Δｎ＝０．１０）を、透過表示領域Ｔのセルギャップが３．２μｍとなる（第二の位相差層６ｈと保護層９ｈとの厚みの和は１．６μｍのため、反射表示領域Ｒのセルギャップ３．２−１．６＝１．６μｍとなる）ように注入し、透過表示領域Ｔの位相差が３２０ｎｍ、反射表示領域Ｒの位相差が１６０ｎｍの半透過型液晶セル５０ｅを作製する。なお、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との貼合、及び、液晶材料の注入は従来通りの既知の方法で行うため、詳細な説明は省略している。【００６４】
（液晶表示装置の作製）
上記の通り作製した液晶セル５０ｈの背面側に吸収軸方位が９０°の偏光板１０ｈを貼合し、観察面側に吸収軸方位０°の偏光板２０ｈを貼合する。最後に、偏光板１０ｈの背面側に照明用バックライト３０ｈを設置して液晶表示装置を作製し、実施例７の液晶表示装置５００ｈとする。偏光板１０ｈは偏光板２０ａと同じものであり、偏光板２０ｈは偏光板１０ａと同じものである。【００６５】
＜比較例４＞
図１０は、比較例４に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、斜視模式図である。
（ＴＦＴ基板の作製）
透明で複屈折のないガラス基板１ｉ上に、直交する２方向に相互に延びるように複数のゲート線及びソース線を設け、その交差部分にＴＦＴ素子を設ける。次に、透過表示用の透明電極７ｉ、及び、反射表示用の反射電極５ｉを設け、それぞれをＴＦＴ素子のドレイン電極に接続し、最後に全面に垂直配向膜を塗布することで、ＴＦＴ基板を完成させる。なお、ＴＦＴ基板は、従来通りの既知の方法で作製したため、詳細な説明は省略している。また、ガラス基板１ｉ、透過表示用の透明電極７ｉ及び反射表示用の反射電極５ｉ以外は図示を省略している。【００６６】
（カラーフィルタ基板の作製）
透明で複屈折のないガラス基板２ｉ上に、実施例１と同様の方法により、第一の位相差層３ｉを設ける。第一の位相差層３ｉは、面内遅相軸の方位角が９０°となり、位相差Ｒ１ｘｙ＝５０ｎｍとなり、２軸性パラメータＮｚ＝５．４となるように調整する。次に、第一の位相差層３ｉ上に、既知の方法でカラーフィルタ材料をパターニングして、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の着色層８Ｒｉ、８Ｇｉ及び８Ｂｉを各絵素領域に設ける。【００６７】
次に、着色層８Ｒｉ、８Ｇｉ及び８Ｂｉ上に、実施例１の第二の位相差層の形成と同様の方法により、第三の位相差層１１ｉを設ける。更に、その上に第二の位相差層６ｉ及び保護層９ｉを設け、第三の位相差層１１ｉ、第二の位相差層６ｉ及び保護層９ｉを同時にパターニングすることにより、反射表示領域Ｒにのみ第三の位相差層１１ｉ、第二の位相差層６ｉ及び保護層９ｉを設ける。なお、保護層９ｉは、反射表示領域Ｒのセル厚制御層の機能を兼ねている。第三の位相差層１１ｉは、面内遅相軸の方位角が７５°となり、面内位相差が２７５ｎｍとなるように調整する。第二の位相差層６ｉは、面内遅相軸の方位角が１５°となり、位相差Ｒ２ｘｙ＝１３８ｎｍとなるように調整する。また、第三の位相差層１１ｉと第二の位相差層６ｉと保護層９ｉとの厚みの和を１．６μｍとなるように調整する。更に、保護層９ｉ上及び着色層８Ｒｉ、８Ｇｉ、８Ｂｉ上に、既知の方法で透明電極（図示せず）、垂直配向膜（図示せず）を塗布し、カラーフィルタ基板を完成させる。【００６８】
（液晶セルの作製）
上記の通り作製したＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを貼合し、誘電率異方性が負の垂直配向モード用液晶材料（Δｎ＝０．１０）を、透過表示領域Ｔのセルギャップが３．２μｍとなる（第三の位相差層１１ｉと第二の位相差層６ｉと保護層９ｉとの厚みの和は１．６μｍのため、反射表示領域Ｒのセルギャップ３．２−１．６＝１．６μｍとなる）ように注入し、透過表示領域Ｔの位相差が３２０ｎｍ、反射表示領域Ｒの位相差が１６０ｎｍの半透過型液晶セル５０ｉを作製する。なお、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との貼合、及び、液晶材料の注入は従来通りの既知の方法で行うため、詳細な説明は省略している。【００６９】
（液晶表示装置の作製）
上記の通り作製した液晶セル５０ｉの背面側に吸収軸方位が９０°の偏光板１０ｉを貼合し、観察面側に吸収軸方位０°の偏光板２０ｉを貼合する。最後に、偏光板１０ｉの背面側に照明用バックライト３０ｉを設置して液晶表示装置を作製し、比較例４の液晶表示装置５００ｉとする。偏光板１０ｉは偏光板１０ａと同じものであり、偏光板２０ｉは偏光板２０ａと同じものである。【００７０】
＜評価＞
各実施例及び比較例の液晶表示装置の反射表示及び透過表示の表示性能について目視による主観評価を行うとともに、製造工程についても評価を行い、表２にまとめた。「反射表示の表示性能」は、着色がなく、コントラスト比が高ければ○と評価し、それ以外を×と評価した。「透過表示の表示性能」は、コントラスト比が高く、視野角が広ければ○と評価し、それ以外は×と評価した。「位相差層形成回数」は、インセル位相差層の材料の塗布回数とした。「パターニング回数」は、各種の位相差層及び保護層を形成するのに行ったパターニング回数の合計とした。【００７１】
【表２】
2009090778.tif 000007
【００７２】
表２に示した評価結果から、本発明の実施例１〜７の液晶表示装置は、比較例１及び２の液晶表示装置と比べて、表示性能が優れていることが分かる。また、本発明の実施例１〜７の液晶表示装置は、製造工程が簡便であるにも関わらず、製造工程が複雑な比較例３〜４の液晶表示装置と比べて、表示品位は同等以上であることが分かる。すなわち、本発明により、簡便な製造工程で製造コストの上昇を最小限に抑えつつ、高品位な半透過型液晶表示装置の提供が可能であることが実証された。【００７３】
なお、実施形態１及び実施例１〜７では、第一及び第二の位相差層の両方がインセル位相差層の場合についての説明であったが、これに限定されることはなく、第一及び第二の位相差層は、インセル位相差層でなくてもよく、第一及び第二の位相差層の両方が液晶セルの外側に配置されていてもよい。【００７４】
本願は、２００８年１月１６日に出願された日本国特許出願２００８−７２７８号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施例１に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施例２に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施例３に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施例４に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
【図６】（ａ）は、本発明の実施例７に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
【図７】（ａ）は、比較例１に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
【図８】（ａ）は、比較例２に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
【図９】（ａ）は、比較例３に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
【図１０】（ａ）は、比較例４に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図であり、（ｂ）は、各構成部材の配置関係を示す斜視模式図である。
【図１１】第一及び第二の位相差層による直線偏光から円偏光への偏光変換の様子を示すポアンカレ球である。（ａ）は、ポアンカレ球を北極から見たときの図であり、（ｂ）は、ポアンカレ球を赤道から見たときの図であり、（ｃ）は、（ｂ）の点線部分の拡大図である。
【図１２】本発明の第一及び第二の液晶表示装置の反射表示領域における積層構造（液晶セルを除く。）を示す斜視模式図である。
【図１３】図１２の液晶表示装置を用いて求めた第一の位相差層の位相差Ｒ１ｘｙ（ｎｍ）と、第一の位相差層の面内遅相軸と第二の位相差層の面内遅相軸とがなす角度α（°）との最適関係を示すグラフである。
【図１４】図１２の液晶表示装置を用いて求めた第一の位相差層の位相差Ｒ１ｘｙ（ｎｍ）と第二の位相差層の位相差Ｒ２ｘｙ（ｎｍ）との最適関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７６】
１、１ａ〜１ｉ、２、２ａ〜２ｉ：基板
３、３ａ〜３ｉ：第一の位相差層
４、４ａ〜４ｉ：液晶層
５、５ｅ：反射部材
５ａ〜５ｄ、５ｆ〜５ｉ：反射電極
６、６ａ〜６ｉ：第二の位相差層
７：透明部材（透明電極）
７ａ〜７ｉ：透明電極
８Ｒａ〜８Ｒｉ：赤色の着色層
８Ｇａ〜８Ｇｉ：緑色の着色層
８Ｂａ〜８Ｂｉ：青色の着色層
９ａ〜９ｉ：保護層
１０、１０ａ〜１０ｉ：背面偏光板
１１：反射板
１１ｉ：第三の位相差層
１２：透明樹脂層
２０、２０ａ〜２０ｉ：観察面偏光板
３０、３０ａ〜３０ｉ：照明用バックライト
５０、５０ａ〜５０ｉ：液晶セル
１００、１００ａ〜１００ｅ、５００ｆ〜５００ｉ：液晶表示装置
ａ：吸収軸
ｓ：面内遅相軸
【図１】
2009090778.tif 000008
【図２】
2009090778.tif 000009
【図３】
2009090778.tif 000010
【図４】
2009090778.tif 000011
【図５】
2009090778.tif 000012
【図６】
2009090778.tif 000013
【図７】
2009090778.tif 000014
【図８】
2009090778.tif 000015
【図９】
2009090778.tif 000016
【図１０】
2009090778.tif 000017
【図１１】
2009090778.tif 000018
【図１２】
2009090778.tif 000019
【図１３】
2009090778.tif 000020
【図１４】
2009090778.tif 000021
【国際調査報告】
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