(57)【要約】【課題】光の透過率を向上させることが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】本発明の液晶表示装置は、第１の円偏光板４８ａと、その光出射側に配置される液晶セル３３と、その光出射側に配置される第２の円偏光板４８ｂと、を備える。第１の円偏光板４８ａは、入射光を円偏光に変換する。液晶セル３３に含まれる媒質は、電圧無印加時に光学等方性を示し、電圧印加時に光学異方性を示す。第２の円偏光板４８ｂは、液晶セル３３を透過した円偏光を直線偏光に変換する。【選択図】図１
2011180303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を円偏光に変換する第１の円偏光板と、
前記第１の円偏光板の光出射側に配置される第１の透明基板と、
前記第１の透明基板の光出射側に配置される第２の透明基板と、
前記第１の透明基板と前記第２の透明基板の間に保持され、電圧無印加時に光学等方性を示し、電圧印加時に光学異方性を示す媒質と、
前記第２の透明基板の光出射側に配置され、前記第１の透明基板、前記第２の透明基板及び前記媒質を透過した前記円偏光を直線偏光に変換する第２の円偏光板と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の透明基板又は前記第２の透明基板の前記媒質側に配置される第１の電極及び第２の電極を備え、
前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくとも一方が、他方に向けて延びる線状部を有する、
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の電極及び前記第２の電極は櫛歯状に形成され、前記第１の電極の線状部と前記第２の電極の線状部とが交互に配列する、
請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１の透明基板又は前記第２の透明基板の前記媒質側に配置される第１の電極、第２の電極及び絶縁膜を備え、
前記第１の電極は、前記絶縁膜下に配置され、前記絶縁膜に形成された通孔によって前記媒質側に露出した露出部を有し、
前記第２の電極は、前記絶縁膜上に前記露出部を囲むように配置される、
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記露出部は前記通孔下に形成される、
請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記露出部は前記通孔内に充填される、
請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２の電極の縁が前記露出部を中心とする円状に形成される、
請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２の電極は前記絶縁膜上に配列する複数の枠状部を有し、前記各々の枠状部の内側に前記露出部が位置する、
請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記各々の枠状部の内側に位置する前記露出部が線状に延伸する、
請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１の電極の一部と前記第２の電極の一部とが前記絶縁膜を介して重なる、
請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１の透明基板及び前記第２の透明基板の前記媒質側に各々配置される第１の電極及び第２の電極を備え、
前記第１の電極と前記第２の電極とが面内方向に離れる、
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第１の電極は、絶縁膜下に配置され、前記絶縁膜に形成された通孔によって前記媒質側に露出した露出部を有し、
前記第２の電極は、前記絶縁膜上に前記露出部を囲むように配置される、
請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１の電極及び前記第２の電極は櫛歯状に形成され、前記第１の電極の線状部と前記第２の電極の線状部とが交互に配列する、
請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
第１の偏光板と、
前記第１の偏光板の光出射側に配置される第１の位相差板であって、前記第１の偏光板の吸収軸と当該第１の位相差板の遅相軸とが為す角度が４５度であり、複屈折光の位相差が１／４波長となる第１の位相差板と、
前記第１の位相差板の光出射側に配置される第１の透明基板と、
前記第１の透明基板の光出射側に配置される第２の透明基板と、
前記第１の透明基板と前記第２の透明基板の間に保持され、電圧無印加時に光学等方性を示し、電圧印加時に光学異方性を示す媒質と、
前記第２の透明基板の光出射側に配置され、複屈折光の位相差が１／４波長となる第２の位相差板と、
前記第２の位相差板の光出射側に配置される第２の偏光板であって、前記第２の位相差板の遅相軸と当該第２の偏光板の吸収軸とが為す角度が４５度である第２の偏光板と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
前記第１の位相差板の遅相軸と当該第２の位相差板の遅相軸とが為す角度が９０度であり、
前記第１の偏光板の吸収軸と当該第２の偏光板の吸収軸とが為す角度が９０度であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】
入射光を円偏光に変換する円偏光板と、
前記円偏光が透過する透明な第１の基板と、
前記第１の基板に対向して配置され、前記第１の基板に向けて光を反射する反射面を有する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板の間に保持され、電圧無印加時に光学等方性を示し、電圧印加時に光学異方性を示す媒質と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特には、青色相液晶などの光学等方液晶を用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、青色相液晶などの光学等方液晶を用いた液晶表示装置が提案されている（特許文献１を参照）。光学等方液晶は、電圧無印加時に光学等方性を示し、電圧印加時に光学異方性を示す媒質である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０２３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光学等方液晶を用いた液晶表示装置では、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の電極構造が採用されるが、面内の特定方向に電界が印加された領域しか光の透過に寄与しないため、光の透過が十分でない場合がある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、光の透過率を向上させることが可能な液晶表示装置を提供することを主な目的とする。
【０００６】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、第１の円偏光板と、前記第１の円偏光板の光出射側に配置される第１の透明基板と、前記第１の透明基板の光出射側に配置される第２の透明基板と、前記第１の透明基板と前記第２の透明基板の間に保持される媒質と、前記第２の透明基板の光出射側に配置される第２の円偏光板と、を備える。前記第１の円偏光板は、入射光を円偏光に変換する。前記媒質は、電圧無印加時に光学等方性を示し、電圧印加時に光学異方性を示す。前記第２の円偏光板は、前記第１の透明基板、前記第２の透明基板及び前記媒質を透過した前記円偏光を直線偏光に変換する。
【０００８】
本発明の一態様において、前記第１の透明基板又は前記第２の透明基板の前記媒質側に配置される第１の電極及び第２の電極を備え、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくとも一方が、他方に向けて延びる線状部を有する。
【０００９】
また、前記第１の電極及び前記第２の電極は櫛歯状に形成され、前記第１の電極の線状部と前記第２の電極の線状部とが交互に配列してもよい。
【００１０】
本発明の一態様において、前記第１の透明基板又は前記第２の透明基板の前記媒質側に配置される第１の電極、第２の電極及び絶縁膜を備え、前記第１の電極は、前記絶縁膜下に配置され、前記絶縁膜に形成された通孔によって前記媒質側に露出した露出部を有し、前記第２の電極は、前記絶縁膜上に前記露出部を囲むように配置される。
【００１１】
また、前記露出部は前記通孔下に形成されてもよい。
【００１２】
また、前記露出部は前記通孔内に充填されてもよい。
【００１３】
また、前記第２の電極の縁が前記露出部を中心とする円状に形成されてもよい。
【００１４】
また、前記第２の電極は前記絶縁膜上に配列する複数の枠状部を有し、前記各々の枠状部の内側に前記露出部が位置してもよい。
【００１５】
また、前記各々の枠状部の内側に位置する前記露出部が線状に延伸してもよい。
【００１６】
また、前記第１の電極の一部と前記第２の電極の一部とが前記絶縁膜を介して重なってもよい。
【００１７】
本発明の一態様において、前記第１の透明基板及び前記第２の透明基板の前記媒質側に各々配置される第１の電極及び第２の電極を備え、前記第１の電極と前記第２の電極とが面内方向に離れる。
【００１８】
また、前記第１の電極は、絶縁膜下に配置され、前記絶縁膜に形成された通孔によって前記媒質側に露出した露出部を有し、前記第２の電極は、前記絶縁膜上に前記露出部を囲むように配置されてもよい。
【００１９】
また、前記第１の電極及び前記第２の電極は櫛歯状に形成され、前記第１の電極の線状部と前記第２の電極の線状部とが交互に配列してもよい。
【００２０】
本発明の液晶表示装置は、第１の偏光板と、前記第１の偏光板の光出射側に配置される第１の位相差板と、前記第１の位相差板の光出射側に配置される第１の透明基板と、前記第１の透明基板の光出射側に配置される第２の透明基板と、前記第１の透明基板と前記第２の透明基板の間に保持される媒質と、前記第２の透明基板の光出射側に配置される第２の位相差板と、前記第２の位相差板の光出射側に配置される第２の偏光板と、を備える。前記第１の位相差板では、前記第１の偏光板の吸収軸と当該第１の位相差板の遅相軸とが為す角度が４５度であり、複屈折光の位相差が１／４波長となる。前記媒質は、電圧無印加時に光学等方性を示し、電圧印加時に光学異方性を示す。前記第２の位相差板では、複屈折光の位相差が１／４波長となる。前記第２の偏光板では、前記第２の位相差板の遅相軸と当該第２の偏光板の吸収軸とが為す角度が４５度である。
【００２１】
また、前記第１の位相差板の遅相軸と当該第２の位相差板の遅相軸とが為す角度が９０度であり、前記第１の偏光板の吸収軸と当該第２の偏光板の吸収軸とが為す角度が９０度であってもよい。
【００２２】
本発明の液晶表示装置は、入射光を円偏光に変換する円偏光板と、前記円偏光が透過する透明な第１の基板と、前記第１の基板に対向して配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に保持される媒質と、を備える。前記第２の基板は、前記第１の基板に向けて光を反射する反射面を有する。前記媒質は、電圧無印加時に光学等方性を示し、電圧印加時に光学異方性を示す。
【発明の効果】
【００２３】
上記本発明によると、円偏光板を設けることで、透過光の強度が電界の方向に依存しなくなることから、光の透過率を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の層構造例を概略的に表す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置における偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸との関係例を表す説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の偏光板の層構造例を概略的に表す側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の液晶セルの層構造例を概略的に表す側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の各画素の等価回路例を表す回路図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の一方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の構成例を概略的に表す断面図である。
【図８】従来例に係る液晶表示装置の層構造例を概略的に表す側面図である。
【図９Ａ】従来例の作用説明図である。
【図９Ｂ】本発明の作用説明図である。
【図１０Ａ】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の偏光板の層構造例を概略的に表す側面図である。
【図１０Ｂ】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の偏光板の層構造例を概略的に表す側面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の一方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の構成例を概略的に表す断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の構成例を概略的に表す断面図である。
【図１４Ａ】本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置の端子配置例を概略的に表す平面図である。
【図１４Ｂ】本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置の端子配置例を概略的に表す平面図である。
【図１４Ｃ】本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置の端子配置例を概略的に表す平面図である。
【図１４Ｄ】本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置の端子配置例を概略的に表す平面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置の一方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置の構成例を概略的に表す断面図である。
【図１７Ａ】本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置の端子配置例を概略的に表す平面図である。
【図１７Ｂ】本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置の端子配置例を概略的に表す平面図である。
【図１７Ｃ】本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置の端子配置例を概略的に表す平面図である。
【図１７Ｄ】本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置の端子配置例を概略的に表す平面図である。
【図１７Ｅ】本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置の端子配置例を概略的に表す平面図である。
【図１８Ａ】本発明の第６実施形態に係る液晶表示装置の一方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図である。
【図１８Ｂ】本発明の第６実施形態に係る液晶表示装置の他方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図である。
【図１９】本発明の第６実施形態に係る液晶表示装置の構成例を概略的に表す断面図である。
【図２０Ａ】本発明の第７実施形態に係る液晶表示装置の一方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図である。
【図２０Ｂ】本発明の第７実施形態に係る液晶表示装置の他方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図である。
【図２１Ａ】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の適用例を表す図である。
【図２１Ｂ】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の適用例を表す図である。
【図２２】本発明の変形例に係る液晶表示装置の構成例を概略的に表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の液晶表示装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の層構造例を概略的に表す側面図である。図２は、同液晶表示装置における偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸との関係例を表す説明図である。図３は、同液晶表示装置の偏光板の層構造例を概略的に表す側面図である。図４は、同液晶表示装置の液晶セルの層構造例を概略的に表す側面図である。図５は、同液晶表示装置の各画素の等価回路例を表す回路図である。図６は、同液晶表示装置の一方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図である。図７は、同液晶表示装置の構成例を概略的に表す断面図である。
【００２７】
図１に示されるように、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置は、バックライト３４と、その光出射側に配置される第１の円偏光板４８ａと、その光出射側に配置される液晶セル３３と、その光出射側に配置される第２の円偏光板４８ｂとを有している。第１の円偏光板４８ａは、第１の偏光板３２ａと、その光出射側に配置される第１の位相差板１６ａとを含んでいる。第２の円偏光板４８ｂは、第２の位相差板１６ｂと、その光出射側に配置される第２の偏光板３２ｂとを含んでいる。
【００２８】
バックライト３４は、光源や導光板、拡散板、プリズムシート等を含んでいる。また、バックライト３４は、例えばＣＣＦＬ（冷陰極蛍光ランプ）やＬＥＤ（発光ダイオード）、有機ＥＬ等であってもよい。なお、バックライト３４は、本発明に必須の構成ではなく、液晶セル３３を透過モードで使用する際にのみ必要となり、反射モードで使用する際には必要とされない。
【００２９】
図２中の矢印は、第１の偏光板３２ａの吸収軸、第１の位相差板１６ａの遅相軸、第２の位相差板１６ｂの遅相軸、第２の偏光板３２ｂの吸収軸をそれぞれ表している。第１の偏光板３２ａの吸収軸と第２の偏光板３２ｂの吸収軸とが為す角度は約９０度とされている。第１の位相差板１６ａの遅相軸と第２の位相差板１６ｂの遅相軸とが為す角度も約９０度とされている。また、第１の偏光板３２ａの吸収軸と第１の位相差板１６ａの遅相軸とが為す角度は約４５度とされている。第２の位相差板１６ｂの遅相軸と第２の偏光板３２ｂの吸収軸とが為す角度も約４５度とされている。
【００３０】
図３に示されるように、第１の偏光板３２ａ及び第２の偏光板３２ｂは、光を偏光させる偏光層２８と、その両面に設けられた保護のためのＴＡＣフィルム２９とを有している。偏光層２８は、ヨウ素を吸着させたポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡという）を延伸させることで得られる。ＴＡＣフィルム２９は、トリアセチルセルロースからなる。ノーマリークローズを達成するため、液晶セル３３を挟持する第１の偏光板３２ａと第２の偏光板３２ｂは、互いの吸収軸がほぼ直交するように配置される。
【００３１】
図１及び図２に示される第１の位相差板１６ａ及び第２の位相差板１６ｂは、複屈折光の位相差が１／４波長となる、いわゆるλ／４板である。但し、入射光の波長域の全てにおいてこの条件を満たすことは困難であるので、その場合には、例えば人間の目の視感度が最も高い約５５５ｎｍでこの条件を満たすことが望ましい。すなわち、第１の位相差板１６ａ及び第２の位相差板１６ｂの位相差は、約１３９ｎｍ程度であることが最も望ましい。第１の位相差板１６ａ及び第２の位相差板１６ｂには、ポリカーボネートやノルボルネン系樹脂等の材料が用いられる。
【００３２】
第１の位相差板１６ａは、その遅相軸が第１の偏光板３２ａの吸収軸と約４５度の角度を為すように配置されている。第１の偏光板３２ａと第１の位相差板１６ａの組は、第１の円偏光板４８ａとして機能し、バックライト３４からの入射光を円偏光に変換して、液晶セル３３に出射する。他方、第２の位相差板１６ｂは、その遅相軸が第２の偏光板３２ｂの吸収軸と約４５度の角度を為すように配置されている。第２の位相差板１６ｂと第２の偏光板３２ｂの組は、第２の円偏光板４８ｂとして機能し、液晶セル３３を透過した円偏光を直線偏光に変換して、外部に出射する。
【００３３】
なお、第１の円偏光板４８ａ及び第２の円偏光板４８ｂは、上記態様に限られず、波長依存性を軽減させるため、λ／２板とλ／４板とを組み合わせた広帯域円偏光板であってもよい。広帯域円偏光板の例は、特開平１０−６８８１６号公報に開示されている。
【００３４】
図４に示されるように、液晶セル３３は、光入射側に配置される第１の透明基板１３と、光出射側に配置される第２の透明基板２３と、これらの間に挟持される液晶層２５と、を有している。同図では、簡単のため、第１の透明基板１３及び第２の透明基板２３に設けられる配線等の図示を省略している。液晶層２５には、光学等方液晶は、電圧無印加時に光学等方性を示し、電圧印加時に光学異方性を示す。光学異方性とは、屈折率の異方性のことである。光学等方液晶の例としては、ブルー相液晶や、キュービック対称性を示す媒質などが挙げられる。ブルー相液晶は、ネマティック液晶組成物中に含まれるモノマーをブルー相の温度域で重合させることで得られる液晶材料である。ネマティック液晶には、一般の液晶表示装置に用いられるような、極性基が置換された環構造と長鎖構造とを有する有機化合物が用いられる。カイラル剤には、分子内に不斉炭素を有する有機化合物が用いられる。重合性モノマーにはアクリル系モノマーなどが用いられ、光重合の場合にはアセトフェノン誘導体などの重合開始剤が併用される。
【００３５】
第１の透明基板１３及び第２の透明基板２３は、例えばガラスや高分子フィルムなどの透明な材料からなる。高分子フィルムとしては、例えばプラスティックやポリエーテルサルホン（以下、ＰＥＳという）が望ましい。なお、プラスティックやＰＥＳは空気を透過するため、表面にガスバリアを形成することが望ましい。ガスバリアとしては、例えば窒化シリコン膜を適用できる。
【００３６】
図５に示されるように、液晶表示装置は、複数の走査配線１０ａ〜１０ｄと複数の信号配線１１ａ〜１１ｃとを有しており、これらによって区画される各領域が画素とされる。走査配線１０ａ〜１０ｄと信号配線１１ａ〜１１ｃとは直交しており、交差する部分に少なくとも１つのＴＦＴ１９（薄膜トランジスタ）が設けられている。ＴＦＴ１９は、後述する図６に示されるように、コンタクトホール１８を介して画素電極１２に接続されている。また、画素に保持された画像信号がリークすることを防止するため、蓄積容量１５が配置されてもよい。
【００３７】
なお、本実施形態では、各画素にＴＦＴ１９が配置されたアクティブマトリクス駆動を例としているが、パッシブマトリクス駆動であってもよい。また、ＴＦＴ１９は、逆スタガ構造を有しており、チャネル部として半導体層が設けられている。また、ＴＦＴ１９が配置される箇所では光が透過しないため、その箇所に遮光層が設けられてもよい。
【００３８】
また、走査配線１０ａ〜１０ｄにはＴＦＴ１９を制御するための信号が印加され、信号配線１１ａ〜１１ｃには液晶層２５を制御するための信号が印加される。走査配線１０ａ〜１０ｄ及び信号配線１１ａ〜１１ｃの材料としては、例えばクロム、タンタル−モリブデン、タンタル、アルミニウム、銅などの低抵抗な導電性材料が望ましい。
【００３９】
図６及び図７に示されるように、第１の透明基板１３の１画素の範囲には、画素電極１２、共通電極２２、ＴＦＴ１９、コンタクトホール１８、走査配線１０及び信号配線１１が配置されている。第１の透明基板１３の液晶層２５側には、第１の絶縁膜１４ａ及び第２の絶縁膜１４ｂが積層されており、これらの間に信号配線１１が配置されている。他方、第２の透明基板２３の１画素の範囲には、遮光層２１、カラーフィルタ２４及び平坦化層２７などが配置されている。第１の透明基板１３と第２の透明基板２３の間には、液晶層２５が設けられている。
【００４０】
画素電極１２及び共通電極２２は、液晶層２５に電界を印加するために配置される。画素電極１２及び共通電極２２は、櫛歯状に形成されている。画素電極１２の線状部と共通電極２２の線状部とは、所定間隔で交互かつ平行に配置されている。具体的には、画素電極１２の線状部は、画素の長手方向の一方の端に設けられた基部から他方の端に向けて延伸している。他方、共通電極２２の線状部は、画素の長手方向の他方の端に設けられた基部から一方の端に向けて延伸している。
【００４１】
画素電極１２及び共通電極２２は、低抵抗な導電性材料であれば、透明か不透明かを特に問わない。画素電極１２及び共通電極２２としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）、クロム、タンタル−モリブデン、タンタル、アルミニウム、銅などが用いられる。なお、視野角を改善するために、画素電極１２の線状部と共通電極２２の線状部とを１画素の範囲内で折り曲げて、マルチドメインを達成してもよい。
【００４２】
第１の絶縁膜１４ａ及び第２の絶縁膜１４ｂは、走査配線１０と信号配線１１の接触を防ぐために配置される。第１の絶縁膜１４ａ及び第２の絶縁膜１４ｂは、電気的に絶縁が可能な材料であれば、詳細を特に問わない。第１の絶縁膜１４ａ及び第２の絶縁膜１４ｂとしては、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜などが用いられる。
【００４３】
遮光層２１は、隣接画素からの光漏れを遮断するために配置される。遮光層２１に用いられる材料は、金属や樹脂などの不透明材料を用いることができ、クロム、タンタル−モリブデン、タンタル、アルミニウム、銅などが望ましい。
【００４４】
カラーフィルタ２４は、画素毎に赤、緑、青のいずれかの光が透過するように形成されており、赤領域、緑領域、青領域が配列している。このような配列としては、例えばストライプ配列やデルタ配列などがある。
【００４５】
平坦化層２７は、カラーフィルタ２４の作製時に発生する凹凸を平坦化するために設けられる。平坦化層２７としては、例えばアクリル樹脂などが用いられる。
【００４６】
本実施形態との比較のために、従来例に係る液晶表示装置について図８及び図９Ａを用いて説明する。図８は、従来例に係る液晶表示装置の層構造例を概略的に表す側面図である。図９Ａは、従来例の作用説明図である。図９Ａでは、上記図６に示されるＢ領域に相当する領域が拡大されており、電界が印加された際に生じる位相差の遅相軸の方向が示されている。
【００４７】
図８に示されるように、従来例に係る液晶表示装置では、液晶セル３３が第１の偏光板３２ａと第２の偏光板３２ｂとに挟まれている。第１の偏光板３２ａと第２の偏光板３２ｂは、互いの吸収軸が直交するように配置されている。また、液晶セル３３の液晶層に印加される面内方向の電界は、主に、第１の偏光板３２ａと第２の偏光板３２ｂの各吸収軸に対して約４５度の角度を為している。
【００４８】
具体的には、図９Ａに示されるように、互いに平行に並列する画素電極１２の線状部と共通電極２２の線状部との間には、並列方向（すなわち、線状部に延伸方向と直交する方向）に沿った電界が生じ、この電界の方向が、第１の偏光板３２ａと第２の偏光板３２ｂの各吸収軸に対して約４５度の角度を為す。位相差の遅相軸の方向は、この電界の方向に沿って現れる。このため、画素電極１２の線状部と共通電極２２の線状部との間の領域は、光の透過を制御可能な透過領域Ｔとなる。
【００４９】
他方、画素電極１２や共通電極２２の線状部の先端付近では、電界の方向が様々な方向を向くことになるため、位相差の遅相軸の方向が、第１の偏光板３２ａと第２の偏光板３２ｂの各吸収軸に対して４５度から外れてしまう。このため、画素電極１２や共通電極２２の線状部の先端付近の領域は、光の透過が十分でない不透過領域Ｎとなる。
【００５０】
図９Ｂに示される本実施形態によれば、図９Ａに示される従来例では不透過領域Ｎだった領域を、透過領域Ｔに変えることが可能である。以下、その理由について説明する。
【００５１】
まず、従来例のように、直交した偏光板に挟み込まれた、一軸の光学異方性を持った一軸性媒体を光が透過する場合、透過する光の強度Ｉは、下記数式１で表されることがよく知られている。
【数１】
2011180303.tif 000003
【００５２】
ここで、Ｉ０は入射光の強度、θは偏光板の吸収軸と一軸性媒体の遅相軸とが為す角度、Δｎは一軸性媒体の遅相軸と進相軸との屈折率差、ｄは一軸性媒体の厚さ、λは入射光の波長を示している。
【００５３】
上記数式１からわかるように、偏光板の吸収軸と一軸性媒体の遅相軸とが為す角度が４５度のときに透過率が最も高くなり、０度や９０度のときに透過率が最も低くなる。ここでは、一軸性媒体を液晶層２５と仮定することが出来る。
【００５４】
次に、本実施形態のように、直交した円偏光板で挟み込まれた一軸性媒体を光が透過する場合、透過する光の強度は下記数式２で表される。
【数２】
2011180303.tif 000004
【００５５】
当該数式２からわかるように、一軸性媒体の遅相軸方向の項が無くなり、位相差のみが影響を及ぼすことになる。つまり、本実施形態のような液晶層２５を用いた場合、電界が印加されていないときの位相差はゼロ（Δｎｄ=０）であるため、透過光強度はほぼ０となる。一方、電界が印加されると面内方向に位相差を生じる。このとき、画素全体では様々な方向に位相差が発生するが、本実施形態では、位相差がどの方向に発生しても光を透過させることが出来る。なお、上記数式２からもわかるが、Δｎｄ=ｍλ（ｍは整数）の場合、透過光強度が低くなる。
【００５６】
つまり、従来例では、図９Ａに示されるように、画素電極１２や共通電極２２の線状部の先端付近で、位相差の遅相軸の方向が様々な方向を向く。この場合、位相差の遅相軸の方向が偏光板の吸収軸に対して４５度から外れるため、上記数式１からわかるように、画素電極１２や共通電極２２の線状部の先端付近が不透過領域Ｎとなってしまう。
【００５７】
一方、本実施形態では、上記数式２からわかるように、位相差の遅相軸がどの方向に発生しても光が透過する。よって、本実施形態では、従来例で不透過領域Ｎであった領域を透過領域Ｔとすることができ、光の透過率を向上させることが可能である。
【００５８】
なお、本実施形態では、画素電極１２及び共通電極２２の両方が櫛歯状であったが、この態様に限られず、K.Ono, I.Mori,R.Oke and K.Endo,Proc.IDW07 67(2007)．に記載されているような、一方がベタ状の電極で、他方が櫛歯状の電極であってもよい。
【００５９】
［第２実施形態］
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の偏光板の層構造例を概略的に表す側面図である。上記実施形態と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００６０】
ところで、垂直配向方式の液晶表示装置において円偏光板により透過率を向上させることは、特開２００２−４０４２８号公報に記載されている。このような垂直配向方式の液晶表示装置では、視野角を改善するためにネガティブＣプレートを用いることが一般的である。ネガティブＣプレートは、垂直配向方式の初期配向、つまり垂直配向状態を補償するために使用される。ここで、偏光板に通常含まれるＴＡＣフィルムは、ネガティブＣプレートとして振る舞うことから、垂直配向方式の液晶表示装置における偏光板にとって必要不可欠な部材となっている。
【００６１】
これに対し、本実施形態に係る液晶表示装置では、光学等方液晶を用いているため、初期配向は光学等方性を示している。つまり、ネガティブＣプレートは不要であるため、上記図３に示される第１の偏光板３２ａ及び第２の偏光板３２ｂのＴＡＣフィルム２９は、特には必要でない。そこで、本実施形態に係る液晶表示装置では、図１０Ａに示されるように、第１の偏光板３２ａ及び第２の偏光板３２ｂのうち、第１の透明基板１３及び第２の透明基板２３側のＴＡＣフィルム２９が省略される。すなわち、第１の偏光板３２ａ及び第２の偏光板３２ｂは、偏光層２８と、偏光層２８の一方の面に設けられたＴＡＣフィルム２９とを含み、偏光層２８の他方の面が第１の透明基板１３又は第２の透明基板２３に取り付けられる。取り付けには、例えば接着剤が用いられる。こうした構成により、液晶表示装置の薄型化を図ることが可能である。なお、第１の偏光板３２ａ及び第２の偏光板３２ｂの一方のみでＴＡＣフィルム２９が省略されてもよい。
【００６２】
なお、ＴＡＣフィルム２９は、およそ３０〜８０ｎｍのＲｔｈを持っていることが知られている。Ｒｔｈとは層厚方向のリタデーションであり、下記数式３によって定義される。ここでｎｘ、ｎｙ、ｎｚは、屈折率楕円体の主軸方向の屈折率であり、ｎｘ、ｎｙは面内方向の屈折率、ｎｚは厚さ方向の屈折率を示している。また、ｄは位相差板（ここではＴＡＣフィルム２９）の厚さである。ＴＡＣフィルム２９は用途により厚さが異なるため、Ｒｔｈも異なる。
【数３】
2011180303.tif 000005
【００６３】
また、図１０Ｂに示されるように、上記ＴＡＣフィルム２９よりも位相差が少ない位相差レス保護フィルム１７を用いてもよい。この場合、余計な位相差が低減されるために、コントラストが向上し、視野角も向上する。位相差レス保護フィルム１７としては、例えばノルボルネン系材料やメタアクリル系樹脂を使用することができる。位相差レス保護フィルム１７は、第１の透明基板１３又は第２の透明基板２３側に配置されるＴＡＣフィルム２９のみの代替として配置してもよい。位相差レス保護フィルム１７は、面内方向のＲｔｈは略ゼロであるが、実際には生産プロセスなどで位相差が発生し±５ｎｍ以下のＲｔｈを持っている。しかし、位相差レス保護フィルム１７の面内方向のＲｔｈは、上記ＴＡＣフィルム２９に比べれば圧倒的に小さく、またＴＡＣフィルム２９と比べて薄くすることが可能である。こうした構成により、液晶表示装置の薄型化を図ることが可能である。
【００６４】
［第３実施形態］
図１１及び図１２は、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の一方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図及び断面図である。上記実施形態と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００６５】
青色相液晶は、電界方向に対応して位相差を発生するため、面内に電界を印加可能な櫛歯状電極を用いるのが一般的である。一方の電極の線状部と他方の電極の線状部との間では、一様な方向に電界が発生するため、その方向に対して吸収軸が約４５度の角度を為すように偏光板が配置される。しかしながら、櫛歯状電極の線状部の先端付近などでは電界方向と偏光板の吸収軸の方向とが４５度を為さないことがある。このことは上述した通りである。
【００６６】
図１１に示されるように、本実施形態では、画素電極１２は点状に露出した露出部を有しており、この露出部を取り囲むように共通電極２２が配置されている。画素電極１２の露出部は、円形であっても多角形であってもよい。画素電極１２の露出部の大きさは、開口率を高めるために小さければ小さいほど良く、例えば１５μｍ以下であることが望ましい。例えば携帯電話に搭載されるような対角３インチ程度の大きさのＶＧＡ相当の液晶表示装置では、１画素の短辺方向の大きさは約３０μｍとなる。透過率を高めるために画素内に画素電極１２の露出部を複数配置するためには、画素電極１２の露出部の大きさは例えば１５μｍ以下が望ましい。画素電極１２の露出部から共通電極２２の縁までの距離は、面内の輝度分布を均一化するために、どの位置でも等しくすることが望ましい。そのために、共通電極２２の縁は画素電極１２の露出部を中心とする円状であることが望ましい。このように構成することで、画素電極１２の露出部から電界が放射状に発生し、位相差の遅相軸も放射状に発生する。本実施形態では、上記第１の円偏光板４８ａ及び第２の円偏光板４８ｂを用いているため、位相差の遅相軸が放射状に発生しても光が透過する。このように画素電極１２及び共通電極２２を配置することで、櫛歯状電極の場合よりも開口率を向上させ、透過率を向上させることが可能である。
【００６７】
図１２に示されるように、画素電極１２と共通電極２２の間には、第２の絶縁膜１４ｂが配置されている。画素電極１２は、第２の絶縁膜１４ｂ下に形成され、共通電極２２は、第２の絶縁膜１４ｂ上に形成されている。第２の絶縁膜１４ｂには、膜厚方向に貫通する通孔が形成されており、この通孔下に画素電極１２の露出部が露出している。すなわち、第２の絶縁膜１４ｂ下に形成された膜状の画素電極１２の表面が露出部とされる。共通電極２２は、第２の絶縁膜１４ｂ上で、画素電極１２の露出部を囲むように配置されている。こうした配置では、画素電極１２の一部と共通電極２２の一部とが第２の絶縁膜１４ｂを介して重なっている。なお、共通電極２２は、画素電極１２の露出部の周囲を完全に閉じてなくてもよく、画素電極１２の露出部の周囲の少なくとも一部に配置されれば足りる。こうした構成により、第２の絶縁膜１４ｂ下の画素電極１２の露出部から第２の絶縁膜１４ｂ上の共通電極２２に電界が放射状に発生する。
【００６８】
あるいは、図１３に示されるように、第２の絶縁膜１４ｂに形成された通孔を導電性材料で充填して、画素電極１２の露出部を共通電極２２と同程度の高さに設けてもよい。
【００６９】
以上のように構成することで、従来よりも透過率を向上させ、駆動電圧を低減させることが可能となる。なお、本実施形態では、画素電極１２を第２の絶縁膜１４ｂ下に配置し、共通電極２２を第２の絶縁膜１４ｂ上に配置した例を示したが、画素電極１２と共通電極２２とを入れ替えても同様の効果を得ることが可能である。
【００７０】
［第４実施形態］
図１４Ａないし図１４Ｄは、本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置の端子配置例を概略的に表す平面図である。図１５及び図１６は、同液晶表示装置の一方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図及び断面図である。上記実施形態と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００７１】
図１４Ａないし図１４Ｄ中の第１の電極３０と第２の電極３１の関係は、上記第３実施形態における画素電極１２と共通電極２２の関係に対応する。つまり、第１の電極３０が画素電極１２であれば第２の電極３１は共通電極２２であり、第１の電極３０が共通電極２２であれば第２の電極３１は画素電極１２である。第１の電極３０の露出部は点状に形成されている。第１の電極３０の露出部は、第２の電極３１よりも十分に小さければ、円形であっても多角形であってもよい。他方、第２の電極３１はいずれも、多角形もしくは円形の枠状とされている。多角形では、角の数が多いほど、第１の電極３０と第２の電極３１の距離が一定に近づくために好ましい。なお、第２の電極３１を第２の絶縁膜１４ｂ上に配列させるには、第２の電極３１は、図１４Ａないし図１４Ｃに示されるような三角形、四角形、六角形であることが望ましい。特には、最充填密度を考慮すると、第２の電極３１は、図１４Ｃに示されるように六角形であることが望ましい。
【００７２】
第１の電極３０及び第２の電極３１は、液晶層２５に電界を印加するために配置される。第１の電極３０及び第２の電極３１は、低抵抗な導電性材料であれば透明か不透明かを特に問わない。第１の電極３０及び第２の電極３１としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）、クロム、タンタル−モリブデン、タンタル、アルミニウム、銅などが用いられる。
【００７３】
図１５及び図１６では、画素電極１２が上記第１の電極３０に、共通電極２２が上記第２の電極３１に対応しており、共通電極２２は六角形の枠状とされている。図１５に示されるように、画素電極１２は、第２の絶縁膜１４ｂ下の破線で示された範囲に配置されており、第２の絶縁膜１４ｂに形成された通孔によって、複数の露出部が液晶層２５側に露出している。共通電極２２は、隣接画素の共通電極２２と接続されており、このような構成にすることで、画素内のほとんどの領域において面内方向の電界を発生させることができる。液晶層２５に発生する位相差の遅相軸は放射状となるが、上記第１の円偏光板４８ａ及び第２の円偏光板４８ｂを用いているため、位相差が放射状に発生しても光が透過する。また、放射状に位相差が発生することで、どの方位から見ても同じような視野角特性となり、画質が向上する。以上のような構成にすることで、従来よりも透過率を向上させ、視野角を改善させ、駆動電圧を低減させることが可能となる。
【００７４】
［第５実施形態］
図１７Ａないし図１７Ｅは、本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置の端子配置例を概略的に表す平面図である。上記実施形態と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００７５】
図１７Ａないし図１７Ｅに示されるように、本実施形態では、第１の電極３０の露出部が線状に延伸している。第２の電極３１は、上記第４実施形態と同様に、多角形もしくは円形の枠状とされている。本実施形態においても、第１の電極３０及び第２の電極３１の一方は画素電極１２に対応し、他方は共通電極２２に対応する。具体的には、隣接する各第２の電極３１の内側に位置する第１の電極３０の露出部は、同一線上に並ぶように配置されている。なお、このように並んだ第１の電極３０の間では、第１の電極３０と第２の電極３１とが第２の絶縁膜１４ｂを介して重なっている。こうした電極構造は容易に作成することができ、コストを削減することが可能である。また、電極構造の種類が増えるため、画素の大きさによって有効開口率が最大になるように種々選択することができるようになる。以上のような構成にすることで、従来よりも透過率を向上させ、視野角を改善させ、駆動電圧を低減させることが可能となる。
【００７６】
［第６実施形態］
図１８Ａは、本発明の第６実施形態に係る液晶表示装置の一方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図である。図１８Ｂは、同液晶表示装置の他方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図である。図１９は、同液晶表示装置の構成例を概略的に表す断面図である。上記実施形態と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００７７】
本実施形態では、第１の透明基板１３側に画素電極１２が設けられ、第２の透明基板２３側に共通電極２２が設けられている。画素電極１２は、上記第３実施形態と同様に、第２の絶縁膜１４ｂ下に形成され、この第２の絶縁膜１４ｂに形成された通孔によって露出する露出部を有している。共通電極２２は、第２の透明基板２３側に設けられているという点を除いて、上記第４実施形態と同様に六角形の枠状に形成されている。画素電極１２の各露出部は、平面視において、共通電極２２の各枠部の内側に位置するように設けられている。すなわち、共通電極２２は、画素電極１２の露出部に対して面内方向に所定距離だけ離れており、この露出部を取り囲むように配置されている。また、各共通電極２２は、隣接画素の共通電極２２と接続されており、共通電極２２はパネル全体で同電位となっている。この場合、共通電極２２を第２の透明基板２３側に設けることで、製造が容易となる。以上のような構成にすることで、従来よりも透過率を向上させ、視野角を改善させ、駆動電圧を低減させ、製造を簡易化することが可能となる。
【００７８】
［第７実施形態］
図２０Ａは、本発明の第７実施形態に係る液晶表示装置の一方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図である。図２０Ｂは、同液晶表示装置の他方の透明基板の構成例を概略的に表す平面図である。上記実施形態と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００７９】
本実施形態でも、第１の透明基板１３側に画素電極１２が設けられ、第２の透明基板２３側に共通電極２２が設けられている。画素電極１２及び共通電極２２は、上記第１実施形態と同様に、櫛歯状に形成されている。画素電極１２及び共通電極２２はそれぞれ、画素の長手方向に延びる線状部を有しており、平面視において、画素電極１２の線状部と共通電極２２の線状部とが画素の幅方向に離れて交互に配列している。こうして配置された画素電極１２と共通電極２２とにより液晶層２５内に斜め方向の電界が発生し、その方向に位相差が生じるので、光が透過する。以上のような構成にすることで、従来よりも透過率を向上させ、視野角を改善させ、駆動電圧を低減させ、製造を簡易化することが可能となる。
【００８０】
以上に説明した第１ないし第７の実施形態に係る液晶表示装置は、例えば、図２１Ａに示される携帯電話の表示部や、図２１Ｂに示されるテレビの表示部に適用することが可能である。
【００８１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。
【００８２】
例えば、上記実施形態では、透過モードの液晶セル３３を例として挙げたが、これに限られず、反射モードの液晶セルを適用することも可能である。すなわち、図２２に示されるように、上記第１の透明基板１３（図１２を参照）の代わりに、液晶層２５側に反射面を有する第１の基板５３を配置して、反射モードとしてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、第１の偏光板３２ａと第２の偏光板３２ｂとを吸収軸が直交するように配置し、液晶層２５に電圧を印加したときに光が透過するように構成されていたが、必ずしもこの態様に限られない。例えば、第１の偏光板３２ａと第２の偏光板３２ｂとを吸収軸が平行になるように配置してもよいし、液晶層２５に電圧を印加したときに光が遮蔽されるように構成されてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１０  走査配線、１１  信号配線、１２  画素電極、１３  第１の透明基板、１４  絶縁膜、１５  蓄積容量、１６ａ  第１の位相差板、１６ｂ  第２の位相差板、１７  位相差レス保護フィルム、１８  コンタクトホール、１９  ＴＦＴ、２０  半導体層、２１  遮光層、２２  共通電極、２３  第２の透明基板、２４  カラーフィルタ、２５  液晶層、２７  平坦化層、２８  偏光層、２９  ＴＡＣフィルム、３０  第１の電極、３１  第２の電極、３２ａ  第１の偏光板、３２ｂ  第２の偏光板、３３  液晶セル、３４  バックライト、４８ａ  第１の円偏光板、４８ｂ  第２の円偏光板、５３  第１の基板。
【図１】
2011180303.tif 000006
【図２】
2011180303.tif 000007
【図３】
2011180303.tif 000008
【図４】
2011180303.tif 000009
【図５】
2011180303.tif 000010
【図６】
2011180303.tif 000011
【図７】
2011180303.tif 000012
【図８】
2011180303.tif 000013
【図９Ａ】
2011180303.tif 000014
【図９Ｂ】
2011180303.tif 000015
【図１０Ａ】
2011180303.tif 000016
【図１０Ｂ】
2011180303.tif 000017
【図１１】
2011180303.tif 000018
【図１２】
2011180303.tif 000019
【図１３】
2011180303.tif 000020
【図１４Ａ】
2011180303.tif 000021
【図１４Ｂ】
2011180303.tif 000022
【図１４Ｃ】
2011180303.tif 000023
【図１４Ｄ】
2011180303.tif 000024
【図１５】
2011180303.tif 000025
【図１６】
2011180303.tif 000026
【図１７Ａ】
2011180303.tif 000027
【図１７Ｂ】
2011180303.tif 000028
【図１７Ｃ】
2011180303.tif 000029
【図１７Ｄ】
2011180303.tif 000030
【図１７Ｅ】
2011180303.tif 000031
【図１８Ａ】
2011180303.tif 000032
【図１８Ｂ】
2011180303.tif 000033
【図１９】
2011180303.tif 000034
【図２０Ａ】
2011180303.tif 000035
【図２０Ｂ】
2011180303.tif 000036
【図２１Ａ】
2011180303.tif 000037
【図２１Ｂ】
2011180303.tif 000038
【図２２】
2011180303.tif 000039