(57)【要約】【課題】液晶セル内に設けた位相差層からの不純物が液晶層中に流出することを防止し、信頼性に優れた液晶表示装置を提供する。【解決手段】観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、第一のλ／４位相差層と、支持基板と、第二のλ／４位相差層と、第一のオーバーコート層と、配向膜と、電圧無印加時に水平配向する液晶分子を含有する液晶層と、電圧が印加されることによって上記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有するＴＦＴ基板と、第二の偏光板と、を備える液晶表示装置。【選択図】    図１
2019159102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察面側から背面側に向かって順に、
第一の偏光板と、
第一のλ／４位相差層と、
支持基板と、
第二のλ／４位相差層と、
第一のオーバーコート層と、
配向膜と、
電圧無印加時に水平配向する液晶分子を含有する液晶層と、
電圧が印加されることによって前記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有するＴＦＴ基板と、
第二の偏光板と、を備える
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
更に、前記支持基板と前記第二のλ／４位相差層との間に、異なる色の複数のカラーフィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
更に、前記複数のカラーフィルタと前記第二のλ／４位相差層との間に、第二のオーバーコート層を備え、
前記複数のカラーフィルタと前記第二のオーバーコート層が直に接することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記複数のカラーフィルタと前記第二のλ／４位相差層が直に接することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第二のλ／４位相差層は、光重合性液晶材料の硬化物である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。
【請求項６】
更に、前記第二のλ／４位相差層の観察面側に隣接して配置された粘接着剤層を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記複数のカラーフィルタと前記配向膜との間に配置された層の厚さの合計が６μｍ未満であることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、液晶セル内に位相差層を備える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、表示のために液晶組成物を利用する表示装置であり、その代表的な表示方式は、一対の基板間に液晶組成物を封入した液晶セル（液晶表示パネル）に対してバックライトから光を照射し、液晶組成物に電圧を印加して液晶分子の配向を変化させることにより、液晶セルを透過する光の量を制御するものである。このような液晶表示装置は、薄型、軽量及び低消費電力といった特長を有することから、テレビジョン、スマートフォン、タブレット端末、カーナビゲーション等の電子機器に利用されている。このような液晶表示装置には、外光の映り込み防止、色調の補償、視野角の補償等を目的として、位相差フィルムが用いられることがある。
【０００３】
従来の液晶表示装置は、屋外等の明所で用いたときに、液晶表示装置の内部及び表面で反射される外光の影響でコントラストが低下し、表示品位が低下することがあった。これに対して、液晶セルの観察面側に位相差フィルムを取り付けることにより、外光の反射率を低減し、屋外における視認性を改善することができる。一方、液晶表示装置の薄型化や部材数の低減を進めるためには、液晶セルに位相差フィルムを取り付ける代わりに、液晶セル内に位相差層（「インセル位相差層」ともいう。）を設けることが望まれていた。インセル位相差層としては、配向膜上に、反応性メソゲンで構成された位相差膜を積層したものが用いられる。
【０００４】
インセル位相差層を設けることを開示した先行技術文献としては、例えば、特許文献１が挙げられる。特許文献１には、横電界型の動作モードで動作する液晶表示装置において、静電気に起因した表示品質の低下を防止するために導電層を設けることや、導電層による反射光の抑制のために、導電層の上に第１位相差層を設けることや、第１位相差層による偏光制御の態様を変化させるために、第１位相差層よりも液晶層に近い位置に第２位相差層を設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８３４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、インセル位相差層について研究開発が進められているが、本発明者の検討によれば、特許文献１の図７に示されているように液晶セル内に設けた第２位相差層が配向膜と直に接する構造では、位相差層からの不純物が液晶層中に流れ出し、信頼性を低下させることが分かった。
【０００７】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、液晶セル内に設けた位相差層からの不純物が液晶層中に流出することを防止し、信頼性に優れた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、液晶セル内に位相差層（インセル位相差層）を設ける技術に着目し、鋭意検討した結果、インセル位相差層中の不純物が配向膜を透過し、液晶層中に流れ出し、信頼性を低下させることがあることが分かった。これに対し、本発明者らは、インセル位相差層と配向膜との間にオーバーコート層を設けることにより不純物の流出を防止できることを見出した。これにより、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。
【０００９】
すなわち、本発明の一態様は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、第一のλ／４位相差層と、支持基板と、第二のλ／４位相差層と、第一のオーバーコート層と、配向膜と、電圧無印加時に水平配向する液晶分子を含有する液晶層と、電圧が印加されることによって上記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有するＴＦＴ基板と、第二の偏光板と、を備える液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液晶セル内に設けた位相差層からの不純物が液晶層中に流出することを防止し、信頼性に優れた液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は、実施形態１の液晶表示装置を示す断面模式図であり、（ｂ）は、ＴＦＴ基板の構成の一例を示す断面模式図である。
【図２】実施形態２の液晶表示装置を示す断面模式図である。
【図３】比較例１、２及び実施例１の液晶表示装置を信頼性試験に投入したときの電圧保持率（ＶＨＲ）の変化を示すグラフである。
【図４】実施例２の液晶表示装置を示す断面模式図である。
【図５】実施例３の液晶表示装置を示す断面模式図である。
【図６】実施例４の液晶表示装置を示す断面模式図である。
【図７】実施例５の液晶表示装置を示す断面模式図である。
【図８】実施例６の液晶表示装置を示す断面模式図である。
【図９】実施例７の液晶表示装置を示す断面模式図である。
【図１０】実施例８の液晶表示装置を示す断面模式図である。
【図１１】比較例１の液晶表示装置を示す断面模式図である。
【図１２】比較例２の液晶表示装置を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に実施形態を掲げ、本発明について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形態のみに限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
【００１３】
＜用語の定義＞
本明細書中、「観察面側」とは、液晶表示装置の画面（表示面）に対してより近い側を意味し、「背面側」とは、液晶表示装置の画面（表示面）に対してより遠い側を意味する。
【００１４】
本明細書中、「位相差層」とは、少なくとも波長５５０ｎｍの光に対して１０ｎｍ以上の面内位相差を付与する位相差層を意味する。ちなみに、波長５５０ｎｍの光は、人間の視感度が最も高い波長の光である。面内位相差は、Ｒ＝（ｎｓ−ｎｆ）×ｄで定義される。ここで、ｎｓは、位相差層の面内方向の主屈折率ｎｘ及びｎｙのうちの大きい方を表し、ｎｆは、位相差層の面内方向の主屈折率ｎｘ及びｎｙのうちの小さい方を表す。主屈折率は、特に断りのない限り、波長５５０ｎｍの光に対する値を指している。位相差層の面内遅相軸はｎｓに対応する方向の軸を指し、面内進相軸はｎｆに対応する方向の軸を指す。ｄは、位相差層の厚さを表す。本明細書中、特に断りがなければ、「位相差」は、面内位相差を意味している。
【００１５】
本明細書中、「λ／４位相差層」とは、少なくとも波長５５０ｎｍの光に対して１／４波長（１３７．５ｎｍ）の面内位相差を付与する位相差層を意味し、１００ｎｍ以上、１７６ｎｍ以下の面内位相差を付与するものであればよい。
【００１６】
（実施形態１）
図１（ａ）は、実施形態１の液晶表示装置を示す断面模式図であり、図１（ｂ）は、ＴＦＴ基板の構成の一例を示す断面模式図である。図１に示すように、実施形態１の液晶表示装置１０は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板５１、第一のλ／４位相差層６０、カラーフィルタ基板２０、第一の配向膜２１、液晶層３０、第二の配向膜４１、ＴＦＴ基板４０及び第二の偏光板５２を備える。透過型又は半透過型液晶表示装置の場合には、第二の偏光板５２の背面側に、液晶層３０に向けて光を照射するバックライト（図示せず）が配置される。なお、第一のλ／４位相差層６０は、液晶セルの外部（支持基板２２よりも観察面側）に設けられることから、「アウトセル位相差層」ともいう。
【００１７】
第一の偏光板５１及び第二の偏光板５２としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムにヨウ素錯体（又は染料）等の異方性材料を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子（吸収型偏光板）等を用いることができる。なお、通常は、機械強度や耐湿熱性を確保するために、ＰＶＡフィルムの両側にトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム等の保護フィルムをラミネートして実用に供される。
【００１８】
第一の偏光板５１の透過軸と第二の偏光板５２の透過軸とは、直交することが好ましい。このような構成によれば、第一の偏光板５１と第二の偏光板５２とがクロスニコルに配置されるため、電圧無印加時に、良好な黒表示状態を実現することができる。以下では、第一の偏光板５１の透過軸の方位を０°と定義して説明を行う。このとき、第二の偏光板５２の透過軸の方位は９０°にされることが好ましい。
【００１９】
第一のλ／４位相差層（アウトセル位相差層）６０は、第一の偏光板５１との組み合わせにより円偏光板として機能する。これにより、液晶表示装置１０の内部反射を低減できるので、外光の反射（映り込み）を抑制できる。したがって、外光が強い明るい環境下でも高コントラストの表示を行うことができる。
【００２０】
アウトセル位相差層６０の材料は特に限定されないが、アウトセル位相差層６０はカラーフィルタ基板２０に貼り付けて形成できることから、液晶表示装置の分野で一般的に用いられる延伸処理された高分子フィルム（位相差フィルム）が好適に用いられる。高分子フィルムの材料としては、例えば、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ノルボルネン、トリアセチルセルロース、ジアチルセルロース等が挙げられ、中でも、シクロオレフィンポリマーが特に好ましい。シクロオレフィンポリマーで形成された位相差層は、耐久性に優れ、高温環境や高温高湿環境に長期間曝したときの位相差の変化が小さいという利点がある。
【００２１】
なお、後述するインセル位相差層２５と同様に、アウトセル位相差層６０を光重合性液晶材料で形成することも可能である。アウトセル位相差層６０を光重合性液晶材料で形成する方法としては、ＰＥＴフィルム等の平坦な基材フィルム上に、光重合性液晶材料を塗布して製膜した後、得られた膜を、接着剤又は粘着剤を介して第一の偏光板５１又はカラーフィルタ基板２０に転写し、最後に基材フィルムを剥離する方法や、カラーフィルタ基板２０の外側（観察者側の面）に光重合性液晶材料を直接塗布して製膜する方法を用いることができる。
【００２２】
カラーフィルタ基板２０は、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板２２、カラーフィルタ層２３、第二のオーバーコート層２４、第二のλ／４位相差層２５及び第一のオーバーコート層２６を備える。なお、第二のλ／４位相差層２５は、液晶セルの内部（支持基板２２よりも背面側）に設けられることから、「インセル位相差層」ともいう。
【００２３】
支持基板２２は、透明基板であることが好ましく、例えば、ガラス基板、プラスチック基板が用いられる。
【００２４】
カラーフィルタ層２３は、赤色カラーフィルタ２３Ｒ、緑色カラーフィルタ２３Ｇ及び青色カラーフィルタ２３Ｂが面内に並べられ、ブラックマトリックスＢＭで区画された構成を有する。赤色カラーフィルタ２３Ｒ、緑色カラーフィルタ２３Ｇ、青色カラーフィルタ２３Ｂ、及び、ブラックマトリックスＢＭは、例えば、顔料を含有する透明樹脂で構成されている。通常、すべての画素に赤色カラーフィルタ２３Ｒ、緑色カラーフィルタ２３Ｇ及び青色カラーフィルタ２３Ｂの組み合わせが配置され、赤色カラーフィルタ２３Ｒ、緑色カラーフィルタ２３Ｇ及び青色カラーフィルタ２３Ｂを透過する色光の量を制御しつつ混色させることで各画素において所望の色が得られる。ブラックマトリクスＢＭとしては、例えば、黒色の感光性アクリル樹脂を用いることができる。なお、赤色カラーフィルタ２３Ｒ、緑色カラーフィルタ２３Ｇ及び青色カラーフィルタ２３Ｂの厚さは同一でなくてもよい。すなわち、カラーフィルタ層２３の液晶層３０側の表面は平坦でなくてもよい。
【００２５】
第二のオーバーコート層２４は、カラーフィルタ層２３の液晶層３０側の表面を覆う。第二のオーバーコート層２４は、カラーフィルタ層２３の液晶層３０側の表面が平坦でない場合に、インセル位相差層２５の下地を平坦化する機能を有する。また、第二のオーバーコート層２４によりカラーフィルタ層２３中の不純物が液晶層３０側へ溶出することを防止できる。第二のオーバーコート層２４の材料としては、光硬化型又は熱硬化型の透明樹脂が好適に用いられる。光硬化型の透明樹脂は、例えば、光重合開始剤、添加剤、溶剤等とともに用いられる。第二のオーバーコート層２４の厚さは、例えば、０．５〜２．０μｍであり、０．８〜１．２μｍが好ましい。
【００２６】
第二のλ／４位相差層（インセル位相差層）２５は、アウトセル位相差層６０と組み合わせて用いられるものである。すなわち、アウトセル位相差層６０のみを組み込んだ円偏光横電界モード液晶では黒表示ができないため、インセル位相差層２５がアウトセル位相差層６０を光学補償することにより、光学的には両者が実質的に存在しない状態とする。これにより、従来の円偏光を有さない横電界モード液晶と光学的に等価な構成となるので、黒表示を行うことが可能となる。したがって、アウトセル位相差層６０とインセル位相差層２５とは、バックライトから液晶セルに入射する光に対して、互いに位相差をキャンセルし合うように、位相差値及び軸配置の設計されることが好ましく、アウトセル位相差層６０の面内遅相軸とインセル位相差層２５の面内遅相軸とは直交することが好ましい。位相差層の機能を発現させる観点から、アウトセル位相差層６０の面内遅相軸及びインセル位相差層２５の面内遅相軸は、第一の直線偏光板１１の透過軸及び第二の直線偏光板１９の透過軸に対して４５°の角度をなすことが好ましい。すなわち、アウトセル位相差層６０の面内遅相軸及びインセル位相差層２５の面内遅相軸は、一方が方位４５°であり、他方が方位１３５°であることが好ましく、例えば、アウトセル位相差層６０の面内遅相軸が方位４５°であり、インセル位相差層２５の面内遅相軸が方位１３５°であることが好ましい。
【００２７】
本実施形態における好ましい光学軸の配置の例としては、図１中に示したように、第一の偏光板５１の透過軸の方位が０°、アウトセル位相差層６０の面内遅相軸が４５°方位、インセル位相差層２５の面内遅相軸が１３５°方位、液晶層３０の液晶分子の初期配向方位は０°又は９０°、第二の偏光板５２の透過軸の方位が９０°である。
【００２８】
インセル位相差層２５の材料としては、光重合性液晶材料（「リアクティブメソゲン」ともいう）の硬化物が好適に用いられる。光重合性液晶材料を用いれば、インセル位相差層２５をカラーフィルタ基板２０の製造プロセス中に塗布形成できることから、液晶表示装置１０の薄型化が可能となる。
【００２９】
ここで、インセル位相差層２５の形成プロセスを詳細に説明する。インセル位相差層２５は、光重合性液晶材料（リアクティブメソゲン）を塗布し、硬化することにより形成される。光重合性液晶材料としては、光反応性基を有する液晶高分子（液晶性ポリマー）が用いられる。光重合性液晶材料としては、例えば、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、フェニルベンゾエート基、アゾベンゼン基、これらの誘導体などの置換基（メソゲン基）と、シンナモイル基、カルコン基、シンナミリデン基、β−（２−フェニル）アクリロイル基、桂皮酸基、これらの誘導体などの光反応性基を併せ有する構造の側鎖を有し、アクリレート、メタクリレート、マレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、シロキサンなどの構造を主鎖に有するポリマーを挙げることができる。かかるポリマーは、単一の繰り返し単位からなるホモポリマーであってもよく、側鎖の構造の異なる２以上の繰り返し単位からなるコポリマーであってもよい。かかるコポリマーとしては、交互型、ランダム型、クラフト型などのいずれをも含む。また、かかるコポリマーにおいては、少なくとも一の繰り返し単位に係る側鎖が、上記の如きメソゲン基と光反応性基を併せ有する構造の側鎖であり、他の繰り返し単位に係る側鎖が、かかるメソゲン基や光反応性基を有さないものであってよい。
【００３０】
また、光重合性液晶材料は、光重合開始剤等の添加物を含んでいてもよい。光重合開始剤としては特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。
【００３１】
光重合性液晶材料の塗布に用いられる溶媒としては、例えば、トルエン、エチルベンゼン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジブチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、エタノール、プロパノール、シクロヘキサン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサノン、ｎ−ヘキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。これらは何れかを単独で用いることもでき、２種以上を併用することもできる。
【００３２】
光重合性液晶材料を用いたインセル位相差層２５は、例えば、次のような方法で形成できる。まず、第二のオーバーコート層２４上に下地配向膜を形成し、ラビング、光照射等の配向処理を行い、配向方位を定める。配向処理された下地配向膜上に、光重合性液晶材料を塗布し、焼成、光照射等の方法で硬化させる。光重合性液晶材料の塗布には、スリットコーターやスピンコーターなどの塗布装置が好適に使用できる。均一な厚さで塗布した後、７０〜１００℃程度の温度で２分間、仮焼成を行う。その後、波長３１３〜３６５ｎｍの光（紫外線）を照射する露光装置を用いて光硬化処理を行う。なお、焼成温度や光硬化の条件は、光重合性液晶材料によって適宜調整され、上記条件に限定されない。
【００３３】
硬化された光重合性液晶材料は、下地配向膜の配向方位に応じて配向し、位相差層として機能する。位相差層の位相差は、一般に、光重合性液晶材料の複屈折率Δｎと位相差層の厚さｄとの積により決まる。
【００３４】
なお、光重合性液晶材料自身が、偏光紫外線の照射等の方法で配向を誘起する材料である場合には、下地配向膜の形成を省略することができる。
【００３５】
また、光重合性液晶材料を用いたインセル位相差層２５の形成方法としては、ＰＥＴフィルム等の基材フィルム上に光重合性液晶材料を塗布して製膜した後、得られた膜を、粘接着剤（粘着剤又は接着剤）を介して第二のオーバーコート層２４に転写する方法を用いてもよい。この場合、インセル位相差層２５の観察面側に粘接着剤層が隣接配置されることになる。
【００３６】
また、液晶表示装置の分野で一般的に用いられる延伸処理された高分子フィルム（位相差フィルム）を、粘接着剤を介して第二のオーバーコート層２４に貼り付け、インセル位相差層２５を設けてもよい。この場合、インセル位相差層２５の観察面側に粘接着剤層が隣接配置されることになる。
【００３７】
第一のオーバーコート層２６は、インセル位相差層２５の液晶層３０側の表面を覆う。第一のオーバーコート層２６が設けられない場合には、インセル位相差層２５に用いられる光重合性液晶材料から光重合開始剤や未反応のモノマー等の不純物が、第一の配向膜２１や液晶層３０に浸み出すことがある。また、インセル位相差層２５の転写に用いられた接着剤又は粘着剤がインセル位相差層２５に隣接して存在する場合には、粘接着剤に含まれる不純物（例えば、水分やイオン）が、第一の配向膜２１や液晶層３０に浸み出すことがある。第一の配向膜２１や液晶層３０に不純物が浸み出すと、電圧保持率が低下し、表示面のエッジ等で、シミ等の表示不良が発生してしまう。これに対して、第一のオーバーコート層２６が設けられることにより、第一の配向膜２１や液晶層３０への不純物の浸み出しを抑制し、液晶表示装置の信頼性を向上することができる。第一のオーバーコート層２６の材料としては、光硬化型又は熱硬化型の透明樹脂が好適である。第一のオーバーコート層２６の厚さは、０．５μｍ以上であることが好ましい。上記厚さが０．５μｍ未満であると、不純物の浸み出しを防止する効果が低下するおそれがある。また、第一のオーバーコート層２６の厚さは、３．０μｍ未満であることが好ましい。上記厚さが３．０μｍを超えると、視差混色を生じるおそれがある。なお、第一のオーバーコート層２６の形成では、光硬化型又は熱硬化型のどちらであっても、硬化反応が完了するためのタクトタイムは問題にならない程度であるが、インセル位相差層２５の形成では、タクトタイムが問題となり、未反応物が存在する状態で工程が終了することがある。そのため、第一のオーバーコート層２６と比べて、インセル位相差層２５からは不純物が発生しやすい。
【００３８】
第一の配向膜２１及び第二の配向膜４１は、液晶層３０に含まれる液晶分子の配向を制御する機能を有し、液晶層３０への印加電圧が閾値電圧未満（電圧無印加を含む）のときには、主に第一の配向膜２１及び第二の配向膜４１の働きによって、液晶層３０中の液晶分子の長軸が第一の配向膜２１及び第二の配向膜４１に対して水平方向を向くように制御される。第一の配向膜２１及び第二の配向膜４１は、液晶の配向を制御するための配向処理がなされた層であり、ポリイミド等の液晶表示装置の分野で一般的な配向膜を用いることができる。第一の配向膜２１及び第二の配向膜４１の材料としては、例えば、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリシロキサン等の主鎖を有するポリマーが挙げられ、主鎖又は側鎖に光反応部位（官能基）を有する光配向膜材料が好適に用いられる。
【００３９】
液晶層３０は、電圧無印加時に水平配向する液晶分子を含有し、液晶層３０に対して電圧を印加し、印加した電圧に応じて液晶分子の配向状態を変化させることにより、光の透過量を制御するものである。液晶層３０中の液晶分子は、ＴＦＴ基板４０に設けられた一対の電極間に電圧が印加されていない状態（電圧無印加時）では第一の配向膜２１及び第二の配向膜４１の規制力によって水平配向し、一対の電極間に電圧が印加された状態（電圧無印加時）では液晶層３０内に発生した横電界に応じて面内方向に回転する。
【００４０】
上記液晶分子は、下記式で定義される誘電率異方性（Δε）が正の値を有するものであってもよく、負の値を有するものであってもよい。
Δε＝（長軸方向の誘電率）−（短軸方向の誘電率）
【００４１】
ＴＦＴ基板４０は、液晶表示装置の画素のオン・オフをスイッチングするために用いられるスイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が設けられた基板であり、ＴＦＴに接続される配線や電極、それらを電気的に分離するための絶縁膜等を含むものである。
【００４２】
ＴＦＴ基板４０は、電圧が印加されることによって液晶層３０に横電界を発生させる一対の電極を有する。本実施形態の液晶表示装置の液晶駆動モードとしては、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが挙げられるが、図１（ｂ）は、ＦＦＳモード用のＴＦＴ基板の構成を示している。
【００４３】
図１（ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板４０は、支持基板４２と、支持基板４２の液晶層３０側の表面上に配置される共通電極（面状電極）４３と、共通電極４３を覆う絶縁膜４４と、絶縁膜４４の液晶層３０側の表面上に配置される画素電極（櫛歯電極）４５とを備える。このような構成によれば、一対の電極を構成する共通電極４３及び画素電極４５の間に電圧を印加することによって液晶層３０に横電界（フリンジ電界）を発生させることができる。よって、共通電極４３と画素電極４５との間に印加する電圧を調整することにより、液晶層３０中の液晶の配向を制御することができる。なお、赤色カラーフィルタ２３Ｒ、緑色カラーフィルタ２３Ｇ及び青色カラーフィルタ２３Ｂを透過する色光の量を個別に制御できるように、画素電極４５は、赤用画素電極４５Ｒ、緑用画素電極４５Ｇ及び青用画素電極４５Ｂを含む。
【００４４】
支持基板４２としては、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等が挙げられる。共通電極４３及び画素電極４５の材料としては、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等が挙げられる。絶縁膜４４の材料としては、例えば、有機絶縁膜、窒化膜等が挙げられる。
【００４５】
以上では、ＴＦＴ基板４０がＦＦＳモード用のＴＦＴ基板である場合について例示したが、同じ横電界モードであるＩＰＳモード用のＴＦＴ基板は、一対の電極として共通電極用の櫛歯電極と画素電極用の櫛歯電極の組み合わせを備え、この一対の櫛歯電極の間に電圧を印加することによって液晶層３０に横電界が発生し、液晶層３０中の液晶分子の配向を制御することができる。
【００４６】
なお、液晶表示装置１０は、他の構成部材を含んでいてもよく、例えば、第一の偏光板５１の観察面側に反射防止フィルムを設けることで、液晶表示装置１０の内部反射を更に低減することができる。反射防止フィルムとしては、蛾の目状の表面構造を有するモスアイフィルムが好適に用いられる。
【００４７】
また、カラーフィルタ基板２０の観察面側に透明電極を設けてもよい。このような透明電極を設けることにより、帯電に起因する不良を防止できる。また、タッチパネルのセンサーがカラーフィルタ基板２０の観察面側に設けられてもよい。
【００４８】
（実施形態２）
実施形態２の液晶表示装置は、第二のオーバーコート層を有さないことを除いて、上記実施形態１の液晶表示装置と同様の構成を有するものである。実施形態２の液晶表示装置は、実施形態１の液晶表示装置と比べて、第二のオーバーコート層が設けられない点で、製造工程数が少なく、生産性を向上できる。
【００４９】
図２は、実施形態２の液晶表示装置を示す断面模式図である。図２に示すように、実施形態２の液晶表示装置１１０は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板５１、第一のλ／４位相差層６０、カラーフィルタ基板１２０、第一の配向膜２１、液晶層３０、第二の配向膜４１、ＴＦＴ基板４０及び第二の偏光板５２を備える。また、カラーフィルタ基板１２０は、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板２２、カラーフィルタ層２３、第二のλ／４位相差層２５及び第一のオーバーコート層２６を備える。
【００５０】
実施形態２の液晶表示装置１１０は、カラーフィルタ層２３と第二のλ／４位相差層（インセル位相差層）２５が直に接する構成を有する。上記したように第二のλ／４位相差層２５は塗布形成できることから、カラーフィルタ層２３の液晶層３０側の表面が平坦でない場合であっても、塗布形成した第二のλ／４位相差層２５によって平坦化することが可能である。
【００５１】
（１）信頼性評価
以下に示す比較例１、２及び実施例１について、信頼性評価を行った。
【００５２】
（比較例１）
図１１は、比較例１の液晶表示装置を示す断面模式図である。図１１に示すように、比較例１の液晶表示装置２１０は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板５１、カラーフィルタ基板２２０、第一の配向膜２１、液晶層３０、第二の配向膜４１、ＦＦＳモード用のＴＦＴ基板４０及び第二の偏光板５２を備える。また、カラーフィルタ基板２２０は、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板２２、カラーフィルタ層２３及びオーバーコート層１２６を備える。
【００５３】
比較例１の液晶表示装置１１０は、第一のλ／４位相差層（アウトセル位相差層）及び第二のλ／４位相差層（インセル位相差層）を有さないことから、液晶表示装置２１０内のブラックマトリックスＢＭ等により生じる反射を低減できない。このため、明るい場所での外光反射が表示視認性を低下させてしまう。
【００５４】
（比較例２）
図１２は、比較例２の液晶表示装置を示す断面模式図である。図１２に示すように、比較例２の液晶表示装置３１０は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板５１、第一のλ／４位相差層６０、カラーフィルタ基板３２０、第一の配向膜２１、液晶層３０、第二の配向膜４１、ＦＦＳモード用のＴＦＴ基板４０及び第二の偏光板５２を備える。また、カラーフィルタ基板３２０は、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板２２、カラーフィルタ層２３、第二のオーバーコート層２４及び第二のλ／４位相差層２５を備える。
【００５５】
比較例２の液晶表示装置３１０は、第一のλ／４位相差層（アウトセル位相差層）６０及び第二のλ／４位相差層（インセル位相差層）２５を有することから、液晶表示装置３１０内のブラックマトリックスＢＭ等により生じる反射を低減できるので、明るい場所での外光反射が表示視認性を低下させることを防止できる。一方で、インセル位相差層２５が第一の配向膜２１と接することから、インセル位相差層２５に用いられた光重合性液晶材料からの不純物が第一の配向膜２１や液晶層３０に浸み出し、電圧保持率の低下による表示不良が発生する。
【００５６】
（実施例１）
実施例１の液晶表示装置は、図１に示した実施形態１の液晶表示装置と同様の構成を有し、液晶駆動モードはＦＦＳモードであり、インセル位相差層２５は、塗布形成された。実施例１の液晶表示装置は、インセル位相差層と第一の配向膜との間に第一のオーバーコート層が設けられていることから、比較例２の液晶表示装置で発生する表示不良を防止できる。
【００５７】
（評価結果）
比較例１、２及び実施例１の液晶表示装置を、７０℃の恒温槽内に入れ、バックライトを点灯した状態で、周波数６０Ｈｚで５Ｖの電圧を印加し続けた。初期、１００時間後（１００ｈ）、２４０時間後（２４０ｈ）及び５００時間後（５００ｈ）に、周波数１Ｈｚで１Ｖの電圧を印加して電圧保持率（ＶＨＲ）を測定し、電圧保持率の経時変化について確認した。結果を図３に示した。
【００５８】
図３に示したように、比較例２では、電圧保持率が初期から低い上に経時低下が生じため、５００時間後の電圧保持率が９３％以下になった。一方、実施例１では、初期の電圧保持率が、インセル位相差層を有さない比較例１と同等に高く、５００ｈ後も９４％以上の電圧保持率を保った。実施例１によれば、信頼性試験後も電圧保持率の低下による表示不良が発生せず、優れた表示品位が得られた。
【００５９】
（２）視差混色の評価
高精細ディスプレイでは、画素サイズが小さいことから、カラーフィルタ層と液晶層の距離が大きいと、表示面を斜めから見たときに視差混色が起こることがある。インセル位相差層やオーバーコート層の厚さと視差混色の発生との関係を確認するため、以下に示す実施例２〜８について、視差混色の評価を行った。
【００６０】
（実施例２）
図４は、実施例２の液晶表示装置を示す断面模式図である。図４に示すように、実施例２の液晶表示装置１０ａは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板５１、第一のλ／４位相差層（アウトセル位相差層）６０、カラーフィルタ基板２０ａ、第一の配向膜２１、液晶層３０、第二の配向膜４１、ＴＦＴ基板４０及び第二の偏光板５２を備える。また、カラーフィルタ基板２０ａは、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板２２、カラーフィルタ層２３、第二のオーバーコート層２４ａ、粘着剤層２７ａ、第二のλ／４位相差層（インセル位相差層）２５ａ及び第一のオーバーコート層２６ａを備える。
【００６１】
実施例２では、インセル位相差層２５ａとしてフィルム型位相差層が用いられており、粘着剤層２７ａを介して第二のオーバーコート層２４ａに貼り付けられている。第二のオーバーコート層２４ａの厚さは１．２μｍ、粘着剤層２７ａの厚さは３．６μｍ、インセル位相差層２５ａの厚さは１．５μｍ、第一のオーバーコート層２６ａの厚さは１．２μｍとした。
【００６２】
（実施例３）
図５は、実施例３の液晶表示装置を示す断面模式図である。図５に示すように、実施例３の液晶表示装置１０ｂは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板５１、第一のλ／４位相差層（アウトセル位相差層）６０、カラーフィルタ基板２０ｂ、第一の配向膜２１、液晶層３０、第二の配向膜４１、ＴＦＴ基板４０及び第二の偏光板５２を備える。また、カラーフィルタ基板２０ｂは、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板２２、カラーフィルタ層２３、第二のオーバーコート層２４ａ、粘着剤層２７ｂ、第二のλ／４位相差層（インセル位相差層）２５ａ及び第一のオーバーコート層２６ａを備える。
【００６３】
実施例３では、実施例２と同様に、インセル位相差層２５ａとしてフィルム型位相差層が用いられており、粘着剤層２７ａを介して第二のオーバーコート層２４ａに貼り付けられているが、実施例２と比べて粘着剤層２７ｂの厚さが薄くされている。粘着剤層２７ｂの厚さは２．０μｍとした。
【００６４】
（実施例４）
図６は、実施例４の液晶表示装置を示す断面模式図である。図６に示すように、実施例４の液晶表示装置１０ｃは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板５１、第一のλ／４位相差層（アウトセル位相差層）６０、カラーフィルタ基板２０ｃ、第一の配向膜２１、液晶層３０、第二の配向膜４１、ＴＦＴ基板４０及び第二の偏光板５２を備える。また、カラーフィルタ基板２０ｃは、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板２２、カラーフィルタ層２３、第二のオーバーコート層２４ｂ、粘着剤層２７ｂ、第二のλ／４位相差層（インセル位相差層）２５ａ及び第一のオーバーコート層２６ｂを備える。
【００６５】
実施例４では、実施例３と同様に、インセル位相差層２５ａとしてフィルム型位相差層が用いられており、粘着剤層２７ｂを介して第二のオーバーコート層２４ａに貼り付けられているが、実施例３と比べて、第二のオーバーコート層２４ｂ及び第一のオーバーコート層２６ｂの厚さが薄くされている。第二のオーバーコート層２４ｂの厚さは０．８μｍ、第一のオーバーコート層２６ｂの厚さは０．５μｍとした。
【００６６】
（実施例５）
図７は、実施例５の液晶表示装置を示す断面模式図である。図７に示すように、実施例５の液晶表示装置１０ｄは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板５１、第一のλ／４位相差層（アウトセル位相差層）６０、カラーフィルタ基板１２０ｄ、第一の配向膜２１、液晶層３０、第二の配向膜４１、ＴＦＴ基板４０及び第二の偏光板５２を備える。また、カラーフィルタ基板１２０ｄは、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板２２、カラーフィルタ層２３、粘着剤層２７ｂ、第二のλ／４位相差層（インセル位相差層）２５ａ及び第一のオーバーコート層２６ａを備える。
【００６７】
実施例５では、実施例３と同様に、インセル位相差層２５ａとしてフィルム型位相差層が用いられているが、実施例３と比べて第二のオーバーコート層２４ａが設けられておらず、インセル位相差層２５ａは、粘着剤層２７ｂを介してカラーフィルタ層２３に貼り付けられている。
【００６８】
（実施例６）
図８は、実施例６の液晶表示装置を示す断面模式図である。図８に示すように、実施例６の液晶表示装置１０ｅは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板５１、第一のλ／４位相差層（アウトセル位相差層）６０、カラーフィルタ基板２０ｅ、第一の配向膜２１、液晶層３０、第二の配向膜４１、ＴＦＴ基板４０及び第二の偏光板５２を備える。また、カラーフィルタ基板２０ｅは、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板２２、カラーフィルタ層２３、第二のオーバーコート層２４ｂ、第二のλ／４位相差層（インセル位相差層）２５ｂ及び第一のオーバーコート層２６ｂを備える。
【００６９】
実施例６では、実施例２〜５とは異なり、インセル位相差層２５ｂとして光重合性液晶材料から形成される塗布型位相差層が用いられている。インセル位相差層２５ｂを塗布形成することによって粘着剤層が省略され、実施例２〜５よりも薄型化されている。インセル位相差層２５ｂの厚さは３．０μｍとされ、第二のオーバーコート層２４ｂ及び第一のオーバーコート層２６ｂは、実施例４と同様の薄型のものが使用されている。
【００７０】
（実施例７）
図９は、実施例７の液晶表示装置を示す断面模式図である。図９に示すように、実施例７の液晶表示装置１０ｆは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板５１、第一のλ／４位相差層（アウトセル位相差層）６０、カラーフィルタ基板１２０ｆ、第一の配向膜２１、液晶層３０、第二の配向膜４１、ＴＦＴ基板４０及び第二の偏光板５２を備える。また、カラーフィルタ基板１２０ｆは、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板２２、カラーフィルタ層２３、第二のλ／４位相差層（インセル位相差層）２５ｂ及び第一のオーバーコート層２６ａを備える。
【００７１】
実施例７では、実施例６と同様に、インセル位相差層２５ｂとして塗布型位相差層が用いられているが、実施例６と比べて第二のオーバーコート層２４ｂが設けられておらず、インセル位相差層２５ａは、カラーフィルタ層２３を被覆している。また、第一のオーバーコート層２６ａの厚さは１．２μｍであり、実施例６よりも厚い。
【００７２】
（実施例８）
図１０は、実施例８の液晶表示装置を示す断面模式図である。図１０に示すように、実施例８の液晶表示装置１０ｇは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板５１、第一のλ／４位相差層（アウトセル位相差層）６０、カラーフィルタ基板１２０ｇ、第一の配向膜２１、液晶層３０、第二の配向膜４１、ＴＦＴ基板４０及び第二の偏光板５２を備える。また、カラーフィルタ基板１２０ｇは、観察面側から背面側に向かって順に、支持基板２２、カラーフィルタ層２３、第二のλ／４位相差層（インセル位相差層）２５ｃ及び第一のオーバーコート層２６ａを備える。
【００７３】
実施例８では、実施例７と比べて、インセル位相差層２５ｃの厚さが薄くされており、インセル位相差層２５ｃの厚さは１．０μｍとした。このように塗布型位相差層は、フィルム型位相差層よりも薄くすることができ、粘着剤層を設けなくてもよいので、薄型化に適している。
【００７４】
（評価結果）
実施例２〜８の液晶表示装置の表示面を斜めから見た際の混色のレベルについて、１０人の被験者の採点結果の平均点数を求めた。被験者は、表示面を中心として左右方向から、極角（表示面の法線に対する傾きの角度）が６０度、表示面からの距離が４０ｃｍとなる位置から表示面を見た。また、混色のレベルは、下記基準に基づき、被験者に点数化してもらった。結果を下記表１に示す。
・混色が非常に気になる  ３点
・混色が気になる  ２点
・混色がほぼ気にならない  １点
・混色は無い  ０点
【００７５】
【表１】
2019159102.tif 000003
【００７６】
なお、上記表１中の「合計厚さ」は、カラーフィルタ層２３と第一の配向膜２１との間に存在する層の厚さの合計を表している。
【００７７】
上記表１の結果から、上記合計厚さを６．０μｍ未満にすることで、斜めから見た場合であっても混色がほぼ気にならないレベル（２点未満）にすることが可能であると分かった。また、インセル位相差層に塗布型位相差層を適用した実施例６〜８では、上記合計厚さを４．５μｍ未満に抑えることができ、斜めから見た場合であっても混色が認識されないレベル（１点未満）にすることが可能であった。
【００７８】
［付記］
本発明の一態様は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、第一のλ／４位相差層と、支持基板と、第二のλ／４位相差層と、第一のオーバーコート層と、配向膜と、電圧無印加時に水平配向する液晶分子を含有する液晶層と、電圧が印加されることによって上記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有するＴＦＴ基板と、第二の偏光板と、を備える液晶表示装置である。
【００７９】
上記態様において、更に、上記支持基板と上記第二のλ／４位相差層との間に、異なる色の複数のカラーフィルタを備えていてもよい。この場合において、下記（１）又は（２）の構成を有していてもよい。
（１）更に、上記複数のカラーフィルタと上記第二のλ／４位相差層との間に、第二のオーバーコート層を備え、上記複数のカラーフィルタと上記第二のオーバーコート層が直に接する構成
（２）上記複数のカラーフィルタと上記第二のλ／４位相差層が直に接する構成
【００８０】
上記第二のλ／４位相差層は、光重合性液晶材料の硬化物であってもよい。
【００８１】
上記態様において、更に、上記第二のλ／４位相差層の観察面側に隣接して配置された粘接着剤層を備えていてもよい。
【００８２】
上記態様において、上記複数のカラーフィルタと上記配向膜との間に配置された層の厚さの合計が６μｍ未満であることが好ましい。
【符号の説明】
【００８３】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１１０、２１０、３１０：液晶表示装置
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｅ、１２０、１２０ｄ、１２０ｆ、１２０ｇ、２２０、３２０：カラーフィルタ基板
２１：第一の配向膜
２２：支持基板
２３：カラーフィルタ層
２３Ｂ：青色カラーフィルタ
２３Ｇ：緑色カラーフィルタ
２３Ｒ：赤色カラーフィルタ
２４、２４ａ、２４ｂ：第二のオーバーコート層
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ：第二のλ／４位相差層（インセル位相差層）
２６、２６ａ、２６ｂ：第一のオーバーコート層
２７ａ、２７ｂ：粘着剤層
３０：液晶層
４０：ＴＦＴ基板
４１：第二の配向膜
４２：支持基板
４３：共通電極
４４：絶縁膜
４５：画素電極
４５Ｂ：青用画素電極
４５Ｇ：緑用画素電極
４５Ｒ：赤用画素電極
５１：第一の偏光板
５２：第二の偏光板
６０：第一のλ／４位相差層（アウトセル位相差層）
１２６：オーバーコート層
ＢＭ：ブラックマトリックス
【図１】
2019159102.tif 000004
【図２】
2019159102.tif 000005
【図３】
2019159102.tif 000006
【図４】
2019159102.tif 000007
【図５】
2019159102.tif 000008
【図６】
2019159102.tif 000009
【図７】
2019159102.tif 000010
【図８】
2019159102.tif 000011
【図９】
2019159102.tif 000012
【図１０】
2019159102.tif 000013
【図１１】
2019159102.tif 000014
【図１２】
2019159102.tif 000015