(57)【要約】【課題】位相差膜を有する液晶表示装置について良好な表示品位が得られる液晶表示装置を提供することである。【解決手段】液晶表示装置５０は、一対の基板１１０，２１０と、一対の基板１１０，２１０の間に挟持された液晶層３００と、それぞれ反射領域６４および透過領域６２を有する複数の画素６０を含む表示領域と、一対の基板１１０，２１０の少なくとも一方の基板に設けられ延在した複数の位相差膜２２０とを備える。位相差膜２２０は延在した方向と交差する方向に隣接する画素６０にまたがって形成されている。【選択図】図１
2008241959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、
前記一対の基板の間に挟持された液晶層と、
それぞれ反射領域および透過領域を有する複数の画素を含む表示領域と、
を備えた液晶表示装置であって、
前記一対の基板の少なくとも一方の基板に設けられ延在した複数の位相差膜を備え、
前記位相差膜は延在した方向と交差する方向に隣接する画素にまたがって形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記位相差膜は前記反射領域に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液晶表示装置であって、
前記一方の基板に設けられた遮光膜をさらに備え、
前記遮光膜は前記位相差膜の縁部の少なくとも一部に対向して設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の液晶表示装置であって、
前記液晶層の厚さを調整する層厚調整膜を有し、
前記位相差膜は前記層厚調整膜に重畳して形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか１項に記載の液晶表示装置であって、
前記一対の基板の一方の基板に前記液晶層に電圧を印加する第１電極および第２電極が形成されてい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係り、特に位相差膜を有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に従来の半透過型液晶表示装置７５０を説明する平面図を示す。液晶表示装置７５０では、ブラックマトリクス９１２の各開口部が画素７６０に対応する。各画素７６０は透過領域７６２と反射領域７６４とを有している。画素７６０内における両領域７６２，７６４の配置位置関係はいずれの画素７６０についても同じであり、図５では各画素７６０において透過領域７６２よりも反射領域７６４の方が図示の上方に位置する場合を示している。
【０００３】
各反射領域７６４には内蔵位相差膜９２０が設けられている。なお、図５は内蔵位相差膜９２０が設けられた基板を当該膜９２０側すなわち液晶層側から見た平面図である。位相差膜９２０は、マトリクス配列された画素７６０の各行ごとに設けられ、行方向に延在している。このとき、位相差膜９２０は、行方向に配列された各画素７６０の反射領域７６４を横断している。
【０００４】
位相差膜９２０は膜厚の制御によって、その位相差量を調整できる。内蔵位相差膜９２０は例えば特許文献１に記載された方法によって形成可能である。例えば液晶を含んだ紫外線硬化性樹脂を利用して内蔵位相差膜９２０を形成することができる。このとき、紫外線の照射部分を選定することによって、位相差膜９２０を所望のパターンに形成することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３８２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記形成方法によると内蔵位相差膜９２０の縁部９２０ｂがテーパー状に形成される場合があることが分かった。テーパー状の縁部９２０ｂは、一定膜厚の平坦な中央部９２０ａよりも薄いので、当該縁部９２０ｂでは中央部９２０ａと同様の光学特性が得られない。その結果、例えば縁部９２０ｂで光漏れが生じてコントラストが低下してしまう。反射領域７６４の面積が小さい場合、中央部９２０ａよりもテーパー状の縁部９２０ｂが占める割合が大きくなり、コントラスト低下は大きくなる。
【０００７】
本発明の目的は、位相差膜を有する液晶表示装置について良好な表示品位が得られる液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る液晶表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持された液晶層と、それぞれ反射領域および透過領域を有する複数の画素を含む表示領域と、を備えた液晶表示装置であって、前記一対の基板の少なくとも一方の基板に設けられ延在した複数の位相差膜を備え、前記位相差膜は延在した方向と交差する方向に隣接する画素にまたがって形成されていることを特徴とする。上記構成によれば、平坦部（膜厚一定部分）の広い位相差膜が得られる。このため、良好な表示品位が得られる。
【０００９】
前記位相差膜は前記反射領域に形成されていることが好ましい。
【００１０】
前記一方の基板に設けられた遮光膜をさらに備え、前記遮光膜は前記位相差膜の縁部の少なくとも一部に対向して設けられていることが好ましい。上記構成によれば、位相差膜の縁部が遮光され、良好な表示品位が得られる。
【００１１】
前記液晶層の厚さを調整する層厚調整膜を有し、前記位相差膜は前記層厚調整膜に重畳して形成されていることが好ましい。
【００１２】
前記一対の基板の一方の基板に前記液晶層に電圧を印加する第１電極および第２電極が形成されていることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１および図２に実施の形態に係る液晶表示装置５０を説明する断面図および平面図をそれぞれ示す。図２中の１−１線における断面図が図１に対応する。図２では図１に図示した要素の一部を省略している。
【００１５】
液晶表示装置５０は、対向配置された一対の基板１１０，２１０と、当該一対の基板１１０，２１０の間に挟持された液晶層３００とを含んでいる。基板１１０，２１０は、例えばガラス板等の透光性基板で構成可能である。基板１１０および基板２１０は以下に例示する種々の要素が設けられて素子基板１００および対向基板２００をそれぞれ構成する。このため、液晶層３００は素子基板１００と対向基板２００との間に挟持されているとも捉えられる。液晶層３００の厚さ、換言すれば基板１００，２００間の距離がセルギャップに対応する。なお、図２は対向基板２００を液晶層３００側から見た場合の平面図に対応し、複数の画素６０が配列され画像等を表示する領域である表示領域の隅部を例示している。
【００１６】
ここでは、液晶表示装置５０がカラー表示用である場合を例示するが、白黒表示用に構成することも可能である。また、各画素６０が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）または青（Ｂ）のいずれかを表示するように構成されている場合を例示するが、画素６０の表示色（色相）および表示色の数はこの例示に限定されるものではない。図２には同じ表示色の画素６０が列方向に配列されている場合、すなわちストライプ配列を例示しているが、これに限定されるものではない。
【００１７】
各画素６０は透過領域６２と反射領域６４とを有している。透過領域６２ではバックライト装置４００からの出射光７２を利用して表示を行い、反射領域６４では外光を反射させ当該反射光７４を利用して表示を行う。このとき、これらの表示光７２，７４は対応する領域６２，６４において着色・調光される。両領域６２，６４の面積比は、図示の例示に限られるものではなく、種々に設定可能である。図１には液晶表示装置５０が素子基板１１０の外側にバックライト装置４００を含む構成を例示している。
【００１８】
ここでは透過領域６２および反射領域６４のいずれにもＦＦＳ（Fringe  Field  Switching）方式が適用される構成を例示するが、他の配向制御方式を適用することも可能である。また、領域６２，６４で配向制御方式を異ならせることも可能である。
【００１９】
図２の例示では、上から第１行目および第３行目の各画素６０は透過領域６２が反射領域６４よりも図示の上方に位置する向きに配置され、第２行目および第４行目の各画素６０は反射領域６４が透過領域６２よりも図示の上方に位置する向きに配置されている。この場合、同一行中の画素６０は同じ向きに配列されており、透過領域６２同士が隣接しかつ反射領域６４同士が隣接している。これに対して、同一列中で互いに隣接する画素６０は、反対向きに配列されている。図２の例示では、第１行目の画素６０と第２行目の画素６０とは互いの反射領域６４が隣接し、第２行目の画素６０と第３行目の画素６０とは互いの透過領域６２が隣接し、第３行目の画素６０と第４行目の画素６０とは互いの反射領域６４が隣接している。各画素６０の向きを図２の例示とは逆にすることも可能である。
【００２０】
素子基板１００は例えば、基板１１０の液晶層３００側に、絶縁層１１２と、画素電極１１４と、反射層１１６と、絶縁層１１８と、共通電極１２０と、不図示の配向膜とを含んでいる。
【００２１】
絶縁層１１２は、基板１１０上に配置されており、酸化シリコン、窒化シリコン等の透光性の絶縁材料で構成可能である。絶縁層１１２中には不図示の画素ＴＦＴ（Thin  Film  Transistor）等が作り込まれている。
【００２２】
画素電極１１４は、絶縁層１１２上に配置されており、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）、ＩＺＯ（Indium  Zinc  Oxide）等の透光性導電材料で構成可能である。画素電極１１４は各画素６０に設けられており、ここでは透過領域６２と反射領域６４との両方に設けられている場合を例示する。画素電極１１４は不図示の画素ＴＦＴ等と接続されている。これにより、当該画素ＴＦＴを介して、その画素６０の表示に応じた電位が画素電極１１４に供給される。なお、トランジスタ以外の他のスイッチング素子を用いることも可能である。
【００２３】
反射層１１６は、各画素６０の反射領域６４内に設けられ、画素電極１１４上に配置されている。反射層１１６は外光（可視光）を反射可能な材料、例えばアルミニウム等で構成可能である。画素電極１１４が反射領域６４内にも設けられている場合、反射層１１６は導電性材料と非導電性材料とのいずれによっても構成可能である。これに対して、反射層１１６を導電性材料、例えば上記のアルミニウムで構成する場合、画素電極１１４のうちで反射領域６４内の部分を省略し当該部分を反射層１１６によって構成することも可能である。
【００２４】
絶縁層１１８は、反射層１１６上および画素電極１１４上に配置されており、酸化シリコン、窒化シリコン等の透光性の絶縁材料で構成可能である。
【００２５】
共通電極１２０は、絶縁層１１８上に配置されている。すなわち、共通電極１２０と画素電極１１４とは絶縁層１１８を介して積層されている。共通電極１２０はＩＴＯ、ＩＺＯ等の透光性導電材料で構成可能である。ここでは、共通電極１２０が全ての画素６０にまたがって配置され、これにより各画素６０に共通電極１２０が設けられる場合を例示する。共通電極１２０によって各画素６０に共通の電位が供給される。共通電極１２０には画素電極１１４に対向する位置にスリット１２２が設けられている。スリット１２２を通って電極１１４，１２０間に形成される電界（換言すれば電圧）が液晶層３００に印加されることによって、液晶分子の配向が制御される。
【００２６】
なお、画素電極１１４はスリット１２２だけでなくスリット１２２に挟まれた共通電極１２０の電極部にも対向しており、これにより両電極１２０，１１４は絶縁層１１８を介して保持容量を構成している。
【００２７】
不図示の配向膜は、液晶層３００中の液晶分子の配向制御用の膜であり、共通電極１２０を覆って配置されている。当該配向膜の液晶層３００側の表面はスリット１２２の長手方向に略平行に、例えば約５°〜１０°傾いた方向にラビングされている。
【００２８】
液晶表示装置５０は、基板１１０の液晶層３００とは反対側に、不図示の偏光板を含んでいる。なお、当該偏光板を素子基板１００に含めることも可能である。
【００２９】
対向基板２００は例えば、基板２１０の液晶層３００側に、遮光膜２１２と、カラーフィルタ２１４と、オーバーコート層２１６と、位相差膜用配向膜２１８（以下「ＲＦ用配向膜２１８」と呼ぶ）と、位相差膜２２０と、オーバーコート層２２２と、マルチギャップ層２２４と、不図示の配向膜とを含んでいる。
【００３０】
遮光膜２１２は、基板２１０上に配置されており、基板２１０よりも遮光性の高い材料、例えば黒色顔料を含有した各種樹脂等で構成可能である。遮光膜２１２の厚さは例えば１．５μｍである。遮光膜２１２には画素６０ごとに、画素電極１１４に対向して開口部が設けられている。ここでは複数の開口部がマトリクス状に設けられている。
【００３１】
カラーフィルタ２１４は、遮光膜２１２の各開口部に、すなわち各画素６０に設けられており、基板２１０上に配置されている。各カラーフィルタ２１４の色（色相）は、その画素６０の表示色（色相）に応じて選定されている。カラーフィルタ２１４の厚さは例えば２μｍである。図１ではカラーフィルタ２１４が画素６０ごとに分割された構成を例示しているが、隣接する画素６０の表示色が同じ場合、それらの画素６０にまたがってカラーフィルタ２１４を設けることも可能である。
【００３２】
オーバーコート層２１６は、遮光膜２１２上およびカラーフィルタ２１４上に配置されており、アクリル樹脂等の透光性の絶縁材料で構成可能である。オーバーコート層２１６の厚さは例えば２μｍである。図１ではオーバーコート層２１６が平坦化膜として利用される場合を例示しており、オーバーコート層２１６はＲＦ用配向膜２１８側に平坦面を有している。
【００３３】
ＲＦ用配向膜２１８はオーバーコート層２１６上に配置されており、ＲＦ用配向膜２１８上に複数の位相差膜２２０が配置されている。位相差膜２２０は各画素６０の反射領域６４に設けられている。位相差膜２２０は、反射表示光７４の位相を透過表示光７２との関係において調整するための膜である。位相差膜２２０における位相差量は例えば当該膜２２０の厚さの制御によって調整可能であり、これにより位相差膜２２０を例えば１／２波長板（２分の１波長板）、１／４波長板（４分の１波長板）等として機能させることができる。位相差膜２２０の厚さは例えば２００ｎｍ〜４００ｎｍである。ＲＦ用配向膜２１８は、位相差膜２２０の遅相軸方向を規定する膜であり、図１では反射領域６４および透過領域６２に設けられた場合を例示している。
【００３４】
ＲＦ用配向膜２１８および位相差膜２２０は例えば次のようにして形成可能である。まず、オーバーコート層２１６上に水平配向性の配向膜材料を塗布し焼成およびラビング処理を順次施すことによって、ＲＦ用配向膜２１８を形成する。そして、光反応性のアクリル基を分子末端に有する液晶と反応開始剤とを含む有機溶媒をＲＦ用配向膜２１８上に塗布し、加熱により有機溶媒を取り除く。このとき、上記光反応性液晶はＲＦ用配向膜２１８のラビング方向に従って配向している。次に、上記光反応性液晶に紫外線を照射してアクリル基を光重合し成膜化することによって、位相差膜２２０が形成される。紫外線の未照射部分は各種薬液等によって除去する。紫外線の照射部分を選定することによって、位相差膜２２０を反射領域６４に選択的に形成することができる。なお、ＲＦ用配向膜２１８および位相差膜２２０を上記例示以外の方法によって形成してもよい。例えば、ＲＦ用配向膜２１８を光配向材料で形成することもでき、この場合ラビングが不要である。
【００３５】
各位相差膜２２０は、ここでは行方向に延在し、行方向に配列された画素６０にまたがって延在している。また、位相差膜２２０は、当該膜２２０の延在方向に交差する方向（ここでは直交する方向である列方向）に隣接した画素６０にまたがって設けられている。特に画素６０の互いに隣り合った反射領域６４にまたがって、位相差膜２２０が設けられている。すなわち、位相差膜２２０は、行方向だけでなく列方向においても、隣接する反射領域６４にまたがって設けられている。図２の例示では、上記のように第１行目の画素６０と第２行目の画素６０とで反射領域６４が互いに隣り合っており、位相差膜２２０は当該隣り合った反射領域６４にまたがっており、行方向に延在している。同様に、位相差膜２２０は、第３行目と第４行目にまたがって行方向に延在し、当該２行において列方向で隣り合う反射領域６４にまたがっている。
【００３６】
オーバーコート層２２２は、位相差膜２２０上およびＲＦ用配向膜２１８上に配置されており、アクリル樹脂等の透光性の絶縁材料で構成可能である。オーバーコート層２２２の厚さは例えば２μｍである。図１ではオーバーコート層２２２が平坦化膜として利用される場合を例示しており、オーバーコート層２２２はマルチギャップ層２２４側に平坦面を有している。
【００３７】
マルチギャップ層２２４は、オーバーコート層２２２上に配置されており、アクリル樹脂等の透光性の絶縁材料で構成可能である。各マルチギャップ層２２４は、反射領域６４に設けられており、位相差膜２２０と同様の配置範囲に設けられている。すなわち、マルチギャップ層２２４と位相差膜２２０とは重畳して設けられている。マルチギャップ層２２４は、反射領域６４の液晶層３００の層厚すなわちセルギャップを調整する層厚調整膜である。例えば、反射領域６４のセルギャップが透過領域６２の半分になるように、マルチギャップ層２２４の厚さが設定されている。
【００３８】
不図示の配向膜は、液晶層３００中の液晶分子の配向制御用の膜であり、マルチギャップ層２２４およびオーバーコート層２２２を覆って配置されている。当該配向膜の液晶層３００側の表面は所定方向にラビングされている。
【００３９】
液晶表示装置５０は、基板２１０の液晶層３００とは反対側に、不図示の偏光板を含んでいる。なお、当該偏光板を対向基板２００に含めることも可能である。
【００４０】
透過領域６２における表示は例えば、液晶分子の配向制御用の上記２つの配向膜のラビング方向と上記２つの偏光板の偏光軸方向との関係によって、ノーマリ・ブラック（Normaly  Black）とノーマリ・ホワイト（Normaly  White）とのいずれにも設計可能である。反射領域６４における表示は、さらに位相差膜２２０による位相差量を調整することによって、透過領域６２でのノーマリ・ブラックまたはノーマリ・ホワイトに合わせることが可能である。
【００４１】
位相差膜２２０の上記形成方法によれば、位相差膜２２０の縁部２２０ｂがテーパー状に形成される場合がある。この場合、位相差膜２２０において縁部２２０ｂが平坦な中央部２２０ａよりも薄くなり、両部分２２０ａ，２２０ｂで光学特性が異なってしまう。上記のように位相差膜２２０は隣接する２行にまたがって設けられている。このため、各行ごとに設けられた従来の位相差膜９２０（図５参照）に比べて、各画素６０において膜厚が一定の中央部２２０ａを広く得ることができる。また、従来の位相差膜９２０の場合、各画素７６０に位相差膜９２０の縁部９２０ｂが２箇所存在する（図５参照）。これに対して、位相差膜２２０によれば各画素６０内に存在する縁部２２０ｂを１箇所に減らすことができる。したがって、位相差膜２２０によれば、各画素６０内で縁部２２０ｂが占める割合が削減され、縁部２２０ｂの影響を低減して良好な表示品位が得られる。例えば縁部２２０ｂでの光漏れを低減してコントラストを向上させることができる。位相差膜２２０の適用は反射領域６４が小さい場合、高精細を図る場合等において効果的である。
【００４２】
図２では位相差膜２２０の端部（図示の左端部）が表示領域の最外周の画素６０の縁部に揃っている場合を例示しているが、当該端部を最外周の画素６０を超えて設けてもよい。この場合、最外周の画素６０における縁部２２０ｂを減らすことができる。
【００４３】
ここで、図３の平面図に例示する液晶表示装置５０Ｂのように、遮光膜２１２を位相差膜２２０がまたがった隣接画素６０の間を通らないように設けてもよい。この遮光膜２１２によれば、各画素６０の面積を広くすることができる。この場合、位相差膜２２０は上記隣接画素６０の間の領域に縁部２２０ｂを有さないので、当該領域に遮光膜２１２を設けない構成であっても縁部２２０ｂによるコントラスト低下等を招くことがない。液晶表示装置５０Ｂの残りの構成は例えば上記の液晶表示装置５０（図１および図２参照）を適用可能である。
【００４４】
また、図４の断面図に例示する液晶表示装置５０Ｃのように、遮光膜２１２を位相差膜２２０の縁部２２０ｂに対向する位置にも設けてもよい。このとき、縁部２２０ｂに対向する領域の全部に遮光膜２１２を設けてもよいし、当該対向領域の一部に遮光膜２１２を設けてもよい。この遮光膜２１２によれば例えば、位相差膜２２０の縁部２２０ｂでの光漏れが遮光され、コントラスト低下を防止することができる。これにより、良好な表示品位が得られる。液晶表示装置５０Ｃの残りの構成は例えば上記の液晶表示装置５０（図１および図２参照）を適用可能である。
【００４５】
図４では透過領域６２と反射領域６４とでカラーフィルタ２１４を分割した構成を例示しているが、各画素６０のカラーフィルタ２１４を両領域６２，６４にまたがって設けることも可能である。また、隣接する画素６０の表示色が同じ場合、それらの画素６０にまたがってカラーフィルタ２１４を設けることも可能である。
【００４６】
また、液晶表示装置５０Ｂ，５０Ｃの各遮光膜２１２を組み合わせてもよい。すなわち、液晶表示装置５０Ｃの遮光膜２１２のうちで位相差膜２２０がまたがった隣接画素６０の間の部分を取り除いてもよい。この遮光膜２１２によれば、液晶表示装置５０Ｂ，５０Ｃについての上記効果を同時に奏する。
【００４７】
上記では位相差膜２２０が基板２１０の液晶層３００側に設けられた場合、すなわち液晶層３００側に内蔵された場合を例示した。これに対して、位相差膜２２０を基板２１０の液晶層３００とは反対側に設ける、すなわち基板２１０に外付けすることも可能である。また、上記では位相差膜２２０が基板２１０に設けられた構成を例示したが、位相差膜２２０を基板１１０または両方の基板１１０，２１０に設けることも可能である。また、上記では位相差膜２２０が反射領域６４に設けられた構成を例示したが、位相差膜２２０を透過領域６２に設けて液晶表示装置を構成することも可能である。
【００４８】
上記では共通電極１２０が液晶層３００側に配置された構成を例示したが、画素電極１１４を液晶層３００側に配置することも可能である。また、上記ではＦＦＳ方式を例示したが、他の配向制御方式を適用することも可能である。例えば、画素電極１１４と共通電極１２０との両方を基板１１０に設けて液晶層３００に電界を印加する配向制御方式としてＩＰＳ（In-Plane  Switching）方式等があり、画素電極１１４と共通電極１２０とを別々の基板１１０，２１０に設けて液晶層３００に電界を印加する配向制御方式としてＴＮ（Twisted  Nematic）方式等がある。また、領域６２，６４で配向制御方式を異ならせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施の形態に係る液晶表示装置を説明する断面図である。
【図２】実施の形態に係る液晶表示装置を説明する平面図である。
【図３】実施の形態に係る他の液晶表示装置を説明する平面図である。
【図４】実施の形態に係るさらに他の液晶表示装置を説明する断面図である。
【図５】従来の液晶表示装置を説明する平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
５０，５０Ｂ，５０Ｃ  液晶表示装置、６０  画素、６２  透過領域、６４  反射領域、１００  素子基板、１１０  基板、２００  対向基板、２１０  基板、２１２  遮光膜、２２０  位相差膜、２２０ｂ  縁部、３００  液晶層。
【図１】
2008241959.tif 000003
【図２】
2008241959.tif 000004
【図３】
2008241959.tif 000005
【図４】
2008241959.tif 000006
【図５】
2008241959.tif 000007