(57)【要約】【課題】半透過反射型の横電界方式の液晶装置において、黒表示時の色付きを抑制する。【解決手段】液晶装置は、半透過反射型の横電界方式の液晶装置であり、素子基板とカラーフィルタ基板との間に液晶層を挟持してなる。素子基板の外側には第１の透過軸を含む第１の偏光板が、カラーフィルタ基板の外側には第２の透過軸を含む第２の偏光板が夫々配置されている。カラーフィルタ基板の液晶層側の反射表示領域に対応する位置には遅相軸を含む位相差層が配置されている。第１の透過軸と第２の透過軸は直交しており、第１の透過軸は液晶配向軸と平行であり、第１の透過軸と遅相軸のなす角度は２０〜２５[°]又は６０〜７５[°]である。特に、この液晶装置において、反射表示領域の液晶層の位相差（Ｒｌｃ）は略４分の１波長以下であると共に、位相差層の位相差（Ｒｆ）は２分の１波長未満である。かかる構成により、黒表示時の色付きが抑制される。【選択図】図６
2008203721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を挟持する一対の第１及び第２の基板を備え、
前記第１の基板は、第１の電極と、前記第１の電極との間で電界を発生させる第２の電極と、反射層とを有すると共に、前記第２の基板は位相差層を有し、
前記第１の基板の前記第１の電極と前記第２の基板との重なり合う領域に対応する一画素領域内には、透過表示を行う透過表示領域と、前記反射層にて反射される光を通じて反射表示を行う反射表示領域とが設けられ、
前記第１の基板の前記液晶層側に対し逆側には、第１の透過軸を有する第１の偏光板が設けられていると共に、前記第２の基板の前記液晶層側に対し逆側には、前記第１の透過軸に対して略直交する第２の透過軸を有する第２の偏光板が設けられ、
前記第１の偏光板の前記第１の透過軸は、前記液晶層の液晶分子の配向方向の軸に対して平行であると共に、前記第１の偏光板の前記第１の透過軸と前記位相差層の遅相軸とのなす角度は２０[°]〜２５[°]又は６０[°]〜７５[°]であり、
前記位相差層は、前記第２の基板と前記液晶層との間であって前記反射表示領域に対応する位置に設けられ、前記反射表示領域に対応する前記液晶層の位相差は略４分の１波長以下であると共に、前記位相差層の位相差は２分の１波長未満であることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記位相差層の前記位相差をＲｆとし、前記液晶層の前記位相差をＲｌｃとした場合、
前記Ｒｆと前記Ｒｌｃとの関係は、
Ｒｆ  ＝  ｛（１.２０６７×Ｒｌｃ＋１０１.５５）±１０｝[ｎｍ]を満足することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記位相差層の前記位相差をＲｆとし、前記液晶層の前記位相差をＲｌｃとした場合、
前記Ｒｆと前記Ｒｌｃの差は４分の１波長未満であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置を表示部として備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種情報の表示に用いて好適な液晶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＩＰＳ（In−Plane Switching）方式やＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式などに代表される横電界方式の液晶装置が携帯機器などの各種の表示装置として好適に用いられている。この方式は、液晶に印加する電界の方向を基板にほぼ平行な方向とする方式であり、ＴＮ（Twisted Nematic）方式などに比べて広視角特性を得ることができるという利点がある。
【０００３】
このような横電界方式を、反射表示及び透過表示の両表示モードを有する半透過反射型の液晶装置に適用し、透過型ＩＰＳ方式と同等の広視野角特性を得ることのできる液晶装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載の液晶装置では、反射表示部のみに位相差板を配置して、偏光板は反射表示部と透過表示部で共通の仕様としている。偏光板は、液晶パネルの上下に全面に渡って配置され、位相差板は、内蔵位相差板として反射表示部の液晶パネル内部側に配置されている。この時、上下の偏光板を透過型ＩＰＳ方式と同様に配置することにより(透過軸が直交、かつその一方が液晶配向方向に平行)、透過型ＩＰＳ方式と同じ透過表示視角特性にしている。また、反射表示部の液晶層のリタデーション（位相差）は４分の１波長とされ、内蔵位相差板のリタデーション（位相差）は２分の１波長とされている。
【０００５】
このような構成の下、偏光板の軸（例えば、透過軸）と内蔵位相差板の遅相軸との角度をαとし、当該偏光板の軸と液晶の配向軸との角度をβとした場合、反射表示部で黒表示を行う為には次式を満足する必要がある。
【０００６】
β  ＝  α  ×  ２  ±  ４５[°]                      （式１）
ここで、この液晶装置では透過表示部における偏光板の配置を透過型ＩＰＳ方式と同様にすることから、βは０[°]又は±９０[°]の何れかにしなければならない。これにより、αは、±２２.５[°]（作製上の余裕±１０％をみて２０[°]以上２５[°]以下）又は±６７.５[°]（作製上の余裕±１０％をみて６０[°]以上７５[°]以下）となる。
【０００７】
一方で、液晶の波長分散値はそのリタデーションΔｎと強い相関があり、通常使用可能な領域では、波長分散値＝｛Δｎ（４５０ｎｍ）／Δｎ（５９０ｎｍ）｝＝１.０８以上と大きく、低くても１.０６程度である。ここで、波長分散値とは、液晶分子を配向させて発現する短波長（４００ｎｍ〜５５０ｎｍにおける任意の波長）におけるリタデーション値と長波長（６００ｎｍ〜８００ｎｍにおける任意の波長）におけるリタデーション値を割った値である。
【０００８】
このような波長分散によって、上記した特許文献１の図６及び図７のポアンカレ球表示に示されるように、色による偏光の変換量（回転角）の違いが起きるが、同特許文献１の構成では、内蔵位相差板において生じた波長による回転角の違いが補償されず、黒表示が色付いてしまう。これは、波長によって内蔵位相差板での偏光が移動する量と、液晶での偏光が移動する量とが大きく異なる為である。本来はこれを同等にするために波長分散に従って、上記αの値を変えることが望ましいが、上述した通り、βの値は０[°]又は±９０[°]であることを変えられない為に黒表示において色付きを抑えることができないといった課題がある。
【０００９】
【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】
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、半透過反射型の横電界方式の液晶装置において、黒表示時の色付きを抑制することが可能な液晶装置及びそれを用いた電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つの観点では、液晶装置は、液晶層を挟持する一対の第１及び第２の基板を備え、前記第１の基板は、第１の電極と、前記第１の電極との間で電界を発生させる第２の電極と、反射層とを有すると共に、前記第２の基板は位相差層を有し、前記第１の基板の前記第１の電極と前記第２の基板との重なり合う領域に対応する一画素領域内には、透過表示を行う透過表示領域と、前記反射層にて反射される光を通じて反射表示を行う反射表示領域とが設けられ、前記第１の基板の前記液晶層側に対し逆側には、第１の透過軸を有する第１の偏光板が設けられていると共に、前記第２の基板の前記液晶層側に対し逆側には、前記第１の透過軸に対して略直交する第２の透過軸を有する第２の偏光板が設けられ、前記第１の偏光板の前記第１の透過軸は、前記液晶層の液晶分子の配向方向の軸に対して平行であると共に、前記第１の偏光板の前記第１の透過軸と前記位相差層の遅相軸とのなす角度は２０[°]〜２５[°]又は６０[°]〜７５[°]であり、前記位相差層は、前記第２の基板と前記液晶層との間であって前記反射表示領域に対応する位置に設けられ、前記反射表示領域に対応する前記液晶層の位相差は略４分の１波長以下であると共に、前記位相差層の位相差は２分の１波長未満である。
【００１２】
上記の液晶装置は、液晶層を挟持する一対の第１及び第２の基板を備える。第１の基板は、第１の電極と、その第１の電極との間で電界を発生させる第２の電極と、光を反射する反射層とを有すると共に、第２の基板は位相差層を有する。第１の電極は画素電極とすることができ、第２の電極は共通電極とすることができる。反射層は、アルミニウムやクロムなどの光を反射する材料により形成されていることが好ましい。反射層は、後述の実施形態の例では共通配線に対応しているが、当該反射層が配線としての機能を有することは必須ではない。好適な例では、前記電界は、液晶層の駆動時に第１の基板の基板面に対し略平行な方向に強い電界成分を有するフリンジフィールドとすることができる。これにより、横電界方式の一例としてのＦＦＳ方式の液晶装置を構成することができる。また、第１の基板の第１の電極と第２の基板との重なり合う領域に対応する一画素領域内には、透過表示を行う透過表示領域と、反射層にて反射される光を通じて反射表示を行う反射表示領域とが設けられている。これにより、この液晶装置は半透過反射型の液晶装置を構成している。
【００１３】
また、第１の基板の液晶層側に対し逆側には、第１の透過軸を有する第１の偏光板が設けられていると共に、第２の基板の液晶層側に対し逆側には、第１の透過軸に対して略直交する第２の透過軸を有する第２の偏光板が設けられている。第１の偏光板の第１の透過軸は、液晶層の液晶分子の配向方向の軸（液晶配向軸）に対して平行であると共に、第１の偏光板の第１の透過軸と位相差層の遅相軸とのなす角度は２０[°]〜２５[°]又は６０[°]〜７５[°]である。ここで、第１の偏光板の第１の透過軸と位相差層の遅相軸とのなす角度は上記の式１に基づき算出される。
【００１４】
特に、この液晶装置では、位相差層は、第２の基板と液晶層との間であって反射表示領域に対応する位置に設けられ、反射表示領域に対応する液晶層の位相差は略４分の１波長以下であると共に、位相差層の位相差は２分の１波長未満である。
【００１５】
これにより、ポアンカレ球表示において波長による回転角の違いが補償される。即ち、ポアンカレ球表示において、短波長側の青の光及び長波長側の赤の光は、それぞれ、上記特許文献１の液晶装置と比較して、より北極ＮＰに近づいて北極ＮＰからの偏光の位置ずれ量が小さくなる。なお、短波長側の青の光及び長波長側の赤の光の間の緑の光は、勿論、ポアンカレ球表示において略北極ＮＰに移動する。その結果、各波長の光は略北極ＮＰに集中するため、各波長の光は上記特許文献１の液晶装置と比べてより円偏光に近づく。これを液晶の表示状態として観察すると、可視波長の広い領域で色付きが抑制された黒表示が得られる。
【００１６】
好適な例では、前記位相差層の前記位相差をＲｆとし、前記液晶層の前記位相差をＲｌｃとした場合、前記Ｒｆと前記Ｒｌｃとの関係は、Ｒｆ  ＝  ｛（１.２０６７×Ｒｌｃ＋１０１.５５）±１０｝[ｎｍ]を満足することが好ましい。また、前記位相差層の前記位相差をＲｆとし、前記液晶層の前記位相差をＲｌｃとした場合、前記Ｒｆと前記Ｒｌｃの差は４分の１波長未満であることが好ましい。
【００１７】
本発明の他の観点では、上記の液晶装置を表示部として備える電子機器を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１９】
［液晶装置の構成］
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る液晶装置の電極及び配線構成を中心とした平面構成について説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る液晶装置の電極及び配線構成を模式的に示す平面図である。図１では、紙面手前側（観察側）にカラーフィルタ基板９２が、また、紙面奥側に素子基板９１が夫々配置されている。また、図１において、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色層２２の各々に対応する領域は、表示の最小単位となる１つの画素領域Ｇ（一画素領域）を示している。一画素領域Ｇがマトリクス状に並べられた領域が、文字、数字、図形等の画像が表示される有効表示領域Ｖ（２点鎖線により囲まれる領域）である。有効表示領域Ｖの外側の領域は表示に寄与しない額縁領域３８である。
【００２１】
液晶装置１００は、素子基板９１と、その素子基板９１に対向して配置されるカラーフィルタ基板９２とが枠状のシール材４５を介して貼り合わされ、そのシール材４５で区画される領域に、ホモジニアス配向を呈する液晶が封入されて液晶層４０が形成されてなる。
【００２２】
ここで、この液晶装置１００は、電極が形成された素子基板９１側において、当該素子基板９１の基板面に略平行な方向にフリンジフィールド（電界Ｅ）を発生させて液晶分子の配向を制御する、横電界方式の一例としてのＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式の液晶装置である。また、この液晶装置１００は、明所では外光を利用して反射表示を行う反射表示モードと、暗所ではバックライトなどの光源を利用して透過表示を行う透過表示モードとを有する半透過反射型の液晶装置である。さらに、この液晶装置１００は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色層２２を用いて構成されるカラー表示用の液晶装置であると共に、スイッチング素子としてα−Ｓｉ型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子３０を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置である。
【００２３】
まず、素子基板９１の電極及び配線構成を中心とした平面構成について説明する。
【００２４】
素子基板９１は、主として、複数のソース線６、複数のゲート線３、複数の共通配線２、配線３７、複数のα−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０、複数の共通電極９、複数の画素電極１１、ドライバＩＣ４２、外部接続用配線３５、及びＦＰＣ４３を有する。
【００２５】
素子基板９１は、カラーフィルタ基板９２の一辺側から外側へ張り出してなる張り出し領域３６を有しており、その張り出し領域３６上には、液晶を駆動するためのドライバＩＣ４２が実装されている。ドライバＩＣ４２の入力側の各電極（図示略）は、各外部接続用配線３５の一端側と電気的に接続されていると共に、各外部接続用配線３５の他端側はＦＰＣ４３の各電極と電気的に接続されている。ＦＰＣ４３の一端側は、後述する電子機器と電気的に接続されている。
【００２６】
各ソース線６は、ドライバＩＣ４２の長手方向に適宜の間隔をおいて、且つ張り出し領域３６から有効表示領域Ｖにかけて延在するように形成されている。各ソース線６の一端側は、ドライバＩＣ４２の出力側の各電極に電気的に接続されている。
【００２７】
各ゲート線３は、ドライバＩＣ４２の長手方向に適宜の間隔をおいて、且つ張り出し領域３６から有効表示領域Ｖにかけて延在するように形成された第１配線３ａと、その第１配線３ａの終端部から有効表示領域Ｖ内に延在するように形成された第２配線３ｂとを備えている。各ゲート線３の第１配線３ａの一端側は、ドライバＩＣ４２の出力側の各電極に電気的に接続されている。
【００２８】
各共通配線２は、各ゲート線３に対応して設けられ、当該各ゲート線３の第２配線３ｂと一定の間隔をおいて且つ同方向に延在するように形成されている。各共通配線２は、例えばシール材４５の隅の位置Ｅ１において配線３７と電気的に接続されている。配線３７は、共通電位が印加される、ドライバＩＣ４２のＣＯＭに対応する出力用電極に電気的に接続されている。
【００２９】
各α−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０は、各ソース線６と各ゲート線３の第２配線３ｂの交差位置に対応して設けられ、各ソース線６及び各ゲート線３の各々に電気的に接続されている。
【００３０】
各共通電極９は、各画素領域Ｇに対応して設けられ、対応する各共通配線２と電気的に接続されている。
【００３１】
各画素電極１１は、各画素領域Ｇに対応して設けられ、対応する各α−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０に電気的に接続されている。
【００３２】
次に、カラーフィルタ基板９２の平面構成について説明する。
【００３３】
カラーフィルタ基板９２は、遮光層（一般に「ブラックマトリクス」と呼ばれ、以下では、単に「ＢＭ」と略記する）、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色層２２を備える。
【００３４】
ＢＭは、各ソース線６、各ゲート線３の第２配線３ｂ及び各α−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０に対応する位置などに形成されている。Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の着色層２２は、各画素領域Ｇに対応して設けられている。本実施形態では、着色層２２は、ソース線６の延在方向にＲ、Ｇ、Ｂの順に配列されているが特に限定はない。
【００３５】
以上の構成を有する液晶装置１００は、その駆動時に次のようにして動作を行う。
【００３６】
まず、画像信号を供給するソース線６はα−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０のソース電極３０ａ（図２及び図３を参照）に電気的に接続されており、画素電極１０は、α−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０のドレイン電極３０ｅ（図２及び図３を参照）に電気的に接続されている。そして、α−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０のゲート電極３０ｂ（図２及び図３を参照）にはゲート線３が電気的に接続されており、スイッチング素子であるα−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、ソース線６から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。この画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、或いは、相隣接する複数のゲート線３２同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。また、ゲート信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍは、ゲート線３に所定のタイミングでパルス的に、この順に線順次で印加される。これにより、液晶層４０の液晶分子の配向状態が制御され、表示画像が観察者により視認される。
【００３７】
（画素構成）
まず、図２を参照して、本実施形態に係る素子基板９１の一画素の平面構成について説明する。図２は、図１の各画素領域Ｇに対応する素子基板９１の一画素の平面構成を示す平面図である。
【００３８】
素子基板９１の液晶層４０側には、ソース線６とゲート線３が相互に直交する方向に延在している。ソース線６とゲート線３の交差位置にはα−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０が対応して設けられている。ここで、α−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０は、ゲート線３の一部をなすゲート電極３０ｂと、ゲート電極３０ｂ上に形成されたゲート絶縁層（図３の第１の絶縁層４）と、ゲート絶縁層上に形成されたアモルファスシリコン層（α−Ｓｉ層）３０ｃと、ソース線６の本線からゲート線３の延在方向にＴ字状に分岐して、ゲート絶縁層上からα−Ｓｉ層３０ｃ上にかけて形成されたソース電極３０ａと、ソース電極３０ａと一定の間隔をおいてα−Ｓｉ層３０ｃ上からゲート絶縁層上にかけて形成されたドレイン電極３０ｅと、を有する。
【００３９】
共通配線２は、ソース線６の延在方向にゲート線３と一定の間隔をおいて、且つゲート線３の延在方向に延在するように形成されている。そして、共通配線２は、各画素領域Ｇに対応する位置において、当該各画素領域Ｇ側に張り出す張り出し部２ａを有する。共通電極９は、画素領域Ｇ内に対応して設けられ、第１のコンタクトホール６１を通じて共通配線２に電気的に接続されている。
【００４０】
画素電極１０は、画素領域Ｇ内に対応して設けられ、第３の絶縁層１０（図３を参照）を介して共通電極９と平面的に重なり合っている。そして、画素電極１０は、第２のコンタクトホール６２を通じて、α−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０のドレイン電極３０ｅに電気的に接続されている。また、画素電極１０は、ゲート線３と平行な方向に延在する複数のスリット１１ｓを有し、スリット１１ｓの各々は、ソース線６の延在方向に一定の間隔をおいて設けられている。
【００４１】
次に、図３を参照して、液晶装置１００の一画素構成について説明する。図３は、図２の切断線Ａ−Ａ´に沿った一画素の断面構成を示す断面図である。
【００４２】
液晶装置１００は、素子基板９１と、その素子基板９１に対向して配置されるカラーフィルタ基板９２との間に液晶層４０を挟持した構成を有する。
【００４３】
まず、素子基板９１の断面構成は次の通りである。
【００４４】
素子基板９１は、第１基板１と、第１の基板１上に形成された共通配線２及びゲート線３と、第１基板１上に形成され、共通配線２及びゲート線３を覆う第１の絶縁層４と、第１の絶縁層４上に形成されたα−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０と、第１の絶縁層４上に形成され、α−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０を覆う第２の絶縁層８と、第２の絶縁層８上に形成された共通電極９と、共通電極９上に形成された第３の絶縁層１０と、第３の絶縁層１０上に形成された画素電極１１と、第３の絶縁層１０上に形成され、画素電極１１を覆う第１の配向膜１２と、を有する。
【００４５】
第１基板１は、石英やガラスなどの透光性材料により形成されている。共通配線２は、アルミニウムやクロムなどの光反射性を有する材料にて形成され、その本線から画素領域Ｇ内に向けて張り出す張り出し部２ａを有する。このため、各画素領域Ｇ内において、共通配線２に位置する領域は反射表示が行われる反射表示領域Ｒになっていると共に、反射表示部Ｒ以外の領域は透過表示領域Ｔになっている。ゲート線３及びソース線６はクロムなどの導電性材料にて形成されていると共に、第１の絶縁層４、第２の絶縁層８及び第３の絶縁層１０はアクリル樹脂などの絶縁性を有する材料にて形成されている。第１の絶縁層４は、共通配線２と平面的に重なる位置に開口４ａを有する。第２の絶縁層８は、第１の絶縁層４の開口４ａに対応する位置に第１の開口８ａを、また、α−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０のドレイン電極３０ｅと平面的に重なる位置に第２の開口８ｂを有する。第３の絶縁層１０は、第２の絶縁層８の第２の開口８ｂに対応する位置に開口１０ａを有する。本明細書では、説明の便宜上、第１の絶縁層４の開口４ａ、及び第２の絶縁層８の第１の開口８ａにより構成される開口を「第１のコンタクトホール６１」と呼称すると共に、第２の絶縁層８の第２の開口８ｂ、及び第３の絶縁層１０の開口１０ａにより構成される開口を「第２のコンタクトホール６２」と呼称する。第１の配向膜１２はポリイミド樹脂などの有機材料により形成され、その表面にはラビング処理が施されている。このため、第１の配向膜１２は液晶分子を、所定の方向に配向させる役割を有する。
【００４６】
共通電極１０及び画素電極１１は、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）などの透明導電材料により形成されている。共通電極１０は、第１のコンタクトホール６１を通じて共通配線２に電気的に接続されていると共に、画素電極１１は、第２のコンタクトホール６２を通じてα−Ｓｉ型ＴＦＴ素子３０のドレイン電極３０ｅに電気的に接続されている。共通電極１０と画素電極１１とは相互に平面的に重なり合っており、液晶装置１００に対する電圧印加時には、画素電極１０と共通電極１０との間に電界Ｅが形成されるが、電界Ｅは第３の絶縁層１０によりアーチ状に歪められて液晶層４０中を通過し、液晶分子の配向が制御される。なお、素子基板９１の液晶層４０側に対し逆側には第１の偏光板１３が配置されていると共に、第１の偏光板１３の外側には照明装置としてのバックライト１４が配置されている。
【００４７】
次に、カラーフィルタ基板９２の断面構成は次の通りである。
【００４８】
カラーフィルタ基板９２は、第２の基板２と、第２の基板２上に形成された着色層２２と、着色層２２上に形成された平坦性を有する平坦化膜２３と、平坦化膜２３上に形成された第２の配向膜２４と、反射表示領域Ｒに対応する第２の配向膜２４上に形成された位相差層２５と、位相差層２５上及び第２の配向膜２４上に形成された第３の配向膜２６と、を有する。
【００４９】
第２の基板２は、石英やガラスなどの透光性材料により形成されている。平坦化膜２３はアクリル樹脂などにより形成され、その表面にはラビング処理が施されている。このため、平坦化膜２３は、位相差層２５の遅相軸方向を定める役割を有する。位相差層２５は、液晶高分子などからなり、有機高分子フィルムを延伸して作製した位相差層と比較して分子の配向性が高く、液晶層４０と同程度の配向性を有する。また、位相差層２５は、透過表示領域Ｔの液晶層４０の厚さｄｔと反射表示領域Ｒの液晶層４の厚さｄｒとの関係をｄｔ＞ｄｒとする厚さを有する。第３の配向膜２６はポリイミド樹脂などの有機材料により形成され、その表面にはラビング処理が施されている。このため、第３の配向膜２６は液晶分子を所定の方向に配向させる役割を有する。
【００５０】
以上の構成を有する液晶装置１００では、その駆動時、画素電極１１と共通電極９との間において生じるフリンジフィールド（電界Ｅ）により液晶分子の配向状態が制御され、これによりカラー反射表示又はカラー透過表示が行われる。具体的には、反射表示の際、液晶装置１００に入射した外光は、図３に示す経路Ｌｒに沿って進行する。つまり、液晶装置１００に入射した外光は、反射層たる共通配線２によって反射され観察者に至る。この場合、その外光は、着色層２２、画素電極１１等が形成されている領域を通過して、その画素電極１１の下方に位置する共通配線２により反射され、再度、画素電極１１及び着色層２２等を通過することによって所定の色相及び明るさを呈する。一方、透過表示の際、バックライト１４から出射した照明光は、図３に示す経路Ｌｔに沿って進行し、画素電極１１、各着色層２２等を通過して観察者に至る。この場合、その照明光は、その着色層２２等を透過することにより所定の色相及び明るさを呈する。こうして、所望のカラー表示画像が観察者により視認される。
【００５１】
（液晶配向軸と偏光板の透過軸と位相差層の遅相軸の関係）
次に、図４を参照して、本実施形態に係る液晶装置１００における、液晶配向軸と偏光板の透過軸と位相差層の遅相軸の関係について説明する。
【００５２】
図４は、本実施形態に係る液晶装置１００における、液晶分子４０ｘの配向方向の軸４０ａ（以下、「液晶配向軸４０ａ」と呼ぶ）と、第１の偏光板１３の第１の透過軸１３ａと、第２の偏光板２７の第２の透過軸２７ａと、位相差層２５の遅相軸２５ａとの関係を模式的に示す。図４において、破線で示す直線５０は、画素電極１１のスリット１１ｓの延在方向に対し直交する方向を示す基準線である。
【００５３】
液晶配向軸４０ａは、基準線５０に対して角度θ１をなす。好適な例では、角度θ１は、７０〜８５[°]に設定される。第１の偏光板１３ａの第１の透過軸１３ａと第２の偏光板２７の第２の透過軸２７ａは略直交、即ち略±９０[°]に設定されている。第１の偏光板１３ａの第１の透過軸１３ａと液晶配向軸４０ａとは平行となるように設定されている。即ち、第１の偏光板１３ａの第１の透過軸１３ａと液晶配向軸４０ａとのなす角度は０[°]又は１８０[°]に設定されている。第１の偏光板１３ａの第１の透過軸１３ａ又は液晶配向軸４０ａと、位相差層２５の遅相軸２５ａとのなす角度θ２（上記の式１のαに対応）は２０[°]〜２５[°]又は６０[°]〜７５[°]に設定されている。これは上述の式１に基づき算出される。なお、本発明では、第１の偏光板１３ａの第１の透過軸１３ａと第２の偏光板２７の第２の透過軸２７ａとの関係は上記の構成と逆であっても構わない。即ち、第１の偏光板１３ａの第１の透過軸１３ａと第２の偏光板２７の第２の透過軸２７ａは±９０[°]に設定されることを前提として、第２の偏光板２７の第２の透過軸２７ａと液晶配向軸４０ａとのなす角度が０[°]又は１８０[°]に設定されていてもよい。
【００５４】
（液晶層の位相差と位相差層の位相差との関係）
まず、図５を参照して、比較例に係る液晶装置の液晶層の位相差と位相差層の位相差との関係及びその課題について説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、ポアンカレ球表示を用いた比較例に係る液晶装置の波長毎の偏光状態を示す。なお、以下では、本実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５５】
ポアンカレ球表示は偏光状態を記述するストークスパラメータ(Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３)を３軸とする空間内で定義され、ポアンカレ球上の各点は偏光状態に一対一に対応する。例えば、ポアンカレ球上の（Ｓ１、Ｓ２）平面との交線(赤道)は直線偏光に対応し、Ｓ３軸との交点(北極と南極)は円偏光に対応し、それ以外は楕円偏光に対応する。
【００５６】
位相差層や捩れのない液晶層による偏光状態の変換は、ポアンカレ球上では（Ｓ１、Ｓ２）平面内に含まれポアンカレ球の中心を通過する線の回りの回転として表される。この時の回転角は、位相層の位相差が２分の１波長ならば１／２回転であり、４分の１波長ならば１／４回転である。
【００５７】
可視光域のうちの代表的な波長、例えば、人間の視感度が最高になる波長５５０ｎｍの入射光が、第２の偏光板２７、位相差層２５ｘ、反射表示領域Ｒに対応する液晶層４０ｚを順次通過して画素電極１１又は共通電極９に到達する過程に着目する。ここで、比較例に係る位相差層２５ｘ及び液晶層４０ｚの各位相差は本発明と異なっており、位相差層２５ｘは２分の１波長の位相差であると共に、液晶層４０ｚは４分の１波長の位相差である。
【００５８】
ポアンカレ球を地球儀に擬してＳ３軸との交点を北極と南極、（Ｓ１、Ｓ２）平面との交線を赤道と呼ぶことにすると、図５（ａ）に示すように、第２の偏光板２７によって直線偏光になった入射光Ｌ１はポアンカレ球上の赤道に位置するが、位相差層２５ｘにより方位角がα（上述の式１のαに相当）である回転軸を中心に１／２回転して赤道の別の一点Ｌ２に移動して、振動方向の異なる直線偏光に変換される。次いで、液晶層４０ｚにより方位角がβ（上述の式１のβに相当）である回転軸を中心に１／４回転して北極ＮＰに移動して、すなわち、円偏光に変換される。
【００５９】
次に、これ以外の波長の入射光に着目すると、位相差には波長依存性があり、位相差層でも液晶層でも短波長側ほど位相差が大きく、長波長側ほど位相差が小さい。そのために、回転角は波長によって異なり、位相差層２５ｘによる回転において、５５０ｎｍ以外の波長の光は１／２回転にならずに赤道から外れた点に移動する。短波長側の青の光は位相差が２分の１波長よりも大きいため、図５（ｂ）に示すように、１／２回転よりも大きく回転して赤道上から外れた南半球上の点Ｌ３に移動する。長波長側の赤の光は、位相差が２分の１波長よりも小さいため、図５（ｃ）に示すように、１／２回転よりも小さく回転して赤道上から外れた北半球上の点Ｌ５に移動する。
【００６０】
このため、これに次いで作用する液晶層４０ｚによる回転では、短波長側の青の光は、図５（ｂ）に示すように、南半球上から移動を始めるため北極ＮＰまで達することなく、その近傍の点Ｌ４に移動する。一方、長波長側の赤の光は、図５（ｃ）に示すように、北半球上から移動を始めるため北極ＮＰを通り越して、その近傍の点Ｌ６に移動する。このように、短波長側の青の光や長波長側の赤の光の場合には、それらの各色による波長依存性に起因した北極ＮＰからの「位置ずれ」により理想の円偏光に変換されず、これらを液晶の表示状態として観察した場合には、黒表示時に色付きが生じてしまうという課題がある。
【００６１】
そこで、本発明の実施形態では、この点に着目し、液晶層４０の位相差との関係で、位相差層２５の位相差を最適化することにより、上記の比較例のように波長によって生じる、北極ＮＰからの偏光の「位置ずれ量」を小さくして理想の円偏光に近づけ、黒表示時の色付きを抑制する。
【００６２】
ここで、図６は、黒表示時における色付きの指標としてＬ＊ａ＊ｂ＊表色系における色差ΔＥ｛＝√（ａ＊２＋ｂ＊２）｝を用いた場合の、液晶層４０の位相差と位相差層２５の位相差の関係についての実験結果を示す。図６において、左縦軸は、位相差層２５の位相差（Ｒｆ）[ｎｍ]を、また、横軸は、液晶層４０の位相差（Ｒｌｃ）[ｎｍ]を、また、右縦軸は、位相差層２５の位相差（Ｒｆ）と液晶層４０の位相差（Ｒｌｃ）との差（Ｒｆ−Ｒｌｃ）[ｎｍ]を夫々示す。図６において、ΔＥ＜４０、反射率＜０.４[％]である。
【００６３】
同図より、位相差層２５の位相差（Ｒｆ）と液晶層４０の位相差（Ｒｌｃ）との関係は、
Ｒｆ  ＝  ｛（１.２０６７×Ｒｌｃ＋１０１.５５）±１０｝[ｎｍ]      （式２）
の関係式で表される。ここで、上記の式２において、±１０[ｎｍ]は、位相差層２５の位相差（Ｒｆ）の許容範囲Ｒｎｇを示し、液晶層４０の各位相差（Ｒｌｃ）における（Ｒｆ−Ｒｌｃ）の範囲に対応している。
【００６４】
上記の比較例の場合、同図において、波長５６０[ｎｍ]のとき、液晶層４０ｚの位相差は１４０[ｎｍ]であり、位相差層２５ｘの位相差は２７０〜２７５[ｎｍ]である。このことから、上記の式２において、液晶層４０の各位相差（Ｒｌｃ）が小さくなるほど黒表示時の色付きが抑えられることが分かる。
【００６５】
よって、本発明の実施形態では、位相差層２５の位相差（Ｒｆ）と液晶層４０の位相差（Ｒｌｃ）との関係は、液晶層４０の位相差（Ｒｌｃ）を略４分の１以下にして、特に、位相差層２５の位相差（Ｒｆ）を２分の１未満とする。好適な例では、本実施形態では、位相差層２５の位相差（Ｒｆ）と液晶層４０の位相差（Ｒｌｃ）との関係は、上記の式２を満足することが好ましい。また、位相差層２５の位相差（Ｒｆ）と液晶層４０の位相差（Ｒｌｃ）との差（Ｒｆ−Ｒｌｃ）は４分の１波長未満であることが好ましい。
【００６６】
これにより、ポアンカレ球表示において波長による回転角の違いが補償される。即ち、ポアンカレ球表示において、短波長側の青の光及び長波長側の赤の光は、それぞれ、上記の比較例と比較して、より北極ＮＰに近づいて北極ＮＰからの偏光の位置ずれ量が小さくなる。なお、短波長側の青の光及び長波長側の赤の光の間の緑の光は、勿論、ポアンカレ球表示において略北極ＮＰに移動する。その結果、各波長の光は略北極ＮＰに集中するため、各波長の光は上記の比較例と比べてより円偏光に近づく。これを液晶の表示状態として観察すると、可視波長の広い領域で色付きが抑制された黒表示が得られる。
【００６７】
[電子機器]
次に、上述した実施形態に係る実装構造体５０の構造を適用した液晶装置１００を備える電子機器の具体例について図７を参照して説明する。
【００６８】
まず、各実施形態に係る液晶装置１００を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図７（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶装置１００等を適用した表示部７１３とを備えている。
【００６９】
続いて、各実施形態に係る液晶装置１００を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図７（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る液晶装置１００を適用した表示部７２４を備える。
【００７０】
なお、各実施形態に係る液晶装置１００を適用可能な電子機器としては、図７（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図７（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶装置の電極及び配線構成を示す平面図。
【図２】本実施形態に係る素子基板の一画素構成を示す平面図。
【図３】本実施形態に係る液晶装置の一画素の断面構成を示す断面図。
【図４】本実施形態の液晶配向軸と偏光板の透過軸と位相差層の遅相軸の関係を示す。
【図５】比較例に係る位相差層と液晶層の偏光変換作用を示すポアンカレ球表示図。
【図６】本実施形態に係る液晶層の位相差と位相差層の位相差の関係を示す図表。
【図７】本発明の液晶装置を備える電子機器の例。
【符号の説明】
【００７２】
１３  第１の偏光板、  １３ａ  第１の透過軸、  ２５  位相差層、  ２５ａ  遅相軸
２７  第２の偏光板、  ２７ａ  第２の透過軸、  ４０  液晶層、  ４０ａ  液晶配向軸、  １００  液晶装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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