(57)【要約】【課題】透過領域および反射領域のいずれについても良好な表示品質が得られるとともに製造プロセスを容易にしうる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置５０は、一対の基板１１０，２１０間に液晶が挟持され透過領域６２および反射領域６４を有する。一対の基板１１０，２１０のうちの一方の基板１１０は、透過領域６２に設けられた透過表示用画素電極１８２および透過表示用共通電極１７８と、反射領域６４に設けられた反射表示用画素電極１９０と、を備える。一対の基板１１０，２１０のうちの他方の基板２１０は、反射領域６４に設けられた反射表示用共通電極２２２を備える。一対の基板１１０，２１０のそれぞれは、外側に偏光層１０６，２０６および１以上の位相差層１０８，２０８を備える。【選択図】図２
2008310179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶が挟持され透過領域および反射領域を有する液晶表示装置であって、
前記一対の基板のうちの一方の基板は、
前記透過領域に設けられた透過表示用画素電極および透過表示用共通電極と、
前記反射領域に設けられた反射表示用画素電極と、
を備え、
前記一対の基板のうちの他方の基板は、
前記反射領域に設けられた反射表示用共通電極を備え、
前記一対の基板のそれぞれは、
外側に偏光層および１以上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】
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記一方の基板の前記１以上の位相差層は、前記他方の基板の前記１以上の位相差層のいずれかと遅相軸が略直交する位相差層を含み、
遅相軸が互いに略直交する前記位相差層は位相差量が略等しい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、
前記一方の基板の前記１以上の位相差層は、前記液晶の配向方向を規定するラビング方向に略直交する遅相軸を有した位相差層を含み、
前記ラビング方向に略直交する遅相軸を有した前記位相差層と前記透過領域の液晶層とは位相差量が略等しいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液晶表示装置であって、
前記一方の基板の前記１以上の位相差層は第１位相差層を含み、
前記他方の基板の前記１以上の位相差層は遅相軸が前記液晶の配向方向を規定するラビング方向と略平行な第２位相差層を含み、
前記第１位相差層は、
遅相軸が前記第２位相差層の遅相軸および前記ラビング方向と略直交し、
位相差量が前記第２位相差層の位相差量と前記透過領域の前記液晶層の位相差量との合計に略等しいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１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、
前記一方の基板の偏光層と前記他方の基板の偏光層とは、吸収軸が互いに略直交して設けら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、特に位相差層を有する半透過型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半透過型の液晶表示装置として、液晶を挟持する一対の基板のそれぞれに電極が設けられ当該電極間の電界によって液晶を駆動する方式、いわゆる縦電界駆動方式を用いるものが一般的であった。透過領域と反射領域とでセルギャップ（液晶層の厚さ）が同じ場合、液晶層における光路は反射領域では透過領域の２倍になる。この場合、例えば透過領域では１／２波長（２分の１波長）光変調を用いるとともに反射領域では１／４波長（４分の１波長）光変調を用いる必要があり、例えば透過領域と反射領域とでセルギャップを異ならせることで対応している。
【０００３】
ところで、高視野角、高コントラスト、高速応答の透過表示で知られるＦＦＳ（Fringe  Field  Switching）、ＩＰＳ（In-Plane  Switching）等の、いわゆる横電界駆動方式の半透過型液晶表示装置が実用化されれば、従来に比べて良好な表示品質が期待できる。横電界方式では、画素電極と共通電極とを同じ基板に設け両電極間に生じる電界によって液晶分子を回転させることによって配向状態を制御する。
【０００４】
横電界駆動方式に上記のセルギャップを調整する構成を適用した場合、透過領域がノーマリブラック（Normally  Black）となり、反射領域がノーマリホワイト（Normally  White）となってしまう。このため、透過領域と反射領域とに１／２波長の位相差を与えることが行われる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、横電界駆動方式の半透過型液晶表示装置において、下部側基板と下部側基板側の偏光板との間の全面に１／２波長板を設けることが記載されている。この場合、反射領域においては１／２波長板の上方に反射板が位置するので、当該１／２波長板は透過領域にのみ作用する。
【０００６】
また、特許文献２には、半透過型ＩＰＳ方式において、そのままでは、反射領域が明表示のときに透過領域は暗表示となり、またはその逆の関係となり、反射領域と透過領域とは互いに異なる印加電圧依存性になることが指摘されている。そして、これを解決するため、位相差量が１／２波長の内蔵位相差板を反射領域に形成し、かつ反射領域の液晶層による位相差量を１／４波長にすることが記載されている。
【０００７】
なお、特許文献２には内蔵位相差板の形成方法が記載されている。それによれば、内蔵位相差板の遅相軸方向を定める配向膜を用意し、その上に、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塗布し、加熱して有機溶媒を除く。これにより、光反応性液晶は上記配向膜の配向処理方向に従って配向する。このようにして内蔵位相差板が形成される。また、特許文献２には、内蔵位相差板をパターンニングして反射表示部のみに形成することが記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３４４８３７号公報
【特許文献２】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】
【０００９】
横電界駆動方式の半透過型液晶表示装置では上記のように、反射領域のコントラストが不十分であり、また、透過領域はノーマリブラックとなり反射領域はノーマリホワイトになる、という表示品質上の問題がある。
【００１０】
また、透過領域と反射領域とに位相差を与える場合、上記のように内蔵位相差板または外付け位相差板を用いることができる。しかし、内蔵位相差板の形成プロセスは実用的には不十分な側面がある。
【００１１】
例えば上記の形成方法によって内蔵位相差板を反射領域にのみパターン形成すると、当該位相差板の端部形状（端面形状）の制御性があまりよくない。このため、１つの位相差板において端部と中央部とで光学特性が異なり表示品質上、問題となることがある。また、液晶表示装置の他の要素のパターニング精度との関係で問題になることがある。例えば、内蔵位相差板と遮光膜との間で位置ずれが生じ位相差板の縁部が遮光膜からはみ出た場合、当該端部に周囲とは透過率の異なる領域ができてしまう。
【００１２】
本発明の目的は、透過領域および反射領域のいずれについても良好な表示品質が得られるとともに製造プロセスを容易にしう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】
【００１３】
本発明に係る液晶表示装置は、一対の基板間に液晶が挟持され透過領域および反射領域を有する液晶表示装置であって、前記一対の基板のうちの一方の基板は、前記透過領域に設けられた透過表示用画素電極および透過表示用共通電極と、前記反射領域に設けられた反射表示用画素電極と、を備え、前記一対の基板のうちの他方の基板は、前記反射領域に設けられた反射表示用共通電極を備え、前記一対の基板のそれぞれは、外側に偏光層および１以上の位相差層を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、例えば透過領域および反射領域の両方について画素電極および共通電極が同じ基板に設けた構成に比べて、透過領域および反射領域のいずれについても良好なコントラスト等、すなわち良好な表示品質が得られる。また、位相差層が基板の外側に設けられ、かつ、透過領域と反射領域との両方に設けられているので、位相差層の形成が容易である。
【００１５】
前記一方の基板の前記１以上の位相差層は、前記他方の基板の前記１以上の位相差層のいずれかと遅相軸が略直交する位相差層を含み、遅相軸が互いに略直交する前記位相差層は位相差量が略等しいことが好ましい。
【００１６】
上記構成によれば、透過領域の表示光は遅相軸が互いに略直交する位相差層の両方を通過するので、透過領域では当該両位相差層の作用が互いに補償される。また、反射領域の表示光は上記の遅相軸が互いに略直交する位相差層のうちの一方のみを通過するので、実質的に当該一方の位相差層を反射領域の特性に応じて設計すればよいことになる。したがって、位相差層の設計および形成が容易である。
【００１７】
前記一方の基板の前記１以上の位相差層は、前記液晶の配向方向を規定するラビング方向に略直交する遅相軸を有した位相差層を含み、前記ラビング方向に略直交する遅相軸を有した前記位相差層と前記透過領域の液晶層とは位相差量が略等しいことが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、透過領域の液晶層で生じる位相差が、ラビング方向に略直交する遅相軸を有した位相差層によって補償される。このため、透過領域において良好な暗表示（黒表示）を得ることができる。
【００１９】
前記一方の基板の前記１以上の位相差層は第１位相差層を含み、前記他方の基板の前記１以上の位相差層は遅相軸が前記液晶の配向方向を規定するラビング方向と略平行な第２位相差層を含み、前記第１位相差層は、遅相軸が前記第２位相差層の遅相軸および前記ラビング方向と略直交し、位相差量が前記第２位相差層の位相差量と前記透過領域の前記液晶層の位相差量との合計に略等しいことが好ましい。
【００２０】
上記構成によれば、第２位相差層による位相差と液晶層の透過領域による位相差との両方を、１つの位相差層（第１位相差層）によって補償することができる。このため、構造を簡略化することができ、形成も容易になる。
【００２１】
前記一方の基板の偏光層と前記他方の基板の偏光層とは、吸収軸が互いに略直交して設けら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】
【００２２】
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。
【００２３】
図１に実施の形態に係る液晶表示装置５０を説明する模式図を示す。液晶表示装置５０は例えば、素子基板１００と、素子基板１００に対向して配置された対向基板２００と、基板１００，２００間に挟持された液晶層３００と、バックライト装置７２と、駆動回路７４とを含んで構成される。液晶表示装置５０は半透過型であり、バックライト装置７２からの出射光（バックライト光）を利用して透過表示光９２を形成可能であるとともに外光を反射して反射表示光９４を形成可能である。なお、図１では両表示光９２，９４を模式的に図示している。
【００２４】
図１では、バックライト装置７２が素子基板１００側に配置され、表示光９２，９４を基板２００側から取り出す構成を例示している。図１ではバックライト装置７２と素子基板１００とを離して図示しているが、これらを密着させることも可能である。
【００２５】
駆動回路７４は、基板１００，２００中の各種要素に信号、電位等を供給する回路をまとめて模式的に図示している。駆動回路７４は、図１の例示では素子基板１００に接続されているが、対向基板２００または両基板１００，２００に接続することも可能である。また、駆動回路７４の一部を基板１００，２００の一方または両方に設けることも可能である。
【００２６】
図２および図３に画素６０を説明する断面図および平面図をそれぞれ示す。なお、図３には一部の要素のみ図示している。
【００２７】
液晶表示装置５０は複数の画素６０を含んでいる。当該複数の画素６０はデルタ配列、マトリクス配列等、種々に配列可能である。各画素６０は透過表示光９２を形成する透過領域６２と反射表示光９４を形成する反射領域６４とを有している。ここでは、透過領域６２がＦＦＳ方式で構成され、反射領域６４がＥＣＢ（Electrically  Controlled  Birefringence）方式で構成される場合を例示する。
【００２８】
図２に例示するように、液晶表示装置５０は対向配置された一対の基板１１０，２１０を含み、当該一対の基板１１０，２１０の間に液晶層３００が挟持されている。基板１１０，２１０は例えばガラス板等の透明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上記の素子基板１００および対向基板２００をそれぞれ構成する。
【００２９】
液晶層３００の厚さ、換言すれば基板１００，２００間の距離はセルギャップに対応する。セルギャップは、基板１００，２００間のスペーサ３０２の大きさによって調整可能である。
【００３０】
液晶表示装置５０は基板１１０の液晶層３００側にバッファ層１１２を含んでいる。液晶表示装置５０はバッファ層１１２の液晶層３００側に、半導体層１１４，１１６と、絶縁膜１１８と、ゲート電極１２０，１２２，１２４，１２６と、ゲート配線１４０とを含んでいる。
【００３１】
半導体層１１４，１１６はいずれもバッファ層１１２上に配置されており、ここでは、半導体層１１４は透過領域６２内に設けられ、半導体層１１６は反射領域６４内に設けられている。絶縁膜１１８は、半導体層１１４，１１６を覆ってバッファ層１１２上に配置されている。ゲート電極１２０，１２２，１２４，１２６は、絶縁膜１１８上に配置されている。
【００３２】
ゲート電極１２０，１２２は絶縁膜１１８を介して半導体層１１４に対向している。これにより、半導体層１１４と絶縁膜１１８とゲート電極１２０との積層構造を含んでＴＦＴ（Thin  Film  Transistor）１２８が構成され、半導体層１１４と絶縁膜１１８とゲート電極１２２との積層構造を含んでＴＦＴ１３０が構成される。この場合、絶縁膜１１８はＴＦＴ１２８，１３０においてゲート絶縁膜を構成している。ＴＦＴ１２８，１３０は電気的に直列接続されている。同様に、半導体層１１６と絶縁膜１１８とゲート電極１２４との積層構造を含んでＴＦＴ１３４が構成され、半導体層１１６と絶縁膜１１８とゲート電極１２６との積層構造を含んでＴＦＴ１３６が構成される。ＴＦＴ１３４，１３６は電気的に直列接続されている。
【００３３】
なお、ＴＦＴ１２８，１３０，１３４，１３６は一般に画素トランジスタと呼ばれる。なお、後述の画素電極１８２，１９０に電気的接続される要素に対してソースという表現を用いるが、当該要素に対してドレインという表現を用いてもよい。
【００３４】
ゲート配線１４０は、絶縁膜１１８上に配置されている。ゲート配線１４０には不図示の位置で上記ゲート電極１２０，１２２，１２４，１２６が繋がっている。
【００３５】
ここで、ＴＦＴ１２８，１３０をまとめて透過表示用スイッチング素子１３２と呼び、ＴＦＴ１３４，１３６をまとめて反射表示用スイッチング素子１３８と呼ぶ場合、ゲート電極１２０，１２２を透過表示用スイッチング素子１３２の制御電極と呼ぶことができ、ゲート電極１２４，１２６を反射表示用スイッチング素子１３８の制御電極と呼ぶことができる。
【００３６】
なお、各スイッチング素子１３２，１３８は他の構成、例えば１個または３個以上のＴＦＴ素子や、１個以上のＭＩＭ（Metal  Insulator  Metal）素子等で形成してもよい。また、スイッチング素子１３２，１３８を互いに異なる構成にすることも可能である。
【００３７】
液晶表示装置５０は、絶縁膜１１８上に保持容量配線１４２と、共通電極配線１４６と、層間絶縁膜１４８とを含んでいる。保持容量配線１４２は反射領域６４において絶縁膜１１８を介して半導体層１１６の一部に対向して配置されており、これにより保持容量配線１４２と絶縁膜１１８と半導体層１１６との積層構造によって反射表示用の保持容量素子１４４が構成されている。この場合、絶縁膜１１８は保持容量素子１４４において容量素子用絶縁膜を構成し、半導体層１１６の上記一部は保持容量素子１４４の対向電極を構成している。層間絶縁膜１４８によって、ゲート電極１２０，１２２，１２４，１２６と、ゲート配線１４０と、保持容量配線１４２と、共通電極配線１４６とが覆われている。
【００３８】
液晶表示装置５０は基板１１０の液晶層３００側に、ドレイン配線１６０と、ソース電極１６２，１６４と、共通電極用中継電極１６６と、パッシベーション膜１６８と、絶縁層１７０とを含んでいる。
【００３９】
図２には、ドレイン配線１６０および電極１６２，１６４，１６６が３層構造で構成される場合を例示している。ドレイン配線１６０は図２の例示では、層間絶縁膜１４８上に配置されているとともに、コンタクトホール１５０，１５４を介してＴＦＴ１２８，１３４のドレイン領域に電気的に接続されている。
【００４０】
ソース電極１６２，１６４および中継電極１６６は図２の例示ではいずれも層間絶縁膜１４８上に配置されている。さらに、ソース電極１６２はコンタクトホール１５２を介してＴＦＴ１３０のソース領域に電気的に接続され、ソース電極１６４はコンタクトホール１５６を介してＴＦＴ１３６のソース領域に電気的に接続され、中継電極１６６はコンタクトホール１５８を介して共通電極配線１４６に電気的に接続されている。
【００４１】
パッシベーション膜１６８は図２の例示では配線１６０および電極１６２，１６４，１６６を覆って層間絶縁膜１４８上に配置されている。絶縁層１７０は図２の例示ではパッシベーション膜１６８上に積層されている。絶縁層１７０の液晶層３００側の表面は、透過領域６２においては平坦に形成され、反射領域６４においては凹凸に形成されている。
【００４２】
液晶表示装置５０は基板１１０の液晶層３００側に、透過表示用共通電極１７８と、絶縁層１８０と、透過表示用画素電極１８２と、反射層１８８と、反射表示用画素電極１９０とを含んでいる。
【００４３】
透過表示用共通電極１７８は、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）やＩＺＯ（Indium  Zinc  Oxide）等の透明導電材料で構成可能である。共通電極１７８は各透過領域６２に設けられている。共通電極１７８は透過領域６２ごとに（すなわち画素６０ごとに）設けることも可能であるし、例えば行方向に隣接する透過領域６２の共通電極１７８を連結した形態にすることも可能である。
【００４４】
共通電極１７８は、図２に例示するように、絶縁層１７０の上記平坦面上に配置されているとともにコンタクトホール１７２を介して中継電極１６６に電気的に接続されている。これにより、共通電極配線１４６から中継電極１６６を介して共通電極１７８へ電位が印加される。
【００４５】
絶縁層１８０は、透過表示用共通電極１７８を覆って絶縁層１７０上に配置されており、反射領域６４において絶縁層１７０の凹凸上にも配置されている。凹凸上の絶縁層１８０は下地の凹凸に追従した凹凸形状をしている。
【００４６】
透過表示用画素電極１８２は、各透過領域６２に設けられ、絶縁層１８０を介して透過表示用共通電極１７８上に積層されているとともにコンタクトホール１７４を介してソース電極１６２に電気的に接続されている。これにより、ドレイン配線１６０からスイッチング素子１３２およびソース電極１６２を介して画素電極１８２へ電位が印加される。画素電極１８２は、例えばＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電材料で構成可能である。
【００４７】
画素電極１８２には複数のスリット（または溝）１８４が設けられている。ここでは図３に示すように各スリット１８４が行方向に対して例えば約５°〜１０°傾いて右上がりに伸び、これらのスリット１８４が列方向に配列されている場合を例示する。この場合、後述の配向膜（図示せず）のラビング方向Ｒは行方向、すなわちスリット１８４の長手方向（換言すれば長辺方向）に略平行に設定され、この例示ではスリット１８４の長手方向とラビング方向Ｒとは例えば約５°〜１０°の角度をなしている。
【００４８】
なお、スリット１８４の長手方向の設定は上記例示に限られるものではない。また、ここではスリット１８４の端部が画素電極１８２の外縁に到達していない形状を例示するが、スリット１８４の端部を画素電極１８２の外縁に到達させて当該画素電極１８２をくし歯形状にしてもよい。
【００４９】
上記のように透過表示用画素電極１８２は絶縁層１８０を介して透過表示用共通電極１７８上に積層されている。このため、画素電極１８２と絶縁層１８０と共通電極１７８との積層構造によって透過表示用の保持容量素子１８６が構成されている。
【００５０】
反射層１８８は、反射領域６４に設けられ、絶縁層１８０の上記凹凸上に配置されている。反射層１８８は絶縁層１８０，１７０の凹凸に追従した凹凸形状をしている。反射層１８８は外光を反射するものであり、この際、上記凹凸形状によって外光を散乱させることができる。反射層１８８は外光（ここでは可視光）を反射可能な材料、例えばアルミニウム・ネオジウム合金、銀等で構成可能である。
【００５１】
反射表示用画素電極１９０は、各反射領域６４に設けられ、反射層１８８の上記凹凸上に配置されている。ここでは画素電極１９０は反射層１８８等の上記凹凸に追従した凹凸形状をしている。画素電極１９０はコンタクトホール１７６を介してソース電極１６４に電気的に接続されており、これによりドレイン配線１６０からスイッチング素子１３８およびソース電極１６４を介して画素電極１９０へ電位が印加される。画素電極１９０は例えばＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電材料で構成可能である。
【００５２】
液晶表示装置５０は、基板２１０の液晶層３００側に、遮光膜２１２と、透過表示用カラーフィルタ２１４と、反射表示用カラーフィルタ２１６と、オーバーコート層２１８と、トップコート層２２０と、反射表示用共通電極２２２とを含んでいる。
【００５３】
遮光膜２１２は図２の例示では、基板２１０上に配置され、透過領域６２および反射領域６４に開口部が設けられている。遮光膜２１２は、黒色樹脂で構成可能である。
【００５４】
透過表示用カラーフィルタ２１４は遮光膜２１２の透過領域６２の開口部に設けられ、反射表示用カラーフィルタ２１６は遮光膜２１２の反射領域６４の開口部に設けられている。カラーフィルタ２１４，２１６によって、表示光９２，９４がそれぞれ着色される。カラーフィルタ２１４，２１６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。図２の例示ではカラーフィルタ２１４，２１６は基板２１０上に配置されている。なお、例えばカラーフィルタ２１４，２１６を省略することによって表示光９２，９４を白黒表示に構成することも可能である。
【００５５】
オーバーコート層２１８は、図２の例示では、透過領域６２および反射領域６４の両方に設けられており、遮光膜２１２上およびカラーフィルタ２１４，２１６上に配置されている。トップコート層２２０は、反射領域６４に設けられており、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（換言すればセルギャップ調整膜）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、トップコート層２２０の厚さが設定されている。トップコート層２２０は、図２の例示ではオーバーコート層２１８上に配置されている。
【００５６】
反射表示用共通電極２２２は、各反射領域６４に設けられており、図２の例示ではトップコート層２２０上に配置されている。共通電極２２２は、反射領域６４ごとに設けてもよいし、隣接する反射領域６４にまたがって設けてもよい。共通電極２２２はＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明導電材料で構成可能である。共通電極２２２は例えば、表示領域の外側の領域において素子基板１００の不図示の配線に導電性粒子等を介して電気的に接続されており、これによって素子基板１００側から共通電極２２２へ電位を印加可能である。
【００５７】
液晶表示装置５０は各基板１１０，２１０の液晶層３００側に不図示の配向膜を含んでいる。
【００５８】
基板１１０に設けられた配向膜は画素電極１８２，１９０と絶縁層１８０と共通電極１７８と反射層１８８を覆って配置されており、基板２１０に設けられた配向膜は共通電極２２２とトップコート層２２０とオーバーコート層２１８とを覆って配置されている。いずれの配向膜も透過領域６２および反射領域６４の両方に設けられている。ここでは、基板１１０の配向膜は両領域６２，６４において同じ方向にラビングされ、ラビング方向Ｒは行方向に略平行、具体的にはスリット１８４の長手方向を基準にして例えば約５°〜１０°傾斜した角度に設定されている（図３参照）。また、基板２１０の配向膜は両領域６２，６４とも基板１１０のラビング方向Ｒと反対方向にラビングされている。この場合、液晶分子（ここでは誘電率異方性が正とする）は、両領域６２，６４において各配向膜付近でラビング方向Ｒに沿って配列するとともに液晶層３００の厚さ方向についても同じ方向を向いて配列する。基板１１０と基板２１０のラビング方向Ｒは同じ方向にラビングされてもよい。
【００５９】
ＦＦＳ方式で構成される透過領域６２では、各スリット１８４を通って形成される電極１７８，１８２間の電界を制御することによって、基板１１０に略平行な面内で液晶分子の回転が制御される。これに対して、ＥＣＢ方式で構成される反射領域６４では、反射表示用共通電極２２２と反射表示用画素電極１９０との間の電界によって、基板１１０，２１０に略垂直な面内で液晶分子の回転が制御される。このような液晶分子の配向制御と、次に説明する偏光層１０６，２０６および位相差層１０８，２０８の作用とによって、透過表示光９２および反射表示光９４の光量が制御される。
【００６０】
液晶表示装置５０において基板１１０には液晶層３００と反対側（すなわち基板外側）に位相差層１０８と偏光層１０６とがこの順序で積層され、基板２１０上には液晶層３００の反対側に位相差層２０８と偏光層２０６とがこの順序で積層されている。位相差層１０８，２０８および偏光層１０６，２０６は透過領域６２と反射領域６４との両方に設けられている。
【００６１】
偏光層１０６，２０６および位相差層１０８，２０８の後述の各種設定により、ＦＦＳ方式の透過領域６２はノーマリブラック、すなわち電極１７８，１８２間の電圧がオフ電圧のときに透過率が最も低い表示（暗表示と呼ぶことにする）になり、ＥＣＢ方式の反射領域６４はノーマリホワイト、すなわち電極１９０，２２２間の電圧がオフ電圧のときに透過率が最も高い表示（明表示と呼ぶことにする）になる。偏光層１０６，２０６および位相差層１０８，２０８については後にさらに説明する。
【００６２】
上記のようにＦＦＳ方式の透過領域６２はノーマリブラックであり、ＥＣＢ方式の反射領域６４はノーマリホワイトである。このため、画素６０全体を暗表示にする場合は、透過表示用画素電極１８２と透過表示用共通電極１７８との間にオフ電圧に印加するとともに、反射表示用画素電極１９０と反射表示用共通電極２２２との間にオン電圧に印加する。逆に、画素６０全体を明表示にする場合は、透過表示用の電極１８２，１７８間にオン電圧に印加するとともに、反射表示用の電極１９０，２２２間にオフ電圧に印加する。液晶表示装置５０の上記構成例の場合、暗表示時および明表示時のいずれにおいても、透過表示用共通電極１７８と反射表示用共通電極２２２とに逆相の電位、すなわち画素電極１８２，１９０の電位を基準にして互いに逆極性の関係にある電位を印加する。なお、明表示と暗表示との間の中間調表示についても同様に駆動される。これにより、両領域６２，６４の透過率が適切に設定され、良好な表示品質が得られる。
【００６３】
液晶表示装置５０では、透過領域６２を透過表示において広視野角で高いコントラストが得られるＦＦＳ方式で構成するとともに、反射領域６４を反射表示において高いコントラストが得られるＥＣＢ方式で構成している。このため、液晶表示装置５０によれば、例えば両領域６２，６４をＦＦＳ方式で構成した場合に比べて、両領域６２，６４とも良好なコントラスト等が得られ、良好な表示品質が得られる。
【００６４】
図４に液晶表示装置５０全体の模式的な断面図を示す。図４に示すように、位相差層１０８，２０８および偏光層１０６，２０６は基板１１０，２１０の全体にわたっている。なお、図４では図面を分かりやすくするために、位相差層１０８，２０８および偏光層１０６，２０６を互いに離すとともに基板１１０，２１０からも離して図示し、基板１１０，２１０に設けられた各種要素の図示は省略している。
【００６５】
図４の例示では、位相差層１０８は３つの位相差層１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃが積層されて構成され、位相差層２０８は２つの位相差層２０８ａ，２０８ｂが積層されて構成されている。各位相差層１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，２０８ａ，２０８ｂは例えばフィルム状の位相差板で構成可能であり、これらを接着剤等で貼り合わせることによって位相差層１０８，２０８を形成可能である。
【００６６】
なお、説明を分かりやすくするため必要に応じて、基板１１０，２１０に近い側から、１層目の位相差層１０８ａ，２０８ａ、２層目の位相差層１０８ｂ，２０８ｂ、３層目の位相差層１０８ｃと呼ぶことにする。
【００６７】
図５に位相差層１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，２０８ａ，２０８ｂおよび偏光層１０６，２０６の特性の一例をまとめた図を示す。なお、偏光板の吸収軸および位相差層の遅相軸の各方向はラビング方向Ｒ（図３参照）を基準にして記述している。
【００６８】
まず偏光層１０６，２０６について説明する。偏光層１０６の吸収軸はラビング方向Ｒに対して略平行に設定され、偏光層１０６，２０６の吸収軸は互いに略直交している。図５の例では、偏光層１０６の吸収軸はラビング方向Ｒに対して約７°傾斜した方向に設定され、偏光層２０６の吸収軸はラビング方向Ｒに対して約９７°傾斜した方向に設定されている。これらは反射表示でコントラスト、輝度、色相が最適となるように設定される。
【００６９】
次に位相差層２０８について説明する。１層目の位相差層２０８ａは、遅相軸がラビング方向Ｒに略平行な方向（図５の例示では約０°）に設定され、位相差量Δｎｄが約１００ｎｍであり、１／４波長板に相当する。２層目の位相差層２０８ｂは、遅相軸がラビング方向Ｒに対して約１１６°傾斜した方向に設定され、位相差量Δｎｄが約２７０ｎｍであり、１／２波長板に相当する。このとき、２層構造の位相差層２０８は１／４波長板に相当する。
【００７０】
位相差層２０８は単層の１／４波長板で構成することも可能である。しかし、一般に、位相差板の光学特性は波長依存性を有するので、単層の位相差板で全波長域において１／４波長の位相差量を得ることは難しい。これに対して、位相差層２０８のように複数の位相差層２０８ａ，２０８ｂを積層することによって、上記の波長依存性が改善され、より広帯域において１／４波長の位相差量を得ることができる。
【００７１】
位相差層１０８のうちで２層目および３層目の位相差層１０８ｂ，１０８ｃは、基板２１０の位相差層２０８ａ，２０８ｂに対応して設けられている。すなわち、２層目の位相差層１０８ｂの遅相軸は上記位相差層２０８ａの遅相軸と略直交する方向に設定され、両位相差層１０８ｂ，２０８ａの位相差量Δｎｄは略等しく設定されている。同様に、位相差層１０８ｃ，２０８ｂは、遅相軸が互いに略直交し、位相差量Δｎｄが略等しい。
【００７２】
位相差層１０８ｂ，１０８ｃは１／２波長板および１／４波長板にそれぞれ相当し、位相差層１０８ｂ，１０８ｃからなる積層構造は１／４波長板に相当する。当該積層構造について、遅相軸は位相差層２０８の遅相軸と略直交し、位相差量Δｎｄは位相差層２０８の位相差量Δｎｄと略等しい。なお、位相差層１０８ｂ，１０８ｃを単層の１／４波長板で構成することも可能であるが、位相差層２０８についての上記説明と同様に複数の位相差層１０８ｂ，１０８ｃによる構成の方がより好ましい。
【００７３】
位相差層１０８のうちで１層目の位相差層１０８ａは液晶層３００の透過領域６２に対応して設けられている。すなわち、位相差層１０８ａの遅相軸はラビング方向Ｒと略直交する方向に設定され、当該位相差層１０８ａの位相差量Δｎｄは、オフ電圧印加時に透過領域６２の液晶層３００において生じる位相差量Δｎｄ（図５の例示では約３５０ｎｍ）と略等しく設定されている。なお、液晶層３００において、反射領域６４の位相差量Δｎｄは透過領域６２の位相差量Δｎｄの略１／２である（図５の例示では約１６５ｎｍ）。
【００７４】
１層目の位相差層１０８ａのＮｚ係数は０（ゼロ）であり、これにより液晶層３００の視野角依存性が補償され、表示品質が良好になる。なお、Ｎｚ係数は液晶分子の主屈折率をｎx，ｎy，ｎzとして、Ｎｚ＝｛（ｎx−ｎz）／（ｎx−ｎy）｝で算出され、ｎx＝ｎzのときにＮｚ＝０になる。
【００７５】
上記構成によれば、透過領域６２では、偏光層１０６側から入射したバックライト光は、位相差層１０８ｃ，１０８ｂ，２０８ａ，２０８ｂを通過するが、これらの位相差層１０８ｃ，１０８ｂ，２０８ａ，２０８ｂの上記特性設定により、位相差層１０８ｃで生じた位相差は位相差層２０８ｂによって補償され（またはキャンセルされ）、位相差層１０８ｂでの位相差は位相差層２０８ａによって補償される。
【００７６】
つまり、透過領域６２は実質的に位相差層１０８ｃ，１０８ｂ，２０８ａ，２０８ｂを有さない構成と等価である。
【００７７】
また、位相差層１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃは透過領域６２と反射領域６４との両方に設けられているが、反射表示光９４は当該位相差層１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃを通過しない。すなわち、反射領域６４では位相差層２０８ａ，２０８ｂのみが有効である。
【００７８】
したがって、上記のうちの４つの位相差層１０８ｃ，１０８ｂ，２０８ａ，２０８ｂについては、実質的に位相差層２０８ａ，２０８ｂについてのみ遅相軸、位相差量Δｎｄ等を反射領域６４の所望の特性に応じて設定すればよい。このため、位相差層１０８，２０８の設計および形成が容易である。
【００７９】
ここで、透過領域６２では、バックライト光は位相差層１０８ａおよび液晶層３００を通過するが、バックライト光には液晶層３００の通過前に位相差層１０８ａによって、オフ電圧印加時の液晶層３００で生じる位相差を補償しうる位相差が与えられる。このため、偏光層１０６を通過した直線偏光は、液晶層３００の通過後においても当該直線偏光に直交する偏光成分が生じないので、偏光層２０６によってほほ全てが吸収される。したがって、透過領域６２では良好な暗表示（黒表示）を得ることができる。
【００８０】
また、位相差層１０８ａは上記のように透過領域６２に対してのみ有効であるので、当該位相差層１０８ａの遅相軸、位相差量Δｎｄ、Ｎｚ係数等は透過領域６２の所望の特性に応じて設定すればよい。このため、位相差層１０８，２０８の設計および形成が容易である。
【００８１】
図６に実施の形態に係る他の液晶表示装置５０Ｂ全体の模式的な断面図を示す。液晶表示装置５０Ｂは、位相差層１０８の構成を除いて、上記の液晶表示装置５０（図４参照）と同様の構成を有している。図６の例示では、液晶表示装置５０Ｂの位相差層１０８は２つの位相差層１０８ｄ，１０８ｃが積層されて構成されている。
【００８２】
図７に液晶表示装置５０Ｂについて、位相差層１０８ｄ，１０８ｃ，２０８ａ，２０８ｂおよび偏光層１０６，２０６の特性の一例をまとめた図を示す。上記の図５を参照すると、位相差層１０８ａ，１０８ｂは遅相軸の方向が同じである。かかる点に鑑み、液晶表示装置５０Ｂでは、２つの位相差層１０８ａ，１０８ｂを１つの位相差層１０８ｄで形成している。このとき、位相差層１０８ｄの位相差量Δｎｄは位相差層１０８ａ，１０８ｂの位相差量Δｎｄの合計に略等しく設定されている。また、位相差層１０８ｄのＮｚ係数は位相差層１０８ａと同様に０（ゼロ）に設定されている。
【００８３】
ここで、位相差層（第１位相差層）１０８ｄの特性を、位相差層１０８ｂに対応する位相差層（第２位相差層）２０８ａと、位相差層１０８ａに対応する透過領域６２の液晶層３００との関係において記述すれば、次のようになる。すなわち、位相差層１０８ｄの遅相軸は、位相差層２０８ａの遅相軸およびラビング方向Ｒと略直交している。位相差層１０８ｄの位相差量Δｎｄは、位相差層２０８ａの位相差量Δｎｄと液晶層３００の透過領域６２の位相差量Δｎｄとの合計に略等しい。なお、上記のように位相差層２０８ａの遅相軸はラビング方向Ｒと略平行である。
【００８４】
液晶表示装置５０Ｂによれば、位相差層２０８ａおよび液晶層３００による両位相差を、１つの位相差層１０８ｄによって補償することができる。このため、上記の液晶表示装置５０に比べて、構造が簡略になり、形成も容易になる。
【００８５】
上記の液晶装置５０，５０Ｂによれば、位相差層１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄ，２０８ａ，２０８ｂが基板外側に設けられている。また、これらの位相差層１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄ，２０８ａ，２０８ｂは、パターニングされることなく透過領域６２および反射領域６４の両方に設けられ、基板１１０，２１０の全体にわたっている。したがって、位相差層１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄ，２０８ａ，２０８ｂは形成が容易である。この点は偏光層１０６，２０６についても同様である。
【００８６】
なお、位相差層１０８，２０８の積層数は上記例示に限定されるものではない。また、偏光層１０６，２０６を複数の層の積層構造で構成することも可能である。
【００８７】
上記では透過領域６２において画素電極１８２が液晶層３００側に配置された構成を例示したが、共通電極１７８を液晶層３００側に配置することも可能である。また、透過領域６２をＩＰＳ方式で構成することも可能であり、この場合にもＦＦＳ方式と同様に良好なコントラストが得られる。なお、ＩＰＳ方式の場合、共通電極１７８と画素電極１８２とは同層、例えば絶縁層１７０上に配置される。また、ＥＣＢ方式に代えて、画素電極１９０と共通電極２２２とが液晶層３００を介して対向する他の方式を反射領域６４に適用してもよい。
【００８８】
上記ではスイッチング素子１３２，１３８が同じゲート配線１４０に接続された構成を例示したが、スイッチング素子１３２，１３８のそれぞれに、すなわち透過表示用および反射表示用のそれぞれにゲート配線１４０を設けることも可能である。この場合、上記のようにスイッチング素子１３２，１３８が同じドレイン配線１６０に接続されている構成であっても、スイッチング素子１３２，１３８のオン状態のタイミングをずらすことによって、画素電極１８２，１９０に異なる電位を印加することができる。このため、画素電極１８２，１９０に逆相の電位、すなわち共通電極１７８，２２２の電位を基準にして互いに逆極性の関係にある電位を印加することによって、両領域６２，６４の透過率を上記と同様に適切に設定することができる。
【００８９】
また、スイッチング素子１３２，１３８が同じドレイン配線１６０に接続された構成を例示したが、スイッチング素子１３２，１３８のそれぞれに、すなわち透過表示用および反射表示用のそれぞれにドレイン配線１６０を設けることも可能である。この場合にも画素電極１８２，１９０に異なる電位を印加することができるので、画素電極１８２，１９０に逆相の電位を印加することによって両領域６２，６４の透過率を適切に設定することができる。
【００９０】
また、図２に例示した液晶表示装置５０によれば、ゲート配線１４０または／およびドレイン配線１６０を透過表示用および反射表示用のそれぞれに設けた場合に比べて、構成が簡単である。
【００９１】
上記では透過領域６２および反射領域６４が同じ画素６０内に設けられた場合を例示したが、透過領域６２および反射領域６４それぞれによって画素６０を構成することも可能である。すなわち、透過領域６２の構成を適用して透過型の画素６０を構成するとともに、反射領域６４の構成を適用して反射型の画素６０を構成してもよい。かかる液晶表示装置によっても上記各種効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施の形態に係る液晶表示装置を説明する模式図である。
【図２】実施の形態に係る液晶表示装置を説明する断面図である。
【図３】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４】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５】実施の形態に係る位相差層および偏光層の特性の一例を説明する図である。
【図６】実施の形態に係る他の液晶表示装置光層を説明する断面図である。
【図７】実施の形態に係る位相差層および偏光層の特性の他の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００９３】
５０，５０Ｂ  液晶表示装置、６２  透過領域、６４  反射領域、１０６，２０６  偏光層、１０８，１０８ａ〜１０８ｄ，２０８，２０８ａ，２０８ｂ  位相差層、１１０，２１０  基板、１７８  透過表示用共通電極、１８２  透過表示用画素電極、１９０  反射表示用画素電極、２２２  反射表示用共通電極、３００  液晶層、Ｒ  ラビング方向。
【図１】
2008310179.tif 000003
【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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