(57)【要約】【課題】  透過モードでの表示光量やコントラストをさらに向上した半透過反射型表示装置、およびそれを用いた電子機器を提供すること。【解決手段】  半透過反射型の液晶装置１では、上側偏光板２、第１の上側位相差板３、第２の上側位相差板４、駆動用液晶セル１０、第１の下側位相差板５、第２の下側位相差板６、およびバックライト装置９がこの順に重ねて配置されている。第１の下側位相差板５は、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子より実質的に形成され、該液晶性高分子が液晶状態において形成したネマチックハイブリッド配向を固定化せしめた光学補償フィルムであり、遅相軸５０１は、８５°から９５°の角度を成している。駆動用液晶セル１０において、ネマチック液晶層は、ツイスト角が０°から７０°に設定されている。【選択図】  図６
2004280077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、バックライト装置、下側偏光板、下側基板と上側基板との間にネマチック液晶層が保持された駆動用液晶セル、上側位相差板、および上側偏光板がこの順に重ねて配置され、かつ、前記ネマチック液晶層と前記下側偏光板との間には、前記上側偏光板を透過して前記駆動用液晶セルに入射し、前記ネマチック液晶層を透過してきた外光を当該ネマチック液晶層に向けて反射するとともに、前記下側偏光板を透過してきた前記バックライト装置からの出射光を前記ネマチック液晶層に入射させる部分反射層が配置され、
前記ネマチック液晶層は、前記下側基板および前記上側基板の各々に対して所定の基準方向に対して所定の角度を成す方向に施されたラビング処理によってツイスト角が０°から７０°に設定され、
前記駆動用液晶セルと前記下側偏光板との間には、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子より実質的に形成され、該液晶性高分子が液晶状態において形成したネマチックハイブリッド配向を固定化せしめた光学補償フィルムからなる第１の下側位相差板が少なくとも配置され、
前記第１の下側位相差板は、当該第１の下側位相差板を上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに８５°から９５°の角度を成していることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
請求項１において、前記下側偏光板と前記第１の下側位相差板との間には、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに２０°から３００°の角度を成す第２の下側位相差板が配置され、
前記上側偏光板と前記駆動用液晶セルとの間には、前記上側位相差板として、
上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに２０°から３００°の角度を成す第１の上側位相差板と、
当該第１の上側位相差板と前記駆動用液晶セルとの間で、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに５０°から２００°の角度を成す第２の上側位相差板と
が配置されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
請求項１において、前記下側偏光板と前記第１の下側位相差板との間に第２の下側位相差板が配置され、
前記上側偏光板と前記駆動用液晶セルとの間には、前記上側位相差板として、第１の上側位相差板が配置され、当該第１の上側位相差板と前記駆動用液晶セルとの間に第２の上側位相差板が配置され、
前記第１の上側位相差板として、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに−６０°〜６０°の角度を成し、かつ、リターデーション値が２２０ｎｍ〜２９０ｎｍの低分散フィルムを用い、
前記第２の上側位相差板として、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに４５°〜１３５°の角度を成し、かつ、リターデーション値が５０ｎｍ〜１４０ｎｍの低分散フィルムを用い、
前記第１の下側位相差板としては、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに８５°〜９５°の角度を成し、かつ、リターデーション値が７０ｎｍ〜１４０ｎｍのネマチックハイブリッド配向型の光学補償フィルムを用い、
前記第２の下側位相差板として、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに−６０°〜６０°の角度を成し、かつ、リターデーション値が２２０ｎｍ〜２９０ｎｍの低分散フィルムを用いたことを特徴とする液晶装置。
【請求項４】
請求項３において、前記上側基板に対しては、前記基準方向に対して２３０°〜２７０°の角度でラビングを行う一方、前記下側基板に対しては、前記基準方向に対して９０°〜１３０°の角度でラビングを行い、かつ、前記ネマチック液晶層のリターデーション値を２２０ｎｍ〜２９０ｎｍとし、
前記上側偏光板は、上方からみたとき、吸収軸が前記基準方向に対して反時計周りに−８０°〜８０°の角度を成し、
前記下側偏光板は、上方からみたとき、吸収軸が前記基準方向に対して反時計周りに４５°〜１３５の角度を成すことを特徴とする液晶装置。
【請求項５】
請求項１において、前記下側偏光板と前記第１の下側位相差板との間には、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに１００°から３００°の角度を成す第２の下側位相差板が配置され、
前記上側偏光板と前記駆動用液晶セルとの間には、前記上側位相差板として、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに１００°から３００°の角度を成す逆波長分散フィルムからなる位相差板が配置されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記部分反射層には、前記下側偏光板を透過してきた前記バックライト装置からの出射光を前記ネマチック液晶層に入射させる光透過窓が形成されていることにより、各画素領域には、反射表示領域と透過表示領域とが形成され、
前記駆動用液晶セルには、前記透過表示領域における前記ネマチック液晶層の厚さを前記反射表示領域における前記ネマチック液晶層の厚さよりも厚くする層厚調整手段が形成されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに規定する液晶装置を備えてい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、透過モードおよび反射モードでの表示が可能な半透過反射型液晶装置、およびそれを用いた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクティブ駆動のツイステッドネマチック型の液晶装置は、薄型、軽量、低消費電力という特長を有していることから、携帯電話機、ノートパソコン、携帯用テレビ、携帯用情報端末などの表示装置として広く用いられている。
【０００３】
しかしながら、従来のツイステッドネマチック型の液晶装置においては、液晶分子のもつ屈折率異方性のため、斜めから見たときに表示色が変化する、あるいは表示コントラストが低下するという視野角の問題を有している。すなわち、液晶層に電圧を印加した際、液晶分子は、ほぼ垂直配向して光学的に正の一軸性となっているが、ツイスト角は、Ｓの字型の分布となり、かつ、上下の基板表面付近では、基板表面の配向規制力の影響を受けて液晶分子はあまり傾かない。その結果、電圧印加時の分子配列状態は、液晶装置を見る角度と方位によって異なって見えるからである。
【０００４】
このため、液晶装置に対しては、視野角問題の改良が強く望まれており、改良のための様々な試みがなされている。その代表的な方法として、液晶装置の構造は一切変えず、従来のツイステッドネマチック型の液晶装置のまま、単に光学補償フィルムを位相差板として組み込むことで視野角を拡大させる方法がある。
【０００５】
このような光学補償フィルムとしては、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子より実質的に形成され、この液晶性高分子が液晶状態において形成したネマチックハイブリッド配向を固定化せしめた光学補償フィルムが提案されている。この方法は、液晶装置の製造設備の改良や増設が不要であるため、生産コスト面で優れているなどの利点がある（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１０−２０６６３７号公報（第２４頁−第２５頁）
【特許文献２】特開平１０−３３３１４号公報（第３頁）
【特許文献３】特開平１０−１８６３５６号公報（第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、各種の液晶装置のうち、ネマチック液晶層と下側偏光板との間に部分反射層を配置した半透過反射型液晶装置では、前記光学補償フィルムを位相差板として配置しても透過時の表示光量やコントラストが十分でないという問題点がある。このため、４枚を超える枚数の位相差板を用いることがあるが、位相差板の枚数を増やすと、コストが増大するとともに、各位相差板の遅相軸のばらつきに起因する表示性能の低下という問題点がある。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、光学補償フィルムの遅相軸の方向などを最適化することにより、透過モードでの表示光量やコントラストをさらに向上した半透過反射型表示装置、およびそれを用いた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、少なくとも、バックライト装置、下側偏光板、下側基板と上側基板との間にネマチック液晶層が保持された駆動用液晶セル、上側位相差板、および上側偏光板がこの順に重ねて配置され、かつ、前記ネマチック液晶層と前記下側偏光板との間には、前記上側偏光板を透過して前記駆動用液晶セルに入射し、前記ネマチック液晶層を透過してきた外光を当該ネマチック液晶層に向けて反射するとともに、前記下側偏光板を透過してきた前記バックライト装置からの出射光を前記ネマチック液晶層に入射させる部分反射層が配置された半透過反射型液晶装置において、前記ネマチック液晶層は、前記下側基板および前記上側基板の各々に対して所定の基準方向に対して所定の角度を成す方向に施されたラビング処理によってツイスト角が０°から７０°に設定され、前記駆動用液晶セルと前記下側偏光板との間には、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子より実質的に形成され、該液晶性高分子が液晶状態において形成したネマチックハイブリッド配向を固定化せしめた光学補償フィルムからなる第１の下側位相差板が少なくとも配置され、前記第１の下側位相差板は、当該第１の下側位相差板を上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに８５°から９５°の角度を成していることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、半透過反射型液晶装置において、液晶のツイスト角が０°から７０°に設定された駆動用液晶セルと前記下側偏光板との間に、遅相軸が８５°から９５°の角度を成すネマチックハイブリッド配向型の光学補償フィルムを配置したため、視野角の拡大ととともに、透過時の表示光量およびコントラストの向上を図ることができる。
【００１０】
本発明において、前記下側偏光板と前記第１の下側位相差板との間には、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに２０°から３００°の角度を成す第２の下側位相差板が配置され、前記上側偏光板と前記駆動用液晶セルとの間には、前記上側位相差板として、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに２０°から３００°の角度を成す第１の上側位相差板と、当該第１の上側位相差板と前記駆動用液晶セルとの間で、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに５０°から２００°の角度を成す第２の上側位相差板とが配置されている。
【００１１】
本発明において、前記下側偏光板と前記第１の下側位相差板との間に第２の下側位相差板が配置され、前記上側偏光板と前記駆動用液晶セルとの間には、前記上側位相差板として、第１の上側位相差板が配置され、当該第１の上側位相差板と前記駆動用液晶セルとの間に第２の上側位相差板が配置されている場合、例えば、前記第１の上側位相差板として、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに−６０°〜６０°の角度を成し、かつ、リターデーション値が２２０ｎｍ〜２９０ｎｍの低分散フィルムを用い、前記第２の上側位相差板として、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに４５°〜１３５°の角度を成し、かつ、リターデーション値が５０ｎｍ〜１４０ｎｍの低分散フィルムを用い、前記第１の下側位相差板としては、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに８５°〜９５°の角度を成し、かつ、リターデーション値が７０ｎｍ〜１４０ｎｍのネマチックハイブリッド配向型の光学補償フィルムを用い、前記第２の下側位相差板として、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに−６０°〜６０°の角度を成し、かつ、リターデーション値が２２０ｎｍ〜２９０ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００１２】
この場合、前記上側基板に対しては、前記基準方向に対して２３０°〜２７０°の角度でラビングを行う一方、前記下側基板に対しては、前記基準方向に対して９０°〜１３０°の角度でラビングを行い、かつ、前記ネマチック液晶層のリターデーション値を２２０ｎｍ〜２９０ｎｍとし、前記上側偏光板は、上方からみたとき、吸収軸が前記基準方向に対して反時計周りに−８０°〜８０°の角度を成し、前記下側偏光板は、上方からみたとき、吸収軸が前記基準方向に対して反時計周りに４５°〜１３５の角度を成す構成とする。
【００１３】
本発明において、前記下側偏光板と前記第１の下側位相差板との間には、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに１００°から３００°の角度を成す第２の下側位相差板が配置され、前記上側偏光板と前記駆動用液晶セルとの間には、前記上側位相差板として、上方からみたとき、遅相軸が前記基準方向に対して反時計周りに１００°から３００°の角度を成す逆波長分散フィルムからなる位相差板が配置されている。
【００１４】
本発明において、前記部分反射層には、前記下側偏光板を透過してきた前記バックライト装置からの出射光を前記ネマチック液晶層に入射させる光透過窓が形成されていることにより、各画素領域には、反射表示領域と透過表示領域とが形成され、前記駆動用液晶セルには、前記透過表示領域における前記ネマチック液晶層の厚さを前記反射表示領域における前記ネマチック液晶層の厚さよりも厚くする層厚調整手段が形成されていることが好ましい。このようなマルチギャップ構造の半透過反射型液晶装置では、反射表示領域と透過表示領域との間でリタデションを最適化できるので、透過モードでの表示品質を向上することができる。
【００１５】
本発明に係る半透過反射型液晶装置は、携帯電話機、ノートパソコン、携帯用テレビ、携帯用情報端末などの表示装置として用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１７】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明が適用される液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図２および図３はそれぞれ、図１に示す液晶装置の構成を示す分解斜視図、およびその一部を拡大して示す拡大断面図である。図４は、液晶装置において、ＴＦＤ素子を含む数画素分のレイアウトを示す平面図であり、図５は、そのＡ−Ａ’線に沿って示す断面図である。
【００１８】
本発明を適用した液晶装置は、ネマチック液晶を用いたアクティブマトリクス型の半透過反射型液晶装置であり、図１に示すように、複数本の走査線３１が行（Ｘ）方向に形成され、複数本のデータ線２１が列（Ｙ）方向に形成されている。また、走査線３１とデータ線２１との各交差部分には、画素１１が形成されている。各画素１１では、ネマチック液晶からなる液晶層１２と、二端子型アクティブ素子たるＴＦＤ素子４０とが直列接続している。ここに示す例では、液晶層１２が走査線３１の側に接続され、ＴＦＤ素子４０がデータ線２１の側に接続されている。各走査線３１は、走査線駆動回路３５０によって駆動される一方、各データ線２１は、データ線駆動回路２５０によって駆動される構成となっている。
【００１９】
図２に示すように、液晶装置１では、一対の透光性基板を所定の間隙を介して貼り合わされた駆動用液晶セル１０が用いられているとともに、上側偏光板２、第１の上側位相差板３、第２の上側位相差板４、駆動用液晶セル１０、第１の下側位相差板５、第２の下側位相差板６、下側偏光板７、およびバックライト装置９が上方から下方にこの順に重ねて配置されている。
【００２０】
駆動用液晶セル１０において、一方の透光性基板は、アクティブ素子が形成される素子側基板２０であり、他方の透光性基板は、素子側基板２０に対向する対向基板３０である。素子側基板２０と対向基板３０とは、スペーサ（図示省略）を含むシール材１４によって一定の間隙を保って接合されるとともに、この間隙に、後述する液晶層が封入、保持された構成となっている。
【００２１】
液晶装置１では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）技術により、素子側基板２０の表面に直接、データ線駆動回路２５０を構成する液晶駆動用ＩＣ（ドライバ）が実装され、対向基板３０の表面にも直接、走査線駆動回路３５０を構成する液晶駆動用ＩＣ（ドライバ）が実装されている。なお、ＣＯＧ技術に限られず、それ以外の技術を用いて、ＩＣチップと液晶装置とが接続された構成としても良い。例えば、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）技術を用いて、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）の上にＩＣチップがボンディングされたＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）を液晶装置に電気的に接続する構成としても良い。また、ＩＣチップをハード基板にボンディングするＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）技術を用いても良い。
【００２２】
図３および図４に示すように、素子側基板２０の内側表面には、複数本のデータ線２１と、それらのデータ線２１に接続される複数のＴＦＤ素子４０と、それらのＴＦＤ素子４０と１対１に接続される画素電極２３とが形成されている。この画素電極２３は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明性金属膜から形成されている。各データ線２１は、直線的に延びている一方、ＴＦＤ素子４０および画素電極２３は、ドットマトリクス状に配列されている。画素電極２３などの表面には、後述する条件で、一軸配向処理としてのラビング処理が施された配向膜２４が形成されている。この配向膜２４は、一般にポリイミド樹脂等から形成される。
【００２３】
一方、対向基板３０の内側表面には、反射表示領域１３における液晶層１２の厚さと、透過表示領域１４における液晶層１２の厚さを調整する層厚調整膜３２と、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金などの単層膜、あるいは複層膜からなる部分反射層３３と、カラーフィルタ３４と、オーバーコート層３５と、ＩＴＯなどの透明性金属膜からなる帯状の対向電極３６と、配向膜３７とが形成されている。
【００２４】
これらの各層のうち、層厚調整膜３２および部分反射層３３は、画素１１の反射表示領域１３に選択的に形成されており、透過表示領域１４には形成されてない。
【００２５】
カラーフィルタ３４は、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」の３色の着色層を構成している。これら３色の着色層の隙間には、ブラックマトリクス３８が形成されており、着色層の隙間からの入射光を遮蔽する構成となっている。オーバーコート層３５は、カラーフィルタ３４およびブラックマトリクス３８の表面において、カラーフィルタ３４およびブラックマトリクス３８の平滑性を高めて、対向電極３６の断線を防止する目的などで形成されている。ここで、対向電極３６は、走査線３１として機能し、データ線２１と直交する方向に形成されている。
【００２６】
対向電極３６の表面には、後述する条件で、一軸配向処理としてのラビング処理が施された配向膜３７が形成されている。この配向膜２７は、一般にポリイミド樹脂等から形成される。
【００２７】
図４および図５に示すように、ＴＦＤ素子４０は、第１のＴＦＤ素子４０ａおよび第２のＴＦＤ素子４０ｂからなり、素子基板２０の表面に形成された絶縁膜２５上において、第１金属膜４２と、この第１金属膜４２の表面に陽極酸化によって形成された絶縁体たる酸化膜４４と、この表面に形成されて相互に離間した第２金属膜４６ａ、４６ｂとから構成されている。また、第２金属膜４６ａは、そのままデータ線２１となる一方、第２金属膜４６ｂは、ＩＴＯ膜などからなる画素電極２３に接続されている。
【００２８】
第１のＴＦＤ素子４０ａは、データ線２１の側からみると順番に、第２金属膜４６ａ／酸化膜４４／第１金属膜４２となって、金属（導電体）／絶縁体／金属（導電体）のサンドイッチ構造を採るため、正負双方向のダイオードスイッチング特性を有することになる。一方、第２のＴＦＤ素子４０ｂは、データ線２１の側からみると順番に、第１金属膜４２／酸化膜４４／第２金属膜４６ｂとなって、第１のＴＦＤ素子４０ａとは、反対のダイオードスイッチング特性を有することになる。したがって、ＴＦＤ素子４０は、２つのダイオードを互いに逆向きに直列接続した形となっているため、１つのダイオードを用いる場合と比べると、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称化されることになる。なお、このように非線形特性を厳密に対称化する必要がないのであれば、１つのＴＦＤ素子４０のみを用いても良い。
【００２９】
なお、ＴＦＤ素子４０は、ダイオード素子としての一例であり、他に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）バリスタや、ＭＳＩ（Ｍｅｔａｌ  Ｓｅｍｉ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）などを用いた素子や、これらの素子を、単体、または、逆向きに直列接続もしくは並列接続したものなどが適用可能である。
【００３０】
（層厚調整手段）
本形態の液晶装置１において、層厚調整膜３２は、反射表示領域１３に対応する液晶層１２（ネマチック液晶層）の厚さをｄhとし、透過表示領域１４に対応する液晶層１２の厚さをｄtとしたとき、ｄhおよびｄtが、下式
ｄh＜ｄt
を満たすように構成されている。
【００３１】
例えば、反射表示領域１３の液晶層１２の厚さｄhは３．０μｍに設定され、透過表示領域１４に対応する液晶層の厚さｄtは５．０μｍに設定されている。このため、液晶分子の複屈折率Δｎを０．０５としたとき、反射表示領域１３におけるリタデーション値Δｎｄは１５０ｎｍであり、透過表示領域１４におけるリタデーション値Δｎｄは２５０である。
【００３２】
このように構成した液晶装置１では、反射表示を行う場合には、装置の外部側（素子基板２０の側から）から入射する外光を利用し、この入射光を素子基板２０の側から液晶層１２に入射し、部分反射層３３（反射表示領域１３）で反射させて再度、液晶層１２を通過させてから素子基板２０の側から出射することにより、反射モードでのカラー表示を行う。この際、画素電極２３と対向電極３６との間で液晶層１２の液晶を配向制御することで、明暗表示を行う。
【００３３】
また、透過表示を行うには、バックライト装置から発せられた光を対向基板３０の側から透過表示領域１４を透過させて液晶層１２に入射させ、素子基板２０の側から出射することにより、透過モードでのカラー表示を行う。この際も、画素電極２３と対向電極３６との間で液晶層１２の液晶を配向制御することで、明暗表示を行う。
【００３４】
従って、これらの表示モードにおいて、反射モードでは液晶層１２を入射光が２回通過するが、透過光に関してはバックライトから発せられた光が液晶層１２を１回しか通過しない。それ故、液晶層１２のリタデーションを考慮すると、液晶のリタデーションの違いにより液晶の透過率の状態に違いを生じるが、本形態では、反射表示領域１３に対応する液晶層１２の厚さｄhと、透過表示領域１４に対応する液晶層１２の厚さｄtに所定の大小関係をもたせ、反射表示領域１３におけるリタデーション値Δｎｄよりも、透過表示領域１４におけるリタデーション値Δｎｄを大きく設定してある。
【００３５】
このような層厚調整を行うにあたって、本形態では、対向基板３０の内側表面に感光性樹脂からなる層厚調整層３５を選択的に形成したが、対向基板３０の表面を選択的にエッチングして凹部を形成し、この凹部によって、反射表示領域１３における液晶層１２の厚さと、透過表示領域１４における液晶層１２の厚さとを調整してもよい。
【００３６】
（光学補償フィルムの使用）
図６は、本発明を適用した液晶装置に用いた各光学部材の軸方向などを示す説明図である。図７は、この液晶装置において第１の下側位相差板として用いた光学補償フィルムのネマチックハイブリッド配向の様子を示す説明図である。
【００３７】
本形態の駆動用液晶セル１０を用いて液晶装置１を構成するには、図２および図６に示すように、上側偏光板２、第１の上側位相差板３、第２の上側位相差板４、駆動用液晶セル１０、第１の下側位相差板５、第２の下側位相差板６、およびバックライト装置９が上方から下方にこの順に重ねて配置される。
【００３８】
本形態では、第１の上側位相差板３、第２の上側位相差板４、および第２の下側位相差板６として、低分散型のフィルムが用いられているが、第１の下側位相差板５としては、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子より実質的に形成され、該液晶性高分子が液晶状態において形成したネマチックハイブリッド配向を固定化せしめた光学補償フィルムが用いられている。
【００３９】
このような光学補償フィルムとしては、新日本石油製の商品名ＮＨフィルムを用いることができる。このような光学補償フィルムの詳細は、特開平１０−２０６６３７号公報、特開平１０−３３３１４号公報、特開平１０−１８６３５６号公報に詳しいので、詳細な説明を省略するが、ここでいうネマチックハイブリッド配向とは、図７に示すように、液晶性高分子５１が基材５２上でネマチック配向しており、このときの液晶性高分子のダイレクターとフィルム平面のなす角がフィルム上面と下面で異なった配向形態を言う。
【００４０】
従って、第１の下側位相差板５では、上面と下面とでダイレクターとフィルム平面との成す角度が異なっていることから、フィルムの上面と下面との間では角度が連続的に変化しているものといえる。また、第１の下側位相差板５として用いた光学補償フィルムは、正の一軸性の液晶性高分子のネマチックハイブリッド配向状態を固定化したフィルムであるがため、液晶性高分子５１のダイレクターがフィルムの膜厚方向のすべての場所において異なる角度を向いている。したがって本発明の補償フィルムは、フィルムという構造体として見た場合、もはや光軸は存在しない。
【００４１】
なお、本発明に用いることができる光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子５１は、液晶相としてネマチック相を持つものである。また、液晶転移点を越える温度において、配向基板としての基材５２上でネマチックハイブリッド配向を形成し、この配向形態を損なうことなくガラス状態で固定化できるものであることが必須である。このような性質を有する液晶性高分子として、ホメオトロピック配向性の液晶性高分子、具体的にはホメオトロピック配向性の液晶性高分子化合物、または少なくとも１種のホメオトロピック配向性の液晶性高分子化合物を含有するホメオトロピック配向性の液晶性高分子組成物、少なくとも１種のホメオトロピック配向性の液晶性高分子と、少なくとも１種のホモジニアス配向性の液晶性高分子を少なくとも含有する液晶性高分子組成物が挙げられる。
【００４２】
ここで、光学補償フィルムは、フィルムの上面と下面とでは、正の一軸性の液晶性高分子のダイレクターとフィルム平面とのなす角度が異なる。ここで、基材５２側のフィルム面は、その配向処理の方法や正の一軸性の液晶性高分子の種類によって０度以上５０度以下、または６０度以上９０度以下のどちらかの角度範囲に調節できる。
【００４３】
なお、ネマチックハイブリッド配向した光学補償フィルムでは、フィルム面内のダイレクターに平行な方向の屈折率（以下ｎｅと呼ぶ）と垂直な方向の屈折率（以下ｎｏと呼ぶ）が異なっている。ｎｅからｎｏを引いた値を見かけ上の複屈折率とした場合、見かけ上のリターデーション値は見かけ上の複屈折率と実膜厚との積で与えられる。この見かけ上のリターデーション値は、例えば、５５０ｎｍの単色光に対して、通常５〜５００ｎｍ、好ましくは１０〜３００ｎｍ、特に好ましくは１５〜１５０ｎｍの範囲である。見かけのリターデーション値が５ｎｍ未満の時は、十分な視野角拡大効果が得られない恐れがある。また５００ｎｍより大きい場合は、斜めから見たときにディスプレーに不必要な色付きが生じる恐れがある。
【００４４】
また、光学補償フィルムの平均チルト角に関して、膜厚方向における液晶性高分子５１のダイレクターと基材５２との成す角度の平均値を平均チルト角と定義した場合、平均チルト角は、通常１０〜６０度、好ましくは２０〜５０度の範囲である。平均チルト角が上記の範囲から外れた場合には、十分な視野角拡大効果が得られない恐れがある。
【００４５】
このようにして得られた光学補償フィルムは、ツイステッドネマチック型の液晶装置に対して特に優れた視野角補償効果をもつ。この光学補償フィルムが、各種ツイステッドネマチック型の液晶装置に対してより好適な補償効果を発現するための膜厚は、対象とする液晶装置の方式や種々の光学パラメーターに依存するので一概には言えないが、通常０．１μｍ以上２０μｍ以下の範囲であり、より好ましくは０．２μｍ以上１０μｍ以下の範囲、特に好ましくは０．３μｍ以上５μｍ以下の範囲である。膜厚が０．１μｍ未満の時は、十分な補償効果が得られない恐れがある。また膜厚が２０μｍを越えるとディスプレーの表示が不必要に色づく恐れがある。
【００４６】
（軸方向の条件１）
図６において、本形態の液晶装置１では、ネマチック液晶層１２については、素子基板２０および対向基板３０の各々に対して、時計における３時の方向（基準方向）に対して所定の角度を成す方向にラビング処理を行うことによりツイスト角ΩLCを０°から７０°に設定する。第１の上側位相差板３としては、第１の上側位相差板３を上方からみたとき、遅相軸３０１が基準方向に対して反時計周りに２０°から３００°の角度ΦF1を成す低分散フィルムを用いる。第２の上側位相差板４としては、第２の上側位相差板４を上方からみたとき、遅相軸４０１が基準方向に対して反時計周りに５０°から２００°の角度ΦF2を成す低分散フィルムを用いる。第１の下側位相差板５としては、第１の下側位相差板５を上方からみたとき、遅相軸５０１が基準方向に対して反時計周りに８５°から９５°の角度ΦF3を成すネマチックハイブリッド配向型の光学補償フィルムを用いる。第２の下側位相差板６としては、第２の下側位相差板６を上方からみたとき、遅相軸６０１が基準方向に対して反時計周りに２０°から３００°の角度ΦF4を成す低分散フィルムを用いる。
【００４７】
より具体的には、素子基板２０に対しては、基準方向に対して２５０°の角度ΦLC-1でラビングを行う一方、対向基板３０に対しては、基準方向に対して２９０°の角度ΦLC-2でラビングを行い、ツイスト角ΩLCを右方向へ４０°とする
上側偏光板２としては、上側偏光板２を上方からみたとき、吸収軸２０１が基準方向に対して反時計周りに１００°の角度Φpol-1を成すものを用いる。
【００４８】
第１の上側位相差板３としては、第１の上側位相差板３を上方からみたとき、遅相軸３０１が基準方向に対して反時計周りに１１３°の角度ΦF1を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が２５５ｎｍの低分散フィルムを用いる。このような低分散フィルムは、測定波長が短いほど複屈折が小さくなる。また、以下に説明する第２の上側位相差板４、第２の下側位相差板６も同様である。
【００４９】
第２の上側位相差板４としては、第２の上側位相差板４を上方からみたとき、遅相軸４０１が基準方向に対して反時計周りに１７４°の角度ΦF2を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が１７３ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００５０】
第１の下側位相差板５としては、第１の下側位相差板５を上方からみたとき、遅相軸５０１が基準方向に対して反時計周りに９０°の角度ΦF3を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が１１０ｎｍのネマチックハイブリッド配向型の光学補償フィルムを用いる。
【００５１】
第２の下側位相差板６としては、第２の下側位相差板６を上方からみたとき、遅相軸６０１が基準方向に対して反時計周りに２５°の角度ΦF4を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が２５０ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００５２】
下側偏光板７としては、下側偏光板６を上方からみたとき、吸収軸７０１が基準方向に対して反時計周りに５°の角度Φpol-2を成すものを用いる
このように構成した液晶装置１について表示性能を確認したところ、透過モードでの表示光量やコントラストを２倍以上、向上することができた。
【００５３】
（軸方向の条件２）
素子基板２０に対しては、基準方向に対して２５０°の角度ΦLC-1でラビングを行う一方、対向基板３０に対しては、基準方向に対して２９０°の角度ΦLC-2でラビングを行い、液晶のツイスト角ΩLCを右方向へ４０°とする
上側偏光板２としては、上側偏光板２を上方からみたとき、吸収軸２０１が基準方向に対して反時計周りに１５°の角度Φpol-1を成すものを用いる。
【００５４】
第１の上側位相差板３としては、第１の上側位相差板３を上方からみたとき、遅相軸３０１が基準方向に対して反時計周りに３０°の角度ΦF1を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が２８３ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００５５】
第２の上側位相差板４としては、第２の上側位相差板４を上方からみたとき、遅相軸４０１が基準方向に対して反時計周りに９０°の角度ΦF2を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が１１５ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００５６】
第１の下側位相差板５としては、第１の下側位相差板５を上方からみたとき、遅相軸５０１が基準方向に対して反時計周りに９０．５°の角度ΦF3を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が９０ｎｍのネマチックハイブリッド配向型の光学補償フィルムを用いる。
【００５７】
第２の下側位相差板６としては、第２の下側位相差板６を上方からみたとき、遅相軸６０１が基準方向に対して反時計周りに１５５°の角度ΦF4を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が２７８ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００５８】
下側偏光板７としては、下側偏光板７を上方からみたとき、吸収軸７０１が基準方向に対して反時計周りに８５°の角度Φpol-2を成すものを用いる
このように構成した液晶装置１について表示性能を確認したところ、透過モードでの表示光量やコントラストを２倍以上、向上することができた。
【００５９】
（軸方向の条件３）
素子基板２０に対しては、基準方向に対して２５０°の角度ΦLC-1でラビングを行う一方、対向基板３０に対しては、基準方向に対して２９０°の角度ΦLC-2でラビングを行い、液晶のツイスト角ΩLCを右方向へ４０°とする
上側偏光板２としては、上側偏光板２を上方からみたとき、吸収軸２０１が基準方向に対して反時計周りに１６°の角度Φpol-1を成すものを用いる。
【００６０】
第１の上側位相差板３としては、第１の上側位相差板３を上方からみたとき、遅相軸３０１が基準方向に対して反時計周りに３２°の角度ΦF1を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が２６０ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００６１】
第２の上側位相差板４としては、第２の上側位相差板４を上方からみたとき、遅相軸４０１が基準方向に対して反時計周りに９４°の角度ΦF2を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が９０ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００６２】
第１の下側位相差板５としては、第１の下側位相差板５を上方からみたとき、遅相軸５０１が基準方向に対して反時計周りに９０°の角度ΦF3を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が９３ｎｍのネマチックハイブリッド配向型の光学補償フィルムを用いる。
【００６３】
第２の下側位相差板６としては、第２の下側位相差板６を上方からみたとき、遅相軸６０１が基準方向に対して反時計周りに１５８°の角度ΦF4を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が２７０ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００６４】
下側偏光板７としては、下側偏光板７を上方からみたとき、吸収軸７０１が基準方向に対して反時計周りに９２°の角度Φpol-2を成すものを用いる
このように構成した液晶装置１について表示性能を確認したところ、透過モードでの表示光量やコントラストを２倍以上、向上することができた。
【００６５】
（軸方向の条件４）
図８は、本発明を適用した液晶装置において第１の下側位相差板として用いたネマチックハイブリッド配向型光学補償フィルムの配置角度(遅相軸が基準角度に対して反時計周りの方向でなす角度)と、全視野角（左右の視野角の和）との関係を示すグラフである。図９は、本発明を適用した液晶装置において第２の上側位相差板として用いた低分散フィルムの配置角度(遅相軸が基準角度に対して反時計周りの方向でなす角度)と、コントラストとの関係を示すグラフである。
【００６６】
本形態では、素子基板２０については、基準方向に対して２３０°〜２７０°の角度ΦLC-1でラビングを行う一方、対向基板３０については、基準方向に対して９０°〜１３０°の角度ΦLC-2でラビングを行い、液晶のツイスト角ΩLCを右方向へ４０°とする。このようにして、ツイスト角ΩLCを０°から７０°に設定する。また、図３に示す反射表示領域１３におけるリタデーション値Δｎｄ、あるいは透過表示領域１４におけるリタデーション値Δｎｄを２２０ｎｍ〜３５０ｎｍとする。
【００６７】
上側偏光板２としては、上側偏光板２を上方からみたとき、吸収軸２０１が基準方向に対して反時計周りに−８０°〜８０°の角度Φpol-1を成すものを用いる。
【００６８】
第１の上側位相差板３としては、第１の上側位相差板３を上方からみたとき、遅相軸３０１が基準方向に対して反時計周りに−６０°〜６０°の角度ΦF1を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が２２０ｎｍ〜２９０ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００６９】
第２の上側位相差板４としては、第２の上側位相差板４を上方からみたとき、遅相軸４０１が基準方向に対して反時計周りに４５°〜１３５°の角度ΦF2を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が５０ｎｍ〜１４０ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００７０】
第１の下側位相差板５としては、第１の下側位相差板５を上方からみたとき、遅相軸５０１が基準方向に対して反時計周りに８５°〜９５°の角度ΦF3を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が７０ｎｍ〜１４０ｎｍのネマチックハイブリッド配向型の光学補償フィルムを用いる。
【００７１】
第２の下側位相差板６としては、第２の下側位相差板６を上方からみたとき、遅相軸６０１が基準方向に対して反時計周りに−６０°〜６０°の角度ΦF4を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が２２０ｎｍ〜２９０ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００７２】
下側偏光板７としては、下側偏光板７を上方からみたとき、吸収軸７０１が基準方向に対して反時計周りに４５°〜１３５°の角度Φpol-2を成すものを用いる
このように構成した液晶装置１の表示性能では、図８に示すように、第１の下側位相差板５の遅相軸５０１が基準方向に対して反時計周りに８５°〜９５°の角度ΦF3を成すように設定して第１の下側位相差板５の配置角度を最適化してあるため、広い視野角を得ることができる。また、本形態では、図９に示すように、第２の上側位相差板４の遅相軸４０１が基準方向に対して反時計周りに４５°〜１３５°の角度ΦF2を成すように設定して第２の上側位相差板４の配置角度を最適化してあるため、高いコントラストを得ることができる。
【００７３】
［実施の形態２］
なお、上記形態では、上側位相差板として、第１の上側位相差板２と、第２の上側位相差板３の２枚を用いたが、位相差値が測定波長４００〜７００ｎｍにおいて、短波長ほど位相差値が小さい逆波長分散型の位相差板を用いれば、図１０に示すように、上側位相差板８を１枚で構成することができる。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には、同一の符号を付して図１０に示すことにしてそれらの説明を省略する。
【００７４】
本形態の液晶装置１では、図１０に示すように、上側偏光板２、上側位相差板８、駆動用液晶セル１０、第１の下側位相差板５、第２の下側位相差板６、およびバックライト装置９が上方から下方にこの順に重ねて配置する。
【００７５】
ここで、ネマチック液晶層１２については、素子基板２０および対向基板の各々に対して、時計における３時の方向（基準方向）に対して所定の角度を成す方向にラビング処理を行うことによりツイスト角ΩLCを０°から７０°に設定する。上側位相差板８としては、上側位相差板８を上方からみたとき、遅相軸８０１が基準方向に対して反時計周りに１００°から３００°の角度ΦF1を成す逆波長分散フィルムを用いる。第１の下側位相差板５としては、第１の下側位相差板５を上方からみたとき、遅相軸５０１が基準方向に対して反時計周りに８５°から９５°の角度ΦF3を成すネマチックハイブリッド配向型の光学補償フィルムを用いる。第２の下側位相差板６としては、第２の下側位相差板６を上方からみたとき、遅相軸６０１が基準方向に対して反時計周りに１５４°の角度ΦF4を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が１００°から３００°の低分散フィルムを用いる。
【００７６】
より具体的には、素子基板２０に対しては、基準方向に対して２５０°の角度ΦLC-1でラビングを行う一方、対向基板３０に対しては、基準方向に対して２９０°の角度ΦLC-2でラビングを行い、ツイスト角ΩLCを右方向へ４０°とする
上側偏光板２としては、上側偏光板２を上方からみたとき、吸収軸２０１が基準方向に対して反時計周りに４５°の角度Φpol-1を成すものを用いる。
【００７７】
上側位相差板８としては、上側位相差板８を上方からみたとき、遅相軸８０１が基準方向に対して反時計周りに１７９°の角度ΦF1を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が１７８ｎｍの逆波長分散フィルムを用いる。
【００７８】
第１の下側位相差板５としては、第１の下側位相差板５を上方からみたとき、遅相軸５０１が基準方向に対して反時計周りに８５°の角度ΦF3を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が９０ｎｍのネマチックハイブリッド配向型の光学補償フィルムを用いる。
【００７９】
第２の下側位相差板６としては、第２の下側位相差板６を上方からみたとき、遅相軸６０１が基準方向に対して反時計周りに１５４°の角度ΦF4を成し、かつ、リターデーション値（Δｎｄ）が２６９ｎｍの低分散フィルムを用いる。
【００８０】
下側偏光板７としては、下側偏光板７を上方からみたとき、吸収軸７０１が基準方向に対して反時計周りに１７５°の角度Φpol-2を成すものを用いる
このように構成した液晶装置１について表示性能を確認したところ、透過モードでの表示光量やコントラストを２倍以上、向上することができた。
【００８１】
［その他の実施の形態］
なお、上記形態では、アクティブ素子としてＴＦＤ素子４０を用いた例であったが、アクティブ素子としてＴＦＴを用いた液晶装置などに本発明を適用してよい。
【００８２】
［電子機器への搭載例］
図１１は、本形態の液晶装置１を搭載した電子機器の一例としての携帯電話の構成を示す斜視図である。
【００８３】
図１１において、携帯電話１４００は、複数の操作ボタン１４０２のほか、受話口１４０４、送話口１４０６とともに、液晶装置１を備えるものである。この液晶装置１にも、必要に応じてその背面にバックライトが設けられる。
【００８４】
なお、本形態の液晶装置を搭載可能な電子機器としては、携帯電話機の他、モバイルコンピュータ、液晶テレビや、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、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、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明が適用される液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す液晶装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１に示す液晶装置の一部を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】図１に示す液晶装置において、ＴＦＤ素子を含む数画素分のレイアウトを示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’線に沿って示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る液晶装置に用いた各光学部材の軸方向などを示す説明図である。
【図７】本発明を適用した液晶装置において第１の下側位相差板として用いた光学補償フィルムのネマチックハイブリッド配向の様子を示す説明図である。
【図８】本発明を適用した液晶装置において、第１の下側位相差板として用いたネマチックハイブリッド配向型光学補償フィルムの配置角度(遅相軸が基準角度に対して反時計周りの方向でなす角度)と、全視野角（左右の視野角の和）との関係を示すグラフである。
【図９】本発明を適用した液晶装置において、第２の上側位相差板として用いた低分散フィルムの配置角度(遅相軸が基準角度に対して反時計周りの方向でなす角度)と、コントラストとの関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る液晶装置に用いた各光学部材の軸方向などを示す説明図である。
【図１１】本発明を適用した液晶装置を用いた電子機器の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  液晶装置、２  上側偏光板、３  第１の上側位相差板、４  第２の上側位相差板、５  ネマチックハイブリッド配向型の光学補償フィルムからなる第１の下側位相差板、６  第２の下側位相差板、７  下側偏光板、８  逆波長分散型の上側位相差板、９  バックライト装置、１０  駆動用液晶セル、１１  画素、１２  ネマチック液晶からなる液晶層、１３  反射表示領域、１４  透過表示領域、２０  素子側基板（上側基板）、２１  データ線、２３  画素電極、２４、３７  配向膜、３０  対向基板（下側基板）、３１  走査線、３２  層厚調整膜、３３  部分反射層、３４  カラーフィルタ、３６  対向電極、４０  ＴＦＤ素子（アクティブ素子）
【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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【図８】
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【図９】
2004280077.tif 000011
【図１０】
2004280077.tif 000012
【図１１】
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