(57)【要約】本発明は、表示特性を向上させることができる液晶表示装置を提供する。本発明の液晶表示装置は、反射層を有する第１基板、液晶層、第２基板及び偏光板が背面から表示面に向かってこの順に積層された構造を有する液晶表示装置であって、上記液晶表示装置は、第１基板内の反射層よりも液晶層側若しくは反射層が配置されていない領域又は第２基板内に位相差層を有し、上記位相差層は、表示面内に２以上の位相差が異なる領域を形成するものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射層を有する第１基板、液晶層、第２基板及び偏光板が背面から表示面に向かってこの順に積層された構造を有する液晶表示装置であって、
該液晶表示装置は、第１基板内の反射層よりも液晶層側若しくは反射層が配置されていない領域又は第２基板内に位相差層を有し、
該位相差層は、表示面内に２以上の位相差が異なる領域を形成するものであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記位相差層は、２以上の位相差が異なる部分からなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１基板又は第２基板は、位相差層が配置された領域と配置されていない領域とを有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記２以上の位相差が異なる領域は、光学軸の方向も異なることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記位相差層は、メソゲン材料の重合体からなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶表示装置は、位相差層下に位相差制御用配向膜を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶表示装置は、反射層が配置された反射領域、及び、反射層が配置されていない透過領域を有し、
前記位相差層は、該反射領域と透過領域とで位相差を異ならせるものであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記位相差層は、透過領域及び反射領域に配置されており、かつ透過領域の部分と反射領域の部分とで位相差が異なることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記位相差層は、透過領域に配置されておらず、反射領域に配置されていることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記位相差層は、反射領域で、略垂直な方向から入射した波長λの光について偏光成分間に略λ／４の位相差を与えるものであることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１基板又は第２基板は、反射層よりも液晶層側に、主波長が異なる２以上の着色層を有し、
前記位相差層は、該２以上の着色層が配置された反射領域で、略垂直な方向から入射した波長λＡの光について偏光成分間に略λＡ／４の位相差を与えるものであり、
前記偏光板は、略垂直な方向から入射した波長λＡの光について偏光成分間に略λＡ／２の位相差を与える位相差板を有することを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第１基板又は第２基板は、反射層よりも液晶層側に、主波長が異なる２以上の着色層を有し、
前記位相差層は、主波長がλＢの着色層が配置された反射領域で、略垂直な方向から入射した波長λＢの光について偏光成分間に略λＢ／４の位相差を与え、主波長がλＣ（λＣ≠λＢ）の着色層が配置された反射領域で、略垂直な方向から入射した波長λＣの光について偏光成分間に略λＣ／４の位相差を与えるものであることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１基板又は第２基板は、反射層よりも液晶層側に、主波長が異なる２以上の着色層を有し、
前記位相差層は、逆波長分散特性を示すものであることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記位相差層は、積層構造を有することを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記液晶表示装置は、液晶層を構成する液晶分子を閾値電圧未満の印加時に基板面に対して略垂直な方向に配向させ、閾値電圧以上の印加時に基板面に対して略平行な方向に配向させて表示を行うものであることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記第１基板又は第２基板は、反射領域における液晶層の厚みを透過領域における液晶層の厚みよりも小さくする絶縁層を反射領域に有することを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記位相差層は、反射領域に配置され、かつ反射領域における液晶層の厚みを透過領域における液晶層の厚みよりも小さくするものであることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記液晶表示装置は、第１基板内の反射層よりも液晶層側若しくは反射層が配置されていない領域又は第２基板内に、主波長の異なる２以上の着色層を有し、
前記位相差層は、主波長の異なる着色層が配置された領域間で位相差を異ならせるものであることを特徴とする請求項１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、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等に好適に用いられ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、薄型・軽量・低消費電力といった特長を活かし、幅広い分野で用いられている。液晶表示装置は、２枚の偏光板間に液晶セルを狭持したものであり、偏光を介して電界による液晶分子の配列状態の変化を視角変化に変換することにより表示を行う。したがって、偏光板の偏光度や光透過率は、液晶表示装置のコントラストや輝度等の表示品位を直接左右することになる。【０００３】
例えば、垂直配向（ＶＡ）方式の液晶表示装置では、透過表示のみを行う場合、一定の方向に振動する光（直線偏光）のみを透過させる直線偏光板が偏光板として用いられる。直線偏光板としては、例えば、直線偏光子からなるものや、直線偏光子と２軸性で負の屈折率楕円体を有する位相差フィルムとで構成されたものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。なお、後者の２軸性で負の屈折率楕円体を有する位相差フィルムを備える構成によれば、直線偏光子の視角依存性及び垂直配向している液晶分子の視角依存性を補償することができ、表示品位を向上させることができる。【０００４】
しかしながら、透過表示及び反射表示の両方を行う場合には、直線偏光板を用いると、反射表示（液晶表示装置に入射した光を液晶セル内の反射板で反射させることで行う表示）がほとんど不可能となる。すなわち、直線偏光板を用いると、反射表示については、原理上、電圧無印加時及び閾値電圧未満の印加時に白表示となり、閾値電圧以上の印加時に黒表示となるため（ノーマリホワイトモード）、強い外光下ではコントラスト比及び視野角が大幅に悪化してしまう。【０００５】
したがって、反射表示を可能とするためには、直線偏光子と少なくとも１枚のλ／４位相差板とで構成される円偏光板が両側に配置される必要がある（例えば、特許文献２参照。）。λ／４位相差板とは、波長λの透過光について互いに垂直な方向に振動する２つの偏光成分間にλ／４の位相差を与えるものであり、λ／４位相差板を用いることにより、反射表示について、ノーマリブラックモードが可能となるため、コントラスト比及び視野角の確保が可能となる。なお、反射領域における光学的ロスを削減することができるものとして、マルチギャップ構造の液晶表示装置等も開示されている（例えば、特許文献３参照。）。【０００６】
しかしながら、円偏光板では、直線偏光子の吸収軸とλ／４位相差板の遅相軸とは、平行又は直交していてはならず、通常、上記吸収軸と遅相軸とは、略４５°又は１３５°の角度をなす必要があるため、直線偏光板よりも偏光度が低くなる。また、円偏光板は、反射領域のみならず、透過領域にも配置されるため、円偏光板を用いると、透過表示のコントラスト比の低下を招くとともに、視野角の変化に対して漏れ光量の変化が大きくなるという点で改善の余地があった。また、λ／４位相差板は、高温条件で位相差変化による輝度ムラが発生しやすいという点でも改善の余地があった。【０００７】
また、円偏光板（楕円偏光板を含む。）には、変色を防ぐためには、位相差の波長分散特性が制御されていること、具体的には位相差板の特性が波長によらず一定であることが求められる。このような広帯域円偏光板を得るためには、複数の位相差板が組み合わされるため（例えば、特許文献４参照。）、生産上、それぞれの位相差板のパラメータがばらつくことにより、透過表示のコントラスト比の低下を更に助長するとともに、反射表示を行わない場合に比べて生産性やコストの面でも不利になるという点で改善の余地があった。【０００８】
なお、重合性液晶材料により構成された位相差フィルムを備え、該位相差フィルムは、両基板間の液晶に対応する部分と、補強部材に対応する部分とでリタデーション量が異なるように構成した液晶表示素子が開示されている（例えば、特許文献５参照。）。しかしながら、この液晶表示素子は、表示パネルにおける光学的性質が異なる高分子部分と液晶部分とで色調が異なる現象を回避するためのものである。また、この位相差フィルムは、膜厚又は重合性液晶材料の液晶分子のティルト角によってリタデーション量（位相差）のみが制御されたものであるため、例えば、透過領域と反射領域とで光学軸の方向が異なる位相差フィルムが配置される必要がある場合に対応することができないという点で改善の余地があった。【０００９】
また、偏光干渉による着色を示し、かつ位相差の相違により２色以上の当該着色を示して、その各着色領域が所定のパターン状態で分布する複屈折性フィルムからなるカラーフィルムを液晶セルの外側又は内側に有する液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献６参照。）。【００１０】
更に、異方性ポリマーフィルムを製造する方法として、重合性の液晶又はメソゲン材料を、構造を持った表面を有する基材上にコーティングするステップと、その材料を配列するステップと、その材料を重合するステップとを含む異方性ポリマーフィルムを製造する方法が開示されている（例えば、特許文献７参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１９５１８号公報
【特許文献２】特開２００２−５５３４３号公報
【特許文献３】特開２００１−７５１０４号公報
【特許文献４】特開平１０−６８８１６号公報
【特許文献５】特開平９−５４２１２号公報
【特許文献６】特開平８−３３４６１４号公報
【特許文献７】特開２００３−２５１６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、表示特性を向上させることができる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】
【００１２】
本発明者らは、反射層を有する第１基板、液晶層、第２基板及び偏光板が背面から表示面に向かってこの順に積層された構造を有する液晶表示装置について種々検討したところ、上記液晶表示装置内に表示形態の異なる領域がある場合には、最適な位相差補償が領域によって異なることに着目した。例えば、上記液晶表示装置が、反射層が配置された反射領域、及び、反射層が配置されていない透過領域を有する場合には、反射領域と透過領域とで表示形態が異なるため、最適な位相差補償が反射領域と透過領域とで異なる。また、例えば、上記液晶表示装置が反射層よりも液晶層側に主波長が異なる第１着色層及び第２着色層を有する場合には、第１着色層が配置された反射領域と第２着色層が配置された反射領域とで、表示に利用する光の波長が異なるため、最適な位相差補償が異なる。【００１３】
そこで、第１基板内の反射層よりも液晶層側若しくは反射層が配置されていない領域又は第２基板内に位相差層を配置し、該位相差層を用いて表示面内に２以上の位相差が異なる領域を形成することにより、例えば、反射領域及び透過領域のそれぞれに応じた位相差補償、又は、第１着色層が配置された反射領域及び第２着色層が配置された反射領域のそれぞれに応じた位相差補償を行うことができる結果、表示特性を向上させることができることを見いだし、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。【００１４】
すなわち、本発明は、反射層を有する第１基板、液晶層、第２基板及び偏光板が背面から表示面に向かってこの順に積層された構造を有する液晶表示装置であって、上記液晶表示装置は、第１基板内の反射層よりも液晶層側若しくは反射層が配置されていない領域又は第２基板内に位相差層を有し、上記位相差層は、表示面内に２以上の位相差が異なる領域を形成するものである液晶表示装置である。
以下に本発明を詳述する。【００１５】
本発明の液晶表示装置は、反射層を有する第１基板、液晶層、第２基板及び偏光板が背面から表示面に向かってこの順に積層された構造を有するものである。本明細書においては、上記第１基板、液晶層及び第２基板が背面から表示面に向かってこの順に積層された部分を液晶セルともいう。上記第１基板が反射層を有することにより、上記液晶表示装置は、反射表示を行うことができる。上記反射層は、反射表示のみを行う観点から、画素毎に画素領域の全体に配置されてもよいが、反射表示及び透過表示の両方を行う観点から、画素毎に部分的に配置されることが好ましい。すなわち、上記液晶表示装置は、反射表示のみを行う反射型液晶表示装置であってもよいが、透過表示及び反射表示の両方を行う半透過型（反射透過両用型）液晶表示装置であることが好ましい。上記反射層の表面は、効率よく周囲光を用いて明るい反射表示を実現する観点から、凹凸形状を有することが好ましい。上記反射層は、光を反射することができるものである限り、導電性を有してもよく、液晶層を介して第２基板内の電極と対向配置された電極（反射電極）として機能してもよい。上記反射層の材質としては、アルミニウム（Ａｌ）等の高反射性金属等が好適に用いられる。【００１６】
上記液晶表示装置は、第１基板内の反射層よりも液晶層側若しくは反射層が配置されていない領域又は第２基板内に位相差層を有し、上記位相差層は、表示面内に２以上の位相差が異なる領域を形成するものである。上記位相差層が第１基板又は第２基板内の反射層が配置された反射領域に配置されているとき、反射領域において位相差層による位相差補償を行うことが可能となる。上記第１基板又は第２基板が反射層が配置されていない透過領域を有する場合において、上記位相差層が第１基板又は第２基板内の透過領域に配置されているとき、透過領域において位相差層による位相差補償を行うことが可能となる。また、上記位相差層が第１基板又は第２基板内すなわち液晶セル内に配置されることから、位相差板が削減されることにより、偏光板の生産面で有利になるとともに、高温条件での輝度ムラを改善することができる。そして、上記位相差層が表示面内に位相差が異なる２以上の領域を形成することにより、それぞれの領域に応じた位相差補償、例えば、反射領域及び透過領域のそれぞれに応じた位相差補償を行うことができることから、表示特性を向上させることができる。【００１７】
本明細書において、位相差が異なるとは、可視波長領域（３８０〜７８０ｎｍ）において、少なくとも１つの波長で面内又は厚み方向の位相差が異なることを意味し、例えば、所定の波長で面内又は厚み方向の位相差が同一になっていてもよい。好ましくは、位相差が異なるとは、少なくとも１つの波長で面内又は厚み方向の位相差が２０ｎｍ以上異なることを意味する。上記位相差層は、単層構造を有してもよく、積層構造を有してもよい。上記位相差層が積層構造を有する場合、位相差が異なるとは、位相差層を構成する少なくとも１つの層の位相差が異なることを意味するが、位相差層全体として位相差が異なることを意味することが好ましい。上記位相差層が表示面内に２以上の位相差が異なる領域を形成する形態としては、（１）上記位相差層は、２以上の位相差が異なる部分からなる形態、（２）上記第１基板又は第２基板は、位相差層が配置された領域と配置されていない領域とを有する形態、（３）上記第１基板又は第２基板は、位相差層が配置された領域と配置されていない領域とを有し、かつ上記位相差層は、２以上の位相差が異なる部分からなる形態が挙げられる。これらの形態によれば、位相差層を用いて位相差が異なる領域を基板内に簡便に形成することができることから、それぞれの領域に応じた位相差補償を簡便に行うことができる。【００１８】
上記（１）〜（３）の形態例について、上記位相差層が表示面内に２つの位相差が異なる領域を形成する場合を説明する。なお、ｎｘ（λ）及びｎｙ（λ）(ｎｘ（λ）≧ｎｙ（λ）)は、位相差層の面に平行かつ互いに直交し合う方向（面内方向）の波長λにおける屈折率のことであり、ｎｚ（λ）は、位相差層の厚み方向（面外方向）の波長λにおける屈折率のことであり、ｄは、位相差層の厚みのことである。上記（１）及び（３）の形態例としては、位相差層の部分Ａ及びＢがともにＡプレート層（ｎｘ（λ）≠ｎｙ（λ）、かつｎｘ（λ）＝ｎｚ（λ）又はｎｙ（λ）＝ｎｚ（λ））であり、面内方向の位相差（ｎｘ（λ）−ｎｙ（λ））×ｄ又は厚さ方向の位相差（（ｎｘ（λ）＋ｎｙ（λ））／２−ｎｚ（λ））×ｄが互いに異なる形態、部分Ａ及びＢがともにＣプレート層（ｎｘ（λ）＝ｎｙ（λ））であり、面内又は厚さ方向の位相差が互いに異なる形態、部分Ａ及びＢがともに２軸位相差層（ｎｘ（λ）≠ｎｙ（λ）≠ｎｚ（λ））であり、面内又は厚さ方向の位相差が異なる形態が挙げられる。これらの形態は、例えば、部分Ａと部分Ｂとで材料を同一（ｎｘＡ（λ）＝ｎｘＢ（λ）かつｎｙＡ（λ）＝ｎｙＢ（λ）かつｎｚＡ（λ）＝ｎｚＢ（λ））とし、かつ膜厚を異ならせる（ｄＡ≠ｄＢ）こと等により、実現することができる（なお、下付き文字Ａ及びＢは、その文字が付されたパラメータが部分Ａ及びＢのものであることを示す。）。上記（２）の形態例としては、上記位相差層がＡプレート層、Ｃプレート層又は２軸位相差層である形態が挙げられる。【００１９】
また、上記Ａプレート層としては、ポジティブＡプレート層（ｎｘ（λ）＞ｎｙ（λ）＝ｎｚ（λ））、ネガティブＡプレート層（ｎｚ（λ）＝ｎｘ（λ）＞ｎｙ（λ））が挙げられる。上記Ｃプレート層としては、ポジティブＣプレート層（ｎｚ（λ）＞ｎｘ（λ）＝ｎｙ（λ））、ネガティブＣプレート層（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ）が挙げられる。上記２軸位相差層としては、ポジティブ２軸位相差層（ｎｚ（λ）＞ｎｘ（λ）＞ｎｙ（λ））、ネガティブ２軸位相差層（ｎｘ（λ）＞ｎｙ（λ）＞ｎｚ（λ））、ＮＲＺ（ｎｚ（λ）＞ｎｘ（λ）＞ｎｙ（λ）、Ｎｚ＝（ｎｘ（λ）−ｎｚ（λ））／（ｎｘ（λ）−ｎｙ（λ））＝０〜１）が挙げられる。【００２０】
本発明の液晶表示装置は、上記第１基板、液晶層、第２基板及び偏光板を構成要素として有するものである限り、その他の構成要素を有していても有さなくてもよく、特に限定されるものではない。上記第１基板としては、基板上に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、絶縁膜、透明電極及び配向膜が背面から表示面に向かってこの順に積層された形態（ＴＦＴアレイ基板）が挙げられる。上記第２基板としては、基板上に、着色層、透明電極及び配向膜が表示面から背面に向かってこの順に積層された形態（カラーフィルタ基板）が挙げられる。上記第１基板又は第２基板がこれらの形態を有するとき、上記位相差層は、電極及び配向膜よりも液晶層側に配置されていてもよく、電極及び配向膜よりも基板側に配置されていてもよい。上記偏光板としては、少なくとも直線偏光子を有するものである限り特に限定されず、直線偏光子からなるもの、直線偏光子と２軸性で負の屈折率楕円体等の位相差板とが積層されてなるもの、直線偏光子と、波長λの透過光について互いに垂直な方向に振動する２つの偏光成分間に略λ／２の位相差を与える位相差板とが積層されてなるもの等が挙げられる。上記直線偏光子としては、ヨウ素等の二色性物質をポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムに吸着させ、一方向に配向させたもの等が好適に用いられる。なお、上記直線偏光子は、偏光特性を保護する観点から、両側をトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の保護層で被覆されていてもよい。【００２１】
上記液晶表示装置が半透過型液晶表示装置である場合、上記液晶表示装置は、透過表示を行うために、通常、第１基板の背面側にも偏光板（以下「背面側偏光板」ともいう。）を有する。すなわち、上記液晶表示装置は、通常、背面側偏光板、反射層を有する第１基板、液晶層、第２基板及び偏光板が背面から表示面に向かってこの順に積層された構造を有する。上記背面側偏光板としては、上記偏光板と同様のものが挙げられる。なお、上記液晶表示装置が半透過型液晶表示装置である場合、上記液晶表示装置は、通常、背面側偏光板よりも背面側にバックライトを有する。【００２２】
本発明の液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。
上記２以上の位相差が異なる領域は、光学軸の方向も異なることが好ましい。すなわち、上記位相差層が表示面内に２以上の位相差及び光学軸の方向が異なる領域を形成することにより、それぞれの領域の表示特性を独立して最適化することができる。上記位相差層が表示面内に２つの位相差及び光学軸の方向が異なる領域を形成する形態としては、一方の領域がＣプレート層、Ａプレート層又は２軸位相差層であり、他方が非位相差層（等方性層）である形態、一方の領域がＣプレート層であり、他方の領域がＡプレート層である形態、一方の領域がＣプレート層であり、他方の領域が２軸位相差層である形態、一方の領域がＡプレート層であり、他方の領域が２軸位相差層である形態等が挙げられる。【００２３】
上記位相差層は、メソゲン材料の重合体からなることが好ましい。これによれば、位相差層を簡便に形成することができる。なお、本明細書において、メソゲン材料とは、メソゲン基を有する化合物（モノマー）のことであり、例えば、重合性ネマチック液晶等の重合性液晶（重合性官能基を有する液晶）が挙げられる。上記メソゲン基とは、細長い棒状又は平板状であり、液晶状態を保持するために適当な大きさの永久双極子を分子内に有する原子団のことをいう。上記メソゲン基は、重合性官能基を有してもよく、有さなくてもよい。上記メソゲン基としては、下記一般式（１）〜（３）で表されるもの等が挙げられる。【００２４】
【化１】
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【００２５】
【化２】
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【００２６】
【化３】
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【００２７】
上記一般式（１）〜（３）中、Ｒは、それぞれ独立に、アルキル基、アルコシキル基、シアノ基、ニトロ基等の原子団を表す。また、上記重合性官能基としては、下記一般式（４）及び（５）で表されるもの等が挙げられる。【００２８】
【化４】
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【００２９】
【化５】
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【００３０】
上記位相差層の形成方法としては、メソゲン材料を塗布する工程と、紫外線照射等により配向を制御しつつ該メソゲン材料を重合硬化させる工程と、フォトリソグラフィ法等によりパターニングする工程とを含む方法等が挙げられる。【００３１】
上記液晶表示装置は、位相差層下に位相差制御用配向膜を有することが好ましい。上記位相差制御用配向膜を用いることにより、位相差層の形成工程において位相差層の位相差を制御することができることから、位相差層を簡便に形成することができる。上記位相差制御用配向膜の形態としては、ラビング方向が領域によって異なる形態、構成する材料が領域によって異なる形態等が挙げられる。これらの形態によれば、上記（１）及び（３）の２以上の位相差が異なる部分からなる位相差層の形態を簡便に実現することができる。なお、本明細書において、位相差制御用配向膜とは、位相差層を構成する分子の配向を制御するために設けられるものであり、液晶層を構成する液晶分子の配向を制御するために設けられた膜（配向膜）とは別に形成される。上記位相差制御用配向膜の材質としては、ポリイミド樹脂等が挙げられ、上記配向膜の材質と同一であってもよい。上記位相差制御用配向膜の形成方法としては、位相差制御用配向膜の材質を溶解した樹脂組成物を塗布する工程と、塗布された樹脂組成物を乾燥する工程と、金属ローラを用いてラビング処理を行う工程とを含む方法等が挙げられる。【００３２】
上記液晶表示装置は、反射層が配置された反射領域、及び、反射層が配置されていない透過領域を有し、上記位相差層は、該反射領域と透過領域とで位相差を異ならせるものであることが好ましい。上記液晶表示装置が反射領域及び透過領域を有することにより、反射表示及び透過表示を同時に行うことができることから、周囲の明るさに拘らず、あらゆる環境下での表示が可能である。また、上記透過領域と反射領域とでは好適な位相差補償が異なるが、上記位相差層が反射領域と透過領域とで位相差を異ならせるものであることにより、反射表示及び透過表示の表示品位をそれぞれ個別に向上させることができる。【００３３】
上記位相差層は、透過領域及び反射領域に配置されており、かつ透過領域の部分と反射領域の部分とで位相差が異なることが好ましい。これによれば、透過領域と反射領域とで位相差層の位相差が異なることから、反射表示及び透過表示の表示品位をそれぞれ個別に向上させることができる。【００３４】
上記位相差層は、透過領域に配置されておらず、反射領域に配置されていることが好ましい。これによれば、反射領域にのみ位相差層を設けることにより、視野角の変化に対して透過の漏れ光量の変化を大きくすることなく、反射表示の表示品位を向上させることができる。【００３５】
上記位相差層は、反射領域で、略垂直な方向から入射した波長λの光について偏光成分間に略λ／４の位相差を与えるものであることが好ましい。これによれば、表示面側から入射した光を円偏光化することにより、ノーマリブラックモードで反射表示を行うことができるため、強い外光下においても視認性の高い反射表示を行うことができる。
なお、上記偏光成分は、通常、互いに垂直な方向に振動する２つの偏光成分のことである。【００３６】
本明細書において、λとは、３８０〜７８０ｎｍの中から選択された１つ以上の波長値である。また、略λ／４とは、λ／４のみならず、本発明の作用効果を奏する範囲内で、λ／４と実質的に同視することができる数値をも含むものである。
なお、上記λ／４位相差層の遅相軸は、直線偏光子の吸収軸と４０〜５０°の角度をなすことが好ましい。【００３７】
上記第１基板又は第２基板は、反射層よりも液晶層側に、主波長が異なる２以上の着色層を有し、上記位相差層は、上記２以上の着色層が配置された反射領域で、略垂直な方向から入射した波長λＡの光について偏光成分間に略λＡ／４の位相差を与えるもの（以下「λＡ／４位相差層」という。）であり、上記偏光板は、略垂直な方向から入射した波長λＡの光について偏光成分間に略λＡ／２の位相差を与える位相差板（以下「λＡ／２位相差板」という。）を有することが好ましい。これによれば、主波長の異なる２以上の着色層が反射領域に配置されているものの、λＡ／４位相差層及びλＡ／２位相差板が配置されることにより、広帯域円偏光化が実現されることから、複数の位相差層の積層や特別な材料の選定を行わずとも反射表示の変色を抑えることが可能である。本明細書において、着色層の主波長とは、着色層を透過する光の中で割合が大きく、かつ位相差層によって偏光成分間に略λＡ／４の位相差を与えられるべき（円偏光化されるべき）光の波長をいう。なお、円偏光化されるべき波長については、通常、人間の目の感度等を考慮することで決定されるものであり、着色層の透過率の最大値と必ずしも一致するものではない。【００３８】
なお、上記λＡ／２位相差板は、通常、偏光板内で直線偏光子よりも背面側に配置される。上記λＡ／２位相差板は、本発明の作用効果を奏する観点から、２以上の着色層が配置された反射領域に配置されていればよく、透過表示のコントラストの低下を抑制するためには、透過領域には配置されていないことが好ましい。しかしながら、反射表示の変色を抑えたい場合には、上記λＡ／２位相差板は、透過領域にも配置されていてもよい。【００３９】
上記第１基板又は第２基板は、反射層よりも液晶層側に、主波長が異なる第１着色層、第２着色層及び第３着色層を有し、上記位相差層は、第１着色層、第２着色層及び第３着色層が配置された反射領域で、略垂直な方向から入射した波長λＡの光について偏光成分間に略λＡ／４の位相差を与えるものであり、上記偏光板は、λＡ／２位相差板を有することがより好ましい。上記第１基板又は第２基板が反射層よりも液晶層側に主波長が異なる第１着色層、第２着色層及び第３着色層を有することにより、色再現範囲が広い反射表示を行うことができる。また、λＡ／４位相差層及びλＡ／２位相差板が配置されることにより、複数の位相差層の積層や特別な材料の選定を行わずとも反射表示の変色を抑えることが可能である。【００４０】
上記第１着色層の主波長をλ１、第２着色層の主波長λ２、第３着色層の主波長λ３（λ１≠λ２≠λ３かつλ１≠λ３）としたときに、本発明の作用効果を効果的に得る観点から、λＡ＝λ１、λＡ＝λ２又はλＡ＝λ３を満たすことが好ましい。なお、上記λＡ、λ１、λ２及びλ３はそれぞれ、通常、３８０〜７８０ｎｍの中から選択された１つの波長値である。図７は、本明細書における色の定義を示すＸＹＺ表色系のｘｙ色度図である。なお、図中のＲは赤色、Ｙは黄色、Ｇは緑色、Ｂは青色、Ｐは紫色、Ｗは白色を意味する。本明細書において、赤色（Ｒ）とは、図７に示すように、ＸＹＺ表色系のｘｙ色度図において、主波長が５９７ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の色のことであり、好ましくは、主波長が６００ｎｍ以上、６２０ｎｍ以下の色のことである。黄色とは、主波長が５５８ｎｍ以上、５９７ｎｍ未満の色のことであり、好ましくは、主波長が５７０ｎｍ以上、５８２ｎｍ以下の色のことである。緑色とは、主波長が４８８ｎｍ以上、５５８ｎｍ未満の色のことであり、好ましくは、主波長が５２０ｎｍ以上、５５７ｎｍ以下の色のことである。青色とは、主波長が３８０ｎｍ以上、４８８ｎｍ未満の色のことであり、好ましくは、主波長が４５５ｎｍ以上、４７５ｎｍ以下の色のことである。したがって、上記第１着色層、第２着色層及び第３着色層の色としては、赤色、緑色、青色等が挙げられる。【００４１】
上記第１着色層、第２着色層及び第３着色層が赤色、緑色及び青色の着色層である場合、本発明の作用効果を効果的に得る観点から、上記λＡの値は、赤色及び青色の着色層よりも緑色の着色層の主波長に近いことが好ましく、緑色の着色層の主波長と略同一であることが好ましい。また、上記λＡ／４位相差層の遅相軸は、偏光板内のλＡ／２位相差板の遅相軸と５０〜７０°の角度をなすことが好ましく、直線偏光子の吸収軸と５５〜９５°の角度をなすことが好ましい。
なお、本明細書において、着色層の材質としては、顔料や染料を分散した樹脂等が挙げられる。【００４２】
上記第１基板又は第２基板は、反射層よりも液晶層側に、主波長が異なる２以上の着色層を有し、上記位相差層は、主波長がλＢの着色層が配置された反射領域で、略垂直な方向から入射した波長λＢの光について偏光成分間に略λＢ／４の位相差を与え、主波長がλＣ（λＣ≠λＢ）の着色層が配置された反射領域で、略垂直な方向から入射した波長λＣの光について偏光成分間に略λＣ／４の位相差を与えるものであることが好ましい。これによれば、主波長が異なる着色層のそれぞれに対応した位相差層を設けることにより、複数の位相差層の積層や特別な材料の選定を行わずとも反射表示の変色を抑えることが可能である。また、広帯域円偏光化が実現されることから、λ／２位相差板を削減することができ、偏光板の生産性の面で有利である。
なお、上記λＢ及びλＣはそれぞれ、通常、３８０〜７８０ｎｍの中から選択された１つの波長値である。【００４３】
上記第１基板又は第２基板は、反射層よりも液晶層側に、主波長が異なる第４着色層、第５着色層及び第６着色層を有し、上記位相差層は、主波長がλ４の第４着色層が配置された反射領域で、略垂直な方向から入射した波長λ４の光について偏光成分間に略λ４／４の位相差を与え、主波長がλ５（λ５≠λ４）の第５着色層が配置された反射領域で、略垂直な方向から入射した波長λ５の光について偏光成分間に略λ５／４の位相差を与え、主波長がλ６（λ６≠λ４かつλ６≠λ５）の第６着色層が配置された反射領域で、略垂直な方向から入射した波長λ６の光について偏光成分間に略λ６／４の位相差を与えるものであることがより好ましい。上記第１基板又は第２基板が反射層よりも液晶層側に主波長が異なる第４着色層、第５着色層及び第６着色層を有することにより、色再現範囲が広い反射表示を行うことができる。また、上記位相差層が上述した構成を有することにより、複数の位相差層の積層や特別な材料の選定を行わずとも反射表示の変色を抑えることが可能である。なお、上記λ４、λ５及びλ６はそれぞれ、通常、３８０〜７８０ｎｍの中から選択された１つの波長値である。したがって、上記第４着色層、第５着色層及び第６着色層の色としては、赤色、緑色、青色等が挙げられる。また、上記位相差層の遅相軸は、直線偏光子の吸収軸と４０〜５０°の角度をなすことが好ましい。【００４４】
上記第１基板又は第２基板は、反射層よりも液晶層側に、主波長が異なる２以上の着色層を有し、上記位相差層は、逆波長分散特性を示すものであることが好ましい。これによれば、主波長が異なる着色層のそれぞれに対応して広帯域円偏光化を実現することができることから、このような位相差層についてプロセスを増やすことなく形成することができるならば、生産性やコストの面で有利になる。なお、本明細書において、逆波長分散特性とは、（波長４５０ｎｍにおける面内方向の位相差）＜（波長５５０ｎｍにおける面内方向の位相差）＜（波長６５０ｎｍにおける面内方向の位相差）、又は、（波長４５０ｎｍにおける厚さ方向の位相差）＜（波長５５０ｎｍにおける厚さ方向の位相差）＜（波長６５０ｎｍにおける厚さ方向の位相差）の関係を満たす波長分散特性を意味する。上記逆波長分散特性を示す位相差層の材料としては、変性ポリカーボネート等が挙げられる。【００４５】
上記第１基板又は第２基板は、反射層よりも液晶層側に、主波長がλ７の第７着色層、主波長がλ８（λ７＜λ８）の第８着色層、及び、主波長がλ９（λ８＜λ９）の第９着色層を有し、上記第７着色層、第８着色層及び第９着色層が配置された反射領域には、同一の位相差層が配置され、該位相差層は、略垂直な方向から入射した波長λ７の光については偏光成分間に略λ７／４の位相差を与え、略垂直な方向から入射した波長λ８の光については偏光成分間に略λ８／４の位相差を与え、略垂直な方向から入射した波長λ９の光について偏光成分間に略λ９／４の位相差を与えるような波長分散特性（逆波長分散特性）を示す形態が挙げられる。上記第１基板又は第２基板が反射層よりも液晶層側に主波長が異なる第７着色層、第８着色層及び第９着色層を有することにより、色再現範囲が広い反射表示を行うことができる。また、上記位相差層が上述の逆波長分散特性を示すことにより、複数の位相差層の積層や特別な材料の選定を行わずとも反射表示の変色を抑えることが可能である。なお、上記λ７、λ８及びλ９はそれぞれ、通常、３８０〜７８０ｎｍの中から選択された１つの波長値である。したがって、上記第７着色層、第８着色層及び第９着色層の色としては、赤色、緑色、青色等が挙げられる。また、上記位相差層の遅相軸は、直線偏光子の吸収軸と４０〜５０°の角度をなすことが好ましい。【００４６】
上記位相差層は、単層構造を有してもよく、積層構造を有していてもよい。上記位相差層が積層構造を有する場合、上記位相差層は、全体として、略垂直な方向から入射した波長λの光について偏光成分間に略λ／４の位相差を与えることが好適であり、また全体として、逆波長分散特性を示すことが好適である。【００４７】
上記液晶表示装置は、液晶層を構成する液晶分子を閾値電圧未満の印加時に基板面に対して略垂直な方向に配向させ、閾値電圧以上の印加時に基板面に対して略平行な方向に配向させて表示を行うものであることが好ましい。このような垂直配向（ＶＡ）方式によれば、コントラスト比をより向上させることができる。上記液晶表示装置がＶＡ方式のものである場合、上記配向膜は、垂直配向膜であることが好ましい。また、上記液晶層を構成する液晶分子は、負の誘電率異方性（Δε＜０）を有するものであることが好ましく、Δε＜０のネマチック液晶であることが好ましい。上記ＶＡ方式としては、１つの画素を複数の領域に分割して液晶分子が基板面に略水平な方向に配向した際の向きを複数もたせた方式（マルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）方式）、液晶分子が基板面に略水平な方向に軸対称状に配向する方式（ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ Ｃｅｌｌｍｏｄｅ）方式）、分割のための画素内構造物による開口率低下を回避するために電極のパターニングによる電界制御で液晶分子が基板面に略水平な方向に配向した際の向きを制御する方式（ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式）、閾値電圧以上の印加時に該液晶分子が各サブピクセルにおいて基板面に略水平な方向にサブピクセルの中心からエッジ部に向かって放射状に配向する方式（ＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐｉｎｗｈｅｅｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式）等が挙げられる。これらの方式によれば、通常のＶＡ方式に比べて、視角依存性をより低減することができる。【００４８】
上記第１基板又は第２基板は、反射領域における液晶層の厚みを透過領域における液晶層の厚みよりも小さくする絶縁層を反射領域に有することが好ましい。これによれば、反射領域における光学ロスを削減することができるため、明るい反射表示を行うことができる。上記絶縁層は、第１基板内ではなく、第２基板内に配置されることが好ましい。これによれば、絶縁層のエッジ部分すなわち透過領域と反射領域との境界部に存在する表示に寄与しない領域を削減することができるため、開口率を向上させることができる。上記反射領域における液晶層の厚みは、透過領域における液晶層の厚みの略１／２であることが好ましい。すなわち、上記絶縁層の厚みは、液晶層の厚みの略１／２であることが好ましい。これにより、反射領域における光路長と透過領域における光路長とを略等しくすることができ、表示品位をより向上させることができる。上記透過領域における液晶層の位相差（Δｎｄ）は、２７０〜４００ｎｍであることが好適である。上記位相差層は絶縁層よりも液晶層側に配置されていてもよく、絶縁層よりも液晶層から離れる側に配置されていてもよい。なお、上記絶縁層の材質としては特に限定されず、例えばアクリル系樹脂が挙げられる。【００４９】
上記位相差層は、反射領域に配置され、かつ反射領域における液晶層の厚みを透過領域における液晶層の厚みよりも小さくするものであることが好ましい。これによれば、反射領域における光学ロスを削減することができるため、明るい反射表示を行うことができる。また、マルチギャップ構造を形成するための絶縁層を設ける必要がなくなるため、生産性を向上させることができる。このとき、上記位相差層は、第１基板内ではなく、第２基板内に配置されることが好ましい。これによれば、絶縁層のエッジ部分すなわち透過領域と反射領域との境界部に存在する表示に寄与しない領域を削減することができるため、開口率を向上させることができる。上記反射領域における液晶層の厚みは、透過領域における液晶層の厚みの略１／２であることが好ましい。すなわち、上記位相差層の厚みは、液晶層の厚みの略１／２であることが好ましい。これにより、反射領域における光路長と透過領域における光路長とを略等しくすることができ、表示品位を向上させることができる。上記透過領域における液晶層の位相差（Δｎｄ）は、２７０〜４００ｎｍであることが好適である。【００５０】
上記液晶表示装置は、第１基板内の反射層よりも液晶層側若しくは反射層が配置されていない領域又は第２基板内に、主波長の異なる２以上の着色層を有し、上記位相差層は、主波長の異なる着色層が配置された領域間で位相差を異ならせるものであることが好ましい。これによれば、各着色層の分光特性に合わせて位相差補償を行うことができることから、表示特性を向上させることができる。【００５１】
上記液晶表示装置のより好ましい形態としては、（Ａ）上記液晶表示装置は、第１基板又は第２基板内の透過領域に、主波長の異なる２以上の着色層を有し、上記位相差層は、主波長の異なる着色層が配置された透過領域間で位相差を異ならせるものである形態、（Ｂ）上記液晶表示装置は、第１基板又は第２基板内の反射領域に、主波長の異なる２以上の着色層を有し、上記位相差層は、主波長の異なる着色層が配置された反射領域間で位相差を異ならせるものである形態が挙げられる。（Ａ）の形態によれば、透過領域において各着色層の分光特性に合わせて位相差補償を行うことができることから、透過表示の特性を向上させることができる。（Ｂ）の形態によれば、反射領域において各着色層の分光特性に合わせて位相差補償を行うことができることから、反射表示の特性を向上させることができる。【００５２】
上記液晶表示装置は、主波長の異なる第１０着色層、第１１着色層及び第１２着色層を有し、上記位相差層は、第１０着色層が配置された領域と第１１着色層が配置された領域と第１２着色層が配置された領域とで位相差を異ならせるものであることがより好ましい。上記液晶表示装置が主波長の異なる第１０着色層、第１１着色層及び第１２着色層を有することにより、色再現範囲が広い表示を行うことができる。また、上記位相差層が、第１０着色層が配置された領域と第１１着色層が配置された領域と第１２着色層が配置された領域とで位相差を異ならせるものであることにより、各着色層の分光特性に合わせて位相差補償を行うことができることから、表示特性をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００５３】
本発明の液晶表示装置によれば、位相差層が表示面内に２以上の位相差が異なる領域を形成するものであることから、表示形態が異なる領域においてそれぞれの領域に応じた位相差補償を行うことができ、表示特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下に実施形態を掲げ、本発明を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。【００５５】
（実施形態１）
図１−１は、本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の構成を示す平面模式図であり、図１−２は、図１−１中のＡ−Ｂ線、Ｃ−Ｄ線及びＥ−Ｆ線における断面をこの順に左側から右側に向かって繋ぎ合わせることで構成した断面模式図である。
本実施形態に係る液晶表示装置２００は、図１−１及び１−２に示すように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ基板（第１基板）１００ａとカラーフィルタ（ＣＦ）基板（第２基板）１００ｂとこれらの間に設けられた液晶層５０と偏光板６０及び７０とバックライト８０とを有する。また、液晶表示装置２００は、マトリクス状に配列された複数の絵素領域毎に透過領域Ｔと反射領域Ｒとを有しており、透過表示及び反射表示を同時に行うことができる。なお、透過表示及び反射表示のいずれか一方を行うことも可能である。透過領域Ｔは、ＴＦＴアレイ基板１００ａの領域のうち、液晶層５０に電圧を印加するための一対の電極２２及び４６が配置され、かつバックライト８０からの光を透過させることができる。また、反射領域Ｒは、ＴＦＴアレイ基板１００ａの領域のうち、液晶層５０に電圧を印加するための一対の電極２４及び４６が配置され、かつ反射電極２４で反射した光を出射させることができる。【００５６】
ＴＦＴアレイ基板１００ａは、絵素領域毎に設けられた絵素電極２２、絵素電極２２に対応して設けられたスイッチング素子としてのＴＦＴ３０、ＴＦＴ３０に電気的に接続されたゲート配線１１及びソース配線１２、並びに、絵素電極２２を横切るように形成された補助容量配線１３等を有する。以下、更に詳しく説明する。【００５７】
ＴＦＴアレイ基板１００ａは、ガラス基板等の透明絶縁性基板１０上に、ゲート配線１１、ゲート電極３０Ｇ、補助容量配線１３等が形成されている。また、これらを覆うように、ゲート絶縁膜１４が形成されている。更に、ゲート電極３０Ｇ上に位置するゲート絶縁膜１４上に、半導体層１５、チャネル保護層１６、ソース電極３０Ｓ及びドレイン電極３０Ｄが形成されており、これらがＴＦＴ３０を構成している。ＴＦＴ３０のゲート電極３０Ｇは、ゲート配線１１に電気的に接続され、ソース電極３０Ｓは、ソース配線１２に電気的に接続されている。なお、ゲート配線１１及びソース配線１２は、タンタル（Ｔａ）等の金属から形成される。また、補助容量配線１３は、本実施形態では、ゲート配線１１と同一の膜から同一の工程で形成される。【００５８】
ＴＦＴ３０が形成された透明絶縁性基板１０の表面の略全面を覆うように、保護絶縁膜１７及び層間絶縁膜１８が形成されている。この層間絶縁膜１８の表面に、透明電極２２が形成されており、透明電極２２上に反射電極２４が形成されている。透明電極２２は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透明導電性材料から形成され、反射電極２４は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等の高反射性金属から形成される。透明電極２２は、保護絶縁膜１７及び層間絶縁膜１８に設けられたコンタクトホール１９を介してドレイン電極３０Ｄと電気的に接続されている。反射電極２４は、透明電極２２及びコンタクトホール１９を介してドレイン電極３０Ｄに電気的に接続されている。本実施形態では、ドレイン電極３０Ｄに電気的に接続された透明電極２２及び反射電極２４が、絵素電極として機能する。補助容量配線１３は、ＣＦ基板１００ｂ内に設けられた対向電極４６に電気的に接続されており、ドレイン電極３０Ｄ及びゲート絶縁膜１４とともに、補助容量（Ｃｓ）を形成している。【００５９】
なお、反射領域Ｒを規定する反射電極２４は、図１−１に示すように、補助容量配線１３に重なる部分と、ゲート配線１１に重なる部分と、ソース配線１２に重なる部分とから構成される。反射電極２４の表面は、平坦（いわゆる鏡面状）であってもよいし、凹凸状であってもよい。反射電極２４の表面が凹凸状であると、反射領域Ｒに入射する光が拡散反射されて、ペーパーホワイトに近い白表示を行うことができる。例えば、層間絶縁膜１８の一部（反射電極２４の下方に位置する部分）の表面を凹凸状に形成することによって、反射電極２４の表面を層間絶縁膜１８の表面形状を反映した凹凸状とすることができる。【００６０】
透明絶縁性基板１０の液晶層５０と反対側の表面には、偏光板６０が貼り付けられている。偏光板６０は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（図示せず）、直線偏光子６１及びＴＡＣフィルム（図示せず）からなり、直線偏光子６１の吸収軸の方向は、１３５°とした。直線偏光子６１としては、ヨウ素をポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムに吸着させ、延伸したものを用いた。なお、本実施形態では、軸方向は、着色層の配列方向（ＲＧＢの方向）を０°としたときの角度で表している。【００６１】
次に、ＣＦ基板１００ｂについて詳しく説明する。ＣＦ基板１００ｂは、ガラス基板等の透明絶縁性基板４０を有し、この透明絶縁性基板４０の液晶層５０側の表面には、ブラックマトリクス（ＢＭ）４１が形成され、ＢＭ４１間には、赤色の着色層４２Ｒ、緑色の着色層４２Ｇ及び青色の着色層４２Ｂがそれぞれ、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒの両方に渡って形成されている。着色層４２Ｒ、４２Ｇ及び４２Ｂの分光特性の一例をそれぞれ図２−１〜２−３に示す。本実施形態では、着色層４２Ｒ、４２Ｇ及び４２Ｂの主波長をそれぞれ６００、５５０及び４５０ｎｍとする。着色層４２Ｒ、４２Ｇ及び４２Ｂ上の反射領域Ｒに対応する領域、すなわち反射電極２４に対向する領域には、樹脂透明層（絶縁層）４３が設けられている。樹脂透明層４３は、典型的には、無色であり、アクリル樹脂等を用いて形成される。【００６２】
また、赤色の着色層４２Ｒ上に位置する樹脂透明層４３上には、位相差制御用配向膜４４ａ及び位相差層４５ａが形成され、緑色の着色層４２Ｇ上に位置する樹脂透明層４３上には、位相差制御用配向膜４４ｂ及び位相差層４５ｂが形成され、青色の着色層４２Ｂ上に位置する樹脂透明層４３上には、位相差制御用配向膜４４ｃ及び位相差層４５ｃが形成されている。位相差層４５ａは、波長６００ｎｍの透過光について互いに垂直な方向に振動する２つの偏光成分間に１５０ｎｍの位相差を与えるものであり、位相差層４５ｂは、波長５５０ｎｍの透過光について互いに垂直な方向に振動する２つの偏光成分間に１４０ｎｍの位相差を与えるものであり、位相差層４５ｃは、波長４５０ｎｍの透過光について互いに垂直な方向に振動する２つの偏光成分間に１１５ｎｍの位相差を与えるものである。すなわち、位相差層４５ａ〜４５ｃはそれぞれ、着色層を透過した波長λ（λは着色層の主波長を示す。）の光について互いに垂直な方向に振動する２つの偏光成分間に略λ／４の位相差を与えるものである。なお、位相差層４５ａ〜４５ｃは、遅相軸の方向を９０°とした。位相差層４５ａ〜４５ｃは、上述した特性を示すものである限り、材料は互いに同一であってもよく、異なってもよい。位相差制御用配向膜４４ａ〜４４ｃもまた、位相差層４５ａ〜４５ｃが上述した特性を示すものである限り、材料は互いに同一であってもよく、異なってもよい。本実施形態では、位相差層４５ａ〜４５ｃとして、重合性ネマチック液晶を重合体からなるものを用いた。また、位相差制御用配向膜４４ａ〜４４ｃとして、ポリイミド等の高分子材料からなるものを用いた。【００６３】
位相差層４５ａ〜４５ｃ及び着色層４２Ｒ、４２Ｇ及び４２Ｂ上には、これらを覆うように、ＩＴＯ等の透明導電性材料からなる対向電極４６が形成されている。更に、対向電極４６上には、ポリイミド等の高分子材料からなる液晶配向制御用突起４７が規則的に形成されている。なお、液晶配向制御用突起４７の形状は、特に限定されない。【００６４】
透明絶縁性基板４０の液晶層５０と反対側の表面には、偏光板７０が貼り付けられている。偏光板７０は、ＴＡＣフィルム（図示せず）、直線偏光子７１及びＴＡＣフィルム（図示せず）からなり、直線偏光子７１の吸収軸は４５°とした。したがって、直線偏光子７１と直線偏光子６１とは、クロスニコルの関係にある。なお、直線偏光子７１としては、ヨウ素をＰＶＡフィルムに吸着させ、延伸したものを用いた。【００６５】
更に、ＴＦＴアレイ基板１００ａ及びＣＦ基板１００ｂの液晶層５０側の表面には、ポリイミド等の高分子材料からなる配向膜（図示せず）が形成されており、これらの液晶配向膜は、液晶層５０を構成する液晶分子を垂直配向させることができるように、ラビング処理が施されている。また、ＴＦＴアレイ基板１００ａとＣＦ基板１００ｂとは、エポキシ樹脂等からなるシール材（図示せず）を介して貼り合わされており、これらの基板間の間隙に、液晶層５０となる液晶材料が封入されている。本実施形態では、液晶層５０を構成する液晶材料として、負の誘電率異方性（Δε＜０）を有するネマチック液晶を用いた。【００６６】
本実施形態の液晶表示装置では、反射領域Ｒにおける液晶層５０の厚さは、透過領域Ｔにおける液晶層５０の厚さの略１／２である。これにより、反射領域Ｒにおける光学ロスが低減され、明るい反射表示を実現することができる。
なお、液晶層５０の位相差値については、透過領域Ｔで３７０ｎｍとなり、反射領域Ｒで１８５ｎｍとなるように設定した。
なお、本実施形態の液晶表示装置について、各光学部材のパラメータを下記表１にまとめる。【００６７】
【表１】
2007063629.tif 000008
【００６８】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
本実施形態では、反射領域Ｒにおいて赤色の着色層４２Ｒ、緑色の着色層４２Ｇ及び青色の着色層４２Ｂ上に位置する位相差層を全て位相差層４５ｂ、すなわち波長５５０ｎｍの透過光について互いに垂直な方向に振動する２つの偏光成分間に１４０ｎｍの位相差を与える位相差層４５ｂとした。また、ＣＦ基板１００ｂ側の偏光板７０内に、波長５５０ｎｍの透過光について互いに垂直な方向に振動する２つの偏光成分間に２７０ｎｍの位相差を与える位相差板（λ／２位相差板）７２を追加した。すなわち、偏光板７０は、ＴＡＣフィルム（図示せず）、λ／２位相差板７２、直線偏光子７１及びＴＡＣフィルム（図示せず）からなる。なお、位相差板７２の遅相軸の方向は、３０°とし、直線偏光子７１の吸収軸の方向は、１５°とした。その他の構成は、実施形態１と同じである。
本実施形態の液晶表示装置について、各光学部材のパラメータを下記表２にまとめる。【００６９】
【表２】
2007063629.tif 000009
【００７０】
なお、図４（ａ）〜（ｇ）を用いて、実施形態２の液晶表示装置を構成するカラーフィルタ基板１００ｂの製造工程について説明する。
（１）着色層の形成
まず、図４（ａ）に示すように、ガラス基板等の透明絶縁性基板４０上、酸化クロム（ＣｒＯｘ）、クロム（Ｃｒ）の積層構造からなる２層クロムブラックマトリクス（ＢＭ）４１を形成する。続いて、赤色の顔料を混合したアクリル樹脂をスピンコーティングにより塗布し、フォトリソプロセスによりパターニングして、クロムＢＭ４１間の一部に赤色の着色層４２Ｒを形成する。同様の方法を用いて、緑色の着色層４２Ｇ、及び、青色の着色層４２Ｂについても形成する。【００７１】
（２）樹脂透明層の形成
次に、図４（ｂ）に示すように、着色層上にアクリル系樹脂を塗布し、フォトリソプロセスによりパターニングすることにより、１画素内にセル厚が異なる２つの領域を持つ構造（デュアルギャップ構造又はマルチギャップ構造）とするための樹脂透明層４３（絶縁層）を形成する。【００７２】
（３）位相差制御用配向膜の形成
次に、位相差層４５ａを構成する液晶高分子を所定の方向に配列させるため、ポリイミド樹脂を溶解した樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥させることにより、ポリイミド膜を形成する。続いて、レーヨンを巻き付けた金属ローラを用いて、ポリイミド膜を所定の方向にラビング処理を行うことにより、図４（ｃ）に示すように、位相差制御用配向膜４４ｂを形成する。【００７３】
（４）位相差層の形成及びパターニング
次に、図４（ｄ）に示すように、溶剤で溶解した液晶モノマーをスピンコーティング法等により基板上に塗布し、その後、紫外線を照射する等により露光し、重合させることにより、位相差層４５ｂを形成する。液晶モノマーとしては、例えば、下記一般式（６）及び（７）の重合性ネマチック液晶を用いることができる。続いて、図４（ｅ）に示すように、フォトリソ・ドライエッチングにより、位相差制御用配向膜及び位相差層の不必要な部分を除去する。【００７４】
【化６】
2007063629.tif 000010
【００７５】
【化７】
2007063629.tif 000011
【００７６】
（５）対向電極の形成
次に、図４（ｆ）に示すように、基板上に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を蒸着することにより、対向電極４６を形成する。なお、対向電極４６の材質としては、ＩＴＯに限定されず、例えば、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）も用いることができる。【００７７】
（６）液晶配向制御用突起の形成
最後に、図４（ｇ）に示すように、ポジ型のフェノールノボラック系感光性樹脂液をスピンコーティング法等により基板上に塗布し、乾燥を行った後、フォトマスクを用いて露光及び現像を行うことにより、液晶配向制御用突起４７を形成する。
これにより、ＣＦ基板１００ｂが完成する。
なお、実施形態１の液晶表示装置を構成するＣＦ基板１００ｂについては、上記（３）及び（４）の工程を繰り返す等の方法により、形成することができる。【００７８】
（比較例１）
図５は、比較例１に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
本比較例では、液晶セル１００内に位相差層を形成せず、偏光板６０について、直線偏光子６１、λ／２位相差板６２及びλ／４位相差板６３を背面側から液晶層側に向かってこの順に積層して構成した。また、偏光板７０について、λ／４位相差板７３、λ／２位相差板７２及び直線偏光子７１を背面側から表面側に向かってこの順に積層して構成した。なお、直線偏光子６１の吸収軸の方向は、１０５°とし、λ／４位相差板６２及びλ／２位相差板６３の遅相軸の方向はそれぞれ、０°及び１２０°とした。また、直線偏光子７１の吸収軸の方向は、１５°とし、λ／４位相差板７２及びλ／２位相差板７３の遅相軸の方向はそれぞれ、９０°及び３０°とした。その他の構成は、実施形態１と同じである。
本比較例の液晶表示装置について、各光学部材のパラメータを下記表３にまとめる。【００７９】
【表３】
2007063629.tif 000012
【００８０】
＜実施形態１及び２と比較例１との特性比較＞
図６（ａ）は、透過表示を円偏光モードで行った場合の視野角シミュレーションの結果を示す図であり、（ｂ）は、透過表示を直線偏光モードで行った場合の視野角シミュレーションの結果を示す図である。図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、透過表示を円偏光モードで行った場合、透過表示を直線偏光モードで行った場合に比べて、コントラスト比及び視野角が著しく悪化する。比較例１の液晶表示装置では、反射領域Ｒのみならず、透過領域Ｔにもλ／４位相差板が設けられているため、透過表示を円偏光モードで行うことになる。これに対し、実施形態１及び２の液晶表示装置では、略λ／４の位相差を与える位相差層４５ａ〜４５ｃが反射領域Ｒにのみ形成されており、透過領域Ｔには形成されていないため、透過表示を直線偏光モードで行うことができる。したがって、実施形態１及び２の液晶表示装置は、比較例１の液晶表示装置に比べて、明るい透過表示を実現することができる。【００８１】
また、λ／４位相差板６３、７３及び位相差層４５ａ〜４５ｃは、高温条件等により位相差が変化しやすく、輝度ムラが発生しやすいものであることが知られている。比較例１の液晶表示装置では、λ／４位相差板６３、７３が液晶セル１００の外に設けられているのに対し、実施形態１及び２の液晶表示装置では、略λ／４の位相差を与える位相差層４５ａ〜４５ｃが液晶セル１００内に設けられている。したがって、実施形態１及び２の液晶表示装置は、比較例１の液晶表示装置に比べて、上述したような高温条件による輝度ムラの発生を低減することができる。【００８２】
更に、比較例１の液晶表示装置では、図５に示すように、反射表示を実現するために、λ／４位相差板７３がＣＦ基板１００ｂ側の偏光板７０内に設けられている結果、透過表示を反射表示と同時に実現するために、ＴＦＴアレイ基板１００ａ側の偏光板６０にもλ／４位相差板６３が設けられている。これに対し、実施形態１及び２の液晶表示装置では、図１−２及び図３に示すように、略λ／４の位相差を与える位相差層４５ａ〜４５ｃがＣＦ基板１００ｂ内に設けられているため、ＣＦ基板１００ｂ側の偏光板７０内にλ／４位相差板を設ける必要がない。また、位相差層４５ａ〜４５ｃは反射領域Ｒのみに設けられることから、比較例１のように、ＴＦＴアレイ基板１００ａ側の偏光板６０にλ／４位相差板を設ける必要がない。すなわち、実施形態１及び２の液晶表示装置は、２枚のλ／４位相差板を削減することができることから、比較例１の液晶表示装置に比べて、製造コストを大幅に削減することができる。【００８３】
なお、実施形態２の液晶表示装置では、略λ／４の位相差を与える位相差層４５ｂと透過領域Ｔ及び反射領域Ｒに渡って設けられたλ／２位相差板とを合わせることにより、反射領域Ｒにおける広帯域円偏光を可能としているのに対し、実施形態１の液晶表示装置では、略λ／４の位相差を与える位相差層４５ａ〜４５ｃがそれぞれ、着色層４２Ｒ、４２Ｇ及び４２Ｂの分光特性に合わせて位相差が制御されていることにより、反射領域Ｒにおける広帯域円偏光を可能としている。したがって、実施形態１の液晶表示装置によれば、透過領域Ｔに広帯域用のλ／２位相差板が設けられていないことから、より明るい透過表示を実現することができる。【００８４】
なお、本願は、２００５年１２月２日に出願された日本国特許出願２００５−３５００１９号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。【００８５】
本願明細書における「以上」、「以下」は、当該数値を含むものである。すなわち、「以上」とは、不少（当該数値及び当該数値以上）を意味するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１−１】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の構成を示す平面模式図である。
【図１−２】図１−１中のＡ−Ｂ線、Ｃ−Ｄ線及びＥ−Ｆ線における断面をこの順に左側から右側向かって繋ぎ合わせることで構成した断面模式図である。
【図２−１】着色層４２Ｒの分光特性の一例を示す図である。
【図２−２】着色層４２Ｇの分光特性の一例を示す図である。
【図２−３】着色層４２Ｂの分光特性の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
【図４】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の実施形態２に係る液晶表示装置のカラーフィルタ基板の製造工程を示す断面模式図である。
【図５】比較例１に係る液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
【図６】（ａ）は、透過表示を円偏光モードで行った場合の視野角シミュレーションの結果を示す図であり、（ｂ）は、透過表示を直線偏光モードで行った場合の視野角シミュレーションの結果を示す図である。
【図７】本明細書における色の定義を示すＸＹＺ表色系のｘｙ色度図である。なお、図中のＲは赤色、Ｙは黄色、Ｇは緑色、Ｂは青色、Ｐは紫色、Ｗは白色のことである。
【符号の説明】
【００８７】
１０、４０：透明絶縁性基板
１１：ゲート配線
１２：ソース配線
１３：補助容量配線
１４：ゲート絶縁膜
１５：半導体層
１６：チャネル保護層
１７：保護絶縁膜
１８：層間絶縁膜
１９：コンタクトホール
２２：透明電極
２４：反射電極（薄い黒塗り部）
３０：薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
３０Ｇ：ゲート電極
３０Ｄ：ドレイン電極
３０Ｓ：ソース電極
４１：ブラックマトリクス（濃い黒塗り部）
４２Ｂ：青色の着色層
４２Ｇ：緑色の着色層
４２Ｒ：赤色の着色層
４３：樹脂透明層（絶縁層）
４４ａ〜４４ｃ：位相差制御用配向膜
４５ａ：位相差層（網目模様部）
４５ｂ：位相差層（斜線模様部）
４５ｃ：位相差層（ドット模様部）
４６：対向電極
４７：液晶配向制御用突起
５０：液晶層
６０、７０：偏光板
６１、７１：直線偏光子
６２、７２：λ／２位相差板
６３、７３：λ／４位相差板
８０：バックライト
１００：液晶セル
１００ａ：薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ基板
１００ｂ：カラーフィルタ（ＣＦ）基板
２００：液晶表示装置
Ｒ：反射領域（薄い黒塗り部）
Ｔ：透過領域
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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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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【国際調査報告】
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2007063629.tif 000024
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