(57)【要約】【課題】高精度にパターン形成された特性の異なる複数の位相差層を備え、もって高機能化、高画質化を実現した液晶装置を提供する。【解決手段】本発明の液晶装置２００は、互いに対向して配置された素子基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０との間に液晶層５０を挟持してなり、前記対向基板２０の前記液晶層５０側に、第１配向膜１６１と、該第１配向膜１６１上にパターン形成されて前記第１配向膜１６１と異なる方向の配向規制力を有する第２配向膜１６２とを積層してなる配向膜が設けられている構成を備えている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置された第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持してなり、
少なくとも一方の前記基板の前記液晶層側に、第１配向膜と、該第１配向膜上にパターン形成されて前記第１配向膜と異なる方向の配向規制力を有する第２配向膜とを積層してなる配向膜が設けられていることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記第１配向膜が膜面の略垂直方向に液晶を配向させる垂直配向膜であり、前記第２配向膜が膜面の略水平方向に液晶を配向させる水平配向膜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３】
前記第１配向膜が膜面の略水平方向に液晶を配向させる水平配向膜であり、前記第２配向膜が膜面の略垂直方向に液晶を配向させる垂直配向膜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】
前記配向膜が形成された少なくとも一方の前記基板上に、前記液晶層に電圧を印加する電極が形成され、該電極上に前記配向膜が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項５】
当該液晶装置の１画素内に透過表示領域と反射表示領域とが区画形成されており、
前記透過表示領域に対応して前記水平配向膜である第１配向膜が配置される一方、前記反射表示領域に対応して前記垂直配向膜である第２配向膜が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記透過表示領域の液晶層が動作時にベンド配向を呈するＯＣＢモードの液晶層であり、前記反射表示領域の液晶層が前記第２配向膜側で垂直配向を呈し、他方の前記基板側で水平配向を呈するＲ−ＯＣＢモードの液晶層であることを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
【請求項７】
前記液晶層が負の誘電率異方性を有する液晶を含むことを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
【請求項８】
前記第１基板又は第２基板上に、第１電極と、該第１電極との間に前記液晶層に印加する電界を生じさせる第２電極とが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
【請求項９】
前記反射表示領域に対応して、該反射表示領域の液晶層厚を前記透過表示領域の液晶層厚より薄くする液晶層厚調整層が形成されていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項１０】
前記配向膜上に、当該配向膜により配向制御された分子からなる光学異方性層が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項１１】
前記光学異方性層が、液晶性高分子材料を含んでいることを特徴とする請求項１０に記載の液晶装置。
【請求項１２】
当該液晶装置の１画素内に透過表示領域と反射表示領域とが区画形成されており、
前記透過表示領域に対応して前記第１配向膜が配置される一方、前記反射表示領域に対応して前記第２配向膜が配置されていることを特徴とする請求項１０又は１１のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項１３】
当該液晶装置の１画素内に前記第１配向膜及び第２配向膜のいずれかが選択的に配置されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の液晶装置。
【請求項１４】
２以上の異なる色種の色材層が当該液晶装置の各画素に対応して設けられており、
前記第１配向膜及び第２配向膜が、前記色材層の色種に対応して配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の液晶装置。
【請求項１５】
互いに対向して配置された第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
少なくとも一方の前記基板上に第１配向膜を形成する工程と、
前記第１配向膜上に、感光性の配向膜形成材料を塗布して塗布膜を形成する工程と、
前記塗布膜を露光、現像処理することで前記第１配向膜上に第２配向膜をパターン形成する工程と、
前記第２配向膜の表面に配向処理を施す工程と、
を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１６】
互いに対向して配置された第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
少なくとも一方の前記基板上に第１配向膜を形成する工程と、
前記第１配向膜の表面に配向処理を施す工程と、
前記第１配向膜上に、感光性の配向膜形成材料を塗布して塗布膜を形成する工程と、
前記塗布膜を露光、現像処理することで前記第１配向膜上に第２配向膜をパターン形成する工程と、
を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第１配向膜と第２配向膜を積層してなる配向膜を形成した後、
前記配向膜上に液晶性高分子を含む光学異方性層形成材料を塗布し、前記第１配向膜及び第２配向膜で別々の配向規制力により前記液晶性高分子を配向させたことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項１８】
基板上に光学異方性層を形成してなる位相差板であって、
前記基板上に、第１配向膜と、該第１配向膜上にパターン形成されて前記第１配向膜と異なる方向の配向規制力を有する第２配向膜とを積層してなる配向膜が設けられており、
前記配向膜上に、当該配向膜により配向状態を規制された分子からなる光学異方性層が形成されていることを特徴とする位相差板。
【請求項１９】
前記第２配向膜が平面視ストライプ状を成して前記第１配向膜上に形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の位相差板。
【請求項２０】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の液晶装置を備えた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、液晶装置とその製造方法、位相差板、及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機をはじめとする電子機器の表示デバイスとして用いられる液晶装置は、これら電子機器の高速化、高機能化に伴いさらなる高性能化が求められている。例えば視野角の拡大や高画質化などが求められており、これらの要求を満たすため、液晶装置における偏光制御を行う位相差層の改良が検討されている。例えば特許文献１には、各色の画素毎に異なる位相差を有する位相差層を形成し、各色光毎に適切な光学補償を行えるようにする構成が記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１２２８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記特許文献１に記載の液晶装置では、画素の色種毎に異なる位相差層を形成するために、位相差層のパターニングを３回繰り返して行うことが必要であり、製造工程の複雑化、高コスト化が避けられない。また、厚さが数μｍ程度もある位相差層を高精度にパターニングするのは困難であり、画素の高精細化に対応できなくなるおそれもある。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、高精度にパターン形成された特性の異なる複数の位相差層を備え、もって高機能化、高画質化を実現した液晶装置、及びその製造方法を提供することを目的としている。また本発明は、基板上に高精度にパターン形成された特性の異なる複数の位相差層を備えた位相差板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の液晶装置は、上記課題を解決するために、互いに対向して配置された第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持してなり、少なくとも一方の前記基板の前記液晶層側に、第１配向膜と、該第１配向膜上にパターン形成されて前記第１配向膜と異なる方向の配向規制力を有する第２配向膜とを積層してなる配向膜が設けられていることを特徴とする。
このように第１配向膜上に第２配向膜をパターン形成してなる配向膜を具備していることで、前記液晶層に対して異なる配向規制力を作用させ、例えば画素の平面領域内、あるいは画素間で異なる液晶配向を呈する液晶装置を簡便に構成することができる。従来は、１画素内に配向状態の異なる液晶領域を形成する場合、配向膜に対してマスクラビング処理を施すことにより実現していたが、マスクラビングでは液晶領域の境界で液晶の配向乱れが生じやすく、またラビング布の劣化が生じやすいという問題があった。これに対して本発明では、第２配向膜をパターン形成するので、高精度に配向膜を形成することができ、配向膜境界での液晶の配向乱れも生じ難くなる。これにより、高機能化、高画質化を実現した液晶装置を実現することができる。
【０００６】
本発明の液晶装置では、前記第１配向膜が膜面の略垂直方向に液晶を配向させる垂直配向膜であり、前記第２配向膜が膜面の略水平方向に液晶を配向させる水平配向膜である構成とすることができる。あるいは、前記第１配向膜が膜面の略水平方向に液晶を配向させる水平配向膜であり、前記第２配向膜が膜面の略垂直方向に液晶を配向させる垂直配向膜である構成とすることもできる。
前記第１配向膜及び第２配向膜は、水平配向膜と垂直配向膜のいずれも用いることができる。
【０００７】
本発明の液晶装置では、前記配向膜が形成された少なくとも一方の前記基板上に、前記液晶層に電圧を印加する電極が形成され、該電極上に前記配向膜が形成されている構成とすることができる。かかる構成によれば、前記第１配向膜及び第２配向膜の配向規制力によりそれぞれ配向制御された液晶領域を有する液晶装置を簡便に構成することができる。
【０００８】
本発明の液晶装置では、当該液晶装置の１画素内に透過表示領域と反射表示領域とが区画形成されており、前記透過表示領域に対応して前記水平配向膜である第１配向膜が配置される一方、前記反射表示領域に対応して前記垂直配向膜である第２配向膜が配置されている構成とすることもできる。このような構成とすることで、透過表示領域と反射表示領域とで動作モードの異なる液晶領域を容易に形成することができる。
【０００９】
本発明の液晶装置では、前記透過表示領域の液晶層が動作時にベンド配向を呈するＯＣＢモードの液晶層であり、前記反射表示領域の液晶層が前記第２配向膜側で垂直配向を呈し、他方の前記基板側で水平配向を呈するＲ−ＯＣＢモードの液晶層である構成とすることもできる。このような構成とすることで、ＯＣＢモードの半透過反射型液晶装置を容易に構成することができる。特に、ＯＣＢモードの液晶層では電圧を印加しない状態でスプレイ配向を呈し、動作初期に電圧印加によってベンド配向への配向転移動作を行う必要があるが、本構成では反射表示領域にベンド配向に近い液晶分子配列を有するハイブリッド配向の液晶領域が形成されているので、上記初期配向転移を円滑に行うことができる。
【００１０】
本発明の液晶装置では、前記液晶層が負の誘電率異方性を有する液晶を含む構成であってもよい。すなわち、本発明の液晶装置は、垂直配向モードの液晶層を備えた広視角の液晶装置とすることができる。
【００１１】
本発明の液晶装置では、前記第１基板又は第２基板上に、第１電極と、該第１電極との間に前記液晶層に印加する電界を生じさせる第２電極とが設けられている構成とすることもできる。この構成によれば、概略基板面方向の電界により液晶を駆動して表示を行う液晶装置とすることができる。
【００１２】
本発明の液晶装置では、前記反射表示領域に対応して、該反射表示領域の液晶層厚を前記透過表示領域の液晶層厚より薄くする液晶層厚調整層が形成されている構成とすることもできる。すなわち本発明の液晶装置は、いわゆるマルチギャップ構造を具備した半透過反射型の液晶装置であってもよい。
【００１３】
本発明の液晶装置では、前記配向膜上に、当該配向膜により配向制御された分子からなる光学異方性層が形成されている構成とすることもできる。このような構成とすることで、基板内面で別々の配向規制力により液晶性高分子を配向させることができる。
【００１４】
本発明の液晶装置では、前記光学異方性層が、液晶性高分子材料を含んでいる構成とすることが好ましい。このような構成とすれば、前記液晶性高分子を配向膜の配向規制力によって配向制御することで、所望の光学異方特性を容易に得ることができる。
【００１５】
本発明の液晶装置では、当該液晶装置の１画素内に透過表示領域と反射表示領域とが区画形成されており、前記透過表示領域に対応して前記第１配向膜が配置される一方、前記反射表示領域に対応して前記第２配向膜が配置されている構成であってもよい。このような構成とすることで、透過表示領域と反射表示領域の各々で液晶パネル内を通過する光の位相差制御を行えるようになり、透過表示と反射表示の双方で高コントラストの表示を得られる半透過反射型の液晶装置とすることができる。
【００１６】
本発明の液晶装置では、当該液晶装置の１画素内に前記第１配向膜及び第２配向膜のいずれかが選択的に配置されている構成とすることができる。このような構成とすることで、画素毎に異なる光学異方性層を形成することができるので、例えば特定の画素についてのみ光学補償を行うといったことも容易に実現できる。
【００１７】
本発明の液晶装置では、２以上の異なる色種の色材層が当該液晶装置の各画素に対応して設けられており、前記第１配向膜及び第２配向膜が、前記色材層の色種に対応して配置されている構成とすることもできる。このような構成とすれば、例えば、特定の色種の色材層が設けられた画素についてのみ選択的に光学補償機能を付与することができる。
【００１８】
本発明の液晶装置の製造方法は、互いに対向して配置された第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、少なくとも一方の前記基板上に第１配向膜を形成する工程と、前記第１配向膜上に、感光性の配向膜形成材料を塗布して塗布膜を形成する工程と、前記塗布膜を露光、現像処理することで前記第１配向膜上に第２配向膜をパターン形成する工程と、前記第２配向膜の表面に配向処理を施す工程と、を有することを特徴とする。この製造方法によれば、前記基板上に第１配向膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて第２配向膜をパターン形成するので、極めて高精度に第１配向膜と第２配向膜の平面パターンを形成することができる。従って、第１配向膜と第２配向膜とを同一画素内に形成する場合にも容易に対応することができる。また、高精度に形成された第１配向膜と第２配向膜との境界領域においては、配向規制力の乱れや低下も生じないため、ディスクリネーションの発生によるコントラスト低下や開口率の低下を効果的に防止し得る高画質の液晶装置を製造することができる。
【００１９】
本発明の液晶装置の製造方法は、互いに対向して配置された第１基板と第２基板との間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、少なくとも一方の前記基板上に第１配向膜を形成する工程と、前記第１配向膜の表面に配向処理を施す工程と、前記第１配向膜上に、感光性の配向膜形成材料を塗布して塗布膜を形成する工程と、前記塗布膜を露光、現像処理することで前記第１配向膜上に第２配向膜をパターン形成する工程と、を有することを特徴とする。このような製造方法とすれば、極めて容易に第１配向膜の配向処理と第２配向膜の配向処理とを異ならせることができ、配向規制力の態様の異なる配向膜を高精度に基板上に形成することができる。
【００２０】
本発明の液晶装置の製造方法では、前記第１配向膜と第２配向膜を積層してなる配向膜を形成した後、前記配向膜上に液晶性高分子を含む光学異方性層形成材料を塗布し、前記第１配向膜及び第２配向膜の別々の配向規制力により前記液晶性高分子を配向させたこともできる。
【００２１】
本発明の位相差板は、基板上に光学異方性層を形成してなる位相差板であって、前記基板上に、第１配向膜と、該第１配向膜上にパターン形成されて前記第１配向膜と異なる方向の配向規制力を有する第２配向膜とを積層してなる配向膜が設けられており、前記配向膜上に、当該配向膜により配向状態を規制された分子からなる光学異方性層が形成されていることを特徴とする。このような構成とすることで、部位により異なる光学異方性を有する位相差板を容易に製造することができる。特に本発明によれば、第１配向膜と第２配向膜とを極めて高精度にパターン形成することができるので、その配向膜上に形成した光学異方性層の構造も高精度に制御することができ、光学特性に優れ、安価に製造可能な位相差板となる。
また本発明の位相差板では、前記第２配向膜が平面視ストライプ状を成して前記第１配向膜上に形成されている構成とすることもできる。
【００２２】
本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。このような構成とすることで、高機能かつ高画質の表示部を具備した電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、以下で参照する各図においては、図面を見易くするために各部の大きさの比率等を適宜変更して表示している。
また、本明細書において、液晶装置の各構成部材における液晶層側を内側と称し、その反対側を外側と称することとする。また、画像表示の最小単位を構成する表示要素を「サブ画素」と称し、各色カラーフィルタを備えた複数のサブ画素の集合を「画素」と称することとする。さらに、１つのサブ画素の形成領域の内部において、液晶装置の表示面側から入射する光を利用する表示領域を「反射表示領域」と称し、液晶装置の背面側（前記表示面と反対側）から入射する光を利用する表示領域を「透過表示領域」と称する。
【００２４】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態である位相差板とその製造方法について、図１を参照して説明する。
本発明に係る位相差板１５０は、図１に示すように、ガラスやプラスチック等の透光性の基板本体１５０Ａと、基板本体１５０Ａ上に形成された平面ベタ状の第１配向膜１５１と、第１配向膜１５１上に積層形成された平面視略ストライプ状の第２配向膜１５２と、第１配向膜１５１及び第２配向膜１５２を覆って形成された位相差層１５５とを備えて構成されている。本実施形態の場合、下層側の第１配向膜１５１は液晶を膜面に対して略垂直方向に配向させる垂直配向膜であり、上層側の第２配向膜１５２は液晶を膜面に対して略水平方向に配向させる水平配向膜である。
なお、位相差層１５５を保護するために、アクリル樹脂等からなる保護層を位相差層１５５の表面にさらに形成してもよい。
【００２５】
位相差層１５５は、例えば液晶性高分子からなるものとされ、図１に示すように、基板本体１５０Ａ上にストライプ状にパターン配置された第１配向膜１５１及び第２配向膜１５２の配向規制力によって、部位により異なる位相差を有する位相差層を構成している。すなわち、垂直配向膜である第１配向膜１５１が露出された領域に配された第１配向領域１５５ａにおいては、位相差層を構成する液晶性高分子の配向方向１５６ａは基板本体１５０Ａの法線方向に平行であり、水平配向膜である第２配向膜１５２が露出された領域に配された第２配向領域１５５ｂにおいては、位相差層を構成する液晶性高分子の配向方向１５６ｂは第２配向膜１５２のラビング方向に沿った面内方向である。
【００２６】
上記構成を備えた本実施形態の位相差板１５０は、液晶性高分子が垂直配向してなる第１配向領域１５５ａでは透過光に対してほとんど位相差を付与しない。その一方で、液晶性高分子が水平配向している第２配向領域１５５ｂでは、透過光の偏光状態に応じて所望の位相差を付与することができるものとなっている。本実施形態の位相差板１５０は、液晶装置を構成する基板として、あるいは３Ｄ表示や２画面表示が可能な液晶装置の位相差板として好適に用いることができるものである。
【００２７】
図２は、図１に示す位相差板１５０の製造方法を説明するための概略工程図である。
図２（ａ）に示すように、位相差板１５０を製造するには、ガラスやプラスチック等からなる基板本体１５０Ａを用意し、その一面側に、第１配向膜１５１と第２配向膜１５２とを積層形成する。本実施形態の場合、第１配向膜１５１を形成するための液体材料（ポリイミド等の垂直配向膜形成材料）を、スピンコート法等によって基板本体１５０Ａ表面に塗布し、かかる塗膜を加熱焼成して硬化させることで第１配向膜１５１を形成する。その後、第１配向膜１５１上に、第２配向膜１５２を形成するための液体材料（感光性ポリイミド等の水平配向膜形成材料）を塗布して塗膜を形成し、かかる塗膜を露光、現像、及び焼成処理することで、図２（ｂ）に示すように平面視ストライプ状にパターニングされた第２配向膜１５２を得る。なお、第２配向膜１５２を形成するに際してのパターニング方法は、上記した感光性材料を用いる方法に限定されるものではない。
【００２８】
次に、図２（ｃ）に示すように、基板本体１５０Ａ上の第１配向膜１５１及び第２配向膜１５２の表面に対して、矢印１５６ｂで示す方向のラビング処理を施し、水平配向膜である第２配向膜１５２に、矢印１５６ｂ方向（ＸＹ面方向）の配向規制力を付与する。このラビング工程では垂直配向膜である第１配向膜１５１と水平配向膜である第２配向膜１５２とを一括してラビング処理するが、水平配向膜と同一の条件で垂直配向膜をラビング処理しても、ほとんど効果はなく、垂直配向膜による配向方向が変化することはない。
【００２９】
次に、図２（ｄ）に示すように、第１配向膜１５１及び第２配向膜１５２を覆うように、重合性液晶性高分子を含む位相差層形成材料を基板本体１５０Ａ上に塗布する。すると、前記形成材料に含まれる液晶性高分子は第１配向膜１５１及び第２配向膜１５２の配向規制力により所定の方向に配向する。そして、位相差層形成材料の塗膜に対し露光、焼成処理を施すことで、図示のように第１配向膜１５１の形成領域に液晶性高分子が矢印１５６ａ方向に配向（垂直配向）した第１配向領域１５５ａが形成され、第２配向膜１５２の形成領域には液晶性高分子が矢印１５６ｂ方向に配向（水平配向）した第２配向領域１５５ｂが形成される。以上の工程により、図１に示した同一基板内に別々の光学特性を具備した位相差板１５０を製造することができる。
【００３０】
上記位相差層１５５は、液晶性高分子溶液をスピンコート法（例えば回転数７００ｒｐｍで３０秒）により塗布する方法で形成することができる。ここで用いる液晶性高分子は、例えばＰＬＣ−７０２３（商品名、旭電化工業（株）製）の８％溶液であり、溶媒はシクロヘキサノンとメチルエチルケトンの混合液、アイソトロピック転移温度が１７０℃、屈折率異方性Δｎが０．２１のものである。形成した液晶性高分子層は、プレベイクを８０℃で１分間行い、さらに液晶性高分子のアイソトロピック転移温度（１７０℃）以上となる１８０℃で３０分間加熱した後、徐々に冷却することで配向膜によって液晶性高分子を配向させることができる。
【００３１】
あるいは、位相差層１５５は、液晶性モノマーであるＵＶキュアラブル液晶ＵＣＬ−００８−Ｋ１（商品名、大日本インキ化学工業（株）製）の溶液を、スピンコート法（例えば回転数７００ｒｐｍで３０秒）により塗布する方法で形成することもできる。ここで用いる液晶性モノマー溶液は、例えば、Ｎメチル−２ピロリジノンとγ−ブチロラクトンの混合溶媒に２５％に希釈したものであり、アイソトロピック転移温度が６９℃、屈折率異方性Δｎが０．２０である。配向膜上に塗布した液晶性モノマーは、６０℃で５分間乾燥させ、アイソトロピック転移温度（６９℃）以上となる９０℃で５分間加熱した後、徐々に冷却することで配向させることができる。その後、露光処理（例えば露光強度が３０００ｍＪ／ｃｍ２）を施すことで液晶性モノマーを光重合させることで、液晶性モノマー重合体からなる位相差層１５５を形成することができる。
【００３２】
なお、位相差層１５５上に保護層を形成する場合、例えば、アクリル系感光性樹脂ＮＮ−５２５（商品名、ＪＳＲ（株）製）をスピンコート法（例えば回転数７００ｒｐｍで３０秒）で塗布する。その後、保護層のプレベイクを８０℃で３分間行った後、露光処理を露光強度２０００ｍＪ／ｃｍ２程度で行うことで保護層を形成することができる。なお、保護層は必ずしも感光性樹脂を用いて形成する必要はないが、感光性樹脂を用いることで保護層の選択的な形成が可能となり利便である。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態の位相差板１５０では、基板本体１５０Ａ上に配向規制方向の異なる領域を区画形成した配向膜上に液晶性高分子を含む位相差層形成材料を塗布することで、部位により異なる光学特性を有する位相差層１５５を形成しているので、液晶性高分子からなる位相差層をパターニングする方法に比して安定した特性の位相差層を簡便な工程で形成することができる。また、厚さ数μｍ程度もある位相差層を選択的に形成する場合のように基板表面に段差が生じることもなく、液晶装置等への適用が容易になるという利点もある。
【００３４】
液晶装置の分野においては、基板面内で液晶の配向方向を分割することで、視野角の改善、反射モードと透過モードでの表示品質の両立を可能とする、いわゆるマルチラビング技術が知られている。従来のマルチラビングの方法では、基板上に形成した配向膜上にレジスト等のマスク材をパターン形成し、かかるマスク材を介したマスクラビング法を用いるのが一般的であったが、この方法にはラビング方向の異なる領域の境界で液晶の配向乱れが大きくなるという問題や、ラビング布が劣化しやすいという問題があった。また、配向膜を基板上にパターン形成し、配向膜の有無により配向規制力に差異を設ける方法も知られているが、配向膜を設けない領域における配向制御ができないため、当該非形成領域にも配向規制力が生じていると、液晶が意図しない配向状態を呈するという問題がある。
これに対して本実施形態では、基板本体１５０Ａ上に平面ベタ状に形成した第１配向膜１５１上に第２配向膜１５２をパターン形成する方法を用いて、基板表面に配向方向の異なる領域を形成しているので、マスクラビング法のようなラビング布の劣化や配向分割境界における配向乱れの発生を効果的に抑えることができる。また、位相差層１５５の全域で液晶が適切に配向制御されているので、透過光に対してほとんど位相差を生じさせない第１配向領域（垂直配向領域）１５５ａについても、不要な位相差が生じるのを効果的に防止し、光学特性に優れた位相差板となっている。
【００３５】
なお、上記実施の形態では、垂直配向膜上に水平配向膜をパターン形成し、その後ラビング処理する工程により位相差板１５０を製造する場合について説明したが、本発明に係る位相差板としては、水平配向膜上に垂直配向膜がパターン形成されている構成であってもよく、この場合にも同等の光学特性を具備した位相差板を得ることができる。このように下層側に水平配向膜を配置する場合、基板本体１５０Ａ上に水平配向膜と垂直配向膜を積層形成し、垂直配向膜をパターニングした後でラビング処理を施す製造方法のほか、基板本体１５０Ａ上に水平配向膜を平面ベタ状に形成した後、当該水平配向膜にラビング処理を施し、その後に垂直配向膜をパターン形成する製造方法も採用できる。ラビング処理の目的物は水平配向膜であるため、垂直配向膜をパターン形成した後でラビング処理を施すよりも、垂直配向膜の形成前にラビング処理を施しておく方がラビング処理の均一性や歩留まりの点で有利である。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態である液晶装置２００について図３から図７を参照して説明する。
図３は、液晶装置２００の等価回路図である。図４は、液晶装置２００の任意の画素の平面構成を示す図である。図５は、図４のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図、図６は、図４のＢ−Ｂ’線に沿う断面構成図である。
【００３７】
液晶装置２００は、図３に示すように、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode；以下「ＴＦＤ」という。）素子１３を備えたアクティブマトリクス型の液晶装置である。また図５に示すように、観察者側に配置された素子基板１０と、光源側に配置された対向基板２０と、素子基板１０及び対向基板２０に挟持された液晶層５０と、対向基板２０側に設けられ素子基板１０側から入射した光を反射する反射層２７と、反射層２７の形成領域に対応する反射表示領域における液晶層５０の厚さを、反射層２７の外側の表示領域（透過表示領域）における液晶層５０の厚さよりも小さくするための液晶層厚調整層２４とを有する、半透過反射型の液晶装置である。
【００３８】
図３は、ＴＦＤ素子を用いた液晶装置の等価回路図である。この液晶装置２００には、第１駆動回路１０１により駆動される複数のデータ線９と、第２信号駆動回路１０４により駆動される複数の走査線８とが格子状に配置されている。走査線８とデータ線９との交点に対応してＴＦＤ素子１３と液晶表示要素（液晶層）５０とが配置されている。各ＴＦＤ素子１３及び各液晶層５０は、各走査線８と各データ線９との間に直列接続されている。ＴＦＤ素子１３と液晶表示要素５０とは入れ替えて配置することもできる。
【００３９】
図４に示す画素の平面構造は、液晶装置２００を素子基板１０側から観察した構成を示している。本実施形態の液晶装置２００では、マトリクス状に配列された平面視矩形状の画素電極１５の形成領域に対応してサブ画素が形成されている。各サブ画素には、図示Ｙ軸方向に延びる帯状に形成されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂのうち１つが配置されており、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のカラーフィルタをそれぞれ備えた３つのサブ画素が１つの画素を構成している。
【００４０】
各サブ画素に設けられた画素電極１５にはＴＦＤ素子１３が電気的に接続されており、ＴＦＤ素子１３と電気的に接続された走査線８がサブ画素の長辺端に沿ってＹ軸方向に延びている。また、画素電極１５の一部と平面的に重なる位置に反射層２９が形成されており、当該反射層２９の形成領域がサブ画素における反射表示領域Ｒを構成している。そして、反射層２９の外側の画素電極１５の形成領域が当該サブ画素における透過表示領域Ｔを構成している。
【００４１】
図示Ｘ軸方向に配列された複数のサブ画素に跨って帯状の共通電極２５が形成されており、共通電極２５と平行に配置され、複数のサブ画素に跨るようにして第１配向膜１６１と第２配向膜１６２とが形成されている。本実施形態の場合、第１配向膜１６１は液晶を膜面に略水平に配向させる水平配向膜であり、第２配向膜１６２は液晶を膜面に垂直に配向させる垂直配向膜である。各サブ画素において、第１配向膜１６１は透過表示領域Ｔに配置されており、第２配向膜１６２は反射表示領域Ｒに配置されている。
なお、図４では第１配向膜１６１、第２配向膜１６２はいずれもＸ軸方向に延びる帯状であるように示されているが、実際には、図２（ｂ）に示した配向膜１５１，１５２と同様に、基板上に平面ベタ状に第１配向膜１６１が形成されており、この第１配向膜１６１上に帯状の第２配向膜１６２が形成された構造である。
【００４２】
次に、図５及び図６に示す断面構造をみると、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されており、さらに対向基板２０の外側には、光源、リフレクタ、導光板などを有するバックライト（照明手段）６０が設置されている。
素子基板１０は、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体１１を備えている。基板本体１１の内側（図示下側）には、走査線８と電気的に接続されたＴＦＤ素子１３が形成されており、これらを覆ってシリコン酸化物、シリコン窒化物、樹脂材料等からなる層間絶縁膜１２が形成されている。層間絶縁膜１２上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料からなる画素電極１５が形成されており、画素電極１５の一部が層間絶縁膜１２に貫設されたコンタクトホール１２ａ内に一部埋設されて、画素電極１５とＴＦＤ素子１３とを電気的に接続している。画素電極１５を覆ってポリイミド等からなる配向膜１９が形成されている。この配向膜１９は液晶を膜面に対し略水平方向に配向させる水平配向膜である。
【００４３】
ＴＦＤ素子１３は、タンタル等からなる島状の第１導電膜３０と、第１導電膜３０の表面に形成されたタンタル酸化膜等からなる素子絶縁膜３０ａと、素子絶縁膜３０ａを介して第１導電膜３０と対向するクロム等からなる第２導電膜３１，３２とを備えたＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）素子である。第２導電膜３１は、図３に示したように走査線８を分岐してなるものである。このＴＦＤ素子１３は、第１導電膜３０に対して第２導電膜３１，３２がそれぞれ対向する位置に素子が形成されたBack-to-Back構造のＴＦＤ素子となっている。
【００４４】
一方、対向基板２０は、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体２１を備えている。基板本体２１の内側（図示上側）には、表面に凹凸が形成された樹脂膜２７ａが部分的に形成されており、樹脂膜２７ａの表面を覆うようにしてアルミニウムや銀等の光反射性の金属材料からなる反射層２７が形成されている。反射層２７は、樹脂膜２７ａ表面の凹凸に倣う凹凸を表面に有し、液晶層５０側から入射する光を散乱反射可能とされた散乱反射層となっている。
【００４５】
反射層２７表面を含む基板本体２１上には、異なる色光を透過する複数のカラーフィルタ２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒを備えたＣＦ層２２が形成されている。ＣＦ層２２には、図６に示すように、素子基板１０側の走査線８と対向する位置にブラックマトリクス２２ＢＭが形成されている。またＣＦ層２２は、素子基板１０側に形成してもよい。
【００４６】
カラーフィルタ２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、サブ画素の領域内で色度の異なる２種類の領域に区画されている構成とすることが好ましい。具体例を挙げると、透過表示領域Ｔの平面領域に対応して第１の色材領域が設けられ、反射表示領域Ｒの平面領域に対応して第２の色材領域が設けられており、第１の色材領域の色度が、第２の色材領域の色度より大きいものとされている構成を採用できる。また、反射表示領域Ｒの一部に非着色領域を設ける構成としてもよい。このような構成とすることで、カラーフィルタを表示光が１回のみ透過する透過表示領域Ｔと、２回透過する反射表示領域Ｒとの間で表示光の色度が異なるのを防止でき、反射表示と透過表示の見映えを揃えて表示品質を向上させることができる。
【００４７】
ＣＦ層２２を覆って樹脂材料等からなる平坦化膜２３が形成されており、平坦化膜２３上には、樹脂材料等からなる液晶層厚調整層２４が部分的に形成されている。そして、平坦化膜２３と液晶層厚調整層２４とに跨るようにして共通電極２５が形成されている。共通電極２５は、上述したデータ線として機能するものであり、前記素子基板１０の走査線８と交差する方向に延在している。共通電極２５を覆ってポリイミド等からなる第１配向膜１６１（水平配向膜）が形成されており、第１配向膜１６１上の領域のうち、液晶層厚調整層２４上の領域にポリイミド等からなる第２配向膜１６２（垂直配向膜）が形成されている。
なお、対向基板２０の共通電極２５を走査線として機能させ、素子基板１０の走査線８をデータ線として機能させてもよい。
【００４８】
素子基板１０の配向膜１９と、対向基板２０の第１配向膜１６１とについては、液晶層５０の厚さ方向の中央に対して液晶分子の配向が上下対称となるように、パララビング処理が施されている。そして、図５に示す素子基板１０及び対向基板２０の周縁部がシール材（不図示）によって貼り合わされ、そのシール材の内側に液晶層５０が封入されている。本実施形態では、透過表示領域Ｔについては水平配向膜が形成されて液晶層５０がＯＣＢモードで動作し、反射表示領域Ｒについては水平配向膜と垂直配向膜とに挟持された液晶層５０がＲ−ＯＣＢモードで動作するものとなっている。
【００４９】
反射層２７の形成領域に対応するＣＦ層２２の表面に設けられた液晶層厚調整層２４によりマルチギャップ構造が形成されている。半透過反射型の液晶装置では、反射表示領域Ｒへの入射光は液晶層５０を２回透過するが、透過表示領域Ｔへの入射光は液晶層５０を１回しか透過しないため、液晶層５０の層厚が反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで同一であると、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの間で液晶層５０のリタデーションが異なることとなり、光透過率に差異を生じて均一な画像表示が得られなくなる。そこで液晶層厚調整層２４を設けることにより、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の層厚（例えば２μｍ程度）を、透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の層厚（例えば４μｍ程度）の半分程度に設定することができ、反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔにおける液晶層５０のリタデーションが略同一に設定することができる。これにより、反射表示領域Ｒ及び透過表示領域Ｔにおいて均一な画像表示を得ることができるようになっている。
【００５０】
なお、上記液晶層厚調整層２４に起因して、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界領域に傾斜部１７が形成されており、かかる傾斜部１７では液晶層５０の層厚が連続的に変化している。一般に傾斜部１７では、液晶分子の配向状態が乱れやすく、表示品質が低下しやすい。本実施形態の液晶装置２００では、反射表示を重視するべく傾斜部１７を透過表示領域Ｔに配置し、反射表示の品質を確保することとしている。
【００５１】
液晶層厚調整層２４の構成材料として、アクリル樹脂等の電気絶縁性及び感光性を有する材料を採用することが望ましい。感光性材料を採用することにより、フォトリソグラフィを用いたパターニングが可能になり、液晶層厚調整層２４を精度よく形成することができる。液晶層厚調整層２４は、素子基板１０に設けてもよく、また素子基板１０及び対向基板２０の両方に設けてもよい。
【００５２】
図５に符号５１を付して液晶分子を示すように、液晶装置２００の液晶層５０は、透過表示領域Ｔにおいて動作時に液晶分子５１が弓なりに曲がった状態に配向するベンド配向を呈する。かかるベンド配向を呈する領域は、液晶層５０に作用する電界が所定値以下であるときには液晶分子５１がスプレイ状に開いたスプレイ配向状態となっており、動作初期の電圧印加によりベンド配向に移行させ、ベンド配向の曲がりの度合いで透過率を変調することにより、表示動作の高速応答性を実現しうるようになっている。
【００５３】
一方、反射表示領域Ｒでは、素子基板１０と対向基板との間で液晶分子５１の配向状態が水平配向から連続的に垂直配向に変化するハイブリッド配向（Hybrid-Aligned Nematic；ＨＡＮ）となっている。これにより、反射表示領域Ｒの液晶層５０はＲ−ＯＣＢモードで動作する。Ｒ−ＯＣＢモードの配向状態は、ＯＣＢモードにおけるベンド配向の上半部に相当するので、ベンド配向の曲がりの度合いで透過率を変調することにより、表示動作の高速応答性を実現することができる。しかもＯＣＢモードとは異なり、初期転移動作を経ることなく表示動作に入ることができる。
【００５４】
一対の基板１０，２０の外側には、それぞれ偏光板３６，３７が設けられている。これらの偏光板３６，３７は、特定方向に振動する直線偏光のみを透過させるものである。偏光板３６の透過軸及び偏光板３７の透過軸は、相互に略直交するように配置されるとともに、配向膜１９，２９のラビング方向と平面視で略４５°で交差するように配置されている。
【００５５】
なお、偏光板３６及び偏光板３７の内側に、必要に応じて位相差板を配置してもよい。かかる位相差板として、可視光の波長に対して略１／４波長の位相差を持つλ／４板を使用すれば、偏光板３６，３７とともに円偏光板を構成することができる。またλ／２板及びλ／４板を組み合わせて使用すれば、広帯域円偏光板を構成することができる。
【００５６】
さらに、偏光板３６及び／又は偏光板３７の内側に、必要に応じて光学補償フィルムを配置してもよい。光学補償フィルムを配置することにより、液晶装置を正面視ないし斜視した場合の液晶層の位相差を補償することが可能になり、光漏れを減少させてコントラストを増加させることができる。光学補償フィルムとして、屈折率異方性が負のディスコティック液晶分子等をハイブリッド配向させてなる負の一軸性媒体（例えば、富士写真フィルム製のＷＶフィルム）を使用することが可能である。また、屈折率異方性が正のネマチック液晶分子等をハイブリッド配向させてなる正の一軸性媒体（例えば、日本石油製のＮＨフィルム）を使用することも可能である。さらに、負の一軸性媒体と正の一軸性媒体とを組み合わせて使用することも可能である。その他、各方向の屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚとなる二軸性媒体や、負のＣプレート等を使用してもよい。
【００５７】
上記構成を備えた本実施形態の液晶装置２００では、対向基板２０の内側の配向膜に、先の第１実施形態に係る配向膜と同様の積層構造を採用することでサブ画素内に配向状態の異なる液晶領域を形成している。このように反射表示領域Ｒに、ベンド配向に類似する配向のハイブリッド配向の液晶領域を形成しておくことで、透過表示領域Ｔにおけるスプレイ配向からベンド配向への初期配向転移を円滑に行わせることができ、サブ画素内の液晶配向を均一化して表示の均一性を高めることができる。このような構成を実現するためには、狭小なサブ画素領域内に正確に配向膜を形成する必要があるが、従来のマスクラビング法ではラビング方向の異なる領域の境界で配向制御が不十分になり、境界領域に大きなディスクリネーションが発生してコントラストないし表示輝度の低下、及びマスクの段差に起因するラビング布の劣化が問題となっていたが、本発明に係る配向膜の形成工程を採用することで、境界領域においても良好な配向制御性が得られ、またラビング布への負荷も小さくなるため、高画質の液晶装置を歩留まりよく製造可能になる。
【００５８】
液晶装置２００を製造するには、特に対向基板２０の製造工程で、図２に示した配向膜形成工程を適用する。すなわち、基板本体２１上に反射層２７、ＣＦ層２２、平坦化膜２３、液晶層厚調整層２４を順次形成した後、例えばポリイミドを用いて水平配向膜である第１配向膜１６１を基板本体２１上に平面ベタ状に形成する。その後、例えば感光性ポリイミドを第１配向膜１６１上に塗布し、この塗膜を露光、現像処理することで、垂直配向膜である第２配向膜１６２を反射層２７の形成領域に選択的に形成する。その後、第１配向膜１６１と第２配向膜１６２に一括してラビング処理を施すことで、水平配向膜である第１配向膜１６１に対して所定の平面方向の配向規制力を付与する。このようにして作製した対向基板２０を、別途作製した素子基板１０とシール材を介して貼り合わせることで、液晶装置２００が得られる。
【００５９】
上記した製造方法では、第１配向膜１６１と第２配向膜１６２とを形成した後にラビング処理を施すこととしているが、水平配向膜が下層側に配される本実施形態の配向膜の構成では、基板本体２１上に平面ベタ状に形成した第１配向膜１６１にラビング処理を施した後、かかる第１配向膜１６１上に感光性ポリイミドを塗布して第２配向膜１６２を形成してもよい。このような製造方法とすれば、第１配向膜１６１と第２配向膜１６２との境界段差がない状態でラビング処理を行うので、第１配向膜１６１と第２配向膜１６２との境界でラビング不良が生じ難くなる。
【００６０】
なお、上記実施形態では、透過表示領域ＴにおいてＯＣＢモードで動作し、反射表示領域ＲにおいてＲ−ＯＣＢモードで動作する液晶層５０を備えた液晶装置２００について説明したが、本発明の技術範囲はかかる構成に限定されるものではない。すなわち、透過表示領域Ｔにおける液晶層の動作モードはＯＣＢモードに限られず、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード等であってもよい。
【００６１】
また例えば、サブ画素の全域に水平配向膜からなる第１配向膜を形成してＯＣＢモードで動作する液晶層とし、表示領域の外側に垂直配向膜からなる第２配向膜を選択的に形成した構成とすることもできる。この場合、表示領域の外側に液晶分子が垂直配向した液晶領域が形成されることとなる。そして、このような垂直配向の液晶分子は、ベンド配向における液晶層の層厚方向中央部に配置された液晶分子と類似の配向状態であるため、ＯＣＢモードの液晶層における初期配向転移に際して、表示領域外で垂直配向した液晶分子が初期配向転移のきっかけとなり、スプレイ配向からベンド配向への配向転移が円滑にかつ迅速に、さらにはサブ画素全域で均一に行われるようになる。また、このようにサブ画素の表示領域内外で性状の異なる配向膜を形成する技術は、ＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モードの液晶装置にも適用できるのは勿論である。
【００６２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態である液晶装置３００について、図７から図１０を参照しつつ説明する。図７は、本実施形態の液晶装置の等価回路図である。図８は、液晶装置３００における１画素の平面構成図である。図９は、図８のＤ−Ｄ’線に沿う断面構成図である。図１０は、図８のＥ−Ｅ’線に沿う断面構成図である。
本実施形態の液晶装置３００は、液晶に対し略基板面方向の電界を印加して配向を制御することにより画像表示を行う方式のうち、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式と呼ばれる方式を採用した液晶装置である。また、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶装置であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のサブ画素で１個の画素を構成するものとなっている。
【００６３】
図７に示すように、液晶装置３００の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数のサブ画素領域には、それぞれ画素電極８９と画素電極８９をスイッチング制御するためのＴＦＴ８０とが形成されており、図示左右方向に延びるデータ線６ａがＴＦＴ８０のソースと電気的に接続されている。データ線６ａからは画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが各画素に供給される。画像信号Ｓ１〜Ｓｎはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。ＴＦＴ８０のゲートには、図示上下方向に延びる走査線３ａが電気的に接続されており、走査線３ａは所定のタイミングでにパルス的に供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを線順次でＴＦＴ８０のゲートに供給するようになっている。画素電極８９は、ＴＦＴ８０のドレインに電気的に接続されている。そして、スイッチング素子であるＴＦＴ８０が走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで画素電極８９に書き込まれるようになっている。
【００６４】
画素電極８９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極８９と液晶を介して対向する共通電極との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極８９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付与されている。蓄積容量７０はＴＦＴ８０のドレインと容量線３ｂとの間に介挿されている。
【００６５】
次に、図８から図１０を参照して液晶装置３００の詳細な構成について説明する。液晶装置３００は、図９に示すように素子基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０との間に液晶層５０を挟持した構成を備えており、液晶層５０は、素子基板１０と対向基板２０とが対向する領域の縁端に沿って設けられた図示略のシール材によって基板１０，２０間に封止されている。素子基板１０の外面側、及び対向基板２０の外面側には、それぞれ偏光板３６，３７が設けられている。対向基板２０の外面側には、偏光板３７のほか、位相差板その他の光学素子を設けることもできる。素子基板１０の背面側（図示下面側）には、バックライト（照明装置）６０が配設されている。
【００６６】
図８に示すように、液晶装置３００における各サブ画素の平面領域には、平面視略梯子状を成すＹ軸方向に長手の画素電極（第１電極）８９と、画素電極８９と平面的に重なって配置された平面略ベタ状の共通電極（第２電極）９９とが設けられている。サブ画素領域の図示左上の角部には、素子基板１０と対向基板２０とを所定間隔で離間した状態に保持するための柱状スペーサ９０が立設されている。
画素電極８９は、概略Ｘ軸方向に延びる複数本（図示では１５本）の帯状電極８９ｃと、これらの帯状電極８９ｃの両端部と接続された平面視略矩形枠状の枠体部８９ａとを備えて構成されており、前記複数の帯状電極８９ｃは、互いに平行に均等な間隔でＹ軸方向に配列されている。
【００６７】
共通電極９９は、図８に示す画素の領域内で平面ベタ状であり、この共通電極９９とサブ画素内で一部平面的に重なる位置に、Ｘ軸方向に延びる帯状の反射層７９が形成されている。本実施形態の液晶装置３００は、図８に示す１つのサブ画素領域のうち、反射層７９の形成領域と画素電極８９を内包する平面領域とが重なる領域が、対向基板２０の外側から入射して液晶層５０を透過する光を反射、変調して表示を行う反射表示領域Ｒとなっている。また、反射層７９が形成されない領域であって、共通電極９９の形成領域と画素電極８９を内包する領域とが重なる領域が、バックライト６０から入射して液晶層５０を透過する光を変調して表示を行う透過表示領域Ｔとなっている。
【００６８】
本実施形態の場合、共通電極９９はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料からなる導電膜であり、反射層７９は、アルミニウムや銀等の光反射性の金属膜からなる反射層である。また、上記反射層７９は、多数のサブ画素を平面視マトリクス状に配列した画像表示領域全体では、Ｘ軸方向に延びる帯状であり、Ｙ軸方向に関しては、反射層７９の形成領域と非形成領域とが交互に配列された構成となっている。
【００６９】
図８に示すサブ画素領域には、Ｘ軸方向に延びるデータ線６ａと、Ｙ軸方向に延びる走査線３ａと、走査線３ａに隣接して走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂとが形成されている。データ線６ａと走査線３ａとの交差部の近傍にＴＦＴ８０が設けられている。ＴＦＴ８０は走査線３ａの平面領域内に部分的に形成されたアモルファスシリコンからなる半導体層８５と、半導体層８５と一部平面的に重なって形成されたソース電極６ｂ、及びドレイン電極８２とを備えている。走査線３ａは半導体層８５と平面的に重なる位置でＴＦＴ８０のゲート電極として機能する。
【００７０】
ＴＦＴ８０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層８５に延びる平面視略逆Ｌ形に形成されており、ドレイン電極８２は、−Ｙ側に延びる端部にて平面視略矩形状の容量電極８１と電気的に接続されている。容量電極８１上には、画素電極８９がサブ画素の中央部側から延びて配置されており、両者が平面的に重なる位置には画素コンタクトホール９５が設けられている。そして前記画素コンタクトホール９５を介して容量電極８１と画素電極８９とが電気的に接続されている。
また容量電極８１は、容量線３ｂの平面領域内に配置されており、厚さ方向で対向する容量電極８１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量７０が形成されている。
【００７１】
図９に示す断面構造をみると、互いに対向して配置された素子基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。素子基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、走査線３ａ及び容量線３ｂが形成されており、走査線３ａ及び容量線３ｂを覆って、酸化シリコン等の透明絶縁膜からなるゲート絶縁膜７１が形成されている。
【００７２】
ゲート絶縁膜７１上に、アモルファスシリコンの半導体層８５が形成されており、半導体層８５に一部乗り上げるようにしてソース電極６ｂと、ドレイン電極８２とが設けられている。またドレイン電極８２の画素コンタクトホール９５側には容量電極８１が一体に形成されている。半導体層８５は、ゲート絶縁膜７１を介して走査線３ａと対向しており、当該対向領域で走査線３ａがＴＦＴ８０のゲート電極を構成している。容量電極８１は、ゲート絶縁膜７１を介して容量線３ｂと対向しており、容量電極８１と容量線３ｂとが対向する領域に、ゲート絶縁膜７１をその誘電体膜とする蓄積容量７０が形成されている。
【００７３】
半導体層８５、ソース電極６ｂ、ドレイン電極８２、及び容量電極８１を覆って、酸化シリコン等からなる第１層間絶縁膜７２が形成されている。第１層間絶縁膜７２上には、アクリル樹脂等の樹脂材料からなる散乱性付与層７９ａが部分的に形成されており、この散乱性付与層７９ａの凹凸形状が形成された表面にアルミニウム等の光反射性を有する金属膜からなる反射層７９が形成されている。そして、反射層７９の表面を含む第１層間絶縁膜７２上の領域に、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる平面ベタ状の共通電極９９が形成されている。このように反射層７９を覆って共通電極９９が形成された構成とすることで反射層７９をエッチング液等から保護することができ、また画素電極８９が共通電極９９のみと対向することとなるので、画素電極８９と共通電極９９との間に生じる電界をサブ画素内で均一化することができる。
【００７４】
共通電極９９を覆って、酸化シリコン等からなる第２層間絶縁膜７３が形成されており、第２層間絶縁膜７３上にＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極８９がパターン形成されている。第１層間絶縁膜７２及び第２層間絶縁膜７３を貫通して容量電極３８に達する画素コンタクトホール９５が形成されており、この画素コンタクトホール９５内に画素電極８９の一部が埋設されて、画素電極８９と容量電極８１とが電気的に接続されている。なお、上記画素コンタクトホール９５の形成領域に対応して共通電極９９にも開口部が設けられており、共通電極９９と画素電極８９とが接触しないようになっている。画素電極８９を覆う第２層間絶縁膜７３上の領域には、ポリイミド等からなる垂直配向膜の第１配向膜１７１が形成されている。
【００７５】
第１配向膜１７１上には、ポリイミド等からなる水平配向膜の第２配向膜１７２が部分的に形成されている。第２配向膜１７２は、図８に示したように反射層７９と平面的に重なる領域に帯状を成して形成されている。そして、第１配向膜１７１及び第２配向膜１７２を覆うようにして位相差層１８０が形成されている。位相差層１８０は、液晶性高分子を配向させてなる光学異方性層であり、部位により異なる光学異方性を有するものである。従って、本実施形態の液晶装置３００は、先の第１実施形態の位相差板１５０と同様、基板上に配向規制力の異なる配向膜をパターン形成し、かかる配向膜の配向規制力の差異を利用して位相差層の光学異方性を部位により異ならせた構成を具備したものとなっている。
【００７６】
本実施形態の場合、第１配向膜１７１上に位置する第１配向領域１８１では、垂直配向膜である第１配向膜１７１の配向規制力により液晶性高分子が膜面に垂直に配向しており、第２配向膜１７２上に位置する第２配向領域１８２では、水平配向膜である第２配向膜１７２の配向規制力により液晶性高分子が膜面に略水平に配向している。このような液晶性高分子の配向状態の差異により、位相差層１８０は、透過表示領域Ｔに対応して配置された第１配向領域１８１では透過光に対してほとんど位相差を付与せず、その一方で反射表示領域Ｒに配置された第２配向領域１８２では透過光に対して所定の位相差（透過光の１／４波長）を付与する光学異方性層として機能するものとなっている。
位相差層１８０を覆って、ポリイミド等からなる配向膜１９が形成されている。
【００７７】
一方、対向基板２０の基体である基板本体２０Ａの内面側（液晶層５０側）には、ＣＦ層２２と、配向膜２８とが積層されている。ＣＦ層２２は、先の第１実施形態と同様の構成であり、配向膜２８は液晶分子を膜面の略水平方向に配向させる水平配向膜である。液晶層５０を挟持して配された配向膜１９，２８は平面視で同一方向にラビング処理されており、配向膜１９，２８間で液晶分子を水平配向させる機能を奏する。なお、配向膜１９，２８のラビング方向は、いずれも図８Ｘ軸方向であり、帯状電極８９ｃの延在方向に対して１０°〜３０°程度の角度を成す方向となっている。
【００７８】
液晶装置３００は、ＦＦＳ方式の液晶装置であり、ＴＦＴ８０を介して画素電極８９に画像信号（電圧）を印加することで、画素電極８９と共通電極９９との間に基板面方向の電界（斜め電界）を生じさせ、かかる電界によって液晶を駆動し、各サブ画素ごとの透過率／反射率を変化させることで画像表示を行うものとなっている。液晶装置３００の動作時に共通電極９９は、画素電極８９との間で所定範囲の電位差を生じさせるべく定電圧に保持されていればよいが、走査線３ａに入力する走査パルスと同期したパルス信号を入力してもよい。
【００７９】
上記構成を具備した本実施形態の液晶装置３００では、画素電極８９上に第１配向膜１７１と第２配向膜１７２とを形成し、これらの配向膜の配向規制力の差異を利用して位相差層１８０の光学異方性を部位により異ならせている。これにより、従来円偏光を用いた半透過反射型の構成の採用が難しいとされていたＦＦＳ方式の液晶装置において広視角、高コントラストの半透過表示を実現している。
ＦＦＳ方式やＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の横電界モードの液晶装置では、電界応答により正面位相差がほとんど変化しないため、従来は、透過表示と反射表示とで液晶層の位相差を異ならせるために、反射表示領域に選択的に位相差層を設けることが検討されていた。しかしこの方法では、厚さ数μｍ程度の位相差層を直接パターニングする必要があり、狭小なサブ画素内に正確に位相差層を形成するのが困難であるという問題があり、また位相差層の形成領域と非形成領域との間で段差が生じてしまい、両領域で閾値電圧が異なってしまうという問題があった。
これに対して本実施形態では、５０ｎｍ程度の厚さの第２配向膜１７２をパターン形成するため、第２配向膜１７２を高精度にパターニングすることが可能であり、第１配向膜１７１と第２配向膜１７２との配向規制力のコントラストを高くすることができる。また、非常に薄い配向膜１７１，１７２を覆うようにして位相差層１８０を形成しているため、位相差層１８０が配向膜１７１，１７２間の段差を解消して基板表面を平坦化することができ、液晶層５０の層厚を均一化することができる。このことは、液晶層５０の層厚に依存して閾値電圧が変動する横電界モードの液晶装置３００において特に有効に作用する。
【００８０】
また、横電界モードの液晶装置で半透過反射型の構成を実現するために、基板内面に平面ベタ状に位相差層を形成し、基板外面に位相差板を設けた構成も知られている。かかる構成では、内面側に設けた位相差層を反射表示領域のみで機能させるために、透過表示領域における位相差層の位相差を外面側に設けた位相差板で相殺するようになっている。しかしながら、かかる構成では透過表示領域に実質的に機能しない２枚の位相差板が存在することとなり、透過表示において位相差板の配設によって視角特性が低下するという問題がある。
これに対して本実施形態では、透過表示領域Ｔに対応する第１配向領域１８１では、位相差層１８０は透過光にほとんど位相差を付与しないため、基板外面の位相差板が不要であり、従って位相差板の配設による視角特性の低下は生じない。また、位相差板が不要であることから、液晶装置の製造コスト、薄型化の点でも有利である。
【００８１】
なお、上記実施形態では、ＦＦＳ方式の半透過反射型液晶装置を例示して説明したが、本発明の技術範囲はかかる構成に限定されるものではなく、例えば液晶層５０がＴＮモード、ＥＣＢモード、ＯＣＢモード、ＶＡモードのものであっても同様に半透過反射型の液晶装置を構成することができ、いずれの液晶装置においても広視角、高コントラストの表示を実現することができる。
【００８２】
また、本実施形態では、サブ画素を区画する透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとに対応させて第１配向領域１８１と第２配向領域１８２とを形成した場合について説明したが、位相差層の第１配向領域と第２配向領域とを、それぞれ各サブ画素に対応させて形成した液晶装置を構成することもできる。具体的には、カラー液晶装置では各サブ画素に対応して３色のカラーフィルタが設けられるが、カラーフィルタの色種に対応して選択的に第１配向領域と第２配向領域とを設けるようにすれば、特定の色種のサブ画素について選択的に光学補償条件を設定することが可能になり、視角特性の改善や中間階調での色変化防止といった効果を得ることができる。
【００８３】
（第４の実施形態）
次に、図１１から図１８を参照して第１実施形態に係る位相差板を好適に用いることができる液晶装置について説明する。図１１は、本発明の第１実施形態による位相差板を具備した液晶装置４００の分解斜視図である。図１２は、図１１に示した本実施形態の液晶装置４００の表示面を観察している状態を観察者とともに示した図である。図１３は、本実施形態の液晶装置に備えられた偏光制御液晶パネルの部分平面図である。図１４は、図１１に示した本実施形態の液晶装置４００の表示面を観察している状態を観察者とともに示した図である。図１５は、図１１に示した本実施形態の液晶装置の動作説明図である。
【００８４】
まず、図１１〜図１４を参照して、液晶装置４００の構成について説明する。液晶装置４００は、図１１及び図１２に示すように、画像を表示するための表示パネル４０２と、表示パネル４０２を挟み込むように配置される偏光板４０３及び４０４と、表示パネル４０２に光を照射するためのバックライト（照明装置）４０５と、バックライト４０５の観察者４１０及び４２０側に配置された偏光板４０６とを備えている。また、表示パネル４０２を挟み込むように配置された偏光板４０３及び４０４は、互いの偏光軸が直交するように配置されている。偏光板４０６は、バックライト４０５から照射された光のうち、第１の偏光軸を有する光を透過するように構成されており、偏光板４０４は、偏光板４０６を透過する前記第１の偏光軸を有する光を透過させるとともに、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光を吸収する機能を有している。一方、偏光板４０３は、前記第２の偏光軸を有する光を透過させるとともに、前記第１の偏光軸を有する光を吸収するものとなっている。
【００８５】
偏光板４０６の観察者４１０及び４２０側には、偏光制御液晶パネル４０７が配置されている。偏光制御液晶パネル４０７は、バックライト４０５から偏光板４０６を介して照射された第１の偏光軸を有する光を透過させるための偏光制御領域４０７ａと、第１の偏光軸を有する光を第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光に変化させるための偏光制御領域４０７ｂとを有している。
偏光制御液晶パネル４０７の偏光制御領域４０７ａ及び４０７ｂは、図１１に示すように、Ｙ軸方向に延びる帯状領域であって、偏光制御液晶パネル４０７においてＸ軸方向に交互に配列されている。前記Ｙ軸方向は、観察者４１０（４２０）の左目４１０ａ（４２０ａ）及び右目４１０ｂ（４２０ｂ）を結んだ線分に対して実質的に直交する方向（すなわちパネルを正面視したときの垂直方向）である。
【００８６】
図１３に示すように、偏光制御領域４０７ａ及び４０７ｂは、偏光制御液晶パネル４０７の複数本（例えば４本）の単位領域４０７ｃにより構成されており、これら単位領域４０７ｃには、それぞれ、電極４０７ｄが設けられている。そして、後述する２画面表示時には、偏光制御領域４０７ａを構成する４つの単位領域４０７ｃに対応する４本の電極４０７ｄに電圧が印加されるとともに、偏光制御領域４０７ｂを構成する４つの単位領域４０７ｃに対応する４本の電極４０７ｄには電圧が印加されないように制御する。本実施形態の液晶装置では、単位領域４０７ｃに設けられる電極４０７ｄに対する電圧の印加の有無を制御することにより、偏光制御領域４０７ａ及び４０７ｂの幅を任意に変化させることが可能である。例えば、後述する立体画像の表示時及び平面画像の表示時には、偏光制御領域４０７ａ及び４０７ｂをそれぞれ２つの単位領域４０７ｃにより構成するとともに、偏光制御領域４０７ａを構成する２つの単位領域４０７ｃに対応する２本の電極４０７ｄに電圧を印加し、かつ、偏光制御領域４０７ｂを構成する２つの単位領域４０７ｃに対応する２本の電極４０７ｄに電圧を印加しないようにすることによって、偏光制御領域４０７ａ及び４０７ｂを、それぞれ、２つの単位領域４０７ｃ分の幅にすることが可能である。これにより、偏光制御液晶パネル４０７の電極４０７ｄの印加の有無を制御することにより、容易に、２画面表示モードと立体画像表示モードと平面画像表示モードとに切り換えることが可能となる。このように偏光制御液晶パネル４０７は、液晶装置４００における偏光軸制御手段として機能する。
【００８７】
前記偏光制御液晶パネル４０７の観察者４１０及び４２０側には、レンチキュラーレンズ４０８が配置されている。このレンチキュラーレンズ４０８には、実質的に半円柱状のレンズ部４０８ａが、図１１のＹ軸方向に延びる向きでＸ軸方向に関して複数配列されて形成されている。複数のレンズ部４０８ａを含むレンチキュラーレンズ４０８は、偏光制御液晶パネル４０７により異なる偏光軸を有するように分離された光を、図１２に示すように観察者４１０及び４２０の方向に進行させる機能を有している。
【００８８】
レンチキュラーレンズ４０８と表示パネル４０２に取り付けられた偏光板４０４との間に、位相差板４０９が配置されている。位相差板４０９は、先に記載の第１実施形態に係る位相差板１５０と同等の構成を具備したものであり、偏光板４０６を透過する第１の偏光軸を有する光を透過させる透過領域４０９ａと、第１の偏光軸を有する光を第２の偏光軸を有する光に変換する偏光領域４０９ｂとを備えている。第１実施形態に係る位相差板１５０と比較すると、上記透過領域４０９ａは位相差層１５５における第１配向領域１５５ａに相当し、偏光領域４０９ｂは位相差層１５５における第２配向領域１５５ｂに相当する。すなわち、透過領域４０９ａは、基板本体上にパターン形成された垂直配向膜によって液晶性高分子を垂直配向させてなる位相差層であり、偏光領域４０９ｂは、上記垂直配向膜とともにパターン形成された水平配向膜によって液晶性高分子を所定方向に水平配向させてなる位相差層である。
上記透過領域４０９ａ及び偏光領域４０９ｂは、図１１及び図１５に示すように、位相差板４０９においてＸ軸方向に延びる帯状領域であり、Ｙ軸方向に関して交互に配列されている。
【００８９】
図１４及び図１５に示すように、表示パネル４０２は、画素列４０２ａ及び４０２ｂを備えている。
画素列４０２ａ、４０２ｂは、表示パネル４０２においてＸ軸方向に延びる帯状であり、Ｙ軸方向関して交互に配列されている。表示パネル４０２の画素列４０２ａ及び４０２ｂは、位相差板４０９のＸ軸方向に延びる透過領域４０９ａ及び偏光領域４０９ｂに対応して設けられている。また、偏光板４０６、偏光制御液晶パネル４０７、レンチキュラーレンズ４０８、位相差板４０９及び偏光板４０４は、図１１及び図１２に示すように、表示パネル４０２とバックライト４０５との間に配置されている。
【００９０】
以上の構成を備えた本実施形態の液晶装置４００は、偏光制御液晶パネル４０７の作動状態を変更することにより、２画面表示モード、立体画像表示モード、及び平面画像表示モードを切り替えつつ動作させることができる液晶装置となっている。以下、本実施形態の液晶装置４００において特徴的な２画面表示モード及び立体画像表示モードについて説明する。
【００９１】
［２画面表示モード］
まず、液晶装置４００の２画面表示モードにおける動作について説明する。図１６は、図１１に示した液晶装置４００の２画面表示モードにおいて観察者が視認する表示パネルの領域を説明するための図である。
【００９２】
まず、図１２及び図１５を参照して、異なる観察位置に位置する観察者４１０及び４２０に異なる画像を提供するための偏光制御液晶パネル４０７及び表示パネル４０２の構成について説明する。本実施形態の液晶装置４００は２画面表示モードにおいて、図１２に示すように、偏光制御液晶パネル４０７の偏光制御領域４０７ａ及び４０７ｂからなる組が、レンチキュラーレンズ４０８の各々のレンズ部４０８ａに１組ずつ対応している。つまり、２画面表示モードでは、偏光制御液晶パネル４０７の偏光制御領域４０７ａ、４０７ｂには、それぞれ隣接する４本の電極４０７ｄ（４つの単位領域４０７ｃ）が割り当てられ、かかる偏光制御領域４０７ａ、４０７ｂがそれぞれ１本のレンズ部４０８ａに対応している。また、図１５に示すように、表示パネル４０２の画素列４０２ａには、観察者４１０が見るための画像Ｌ２（例えば、テレビ用画像）が表示されており、画素列４０２ｂには、観察者４２０が見るための画像Ｒ２（例えば、カーナビゲーション用画像）が表示されている。
【００９３】
上記構成において、バックライト４０５から照射された光は、バックライト４０５の観察者４１０及び４２０側に配置された偏光板４０６により、第１の偏光軸を有する光に変換されて、偏光制御液晶パネル４０７に入射する。この第１の偏光軸を有する光は、偏光制御液晶パネル４０７の偏光制御領域４０７ａ及び４０７ｂを透過するが、その際、偏光制御液晶パネル４０７の偏光制御領域４０７ａに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する一方、偏光制御液晶パネル４０７の偏光制御領域４０７ｂに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°回転して第２の偏光軸を有する光に変換されて射出される。すなわち、偏光制御液晶パネル４０７においては、偏光制御領域４０７ａ及び偏光制御領域４０７ｂに対応する帯状の各領域からそれぞれ第１の偏光軸を有する光と、第２の偏光軸を有する光とが射出される。
その後、図１２に示すように、第１の偏光軸を有した状態で偏光制御領域４０７ａを出射した光は、レンチキュラーレンズ４０８により、観察者４１０に向かって進行するように集光される。また、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有した状態で偏光制御領域４０７ｂを出射した光は、レンチキュラーレンズ４０８により、観察者４２０に向かって進行するように集光される。
【００９４】
そして、図１５に示すように、第１の偏光軸を有した状態で、観察者４１０に向かって進行する光４１１は、透過領域４０９ａ及び偏光領域４０９ｂを有する位相差板４０９に入射する。そして、第１の偏光軸を有する光４１１のうち、位相差板４０９の透過領域４０９ａに入射した光は、偏光軸が変化することなくそのままの偏光状態を維持して透過する。一方、偏光領域４０９ｂに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°回転し、第２の偏光軸を有する光に変換されて射出される。
その後、第１の偏光軸を有した状態で位相差板４０９の透過領域４０９ａから射出された観察者４１０に向かう光４１１は、表示パネル４０２と位相差板４０９との間に配置される偏光板４０４に入射してこれを透過し、表示パネル４０２の画素列４０２ａに入射する。
これに対して、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有した状態で位相差板４０９の偏光領域４０９ｂから射出された観察者４１０に向かう光４１１は、表示パネル４０２と位相差板４０９との間に配置された偏光板４０４に入射して吸収される。このため、観察者４１０には、観察者４２０が見るための画像Ｒ２が表示されている表示パネル４０２の画素列４０２ｂを通過する光が到達しないので、観察者４１０は、表示パネル４０２の画素列４０２ｂに表示される観察者４２０が見るための画像Ｒ２を見ることができない。これにより、観察者４１０は、図１６に示すように、表示パネル４０２の画素列４０２ａに表示される観察者４１０が見るための画像Ｌ２のみを視認する。
【００９５】
また、第２の偏光軸を有した状態で、観察者４２０に向かって進行する光４１２は、図１５に示すように、透過領域４０９ａ及び偏光領域４０９ｂを有する位相差板４０９に入射する。そして、第２の偏光軸を有する光４１２のうち、位相差板４０９の透過領域４０９ａに入射した光は、偏光軸が変化することなくそのままの偏光状態を維持して透過する。一方、偏光領域４０９ｂに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°回転し、第１の偏光軸を有する光に変換されて射出される。
その後、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有した状態で位相差板４０９の透過領域４０９ａから射出されて観察者４２０に向かう光４１２は、表示パネル４０２と位相差板４０９との間に配置される偏光板４０４に入射して吸収される。このため、観察者４２０には、観察者４１０が見るための画像Ｌ２が表示されている表示パネル４０２の画素列４０２ａを通過する光が到達しないので、観察者４２０は、表示パネル４０２の画素列４０２ａに表示される観察者４１０が見るための画像Ｌ２を見ることができない。これに対して、第１の偏光軸を有した状態で位相差板４０９の偏光領域４０９ｂから出射されて観察者４２０に向かう光４１２は、表示パネル４０２と位相差板４０９との間に配置される偏光板４０４に入射してこれを透過し、表示パネル４０２の画素列４０２ｂに入射する。これにより、観察者４２０は、図１６に示すように、表示パネル４０２の画素列４０２ｂに表示される観察者４２０が見るための画像Ｒ２のみを視認する。
【００９６】
（立体画像表示モード）
次に、次に、図１７〜図１９を参照して、本実施形態の液晶装置４００における立体画像表示方法について説明する。
図１７は、立体画像表示モードの液晶装置４００を表示面側から観察した状態を示す図である。図１８は、図１１に示した液晶装置４００における立体画像表示モードの動作原理を説明するための分解斜視図である。図１９は、図１１に示した液晶装置４００の立体画像表示モードにおいて観察者が観察する表示パネルの領域を説明するための図である。
【００９７】
まず、異なる観察位置に位置する観察者４１０及び４２０に立体画像を提供するための偏光制御液晶パネル４０７及び表示パネル４０２の構成について説明する。この偏光制御液晶パネル４０７の偏光制御領域４０７ａ及び４０７ｂからなる組は、図１７に示すように、レンチキュラーレンズ４０８の各々レンズ部４０８ａに対応して２組ずつ設けられている。つまり、立体画像表示時には、上述したように、偏光制御液晶パネル４０７の２本の電極４０７ｄ毎に電圧の印加の有無が変化するように制御することによって、偏光制御液晶パネル４０７の偏光制御領域４０７ａ及び４０７ｂを、それぞれ、２つの単位領域４０７ｃ（図１３参照）により構成して、２画面表示モードから立体画像表示モードに切り換える。また、図１８に示すように、表示パネル４０２の画素列４０２ａには、観察者４１０及び４２０の左目４１０ａ及び４２０ａに入射させるための左目用画像Ｌ３が表示され、画素列４０２ｂには、観察者４１０及び４２０の右目４１０ｂ及び４２０ｂに入射させるための右目用画像Ｒ３が表示されている。
【００９８】
上記構成において、バックライト４０５から射出された光は、バックライト４０５の観察者４１０及び４２０側に配置された偏光板４０６により、第１の偏光軸を有する光のみを透過して、偏光制御液晶パネル４０７に向かって進行する。そして、第１の偏光軸を有する光が、偏光制御液晶パネル４０７の偏光制御領域４０７ａ及び４０７ｂを透過する。この際、偏光制御液晶パネル４０７の偏光制御領域４０７ａに入射した光は、偏光軸が変化されることなく透過する一方、偏光制御液晶パネル４０７の偏光制御領域４０７ｂに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化されて（第２の偏光軸を有した状態で）射出される。その後、第１の偏光軸を有した状態で偏光制御領域４０７ａを出射した光は、レンチキュラーレンズ４０８により、観察者４１０及び４２０の左目４１０ａ及び４２０ａに向かって進行するように集光される。また、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有した状態で偏光制御領域４０７ｂを出射した光は、レンチキュラーレンズ４０８により、観察者４１０及び４２０の右目４１０ｂ及び４２０ｂに向かって進行するように集光される。
【００９９】
そして、図１８に示すように、第１の偏光軸を有した状態で、観察者４１０及び４２０の左目４１０ａ及び４２０ａに向かって進行する光４２１は、透過領域４０９ａ及び偏光領域４０９ｂを有する位相差板４０９に入射する。そして、この第１の偏光軸を有する光４２１が、位相差板４０９の透過領域４０９ａ及び偏光領域４０９ｂを透過する。この際、位相差板４０９の透過領域４０９ａを透過した光は、偏光軸が変化されることなく透過するととともに、偏光領域４０９ｂに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化されて（第２の偏光軸を有した状態で）出射される。その後、第１の偏光軸を有した状態で位相差板４０９の透過領域４０９ａから出射されて観察者４１０及び４２０の左目４１０ａ及び４２０ａに向かう光は、表示パネル４０２と位相差板４０９との間に配置される偏光板４０４に入射されるととともに、そのまま偏光板４０４を透過して表示パネル４０２の画素列４０２ａに入射する。これに対して、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有した状態で位相差板４０９の偏光領域４０９ｂから出射されて観察者４１０及び４２０の左目４１０ａ及び４２０ａに向かう光は、表示パネル４０２と位相差板４０９との間に配置される偏光板４０４に入射されて吸収される。このため、観察者４１０及び４２０の左目４１０ａ及び４２０ａには、右目用画像Ｒ３が表示されている表示パネル４０２の画素列４０２ｂを通過する光が到達しないので、観察者４１０及び４２０の左目４１０ａ及び４２０ａは、表示パネル４０２の画素列４０２ｂに表示される右目用画像Ｒ３を見ることができない。これにより、観察者４１０及び４２０の左目４１０ａ及び４２０ａには、図１９に示すように、表示パネル４０２の画素列４０２ａに表示される左目用画像Ｌ３が入射される。
【０１００】
また、第２の偏光軸を有した状態で、観察者４１０及び４２０の右目４１０ｂ及び４２０ｂに向かって進行する光４２２は、図１８に示すように、透過領域４０９ａ及び偏光領域４０９ｂを有する位相差板４０９に入射する。そして、この第２の偏光軸を有する光４２２が、位相差板４０９の透過領域４０９ａ及び偏光領域４０９ｂを透過する。この際、位相差板４０９の透過領域４０９ａを透過した光は、偏光軸が変化されることなく透過するととともに、偏光領域４０９ｂに入射した光は、偏光軸が実質的に９０°変化された状態（第１の偏光軸を有した状態）で出射される。その後、第２の偏光軸を有した状態で位相差板４０９の透過領域４０９ａから出射されて観察者４１０及び４２０の右目４１０ｂ及び４２０ｂに向かう光は、表示パネル４０２と位相差板４０９との間に配置される偏光板４０４に入射されて吸収される。このため、観察者４１０及び４２０の右目４１０ｂ及び４２０ｂには、左目用画像Ｌ３が表示されている表示パネル４０２の画素列４０２ａを通過する光が到達しないので、観察者４１０及び４２０の右目４１０ｂ及び４２０ｂは、表示パネル４０２の画素列４０２ａに表示される左目用画像Ｌ３を見ることができない。これに対して、第１の偏光軸を有した状態で位相差板４０９の偏光領域４０９ｂから出射されて観察者４１０及び４２０の右目４１０ｂ及び４２０ｂに向かう光は、表示パネル４０２と位相差板４０９との間に配置される偏光板４０４に入射されるととともに、そのまま偏光板４０４を透過して表示パネル４０２の画素列４０２ｂに入射する。これにより、観察者４１０及び４２０の右目４１０ｂ及び４２０ｂには、図１９に示すように、表示パネル４０２の画素列４０２ｂに表示される右目用画像Ｒ３が入射される。上記したように、観察者４１０及び４２０の左目及び右目に、それぞれ、両眼視差を有する左目用画像Ｌ３及び右目用画像Ｒ３が入射されることにより、観察者４１０及び４２０は、立体画像を見ることが可能となる。
【０１０１】
以上、詳細に説明したように、液晶装置４００では、バックライト４０５と表示パネル４０２との間に、バックライト４０５から偏光板４０６を介して照射された光を、第１の偏光軸を有する光と、第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光とに分離するための偏光制御液晶パネル４０７と、偏光制御液晶パネル４０７により異なる偏光軸を有するように分離された光を、それぞれ所定の方向に進行させるレンチキュラーレンズ４０８と、各偏光軸を有する光を表示パネル４０２の特定位置に入射させるべくフィルタする、位相差板４０９と偏光板４０４とを設けたことで、観察位置の異なる観察者４１０，４２０に対してそれぞれ異なる画像ないし立体画像を提供することができるようになっている。
【０１０２】
本実施形態の液晶装置４００では、位相差板４０９について本発明に係る位相差板が用いられているので、位相差板４０９の透過領域４０９ａ及び偏光領域４０９ｂが高精度に形成され、透過領域４０９ａにあっては不要な位相差を生じさせず、偏光領域４０９ｂにあっては均一に位相差を生じさせるものとなっている。また、前記各領域４０９ａ、４０９ｂの境界においても、位相差層を構成する液晶性高分子の配向乱れが生じ難くなっている。従って本実施形態に係る液晶装置４００によれば、上記位相差板４０９を具備したことで、高精細の表示パネル４０２にも十分に対応することができ、各観察者に対して高精細表示を提供することができる。
【０１０３】
また、液晶装置４００では、偏光制御液晶パネル４０７に、第１の偏光軸を有する光を透過する偏光制御領域４０７ａと、第１の偏光軸を有する光を第１の偏光軸と実質的に直交する第２の偏光軸を有する光に変換する偏光制御領域４０７ｂとが図１１のＹ軸方向に延びる帯状を成してＸ軸方向に関して交互に配列されている構成を備えている。そして、前記各偏光制御領域４０７ａ、４０７ｂの幅を、複数本の電極４０７ｄの駆動を制御して、バックライト４０５から照射される光の到達領域を制御するができる。これにより、電極４０７ｄの駆動状態を変更するのみで極めて容易に２画面表示モード、立体画像表示モード、及び平面画像表示モードを切り替えることができる。
【０１０４】
（電子機器）
図２０は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。図２０に示す携帯電話１３００は、本発明の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。本実施形態の電子機器では、本発明に係る液晶装置を具備した表示部により高品質の表示を得ることができる。
【０１０５】
上記各実施の形態の液晶装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいは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、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、明るく、高コントラストの表示が可能になっている。
【０１０６】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】第１実施形態に係る位相差板の斜視構成図。
【図２】同、製造方法を示す概略工程図。
【図３】第２実施形態に係る液晶装置の等価回路図。
【図４】同、１画素の平面構成図。
【図５】図４のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。
【図６】図４のＢ−Ｂ’線に沿う断面構成図。
【図７】第３実施形態に係る液晶装置の等価回路図。
【図８】同、１画素の平面構成図。
【図９】図８のＤ−Ｄ’線に沿う断面構成図。
【図１０】図８のＥ−Ｅ’線に沿う断面構成図。
【図１１】第４実施形態に係る液晶装置の分解斜視図。
【図１２】同、表示面を観察している状態を示す図。
【図１３】同、偏光制御液晶パネルの部分平面構成図。
【図１４】同、表示面を観察している状態を示す図。
【図１５】同、２画面表示モードの動作説明図。
【図１６】同、２画面表示モードの動作説明図。
【図１７】同、立体画像表示モードにおける観察状態を示す図。
【図１８】同、立体画像表示モードの動作説明図。
【図１９】同、立体画像表示モードの動作説明図。
【図２０】電子機器の一例を示す斜視構成図。
【符号の説明】
【０１０８】
１００，２００，３００，４００  液晶装置、１０  素子基板（第１基板）、２０  対向基板（第２基板）、５０  液晶層、１５  画素電極、２５  共通電極、２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ  カラーフィルタ（色材層）、８９  画素電極（第１電極）、９９  共通電極（第２電極）、１５１，１６１，１７１  第１配向膜、１５２，１６２，１７２  第２配向膜、１５５  位相差層（光学異方性層）、１５５ａ  第１配向領域、１５５ｂ  第２配向領域、１８０  位相差層（光学異方性層）、Ｒ  反射表示領域、Ｔ  透過表示領域。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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