(57)【要約】【課題】基板としてポリイミドを用いた場合において、薄型化を図ることのできる表示装置を提供することを目的の一つとする。【解決手段】第１基材と、第２基材と、第１基材と前記第２基材との間に配置された光学層と、第１基材に接して配置された第１位相差層とを有し、第１基材、第２基材はポリイミドであり、第１位相差層と第２位相差層は、垂直配向した液晶層である表示装置が提供される。第１基材、第２基材に接して第１位相差層、第２位相差層を設けることで、表示装置の薄型化を図ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基材と、第２基材と、前記第１基材と前記第２基材との間に配置された光学層と、前記第１基材に接して配置された第１位相差層と、を有し、
前記第１基材はポリイミドであり、
前記第１位相差層は、垂直配向した液晶層を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第２基材に接して配置された第２位相差層をさらに有し、
前記第２基材はポリイミドであり、
前記第２位相差層は、垂直配向した液晶層を含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１基材と前記光学層との間に、トランジスタが配置され、
前記第２位相差層は、前記第２基材が前記光学層と対向する面とは反対側の面に配置されている、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第２基材は、１μｍ当たりの厚さ方向の位相差が１５０ｎｍ以下であり、
前記第２位相差層は、１μｍ当たりの厚さ方向の位相差が６０ｎｍ以上である、請求項２又は３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１基材と前記光学層との間に、トランジスタが配置され、
前記第１位相差層は、前記第１基材の前記トランジスタが配置される面とは反対側の面に配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１基材は、１μｍ当たりの厚さ方向の位相差が１５０ｎｍ以下であり、
前記第１位相差層は、１μｍ当たりの厚さ方向の位相差が６０ｎｍ以上である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１基材の前記ポリイミドは垂直配向性の官能基を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記液晶層は、紫外線で硬化する重合性基により重合されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１基材及び前記第２基材は可撓性を有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記光学層は液晶層であり、前記第１基材の前記液晶層と接する表面に、ポリイミドを含む配向膜が配置され、
前記第１基材の厚みは、前記配向膜の厚みよりも厚い、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、表示装置の薄型化及び視認性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォンといった各種電子機器の表示画面は、フラットパネルディスプレイと呼ばれる表示装置によって形成されている。電気機器に用いられる表示装置としては、液晶材料の電気光学効果を利用した液晶表示装置が普及している。液晶表示装置は、画素アレイが設けられた第１基板と、カラーフィルタが設けられた第２基板との間に液晶層を設けた構造を有している。液晶表示装置には、さらに位相差板や偏光板が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
位相差板は表示装置で発現する視角依存性を補償するため設けられている。すなわち、位相差板は表示装置の表示画面における光学的な歪みを補正し、視角方向に依存して発生する色調の変化を抑制するために使用される。位相差板は、透光性の樹脂フィルムに光学異方性が発現するように延伸加工することで作製される。また、位相差板の他の製法として、基材上に高分子ペーストを塗布して作製されるもの（例えば、特許文献２参照。）、あるいは高分子液晶性モノマーを基材に塗布して作製されるのもの（例えば、特許文献３参照。）、などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７９３２３号公報
【特許文献２】特開２００１−２９００２３号公報
【特許文献３】特開２００８−１８０８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
典型的な液晶表示装置は、画素アレイが形成される第１基板及びカラーフィルタが形成される第２基板にガラス基板が用いられている。これに対し、薄型化や軽量化のために樹脂基板を使用した液晶表示装置の開発も進められている。樹脂基板の材質としては、化学的安定性、機械的強度、熱的安定性の観点からポリイミドが好適であると考えられている。
【０００６】
ところで、ポリイミドは複屈折することが知られている。液晶表示装置の照明光源（バックライト）の光を透過する基板が複屈折すると、視角依存性が発現する。すなわち、液晶表示装置の表示画面を正面から見たときの映像と、斜め方向から見たときの映像で色調が変化してしまうこととなる。そのため、液晶表示装置において、ポリイミドを用いる場合には、光学補償をするために、位相差板又は位相差フィルムを付加することが必要となっている。
【０００７】
しかしながら、液晶表示装置の薄型化を図るためにポリイミドを用いながら、位相差板又は位相差フィルムを追加しなければならないとすると、せっかく基板を薄型化した価値が半減してしまうことになる。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑み、基板としてポリイミドを用いた場合において、光学補償をしつつも、薄型化を図ることのできる表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、第１基材と、第２基材と、前記第１基材と前記第２基材との間に配置された光学層と、前記第１基材に接して配置された第１位相差層と、を有し、第１基材はポリイミドであり、第１位相差層は、垂直配向した液晶層を含む表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の斜視図を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る表示装置を説明する断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を説明する断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
【図７】ある物質の厚さ方向をｚ軸とし、厚さ方向に直交する面方向をそれぞれｘ軸、ｙ軸としたときの各軸方向の屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）の座標系を説明する図である。
【図８】ポリイミドの厚さ方向における位相差Ｒｔｈの厚さ依存性の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書及び添付される各図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
【００１２】
本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
【００１３】
本発明の一実施形態に係る表示装置を、図面を参照して説明する。本発明に係る表示装置１００は第１基材１０２、第２基材１０４を含む。第１基材１０２及び第２基材１０４は、少なくとも平面状の一主面を有し、双方の基材の一主面が間隙を持って対向配置された構造を有する。以下の説明では、断面視において、第１基材１０２に対して第２基材１０４が配置される側を「上」又は「上方」といい、その逆を「下」又は「下方」として説明する。
【００１４】
＜表示装置の概要＞
図１は、本実施形態に係る表示装置１００の斜視図を示す。表示装置１００は、第１基材１０２の主面と第２基材１０４の主面とが対向配置され、この対向配置された領域に画素領域１０６が設けられている。画素領域１０６には、複数の画素１０８が配列されている。画素領域１０６の外側領域には、走査信号線１１０に走査信号を出力する第１駆動回路１１４、映像信号線１１２に映像信号を出力する第２駆動回路１１６が設けられていてもよい。
【００１５】
図１では詳細に示されていないが、第１基材１０２と第２基材１０４とは間隙をもって対向配置され、当該間隙部に光学層が設けられている。光学層は画素領域１０６に設けられ、画素領域１０６から出射する光の光量を制御する機能を有する。
【００１６】
本実施形態において、第１基材１０２及び第２基材１０４の一方又は双方は、ポリイミドが素材として用いられている。ポリイミドフィルムは他の樹脂フィルムと比較して、耐熱性が高く、熱膨張係数が小さく、化学的に安定であり、高弾性率を有することから、表示装置の構造部材を成す基板材料として適している。そのため、フィルム状のポリイミドを用いることで、表示装置の薄型化及び軽量化を実現することができる。さらに、当該ポリイミドの基材は可撓性を有することから、表示装置を湾曲させ、曲面状の表示画面を形成することも可能となる。
【００１７】
ポリイミドは、それ自体が持つ自己配向性によって生じる配向複屈折と、残留応力による応力複屈折があることが知られている。いずれにしても、ポリイミドを透過する光は、複屈折によりリタデーションが発生する。なお、リタデーションとは、光軸に平行な偏光面の光と、垂直な偏光面の光とが物質を通過するときの光路差をいう。
【００１８】
表示装置１００において、第１基材１０２、第２基材１０４が複屈折する性質を有していると、映像の表示品位に影響を与え、特に視角依存性を生じさせる要因となる。本実施形態に係る表示装置１００は、第１基材１０２及び第２基材１０４による光学異方性を補償するために、光学補償のための層が設けられている。図１は、第１基材１０２側に第１位相差層１２４が設けられ、第２基材１０４側に第２位相差層１２６が設けられている態様を示す。なお、図１で示す表示装置１００は例示であって、第１基材１０２及び第２基材１０４によるリタデーションを補償できる構成であれば、両基板のうち一方の側のみに光学補償層が設けられる態様であってもよい。例えば、反射型表示装置であれば、光入射側の基板にしか光が透過しないで、光入射側に光学補償層が設けられていればよい。
【００１９】
次に、本発明の一実施形態に係る表示装置の詳細を、透過型表示装置と反射型表示装置の場合について説明する。なお、以下で例示される表示装置１００は、光学層として液晶層を用いた場合を示す。
【００２０】
＜透過型表示装置＞
図２は透過型である表示装置１００ａの画素領域１０６の断面構造を示す。第１基材１０２及び第２基材１０４はポリイミドが用いられている。第１基材１０２と第２基材１０４とは間隙を持って対向配置されている。第１基材１０２と第２基材１０４との間には光学層１２２が設けられている。第１基材１０２には画素電極１３２が配置されている。画素電極１３２の上面には第１配向膜１３６が設けられている。第２基材１０４には、画素電極１３２と対向するように対向電極１３４が配置されている。また、対向電極１３４の光学層１２２側の面には第２配向膜１３８が設けられている。
【００２１】
第１基材１０２として用いられるポリイミドの厚さは、１〜１００μｍ、好ましくは１〜５０μｍ、より好ましくは、この範囲内において下限が３μｍ以上であることが好ましい。ポリイミドが１μｍ以下であると、支持部材としての機械的強度が低下してしまい、ポリイミドが１００μｍ以上であると、複屈折の影響が大きくなり表示映像に影響が生じてしまう。また、第１基材１０２の可撓性が低下してしまうため好ましくない。第２基材１０４として用いるポリイミドについても同様である。
【００２２】
光学層１２２は、第１基材１０２及び第２基材１０４の間に配設されている。光学層１２２が液晶層である場合には、液晶を配向させる配向膜が必要である。光学層１２２の一方の面は第１配向膜１３６と接し、他方の面は第２配向膜１３８と接している。第１配向膜１３６及び第２配向膜１３８は、第１基材１０２及び第２基材１０４の光学層１２２が設けられる面に、ポリイミドを用いて形成されている。しかし、配向膜に用いられるポリイミドと第１基材及び第２基材に用いられるポリイミドとは、互いに用途及び機能が異なるため、構造骨格や重量平均分子量等が互いに異なっている。すなわち、第１配向膜１３６の厚さは、光学層１２２として用いられる液晶を配向させることのできる厚さを有していればよく、２０ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さを有していればよいのに対し、１基材及び第２基材に用いられるポリイミドは位相差層の支持部材として、また光学層１２２を挟持する構造材として用いるために第１配向膜１３６の厚みよりも厚くなっている。第２配向膜１３８についても同様である。いずれにしれも、第１配向膜１３６及び第２配向膜１３８は、第１基材１０２及び第２基材１０４よりも薄いことが好ましく、それにより配向膜による複屈折の影響を抑制している。
【００２３】
画素電極１３２及び対向電極１３４は透光性を有している。画素電極１３２及び対向電極１３４としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電膜で形成されている。
【００２４】
図２で示す表示装置１００ａは、第１基材１０２側から照明光源（バックライト）の光が照射され、光学層１２２によって透過光量が制御された光が透過光として視認される。第１基材１０２側に第１偏光板１２８が設けられ、第２基材１０４側に第２偏光板１３０が設けられている。第１偏光板１２８と第２偏光板１３０は、例えば、入射光を直線偏光する機能を有し、クロスニコルに配置されている。光学層１２２として用いられる液晶層は、第１配向膜１３６及び第２配向膜１３８により所定の方向に配向されている。画素電極１３２と対向電極１３４とに電位差を与えることにより、液晶の配向が変化して偏光する。透過型である表示装置１００ａは、この光学層１２２の電気光学効果と第１偏光板１２８及び第２偏光板１３０との組み合わせにより透過光量を制御する。
【００２５】
表示装置１００ａにおいて、照明光源の光が第１基材１０２に入射すると複屈折が生じ、入射光の偏光状態が変化する。これは、光学層１２２を透過した光が入射する第２基材１０４についても同様である。第１基材１０２、第２基材１０４として用いたポリイミドによって偏光状態が変化すると、視野角特性に影響を与え、斜め方向から表示画面を見たときの色調が変化してしまう。また、偏光板を透過する光が生じ（光漏れともいう）、コントラストの低下をもたらす原因となる。
【００２６】
本発明は、これに対し、位相差層を設けることで、第１基材１０２、第２基材１０４として用いられるポリイミドによる複屈折の影響を補償している。すなわち、表示装置１００ａには、ポリイミドの複屈折により生じる位相差を補償するための位相差層が設けられている。図２は、第１基材１０２側に第１位相差層１２４が設けられ、第２基材１０４側に第２位相差層１２６が設けられている。第１位相差層１２４は第１基材１０２によって支持され、第２位相差層１２６は第２基材１０４によって支持されている。このように、光学層１２２を挟持する第１基材１０２及び第２基材１０４を、それぞれに対する位相差層の支持基材としての機能を兼ね備えるようにすることで、表示装置１００ａの薄型化を実現している。
【００２７】
第１位相差層１２４及び第２位相差層１２６は、複屈折性を有する液晶材料を用いて作製することができる。第１位相差層１２４及び第２位相差層１２６として液晶層を形成する場合、液晶の配向を制御する配向膜が必要となる。これに対し、本発明の一実施形態に係る表示装置１００ａは、第１基材１０２及び第２基材１０４として、当該液晶材料に対して配向を与えるポリイミドを用いることで、位相差層に対する配向膜を省略することが可能としている。なお、本発明はこのような態様に限定されず、第１基材１０２及び第２基材１０４の別形態として、第１位相差層１２４、第２位相差層１２６に接する面に、該液晶材料に対して配向を与えるポリイミドによる層が設けられていてもよい。
【００２８】
位相差層は、第１基材１０２、第２基材１０４として用いられるポリイミドの少なくとも一方の面に、高分子液晶性モノマーを配向させ、硬化させて作製される。位相層の厚さは、ポリイミドの複屈折により生じるリタデーションを補償することのできる厚さを有していればよい。高分子液晶性モノマーは、ポリイミドの複屈折と逆位相を持たせるため垂直配向させて作製される。位相差層として用いることのできる高分子液晶性モノマーの一例としては、架橋性を有するネマチック液晶分子（架橋性ネマチック液晶分子）などをあげることができる。架橋性ネマチック液晶分子としては例えば、１分子中に（メタ）アクリロイル基、エポキシ基、オキタセン基、イソシアネート基等の重合性基を少なくとも１個有するモノマー、オリゴマー、ポリマー等が挙げられる。これらのモノマーと光又は熱重合性開始剤とを混合した混合物に対して、光又は熱を与えることで高分子ポリマー化すること出来る。
【００２９】
本発明の一実施形態は、第１基材１０２、第２基材１０４を位相差層の支持基板として用いるので、ポリイミドによるリタデーションを補償する光学部材の厚さは、液晶層の厚さだけ増加するのみである。すなわち、本発明の一実施形態によれば、従来必要とされる位相差板又は位相差フィルムや、それらを基材に接着させるための接着層等を省略することができるので、表示装置の薄型化を図ることができる。また、第１基材１０２や第２基材１０４に位相差層を直接形成出来るため、製造工程の簡易化も図りやすい。
【００３０】
ここで、ポリイミドと位相差層とにおける、厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、次のように説明することができる。光が通過する物質の屈折率を、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各方向に対する屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）に分けて考えた場合、これらの屈折率が全て同一である場合は光学的に等方性を有し、屈折率の一部または全部が異なっている場合は光学的に異方性を有していることとなる。
【００３１】
ここで便宜上、ある物質の厚さ方向をｚ軸とし、厚さ方向に直交する面方向をそれぞれｘ軸、ｙ軸とする。各軸方向の屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）の座標系は、図７で示すようになる。このとき、ある物質の厚さ方向の位相差Ｒｔｈは式（１）によって表すことができる。
【００３２】
【数１】
2017016005.tif 000003
【００３３】
ポリイミドの場合には、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚとなり、正面位相差がゼロとなるが、Ｒｔｈは正となるためネガティブＣプレートと呼ばれている。式（１）から明らかなように、Ｒｔｈは厚さｄに依存して変化する。なお、Ｒｔｈはポリイミドの材質によっても異なることが知られている。図８は、ポリイミド（Ａ）とポリイミド（Ｂ）の厚さ方向の位相差Ｒｔｈのポリイミド厚さ依存性の一例を示す。なお、ポリイミド（Ａ）とポリイミド（Ｂ）とは材質が異なるものである。この位相差を補償するためには、絶対値が等しいポジティブＣプレートの位相差層を用いればよい。ポジティブＣプレートは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚとなり、Ｒｔｈが負となる。絶対値が等しいポジティブＣプレートを用いることで、ポリイミドの位相差を補償することが可能となる。
【００３４】
例えば、第１基材１０２及び第２基材１０４の厚さを１０μｍとし、図８で示すポリイミド（Ａ）を基板の素材として用いた場合、第１基材１０２及び第２基材１０４による厚さ方向の位相差Ｒｔｈは２０００ｎｍ（ネガティブＣプレート）となる。そのため、Ｒｔｈ＝−１０００ｎｍのポジティブＣプレートの位相差層を用いれば、リタデーションの一部を補償することができ、Ｒｔｈ＝−２０００ｎｍのポジティブＣプレートの位相差層を用いれば、リタデーションを打ち消すことが出来る。このとき、ポジティブＣプレートの位相差は、合計が−２０００ｎｍに近づけばより好ましいため、複数の位相差層を用いて、その位相差の合計が−２０００ｎｍに近づくようにしても良い。例えば、位相差層は、第１位相差層１２４、第２位相差層１２６に加え、位相差を補償する範囲で、さらに第１基材１０２の光学層１２２側の面に第３位相差層を、第２基材１０４の光学層１２２側の面に第４位相差層が付設されていてもよい。なお、位相差層は、第１基材１０２、第２基材１０４として用いられるポリイミドによる複屈折の影響を低減できるものであればよく、上記で例示される値に限定されるものではない。
【００３５】
図８で例示されるように、ポリイミドの材質によって厚さ方向の位相差Ｒｔｈは異なるものが含まれるが、第１基材１０２、第２基材１０４として適用されるポリイミドの厚さ１μｍ当たりの厚さ方向の位相差は、絶対値において、０より大きく、１５０ｎｍ以下であることが好ましい。単位長さ当たりの位相差が１５０ｎｍ以上となると、基板の厚さが厚くなるに従い、リタデーションが大きくなってしまい、その分を位相差層で補償しなければならず、表示装置の薄型化が十分に図られないためである。
【００３６】
第１位相差層１２４、第２位相差層１２６は、厚さ１μｍ当たりの厚さ方向の位相差は、絶対値において、６０ｎｍ以上であることが好ましい。単位厚さ当たりの位相差層が６０ｎｍ以上であれば、位相差層を必要以上に厚くしなくて済むこととなる。
【００３７】
図２は、第１位相差層１２４及び第２位相差層１２６を設ける態様を示すが、位相差層は第１基材１０２側又は第２基材１０４側の一方のみに設けられていてもよい。例えば、第１基材１０２と第２基材１０４によるリタデーションを、第１位相差層１２４によって補償するように、第１位相差層１２４の位相差が設定されていてもよい。
【００３８】
ここで、第１基材１０２及び第２基材１０４として用いられるポリイミドは、高分子液晶性モノマーを基板面に対して垂直配向させる機能を有する官能基を含む素材が適用される。別言すれば、高分子液晶性モノマーを垂直配向させる官能基を有するポリイミドであれば、ポリイミドの種類は特に限定されない。高分子液晶性モノマーを垂直配向させる官能基としては、炭素数６以上のアルキル基、炭素数６以上のフルオロアルキル基、芳香環又は脂環骨格を有する炭素数６以上の有機基のいずれかであることが好ましい。より好ましくは、炭素数６以上２０以下のアルキル基、炭素数６以上２０以下のフルオロアルキル基、芳香環又は脂環骨格を有する炭素数６以上４０以下の有機基のいずれかである。これらの官能基は、液晶に対する配向性を有している限りにおいて、ポリアミック酸又はポリイミドの主鎖に直接結合していてもよく、適当な結合基を介して結合していてもよい。
【００３９】
表示装置１００ａの光学層１２２として、液晶層が用いられている場合、液晶層の位相差を考慮することが好ましい。図３で示すように、第１基材１０２と第２基材１０４との間に設けられる光学層１２２として、垂直配向方式（ＶＡ方式）の液晶が用いられるとき、当該液晶層はポジティブＣプレートと同様の作用をする。この場合、液晶層の厚さ方向の位相差Ｒｔｈが−３５０ｎｍであり、第１基材１０２及び第２基材１０４の位相差Ｒｔｈが１０００ｎｍであるとすると、位相差を補償するための位相差層は−１６５０ｎｍとすれば、ポリイミドのリタデーションを打ち消すことが出来る。
【００４０】
一方、液晶層が横電界方式（ＩＰＳ）である場合には、液晶層自体の厚さ方向の位相差は小さく、無視できる程度であるのでポリイミドと位相差層の和により位相差を求めればよい。また、第１偏光板１２８、第２偏光板１３０に保護膜として用いられるセルローストリアセテートフィルム（ＴＡＣフィルム）の位相差を考慮して、位相差層を設計してもよい。
【００４１】
本実施形態によれば、第１基材１０２として高分子液晶性モノマーの配向をさせる官能基を有するポリイミドを用いることにより、第１基材１０２に直接的に第１位相差層１２４を設けることを可能としている。第２基材１０４に対する第２位相差層１２６についても同様である。この形態により、従来必要とされていた位相差層の支持基材が不要となり、その分だけ表示装置の薄型化を図ることができる。
【００４２】
なお、図２は、第１位相差層１２４が、第１基材１０２の外側（光学層１２２が配置される面とは反対側の面）に設けられる態様を示すが、本発明に係る表示装置はこれに限定されない。例えば、第１基材１０２と光学層１２２との間に第１位相差層１２４を設けてもよい。このことは第２基材１０４と第２位相差層１２６についても同様である。
【００４３】
＜反射型表示装置＞
図４は反射型である表示装置１００ｂの画素領域１０６の断面構造を示す。以下では、図２で示す透過型の表示装置１００ａとの相違部分について説明する。
【００４４】
図４は、反射型の表示装置１００ｂにおいて、第２基材１０４側に表示画面が形成される態様を示す。この場合、画素電極１３２には、入射光を反射する反射面が設けられる。画素電極１３２は、例えば、画素電極１３２は、金属膜による光反射面を有し、当該金属反射面はアルミニウム、銀などの被膜により形成される。また、画素電極１３２の他の形態として、金属膜と、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明導電膜が積層された構造を有していてもよい。
【００４５】
第２基材１０４の側には、第２位相差層１２６、第２偏光板１３０が設けられている。外光は、第２偏光板１３０、第２位相差層１２６、第２基材１０４を透過して光学層１２２に入射する。光学層１２２に入射して画素電極１３２で反射した光は前述の経路と逆の経路を通って出射する。
【００４６】
ここで、第２基材１０４の複屈折により生じる位相差を補償するには、第２位相差層１２６として、逆位相となるものを用いればよい。例えば、第２基材１０４として用いられるポリイミドがネガティブＣプレートの位相差を有する場合、第２位相差層１２６は、ポジティブＣプレートの位相差を有していればよい。第２偏光板として円偏光板が適用される場合、円偏光板を構成する位相差板（λ／４位相差板）の位相差を考慮に入れて、第２位相差層１２６の位相差を設定することが好ましい。このようにして、第２基材１０４の複屈折により生じるリタデーションの影響を低減することができる。
【００４７】
また、光学層１２２によって位相差が生じる場合、映像を表示する出射光は、光学層１２２を２回通過することになるので、その分を加味して第２位相差層１２６の位相差を設定すればよい。光学層１２２が垂直配向をした液晶層であれば、例えば、液晶層の厚さ方向の位相差Ｒｔｈが−３５０ｎｍであり、第２基材１０４の位相差Ｒｔｈが１０００ｎｍであるとした場合、位相差層の位相差Ｒｔｈは−１５０ｎｍであれば、第２基材１０４のリタデーションを半減させることが可能となり、位相差Ｒｔｈが−６５０ｎｍであれば、リタデーションを全て打ち消すことが出来る。
【００４８】
このように、反射型の表示装置の場合、パネルに入射する光及び表示画像として視認される反射光は一方の基板しか透過しないので、リタデーションを補償する位相差層は、当該一方の基板に対して設ければよい。それにより、ポリイミドを用いた場合の視野角依存を補償することができる。
【００４９】
＜位相差層の製造方法＞
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、第２基板に第２位相差層１２６を設ける工程を示す。なお、図５（Ａ）〜（Ｃ）は、画素電極、配向膜等の部材は省略されて示されている。
【００５０】
図５（Ａ）は、支持基板１４０を用いて表示パネルが作製された段階を示す。支持基板１４０で支持される表示パネルは、第１基材１０２と第２基材１０４との間に光学層１２２が設けられている。第１基材１０２及び第２基材１０４はポリイミドが用いられている。ポリイミドは、前述のように、液晶を垂直配向させる官能基と、光重合をする重合性基とを有するポリアミック酸をイミド化させて作製することができる。第１基材１０２の最表面は、位相差層として用いられる液晶性高分子層の配向性及び配向の均一性を高めるために清浄化されていることが好ましい。
【００５１】
図５（Ｂ）は、第１基材１０２の外面に、高分子液晶性モノマーを塗布する段階を示す。紫外線で硬化する重合性基を含む高分子液晶性モノマーを第１位相差層１２４として塗布する。図５（Ｃ）は、第１基材１０２の外面に設けた第１位相差層１２４に紫外線を照射して硬化させる段階を示す。このとき、第１基材１０２として用いたポリイミドは紫外線を透過しないので、光学層１２２に紫外線が照射されない。したがって、ポリイミドを用いることによって、高分子液晶性モノマーを紫外線照射により重合させつつも、光学層１２２の光劣化を抑制することができる。
【００５２】
このようにして、第１基材１０２に接して第１位相差層１２４を設けることができる。支持基板１４０は、その後、第２基材１０４から剥離すればよい。第２基材１０４側に第２位相差層１２６を設ける場合も同様にして作製することができる。本発明の一実施形態によれば、第１基材１０２、第２基材１０４として液晶を垂直配向させる官能基を含むポリイミドを用いることで、当該基板に密接するように高分子液晶による位相差層を設けることができる。それにより、表示装置の薄型化を図ることができる。また、位相差層を表示パネルの工程の中で作り込むことができるので、製造工程を簡略化することができる。
【００５３】
＜画素の詳細構造＞
図６は、画素１０８の詳細構造の一例を示す。画素１０８は、画素電極１３２及び対向電極１３４と、これらの電極の間に配設された光学層１２２、画素電極１３２と電気的に接続されるトランジスタ１４２、および容量素子１４４が含まれている。
【００５４】
トランジスタ１４２は、第１基材１０２において光学層１２２が配設される側の面に設けられる。トランジスタ１４２は、半導体層１４８とゲート電極１５２との間にゲート絶縁層１５０が設けられた絶縁ゲート型電界効果トランジスタであり、薄膜トランジスタとも呼ばれている。半導体層１４８は、非晶質シリコン、多結晶のシリコン、または酸化物半導体などで形成される。酸化物半導体としては、インジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）が透明性、半導体特性及び結晶安定性の観点から好ましい。なお、図６は、トランジスタ１４２として、半導体層１４８の上方にゲート電極１５２が設けられるトップゲート型の構造を示すが、他の構造として、ゲート電極の上方に半導体層１４８が設けられたボトムゲート型の構造を有していてもよい。
【００５５】
画素電極１３２は、ソース・ドレイン電極１５８と電気的に接続される。画素電極１３２とトランジスタ１４２との間には絶縁層１５６、１６０が設けられている。画素電極１３２は、表示装置が透過型である場合、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電膜で形成される。一方、表示装置が反射型である場合、画素電極１３２は金属膜を含む光反射面を含むように形成される。画素電極１３２の上面には第１配向膜１３６が設けられている。第１配向膜１３６は、ラビング処理又は光配向技術によって配向処理がなされている。
【００５６】
第２基材１０４には、遮光層１６４、カラーフィルタ層１６２、オーバーコート層１６８が設けられている。遮光層１６４は画素電極１３２の外周部を囲むように設けられている。カラーフィルタ層１６２は画素電極１３２と重なるように配置されている。カラーフィルタ層１６２の光学層１２２側の面にはオーバーコート層１６８が設けられている。オーバーコート層１６８は透光性の樹脂で形成され、カラーフィルタ層１６２による凹凸の段差を埋めて平坦化している。対向電極１３４はＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電膜で形成され、オーバーコート層１６８の光学層１２２側の面に設けられている。対向電極１３４上には第２配向膜１３８が設けられている。
【００５７】
図６で示す表示装置の構造において、第１位相差層１２４は第１基材１０２に対して、トランジスタ１４２が設けられる面とは反対側の面に設けられることが好ましい。トランジスタ１４２の製造工程には熱処理が含まれており、第１位相差層１２４が高温下に置かれることになる。その場合、第１位相差層１２４として高分子液晶が用いられていると高温により劣化してしまい好ましくない。したがって、第１位相差層１２４は、トランジスタ１４２の製造後に設けることができるように、第１基材１０２において、トランジスタ１４２とは異なる面に設けられていることが好ましい。もっとも、トランジスタ１４２の半導体層１４８として、非晶質シリコン又は酸化物半導体が用いられる場合には、工程中の処理温度は比較的高温とはならない。第１位相差層１２４がその製造工程の最高処理温度に耐えうるような場合には、第１位相差層１２４とトランジスタ１４２とを第１基材１０２の同じ面側に設けることも可能となる。この場合、第１基材１０２に対し、第１位相差層１２４をトランジスタ１４２と同じ面に設ける場合であっても第１位相差層１２４は、トランジスタ１４２の下層側に配置することができる。また、第１基材１０２のトランジスタ１４２が形成される面側に第３位相差層を設け、反対の面側に第１位相差層１２４を設けても良い。
【００５８】
図６で示すように、第２位相差層１２６は、第２基材１０４が光学層１２２と対向する面とは反対側の面に配置されている。このような配置とすることで、第２位相差層１２６を、カラーフィルタ層１６２等の歩留まりの影響を受けずに設けることができる。一方、第２基材１０４については、第２位相差層１２６をカラーフィルタ層１６２と同じ側の面に設けることが可能となる。第２基材１０４において、第２位相差層１２６をカラーフィルタ層１６２と同じ内側の面に設けておくことで、表示装置の製造工程は容易になる。すなわち、表示パネル作製後に設ける位相差層は、第１位相差層のみで良いことになる。この構造によれば、表示パネル作製後に行われる位相差層の製造工程は片面だけで良いので、表示パネルの両面に位相差層を作製する場合に比べ、工程数が減少し、製造が容易になる。
【００５９】
＜光学層＞
光学層１２２としては、液晶で構成されていることが好ましいが、後述のように微小電気機械システムや発光素子も適用可能である。液晶層の駆動方式に限定はなく、ＴＮ（Twisted Nematic）型、ＶＡ（Vertical Alignment）型、ＭＶＡ（Multi-domain vertical alignment）型、ＩＰＳ（In-Place-Switching）型等、各種の駆動方式が適用され得る。図６は、画素電極１３２と対向電極１３４が対向配置された形態を示すが、画素における電極構造や電極配置は、液晶層の駆動方式に対応して適宜変更され得る。
【００６０】
光学層１２２は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems）により構築されていてもよい。例えば、光学層１２２は、透過型の表示装置の場合には、各画素に設けられたＭＥＭＳシャッタにより透過光が制御され、反射型の表示装置の場合には、ＭＥＭＳミラーにより画素に入射する反射光の有無が制御されて、画像が表示されるものであってもよい。このような光学層１２２が用いられる表示装置においても、円偏光板が用いられる場合、第１基材１０２及び第２基材１０４の複屈折が出射光に影響を与えるので、本実施形態に示すように、リタデーションを補償する位相差層が、基板に付随して設けられていることが好ましい。
【００６１】
光学層１２２は、発光素子により構成されていてもよい。例えば、各画素に、有機エレクトロルミネセンス材料を用いた発光素子が設けられた構造を有していてもよい。この場合、発光素子の発光／非発光は、図６で示すものと同様のトランジスタによって制御される。このような光学層１２２が用いられる表示装置においても、円偏光板が用いられる場合、第１基材１０２及び第２基材１０４の複屈折が出射光に影響を与えるので、位相差層が設けられていることが好ましい。
【符号の説明】
【００６２】
１００・・・表示装置、１０２・・・第１基材、１０４・・・第２基材、１０６・・・画素領域、１０８・・・画素、１１０・・・走査信号線、１１２・・・映像信号線、１１４・・・第１駆動回路、１１６・・・第２駆動回路、１２２・・・光学層、１２４・・・第１位相差層、１２６・・・第２位相差層、１２８・・・第１偏光板、１３０・・・第２偏光板、１３２・・・画素電極、１３４・・・対向電極、１３６・・・第１配向膜、１３８・・・第２配向膜、１４０・・・支持基板、１４２・・・トランジスタ、１４４・・・容量素子、１４８・・・半導体層、１５０・・・ゲート絶縁層、１５２・・・ゲート電極、１５４・・・容量電極、１５６、１６０・・絶縁層、１５８・・・ソース・ドレイン電極、１６２・・・カラーフィルタ層、１６４・・・遮光層、１６８・・・オーバーコート層
【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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