(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の基板と、第二の基板と、
前記第一の基板及び前記第二の基板間に挟持された液晶層と、
複数の信号配線と、
前記複数の信号配線と交差して形成された複数の走査配線と、
前記複数の信号配線と前記複数の走査配線とで囲まれて形成された複数の画素と、
前記第二の基板上に形成された画素電極及び共通電極と、を有し、
前記液晶層の配向状態は、電界無印加時にホモジニアス配向であり、
前記複数の画素の各画素は、反射表示部と透過表示部を有し、
前記第二の基板と前記液晶層間で、且つ前記反射表示部に対応する部分にのみ反射電極を有し、
前記第一の基板と前記液晶層間で、且つ前記反射表示部に対応する部分にのみ位相差層を有し、
前記位相差層は、光分解性の有機高分子層である光学等方層に偏光を照射して形成され、Ｎｚ係数が０であり、
前記位相差層と前記反射表示部の前記液晶層は、広帯域４分の１波長板として機能する液晶表示装置。
【請求項２】
第一の基板と、第二の基板と、
前記第一の基板及び前記第二の基板間に挟持された液晶層と、
複数の信号配線と、
前記複数の信号配線と交差して形成された複数の走査配線と、
前記複数の信号配線と前記複数の走査配線とで囲まれて形成された複数の画素と、
前記第二の基板上に形成された画素電極及び共通電極と、を有し、
前記液晶層の配向状態は、電界無印加時にホモジニアス配向であり、
前記複数の画素の各画素は、反射表示部と透過表示部を有し、
前記第二の基板と前記液晶層間で、且つ前記反射表示部に対応する部分にのみ反射電極を有し、
前記第一の基板と前記液晶層間で、且つ前記反射表示部に対応する部分にのみ位相差層を有し、
前記位相差層は、光重合性の有機分子層である光学等方層に偏光を照射して形成され、Ｎｚ係数が０であり、
前記位相差層と前記反射表示部の前記液晶層は、広帯域４分の１波長板として機能する液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の液晶表示装置において、
前記偏光は前記第一の基板に対して法線方向から照射され、前記偏光の振動方向は前記位相差層の遅相軸に垂直である液晶表示装置。
【請求項４】
請求項２記載の液晶表示装置において、
前記第一の基板の法線方向と前記位相差層の遅相軸を含む面を照射面とすると、前記偏光は照射面内において法線方向をはさむ２つの方向から照射され、前記偏光の振動方向は照射面に平行である液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の液晶表示装置において、
前記光学等方性層は、前記透過表示部においては自然光照射により成膜化された液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載のいずれかの液晶表示装置において、
前記位相差層のΔｎｄをΔｎｄPH、前記反射表示部の液晶層のΔｎｄをΔｎｄLCとすると、ΔｎｄPHとΔｎｄLCは以下の関係式で示される直線の近傍に位置する液晶表示装置。
ΔｎｄPH＝１.３７ΔｎｄLC＋８６
【請求項７】
請求項１又は２記載のいずれかの液晶表示装置において、
前記複数の信号配線と前記複数の走査配線の交差部にはアクティブ素子を有する液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１又は２記載のいずれかの液晶表示装置において、
前記画素電極は、櫛歯状電極であり、前記共通電極は、画素全面にわたって形成されたべた状電極である液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１又は２記載のいずれかの液晶表示装置において、
前記反射表示部において、前記液晶層と前記位相差層間に段差形成層を有する液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１又は２記載のいずれかの液晶表示装置において、
前記第二の基板と前記共通電極間には、凹凸形成層を有する液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１又は２記載のいずれかの液晶表示装置において、
前記反射電極は、前記反射表示部において、前記共通電極と前記画素電極間に配置された液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶層を有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今後携帯型情報機器の記憶容量が増大し、通信速度が高速化すれば、よりデータ量の多い画像情報が取り扱えるようになる。これに伴い、インターフェイスである表示装置にも今まで以上の高画質と高精細表示が要求される。画質に対する要求としては、高コントラスト，高色再現性，広視野角，屋外視認性が挙げられる。
【０００３】
携帯型情報機器は持ち運びが可能なことから、照度が極端に異なる多様な環境のもとで用いられる可能性がある。高照度の極限としては、例えば真夏の直射日光下が、低照度の極限としては暗室が挙げられる。これらの全般において良好な表示を得るには、半透過型液晶表示装置が適している。
【０００４】
ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式液晶表示装置は広視野角，高コントラスト比の透過表示が特徴であり、これを半透過型とした半透過ＩＰＳ方式液晶表示装置が提案されている。半透過ＩＰＳ方式液晶表示装置の反射表示部には外部からの入射光を反射するのための反射層が配置されており、表面に微小な凹凸を有する拡散反射層が用いられている（特許文献１）。拡散反射層はマクロな反射面に対して入射角と出射角が異なる拡散反射を示す。
【０００５】
鏡面反射板では光源と観察者の位置関係の変化に伴い観察者に到達する光量がめまぐるしく変化し、良好な視認性が得られないが、拡散反射板では上記の変化が少なく、紙のような高品位の視認性が得られる。
【０００６】
また、多くの場合観察者は半透過型液晶表示装置を法線方向から観察するが、光源は法線方向から離れた斜め方向にある。この時、光源光が正反射されても観察者には到達しないため、観察者に到達する光量を増大するには拡散反射層が必要である。この様に反射表示では不特定の斜め方向から入射した光を利用するため、その暗表示における反射率には視角特性が関与し、明表示と暗表示の反射率の比で表される反射コントラスト比にも視角特性が関与する。反射コントラスト比を向上するには、法線方向のみならず視角方向における暗表示反射率を低減しなければならない。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３３８５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
液晶表示装置では２つの電極を用いて液晶層に電界を印加し、このうち画像情報に対応した電位を各画素毎に与える方を画素電極，画素間で共通の電位を与える方を共通電極と呼ぶ。ＩＰＳ方式液晶表示装置では画素電極と共通電極の少なくとも一方が櫛歯状であり、電気力線は画素電極と共通電極を結ぶように、液晶層内にアーチ状の弧を描いて分布する。アーチ状の電気力線の各部分で電気力線の方向と電界強度が異なることから、電界印加時において液晶層は不均一な配向状態になる。均一な液晶配向は電圧無印加時にのみ得られるため、電圧無印加時を暗表示にし、電圧印加と共に透過率、若しくは反射率が増大するノーマリクローズ型の印加電圧依存性にしなければならない。
【０００９】
偏光板を用いた反射型液晶表示装置では、反射板に到達する光の偏光状態を円偏光にすることにより暗表示を得る。即ちこの時、偏光板を通過した時点で透過光の偏光状態は直線偏光であるが、これが反射板で反射されて再び偏光板に到達する際に偏光方向が９０度回転した直線偏光になり、偏光板で完全に吸収されるからである。このことは、半透過ＩＰＳ方式液晶表示装置を含む半透過型液晶表示装置の全般に該当する。
【００１０】
液晶層と偏光板の間には位相差層を配置するが、円偏光を実現するためには液晶層と位相差層のΔｎｄ（複屈折×層厚）の合成値を４分の１波長にしなければならない。電圧無印加時においてＩＰＳ方式液晶表示装置の液晶層はホモジニアス配向であり、液晶層の見かけのΔｎは０ｎｍにはならず、Δｎｄも０ｎｍではなく、ある一定値をとる。
【００１１】
液晶層や位相差層は可視波長域において波長と共に単調減少するΔｎｄの波長依存性を示す。そのため、液晶層や位相差層単独ではΔｎｄが４分の１波長になるのは可視波長域の一点のみである。２分の１波長板と４分の１波長板を組合わせた広帯域４分の１波長板ではΔｎｄの波長依存性が補償され、可視波長の広い領域で実質的に４分の１波長板となる。広帯域４分の１波長板では反射層に近い側から４分の１波長板、２分の１波長板の順で積層される。半透過ＩＰＳ方式液晶表示装置では反射表示部に位相差層を配置し、液晶層を４分の１波長板、位相差層を２分の１波長板として両者が広帯域４分の１波長板として機能するようにこれらの配向方向や遅相軸を設定する。これにより可視波長の広い領域で反射率が低下し、低反射率でかつ無彩色の反射暗表示が得られる。
【００１２】
位相差層を反射表示部液晶層と基板の間に配置し、かつ反射表示部に対応する部分にのみ選択的に形成すれば、透過表示部を透過型ＩＰＳ液晶表示装置と同じ構成にできるため、透過型ＩＰＳ液晶表示装置と同じ広視野角で高コントラストの透過表示を反射表示と両立することができる。これ以降、前記構成の半透過ＩＰＳ液晶表示装置を位相板内蔵半透過ＩＰＳ液晶表示装置と呼ぶことにする。反射表示部では、法線方向に対して傾いた不特定の方向から光が入射するため、法線方向から入射した光のみならず、法線方向に対して傾いた方向から入射した光についても広帯域４分の１波長板として機能しなければならない。しかしながら、位相板内蔵半透過ＩＰＳ液晶表示装置では反射表示部における視角特性向上が充分になされていなかった。
【００１３】
本発明の目的は、広視野角で高コントラスト比の透過表示に加えて高コントラスト比の反射表示が可能になり、全環境で高品位の表示が得られる位相板内蔵半透過ＩＰＳ液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明は、上記課題を解決するために、第一の基板及び第二の基板間に挟持された液晶層と、複数の信号配線と、その複数の信号配線と交差して形成された複数の走査配線と、複数の信号配線と複数の走査配線とで囲まれて形成された複数の画素と、第二の基板上に形成された画素電極及び共通電極と、を有し、液晶層の配向状態は、電界無印加時にホモジニアス配向であり、複数の画素の各画素は、反射表示部と透過表示部を有し、第二の基板と液晶層間で、且つ反射表示部に対応する部分にのみ反射電極を有し、第一の基板と液晶層間で、且つ反射表示部に対応する部分にのみ位相差層を有し、位相差層は、光学等方層に偏光を照射して形成され、Ｎｚ係数が０である構成とする。
【発明の効果】
【００１５】
広視野角で高コントラスト比の透過表示に加えて高コントラスト比の反射表示が可能になり、全環境で高品位の表示が得られる位相板内蔵半透過ＩＰＳ液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下各実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の液晶表示装置の１画素の断面を図１，図３，図４に模式的に示す。それぞれの切断面は図２に記載してある。
【００１８】
液晶表示パネルは第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２と液晶層ＬＣＬからなり、第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２は液晶層ＬＣＬを挟持する。第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２は液晶層ＬＣＬに近接する面上に液晶層ＬＣＬの配向状態を安定化するための配向膜（第一の配向膜ＡＬ１，第二の配向膜ＡＬ２）を備える。また第二の基板ＳＵ２の液晶層ＬＣＬに近接する面上に液晶層ＬＣＬに電圧を印加するための手段を備える。
【００１９】
また、図１にあるように一画素内は透過表示部と反射表示部に面積的に分割されている。図３は、図２のＳ３−Ｓ４間の透過表示部の断面であり、図４は図２のＳ５−Ｓ６間の反射表示部の断面である。
【００２０】
第一の基板ＳＵ１は透明性と平坦性に優れ、かつイオン性不純物の含有が少ないホウケイサンガラス製であり、厚さは約４００μｍである。
【００２１】
第一の基板ＳＵ１は、反射表示部においては、液晶層ＬＣＬに近接する側より第一の配向膜ＡＬ１，段差形成層ＭＩ，保護層ＰＬ，位相差層ＲＥ，位相差膜配向膜ＡＬＰ，平坦化層ＬＬ，カラーフィルタＣＦ，ブラックマトリクスＢＭが順次積層されている。また透過表示部においては、液晶層ＬＣＬに近接する側より第一の配向膜ＡＬ１，保護層ＰＬ，位相差膜配向膜ＡＬＰ，平坦化層ＬＬ，カラーフィルタＣＦ，ブラックマトリクスＢＭが順次積層されている。第一の配向膜ＡＬ１と位相差膜配向膜ＡＬＰはポリイミド系の有機高分子膜であり、ラビング法により配向処理されており、近接する液晶層ＬＣＬに約２度のプレチルト角を付与する所謂水平配向膜である。保護層ＰＬと平坦化層ＬＬはアクリル系樹脂であり、透明性に優れ、下地の凹凸を平坦化し、かつ溶剤の浸透を防ぐ機能を有する。段差形成層ＭＩは保護層ＰＬや平坦化層ＬＬと同様アクリル系樹脂であり、反射表示部に対応する部分にのみ分布する。カラーフィルタＣＦは赤色，緑色，青色を呈するストライプ状の各部分が繰り返し配列された平面構造を有する。ブラックマトリクスＢＭは黒色レジストからなり、画素境界部に対応するように格子状の平面分布構造を有する。
【００２２】
第二の基板ＳＵ２は第一の基板ＳＵ１と同様にホウケイサンガラス製であり、厚さは約４００μｍである。第二の基板ＳＵ２は液晶層ＬＣＬに近接する側より順に、主に第二の配向膜ＡＬ２，画素電極ＰＥ，層間絶縁膜ＰＣＩＬ，共通電極ＣＥ，アクティブ素子，走査配線ＧＬ，信号配線ＳＬを備える。第二の配向膜ＡＬ２は、第一の配向膜ＡＬ１と同様にポリイミド系の有機高分子膜からなる水平配向膜である。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥはいずれも透明性と導電性を兼ね備えたインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide、ＩＴＯ）であり、層厚は１００ｎｍである。両者は窒化珪素（ＳｉＮ）製の層間絶縁膜ＰＣＩＬによって隔たれており、層間絶縁膜ＰＣＩＬの層厚は３００ｎｍである。画素電極ＰＥの平面形状が櫛歯状である櫛歯状電極であるのに対し、共通電極ＣＥは後述するように共通電極空孔部を有するものの、各画素のほぼ全面に渡って分布しているべた状電極とする。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥが層間絶縁膜ＰＣＩＬで隔てられていることにより、電圧印加時には両者の間にアーチ状の電気力線が液晶層中にはみ出すように形成される。これは基板平面に対して平行な成分を有する所謂横電界であり、液晶層の配向状態を主に面内で回転するように変形するＩＰＳ方式液晶表示パネルである。ＩＰＳ方式液晶表示パネルでは電圧印加に伴う液晶層のチルト角増大が少ないため、視角方向での階調表示特性に優れた広視野角の表示が得られる。
【００２３】
また、図１では画素電極ＰＥと共通電極ＣＥが重畳する部分が多数存在するが、この部分は液晶層ＬＣＬに対して並列に結合しているため保持期間中の印加電圧を一定に保つ保持容量として機能する。
【００２４】
これに加えて、第二の基板ＳＵ２の反射表示部には共通電極ＣＥの上側、つまり共通電極ＣＥと画素電極ＰＥの間に反射電極ＲＦからなる反射層を備える。更に、共通電極ＣＥの下層、つまり第二の基板ＳＵ２と共通電極ＣＥ間には凹凸形成層ＳＣＩＬを有し、凹凸形成層ＳＣＩＬは反射層と重畳する部分において多数の微小でかつなだらかな凹凸を有する。凹凸形成層ＳＣＩＬは有機絶縁膜からなり、有機絶縁膜の表面をエッチングして、その後これを加熱して融解状態とする。この時の表面張力を利用して表面をなだらかな凹凸にし、これを固化して凹凸を形成する。凹凸形成層ＳＣＩＬの上面にある反射電極ＲＦは凹凸形成層ＳＣＩＬに沿った形状になるため、反射層は巨視的な層平面に対して傾いた多数の微小平面を有し、拡散反射を示す。鏡面反射板は光源と観察方向の関係の変化に伴い反射輝度がめまぐるしく変化するので、視認上好ましくない。拡散反射板は光源と観察方向の関係が変化しても反射輝度の変化が少なく、完全拡散面に近い高品位の反射表示面が得られる。反射層は高反射率を示すアルミ膜である。
【００２５】
図２に示した様に、信号配線ＳＬと走査配線ＧＬは互いに交差している。信号配線ＳＬと走査配線ＧＬの交差部の近傍にはそれぞれアクティブ素子を有し、画素電極ＰＥと１対１に対応している。画素電極ＰＥにはアクティブ素子を介して信号配線ＳＬより電位が付与され、アクティブ素子の動作は走査配線ＧＬにより制御される。アクティブ素子は薄膜トランジスタであり、そのチャネル部は電子移動度の比較的高いポリシリコン層から成る。ポリシリコン層はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で形成したアモルファスシリコン層をレーザー光線で加熱焼成して形成される。各画素電極ＰＥは長方形状で互いに独立に制御され、かつ第二の基板ＳＵ２上に格子状に配置されている。
【００２６】
透過表示部で光はカラーフィルタＣＦを一回だけ通過するのに対し、反射表示部では反射板で反射されるため二回通過する。そのため、反射表示部と透過表示部に同じカラーフィルタＣＦを用いれば、実効的な透過率は後者のほうが低下する。更に、反射表示部は外部からの入射光を光源に利用するため、周囲が充分に明るくない場合には明るい表示が得られない。より広範な環境下で明るい反射表示を得るため、反射表示部のカラーフィルタは透過表示部よりも高透過率にする。
【００２７】
具体的には、図５に示した様に、反射表示部にカラーフィルタＣＦの存在しないカラーフィルタ空孔部ＣＦＨを配置し、空孔部との加法混色で反射表示する。ここで、図５は第一の基板ＳＵ１の平面図であり、本実施例の液晶表示装置のカラーフィルタＣＦやブラックマトリクスＢＭの平面分布を示している。図５は３画素分に対応する領域を含んでおり、左側より赤色カラーフィルタＣＦＲ，緑色カラーフィルタＣＦＧ，青色カラーフィルタＣＦＢである。あるいはまた、反射表示部のカラーフィルタの厚さを低減しても同様の効果が得られる。
【００２８】
図６は図５と同様に第一の基板ＳＵ１の平面図であるが、カラーフィルタＣＦやブラックマトリクスＢＭに加えて位相差層ＲＥの平面分布を示している。位相差層ＲＥの平面分布を示すため、ブラックマトリクスＢＭは実際とは異なるものの白ぬきで示してある。位相差層ＲＥは各画素の反射表示部を結ぶようにしてストライプ状に分布する。
【００２９】
液晶層ＬＣＬは室温を含む広い温度範囲でネマチック相を示し、液晶配向方向の誘電率がその垂直方向よりも大きい正の誘電率異方性を示す。なおかつ液晶層ＬＣＬは高抵抗を示すので、アクティブ素子がオフとなる保持期間中においても電圧低下が十分に少なく、保持期間中の透過率低下や所謂フリッカ現象を生じない。第一の配向膜ＡＬ１と第二の配向膜ＡＬ２にラビング法で配向処理を施した後、第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２を組立て、液晶材料を真空封入して前述の液晶層ＬＣＬとする。
【００３０】
第一の配向膜ＡＬ１と第二の配向膜ＡＬ２の配向処理方向を反平行としたことにより、液晶層ＬＣＬを配向状態が安定なホモジニアス配向とする。その配向方向は画素電極ＰＥの櫛歯方向に対して１０度を成し、電圧印加時に発生する横電界に対して８０度をなす。これにより、電圧印加時において充分に大きな液晶層の配向変化が得られる。なおかつ、電圧印加時の配向変化方向、即ち層内における液晶層ＬＣＬの回転方向（時計回り、若しくは反時計回り）が一義的に定まり、安定な配向変化が得られる。
【００３１】
第一の基板ＳＵ１と第二の基板ＳＵ２の外側には第一の偏光板ＰＬ１と第二の偏光板ＰＬ２を配置しており、第一の偏光板ＰＬ１と第二の偏光板ＰＬ２はヨウ素系色素を含み、ヨウ素は偏光板内で多量体を形成している。その２色性により、偏光板は入射した自然光を偏光度が十分に高い直線偏光に変換する。ヨウ素系色素の多量体の配向方向が吸収軸であり、第一の偏光板ＰＬ１と第二の偏光板ＰＬ２の吸収軸はその平面法線方向から観察して互いに直交し、かつ第一の偏光板の吸収軸は液晶配向方向に平行である。
【００３２】
図８は位相差層ＲＥの形成プロセスを示す模式図であり、図６中に記したＳ９−Ｓ１０で切断した緑色カラーフィルタＣＦＧの透過表示部と反射表示部の断面について記載している。また、図８において第一の基板ＳＵ１上のカラーフィルタＣＦと平坦化層ＬＬは省略してある。
【００３３】
有機高分子溶液を第一の基板ＳＵ１上の全面に塗布して、この後図８（ａ）に示した様に溶剤を除いて光学等方層ＩＬ（有機高分子層）とする。この段階において光学等方層内の分子配向方向はランダムであるため、光学的に等方である。次に、偏光紫外光源と光学等方層の間にフォトマスクを配置する。フォトマスクは第一の基板の透過表示部に対応する部分を遮光し、反射表示部に相当する光学等方層を主に露光する。この段階において、反射表示部に対応する光学等方層の有機高分子の結合が一部分解して、光学等方層の分子配向方向に異方性が生じる。図８（ｂ）中の破線は露光された有機高分子の結合が一部分解した状態を示した模式図である。透過領域に対応する部分（非露光部ＮＥＰ）には形成されず、反射表示部に対応する部分（露光部ＬＥＰ）にのみ選択的に位相差層ＲＥが形成される。また、透過表示部に対応する部分は偏光を照射されないため光学等方層のままである。これ以後、位相差層ＲＥは保護膜形成、第一の配向膜ＡＬ１形成の各プロセスで過熱される。高温状態において位相差層ＲＥを構成する有機高分子の分子運動が増大し、Δｎｄが減少することがある。Δｎｄの減少は、高温状態の温度が一定であれば高温状態におかれる時間の長さにほぼ比例するため、これを勘案して初期のΔｎｄを設定する。
【００３４】
図１７（ａ）に光学等方層ＩＬである有機高分子層に照射する偏光紫外光ＰＬＵＶと、実現される屈折率楕円体の関係を示す。法線方向をｚ軸、偏光紫外光ＰＬＵＶの振動方向ＰＬＡＭをｙ軸，ｙ軸に直交しかつ平面に平行な軸をｘ軸とする。図１７（ｂ）に破線で示した様に、偏光紫外光ＰＬＵＶの振動方向ＰＬＡＭに平行な分子結合が選択的に切断されるため、ｙ軸方向の屈折率が減少する。これに対して、図１７（ｂ）に実線で示した様に偏光紫外光ＰＬＵＶの振動方向ＰＬＡＭに垂直な方向では分子結合が分解されずに残るため、ｘ軸とｚ軸では屈折率の減少は生じない。以上により、光学等方層に光学異方性を付与して位相差層ＲＥにすることができる。ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の屈折率をそれぞれｎｘ，ｎｙ，ｎｚとすると、ｎｚ＝ｎｘ＞ｎｙとなる。
【００３５】
なお、液晶表示装置の内部を通過する光は偏光であるため、その視角特性は偏光状態を変換する作用を有する光学異方性媒体の視角特性によって決定される。位相差層内蔵半透過ＩＰＳ液晶表示装置の反射表示部に存在する光学異方性媒体は、位相差層と反射表示部液晶層である。光学異方性媒体の視角特性は、以下で定義されるＮｚ係数によって表される。Ｎｚ係数はYasuo Fujimura, Tatsuki Nagatsuka, Hiroyuki Yoshimi, Takefumi ShimomuraがSID 91 DIGEST の７３９頁から７４２頁に記載しているとおり、次式で表される。
【００３６】
Ｎｚ＝（ｎｓ−ｎｚ）／（ｎｓ−ｎｆ）                                …（１）
ここで、ｎｓ，ｎｆ，ｎｚはそれぞれ平面内遅相軸方向の屈折率，平面内進相軸方向の屈折率，厚さ方向の屈折率である。
【００３７】
この（１）式においてｎｘ＝ｎｓ，ｎｙ＝ｎｆとなるので、この場合にＮｚ係数は０になる。また、図１７（ｃ）はこのときに形成される位相差層ＲＥの屈折率楕円体の形状を示している。
【００３８】
液晶表示装置には多くの場合ネマチック相やスメクチック相を示す液晶層が用いられるが、何れの場合も一軸性であり、そのＮｚ係数は１である。実用に充分な動作温度範囲，駆動電圧を示し、その他実用上の要請を満足する液晶層はネマチック相かスメクチック相を示すものに限られる。従って、反射表示部液晶層のＮｚ係数は事実上１に固定されているものと見なして妥当である。反射表示部の視角特性は反射表示部液晶層のＮｚ係数を１としながら、位相差層ＲＥのＮｚ係数を最適化することにより向上できる。
【００３９】
基板外側の全面に貼り付けて用いられる位相差層は、有機高分子を延伸して薄膜化し、かつこれと同時に光学異方性を付与している。Ｎｚ係数も延伸条件で制御可能である。しかし、これらの位相差層は一般にΔｎの値が小さく、必要なΔｎｄを得るためには液晶層ＬＣＬの１０倍以上の厚さが必要になる。その他にも耐熱性や、反射表示部への選択形成する手段がないなどの理由もあり、これらの位相差層を液晶層と基板の間に配置することはできない。
【００４０】
光重合性の低分子液晶を配向膜上に塗布して均一配向とし、これに光照射して光重合して光重合性の有機分子層である位相差層とすることも考えられる。この方法でＮｚ係数が０の位相差層を形成するには、円盤状の分子骨格を有するディスコチック液晶を用いることが考えられる。すなわち、円盤状の分子骨格の末端に光重合性基を付加し、分子骨格を基板平面に対して立てた状態で一様配向して光重合する。しかし、ディスコチック液晶による上記の配向状態は不安定であり、一様配向の実現は困難である。
【００４１】
本発明では光分解性の有機高分子溶液を基板上に塗布して有機高分子層とし、これに偏光紫外光ＰＬＵＶを照射することにより位相差層のＮｚ係数を制御した。偏光紫外光ＰＬＵＶの振動方向ＰＬＡＭに平行な分子結合が選択的に分解するため、同方向の有機高分子膜の屈折率が減少する。これに対して偏光紫外光ＰＬＵＶの振動方向ＰＬＡＭに垂直な方向では分子結合が分解されずに残るため、屈折率の減少は生じない。これにより、有機高分子層に光学異方性を付与して位相差層ＲＥにすることができる。また、屈折率の大きい方向が２方向残るため、光学異方性が２軸異方性である位相差層を容易に実現できる。偏光紫外光ＰＬＵＶを法線方向から照射すれば、振動方向が進相軸に、その垂直方向が遅相軸になる。また、厚さ方向は遅相軸と同じ屈折率になるため、Ｎｚ係数が０の位相差層が得られる。
【００４２】
反射表示部液晶層のＮｚ係数は１であるため、層厚方向と面内方向の屈折率を比較すると後者の方が大きい。これに位相差層を組合わせて法線方向においては広帯域４分の１波長板として機能させ、なおかつ層厚方向と面内方向の屈折率のバランスをとるには、法線方向の屈折率の大きい位相差層を用いればよい。例えば、前述のＮｚ係数が０の位相差層がこれに該当する。また、光分解性の有機高分子には、例えば各種のポジ型レジストが該当する。
【００４３】
また、第一の偏光板ＰＬ１と位相差層ＲＥと反射表示部液晶層の光学軸方向、並びに位相差層ＲＥと反射表示部液晶層のΔｎｄは、広帯域４分の１波長板と同様にして決定される。
【００４４】
広帯域４分の１波長板は偏光板、２分の１波長板、４分の１波長板を順次積層した構造を有し、波長５５０ｎｍを中心とした可視波長域のより広い波長域で入射偏光を円偏光、若しくはこれにごく近い偏光状態に変換する機能を有する。その原理をポアンカレ球表示を用いて以下に説明する。ポアンカレ球表示については、応用物理学会編、森北出版「結晶光学」、あるいはまた鶴田匡夫著、培風館「応用光学II」等の書籍に詳細に解説されている。
【００４５】
また、以下ではポアンカレ球を地球に見立て、Ｓ３軸とポアンカレ球の交点を北極と南極、Ｓ１，Ｓ２平面とポアンカレ球の交線を赤道と呼ぶことにする。この場合、北極と南極が円偏光を表し、赤道が直線偏光を表し、その他の部分が楕円偏光を表す。また、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３軸はそれぞれ偏光状態のストークスパラメータであり、強度を表すストークスパラメータＳ０で規格化された値である。
【００４６】
広帯域４分の１波長板は視感度が最大になる波長５５０ｎｍの光を基準にして設計される。波長５５０ｎｍの光が広帯域４分の１波長板を通過した際の偏光状態の変化を示す。偏光板を通過した光は直線偏光のため赤道上の一点に位置するが、２分の１波長板に入射するとその遅相軸に相当する軸の回りを２分の１回転し、赤道上の別の一点に移動する。次いで４分の１波長板に入射するとその遅相軸に相当する軸の回りを４分の１回転し、北極上に移動して円偏光に変換される。
【００４７】
大多数の光学異方性媒体と同様に、２分の１波長板のΔｎｄは可視波長域において波長と共に単調減少する波長依存性を示す。そのため、可視波長域の長波長側では図１２（ｂ）に示したように回転が２分の１回転以下になり、赤道まで到達せずに北半球上に移動する。可視波長域の短波長側では図１２（ｃ）に示したように回転が２分の１回転以上になり、赤道を通過して南半球上に移動する。次の４分の１波長板では移動方向が概略逆方向になり、なおかつ先の２分の１波長板と同様の波長依存性を示す。可視波長の長波長側では図１２（ｂ）に示したように北半球上をスタート点として北極方向に向かうため、北極までの距離がより近いが、この時の回転が４分の１回転以下と小さいため北極付近に到達する。可視波長の短波長側では図１２（ｃ）に示したように南半球上をスタート点として北極方向に向かうため、北極までの距離がより遠いが、回転が４分の１回転以上と大きいため北極付近に到達する。このようにして、同じリタデーションの波長依存性を有する２分の１波長板と４分の１波長板を、ポアンカレ球上における回転方向が概略逆方向になるような角度関係で積層することによりリタデーションの波長依存性を相殺する。
【００４８】
本発明では反射層に近接する側より反射部液晶層，位相差層の順で積層しているため、反射部液晶層が４分の１波長板に相当し、位相差層が２分の１波長板に相当する。即ち、反射部液晶層のΔｎｄを４分の１波長板相当に設定し、位相差層のΔｎｄを２分の１波長板相当に設定すれば良い。
【００４９】
光学軸の角度設定についても、図１２（ａ）より導かれるが、より明確にするためこれをＳ１，Ｓ２平面に投影して図１１（ａ）に示す。この場合中心が北極または南極に、円周が赤道になる。図１１（ａ）で偏光状態の変換はポアンカレ球の北半球を反時計回りに動いて北極に到達する動きとして表される。広帯域４分の１波長板としては、この他にもポアンカレ球の北半球を時計回りに動いて北極に到達，ポアンカレ球の南半球を反時計回りに動いて南極に到達，ポアンカレ球の南半球を時計回りに動いて南極に到達する動きがあり、それぞれ図１１（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示した。位相差層ＲＥの遅相軸方位角θPHと液晶層ＬＣＬの配向方向方位角θLCをそれぞれ第一の偏光板ＰＬ１の透過軸方位角を０度として反時計回りに定義すると、θPHとθLCの関係は図１１（ａ）〜（ｄ）より次式で表される。
２θPH＝±４５°＋θLC                                              …（２）
尚、図１１中のθPH′とθLC′は、θPH，θLCとそれぞれ２θPH′＝θPH，２θLC′＝θPHの関係にある。このようにθPHとθLCには多数の組合せが存在し、一義的には定まらない。しかしながら、本発明では液晶層ＬＣＬの配向方向は反射表示部と透過表示部で同様にし、かつ第一の偏光板ＰＬ１は液晶パネルの外側に貼り付けるため、その透過軸方位も反射表示部と透過表示部で同様にするという制約がある。従って、第一の偏光板ＰＬ１の透過軸方位に対し、反射部液晶層の配向方向は平行または直交になる。即ちθLC＝０度若しくは±９０度となり、かつポアンカレ球上における回転方向が概略逆方向になることを考慮して、結局θPH＝±６２.５度となる。
【００５０】
以上により、位相差層ＲＥと反射部の液晶層ＬＣＬの組合わせにおいて反射黒表示の反射率を最も低減できる。反射スペクトルは図１０に実線で示した様に、波長５５０ｎｍを中心にした広範な可視波長域に渡って反射率が低減する。あるいはまた、位相差層ＲＥと反射部液晶層のΔｎｄの比率を概略保った上で反射部液晶層のΔｎｄを増やせば、暗表示反射率を比較的低く保ちながら明表示反射率を増大できる。
【００５１】
暗表示反射率の視角依存性を計算した例を図７に示す。図７の計算では反射板を鏡面反射板とし、かつ入射角と反射角の等しい正反射の光路を仮定しているが、拡散反射板においては不特定の斜め方向から光が入射することを考慮して、入射角を連続的に変えながら暗表示反射率を計算しており、そのため図７の横軸は入射角としている。図７（ａ）は櫛歯電極を横断する方向の方位、図７（ｂ）は櫛歯電極に平行な方向の方位における入射角依存性である。また、比較のため位相差層のＮｚ係数が１の場合の反射率を破線で併記した。Ｎｚ係数が１の場合には入射角が増大するにつれて反射率が増大し、特に３０度以上では反射率の増大が著しい。これに対して、Ｎｚ係数が０の場合には反射率の増大が比較的小さいことがわかる。拡散反射板を用いた場合の光路は図７の計算の仮定と全く同じではなく、例えば後述する積分球光源を用いた測定では反射後の光路は法線方向になるが、図７では入射時の光路の角度依存性は考慮されており、拡散反射板を用いた場合のＮｚ係数の効果を反映しているものと思われる。
【００５２】
積分球光源をその開口部半径と同じ距離だけ離して本発明の液晶表示装置の上面に配置し、反射表示のコントラスト比を測定した。反射型表示では法線方向に対して傾いた方向から入射する光を光源として利用し、表示装置自体は法線方向から観察することが多いが、この方法により実際の使用状況を反映した反射表示特性評価が可能になる。得られたコントラスト比は、位相差層のＮｚ係数を１とした場合に比較して約１.５倍であった。
【００５３】
以上のようにして、位相差層に光分解性の有機高分子層を用い、偏光紫外光ＰＬＵＶを照射してＮｚ係数が０の位相差層とすることにより暗表示反射率を低減し、半透過型ＩＰＳ液晶表示装置の反射コントラスト比を向上できた。
【実施例２】
【００５４】
実施例１において、光分解性の有機高分子層に偏光紫外光ＰＬＵＶを照射する際に法線方向に対して傾いた２つの方向から照射した。図１４（ａ）に光分解性の有機高分子層に対する偏光紫外光ＰＬＵＶ（第一の偏光紫外光ＰＬＵＶ１，第二の偏光紫外光ＰＬＵＶ２）の照射方向と、偏光紫外光ＰＬＵＶの振動方向ＰＬＡＭ（第一の振動方向ＰＬＡＭ１，第二の振動方向ＰＬＡＭ２）を示す。２つの照射方向は法線方向に対して互いに対称である。また、法線と照射方向を含む面を光照射面とすると、偏光の振動方向は光照射面内にある。また、２つの照射方向からの光照射量は等しいものとする。
【００５５】
図１４（ｂ）に示した様に、光照射面と位相差層平面の交差する方向をｙ軸、位相差層平面内でｙ軸に直交する方向をｘ軸、位相差層の法線方向をｚ軸とすると、ｘ軸は２つの照射方向の偏光振動方向のいずれに対しても直交するため、ｘ軸方向の分子結合は切断されずに残る。これに対して、ｙ軸とｚ軸は２つの照射方向の偏光振動方向に対して直交しないため、ｙ軸方向とｚ軸方向の分子結合は切断される。ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の屈折率をそれぞれｎｘ，ｎｙ，ｎｚとすると、ｎｘ＞ｎｙ，ｎｘ＞ｎｚとなる。
【００５６】
ｎｙとｎｚの大小関係は、ｙ軸方向とｚ軸方向の分子結合が切断される割合で決定される。更に、ｙ軸方向とｚ軸方向の分子結合が切断される割合は光照射方向が法線方向となす角によって決定される。図１４（ａ）は光照射方向と法線方向のなす角が小さい場合である。この時偏光振動方向とｙ軸はより平行に近づき、偏光振動方向とｚ軸はより直交に近づくため、ｙ軸方向の分子結合が切断される割合が高くなる。そのため、この時形成される屈折率楕円体の形状は、図１４（ｃ）に示した様にｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙとなる。（１）式においてｎｘ＝ｎｓ，ｎｙ＝ｎｆとなるので、この場合にＮｚ係数は０以上、１以下になる。
【００５７】
図１５（ａ）は光照射方向と法線方向のなす角が大きい場合である。偏光振動方向とｙ軸はより直交に近づき、偏光振動方向とｚ軸はより平行に近づくため、ｚ軸方向の分子結合が切断される割合が高くなる（図５（ｂ））。そのため、この時形成される屈折率楕円体の形状は、図１５（ｃ）に示した様にｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚとなる。この場合にＮｚ係数は１以上になる。
【００５８】
以上のようにして、位相差層のＮｚ係数を０以上の範囲において制御可能になる。本発明の目的である位相板内蔵半透過ＩＰＳ液晶表示装置の反射コントラスト比向上にもどると、液晶層においては平面方向の屈折率が大きいため、これに組合わせる位相差層には法線方向の屈折率をより大きくすることが要求される。従って、光照射方向と法線方向のなす角を小さくする照射条件が好ましい。
【００５９】
このように光照射方向を斜め２方向とし、偏光の振動方向を光照射面に平行にすることにより、Ｎｚ係数が１と０の間の値の位相差層を形成できる。これ以外にも、光照射方向を斜め２方向とし、偏光の振動方向を光照射面に垂直にすることにより、Ｎｚ係数が１以上の値の位相差層を形成できる。あるいはまた、法線方向から２回照射し、かつ各照射時の偏光の振動方向が互いに直交するようにし、照射光量を調節することによりＮｚ係数が負の位相差層を形成できる。更には、光照射方向を斜め１方向とすることにより、遅相軸が層平面に対して傾いた位相差層を形成できる。
【実施例３】
【００６０】
本実施例では、図１６（ａ）に示した様に、光分解性の有機高分子層に偏光紫外光ＰＬＵＶを照射する際に法線方向から２回照射した（第一の偏光紫外光ＰＬＵＶ１，第二の偏光紫外光ＰＬＵＶ２）。２回の光照射において振動方向（第一の振動方向ＰＬＡＭ１，第二の振動方向ＰＬＡＭ２）は直交するようにした。図１６（ａ）において、直線方向の振動方向を表す矢印の長さは光照射量を示しており、一回目の照射時の光照射量をより多くし、二回目をより少なくした。
【００６１】
一回目の照射時の振動方向と直交する方向をｘ軸、位相差層平面内でｘ軸に直交する方向をｙ軸、位相差層の法線方向をｚ軸とすると、図１６（ｂ）に示した様に、ｚ軸は２つの照射方向の偏光振動方向のいずれに対しても直交するため、ｚ軸方向の分子結合は切断されずに残る。これに対して、ｘ軸とｙ軸は２つの照射方向の偏光振動方向に対して直交しないため、ｙ軸方向とｚ軸方向の分子結合は切断される。ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向の屈折率の大小関係は、ｎｚ＞ｎｙ，ｎｚ＞ｎｘとなる。
【００６２】
ｙ軸方向ではより光量の大きい１回目の光照射で分子結合が切断されるため、ｙ軸方向の屈折率はｘ軸方向よりも小さくなる。従って、この時形成される屈折率楕円体の形状は、図１６（ｃ）に示した様にｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙとなる。（１）式においてｎｘ＝ｎｓ，ｎｙ＝ｎｆとなるので、この場合にＮｚ係数は０以下になる。
【００６３】
本発明の目的である位相板内蔵半透過ＩＰＳ液晶表示装置の反射コントラスト比向上にもどると、液晶層においては平面方向の屈折率が大きいため、これに組合わせる位相差層には法線方向の屈折率をより大きくすることが要求される。本実施例の偏光紫外光の照射方法は、法線方向の屈折率を大きくするのに有利である。
【００６４】
位相差層のもとになる有機高分子溶液を塗布する際に平面方向に有機高分子が流動するため、平面方向により多く配向する場合がある。この時に有機高分子膜は等方的にならず、法線方向の屈折率が平面方向に比較して小さくなる。この様な場合において、法線方向の屈折率が大きい位相差層を形成するには、本実施例の偏光紫外光の照射方法が有効である。
【実施例４】
【００６５】
本実施例では、暗表示反射率を低減する位相差層と反射部液晶層のΔｎｄの組合せを計算により求めた。第一の偏光板ＰＬ１と位相差層ＲＥと反射部液晶層の軸角度を請求項１における値に設定し、入射時及び反射時の光路は何れも法線方向と仮定した。Ｊｏｎｅｓマトリクス法による光学計算を行う市販の一次元計算ソフトウエアを用い、位相差層ＲＥと反射部液晶層のΔｎｄの組合せを変えながら暗表示反射率を計算した。計算結果を図１３（ａ）に示す。
【００６６】
図１３（ａ）において＋印は位相差層と反射部液晶層の波長５５０ｎｍにおけるΔｎｄを理想的な広帯域４分の一波長板の値、即ち前者を２７５ｎｍ、後者を１３７.５ｎｍにした場合を示し、実線で示す領域はこの時の値の１.５倍以下の暗表示反射率が得られる領域である。その外側の破線，一転鎖線，点線はそれぞれ理想的な広帯域４分の一波長板の２.０倍，２.５倍，３.０倍の暗表示反射率が得られる領域である。この様に、良好な暗表示反射率の得られる領域は＋印を中心に概略楕円状に分布している。また、該領域は長軸が傾斜した楕円であり、その傾きは正である。位相差層と反射部液晶層のΔｎｄに比例関係が成立すれば、暗表示反射率を低減できることを示している。
【００６７】
これより、その楕円の長軸に相当する直線を摘出し、その関係式を求めたのが図１３（ｂ）である。位相差層のΔｎｄをΔｎｄPH、反射表示部の液晶層のΔｎｄをΔｎｄLCとすると、ΔｎｄPHとΔｎｄLCはΔｎｄPH＝１.３７ΔｎｄLC＋８６、若しくはその近傍に位置する関係にあれば、両者のΔｎｄが理想的な広帯域４分の一波長板の値からずれていても比較的良好な暗表示反射率が得られる。
【００６８】
このことは、図１２（ｂ），（ｃ）を用いて定性的に説明できる。すなわち、位相差層のΔｎｄが理想値より小さい場合には、反射部液晶層のΔｎｄも理想値より小さければポアンカレ球の極近傍に移動可能であり、暗表示反射率を低減できる。また逆に位相差層のΔｎｄが理想値より大きい場合には、反射部液晶層のΔｎｄも理想値より大きければポアンカレ球の極近傍に移動可能である。
【００６９】
以上の結果は、反射率をより優先して反射表示部液晶層のΔｎｄを理想的な４分の一波長板の値よりも大きく設定するときに、位相差層のΔｎｄを決定するのに有効である。
【実施例５】
【００７０】
本実施例では、光重合性の有機分子を用いて位相差層を形成し、そのＮｚ係数を０にした。
【００７１】
有機高分子溶液を第一の基板上の全面に塗布して、この後溶剤を除いて光学等方層とする。次に、偏光紫外光源と光学等方層の間にフォトマスクを配置する。フォトマスクは第一の基板の透過表示部に対応する部分を遮光し、反射表示部に相当する部分を主に露光する。この段階において、反射表示部に対応する光学等方層の有機分子が一部光重合して、光学等方層の分子配向方向に異方性が生じる。反射表示部に対応する部分にのみ選択的に位相差層が形成される。
【００７２】
Ｎｚ係数を０とするには、面内の一方向と厚さ方向の屈折率を等しく増大する。光学等方層中に含まれる光重合基のうち、偏光紫外光の振動方向に平行な成分が重合し、結合が生じた方向の屈折率が増大する。これより、面内の一方向と厚さ方向の屈折率を等しく増大するには偏光は照射面内において法線方向をはさむ２つの方向から照射し、偏光の振動方向は照射面に平行とすればよい。なおここで照射面とは、第一の基板もしくは第二の基板の法線方向と位相差層の遅相軸を含む面とした。
【００７３】
光重合性の有機分子は、側鎖に光重合性基を備えた有機高分子であってもよい。偏光紫外光の振動方向に垂直な光重合性基は反応せずに残るが、耐熱性を向上するには分子結合を密にすべきである。基板を加熱しながら光照射すれば有機高分子の熱運動が活発になる。２組の近接した光重合性基が偏光紫外光の振動方向に十分並行になれば光重合が生じ、分子配向状態も偏光紫外光の振動方向に平行な状態で固定される。これにより、光学異方性を付与しながら耐熱性も向上できる。
【００７４】
透過表示部に対応する部分は偏光を照射されないため、光学等方層のままである。光重合性の有機分子が有機高分子である場合には、透過表示部に対応する部分を露光し、反射表示部に相当する部分を主に遮光しながら、自然光の紫外光を照射する。局所的な分子配向によらずに光重合反応が生じるため、光学等方性を保ったまま重合反応が進展し、より密な分子結合を形成できる。
【００７５】
光重合性の有機分子は光重合性基を含む有機低分子であってもよい。この場合透過表示部に位置する光学等方層を前述のように自然光を照射して重合し成膜化してもよい。あるいはまた、有機溶剤で洗浄して除去しても良い。この時反射表示部に形成された位相差層は高分子化しており、有機溶剤に対する溶解性が十分に低ければ溶解せずに残る。
【００７６】
つまり、本発明では光反応性の有機低分子または有機高分子をランダムに配向した光学等方状態で基板上に塗布して、これに偏光紫外光を照射して位相差層のＮｚ係数を制御した。偏光紫外光の振動方向に平行な成分が優先的に光重合反応を起こすため、これに平行な方向の屈折率が増大する。このような特徴を生かして位相差層のＮｚ係数を０にするには、偏光は照射面内において法線方向をはさむ２つの方向から照射し、偏光の振動方向は照射面に平行とすればよい。なおここで照射面とは、第一の基板もしくは第二の基板の法線方向と位相差層の遅相軸を含む面とした。
【００７７】
以上のように、光重合性の有機分子を用いてＮｚ係数が０の位相差層を形成した。これにより暗表示反射率を低減し、半透過型ＩＰＳ液晶表示装置の反射コントラスト比を向上できた。
【００７８】
〔比較例〕
実施例１において、位相差層のＮｚ係数を１にした。Ｎｚ係数が１の位相差層の形成には、光分解性の有機高分子層を用いるよりも、光重合性の液晶分子に光照射して形成する方が容易である。光重合性の液晶分子はネマチック相を示し、ネマチック相の配向状態を保ったまま固体化できる。ネマチック相のＮｚ係数は１のため、これを固体化して作成した位相差層のＮｚ係数も１になる。
【００７９】
図９は位相差層の形成プロセスを示す模式図であり、図６中に記したＳ９−Ｓ１０で切断した反射表示部と透過表示部の断面について記載している。また、図９において第一の基板ＳＵ１上のカラーフィルタＣＦと平坦化層ＬＬは省略してある。
【００８０】
図９（ａ）は第一の基板ＳＵ１上に位相差膜配向膜ＡＬＰをラビングロールＲＵＬにてラビング法により配向処理している状態であり、図９（ｂ）に示した様に、完成前の位相差層ＲＥ′は位相差膜配向膜ＡＬＰの配向処理方向に沿ってホモジニアス配向する。完成前の位相差層ＲＥ′のもとになる材料はジアクリル系液晶混合物であり、これを光反応開始剤とともに有機溶媒に溶かして、スピンコート若しくは印刷等の手段で位相差膜配向膜ＡＬＰ上に塗布する。塗布直後は溶液状態であるが、溶媒を蒸発させながら位相差膜配向膜ＡＬＰの配向方向に沿って配向させる。図９（ｃ）に示した様に、これに紫外光を照射して非露光部ＮＥＰ以外は分子末端のアクリル基同士を重合反応させる。この時酸素は重合反応の阻害要因となるが、光反応開始剤の濃度が充分であれば光反応が充分な速さで進行する。図９（ｃ）には楕円で示した液晶分子がほぼ完全に結合された状態を示している。図９（ｄ）は有機溶媒により現像した状態であり、光照射部にのみ完成前の位相差層ＲＥ′が形成される。以上により、液晶相における配向状態を概略保ったまま固体化して位相差層ＲＥを形成する。
【００８１】
位相差層のＮｚ係数が１の場合と０の場合について、暗表示反射率の視角依存性を計算した例を図７に示す。Ｎｚ係数が１の場合には、破線で示したように入射角が増大するにつれて反射率が増大し、特に３０度以上では反射率の増大が著しい。液晶層の屈折率分布は平面方向が大きく、これに同様の屈折率分布を示す位相差層を組合わせれば平面方向の屈折率分布が過剰になり、暗表示反射率の視角依存性が低下する。拡散反射板と組合わせた場合には入射角の大きい光入射成分が高い割合で含まれるため、暗表示反射率が増大して反射コントラスト比が低下する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の一画素を示した断面図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の基板の平面図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の透過表示部の断面図である。
【図４】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の反射表示部の断面図である。
【図５】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の第一の基板上を示す平面図である。
【図６】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の第一の基板上を示す平面図である。
【図７】暗表示反射率の入射角依存性を示す図である。
【図８】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の位相差層の形成プロセスを示す図である。
【図９】比較例の位相差層の形成プロセスを示す図である。
【図１０】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の反射表示部の暗表示時の反射スペクトルを示す図である。
【図１１】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の位相差層と反射部液晶層による暗表示時における入射光の偏光状態の変換を示す図である。
【図１２】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の位相差層と反射部液晶層による暗表示時における入射光の偏光状態の変換を示す図である。
【図１３】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の暗表示反射率を低減する位相差層と反射部液晶層のリタデーション関係を示す図である。
【図１４】本発明に係る液晶表示装置の他の実施例の位相差層形成時の光照射方法を示す図である。
【図１５】本発明に係る液晶表示装置の他の実施例の位相差層形成時の光照射方法を示す図である。
【図１６】本発明に係る液晶表示装置の他の実施例の位相差層形成時の光照射方法を示す図である。
【図１７】本発明に係る液晶表示装置の一実施例の位相差層形成時の光照射方法を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
ＰＬ１  第一の偏光板
ＰＬ２  第二の偏光板
ＳＵ１  第一の基板
ＳＵ２  第二の基板
ＬＬ  平坦化層
ＡＬ１  第一の配向膜
ＬＣＬ  液晶層
ＡＬ２  第二の配向膜
ＧＬ  走査配線
ＣＦ  カラーフィルタ
ＢＭ  ブラックマトリクス
ＲＥ  位相差層
ＭＬ  段差形成層
ＡＬＰ  位相差膜配向膜
ＰＬ  保護層
ＰＣＩＬ  層間絶縁膜
ＣＥ  共通電極
ＳＣＩＬ  凹凸形成層
ＧＩＬ  走査配線絶縁膜
ＰＥ  画素電極
ＣＨ  コンタクトホール
ＳＥ  ソース配線
ＲＦ  反射電極
ＳＬ  信号配線
ＣＦＲ  赤色カラーフィルタ
ＣＦＧ  緑色カラーフィルタ
ＣＦＢ  青色カラーフィルタ
ＣＦＨ  カラーフィルタ空孔部
ＮＥＰ  非露光部
ＲＵＬ  ラビングロール
ＲＥ′  完成前の位相差層
ＬＣＡＬ  液晶配向方向
ＲＥＡＬ  位相差層遅相軸
ＲＥＭＲ  位相差層段差形成層
ＰＬＵＶ  偏光紫外光
ＰＬＡＭ  振動方向
ＩＬ  光学等方層
ＰＬＵＶ１  第一の偏光紫外光
ＰＬＡＭ１  第一の振動方向
ＰＬＵＶ２  第二の偏光紫外光
ＰＬＡＭ２  第二の振動方向
【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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