JP5401057B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶表示装置に係り、特に、垂直配向（ＶＡ）モードを利用した液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器やテレビなどの表示装置として各種分野で利用されている。近年では、液晶表示装置は、携帯電話などの携帯端末機器や、カーナビゲーション装置、ゲーム機などの表示装置としても利用されている。

このような液晶表示装置においては、視野角の拡大、コントラスト比の向上といった表示品位の向上が求められている。１画素内に配向方向が異なる複数のドメインを有するマルチドメイン型ＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ；ＭＶＡ）モードの液晶表示装置は、複数のドメインによって視野角が補償され、しかも、垂直配向処理の採用により配向膜表面付近の液晶分子が基板主面に対して略垂直に配向し液晶層の複屈折率がほぼ０となるため、ノーマリーブラックモードにおいて十分な黒が表示でき高いコントラスト比が得られるといった特性を有している。

このようなＭＶＡモードの液晶表示装置として、液晶分子の配向方向を制御するための斜め電界を形成するために、凸状の構造物を設ける手法や、電極にスリット（切欠）を形成する手法などがある。絶縁性の構造物を適用する場合、別途の工程が必要となることが多く、製造コストの増大を招くおそれがある。

一方で、スリットを適用する場合、対向基板側に配置した偏光板の表面を保護する保護フィルムを剥離した際や、面放電試験を行った際に、偏光板の表面が帯電することがある。このような帯電に起因して、対向電極のスリットから不所望な電界が液晶層に印加されてしまい、液晶分子が所望の配向状態を形成できなくなってしまう。

例えば、ノーマリーブラックモードにおいては、液晶層に電界が印加されない状態において黒を表示するが、不所望な電界が液晶層に印加されることによって、液晶分子の配向状態が変化し、光り抜けが生じてしまう。これにより、コントラスト比が低下したり、表示ムラとして視認されたりする（黒表示の際に白く視認される）ため、表示品位の改善が要求される。

例えば、特許文献１によれば、保護フィルムを剥離する際などに発生する静電気対策として、帯電防止性を付与した光学フィルムが提案されている。特に、光学フィルムの少なくとも片面に帯電防止層が積層され、さらに帯電防止層上に粘着剤層が積層された帯電防止性粘着型光学フィルムが提案されている。
特開２００６−１１９３４８号公報

ＭＶＡモードの液晶表示装置、特に、各画素が反射部及び透過部を有する半透過型の液晶表示装置においては、コストの低減への要望が高まっているとともに、反射表示及び透過表示の双方において、表示品位の向上が望まれている。

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、コストの低減が可能であるとともに、広い視野角特性を有しつつ表示品位の良好な画像を表示可能な液晶表示装置を提供することにある。

この発明の態様による液晶表示装置は、
マトリクス状に配置された複数の画素のそれぞれに反射部及び透過部を有する液晶表示装置において、
各画素の反射部及び透過部に画素電極を備えたアレイ基板と、前記アレイ基板に対向配置され複数の画素に共通の対向電極を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持され前記画素電極と前記対向電極との間に電界が形成されていない状態では基板主面に対して略垂直に配向する液晶分子を含む液晶層と、を備えた液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルのそれぞれの外面に配置され、それぞれ偏光板と、前記偏光板と前記液晶表示パネルとの間に配置された位相差板と、を備えた光学素子と、
を備え、
前記対向電極には、前記画素電極と対向するスリットが形成され、
前記光学素子のうち、少なくとも前記対向基板側に配置された前記光学素子は、さらに、前記偏光板と前記位相差板とを接着するとともに拡散性を有する第１接着層と、前記位相差板と前記液晶表示パネルとを接着するとともに導電性を有する第２接着層とを備えことを特徴とする。

この発明によれば、コストの低減が可能であるとともに、広い視野角特性を有しつつ表示品位の良好な画像を表示可能な液晶表示装置を提供することができる。

すなわち、対向電極には、画素電極と対向するスリットが形成されているため、スリット近傍では画素電極と対向電極との間に傾斜した電界が形成される。電界が形成されていない状態で基板主面に対して略垂直に配向する液晶分子は、傾斜した電界により基板主面に対して傾き、スリットを挟んで互いに異なる向きに配向する。これにより、視野角補償が可能となり、広い視野角特性を得ることが可能となる。

また、対向電極に形成したスリットを適用して液晶分子の配向を制御するため、別途に構造物を適用する場合と比較して、構造物を形成するための工程が不要となり、コストの低減が可能となる。

さらに、対向基板側に配置された光学素子は、偏光板と位相差板とを接着する拡散性を有した第１接着層を備え、また、位相差板と液晶表示パネルとを接着する導電性を有した第２接着層を備えている。このため、第１接着層により、反射表示の際の表示ムラを抑制することができ、表示品位の良好な画像を表示可能となる。

また、たとえ偏光板の表面が帯電したとしても、第２接着層によってシールドされるため、対向電極のスリットを介した不所望な電界の液晶層への印加を抑制することが可能となる。このため、黒表示の際の光り抜けを抑制することができ、表示品位の良好な画像を表示可能となる。

以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。なお、ここでは、液晶表示装置として、１画素内に外光を選択的に反射することによって画像を表示する反射部とバックライト光を選択的に透過することによって画像を表示する透過部とを有する半透過型液晶表示装置を例に説明する。

図１及び図２に示すように、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示装置であって、半透過型の液晶表示パネルＬＰＮを備えている。この液晶表示パネルＬＰＮは、一対の基板、すなわちアレイ基板（第１基板）ＡＲ及び対向基板（第２基板）ＣＴを備えている。また、この液晶表示パネルＬＰＮは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱを備えている。

このような液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示する表示エリア（アクティブエリア）ＤＳＰを備えている。この表示エリアＤＳＰは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。各画素ＰＸは、反射部ＰＲと、透過部ＰＴと、を備えている。

また、この液晶表示装置は、液晶表示パネルＬＰＮの一方の外面（すなわち、アレイ基板ＡＲの液晶層ＬＱと接触する面とは反対側の面）に設けられた第１光学素子ＯＤ１、及び、液晶表示パネルＬＰＮの他方の外面（すなわち、対向基板ＣＴの液晶層ＬＱと接触する面とは反対側の面）に設けられた第２光学素子ＯＤ２を備えている。

さらに、この液晶表示装置は、第１光学素子ＯＤ１側から液晶表示パネルＬＰＮを照明するバックライトユニットＢＬを備えている。

アレイ基板ＡＲは、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板１１を用いて形成されている。すなわち、このアレイ基板ＡＲは、表示エリアＤＳＰにおいて、絶縁基板１１の一方の主面（つまり、液晶層ＬＱと対向する面）に、各画素ＰＸの行方向に沿って延出するようにそれぞれ配置されたｎ本の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｎ）、各画素ＰＸの列方向に沿って延出するようにそれぞれ配置されたｍ本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｍ）、各画素ＰＸにおいて走査線Ｙと信号線Ｘとの交差部を含む領域に配置されたｍ×ｎ個のスイッチング素子１２、各画素ＰＸに配置されたｍ×ｎ個の画素電極１３、走査線Ｙと同様に行方向に沿って延出するようにそれぞれ配置され液晶容量ＣＬＣと並列に補助容量ＣＳを構成するよう画素電極１３に容量結合する補助容量線ＡＹなどを備えている。

走査線Ｙ及び補助容量線ＡＹは、絶縁基板１１上において略平行に配置され、同一材料によって形成可能である。また、補助容量線ＡＹは、ゲート絶縁膜１５などの絶縁膜を介して画素電極１３と対向するとともに複数の画素電極１３を横切るように配置されている。信号線Ｘは、ゲート絶縁膜１５などの絶縁膜を介して走査線Ｙ及び補助容量線ＡＹと略直交するように配置されている。これらの信号線Ｘ、走査線Ｙ、及び、補助容量線ＡＹは、アルミニウム、モリブデン、タングステン、チタンなどの導電材料によって形成されている。

各スイッチング素子１２は、例えば、ｎチャネル薄膜トランジスタによって構成されている。このスイッチング素子１２は、半導体層１２ＳＣを備えている。この半導体層１２ＳＣは、例えば、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどによって形成可能であり、ここではアモルファスシリコンによって形成されている。

スイッチング素子１２のゲート電極１２Ｇは、走査線Ｙに接続され（あるいは、走査線Ｙと一体的に形成され）、走査線Ｙ及び補助容量線ＡＹとともに絶縁基板１１の上に配置されている。これらのゲート電極１２Ｇ、走査線Ｙ、及び、補助容量線ＡＹは、例えば、モリブデン−タングステン（ＭｏＷ）によって形成され、ゲート絶縁膜１５によって覆われている。ゲート絶縁膜１５は、例えば、酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜などの無機系材料によって形成されている。半導体層１２ＳＣは、その一部がゲート電極１２Ｇと対向するようにゲート絶縁膜１５の上に配置され、そのチャネル領域が保護膜１６によって覆われている。

スイッチング素子１２のソース電極１２Ｓ及びドレイン電極１２Ｄは、ゲート電極１２Ｇの両側に配置されている。すなわち、ソース電極１２Ｓは、低抵抗膜１７を介して半導体層１２ＳＣにコンタクトしている。このソース電極１２Ｓは、信号線Ｘに接続されている（あるいは、ソース電極１２Ｓは、信号線Ｘと一体的に形成されている）。ドレイン電極１２Ｄは、低抵抗膜１８を介して半導体層１２ＳＣにコンタクトしている。

これらのソース電極１２Ｓ及びドレイン電極１２Ｄは、信号線Ｘと同一材料によって形成可能であり、例えば、モリブデン（Ｍｏ）／アルミニウム（Ａｌ）／モリブデン（Ｍｏ）を順に積層した積層体によって形成されている。これらのソース電極１２Ｓ、ドレイン電極１２Ｄ、及び、信号線Ｘは、層間絶縁膜１９によって覆われている。この層間絶縁膜１９は、例えば、窒化シリコン膜などの無機系材料によって形成されている。

さらに、この層間絶縁膜１９は、有機系材料によって形成された有機絶縁膜１４によって覆われている。有機絶縁膜１４の表面には、反射部ＰＲにおいて、反射表示における表示品位を改善するなどの目的で凹凸パターン１４Ｐが形成されている。

画素電極１３は、反射部ＰＲに配置された反射電極１３Ｒ及び透過部ＰＴに配置された透過電極１３Ｔを有している。各画素ＰＸにおいて、反射電極１３Ｒと透過電極１３Ｔとは、電気的に接続されている。このような画素電極１３は、有機絶縁膜１４の上に配置されている。

反射電極１３Ｒは、有機絶縁膜１４の凹凸パターン１４Ｐの表面を覆っている。この反射電極１３Ｒは、アルミニウムなどの光反射性を有する導電材料によって形成されている。透過電極１３Ｔは、有機絶縁膜１４の概ね平坦な表面を覆っている。この透過電極１３Ｔは、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やＩＺＯ（インジウム・ジンク・オキサイド）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。

このような画素電極１３は、スイッチング素子１２と電気的に接続されている。ここでは、スイッチング素子１２は、例えば、反射部ＰＲに配置されており、画素電極１３の反射電極１３Ｒとの間には、絶縁層として、層間絶縁膜１９及び有機絶縁膜１４が介在している。反射電極１３Ｒは、有機絶縁膜１４及び層間絶縁膜１９に形成されたコンタクトホールＣＨを介してスイッチング素子１２のドレイン電極１２Ｄにコンタクトしている。

アレイ基板ＡＲの液晶層ＬＱに接する面は、第１配向膜ＡＬ１によって覆われている。

一方、対向基板ＣＴは、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板２１を用いて形成されている。すなわち、この対向基板ＣＴは、表示エリアＤＳＰにおいて、絶縁基板２１の一方の主面（つまり、液晶層ＬＱと対向する面）に、対向電極２２、樹脂層２３などを備えている。

対向電極２２は、樹脂層２３を覆うとともに複数の画素ＰＸに対応した画素電極１３に対向するように配置されている。この対向電極２２は、透過電極１３Ｔと同様に、ＩＴＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成されている。

樹脂層２３は、反射部ＰＲと透過部ＰＴとにおける液晶層ＬＱのギャップ差を形成する。すなわち、半透過型の液晶表示パネルＬＰＮにおいては、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間のギャップは、反射部ＰＲと透過部ＰＴとでは異なるように形成されている。反射部ＰＲ及び透過部ＰＴは、実質的な光路長が概ね等しくなるようにそれぞれ適正なギャップに形成されている。反射部ＰＲにおけるギャップは、概ね透過部ＰＴの半分に設定されることが多い。

このようなギャップ差は、樹脂層２３によって形成されている。樹脂層２３は、主に反射部ＰＲに対応して配置されている。このため、反射部ＰＲと透過部ＰＴとでは、実質的に樹脂層２３の厚さに相当するギャップ差が形成される。この樹脂層２３は、例えば、光透過性を有する樹脂材料によって形成されている。

カラー表示タイプの液晶表示装置においては、対向基板ＣＴは、各画素ＰＸに対応して絶縁基板２１の一方の主面に配置されたカラーフィルタ層２４を備えている。カラーフィルタ層２４は、互いに異なる複数の色、例えば、赤色、青色、及び緑色といった３原色にそれぞれ着色された着色樹脂によって形成されている。赤色着色樹脂、青色着色樹脂、及び緑色着色樹脂は、それぞれ赤色画素、青色画素、及び緑色画素に対応して配置されている。

なお、図２に示したカラー表示タイプの液晶表示装置の例では、カラーフィルタ層２４は、対向基板ＣＴ側に配置されているが、アレイ基板ＡＲ側に配置しても良い。この場合、アレイ基板ＡＲにおける有機絶縁膜１４をカラーフィルタ層２４に置き換えることが可能である。また、対向基板ＣＴは、カラーフィルタ層２４の表面の凹凸の影響を緩和するなどのために、カラーフィルタ層２４の上にオーバーコート層を備えていても良い。

対向基板ＣＴの液晶層ＬＱに接する面は、第２配向膜ＡＬ２によって覆われている。

このような対向基板ＣＴと、上述したようなアレイ基板ＡＲとをそれぞれの第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２を対向するように配置したとき、両者の間に配置された図示しないスペーサ（例えば、樹脂材料によって一方の基板と一体的に形成された柱状スペーサ）により、所定のギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、所定のギャップが形成された状態でシール材によって貼り合わせられている。

液晶層ＬＱは、これらのアレイ基板ＡＲの第１配向膜ＡＬ１と対向基板ＣＴの第２配向膜ＡＬ２との間に形成されたギャップに封入された液晶分子４０を含む液晶組成物によって構成されている。この液晶分子４０は、例えば、負の誘電率異方性を有している。

第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、画素電極１３と対向電極２２との間に電位差が形成されていない状態、つまり、画素電極１３と対向電極２２との間に電界が形成されていない無電界時には、それぞれ液晶分子４０を絶縁基板１１（あるいは、アレイ基板ＡＲ）の主面及び絶縁基板２１（あるいは、対向基板ＣＴ）の主面に対して略垂直に配向する特性を有している。このような第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２を形成するための材料としては、基本的には垂直配向性を示す光透過性を有する薄膜であれば特に限定されない。

また、液晶表示装置は、ｎ本の走査線Ｙに接続された走査線ドライバＹＤを構成する少なくとも一部、及び、ｍ本の信号線Ｘに接続された信号線ドライバＸＤを構成する少なくとも一部を備えている。特に、スイッチング素子１２がポリシリコンからなる半導体層１２ＳＣを備えた構成を適用した場合、走査線ドライバＹＤ及び信号線ドライバＸＤの少なくとも一部は、アレイ基板ＡＲに一体的に形成可能であり、スイッチング素子１２と同様にポリシリコン半導体層を備えた薄膜トランジスタを含んで構成可能である。

走査線ドライバＹＤは、コントローラＣＮＴによる制御に基づいてｎ本の走査線Ｙに順次走査信号（駆動信号）を供給する。また、信号線ドライバＸＤは、コントローラＣＮＴによる制御に基づいて各行のスイッチング素子１２が走査信号によってオンするタイミングでｍ本の信号線Ｘに映像信号（駆動信号）を供給する。これにより、各行の画素電極１３は、対応するスイッチング素子１２を介して供給される映像信号に応じた画素電位にそれぞれ設定される。

上述したような半透過型の液晶表示パネルＬＰＮに対しては、円偏光もしくは楕円偏光を利用して反射表示及び透過表示を行う。このため、第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２は、少なくとも偏光板及び位相差板を含み、円偏光素子もしくは楕円偏光素子として構成されている。

より具体的には、図３に示すように、第１光学素子ＯＤ１は、第１偏光板ＰＬ１と、第１偏光板ＰＬ１と液晶表示パネルＬＰＮとの間に配置された位相差板ＲＦと、を備えて構成されている。第２光学素子ＯＤ２は、第２偏光板ＰＬ２と、第２偏光板ＰＬ２と液晶表示パネルＬＰＮとの間に配置された位相差板ＲＦと、を備えて構成されている。

ここで適用される第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、光の進行方向に直交する平面内において、互いに直交する吸収軸及び透過軸を有している。このような偏光板は、ランダムな方向の振動面を有する光から、透過軸と平行な１方向の振動面を有する光すなわち直線偏光の偏光状態を有する光を取り出すものである。

第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２に含まれる位相差板ＲＦは、屈折率異方性を有しており、それぞれ面内において互いに直交する遅相軸及び進相軸を有している。このため、位相差板ＲＦは、Δｎ・ｄ（ｎｍ）（但し、Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ、ｄは位相差板の厚み）で定義される所定のリタデーション（位相差）を有している。ここでは、位相差板ＲＦは、遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する所定波長（例えば５５０ｎｍ）の光の間に所定のリタデーション（すなわち、λを透過する光の波長としたとき、λ／４の位相差）を与える機能を有している。

第１光学素子ＯＤ１において、第１偏光板ＰＬ１と位相差板ＲＦとの間は、第１接着層ＡＤ１１により互いに接着されている。また、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板ＡＲ、特に絶縁基板１１と位相差板ＲＦとの間は、第２接着層ＡＤ１２により互いに接着されている。

第２光学素子ＯＤ２において、第２偏光板ＰＬ２と位相差板ＲＦとの間は、第１接着層ＡＤ２１により互いに接着されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板ＣＴ、特に絶縁基板２１と位相差板ＲＦとの間は、第２接着層ＡＤ２２により互いに接着されている。

この実施の形態では、液晶層ＬＱに含まれる液晶分子４０は、無電界時には、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２による配向制御によって、その長軸が基板主面に対して略垂直な方向（あるいは、液晶表示パネルＬＰＮの法線方向）に略平行に配向している。このような状態において、透過部ＰＴでは、第１光学素子ＯＤ１を透過したバックライト光は、リタデーションが略ゼロの状態の液晶層ＬＱを透過した後、第２光学素子ＯＤ２に吸収される。また、反射部ＰＲでは、第２光学素子ＯＤ２を透過した外光は、リタデーションが略ゼロの状態の液晶層ＬＱを透過した後に反射電極１３Ｒによって反射され、再び液晶層ＬＱを透過して、第２光学素子ＯＤ２に吸収される。したがって、液晶表示パネルＬＰＮの透過率が最低となる（つまり、黒色画面が表示される）。

一方、画素電極１３と対向電極２２との間に電界が形成された状態では、誘電率異方性が負の液晶分子４０は、電界に対して略直交する方向に配向する。基板主面の法線に対して傾斜した電界に対しては、液晶分子４０は、その長軸が基板主面に対して略平行な方向あるいは傾斜した方向に配向する。このため、液晶層ＬＱは、所定のリタデーションを有する。

このような状態において、透過部ＰＴでは、第１光学素子ＯＤ１を透過したバックライト光は、液晶層ＬＱを透過した際にリタデーションが付与され、その少なくとも一部が第２光学素子ＯＤ２を透過可能となる。また、反射部ＰＲでは、第２光学素子ＯＤ２を透過した外光は、液晶層ＬＱを透過した際にリタデーションが付与された後に反射電極１３Ｒによって反射され、再び液晶層ＬＱを透過した際にリタデーションが付与され、その少なくとも一部が第２光学素子ＯＤ２を透過可能となる。したがって、白色画面が表示される。

このようにして、ノーマリーブラックモードの垂直配向モードが実現される。

ところで、この実施の形態においては、視野角補償が可能なマルチドメイン構造を構成している。より具体的には、液晶表示装置は、各画素ＰＸにおいて液晶分子４０の配向を制御する配向制御手段を備えている。特に、この実施の形態においては、配向制御手段は、図４及び図５に示すように、対向電極２２に形成されたスリットＳＬによって構成されている。このスリットＳＬは、各画素ＰＸの画素電極１３と対向している。

図４に示した第１構成例においては、各画素ＰＸは、反射部ＰＲを挟んで信号線Ｘと平行な方向つまり列方向に沿った両側に透過部ＰＴ１及びＰＴ２を有している。このような画素構成において、スリットＳＬは、例えば、反射部ＰＲの略中央を通り、走査線Ｙと平行な方向つまり行方向に沿って延びている。

画素電極１３と対向電極２２との間に電界が形成された場合には、スリットＳＬの近傍において傾斜した電界が形成される。このとき、反射部ＰＲにおいて、液晶分子４０は、スリットＳＬを挟んだ両側で互いに異なる向きに配向する（例えば、図中の矢印で示したように、液晶分子４０はスリットＳＬに向かって配向する）。また、透過部ＰＴ１及びＰＴ２においても、液晶分子４０は互いに異なる向きに配向する（例えば、図中の矢印で示したように、透過部ＰＴ１の液晶分子４０及び透過部ＰＴ２の液晶分子４０はそれぞれスリットＳＬに向かって配向する）。

このような第１構成例は、例えば、画素ピッチが１５〜３５μｍのＶＧＡクラスのデバイスに好適である。

図５に示した第２構成例においては、各画素ＰＸは、列方向に沿って並んだ反射部ＰＲ及び透過部ＰＴを有している。このような画素構成において、スリットＳＬは、例えば、反射部ＰＲ及び透過部ＰＴの略中央を通り、行方向に沿って延びている。図５に示した例では、スリットＳＬは、画素ＰＸ内において不連続に形成されている。

このような第２構成例においても、画素電極１３と対向電極２２との間に電界が形成された場合には、スリットＳＬの近傍において傾斜した電界が形成される。このとき、反射部ＰＲにおいて、液晶分子４０は、スリットＳＬを挟んだ両側で互いに異なる向きに配向する。また、透過部ＰＴにおいても、液晶分子４０は、スリットＳＬを挟んだ両側で互いに異なる向きに配向する。例えば、図中の矢印で示したように、反射部ＰＲ及び透過部ＰＴにおいて、液晶分子４０はスリットＳＬに向かって配向する。

このような第２構成例は、例えば、画素ピッチが３５〜１００μｍのＱＶＧＡクラス以上のデバイスに好適である。

つまり、これらの第１構成例及び第２構成例においては、スリットＳＬを挟んで隣接する領域において、スリットＳＬについて互いに逆方向に傾斜した電界が形成されるため、それぞれの領域における液晶分子４０もこのような傾斜電界の影響を受けて互いに逆方向に配向する。これにより、視野角が補償され、広い視野角特性を確保することが可能となる。

このように、配向制御手段としてスリットＳＬを適用したことにより、突起などの構造物を適用した場合と比較して、構造物を形成するための別途の工程が不要であり、製造工程数の削減及び製造コストの低減が可能となる。

なお、第１構成例及び第２構成例においては、例えば、表示エリアＤＳＰの対角寸法が１．５〜５．０型（実製品では１．６〜４．８型）のデバイスにおいて、対向電極２２に形成したスリットＳＬの面積率は、透過部ＰＴにおいて７〜２０％（より好ましくは８〜１５％）であり、反射部ＰＲにおいて２０〜６０％（より好ましくは３０〜５０％）である。

特に、この実施の形態においては、第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２のうち、少なくとも第２光学素子ＯＤ２においては、第２偏光板ＰＬ２と位相差板ＲＦとを接着する第１接着層ＡＤ２１は、拡散性を有している。また、この第２光学素子ＯＤ２においては、位相差板ＲＦとアレイ基板ＡＲとを接着する第２接着層ＡＤ２２は、導電性を有している。

第１接着層ＡＤ２１の拡散性については、ヘイズにして２０〜５０％の範囲であることが望ましく、ここでは、ヘイズ４５％の第１接着層ＡＤ２１を適用した。第２接着層ＡＤ２２の導電性については、表面抵抗値にして８〜１２Ω/□の範囲であることが望ましく、ここでは、表面抵抗値が９〜１１Ω/□の第２接着層ＡＤ２２を適用した。

上述したような第１接着層ＡＤ２１を適用したことにより、反射表示の際の表示ムラを抑制することができ、表示品位の良好な画像を表示可能となる。すなわち、反射部ＰＲにおいては、凹凸パターン１４Ｐを覆うように反射電極１３Ｒを配置することにより反射面に凹凸が形成されている。これにより、反射表示の際には、反射光を拡散して見映えを改善しているが、平坦部に凹凸パターンを配置した場合には同一角度のテーパーが多く分布するため、視角によっては反射光が干渉することにより虹ムラなどの表示ムラが発生しやすい。

これに対して、対向基板側の第２光学素子ＯＤ２において拡散性を有する第１接着層ＡＤ２１を適用することにより、反射光の拡散性を高め、表示品位を改善することが可能となる。また、スリットＳＬを介して反射電極１３Ｒが露出する場合には、反射電極１３Ｒが鏡となって映り込みを生ずるおそれがあるが、拡散性の第１接着層ＡＤ２１を適用することにより、映り込みが抑制され、表示品位を改善することが可能となる。

また、上述したような第２接着層ＡＤ２２を適用したことにより、たとえ対向基板側の第２偏光板ＰＬ２の表面が帯電したとしても、この帯電の影響による外部電界を第２接着層ＡＤ２２によってシールドすることが可能となる。すなわち、第２接着層ＡＤ２２が第２偏光板ＰＬ２の近くに配置されている場合には、分極しきれずに強い電荷が液晶層ＬＱに及ぶおそれがある。

これに対して、この実施の形態では、第２接着層ＡＤ２２は、第２偏光板ＰＬ２から離れ、液晶表示パネルＬＰＮの近傍に配置されている。このため、第２偏光板ＰＬ２が帯電したとき、第２接着層ＡＤ２２に到達するまでに緩和され、第２接着層ＡＤ２２において分極し電荷の分散が促進可能である。これにより、配向制御手段として対向電極２２にスリットＳＬを適用した構成において、各画素ＰＸのスリットＳＬを介した不所望な外部電界の液晶層ＬＱへの印加を抑制することが可能となる。このため、黒表示の際の光り抜けを抑制することができ、表示品位の良好な画像を表示可能となる。

また、この実施の形態においては、第２光学素子ＯＤ２において第１接着層ＡＤ２１は、第２接着層ＡＤ２２より高い接着力を有することが望ましい。

すなわち、第１接着層ＡＤ２１は、第２光学素子ＯＤ２の表面側に配置されており、第２接着層ＡＤ２２より支持する部材は少なく、ここでは第２偏光板ＰＬ２と位相差板ＲＦ接着し支持する役割を担っている。

このため、第１接着層ＡＤ２１は相対的に高い接着力であることが望ましく、第２偏光板ＰＬ２と位相差板を強固に接着することによって、信頼性を向上することが可能となる。

一方、第２接着層ＡＤ２２は、上述した理由により第２光学素子ＯＤ２の表面から離れた位置に配置され、第２光学素子ＯＤ２全体を支持しつつ液晶表示パネルＬＰＮに接着する役割を担っている。このため、第２光学素子ＯＤ２に不良が生じた場合には、容易に交換を可能とするために、第２接着層ＡＤ２２は、比較的低い接着力であることが望ましい。したがって、少なくとも第２接着層ＡＤ２２の接着力は第１接着層ＡＤ２１の接着力よりも弱くすることにより、容易にリワークすることが可能となり、歩留まりの向上を図ることが可能となる。

なお、ここで適用した第１接着層ＡＤ２１及び第２接着層ＡＤ２２について、同一のガラス基板に対する接着力を比較したところ、第２接着層ＡＤ２２より第１接着層ＡＤ２１の方が高い接着力であることが確認された。

また、この実施の形態においては、第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２においては、偏光板を構成する偏光子をベースフィルムと第１接着層とで挟持する構成（薄型偏光板）を適用してもよい。

図６には、第２光学素子ＯＤ２の具体的な構成を図示しており、第２偏光板ＰＬ２は、ベースフィルム１０１と、このベースフィルム１０１上に積層された偏光子１０２と、を備えている。ベースフィルム１０１は、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）によって形成可能である。偏光子１０２は、一軸延伸したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）によって形成可能である。この偏光子１０２は、第１接着層ＡＤ２１によって位相差板ＲＦと接着されている。

図６では、第２光学素子ＯＤ２の構成を図示したが、当然のことながら、第１光学素子ＯＤ１にも同様の構成の第１偏光板ＰＬ１を適用可能である。偏光板は、通常、一対のベースフィルムによって偏光子を挟持した構成が採用されているが、図６に示したような構成を適用することにより、光学素子を構成する部品点数を削減することができ、薄型化及び低コスト化が可能となる。

なお、上述した構成の偏光板の場合、比較的収縮しやすくなる傾向がある。したがって、従来適用していたような接着層をそのまま適用した場合には接着力不足となって信頼性の面で問題となる場合があるが、接着力を過度に高くすると、リワークが困難となり、歩留まりの低下を招くおそれがある。このため、本実施形態で説明したような接着力を最適化したものを第１接着層、第２接着層として適用することが望ましい。

《実施例１》
図３に示したようなマルチドメイン構造を有した半透過型の液晶表示パネルＬＰＮに対して、第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２を適用し、特に、液晶表示パネルＬＰＮと位相差板ＲＦとの間の第２接着層ＡＤ２２については導電性を有するものを適用した。これは、偏光板表面からなるべく遠ざけた部分に導電性を付与することで帯電に起因した光抜け防止効果が増すためである。

このような実施例１において、図４に示した第１構成例及び図５に示した第２構成例の双方について、保護フィルムを剥離した際及び面放電試験での帯電の影響について確認した。無電界時において、黒表示を行ったところ、いずれの構成例についても透過表示及び反射表示の際の光り抜けが抑制され、良好な表示品位が得られることが確認された。

《実施例２》
図３に示したようなマルチドメイン構造を有した半透過型の液晶表示パネルＬＰＮに対して、第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２を適用し、特に、液晶表示パネルＬＰＮと位相差板ＲＦとの間の第２接着層ＡＤ２２については導電性を有するものを適用し、さらに、第２偏光板ＰＬ２と位相差板ＲＦとの間の第１接着層ＡＤ２１については拡散性を有するものを適用した。ここでは、特に第２偏光板ＰＬ２としては、図６に示したような薄型偏光板を適用した。

この構成は、薄型偏光板を適用した場合に拡散性の第１接着層ＡＤ２１をガラス界面に配置すると、接着力不足で信頼性ＮＧとなり、また、接着力を過度に上げるとリワーク性ＮＧとなって最適化が困難であるため、第１接着層ＡＤ２１を第２偏光板ＰＬ２と位相差板ＲＦとの間に配置するとともに、帯電に起因した光抜け防止効果が大きい第２接着層ＡＤ２２をガラス界面に配置した構成である。

このような実施例２において、図４に示した第１構成例及び図５に示した第２構成例の双方について、保護フィルムを剥離した際及び面放電試験での帯電の影響について確認した。無電界時において、黒表示を行ったところ、いずれの構成例についても透過表示及び反射表示の際の光り抜けが抑制され、また、反射部ＰＲにおける映り込みや、反射表示の際の表示ムラが抑制され、良好な表示品位が得られることが確認された。

以上説明したように、この実施の形態の半透過型液晶表示装置によれば、コストの低減が可能であるとともに、広い視野角特性を有しつつ表示品位の良好な画像を表示可能となる。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

図１は、この発明の一実施の形態に係る半透過型の液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した半透過型の液晶表示パネルを備えた液晶表示装置の構造を概略的に示す断面図である。 図３は、図１に示した液晶表示装置に適用可能な光学素子の構成を概略的に示す図である。 図４は、本実施形態において、配向制御手段としてスリットを適用した第１構成例における画素構成を概略的に示す平面図である。 図５は、本実施形態において、配向制御手段としてスリットを適用した第２構成例における画素構成を概略的に示す平面図である。 図６は、本実施形態の光学素子に適用可能な薄型偏光板の構造を概略的に示す図である。

符号の説明

ＬＰＮ…液晶表示パネル ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板
ＬＱ…液晶層 ４０…液晶分子
ＢＬ…バックライトユニット
ＰＸ…画素 ＰＲ…反射部 ＰＴ…透過部
Ｙ…走査線 Ｘ…信号線 ＡＹ…補助容量線
１２…スイッチング素子
１３…画素電極 １３Ｒ…反射電極 １３Ｔ…透過電極
２２…対向電極 ＳＬ…スリット
２３…樹脂層 ２４…カラーフィルタ層
ＯＤ１…第１光学素子 ＰＬ１…第１偏光板
ＡＤ１１…第１接着層 ＡＤ１２…第２接着層
ＯＤ２…第２光学素子 ＰＬ２…第２偏光板
ＡＤ２１…第１接着層 ＡＤ２２…第２接着層
ＲＦ…位相差板
１０１…ベースフィルム １０２…偏光子

Claims (4)

1. マトリクス状に配置された複数の画素のそれぞれに反射部及び透過部を有する液晶表示装置において、
   各画素の反射部及び透過部に画素電極を備えたアレイ基板と、前記アレイ基板に対向配置され複数の画素に共通の対向電極を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持され前記画素電極と前記対向電極との間に電界が形成されていない状態では基板主面に対して略垂直に配向する液晶分子を含む液晶層と、を備えた液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルのそれぞれの外面に配置され、それぞれ偏光板と、前記偏光板と前記液晶表示パネルとの間に配置された位相差板と、を備えた光学素子と、
   を備え、
   前記対向電極には、前記画素電極と対向するスリットが形成され、
   前記光学素子のうち、少なくとも前記対向基板側に配置された前記光学素子は、さらに、前記偏光板と前記位相差板とを接着するとともに拡散性を有する第１接着層と、前記位相差板と前記対向基板とを接着するとともに導電性を有し前記第１接着層より低い接着力を有する第２接着層とを備え、
   前記偏光板は、ベースフィルムと、前記ベースフィルム上に積層され前記第１接着層によって前記位相差板と接着される偏光子と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 各画素は、前記反射部を挟んで列方向に沿った両側に透過部を有し、
   前記スリットは、前記反射部の略中央を通り行方向に沿って延びていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 各画素は、列方向に沿って並んだ前記反射部及び前記透過部を有し、
   前記スリットは、前記反射部及び前記透過部の略中央を通り列方向に沿って延びていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶層は、負の誘電率異方性を有する液晶組成物によって構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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