CN101910922B - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种以简便工序将制造成本的上升抑制在最小限度、能够同时实现高品质的反射显示和透过显示的半透过型液晶显示装置。本发明是进行透过显示和反射显示的半透过型液晶显示装置，该液晶显示装置具备：背面偏振片；液晶单元，该液晶单元具有一对基板和被夹持在上述一对基板之间的液晶层；和观察侧偏振片，该观察侧偏振片的吸收轴与该背面偏振片的吸收轴正交，该液晶显示装置的特征在于，在透过显示区域和反射显示区域，在液晶层与观察面偏振片之间具备第一相位差层，该第一相位差层满足1.5≤Nz≤9.0，该第一相位差层的面内滞相轴与观察面偏振片的吸收轴正交，并且该第一相位差层满足20nm≤Re(550)≤80nm，在反射显示区域，在第一相位差层与观察面偏振片之间具备第二相位差层，在无电压施加时，第二相位差层与第一相位差层一起，将从观察面偏振片入射的直线偏振光变换为圆偏振光。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置。更加具体而言，涉及适用于便携式电话等的移动设备的半透过型的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置作为以便携式电话、计算机、电视机为首的各种电子设备的显示装置广为应用。特别是TFT方式的液晶显示装置(以下也称“TFT-LCD”)广为普及，可期待市场的进一步扩大，同时期望画质的进一步提高。此外，近年来，便携式电话等的移动设备的需求急速提高，与透过型液晶显示装置相比，能够实现低消耗电力的反射型液晶显示装置受到关注。
该反射型液晶显示装置，使来自外部的入射光在反射板反射而进行显示，因为不需要背光源就可以节约这部分的消耗电力，与透过型液晶显示装置相比具有能够长时间驱动的优点，另一方面，利用外光进行显示，有在外光强度低的暗处显示品质下降的问题。为了解决该问题，在反射板的一部分设置透过部，由此反射显示区域和透过显示区域共存，此外，在背面侧具备照明用背光源，由此开发具有反射型和透过型的液晶显示装置两者的特长的半透过型液晶显示装置。该方式，在明处和暗处都能够得到良好的显示品质。特别是，从实现高对比度的观点出发，提案有使用垂直取向(VA)液晶模式的液晶单元的半透过型液晶显示装置(例如，参照专利文献1和2)。
在实现无电压施加时进行黑显示的常黑型的反射型液晶显示装置的情况下，无电压施加时需要将即将入射到反射板的偏振状态变为圆偏振光，特别是在使用无电压施加时液晶单元的相位差实质上为零的垂直取向液晶模式的液晶单元的情况下，需要采用偏光板使用圆偏光板的所谓的圆偏振光模式。在此，圆偏光板是指透过右圆偏振光和左圆偏振光中的任一个，并吸收或反射右圆偏振光和左圆偏振光的另一个的光学元件，通常，由用于从无偏振光分离直线偏振光的直线偏光板(偏振片)和将直线偏振光变换为圆偏振光的例如1/4波长板这样的相位差层的组合而构成。
在反射型液晶显示装置设置透过显示区域而做成半透过型液晶显示装置的情况下，透过显示区域的观察面偏光板自动成为圆偏光板，透过显示区域也自动采用圆偏振光模式。透过显示本来不需要圆偏振光，因此在这种情况下，在背面侧配置圆偏光板，取消在观察面侧配置的圆偏光板的将直线偏振光变换为圆偏振光的效果。但是，这种方式，与使用通常的直线偏光板的直线偏振光模式相比，视野角狭窄，难以确保对比度。因此，公开有仅在内嵌式(in-cell)的反射显示区域设置具有将直线偏振光变换为圆偏振光的相位变换功能的相位差层，即所谓的内嵌式相位差技术(例如，参照专利文献3～5)。这些结构，在透过显示区域，能够采用直线偏振光模式，因此能够解决上述课题。此外，在液晶显示装置的薄型化和高耐久化方面也有利。但是，即使采用现有的内嵌式相位差技术，另外，在半透过型液晶显示装置中也存在下述(1)和(2)的问题。即，(1)仅在内嵌式的反射显示区域设置的内嵌式相位差层，通常，由液晶性材料构成，因此受到液晶性材料具有的双折射的波长分散的影响，将直线偏振光变换为圆偏振光的功能也会有波长分散，其结果，反射显示会着色。作为该对策，公开了将在每个彩色滤光片基板的色(RGB)具有最佳相位差的内嵌式相位差层图案化的技术(例如，参照专利文献5和6)，在该方法中，需要内嵌式相位差层的复杂的图案化，制造成本上升。此外，(2)通常在透过显示区域为了扩大视野角也需要相位差层，以液晶显示装置的薄型化和高耐久化为目的，透过显示用的相位差层也内嵌(in-cell)化的情况下，会使制造成本上升。此外，已知为了垂直取向模式的透过型液晶显示装置的视野角扩大，在基板法线方向配置具有最小的主折射率的双轴性相位差层有效，公开了将该双轴性相位差层涂敷在基板上而形成的技术(例如，参考专利文献7和8)。
专利文献1：特开2000-29010号公报
专利文献2：特开2000-35570号公报
专利文献3：特开2003-322857号公报
专利文献4：特开2004-4494号公报
专利文献5：国际公开第2007/063629号小册子
专利文献6：特开2004-240102号公报
专利文献7：特表2005-513241号公报
专利文献8：特开2006-323069号公报
发明内容
本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于，提供一种半透过型的液晶显示装置，该液晶显示装置通过简便的制造工序将制造成本的上升抑制在最小限度，能够同时实现高品质的反射显示和透过显示。
本发明者，对进行透过显示和反射显示的半透过型液晶显示装置进行了各种研究，着眼于背面偏振片与观察面偏振片的正交性，该液晶显示装置具备：背面偏振片；液晶单元，该液晶单元具有一对基板和夹持在该一对基板间的液晶层；和观察面偏振片，该观察面偏振片的吸收轴与该背面偏振片的吸收轴正交。在无电压施加时，液晶层中的液晶分子与基板垂直地取向，由此在透过显示区域和反射显示区域，在正面方向能够保持背面偏振片与观察面偏振片的正交性，因此能够得到高对比度，在倾斜方向不能保持背面偏振片与观察面偏振片的正交性，因此视野角狭窄。因此，在透过显示区域和反射显示区域中，在液晶层与观察面偏振片之间设置第一相位差层，该第一相位差层的波长550nm的Nz系数满足1.5≤Nz≤9.0，该第一相位差层的面内滞相轴与观察面偏振片的吸收轴正交，并且该第一相位差层的波长550nm的面内相位差Re(550)满足20nm≤Re(550)≤80nm，由此，在透过显示区域，使用第一相位差层，在无电压施加时，在正面方向能够保持背面偏振片与观察面偏振片的正交性，在倾斜方向也能够保持背面偏振片与观察面偏振片的正交性，因此能够扩大透过显示的视野角，其结果，能够实现高品质的透过显示。
此外，在反射显示区域，在第一相位差层与观察面偏振片之间设置第二相位差层，无电压施加时，该第二相位差层与第一相位差层一起，将从观察面偏振片入射的直线偏光变换为圆偏振光，由此，在反射显示区域，使用第一相位差层和第二相位差层，在无电压施加时，在广波长域，能够将即将入射反射板等的反射部件的偏振状态变为圆偏振光，因此，能够降低反射区域的着色，并且能够提高正面方向的对比度，其结果，能够实现高品质的反射显示。再者，通过将形成第一相位差层和第二相位差层必须的图案化的次数限制在最小限度，能够实现制造工程简便化和制造成本降低。想到能够解决上述课题的方式方法，完成本发明。
即，本发明为进行透过显示和反射显示的半透过型液晶显示装置，该液晶显示装置具备：背面偏振片；液晶单元，该液晶单元具有一对基板和被夹持在上述一对基板之间的液晶层；和观察面偏振片，该观察面偏振片的吸收轴与上述背面偏振片的吸收轴正交，该液晶显示装置的特征在于，在无电压施加时，上述液晶显示装置使上述液晶层中的液晶分子与上述基板垂直地取向，在透过显示区域和反射显示区域，在上述液晶层与上述观察面偏振片之间具备第一相位差层，该第一相位差层的波长550nm的Nz系数满足1.5≤Nz≤9.0，该第一相位差层的面内滞相轴与上述观察面偏振片的上述吸收轴正交，并且该第一相位差层的波长550nm的面内相位差Re(550)满足20nm≤Re(550)≤80nm，在上述反射显示区域，在上述第一相位差层与上述观察面偏振片之间具备第二相位差层，在无电压施加时，上述第二相位差层与上述第一相位差层一起，将从上述观察面偏振片入射的直线偏振光变换为圆偏振光(以下，称为“第一液晶显示装置”)。
本发明的第一液晶显示装置，为进行透过显示和反射显示的半透过型液晶显示装置，该液晶显示装置具备：背面偏振片；液晶单元，该液晶单元具有一对基板和被夹持在上述一对基板之间的液晶层；和观察面偏振片，该观察面偏振片的吸收轴与上述背面偏振片的吸收轴正交。本发明的“偏振片”是指，具有将自然光变换为直线偏振光功能的元件。背面偏振片是指，在液晶单元的背面侧配置的偏振片，观察面偏振片是指，在比液晶单元靠近观察面侧的位置配置的偏振片。背面偏振片和观察面偏振片，以吸收轴相互正交的方式配置(正交尼科尔配置)。此外，本发明的第一液晶显示装置，不限于观察面偏振片的吸收轴与背面偏振片的吸收轴完全正交的形态，只要在正面方向能够得到高对比度，则观察面偏振片的吸收轴与背面偏振片的吸收轴所成的角度可以偏离90°。液晶层(开关用液晶层)是指，该液晶层中的液晶分子的取向状态能够电变化的液晶层。透过显示是指，从背光源经由背面偏振片入射到液晶单元的照明光，通过观察面偏振片透过到观察面侧而进行的显示，透过显示区域是指，透过显示使用的区域。反射显示是指，从观察面侧通过观察面偏振片入射液晶单元的外光，通过反射部件(反射板等)再次在观察面侧反射进行的显示，反射显示区域是反射显示使用的区域。
上述第一液晶显示装置是，在无电压施加时使上述液晶层中的液晶分子与上述基板垂直地取向的液晶显示装置。即，在无电压施加时，液晶层为液晶分子与基板垂直地取向的垂直取向液晶层。作为这样的液晶显示装置的显示模式，可以举出MVA(Multi-domain VerticalAlignment)模式、PVA(Patterned Vertical Alignment)模式、BVA(BiasedVertical Alignment)模式，Reverse TN模式等的VA模式。液晶层通常包括向列液晶。此外，本发明的液晶显示装置是，背面偏振片和观察面偏振片正交尼科尔配置，液晶层在无电压施加时不显示双折射性，因而容易实现高对比度的常黑模式的液晶显示装置。此外，液晶层中的液晶分子，在无电压施加时，不需要与基板完全垂直地取向，为了提高响应速度等，也可以稍微倾斜取向，以多区域化为目的，也可以由取向控制用的构造物引起倾斜。
上述第一液晶显示装置，在透过显示区域，在上述液晶层与上述观察面偏振片之间具备第一相位差层，该第一相位差层的波长550nm的Nz系数满足1.5≤Nz≤9.0，该第一相位差层的面内滞相轴与上述观察面偏振片的上述吸收轴正交，并且该第一相位差层的波长550nm的面内相位差Re(550)满足20nm≤Re(550)≤80nm。由此，在透过显示区域，在无电压施加时，保持正面方向的背面偏振片与观察面偏振片的正交性，在倾斜方向也能够保持背面偏振片与观察面偏振片的正交性，由此能够扩大透过显示的视野角。此外，第一相位差层在透过显示区域和反射显示区域设置，因此，例如，第一相位差层不需要进行图案化而形成，能够抑制制造成本上升。本说明书中，“相位差层”是指，具有光学的各向异性的层，与相位差膜、相位差板、光学各向异性层、双折射层、双折射介质等同义。Nz系数，在第一相位差层的面内方向的主折射率为nlx、n1y(n1x＞n1y)、法线方向的主折射率为n1z时，定义为Nz＝(n1x-n1z)/(n1x-n1y)。如果第一相位差层的Nz系数不足1.5，Nz系数超过9.0，Re(550)不足20nm，或者Re(550)超过80nm，则有可能无法充分得到扩大透过显示视野角的效果。为了扩大透过显示的视野角，上述第一相位差层优选满足2≤Nz≤7、40nm≤Re(550)≤60nm。此外，为了抑制制造成本上升，上述第一相位差层优选不进行图案化而形成。上述第一相位差层的构造，可以为单层结构也可以为层叠结构，为了抑制制造成本上升，优选单层结构。
上述第一液晶显示装置，在反射显示区域，在上述液晶层与上述观察面偏振片之间具备第一相位差层，该第一相位差层的波长550nm的Nz系数满足1.5≤Nz≤9.0，该第一相位差层的面内滞相轴与上述观察面偏振片的上述吸收轴正交，并且该第一相位差层的波长550nm的面内相位差Re(550)满足20nm≤Re(550)≤80nm，在上述第一相位差层与上述观察面偏振片之间，还具备第二相位差层，在无电压施加时，第二相位差层与上述第一相位差层一起，将从上述观察面偏振片入射的直线偏振光变换为圆偏振光。由此，在反射显示区域，例如，如图11(a)和(b)所示，使用第一相位差层和第二相位差层，从观察面偏振片入射的直线偏光(P0)变换为圆偏振光(P2)分为两次的偏振变换(P0→P1、P1→P2)进行，如图11(c)所示，能够对第一相位差层和第二相位差层的双折射的波长分散的影响进行自己补偿，其结果，在广波长域，能够将即将入射反射板等的反射部件的偏振状态变为圆偏振光，能够降低反射显示的着色，同时能够提高正面方向的对比度。此外，例如，通过将形成第二相位差层必须的图案化的次数限制在最小限度，能够抑制制造成本上升。此外，在本发明中，第二相位差层比第一相位差层更靠近观察面侧的位置配置，但是例如，如果第二相位差层比第一相位差层更靠近背面侧配置，则在反射显示区域，针对从观察面偏振片的至少法线方向入射的直线偏振光，第一相位差层实质上没有偏振转换功能，不能与第二相位差层一起，将从观察面偏振片入射的直线偏振光变换为圆偏振光。上述第二相位差层，只要在无电压施加时，与比该第二相位差层更靠近背面侧配置的第一相位差层一起，能够变换为圆偏振光即可，例如，也可以在无电压施加时，与第一相位差层和液晶层一起，变换为圆偏振光。即，上述第二相位差层，也可以与比该第二相位差层靠近背面侧配置的第一相位差层和在无电压施加时仅具有双折射的液晶层一起，变换为圆偏振光。为了抑制成本上升，上述第二相位差层，优选通过一次图案化而形成。上述第二相位差层的结构，可以为单层结构，也可以为层叠结构，为了抑制制造成本上升，优选为单层结构。此外，波长550nm的面内相位差Re(550)与后述的R1xy、R2xy同样定义。
本发明的液晶显示装置，其为进行透过显示和反射显示的半透过型液晶显示装置，该液晶显示装置具备：背面偏振片；液晶单元，该液晶单元具有一对基板和被夹持在上述一对基板之间的液晶层；和观察面偏振片，该观察面偏振片的吸收轴与上述背面偏振片的吸收轴正交，该液晶显示装置的特征在于，上述液晶显示装置为，在无电压施加时使上述液晶层中的液晶分子与上述基板垂直地取向的液晶显示装置，在透过显示区域和反射显示区域，在上述液晶层与上述背面偏振片之间具备第一相位差层，该第一相位差层的波长550nm的Nz系数满足1.5≤Nz≤9.0，该第一相位差层的面内滞相轴与上述观察面偏振片的上述吸收轴正交，并且该第一相位差层的波长550nm的面内相位差Re(550)满足20nm≤Re(550)≤80nm，在上述反射显示区域，在上述第一相位差层与上述观察面偏振片之间具备第二相位差层，在无电压施加时，上述第二相位差层与上述第一相位差层一起，将从上述观察面偏振片入射的直线偏振光变换为圆偏振光(以下，称为“第二液晶显示装置”)。本发明的第二液晶显示装置，第一相位差层的配置部位不同，因此，第一相位差层的面内滞相轴与观察面偏振片的吸收轴的配置关系不同，除此之外，与本发明的第一液晶显示装置相同。因此，根据本发明的第二液晶显示装置，能够得到与本发明的第一液晶显示装置同样的作用效果。此外，本发明的第一液晶显示装置相关的各形态、说明等的记载，也适宜使用于本发明的第二液晶显示装置。
本发明的第一液晶显示装置和第二液晶显示装置，作为构成要素具备上述背面偏振片、液晶单元、观察面偏振片、第一相位差层和第二相位差层，作为构成要素可以具有其它部件也可以没有，没有特别的限定。本发明的第一液晶显示装置和第二液晶显示装置，为了进行透过显示，通常在比背面偏振片靠近背面侧的位置具有背光源(照明用背光源)。此外，为了进行反射显示，本发明的第一液晶显示装置，通常在背面偏振片与液晶层之间具有反射部件，本发明的第二液晶显示装置，通常在背面偏振片与第一相位差层之间具有反射部件。此外，本发明的第一液晶显示装置，不限于第一相位差层的面内滞相轴与观察面偏振片的吸收轴完全正交的形态，只要是在正面方向能够得到高对比度，第一相位差层的面内滞相轴与观察面偏振片的吸收轴所成的角度，可以为90°±5°左右。此外，本发明的第二液晶显示装置，不限于第一相位差层的面内滞相轴与观察面偏振片的吸收轴完全平行的形态，只要是在正面方向能够得到高对比度，第一相位差层的面内滞相轴与观察面偏振片的吸收轴所成的角度也可以为0°±5°。再者，本发明的第一液晶显示装置和第二液晶显示装置中，第一相位差层和第二相位差层不限于将直线偏振光完全变换为圆偏振光的形态，只要在正面方向能够得到高对比度，上述圆偏振光可以与完全的圆偏振光有差别。
对于本发明的第一液晶显示装置和第二液晶显示装置的优选形态，以下进行详细说明。
优选上述第一相位差层和上述第二相位差层的至少一个，配置在上述液晶单元的内部。即，优选上述第一相位差层和第二相位差层的至少一个为内嵌式相位差层。通过使用内嵌式相位差技术，能够实现液晶显示装置的薄型化和高耐久化。此外，构成液晶单元的基板上设置彩色滤光片层、薄膜晶体管(TFT)元件层的情况下，能够与该彩色滤光片层、TFT元件层等的形成同时进行相位差层的图案化，因此第二相位差层的图案化变得容易。
在设上述第一相位差层的波长550nm的面内相位差为R1xy(nm)、并设上述第一相位差层的面内滞相轴和上述第二相位差层的面内滞相轴所成的角度为α(°)时，上述第一液晶显示装置和第二液晶显示装置优选满足下述式(1)的关系。
44+0.2×R1xy≤α≤54+0.2×R1xy                 (1)
式中，在以第一相位差层的面内方向的主折射率为n1x、n1y(n1x＞n1y)、厚度为d1时，R1xy定义为R1xy＝(n1x-n1y)×d1。
在设上述第一相位差层的波长550nm的面内相位差为R1xy(nm)、并设上述第二相位差层的波长550nm的面内相位差为R2xy(nm)时，上述第一液晶显示装置和第二液晶显示装置优选满足下述式(2)的关系。
1.015×R1xy+100≤R2xy≤1.015×R1xy+125                   (2)
式中，R1xy与上述定义相同，在以第二相位差层的面内方向的主折射率为n2x、n2y(n2x＞n2y)、厚度为d2时，R2xy定义为R2xy＝(n2x-n2y)×d2。
上述式(1)和(2)，由以下导出。
图12为表示本发明的第一液晶显示装置和第二液晶显示装置的反射显示区域的层叠结构的立体示意图。
本发明的第一液晶显示装置和第二液晶显示装置，在反射显示区域，具有依次层叠有观察面偏振片20、第二相位差层6、第一相位差层3和反射部件(反射板)5的结构。此外，液晶单元在无电压施加时没有双折射性，因此在图12中省略。在反射显示使用的光，入射观察面偏振片20，依次通过第二相位差层6、第一相位差层3，由反射部件5反射后，依次通过第一相位差层3、第二相位差层6，再次向着观察面偏振片20。此时，使第一相位差层3的R1xy(nm)变化，同时使用液晶显示器设计用模拟器(商品名：LCD Master，Shintec公司生产)，计算光由观察面偏振片20遮断时的第一相位差层3的面内滞相轴s与第二相位差层6的面内滞相轴s所成的角度α(°)、和第二相位差层6的R2xy(nm)的各自的最佳值。结果示于图13和14。
如图13所示，第一相位差层3的R1xy(nm)和角度(α°)的最佳关系由
Figure BPA00001183625100091
表示。因此，在反射显示区域，为了使用第一相位差层和第二相位差层实现黑显示状态，考虑到作用效果的同一性、制造紊乱等，上述第一液晶显示装置和第二液晶显示装置，优选满足44+0.2×R1xy≤α≤54+0.2×R1xy，即满足式(1)的关系。更加优选，上述第一液晶显示装置和第二液晶显示装置满足47+0.2×R1xy≤α≤51+0.2×R1xy。
如图14所示，第一相位差层3的相位差R1xy(nm)与第二相位差层6的R2xy(nm)的最佳关系，由
Figure BPA00001183625100101
表示。因此，在反射显示区域，为了使用第一相位差层和第二相位差层实现黑显示状态，考虑到作用效果的同一性、制造紊乱等，上述第一液晶显示装置和第二液晶显示装置，优选满足1.015×R1xy+100≤R2xy≤1.015×R1xy+125，即满足式(2)的关系。更加优选，上述第一液晶显示装置和第二液晶显示装置满足1.015×R1xy+110≤R2xy≤1.015×R1xy+120。
发明效果
根据本发明的液晶显示装置，能够将以简便的制造工序将制造成本的上升抑制在最小限度，并且能够同时实现高品质的反射显示和透过显示。
附图说明
图1(a)为表示本发明实施方式1的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
图2(a)为表示本发明实施例1的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
图3(a)为表示本发明实施例2的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
图4(a)为表示本发明实施例3的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
图5(a)为表示本发明实施例4的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
图6(a)为表示本发明实施例7的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
图7(a)为表示比较例1的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
图8(a)为表示比较例2的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
图9(a)为表示比较例3的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
图10(a)为表示比较例4的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
图11为表示由第一相位差层和第二相位差层引起的从直线偏振光偏振转换为圆偏振光的状况的鲍英卡勒球。(a)为从北极看鲍英卡勒球时的图，(b)为从赤道看鲍英卡勒球的图，(c)为(b)的虚线部分的扩大图。
图12为表示本发明的第一液晶显示装置和第二液晶显示装置的反射显示区域的层叠结构(液晶单元除外)的立体示意图。
图13为表示使用图12的液晶显示装置求出的第一相位差层的相位差R1xy(nm)与角度α(°)的最佳关系的图，该角度α(°)为第一相位差层的面内滞相轴与第二相位差层的面内滞相轴所成的角度。
图14为表示使用图12的液晶显示装置求出的第一相位差层的相位差R1xy(nm)与第二相位差层的相位差R2xy(nm)的最佳关系的图。
附图标记说明
1、1a～1i、2、2a～2i：基板
3、3a～3i：第一相位差层
4、4a～4i：液晶层
5、5e：反射部件
5a～5d、5f～5i：反射电极
6、6a～6i：第二相位差层
7：透明部件(透明电极)
7a～7i：透明电极
8Ra～8Ri：红色的着色层
8Ga～8Gi：绿色的着色层
8Ba～8Bi：蓝色的着色层
9a～9i：保护层
10、10a～10i：背面偏光板
11：反射板
11i：第三相位差层
12：透明树脂层
20、20a～20i：观察面偏光板
30、30a～30i：照明用背光源
50、50a～50i：液晶单元
100、100a～100e、500f～500i：液晶显示装置
a：吸收轴
s：面内滞相轴
具体实施方式
(实施方式1)
图1(a)为表示本发明实施方式1的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为立体示意图。
本实施方式的液晶显示装置，是具备透过显示区域T和反射显示区域R的半透过半反射型(本说明书中，简称为半透过型)的液晶显示装置100。
以下，分别对透过显示区域T和反射显示区域R进行详细说明。
在透过显示区域T中，在玻璃基板等的绝缘性基板1上设置有由铟锡氧化物(ITO)等的透过率高的材料形成的透明电极7。此外，在玻璃基板等的绝缘性基板2上，依次设置有：由高分子液晶性物质等的材料形成的第一相位差层3；由ITO等的透过率高的材料形成的透明电极(未图示)。并且，在基板1与基板2之间，夹持有由显示负的介电常数各向异性的液晶材料构成的开关用液晶层4。
在反射显示区域R中，依次在玻璃基板等的绝缘性基板1上设置有：由Al、Ta等反射率高的材料形成的反射部件5；由ITO等的透过率高的材料形成的透明电极(未图示)。此外，在玻璃基板等的绝缘性基板2上依次设置有：由高分子液晶性物质等的材料形成的第二相位差层6；由高分子液晶性物质等的材料形成的第一相位差层3；和由ITO等的透过率高的材料形成的透明电极(未图示)。并且，在基板1与基板2之间，以透过显示区域T的液晶层厚度的一半的厚度夹持有由显示负的介电常数各向异性的液晶材料构成的开关用液晶层4。
以下记载了实施例，参照附图对本发明进行更详细的说明，但本发明并不仅限于这些实施例。
<实施例1>
图2(a)为表示本发明实施例1的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
(TFT基板的制作)
在透明且没有双折射的玻璃基板1a上，以在正交的2方向相互延伸的方式设置多根栅极线和源极线，在其交叉部分设置TFT元件。接着，设置透过显示用透明电极7a和反射显示用的反射电极5a，各自与TFT元件的漏极连接，最后在整面涂敷垂直取向膜，由此完成TFT基板。此外，TFT基板使用现有的公知的方法制作，因此省略详细说明。此外，除了玻璃基板1a、透过显示用透明电极7a和反射显示用反射电极5a以外，省略图示。
(彩色滤光片基板的制作)
在透明且没有双折射的玻璃基板2a上，用已知的方法，将彩色滤光片材料图案化，在各图案区域设置红(R)、绿(G)、蓝(B)3色的着色层8Ra、8Ga、8Ba。接着，在着色层8Ra、8Ga、8Ba上，通过旋涂法或者苯胺印刷法涂敷取向膜材料(商品名：SE-3140，日产化学工业公司生产)，烧制后，进行摩擦处理。接着，在该取向膜上利用旋涂法(例如，旋转数700rm下30秒)涂敷高分子液晶溶液。在此使用的高分子液晶，例如为PLC-7023(商品名，ADEKA公司生产)的8质量％溶液，溶剂为环己酮和甲基乙基酮的混合液，各向同性转变温度为170℃，折射率各向异性Δn为0.21。接着，在80℃下进行1分钟高分子液晶层的预焙，接着，在高分子液晶的各向同性转变温度(170℃)以上的180℃加热30分钟，然后缓慢冷却，使高分子液晶取向。
接着，作为保护层的材料，利用旋涂法(例如，旋转数700rm下30秒)涂敷丙烯酸类感光性树脂(商品名：NN-525，JSR公司生产)。接着，在80℃下进行3分钟保护层的预焙，使用光掩膜进行曝光(例如，曝光强度为140mJ/cm2、350nm具有感度的紫外线测光计测定的值)，在碱性显影液中在室温下浸渍90秒进行显影，仅在反射显示区域残留保护层。此外，上述丙烯酸类感光树脂为负型，因此，需要预先形成光掩膜使反射显示区域被曝光。
接着，为了使保护膜完全固化，在曝光强度2000mJ/cm2下进行后曝光。接着，在室温下，由N甲基-2吡咯烷酮构成的蚀刻溶液中浸渍30分钟，进行高分子液晶的蚀刻。接着，将该基板在80℃下干燥3分钟，由此，仅在反射显示区域R形成由高分子液晶构成的第二相位差层6a和由丙烯酸类感光性树脂构成的保护层9a。此外，保护层9a兼具反射显示区域R的单元厚控制层的功能。第二相位差层6a调整为，面内滞相轴的方位角为30°，相位差R2xy＝170nm。此外，第二相位差层6a和保护层9a的厚度的和，调整为1.6μm。其中，在本说明书中，方位角或方位是指，从正面看液晶显示装置时的三点方向为0°，逆时针旋转为正，顺时针旋转为负时的角度。
接着，在保护层9a和着色层8Ra、8Ga、8Ba上用#14环棒式涂敷机涂敷取向膜用的涂敷液AL-1，在60℃用温风干燥60秒，然后用90℃的温风干燥150秒，形成厚度1.0μm的取向膜。接着，连续对取向膜进行摩擦处理，然后，向第一相位差层形成用涂敷液(关于涂敷液的调制，参照下述)添加相对于固体成分的比0.5质量％的能够控制聚合反应的紫外线吸收剂(下述一般式3)，用#3环棒式涂敷机将调制成的混合液晶组合物涂敷液涂敷到摩擦处理面上，在100℃下加热干燥1分钟熟化，形成具有均匀的液晶相的光学各向异性层。然后，熟化后，直接对光学各向异性层，在氧浓度为0.3％以下的氮气氛围中，使用偏振光UV照射装置(商品名：POLUV-1)照射偏振光UV(照度200mW/cm2，照射量200mJ/cm2)，制作第一相位差层3a。第一相位差层3a调整为面内滞相轴s的方位角为90°，相位差R1xy＝50nm，双轴性参数Nz＝5.4。然后，在第一相位差层3a上，使用已知的方法涂敷透明电极(未图示)和垂直取向膜(未图示)，从而完成彩色滤光片基板。
(第一相位差层形成用的涂敷液的调制)
调制下述组合物后，利用孔径0.2μm的聚丙烯制过滤器过滤，作为第一相位差层形成用的涂敷液使用。
(第一相位差层形成用涂敷液组成)
棒状液晶(商品名：Paliocolor LC242，BASF Japan公司生产)28.37(质量％)
手性试剂(商品名：Paliocolor LC756，BASF Japan公司生产)3.30(质量％)
光聚合引发剂(下述一般式(1))     1.32(质量％)
添加剂(下述一般式(2))           0.01(质量％)
甲基乙基酮                      67.00(质量％)
(化学式1)
Figure BPA00001183625100151
(化学式2)
Figure BPA00001183625100152
(化学式3)
Figure BPA00001183625100153
(液晶单元的制作)
将如上所述制作的TFT基板和彩色滤光片基板贴合，将介电常数各向异性为负的垂直取向模式用液晶材料(Δn＝0.10)注入，使得透明显示区域T的单元间隙为3.2μm(第二相位差层6a和保护层9a的厚度的和为1.6μm，因此反射显示区域R的单元间隙为3.2-1.6＝1.6μm)，制作透过显示区域T的相位差为320nm，反射显示区域R的相位差为160nm的半透过型液晶单元50a。其中，TFT基板和彩色滤光片基板的贴合，以及液晶材料的注入使用现有的已知的方法进行，省略详细说明。
(液晶显示装置的制作)
在上述制作的液晶单元50a的背面侧贴合吸收轴方位为90°的偏光板10a，在液晶单元50a的观察面侧贴合吸收轴方位为0°的偏光板20a。最后，在偏光板10a的背面侧设置照明用背光源30a而制作液晶显示装置，从而做成实施例1的液晶显示装置100a。作为偏光板10a、20a，使用市售的偏光板(SEG1224，日东电工公司生产)。此外，偏光板10a具有依次层叠有保护层(TAC膜)、偏振片(背面偏振片)、保护层(TAC膜)和粘合层的结构，偏振片20a从上述市售的偏光板除去粘合层侧的保护层(TAC膜)，变形为依次层叠保护层、偏振片(观察面偏振片)和粘合层的结构而使用。
<实施例2>
图3为表示本发明实施例2的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
制作除了将第二相位差层6b的面内滞相轴s的方位角变更为-30°以外，与实施例1同样的液晶显示装置，作为实施例2的液晶显示装置100b。
<实施例3>
图4为表示本发明实施例3的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
(TFT基板的制作)
在透明且没有双折射的玻璃基板1c上，以在正交的2方向相互延伸的方式设置多根栅极线和源极线，在其交叉部分设置TFT元件。接着，设置透过显示用透明电极7c和反射显示用的反射电极5c，各自与TFT元件的漏极连接，最后整面涂敷垂直取向膜，从而完成TFT基板。此外，TFT基板使用现有的公知的方法制作，因此省略详细说明。此外，除了玻璃基板1c、透过显示用透明电极7c和反射显示用反射电极5c以外，省略图示。
(彩色滤光片基板的制作)
在透明且没有双折射的玻璃基板2c上，用已知的方法，将彩色滤光片材料图案化，在各图案区域设置红(R)、绿(G)、蓝(B)3色的着色层8Rc、8Gc、8Bc。接着，在着色层8Rc、8Gc、8Bc上，用与实施例1同样的方法，仅在反射显示区域R设置第二相位差层6c和保护层9c。
其中，保护层9c兼具反射显示区域R的单元厚控制层的功能。第二相位差层6c调整为面内滞相轴s的方位角为33°，相位差R2xy＝155nm。此外，第二相位差层6c和保护层9c的厚度的和调整为1.85μm。
接着，在保护层9c和着色层8Rc、8Gc、8Bc上，用与实施例1同样的方法，设置第一相位差层3c。第一相位差层3c调整为面内滞相轴的方位角为90°，相位差R1xy＝40nm，双轴性参数Nz＝7.8。并且，在第一相位差层3c上，用公知的方法涂敷透明电极(未图示)和垂直取向膜(未图示)，从而完成彩色滤光片基板。
(液晶单元的制作)
将上述制作的TFT基板和彩色滤光片基板贴合，将介电常数各向异性为负的垂直取向模式用液晶材料(Δn＝0.10)注入，使得透明显示区域T的单元间隙成为3.7μm(第二相位差层6c和保护层9c的厚度的和为1.85μm，因此反射显示区域R的单元间隙为3.7-1.85＝1.85μm)，制作透过显示区域T的相位差为370nm，反射显示区域R的相位差为185nm的半透过型液晶单元50c。其中，TFT基板和彩色滤光片基板的贴合，以及液晶材料的注入使用现有的已知的方法进行，省略详细说明。
(液晶显示装置的制作)
在上述制作的液晶单元50c的背面侧贴合吸收轴方位90°的偏光板10c，观察面侧贴合吸收轴方位0°的偏光板20c。最后，在偏光板10c的背面侧设置照明用背光源30c，制作液晶显示装置，做成实施例3的液晶显示装置100c。作为偏光板10c、20c，使用市售的偏光板(SEG1224，日东电工公司生产)。此外，偏光板10c，具有依次层叠保护层、偏振片(背面偏振片)、保护层和粘合层的结构，偏振片20c从上述市售的偏光板除去粘合层侧的保护层(TAC膜)，变形为依次层叠有保护层、偏振片(观察面偏振片)和粘合层的结构。
<实施例4>
图5为表示本发明实施例4的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
(TFT基板的制作)
在透明且没有双折射的玻璃基板1d上，以在正交的2方向相互延伸的方式设置多根栅极线和源极线，在其交叉部分设置TFT元件。接着，设置透过显示用的透明电极7d和反射显示用的反射电极5d，各自与TFT元件的漏极连接，最后整面涂敷垂直取向膜，由此完成TFT基板。此外，TFT基板使用现有的公知的方法制作，因此省略详细说明。此外，除了玻璃基板1d、透过显示用透明电极7d和反射显示用反射电极5d以外，省略图示。
(彩色滤光片基板的制作)
在透明且没有双折射的玻璃基板2d上，用已知的方法，将彩色滤光片材料图案化，在各图案区域设置红(R)、绿(G)、蓝(B)3色的着色层8Rd、8Gd、8Bd。接着，在着色层8Rd、8Gd、8Bd上，用与实施例1同样的方法，仅在反射显示区域R设置第二相位差层6d和保护层9d。其中，保护层9d兼具反射显示区域R的单元厚控制层的功能。第二相位差层6d调整为面内滞相轴的方位角为30°，相位差R2xy＝168nm。此外，第二相位差层6d和保护层9d的厚度的和调整为1.6μm。
接着，在保护层9d和着色层8Rd、8Gd、8Bd上，用与实施例1同样的方法，设置第一相位差层3d。调整第一相位差层3c的面内滞相轴的方位角为90°，相位差R1xy＝55nm，双轴性参数Nz＝2.7。并且，在第一相位差层3d上，用公知的方法涂敷透明电极(未图示)和垂直取向膜(未图示)，完成彩色滤光片基板。
(液晶单元的制作)
贴合上述制作的TFT基板和彩色滤光片基板，将介电常数各向异性为负的垂直取向模式用液晶材料(Δn＝0.10)注入，使得透明显示区域T的单元间隙为3.2μm(第二相位差层6c和保护层9c的厚度的和为1.6μm，因此反射显示区域R的单元间隙为3.2-1.6＝1.6μm)，制作透过显示区域T的相位差为320nm，反射显示区域R的相位差为160nm的半透过型液晶单元50d。其中，TFT基板和彩色滤光片基板的贴合，以及液晶材料的注入使用现有的已知的方法进行，省略详细说明。
(液晶显示装置的制作)
在如上所述制作的液晶单元50d的背面侧贴合吸收轴方位为90°的偏光板10d，在观察面侧贴合吸收轴方位为0°的偏光板20d。最后，在偏光板10d的背面侧设置照明用背光源30d，制作液晶显示装置，做成实施例4的液晶显示装置100d。作为偏光板10d，使用在碘水溶液中将厚度80μm的聚乙烯醇(PVA)膜5倍单轴拉伸而得到的偏振片(背面偏振片)的两侧，将厚度80μm的三醋酸纤维素(TAC)膜和厚度80μm的相位差膜粘接而得的物质，相位差膜贴合在液晶单元50d侧。其中，上述相位差膜为厚度100μm的降冰片烯类树脂薄膜(商品名：ARTON(注册商标)，JSR公司生产)纵横双轴拉伸处理得到的薄膜，面内相位差Rxy＝55nm，双轴性参数Nz＝2.7。此外，以上述相位差薄膜的面内滞相轴与上述偏振片的吸收轴正交的相对关系粘接两者。偏光板20d与偏光板20a同样。
<实施例5>
除了将第一相位差层的相位差变更为R1xy＝20nm、将第一相位差层的双轴性参数变更为Nz＝9、将第二相位差层的相位差变更为R2xy＝130nm、第二相位差层的面内滞相轴的方位角变更为35°以外，制作与实施例1同样的液晶显示装置，为实施例5的液晶显示装置。
<实施例6>
除了将第一相位差层的相位差变更为R1xy＝80nm、将第一相位差层的双轴性参数变更为Nz＝2、将第二相位差层的相位差变更为R2xy＝190nm、第二相位差层的面内滞相轴的方位角变更为25°以外，制作与实施例1同样的液晶显示装置，为实施例6的液晶显示装置。
<实施例7>
图6为表示本发明实施例7的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
(TFT基板的制作)
在透明且没有双折射的玻璃基板1e上，以在正交的2方向相互延伸的方式设置多根栅极线和源极线，在其交叉部分设置TFT元件。接着，在反射显示区域R设置反射板11，在透过显示区域T上设置透明树脂层12以掩埋与反射板11的台阶，然后在TFT基板整面，以与实施例1同样的方法，设置第一相位差层3e。第一相位差层3e调整为面内滞相轴的方位角为0°，相位差R1xy＝50nm，双轴性参数为Nz＝5.4。接着，设置透过显示用和反射显示用的透明电极7e，各自与TFT元件的漏极连接，最后整面涂敷垂直取向膜，由此完成TFT基板。此外，TFT基板使用现有的公知的方法制作，因此省略详细说明。此外，除了玻璃基板1e、反射板11、透明树脂层12、第一相位差层3e以及透明显示用和反射显示用的透明电极7e以外，省略图示。
(彩色滤光片基板的制作)
在透明且没有双折射的玻璃基板2e上，用已知的方法，将彩色滤光片材料图案化，在各图案区域设置红(R)、绿(G)、蓝(B)3色的着色层8Re、8Ge、8Be。接着，在着色层8Re、8Ge、8Be上，用与实施例1同样的方法，仅在反射显示区域R设置第二相位差层6e和保护层9e。其中，保护层9e兼具反射显示区域R的单元厚控制层的功能。第二相位差层6e调整为面内滞相轴的方位角为-60°，相位差R2xy＝170nm。此外，第二相位差层6d和保护层9d的厚度的和调整为1.6μm。接着，在保护层9e和着色层8Re、8Ge、8Be上，用公知的方法涂敷透明电极(未图示)和垂直取向膜(未图示)，从而完成彩色滤光片基板。
(液晶单元的制作)
将如上所述制作的TFT基板和彩色滤光片基板贴合，将介电常数各向异性为负的垂直取向模式用液晶材料(Δn＝0.10)注入，使得透明显示区域T的单元间隙为3.2μm(第二相位差层6e和保护层9e的厚度的和为1.6μm，因此反射显示区域R的单元间隙为3.2-1.6＝1.6μm)，制作透过显示区域T的相位差为320nm，反射显示区域R的相位差为160nm的半透过型液晶单元50e。其中，TFT基板和彩色滤光片基板的贴合，以及液晶材料的注入使用现有的已知的方法进行，省略详细说明。
(液晶显示装置的制作)
上述制作的液晶单元50e的背面侧贴合吸收轴方位为90°的偏光板10e，在观察面侧贴合吸收轴方位为0°的偏光板20e。最后，在偏光板10e的背面侧设置照明用背光源30e，制作液晶显示装置，做成实施例7的液晶显示装置100d。偏光板10e与偏光板20a同样，偏光板20e与偏光板10a同样。
下述表1，为汇总实施例1～7的液晶显示装置的各种参数的表。
表1
Figure BPA00001183625100211
<比较例1>
图7为表示本发明比较例1的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
除了将第二相位差层6f的面内滞相轴的方位角变更为45°、相位差变更为R2xy＝138nm、以及不设置第一相位差层3f以外，制作与实施例1同样的液晶显示装置，为比较例1的液晶显示装置500f。
<比较例2>
图8为表示本发明比较例2的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
除了将第二相位差层6g的相位差R2xy调整为170nm、140nm、110nm(使第二相位差层6g为多种)，以对应R、G、B三色的各像素图案以外，制作与比较例1相同的液晶显示装置，作为比较例2的液晶显示装置500g。此外，第二相位差层6g的相位差R2xy由高分子液晶涂膜的厚度控制。此外，与此同时控制保护层9g的厚度，由此将第二相位差层6g和保护层9g的厚度的和与各像素一起调整为1.6μm。
<比较例3>
图9为表示本发明比较例3的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
(TFT基板的制作)
在透明且没有双折射的玻璃基板1h上，以在正交的2方向相互延伸的方式设置多根栅极线和源极线，在其交叉部分设置TFT元件。接着，设置透过显示用的透明电极7h和反射显示用的反射电极5h，各自与TFT元件的漏极连接，最后整面涂敷垂直取向膜，从而完成TFT基板。此外，TFT基板使用现有的公知的方法制作，因此省略详细说明。此外，除了玻璃基板1h、透过显示用透明电极7h和反射显示用反射电极5h以外，省略图示。
(彩色滤光片基板的制作)
在透明且没有双折射的玻璃基板2h上，用与实施例1同样的方法，设置第一相位差层3h。第一相位差层3h调整为面内滞相轴的方位角为90°，相位差R1xy＝50nm，双轴性参数Nz＝5.4。接着，在第一相位差层3h上，用已知的方法，将彩色滤光片材料图案化，设置红(R)、绿(G)、蓝(B)3色的着色层8Rh、8Gh、8Bh。
接着，在着色层8Rh、8Gh、8Bh上，用与实施例1同样的方法，仅在反射显示区域R设置第二相位差层6h和保护层9h。其中，保护层9h兼具反射显示区域R的单元厚控制层的功能。第二相位差层6h调整为面内滞相轴的方位角为45°，相位差R2xy对应于R、G、B三色的各像素图案分别为170nm、140nm、110nm(使第二相位差层6h为多种)。此外，第二相位差层6h的相位差R2xy由高分子液晶涂膜的厚度控制。此外，与此同时控制保护层9h的厚度，将第二相位差层6h和保护层9h的厚度的和与各像素一起调整为1.6μm。接着，在保护层9h上和着色层8Rh、8Gh、8Bh上，用公知的方法涂敷透明电极(未图示)和垂直取向膜(未图示)，从而完成彩色滤光片基板。
(液晶单元的制作)
将如上所述制作的TFT基板和彩色滤光片基板贴合，将介电常数各向异性为负的垂直取向模式用液晶材料(Δn＝0.10)注入，使得透明显示区域T的单元间隙为3.2μm(第二相位差层6h和保护层9h的厚度的和为1.6μm，因此反射显示区域R的单元间隙为3.2-1.6＝1.6μm)，制作透过显示区域T的相位差为320nm，反射显示区域R的相位差为160nm的半透过型液晶单元50e。其中，TFT基板和彩色滤光片基板的贴合，以及液晶材料的注入使用现有的已知的方法进行，省略详细说明。
(液晶显示装置的制作)
在如上所述制作的液晶单元50h的背面侧贴合吸收轴方位为90°的偏光板10h，在观察面侧贴合吸收轴方位为0°的偏光板20h。最后，在偏光板10h的背面侧设置照明用背光源30h，制作液晶显示装置，为实施例7的液晶显示装置500h。偏光板10h与偏光板20a相同，偏光板20h与偏光板10a相同。
<比较例4>
图10为表示本发明比较例4的液晶显示装置的结构的截面示意图，(b)为表示各结构部件的配置关系的立体示意图。
(TFT基板的制作)
在透明且没有双折射的玻璃基板1i上，以在正交的2方向相互延伸的方式设置多根栅极线和源极线，在其交叉部分设置TFT元件。接着，设置透过显示用的透明电极7i和反射显示用的反射电极5i，各自与TFT元件的漏极连接，最后整面涂敷垂直取向膜，由此完成TFT基板。此外，TFT基板使用现有的公知的方法制作，因此省略详细说明。此外，除了玻璃基板1i、透过显示用的透明电极7i和反射显示用反射电极5i以外，省略图示。
(彩色滤光片基板的制作)
在透明且没有双折射的玻璃基板2i上，用与实施例1同样的方法，设置第一相位差层3i。调整第一相位差层3i的面内滞相轴的方位角为90°，相位差R1xy＝50nm，双轴性参数Nz＝5.4。接着，在第一相位差层3i上，用已知的方法，将彩色滤光片材料图案化，设置红(R)、绿(G)、蓝(B)3色的着色层8Ri、8Gi、8Bi。
接着，在着色层8Ri、8Gi、8Bi上，利用与实施例1的第二相位差层的形成同样的方法，设置第三相位差层11i。在其上设置第二相位差层6i和保护层9i，通过将第三相位差层11i、第二相位差层6i和保护层9i同时图案化，仅在反射显示区域R设置第三相位差层11i、第二相位差层6i和保护层9i。其中，保护层9i兼具反射显示区域R的单元厚控制层的功能。第三相位差层11i调整为面内滞相轴的方位角为75°，面内相位差为275nm。第二相位差层6i调整为面内滞相轴的方位角为15°，相位差R2xy＝138nm。此外，第三相位差层11i和第二相位差层6i和保护层9i的厚度的和调整为1.6μm。接着，在保护层9i上和着色层8Ri、8Gi、8Bi上，用公知的方法涂敷透明电极(未图示)和垂直取向膜(未图示)，完成彩色滤光片基板。
(液晶单元的制作)
将如上所述制作的TFT基板和彩色滤光片基板贴合，将介电常数各向异性为负的垂直取向模式用液晶材料(Δn＝0.10)注入，使得透明显示区域T的单元间隙为3.2μm(第三相位差层11i和第二相位差层6i和保护层9i的厚度的和为1.6μm，因此反射显示区域R的单元间隙为3.2-1.6＝1.6μm)，制作透过显示区域T的相位差为320nm，反射显示区域R的相位差为160nm的半透过型液晶单元50i。其中，TFT基板和彩色滤光片基板的贴合，以及液晶材料的注入使用现有的已知的方法进行，省略详细说明。
(液晶显示装置的制作)
在上述制作的液晶单元50i的背面侧贴合吸收轴方位为90°的偏光板10i，在观察面侧贴合吸收轴方位为0°的偏光板20i。最后，在偏光板10i的背面侧设置照明用背光源30i，制作液晶显示装置，作为比较例4的液晶显示装置500i。偏光板10i与偏光板10a相同，偏光板20i与偏光板20a相同。
<评价>
针对各实施例和比较例的液晶显示装置的反射显示和透过显示的显示性能用目测进行主观评价，并且针对制造工序进行评价，一起表示于表2。“反射显示的显示性能”，如果没有着色且对比度高，则评价为○，其以外的评价为×。“透过显示的显示性能”，如果对比度高、视野角广，则评价为○，其以外的评价为×。“相位差层形成次数”为内嵌式相位差层的材料的涂敷次数。“图案化次数”是为了形成各种相位差层和保护层而进行的图案化次数的合计。
表2
Figure BPA00001183625100251
从表2所示的评价结果可知，本发明的实施例1～7的液晶显示装置，与比较例1和比较例2的液晶显示装置相比，显示性能优异。此外，本发明的实施例1～7的液晶显示装置，虽然制造工序简便，但与制造工序复杂的比较例3～4的液晶显示装置相比，显示品质却在同等以上。即，根据本发明，证实了能够以简便的制造工序将制造成本的上升抑制在最小限度，能够提供高品质的半透过型液晶显示装置。
此外，在实施方式1和实施例1～7中，对第一相位差层和第二相位差层两者均是内嵌式相位差层的情况进行了说明，但并不限于此，第一相位差层和第二相位差层，也可以不为内嵌式相位差层，第一相位差层和第二相位差层也可以配置在液晶单元的外侧。
本申请以2008年1月16日提出的日本国专利申请2008-7278号为基础，基于巴黎条约国的法规主张优先权。该申请的内容，全部组合在本发明中作为参考。

Claims (7)

1.一种液晶显示装置，其为进行透过显示和反射显示的半透过型的液晶显示装置，该液晶显示装置具有：背面偏振片；液晶单元，该液晶单元具有一对基板和被夹持在所述一对基板之间的液晶层；和观察面偏振片，该观察面偏振片的吸收轴与所述背面偏振片的吸收轴正交，该液晶显示装置的特征在于：
在无电压施加时，所述液晶显示装置使所述液晶层中的液晶分子与所述基板垂直地取向，
在透过显示区域和反射显示区域，在所述液晶层与所述观察面偏振片之间具备第一相位差层，该第一相位差层的波长550nm的Nz系数满足1.5≤Nz≤9.0，该第一相位差层的面内滞相轴与所述观察面偏振片的所述吸收轴正交，并且该第一相位差层的波长550nm的面内相位差Re(550)满足20nm≤Re(550)≤80nm，
在所述反射显示区域，在所述第一相位差层与所述观察面偏振片之间具备第二相位差层，在无电压施加时，所述第二相位差层与所述第一相位差层一起，将从所述观察面偏振片入射的直线偏振光变换为圆偏振光。
2.一种液晶显示装置，其为进行透过显示和反射显示的半透过型的液晶显示装置，该液晶显示装置具有：背面偏振片；液晶单元，该液晶单元具有一对基板和被夹持在所述一对基板之间的液晶层；和观察面偏振片，该观察面偏振片的吸收轴与所述背面偏振片的吸收轴正交，该液晶显示装置的特征在于：
在无电压施加时，所述液晶显示装置使所述液晶层中的液晶分子与所述基板垂直地取向，
在透过显示区域和反射显示区域，在所述液晶层与所述背面偏振片之间具备第一相位差层，该第一相位差层的波长550nm的Nz系数满足1.5≤Nz≤9.0，该第一相位差层的面内滞相轴与所述观察面偏振片的所述吸收轴平行，并且该第一相位差层的波长550nm的面内相位差Re(550)满足20nm≤Re(550)≤80nm，
在所述反射显示区域，在所述第一相位差层与所述观察面偏振片之间具备第二相位差层，在无电压施加时，所述第二相位差层与所述第一相位差层一起，将从所述观察面偏振片入射的直线偏振光变换为圆偏振光。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述第一相位差层和所述第二相位差层的至少一个，配置在所述液晶单元的内部。
4.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述第一相位差层和所述第二相位差层的至少一个，配置在所述液晶单元的内部。
5.如权利要求1～4中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：
在设所述第一相位差层的波长550nm的面内相位差为R1xy、并设所述第一相位差层的面内滞相轴与所述第二相位差层的面内滞相轴所成的角度为α时，所述液晶显示装置满足下述式(1)的关系：
44+0.2×R1xy≤α≤54+0.2×R1xy                       (1)，
其中，R1xy的单位是nm，α的单位是°。
6.如权利要求1～4中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：
在设所述第一相位差层的波长550nm的面内相位差为R1xy、并设所述第二相位差层的波长550nm的面内相位差为R2xy时，所述液晶显示装置满足下述式(2)的关系：
1.015×R1xy+100≤R2xy≤1.015×R1xy+125              (2)，
其中，R1xy、R2xy的单位是nm。
7.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：
在设所述第一相位差层的波长550nm的面内相位差为R1xy、并设所述第二相位差层的波长550nm的面内相位差为R2xy时，所述液晶显示装置满足下述式(2)的关系：
1.015×R1xy+100≤R2xy≤1.015×R1xy+125               (2)，
其中，R1xy、R2xy的单位是nm。
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