JP2007163722A - Liquid crystal device, its manufacturing method, optical retardation plate and electronic device - Google Patents

Liquid crystal device, its manufacturing method, optical retardation plate and electronic device Download PDF

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隼人 倉澤
Masakatsu Higa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal device having a plurality of retardation layers which are highly accurately patterned and have characteristics different from one another and achieving high functionality and high image quality. <P>SOLUTION: The liquid crystal device 200 has a configuration wherein a liquid crystal layer 50 is interposed between an element substrate (a first substrate) 10 and a counter substrate (a second substrate) 20 disposed opposite to each other and an alignment layer formed by layering a first alignment layer 161 and a second alignment layer 162 patterned on the first alignment layer 161 and having alignment regulation force in a direction different from that of the first alignment layer 161 is provided to the liquid crystal layer 50 side of the counter substrate 20. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to a liquid crystal device, a manufacturing method thereof, a retardation plate, and an electronic apparatus.

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。
特開2002−122866号公報
A liquid crystal device used as a display device of an electronic device such as a mobile phone is required to have higher performance as the electronic device has higher speed and higher functionality. For example, an increase in viewing angle and an increase in image quality are required, and in order to satisfy these requirements, improvement of a retardation layer that performs polarization control in a liquid crystal device has been studied. For example, Patent Document 1 describes a configuration in which a retardation layer having a different phase difference is formed for each color pixel so that appropriate optical compensation can be performed for each color light.
JP 2002-122866 A

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。   However, in the liquid crystal device described in Patent Document 1, it is necessary to repeat the patterning of the retardation layer three times in order to form a different retardation layer for each color type of the pixel, which complicates the manufacturing process. And cost increase is inevitable. In addition, it is difficult to pattern a retardation layer having a thickness of about several μm with high accuracy, and there is a possibility that it may not be possible to cope with higher pixel definition.

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。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and includes a plurality of retardation layers with different characteristics that are patterned with high accuracy, thereby realizing high performance and high image quality. An object of the present invention is to provide an apparatus and a manufacturing method thereof. Another object of the present invention is to provide a retardation plate provided with a plurality of retardation layers having different characteristics that are patterned on a substrate with high accuracy.

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。
In order to solve the above-described problems, the liquid crystal device of the present invention has a liquid crystal layer sandwiched between a first substrate and a second substrate that are arranged to face each other, and the liquid crystal layer of at least one of the substrates is On the side, there is provided an alignment film formed by laminating a first alignment film and a second alignment film that is patterned on the first alignment film and has an alignment regulating force in a direction different from that of the first alignment film. It is characterized by being.
Thus, by providing the alignment film formed by patterning the second alignment film on the first alignment film, different alignment regulating forces are applied to the liquid crystal layer, for example, in the plane area of the pixel, Alternatively, a liquid crystal device that exhibits different liquid crystal alignments among pixels can be easily configured. Conventionally, when liquid crystal regions having different alignment states are formed in one pixel, it has been realized by performing a mask rubbing process on the alignment film. However, in the mask rubbing, liquid crystal alignment disorder occurs at the boundary of the liquid crystal region. There was a problem that the rubbing cloth was easily deteriorated. On the other hand, in the present invention, since the second alignment film is patterned, the alignment film can be formed with high precision, and the alignment disorder of the liquid crystal at the alignment film boundary hardly occurs. Thereby, it is possible to realize a liquid crystal device that achieves high functionality and high image quality.

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。
In the liquid crystal device according to the aspect of the invention, the first alignment film is a vertical alignment film that aligns the liquid crystal in a substantially vertical direction of the film surface, and the second alignment film is a horizontal alignment film that aligns the liquid crystal in a substantially horizontal direction of the film surface. It can be set as the structure which is. Alternatively, the first alignment film is a horizontal alignment film that aligns liquid crystal in a substantially horizontal direction of the film surface, and the second alignment film is a vertical alignment film that aligns liquid crystal in a substantially vertical direction of the film surface. You can also.
As the first alignment film and the second alignment film, either a horizontal alignment film or a vertical alignment film can be used.

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。   In the liquid crystal device of the present invention, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer is formed on at least one of the substrates on which the alignment film is formed, and the alignment film is formed on the electrode. be able to. According to this configuration, a liquid crystal device having a liquid crystal region whose alignment is controlled by the alignment regulating force of the first alignment film and the second alignment film can be easily configured.

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。   In the liquid crystal device of the present invention, a transmissive display region and a reflective display region are partitioned in one pixel of the liquid crystal device, and the first alignment film, which is the horizontal alignment film, is disposed corresponding to the transmissive display region. On the other hand, the second alignment film, which is the vertical alignment film, may be arranged corresponding to the reflective display region. With such a configuration, liquid crystal regions having different operation modes can be easily formed between the transmissive display region and the reflective display region.

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。   In the liquid crystal device of the present invention, the liquid crystal layer in the transmissive display region is an OCB mode liquid crystal layer that exhibits bend alignment during operation, the liquid crystal layer in the reflective display region exhibits vertical alignment on the second alignment film side, The liquid crystal layer of the R-OCB mode exhibiting horizontal alignment on the substrate side can also be used. With such a configuration, an OCB mode transflective liquid crystal device can be easily configured. In particular, the OCB mode liquid crystal layer exhibits splay alignment without applying a voltage, and it is necessary to perform an alignment transition operation to bend alignment by applying voltage in the initial stage of operation. In this configuration, the reflective display region is close to bend alignment. Since the hybrid alignment liquid crystal region having the liquid crystal molecular alignment is formed, the initial alignment transition can be performed smoothly.

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。   In the liquid crystal device of the present invention, the liquid crystal layer may include a liquid crystal having negative dielectric anisotropy. That is, the liquid crystal device of the present invention can be a wide viewing angle liquid crystal device including a vertical alignment mode liquid crystal layer.

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。   In the liquid crystal device of the present invention, a first electrode and a second electrode for generating an electric field to be applied to the liquid crystal layer are provided between the first electrode and the second substrate. It can also be configured. According to this configuration, it is possible to provide a liquid crystal device that performs display by driving the liquid crystal by an electric field approximately in the substrate surface direction.

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。   In the liquid crystal device of the present invention, a liquid crystal layer thickness adjusting layer is formed corresponding to the reflective display region, and the liquid crystal layer thickness adjustment layer is formed so that the liquid crystal layer thickness of the reflective display region is smaller than the liquid crystal layer thickness of the transmissive display region. You can also. That is, the liquid crystal device of the present invention may be a transflective liquid crystal device having a so-called multigap structure.

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。   In the liquid crystal device of the present invention, an optically anisotropic layer made of molecules whose orientation is controlled by the alignment film may be formed on the alignment film. By setting it as such a structure, a liquid crystalline polymer can be aligned with a separate alignment control force by the board | substrate inner surface.

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。   In the liquid crystal device of the present invention, it is preferable that the optically anisotropic layer includes a liquid crystalline polymer material. With such a configuration, desired optical anisotropic characteristics can be easily obtained by controlling the alignment of the liquid crystalline polymer by the alignment regulating force of the alignment film.

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。   In the liquid crystal device of the present invention, a transmissive display region and a reflective display region are partitioned in one pixel of the liquid crystal device, and the first alignment film is disposed corresponding to the transmissive display region. The second alignment film may be arranged corresponding to the reflective display area. With this configuration, it becomes possible to control the phase difference of light passing through the liquid crystal panel in each of the transmissive display area and the reflective display area, and a high contrast display can be obtained in both the transmissive display and the reflective display. The transflective liquid crystal device can be obtained.

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。   In the liquid crystal device of the present invention, either the first alignment film or the second alignment film can be selectively disposed in one pixel of the liquid crystal device. With such a configuration, a different optical anisotropic layer can be formed for each pixel, and thus optical compensation can be easily performed only for a specific pixel, for example.

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。   In the liquid crystal device of the present invention, two or more different color material layers are provided corresponding to each pixel of the liquid crystal device, and the first alignment film and the second alignment film are formed of the color material layer. It can also be set as the structure arrange | positioned corresponding to a color kind. With such a configuration, for example, an optical compensation function can be selectively given only to a pixel provided with a color material layer of a specific color type.

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。   A method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention is a method for manufacturing a liquid crystal device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a first substrate and a second substrate that are arranged to face each other, and the method is provided on at least one of the substrates. Forming a first alignment film, applying a photosensitive alignment film forming material on the first alignment film to form a coating film, and exposing and developing the coating film. It has the process of pattern-forming a 2nd alignment film on a 1st alignment film, and the process of performing an alignment process on the surface of the said 2nd alignment film, It is characterized by the above-mentioned. According to this manufacturing method, after forming the first alignment film on the substrate, the second alignment film is patterned using a photolithography technique, so that the first alignment film and the second alignment film can be formed with extremely high accuracy. A planar pattern can be formed. Therefore, it is possible to easily cope with the case where the first alignment film and the second alignment film are formed in the same pixel. In addition, in the boundary region between the first alignment film and the second alignment film formed with high accuracy, the alignment regulation force is not disturbed or decreased, so that the contrast and aperture ratio are reduced due to the occurrence of disclination. A liquid crystal device with high image quality that can be effectively prevented can be manufactured.

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。   A method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention is a method for manufacturing a liquid crystal device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a first substrate and a second substrate that are arranged to face each other, and the method is provided on at least one of the substrates. Forming a first alignment film; applying an alignment treatment to the surface of the first alignment film; and applying a photosensitive alignment film forming material on the first alignment film to form a coating film. And a step of patterning a second alignment film on the first alignment film by exposing and developing the coating film. With such a manufacturing method, the alignment treatment of the first alignment film and the alignment treatment of the second alignment film can be made very different from each other, and the alignment films having different aspects of the alignment regulating force can be formed on the substrate with high accuracy. Can be formed.

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。   In the method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention, after forming an alignment film formed by laminating the first alignment film and the second alignment film, an optical anisotropic layer forming material containing a liquid crystalline polymer on the alignment film And the liquid crystalline polymer can be aligned by different alignment regulating forces of the first alignment film and the second alignment film.

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。
The retardation plate of the present invention is a retardation plate formed by forming an optically anisotropic layer on a substrate, wherein a first alignment film and a pattern are formed on the first alignment film on the substrate. An alignment film formed by laminating a first alignment film and a second alignment film having an alignment regulating force in a direction different from the first alignment film is provided. From the molecules whose alignment state is regulated by the alignment film on the alignment film An optically anisotropic layer is formed. By setting it as such a structure, the phase difference plate which has optical anisotropy which changes with parts can be manufactured easily. In particular, according to the present invention, since the first alignment film and the second alignment film can be patterned with extremely high accuracy, the structure of the optically anisotropic layer formed on the alignment film is also controlled with high accuracy. Therefore, the retardation plate is excellent in optical characteristics and can be manufactured at low cost.
In the retardation plate of the present invention, the second alignment film may be formed on the first alignment film in a stripe shape in plan view.

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。   An electronic apparatus according to the present invention includes the liquid crystal device according to the present invention described above. With such a structure, an electronic device including a high-function and high-quality display portion can be provided.

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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, in each drawing referred to below, the size ratio of each part is appropriately changed and displayed in order to make the drawing easy to see.
In the present specification, the liquid crystal layer side of each component of the liquid crystal device is referred to as an inner side, and the opposite side is referred to as an outer side. In addition, a display element constituting a minimum unit of image display is referred to as “sub-pixel”, and a set of a plurality of sub-pixels including each color filter is referred to as “pixel”. Further, a display region that uses light incident from the display surface side of the liquid crystal device within a sub-pixel formation region is referred to as a “reflective display region”, and the back side of the liquid crystal device (the side opposite to the display surface). A display area that uses light incident from is referred to as a “transmissive display area”.

(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。
(First embodiment)
First, a retardation plate and a manufacturing method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the retardation plate 150 according to the present invention includes a translucent substrate main body 150A such as glass or plastic, a planar solid first alignment film 151 formed on the substrate main body 150A, A second alignment film 152 having a substantially stripe shape in plan view, which is laminated on the first alignment film 151, and a retardation layer 155 formed so as to cover the first alignment film 151 and the second alignment film 152. Has been. In the present embodiment, the first alignment film 151 on the lower layer side is a vertical alignment film that aligns the liquid crystal in a direction substantially perpendicular to the film surface, and the second alignment film 152 on the upper layer side has the liquid crystal with respect to the film surface. It is a horizontal alignment film that is aligned in a substantially horizontal direction.
In order to protect the retardation layer 155, a protective layer made of an acrylic resin or the like may be further formed on the surface of the retardation layer 155.

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。   The retardation layer 155 is made of, for example, a liquid crystalline polymer, and as shown in FIG. 1, the alignment regulation of the first alignment film 151 and the second alignment film 152 arranged in a stripe pattern on the substrate body 150A. A phase difference layer having a phase difference that varies depending on the region is formed by the force. That is, in the first alignment region 155a disposed in the region where the first alignment film 151 that is a vertical alignment film is exposed, the alignment direction 156a of the liquid crystalline polymer constituting the retardation layer is the normal line of the substrate body 150A. In the second alignment region 155b which is parallel to the direction and is disposed in the region where the second alignment film 152 which is a horizontal alignment film is exposed, the alignment direction 156b of the liquid crystalline polymer constituting the retardation layer is the second This is an in-plane direction along the rubbing direction of the alignment film 152.

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。   The retardation plate 150 of the present embodiment having the above configuration hardly gives a retardation to transmitted light in the first alignment region 155a formed by vertically aligning the liquid crystalline polymer. On the other hand, in the second alignment region 155b in which the liquid crystalline polymer is horizontally aligned, a desired phase difference can be imparted according to the polarization state of the transmitted light. The retardation plate 150 of the present embodiment can be suitably used as a substrate constituting a liquid crystal device or as a retardation plate of a liquid crystal device capable of 3D display or two-screen display.

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。
FIG. 2 is a schematic process diagram for explaining a method of manufacturing the retardation film 150 shown in FIG.
As shown in FIG. 2A, in order to manufacture the retardation film 150, a substrate body 150A made of glass, plastic, or the like is prepared, and the first alignment film 151, the second alignment film 152, and the like are formed on one side thereof. Are stacked. In the case of this embodiment, a liquid material (vertical alignment film forming material such as polyimide) for forming the first alignment film 151 is applied to the surface of the substrate body 150A by a spin coating method or the like, and the coating film is heated and fired. The first alignment film 151 is formed by curing. Thereafter, a liquid material (horizontal alignment film forming material such as photosensitive polyimide) for forming the second alignment film 152 is applied on the first alignment film 151 to form a coating film, and the coating film is exposed, By developing and baking, a second alignment film 152 patterned in a stripe shape in plan view as shown in FIG. 2B is obtained. The patterning method for forming the second alignment film 152 is not limited to the method using the photosensitive material described above.

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。   Next, as shown in FIG. 2C, the surface of the first alignment film 151 and the second alignment film 152 on the substrate main body 150A is subjected to a rubbing process in the direction indicated by the arrow 156b, and the horizontal alignment film is used. An alignment regulating force in the direction of the arrow 156b (XY plane direction) is applied to a certain second alignment film 152. In this rubbing process, the first alignment film 151 that is a vertical alignment film and the second alignment film 152 that is a horizontal alignment film are collectively rubbed. The vertical alignment film is rubbed under the same conditions as the horizontal alignment film. However, there is almost no effect, and the alignment direction by the vertical alignment film does not change.

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。   Next, as shown in FIG. 2D, a retardation layer forming material containing a polymerizable liquid crystalline polymer is applied onto the substrate body 150A so as to cover the first alignment film 151 and the second alignment film 152. . Then, the liquid crystalline polymer contained in the forming material is aligned in a predetermined direction by the alignment regulating force of the first alignment film 151 and the second alignment film 152. Then, by performing exposure and baking treatment on the coating film of the retardation layer forming material, the liquid crystalline polymer is aligned (vertically aligned) in the direction of the arrow 156a in the formation region of the first alignment film 151 as illustrated. The first alignment region 155a is formed, and the second alignment region 155b in which the liquid crystalline polymer is aligned in the direction of the arrow 156b (horizontal alignment) is formed in the formation region of the second alignment film 152. Through the above steps, the phase difference plate 150 having different optical characteristics can be manufactured in the same substrate shown in FIG.

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。   The retardation layer 155 can be formed by a method in which a liquid crystalline polymer solution is applied by spin coating (for example, at a rotation speed of 700 rpm for 30 seconds). The liquid crystalline polymer used here is, for example, an 8% solution of PLC-7023 (trade name, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), the solvent is a mixed solution of cyclohexanone and methyl ethyl ketone, the isotropic transition temperature is 170 ° C., refractive The rate anisotropy Δn is 0.21. The formed liquid crystalline polymer layer is pre-baked at 80 ° C. for 1 minute, further heated at 180 ° C. for 30 minutes, which is higher than the isotropic transition temperature (170 ° C.) of the liquid crystalline polymer, and then gradually cooled. The liquid crystalline polymer can be aligned by the alignment film.

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/cm)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。 Alternatively, the retardation layer 155 is formed by applying a solution of UV curable liquid crystal UCL-008-K1 (trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), which is a liquid crystalline monomer, to a spin coating method (for example, at a rotational speed of 700 rpm for 30 seconds ). The liquid crystalline monomer solution used here is, for example, diluted to 25% in a mixed solvent of N-methyl-2-pyrrolidinone and γ-butyrolactone, has an isotropic transition temperature of 69 ° C., and a refractive index anisotropy Δn of 0. 20. The liquid crystalline monomer coated on the alignment film can be oriented by drying at 60 ° C. for 5 minutes, heating at 90 ° C. for 5 minutes at or above the isotropic transition temperature (69 ° C.), and then gradually cooling. . Then, the retardation layer 155 made of a liquid crystalline monomer polymer can be formed by photopolymerizing the liquid crystalline monomer by performing an exposure process (for example, an exposure intensity of 3000 mJ / cm 2 ).

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/cm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。 In addition, when forming a protective layer on the retardation layer 155, for example, an acrylic photosensitive resin NN-525 (trade name, manufactured by JSR Corporation) is applied by a spin coating method (for example, at a rotation speed of 700 rpm for 30 seconds). To do. Then, after pre-baking the protective layer at 80 ° C. for 3 minutes, the protective layer can be formed by performing exposure treatment at an exposure intensity of about 2000 mJ / cm 2 . Note that the protective layer is not necessarily formed using a photosensitive resin, but the protective layer can be selectively formed by using the photosensitive resin, which is convenient.

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。   As described above, in the retardation plate 150 of the present embodiment, the retardation layer forming material containing the liquid crystalline polymer is applied on the alignment film in which the regions having different alignment regulating directions are partitioned on the substrate body 150A. Since the retardation layer 155 having different optical characteristics depending on the part is formed, a retardation layer having stable characteristics can be formed in a simple process compared to the method of patterning a retardation layer made of a liquid crystalline polymer. can do. In addition, there is an advantage that a step difference does not occur on the substrate surface as in the case of selectively forming a retardation layer having a thickness of about several μm, and application to a liquid crystal device or the like is facilitated.

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。
In the field of liquid crystal devices, so-called multi-rubbing technology is known that enables the viewing angle to be improved and the display quality in the reflection mode and the transmission mode to be compatible by dividing the alignment direction of the liquid crystal within the substrate surface. Yes. In the conventional multi-rubbing method, a mask material such as a resist is patterned on the alignment film formed on the substrate, and a mask rubbing method using the mask material is generally used. However, there is a problem that the alignment disorder of the liquid crystal becomes large at the boundary between regions having different rubbing directions, and that the rubbing cloth is easily deteriorated. In addition, there is also known a method of patterning an alignment film on a substrate and providing a difference in alignment regulation force depending on the presence or absence of the alignment film. However, since alignment control in a region where no alignment film is provided cannot be performed, However, when the alignment regulating force is generated, there is a problem that the liquid crystal exhibits an unintended alignment state.
On the other hand, in the present embodiment, by using a method of patterning the second alignment film 152 on the first alignment film 151 formed in a flat solid shape on the substrate body 150A, regions having different alignment directions are formed on the substrate surface. Since it is formed, the deterioration of the rubbing cloth as in the mask rubbing method and the occurrence of the alignment disorder at the alignment division boundary can be effectively suppressed. In addition, since the liquid crystal is appropriately aligned in the entire region of the retardation layer 155, an unnecessary phase difference is also generated in the first alignment region (vertical alignment region) 155a that hardly causes a phase difference with respect to transmitted light. Is effectively prevented, and the retardation film has excellent optical characteristics.

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。   In the above embodiment, the case where the phase difference plate 150 is manufactured by the process of patterning the horizontal alignment film on the vertical alignment film and then performing the rubbing process has been described. However, as the phase difference plate according to the present invention, A configuration in which a vertical alignment film is patterned on the horizontal alignment film may be employed, and in this case also, a retardation plate having equivalent optical characteristics can be obtained. In this way, when the horizontal alignment film is arranged on the lower layer side, in addition to the manufacturing method in which the horizontal alignment film and the vertical alignment film are laminated on the substrate body 150A, and the vertical alignment film is patterned, the rubbing process is performed. It is also possible to adopt a manufacturing method in which a horizontal alignment film is formed in a flat solid form on 150A, then the horizontal alignment film is subjected to rubbing treatment, and then the vertical alignment film is patterned. Since the object of rubbing treatment is a horizontal alignment film, it is better to perform the rubbing treatment before forming the vertical alignment film than to perform the rubbing treatment after patterning the vertical alignment film. This is advantageous in terms of yield.

(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。
(Second Embodiment)
Next, a liquid crystal device 200 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the liquid crystal device 200. FIG. 4 is a diagram illustrating a planar configuration of an arbitrary pixel of the liquid crystal device 200. 5 is a cross-sectional configuration diagram taken along the line AA ′ in FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram along the line BB ′ in FIG. 4.

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。   As shown in FIG. 3, the liquid crystal device 200 is an active matrix liquid crystal device including a thin film diode (hereinafter referred to as “TFD”) element 13 as a switching element. As shown in FIG. 5, the element substrate 10 disposed on the viewer side, the counter substrate 20 disposed on the light source side, the liquid crystal layer 50 sandwiched between the element substrate 10 and the counter substrate 20, and the counter substrate 20. The reflection layer 27 that is provided on the side and reflects the light incident from the element substrate 10 side, and the thickness of the liquid crystal layer 50 in the reflection display region corresponding to the formation region of the reflection layer 27 are set to the display region outside the reflection layer 27 ( This is a transflective liquid crystal device having a liquid crystal layer thickness adjusting layer 24 for reducing the thickness of the liquid crystal layer 50 in the transmissive display region.

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。   FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal device using a TFD element. In the liquid crystal device 200, a plurality of data lines 9 driven by the first driving circuit 101 and a plurality of scanning lines 8 driven by the second signal driving circuit 104 are arranged in a grid pattern. A TFD element 13 and a liquid crystal display element (liquid crystal layer) 50 are arranged corresponding to the intersection of the scanning line 8 and the data line 9. Each TFD element 13 and each liquid crystal layer 50 are connected in series between each scanning line 8 and each data line 9. The TFD element 13 and the liquid crystal display element 50 can be replaced with each other.

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。   The planar structure of the pixel shown in FIG. 4 shows a configuration in which the liquid crystal device 200 is observed from the element substrate 10 side. In the liquid crystal device 200 of the present embodiment, sub-pixels are formed corresponding to the formation regions of the pixel electrodes 15 having a rectangular shape in plan view arranged in a matrix. In each sub-pixel, one of R (red), G (green), and B (blue) color filters 22R, 22G, and 22B formed in a strip shape extending in the Y-axis direction is arranged. Three sub-pixels each having a color filter for each of G and B constitute one pixel.

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。   A TFD element 13 is electrically connected to the pixel electrode 15 provided in each subpixel, and the scanning line 8 electrically connected to the TFD element 13 extends in the Y-axis direction along the long side edge of the subpixel. It extends to. In addition, a reflective layer 29 is formed at a position overlapping with a part of the pixel electrode 15 in a plane, and the formation region of the reflective layer 29 constitutes a reflective display region R in the sub-pixel. The formation region of the pixel electrode 15 outside the reflective layer 29 constitutes the transmissive display region T in the subpixel.

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。
A strip-shaped common electrode 25 is formed across a plurality of sub-pixels arranged in the X-axis direction in the figure, and is disposed in parallel with the common electrode 25 and extends across the plurality of sub-pixels. A second alignment film 162 is formed. In the present embodiment, the first alignment film 161 is a horizontal alignment film that aligns the liquid crystal substantially horizontally on the film surface, and the second alignment film 162 is a vertical alignment film that aligns the liquid crystal perpendicular to the film surface. In each subpixel, the first alignment film 161 is disposed in the transmissive display region T, and the second alignment film 162 is disposed in the reflective display region R.
In FIG. 4, the first alignment film 161 and the second alignment film 162 are both shown as strips extending in the X-axis direction, but actually, the alignment film 151 shown in FIG. , 152, the first alignment film 161 is formed in a flat solid shape on the substrate, and the band-shaped second alignment film 162 is formed on the first alignment film 161.

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。
5 and 6, the liquid crystal layer 50 is sandwiched between the element substrate 10 and the counter substrate 20, and a light source, a reflector, a light guide, and the like are disposed outside the counter substrate 20. A backlight (illuminating means) 60 having a light plate or the like is installed.
The element substrate 10 includes a substrate body 11 made of a translucent material such as glass, plastic, or quartz. A TFD element 13 electrically connected to the scanning line 8 is formed on the inner side (lower side in the figure) of the substrate body 11, and an interlayer made of silicon oxide, silicon nitride, resin material, etc. is covered therewith. An insulating film 12 is formed. A pixel electrode 15 made of a transparent conductive material such as ITO (indium tin oxide) is formed on the interlayer insulating film 12, and a part of the pixel electrode 15 is in a contact hole 12 a penetrating the interlayer insulating film 12. The pixel electrode 15 and the TFD element 13 are electrically connected by being partially embedded. An alignment film 19 made of polyimide or the like is formed so as to cover the pixel electrode 15. The alignment film 19 is a horizontal alignment film that aligns liquid crystal in a substantially horizontal direction with respect to the film surface.

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。   The TFD element 13 includes an island-shaped first conductive film 30 made of tantalum or the like, an element insulating film 30a made of a tantalum oxide film or the like formed on the surface of the first conductive film 30, and a first element via the element insulating film 30a. This is an MIM (Metal-Insulator-Metal) element including a first conductive film 30 and second conductive films 31 and 32 made of chromium or the like. The second conductive film 31 is formed by branching the scanning line 8 as shown in FIG. The TFD element 13 is a TFD element having a back-to-back structure in which elements are formed at positions where the second conductive films 31 and 32 face the first conductive film 30.

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。   On the other hand, the counter substrate 20 includes a substrate body 21 made of a translucent material such as glass, plastic, or quartz. Inside the substrate body 21 (upper side in the drawing), a resin film 27a having unevenness formed on the surface is partially formed. The resin film 27a is covered with a light-reflective material such as aluminum or silver so as to cover the surface of the resin film 27a. A reflective layer 27 made of a metal material is formed. The reflection layer 27 is a scattering reflection layer that has irregularities following the irregularities on the surface of the resin film 27a and that can scatter and reflect light incident from the liquid crystal layer 50 side.

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。   On the substrate body 21 including the surface of the reflective layer 27, the CF layer 22 including a plurality of color filters 22B, 22G, and 22R that transmit different color lights is formed. As shown in FIG. 6, a black matrix 22BM is formed in the CF layer 22 at a position facing the scanning line 8 on the element substrate 10 side. The CF layer 22 may be formed on the element substrate 10 side.

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。   The color filters 22R, 22G, and 22B are preferably divided into two types of regions having different chromaticities within the sub-pixel region. As a specific example, a first color material region is provided corresponding to the planar region of the transmissive display region T, and a second color material region is provided corresponding to the planar region of the reflective display region R. A configuration in which the chromaticity of the first color material region is larger than the chromaticity of the second color material region can be employed. Moreover, it is good also as a structure which provides a non-colored area | region in a part of reflective display area | region R. FIG. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the chromaticity of the display light from being different between the transmissive display region T in which the display light is transmitted only once through the color filter and the reflective display region R in which the display light is transmitted twice. The display quality can be improved by aligning the appearance of the reflective display and the transmissive display.

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。
A planarizing film 23 made of a resin material or the like is formed so as to cover the CF layer 22, and a liquid crystal layer thickness adjusting layer 24 made of a resin material or the like is partially formed on the planarizing film 23. A common electrode 25 is formed so as to straddle the planarizing film 23 and the liquid crystal layer thickness adjusting layer 24. The common electrode 25 functions as the data line described above, and extends in a direction intersecting the scanning line 8 of the element substrate 10. A first alignment film 161 (horizontal alignment film) made of polyimide or the like is formed so as to cover the common electrode 25, and among the regions on the first alignment film 161, the region on the liquid crystal layer thickness adjusting layer 24 is made of polyimide or the like. A second alignment film 162 (vertical alignment film) is formed.
Note that the common electrode 25 of the counter substrate 20 may function as a scanning line, and the scanning line 8 of the element substrate 10 may function as a data line.

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。   The alignment film 19 of the element substrate 10 and the first alignment film 161 of the counter substrate 20 are subjected to a para-rubbing process so that the alignment of liquid crystal molecules is vertically symmetric with respect to the center of the liquid crystal layer 50 in the thickness direction. Has been. Then, the peripheral portions of the element substrate 10 and the counter substrate 20 shown in FIG. 5 are bonded together by a sealing material (not shown), and the liquid crystal layer 50 is sealed inside the sealing material. In this embodiment, a horizontal alignment film is formed for the transmissive display region T and the liquid crystal layer 50 operates in the OCB mode, and for the reflective display region R, the liquid crystal layer 50 sandwiched between the horizontal alignment film and the vertical alignment film is provided. It operates in the R-OCB mode.

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。   A multi-gap structure is formed by the liquid crystal layer thickness adjusting layer 24 provided on the surface of the CF layer 22 corresponding to the formation region of the reflective layer 27. In the transflective liquid crystal device, light incident on the reflective display region R is transmitted through the liquid crystal layer 50 twice, but light incident on the transmissive display region T is transmitted only once through the liquid crystal layer 50. When the layer thickness of 50 is the same in the reflective display region R and the transmissive display region T, the retardation of the liquid crystal layer 50 is different between the reflective display region R and the transmissive display region T, and the light transmittance is different. As a result, a uniform image display cannot be obtained. Therefore, by providing the liquid crystal layer thickness adjusting layer 24, the layer thickness (for example, about 2 μm) of the liquid crystal layer 50 in the reflective display region R is reduced to about half of the layer thickness (for example, about 4 μm) of the liquid crystal layer 50 in the transmissive display region T. The retardation of the liquid crystal layer 50 in the reflective display region R and the transmissive display region T can be set to be substantially the same. Thereby, a uniform image display can be obtained in the reflective display region R and the transmissive display region T.

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。   In addition, due to the liquid crystal layer thickness adjusting layer 24, an inclined portion 17 is formed in the boundary region between the reflective display region R and the transmissive display region T, and the layer thickness of the liquid crystal layer 50 is continuous in the inclined portion 17. Is changing. In general, in the inclined portion 17, the alignment state of the liquid crystal molecules is likely to be disturbed, and the display quality is likely to deteriorate. In the liquid crystal device 200 of the present embodiment, the inclined portion 17 is arranged in the transmissive display region T so as to place importance on the reflective display, thereby ensuring the quality of the reflective display.

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。   As a constituent material of the liquid crystal layer thickness adjusting layer 24, it is desirable to employ a material having electrical insulation and photosensitivity such as acrylic resin. By adopting the photosensitive material, patterning using photolithography is possible, and the liquid crystal layer thickness adjusting layer 24 can be formed with high accuracy. The liquid crystal layer thickness adjusting layer 24 may be provided on the element substrate 10 or may be provided on both the element substrate 10 and the counter substrate 20.

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。   As indicated by reference numeral 51 in FIG. 5, the liquid crystal layer 50 of the liquid crystal device 200 exhibits a bend alignment in which the liquid crystal molecules 51 are aligned in a bowed shape during operation in the transmissive display region T. The region exhibiting the bend alignment is in a splay alignment state in which the liquid crystal molecules 51 are opened in a splay shape when the electric field acting on the liquid crystal layer 50 is equal to or less than a predetermined value. By modulating the transmittance with the degree of bending of the bend orientation, high-speed response of display operation can be realized.

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。   On the other hand, in the reflective display region R, the alignment state of the liquid crystal molecules 51 between the element substrate 10 and the counter substrate is a hybrid alignment (Hybrid-Aligned Nematic; HAN) in which the alignment state changes continuously from the horizontal alignment to the vertical alignment. . Thereby, the liquid crystal layer 50 in the reflective display region R operates in the R-OCB mode. Since the alignment state of the R-OCB mode corresponds to the upper half of the bend alignment in the OCB mode, high-speed response of display operation can be realized by modulating the transmittance according to the degree of bending of the bend alignment. . Moreover, unlike the OCB mode, the display operation can be started without going through the initial transition operation.

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。   Polarizers 36 and 37 are provided outside the pair of substrates 10 and 20, respectively. These polarizing plates 36 and 37 transmit only linearly polarized light that vibrates in a specific direction. The transmission axis of the polarizing plate 36 and the transmission axis of the polarizing plate 37 are arranged so as to be substantially orthogonal to each other, and arranged so as to intersect the rubbing direction of the alignment films 19 and 29 at about 45 ° in plan view. Yes.

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。   In addition, you may arrange | position a phase difference plate inside the polarizing plate 36 and the polarizing plate 37 as needed. If a λ / 4 plate having a phase difference of approximately ¼ wavelength with respect to the wavelength of visible light is used as such a retardation plate, a circularly polarizing plate can be formed together with the polarizing plates 36 and 37. If a λ / 2 plate and a λ / 4 plate are used in combination, a broadband circularly polarizing plate can be configured.

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。   Furthermore, you may arrange | position an optical compensation film inside the polarizing plate 36 and / or the polarizing plate 37 as needed. By disposing the optical compensation film, it is possible to compensate for the phase difference of the liquid crystal layer when the liquid crystal device is viewed from the front or from the perspective, and it is possible to reduce light leakage and increase contrast. As the optical compensation film, it is possible to use a negative uniaxial medium (for example, WV film manufactured by Fuji Photo Film) formed by hybrid alignment of discotic liquid crystal molecules having negative refractive index anisotropy. It is also possible to use a positive uniaxial medium (for example, NH film manufactured by Nippon Petroleum) formed by hybrid alignment of nematic liquid crystal molecules having a positive refractive index anisotropy. Further, a negative uniaxial medium and a positive uniaxial medium can be used in combination. In addition, a biaxial medium in which the refractive index in each direction satisfies nx> ny> nz, a negative C plate, or the like may be used.

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。   In the liquid crystal device 200 of the present embodiment having the above-described configuration, the alignment state in the sub-pixel is adopted by adopting the same laminated structure as the alignment film according to the first embodiment as the alignment film inside the counter substrate 20. Different liquid crystal regions are formed. Thus, by forming a liquid crystal region having a hybrid alignment similar to the bend alignment in the reflective display region R, the initial alignment transition from the splay alignment to the bend alignment in the transmissive display region T can be performed smoothly. In addition, the liquid crystal alignment in the sub-pixel can be made uniform to improve the display uniformity. In order to realize such a configuration, it is necessary to accurately form an alignment film in a narrow sub-pixel region, but the conventional mask rubbing method has insufficient alignment control at the boundary between regions having different rubbing directions. Therefore, a large disclination occurred in the boundary area, which caused a problem of deterioration of the rubbing cloth due to a decrease in contrast or display luminance, and a step difference of the mask. The alignment film forming process according to the present invention was adopted. As a result, good alignment controllability is obtained even in the boundary region, and the load on the rubbing cloth is reduced, so that a high-quality liquid crystal device can be manufactured with a high yield.

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。   In order to manufacture the liquid crystal device 200, the alignment film forming process shown in FIG. 2 is applied particularly in the manufacturing process of the counter substrate 20. That is, after the reflective layer 27, the CF layer 22, the planarizing film 23, and the liquid crystal layer thickness adjusting layer 24 are sequentially formed on the substrate body 21, the first alignment film 161, which is a horizontal alignment film, is formed using, for example, polyimide. A flat solid shape is formed on 21. Thereafter, for example, photosensitive polyimide is applied on the first alignment film 161, and this coating film is exposed and developed to selectively form the second alignment film 162, which is a vertical alignment film, in the formation region of the reflective layer 27. Form. Thereafter, the first alignment film 161 and the second alignment film 162 are collectively subjected to a rubbing process, thereby applying an alignment regulating force in a predetermined plane direction to the first alignment film 161 that is a horizontal alignment film. The counter substrate 20 thus manufactured is bonded to the separately manufactured element substrate 10 via a sealing material, whereby the liquid crystal device 200 is obtained.

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。   In the manufacturing method described above, rubbing is performed after the first alignment film 161 and the second alignment film 162 are formed. However, in the configuration of the alignment film of this embodiment in which the horizontal alignment film is disposed on the lower layer side. The second alignment film 162 may be formed by applying a photosensitive polyimide on the first alignment film 161 after the rubbing process is performed on the first alignment film 161 formed on the substrate body 21 in a flat solid shape. Good. With such a manufacturing method, the rubbing process is performed in a state where there is no boundary step between the first alignment film 161 and the second alignment film 162, so that rubbing is performed at the boundary between the first alignment film 161 and the second alignment film 162. Defects are less likely to occur.

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。   In the above embodiment, the liquid crystal device 200 including the liquid crystal layer 50 that operates in the OCB mode in the transmissive display region T and operates in the R-OCB mode in the reflective display region R has been described. However, the technical scope of the present invention is as follows. It is not limited to such a configuration. That is, the operation mode of the liquid crystal layer in the transmissive display region T is not limited to the OCB mode, and may be a TN (Twisted Nematic) mode, an ECB (Electrically Controlled Birefringence) mode, or the like.

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。   Also, for example, a first alignment film made of a horizontal alignment film is formed over the entire area of the sub-pixel to form a liquid crystal layer that operates in the OCB mode, and a second alignment film made of a vertical alignment film is selectively formed outside the display region. It can also be configured. In this case, a liquid crystal region in which liquid crystal molecules are vertically aligned is formed outside the display region. Since such vertically aligned liquid crystal molecules are in an alignment state similar to the liquid crystal molecules arranged in the central portion in the thickness direction of the liquid crystal layer in the bend alignment, display is performed at the initial alignment transition in the OCB mode liquid crystal layer. The liquid crystal molecules vertically aligned outside the region trigger the initial alignment transition, and the alignment transition from the splay alignment to the bend alignment is performed smoothly and rapidly, and evenly over the entire subpixel. In addition, the technology for forming alignment films having different properties inside and outside the display area of the sub-pixel as described above is also applied to VAN (Vertical Aligned Nematic) mode, TN (Twisted Nematic) mode, and ECB (Electrically Controlled Birefringence) mode liquid crystal devices. Of course, it can be applied.

(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。
(Third embodiment)
Next, a liquid crystal device 300 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the liquid crystal device of the present embodiment. FIG. 8 is a plan configuration diagram of one pixel in the liquid crystal device 300. FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram taken along the line DD ′ of FIG. 10 is a cross-sectional configuration diagram taken along the line EE ′ of FIG.
The liquid crystal device 300 according to the present embodiment employs a method called an FFS (Fringe Field Switching) method among methods for displaying an image by applying an electric field substantially in the direction of the substrate surface to the liquid crystal to control alignment. Device. In addition, a color liquid crystal device having a color filter on a substrate, one pixel is composed of three sub-pixels that output light of each color of R (red), G (green), and B (blue). It has become.

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。   As shown in FIG. 7, a pixel electrode 89 and a TFT 80 for switching control of the pixel electrode 89 are formed in each of the plurality of sub-pixel regions formed in a matrix constituting the image display region of the liquid crystal device 300. The data line 6a extending in the horizontal direction in the figure is electrically connected to the source of the TFT 80. From the data line 6a, image signals S1, S2,..., Sn are supplied to each pixel. The image signals S1 to Sn may be supplied line-sequentially in this order, or may be supplied for each group to a plurality of adjacent data lines 6a. A scanning line 3a extending in the vertical direction in the figure is electrically connected to the gate of the TFT 80, and the scanning line 3a sequentially applies scanning signals G1, G2,..., Gm supplied in a pulse manner at a predetermined timing. Thus, it is supplied to the gate of the TFT 80. The pixel electrode 89 is electrically connected to the drain of the TFT 80. Then, the TFT 80 as a switching element is turned on for a certain period by the input of the scanning signals G1, G2,..., Gm, so that the image signals S1, S2,. The pixel electrode 89 is written with timing.

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。   Image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal via the pixel electrode 89 are held for a certain period between the pixel electrode 89 and the common electrode opposed via the liquid crystal. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 70 is provided in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 89 and the common electrode. The storage capacitor 70 is interposed between the drain of the TFT 80 and the capacitor line 3b.

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。   Next, a detailed configuration of the liquid crystal device 300 will be described with reference to FIGS. The liquid crystal device 300 includes a configuration in which a liquid crystal layer 50 is sandwiched between an element substrate (first substrate) 10 and a counter substrate (second substrate) 20 as shown in FIG. The substrate 10 and the counter substrate 20 are sealed between the substrates 10 and 20 by a seal material (not shown) provided along an edge of a region where the substrate 10 and the counter substrate 20 face each other. Polarizing plates 36 and 37 are provided on the outer surface side of the element substrate 10 and the outer surface side of the counter substrate 20, respectively. In addition to the polarizing plate 37, a retardation plate and other optical elements can be provided on the outer surface side of the counter substrate 20. A backlight (illuminating device) 60 is disposed on the back side (illustrated lower surface side) of the element substrate 10.

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。
As shown in FIG. 8, in the planar region of each subpixel in the liquid crystal device 300, a pixel electrode (first electrode) 89 that is substantially ladder-shaped in a plan view and that is long in the Y-axis direction, and the pixel electrode 89 in plan view. A common electrode (second electrode) 99 having a substantially flat surface disposed in an overlapping manner is provided. A columnar spacer 90 is erected at the upper left corner of the sub-pixel region to hold the element substrate 10 and the counter substrate 20 at a predetermined interval.
The pixel electrode 89 includes a plurality (15 in the drawing) of strip-shaped electrodes 89c extending in the approximate X-axis direction, and a frame body portion 89a having a substantially rectangular frame shape in plan view connected to both ends of the strip-shaped electrodes 89c. The plurality of strip electrodes 89c are arranged in the Y-axis direction at equal intervals in parallel with each other.

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。   The common electrode 99 has a flat solid shape within the pixel region shown in FIG. 8, and a strip-shaped reflective layer 79 extending in the X-axis direction is formed at a position partially overlapping with the common electrode 99 in the sub-pixel. Has been. In the liquid crystal device 300 according to the present embodiment, a region where the formation region of the reflective layer 79 and the planar region including the pixel electrode 89 overlap is incident from the outside of the counter substrate 20 in one sub-pixel region shown in FIG. Thus, a reflective display region R for performing display by reflecting and modulating light transmitted through the liquid crystal layer 50 is formed. In addition, a region where the reflective layer 79 is not formed and the region where the common electrode 99 is formed and the region including the pixel electrode 89 overlaps modulates light that is incident from the backlight 60 and passes through the liquid crystal layer 50. Thus, a transmissive display area T is displayed.

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。   In the present embodiment, the common electrode 99 is a conductive film made of a transparent conductive material such as ITO (indium tin oxide), and the reflective layer 79 is a reflective layer made of a light reflective metal film such as aluminum or silver. is there. The reflection layer 79 has a strip shape extending in the X-axis direction in the entire image display area in which a large number of sub-pixels are arranged in a matrix in plan view, and the formation area of the reflection layer 79 is not formed in the Y-axis direction. The area is arranged alternately.

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。   In the sub-pixel region shown in FIG. 8, a data line 6a extending in the X-axis direction, a scanning line 3a extending in the Y-axis direction, and a capacitor line 3b extending adjacent to the scanning line 3a and parallel to the scanning line 3a are formed. Has been. A TFT 80 is provided in the vicinity of the intersection between the data line 6a and the scanning line 3a. The TFT 80 includes a semiconductor layer 85 made of amorphous silicon partially formed in a planar region of the scanning line 3a, a source electrode 6b formed partially overlapping the semiconductor layer 85, and a drain electrode 82. ing. The scanning line 3a functions as a gate electrode of the TFT 80 at a position overlapping the semiconductor layer 85 in a plan view.

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。
The source electrode 6b of the TFT 80 is formed in a substantially inverted L shape in plan view extending from the data line 6a and extending to the semiconductor layer 85, and the drain electrode 82 is substantially rectangular in plan view at the end extending to the −Y side. The capacitor electrode 81 is electrically connected. A pixel electrode 89 is disposed on the capacitor electrode 81 so as to extend from the center portion side of the sub-pixel, and a pixel contact hole 95 is provided at a position where they overlap in a plane. The capacitor electrode 81 and the pixel electrode 89 are electrically connected through the pixel contact hole 95.
The capacitor electrode 81 is disposed in the plane region of the capacitor line 3b, and a storage capacitor 70 is formed with the capacitor electrode 81 and the capacitor line 3b facing each other in the thickness direction.

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。   In the cross-sectional structure shown in FIG. 9, the liquid crystal layer 50 is sandwiched between the element substrate 10 and the counter substrate 20 that are arranged to face each other. The element substrate 10 has a translucent substrate body 10A such as glass, quartz, or plastic as a base, and scanning lines 3a and capacitance lines 3b are formed on the inner surface side (the liquid crystal layer 50 side) of the substrate body 10A. A gate insulating film 71 made of a transparent insulating film such as silicon oxide is formed so as to cover the scanning lines 3a and the capacitor lines 3b.

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。   An amorphous silicon semiconductor layer 85 is formed on the gate insulating film 71, and a source electrode 6 b and a drain electrode 82 are provided so as to partially run over the semiconductor layer 85. A capacitor electrode 81 is integrally formed on the drain electrode 82 on the pixel contact hole 95 side. The semiconductor layer 85 is opposed to the scanning line 3a through the gate insulating film 71, and the scanning line 3a constitutes the gate electrode of the TFT 80 in the facing region. The capacitor electrode 81 is opposed to the capacitor line 3b through the gate insulating film 71, and a storage capacitor 70 having the gate insulating film 71 as a dielectric film is provided in a region where the capacitor electrode 81 and the capacitor line 3b are opposed to each other. Is formed.

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。   A first interlayer insulating film 72 made of silicon oxide or the like is formed so as to cover the semiconductor layer 85, the source electrode 6 b, the drain electrode 82, and the capacitor electrode 81. A scattering imparting layer 79a made of a resin material such as acrylic resin is partially formed on the first interlayer insulating film 72, and the surface of the scattering imparting layer 79a on which the uneven shape is formed is made of aluminum or the like. A reflective layer 79 made of a metal film having light reflectivity is formed. A planar solid common electrode 99 made of a transparent conductive material such as ITO is formed in a region on the first interlayer insulating film 72 including the surface of the reflective layer 79. In this manner, the common electrode 99 is formed so as to cover the reflective layer 79, so that the reflective layer 79 can be protected from an etching solution or the like, and the pixel electrode 89 faces only the common electrode 99. Therefore, the electric field generated between the pixel electrode 89 and the common electrode 99 can be made uniform within the sub-pixel.

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。   A second interlayer insulating film 73 made of silicon oxide or the like is formed so as to cover the common electrode 99, and a pixel electrode 89 made of a transparent conductive material such as ITO is patterned on the second interlayer insulating film 73. A pixel contact hole 95 that penetrates the first interlayer insulating film 72 and the second interlayer insulating film 73 and reaches the capacitor electrode 38 is formed, and a part of the pixel electrode 89 is embedded in the pixel contact hole 95. The pixel electrode 89 and the capacitor electrode 81 are electrically connected. The common electrode 99 is also provided with an opening corresponding to the region where the pixel contact hole 95 is formed, so that the common electrode 99 and the pixel electrode 89 are not in contact with each other. In the region on the second interlayer insulating film 73 covering the pixel electrode 89, a first alignment film 171 of a vertical alignment film made of polyimide or the like is formed.

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。   On the first alignment film 171, a second alignment film 172 of a horizontal alignment film made of polyimide or the like is partially formed. As shown in FIG. 8, the second alignment film 172 is formed in a band shape in a region overlapping with the reflective layer 79 in a plane. A retardation layer 180 is formed so as to cover the first alignment film 171 and the second alignment film 172. The retardation layer 180 is an optically anisotropic layer formed by aligning a liquid crystalline polymer, and has different optical anisotropy depending on the site. Accordingly, in the liquid crystal device 300 of this embodiment, like the retardation plate 150 of the previous first embodiment, an alignment film having different alignment regulating force is formed on the substrate, and the difference in alignment regulating force of the alignment film is determined. Utilizing the structure, the optical anisotropy of the retardation layer is varied depending on the site.

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。
In the case of this embodiment, in the first alignment region 181 located on the first alignment film 171, the liquid crystalline polymer is aligned perpendicular to the film surface by the alignment regulating force of the first alignment film 171 that is a vertical alignment film. In the second alignment region 182 located on the second alignment film 172, the liquid crystalline polymer is aligned substantially horizontally on the film surface by the alignment regulating force of the second alignment film 172 that is a horizontal alignment film. Due to the difference in the alignment state of the liquid crystalline polymer, the retardation layer 180 hardly gives a retardation to the transmitted light in the first alignment region 181 disposed corresponding to the transmissive display region T. On the other hand, the second alignment region 182 disposed in the reflective display region R functions as an optically anisotropic layer that imparts a predetermined phase difference (¼ wavelength of transmitted light) to the transmitted light. Yes.
An alignment film 19 made of polyimide or the like is formed so as to cover the retardation layer 180.

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。   On the other hand, the CF layer 22 and the alignment film 28 are laminated on the inner surface side (liquid crystal layer 50 side) of the substrate body 20A that is the base of the counter substrate 20. The CF layer 22 has the same configuration as that of the first embodiment, and the alignment film 28 is a horizontal alignment film that aligns liquid crystal molecules in a substantially horizontal direction of the film surface. The alignment films 19 and 28 disposed with the liquid crystal layer 50 interposed therebetween are rubbed in the same direction in a plan view, and have a function of horizontally aligning liquid crystal molecules between the alignment films 19 and 28. Note that the rubbing direction of the alignment films 19 and 28 is the X-axis direction in FIG. 8, and forms an angle of about 10 ° to 30 ° with respect to the extending direction of the strip electrode 89c.

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。   The liquid crystal device 300 is an FFS-type liquid crystal device, and applies an image signal (voltage) to the pixel electrode 89 via the TFT 80, thereby causing an electric field (diagonal) in the substrate surface direction between the pixel electrode 89 and the common electrode 99. An electric field is generated, the liquid crystal is driven by the electric field, and image display is performed by changing the transmittance / reflectance for each sub-pixel. The common electrode 99 only needs to be held at a constant voltage so as to generate a potential difference within a predetermined range with the pixel electrode 89 during the operation of the liquid crystal device 300, but a pulse signal synchronized with the scanning pulse input to the scanning line 3a. May be entered.

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。
In the liquid crystal device 300 of the present embodiment having the above-described configuration, the first alignment film 171 and the second alignment film 172 are formed on the pixel electrode 89, and the difference in alignment regulating force between these alignment films is utilized. The optical anisotropy of the phase difference layer 180 varies depending on the part. As a result, a transflective display with a wide viewing angle and a high contrast is realized in the FFS mode liquid crystal device, which has conventionally been difficult to adopt a transflective configuration using circularly polarized light.
In the FFS mode and IPS (In-Plane Switching) mode lateral electric field mode liquid crystal devices, the front phase difference hardly changes due to the electric field response, so that the phase difference of the liquid crystal layer is conventionally different between the transmissive display and the reflective display. Therefore, it has been studied to selectively provide a retardation layer in the reflective display region. However, in this method, it is necessary to directly pattern a retardation layer having a thickness of about several μm, and there is a problem that it is difficult to accurately form a retardation layer in a narrow subpixel. There is a problem that a step is generated between the formation region and the non-formation region, and the threshold voltage differs between the two regions.
On the other hand, in this embodiment, since the second alignment film 172 having a thickness of about 50 nm is patterned, the second alignment film 172 can be patterned with high accuracy. The contrast of the alignment regulating force with the two alignment film 172 can be increased. In addition, since the retardation layer 180 is formed so as to cover the very thin alignment films 171 and 172, the retardation layer 180 eliminates the step between the alignment films 171 and 172 and flattens the substrate surface. The thickness of the liquid crystal layer 50 can be made uniform. This is particularly effective in the lateral electric field mode liquid crystal device 300 in which the threshold voltage varies depending on the thickness of the liquid crystal layer 50.

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。
In addition, in order to realize a transflective configuration in a lateral electric field mode liquid crystal device, a configuration in which a retardation layer is formed in a flat solid shape on the inner surface of the substrate and a retardation plate is provided on the outer surface of the substrate is also known. . In such a configuration, in order for the retardation layer provided on the inner surface side to function only in the reflective display region, the retardation of the retardation layer in the transmissive display region is canceled by the retardation plate provided on the outer surface side. . However, in such a configuration, there are two retardation plates that do not substantially function in the transmissive display region, and there is a problem that the viewing angle characteristics are deteriorated due to the arrangement of the retardation plates in the transmissive display.
On the other hand, in the present embodiment, in the first alignment region 181 corresponding to the transmissive display region T, the retardation layer 180 hardly imparts a retardation to the transmitted light, so that a retardation plate on the outer surface of the substrate is unnecessary. Therefore, the viewing angle characteristic is not deteriorated by the arrangement of the retardation plate. Further, since the retardation plate is unnecessary, it is advantageous in terms of manufacturing cost and thickness reduction of the liquid crystal device.

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。   In the above embodiment, the FFS transflective liquid crystal device has been described as an example. However, the technical scope of the present invention is not limited to such a configuration. For example, the liquid crystal layer 50 has a TN mode or an ECB mode. Even in the OCB mode and VA mode, a transflective liquid crystal device can be formed in the same manner, and a wide viewing angle and high contrast display can be realized in any liquid crystal device.

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。   In the present embodiment, the case where the first alignment region 181 and the second alignment region 182 are formed corresponding to the transmissive display region T and the reflective display region R partitioning the sub-pixels has been described. A liquid crystal device in which the first alignment region and the second alignment region are formed so as to correspond to the respective sub-pixels can also be configured. Specifically, in the color liquid crystal device, three color filters are provided corresponding to each sub-pixel, but the first alignment region and the second alignment region are selectively provided corresponding to the color type of the color filter. By doing so, it is possible to selectively set the optical compensation condition for the sub-pixels of a specific color type, and it is possible to obtain effects such as improvement in viewing angle characteristics and prevention of color change at intermediate gradations.

(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。
(Fourth embodiment)
Next, a liquid crystal device that can suitably use the retardation plate according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 18. FIG. 11 is an exploded perspective view of the liquid crystal device 400 including the retardation plate according to the first embodiment of the present invention. FIG. 12 is a diagram showing a state in which the display surface of the liquid crystal device 400 of the present embodiment shown in FIG. 11 is being observed together with an observer. FIG. 13 is a partial plan view of a polarization control liquid crystal panel provided in the liquid crystal device of the present embodiment. FIG. 14 is a diagram showing a state in which the display surface of the liquid crystal device 400 of the present embodiment shown in FIG. 11 is being observed together with an observer. FIG. 15 is a diagram for explaining the operation of the liquid crystal device of the present embodiment shown in FIG.

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。   First, the configuration of the liquid crystal device 400 will be described with reference to FIGS. 11 and 12, the liquid crystal device 400 irradiates light to the display panel 402 for displaying an image, polarizing plates 403 and 404 disposed so as to sandwich the display panel 402, and the display panel 402. A backlight (illumination device) 405 and a polarizing plate 406 disposed on the viewers 410 and 420 side of the backlight 405. Further, the polarizing plates 403 and 404 arranged so as to sandwich the display panel 402 are arranged so that their polarization axes are orthogonal to each other. The polarizing plate 406 is configured to transmit light having the first polarization axis among the light irradiated from the backlight 405, and the polarizing plate 404 transmits the first polarized light that passes through the polarizing plate 406. It has a function of transmitting light having an axis and absorbing light having a second polarization axis substantially orthogonal to the first polarization axis. On the other hand, the polarizing plate 403 transmits light having the second polarization axis and absorbs light having the first polarization axis.

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。
A polarization control liquid crystal panel 407 is disposed on the viewer 410 and 420 side of the polarizing plate 406. The polarization control liquid crystal panel 407 includes a polarization control region 407a for transmitting light having the first polarization axis irradiated from the backlight 405 through the polarizing plate 406, and the light having the first polarization axis. A polarization control region 407b for changing to light having a second polarization axis that is substantially orthogonal to the polarization axis.
As shown in FIG. 11, the polarization control regions 407 a and 407 b of the polarization control liquid crystal panel 407 are band-like regions extending in the Y-axis direction, and are alternately arranged in the X-axis direction on the polarization control liquid crystal panel 407. The Y-axis direction is a direction substantially orthogonal to a line segment connecting the left eye 410a (420a) and the right eye 410b (420b) of the observer 410 (420) (that is, a vertical direction when the panel is viewed from the front). It is.

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。   As shown in FIG. 13, the polarization control regions 407a and 407b are configured by a plurality of (for example, four) unit regions 407c of the polarization control liquid crystal panel 407, and each of the unit regions 407c has an electrode 407d. Is provided. In the two-screen display described later, a voltage is applied to the four electrodes 407d corresponding to the four unit regions 407c constituting the polarization control region 407a, and the four unit regions 407c constituting the polarization control region 407b are applied. Control is performed so that no voltage is applied to the corresponding four electrodes 407d. In the liquid crystal device of this embodiment, the widths of the polarization control regions 407a and 407b can be arbitrarily changed by controlling the presence or absence of voltage application to the electrode 407d provided in the unit region 407c. For example, when displaying a stereoscopic image and a planar image, which will be described later, the polarization control areas 407a and 407b are each constituted by two unit areas 407c, and 2 corresponding to the two unit areas 407c constituting the polarization control area 407a. By applying a voltage to the two electrodes 407d and not applying a voltage to the two electrodes 407d corresponding to the two unit regions 407c constituting the polarization control region 407b, the polarization control regions 407a and 407b , Each can be made to be two unit areas 407c wide. Thereby, by controlling the presence or absence of application of the electrode 407d of the polarization control liquid crystal panel 407, it is possible to easily switch to the two-screen display mode, the stereoscopic image display mode, and the planar image display mode. Thus, the polarization control liquid crystal panel 407 functions as a polarization axis control unit in the liquid crystal device 400.

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。   A lenticular lens 408 is disposed on the viewers 410 and 420 side of the polarization control liquid crystal panel 407. The lenticular lens 408 is formed with a plurality of substantially semi-cylindrical lens portions 408a arranged in the X-axis direction so as to extend in the Y-axis direction in FIG. The lenticular lens 408 including a plurality of lens portions 408a has a function of causing the light separated to have different polarization axes by the polarization control liquid crystal panel 407 to travel in the direction of the observers 410 and 420 as shown in FIG. is doing.

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。
A retardation film 409 is disposed between the lenticular lens 408 and the polarizing plate 404 attached to the display panel 402. The retardation film 409 has the same configuration as the retardation film 150 according to the first embodiment described above, and a transmission region that transmits light having a first polarization axis that transmits the polarizing plate 406. 409a and a polarization region 409b that converts light having the first polarization axis into light having the second polarization axis. Compared to the retardation plate 150 according to the first embodiment, the transmission region 409 a corresponds to the first alignment region 155 a in the retardation layer 155, and the polarization region 409 b corresponds to the second alignment region 155 b in the retardation layer 155. . That is, the transmission region 409a is a retardation layer obtained by vertically aligning a liquid crystalline polymer by a vertical alignment film patterned on the substrate body, and the polarizing region 409b is a horizontal layer patterned with the vertical alignment film. It is a retardation layer obtained by horizontally aligning a liquid crystalline polymer in a predetermined direction by an alignment film.
As shown in FIGS. 11 and 15, the transmission region 409a and the polarization region 409b are band-like regions extending in the X-axis direction on the phase difference plate 409, and are alternately arranged in the Y-axis direction.

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。
As shown in FIGS. 14 and 15, the display panel 402 includes pixel columns 402a and 402b.
The pixel columns 402a and 402b are strips extending in the X-axis direction on the display panel 402, and are alternately arranged in the Y-axis direction. The pixel columns 402a and 402b of the display panel 402 are provided corresponding to the transmission region 409a and the polarization region 409b extending in the X-axis direction of the phase difference plate 409. Further, the polarizing plate 406, the polarization control liquid crystal panel 407, the lenticular lens 408, the retardation film 409, and the polarizing plate 404 are disposed between the display panel 402 and the backlight 405 as shown in FIGS. Yes.

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。   The liquid crystal device 400 of the present embodiment having the above configuration is operated by switching the two-screen display mode, the stereoscopic image display mode, and the planar image display mode by changing the operation state of the polarization control liquid crystal panel 407. It is a liquid crystal device that can. Hereinafter, a characteristic two-screen display mode and stereoscopic image display mode in the liquid crystal device 400 of the present embodiment will be described.

[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。
[Dual screen display mode]
First, the operation of the liquid crystal device 400 in the two-screen display mode will be described. FIG. 16 is a diagram for describing a region of the display panel that is viewed by an observer in the two-screen display mode of the liquid crystal device 400 illustrated in FIG. 11.

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。   First, the configuration of the polarization control liquid crystal panel 407 and the display panel 402 for providing different images to the observers 410 and 420 located at different observation positions will be described with reference to FIGS. In the two-screen display mode, the liquid crystal device 400 according to the present embodiment includes a pair of polarization control regions 407 a and 407 b of the polarization control liquid crystal panel 407, as shown in FIG. 12, for each lens unit 408 a of the lenticular lens 408. It corresponds one by one. That is, in the two-screen display mode, four electrodes 407d (four unit areas 407c) adjacent to each other are assigned to the polarization control areas 407a and 407b of the polarization control liquid crystal panel 407, and the polarization control areas 407a and 407b are assigned to the polarization control areas 407a and 407b. Each corresponds to one lens portion 408a. As shown in FIG. 15, an image L2 (for example, a television image) for viewing by the viewer 410 is displayed on the pixel column 402a of the display panel 402, and the viewer 420 is displayed on the pixel column 402b. An image R2 (for example, an image for car navigation) for viewing is displayed.

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。
In the above configuration, light emitted from the backlight 405 is converted into light having the first polarization axis by the polarizing plate 406 disposed on the viewers 410 and 420 side of the backlight 405, and the polarization control liquid crystal panel. 407 is incident. The light having the first polarization axis passes through the polarization control regions 407a and 407b of the polarization control liquid crystal panel 407. At this time, the light incident on the polarization control region 407a of the polarization control liquid crystal panel 407 has a polarization axis. While transmitting without change, the light incident on the polarization control region 407b of the polarization control liquid crystal panel 407 is converted into light having the second polarization axis by rotating the polarization axis substantially by 90 ° and emitted. The That is, in the polarization control liquid crystal panel 407, light having the first polarization axis and light having the second polarization axis are emitted from the respective band-shaped regions corresponding to the polarization control region 407a and the polarization control region 407b. The
Thereafter, as shown in FIG. 12, the light emitted from the polarization control region 407 a with the first polarization axis is condensed by the lenticular lens 408 so as to travel toward the observer 410. Further, the light emitted from the polarization control region 407b in a state having the second polarization axis substantially orthogonal to the first polarization axis is condensed by the lenticular lens 408 so as to travel toward the observer 420. Is done.

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。
As shown in FIG. 15, the light 411 traveling toward the observer 410 in the state having the first polarization axis is incident on the phase difference plate 409 having the transmission region 409a and the polarization region 409b. Of the light 411 having the first polarization axis, the light incident on the transmission region 409a of the phase difference plate 409 is transmitted while maintaining the polarization state as it is without changing the polarization axis. On the other hand, the light that has entered the polarization region 409b has its polarization axis rotated substantially by 90 °, is converted into light having the second polarization axis, and is emitted.
After that, the light 411 emitted from the transmission region 409a of the retardation film 409 toward the observer 410 in a state having the first polarization axis is a polarizing plate disposed between the display panel 402 and the retardation film 409. The light then enters and passes through 404, and enters the pixel column 402 a of the display panel 402.
In contrast, the light 411 emitted from the polarization region 409b of the phase difference plate 409 toward the observer 410 in a state having the second polarization axis substantially orthogonal to the first polarization axis is displayed on the display panel 402. Is incident on and absorbed by the polarizing plate 404 disposed between the phase difference plate 409 and the phase difference plate 409. For this reason, since the light passing through the pixel column 402b of the display panel 402 on which the image R2 for viewing by the observer 420 is displayed does not reach the viewer 410, the viewer 410 receives the pixel column of the display panel 402. The image R2 for viewing by the observer 420 displayed in 402b cannot be seen. Thereby, as shown in FIG. 16, the viewer 410 visually recognizes only the image L <b> 2 that is displayed on the pixel column 402 a of the display panel 402 for viewing by the viewer 410.

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。
In addition, the light 412 traveling toward the observer 420 with the second polarization axis is incident on a retardation plate 409 having a transmission region 409a and a polarization region 409b as shown in FIG. Of the light 412 having the second polarization axis, the light incident on the transmission region 409a of the phase difference plate 409 is transmitted while maintaining the polarization state as it is without changing the polarization axis. On the other hand, the light that has entered the polarization region 409b has its polarization axis rotated substantially by 90 °, is converted into light having the first polarization axis, and is emitted.
Thereafter, the light 412 emitted from the transmission region 409a of the phase difference plate 409 toward the observer 420 in a state having the second polarization axis substantially orthogonal to the first polarization axis is compared with the display panel 402. The light is incident on the polarizing plate 404 disposed between the plate 409 and absorbed. For this reason, the light passing through the pixel column 402 a of the display panel 402 on which the image L <b> 2 for the viewer 410 to view is not transmitted to the observer 420. The image L2 for the observer 410 displayed on 402a to see cannot be seen. On the other hand, the light 412 emitted from the polarization region 409b of the phase difference plate 409 and having the first polarization axis toward the observer 420 is disposed between the display panel 402 and the phase difference plate 409. Is incident on the polarizing plate 404, passes therethrough, and enters the pixel column 402 b of the display panel 402. Thereby, as shown in FIG. 16, the observer 420 visually recognizes only the image R <b> 2 that the observer 420 displays on the pixel column 402 b of the display panel 402.

(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。
(3D image display mode)
Next, a stereoscopic image display method in the liquid crystal device 400 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 17 is a diagram illustrating a state in which the liquid crystal device 400 in the stereoscopic image display mode is observed from the display surface side. FIG. 18 is an exploded perspective view for explaining the operation principle of the stereoscopic image display mode in the liquid crystal device 400 shown in FIG. FIG. 19 is a diagram for explaining a region of the display panel that an observer observes in the stereoscopic image display mode of the liquid crystal device 400 shown in FIG.

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。   First, the configuration of the polarization control liquid crystal panel 407 and the display panel 402 for providing a stereoscopic image to the observers 410 and 420 located at different observation positions will be described. As shown in FIG. 17, two sets of polarization control regions 407a and 407b of the polarization control liquid crystal panel 407 are provided corresponding to the lens portions 408a of the lenticular lens 408, respectively. That is, at the time of displaying a stereoscopic image, as described above, the polarization control region 407a of the polarization control liquid crystal panel 407 is controlled by changing the presence or absence of voltage application for each of the two electrodes 407d of the polarization control liquid crystal panel 407. And 407b are each constituted by two unit regions 407c (see FIG. 13), and the mode is switched from the two-screen display mode to the stereoscopic image display mode. As shown in FIG. 18, the pixel column 402a of the display panel 402 displays a left-eye image L3 that is incident on the left eyes 410a and 420a of the viewers 410 and 420, and the pixel column 402b has a viewer. A right-eye image R3 for entering the right eyes 410b and 420b of 410 and 420 is displayed.

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。   In the above configuration, the light emitted from the backlight 405 is transmitted only by the polarizing plate 406 disposed on the viewers 410 and 420 side of the backlight 405, and the light having the first polarization axis is transmitted. Proceed toward panel 407. Then, the light having the first polarization axis passes through the polarization control regions 407 a and 407 b of the polarization control liquid crystal panel 407. At this time, the light incident on the polarization control region 407a of the polarization control liquid crystal panel 407 is transmitted without changing the polarization axis, while the light incident on the polarization control region 407b of the polarization control liquid crystal panel 407 has a polarization axis. The light is emitted after being changed by substantially 90 ° (with the second polarization axis). Thereafter, the light emitted from the polarization control region 407a with the first polarization axis is condensed by the lenticular lens 408 so as to travel toward the left eyes 410a and 420a of the viewers 410 and 420. The light emitted from the polarization control region 407b with the second polarization axis substantially orthogonal to the first polarization axis is directed toward the right eyes 410b and 420b of the viewers 410 and 420 by the lenticular lens 408. It is condensed so as to progress.

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。   As shown in FIG. 18, the light 421 traveling toward the left eyes 410a and 420a of the viewers 410 and 420 in the state having the first polarization axis has a phase difference having a transmission region 409a and a polarization region 409b. Incident on the plate 409. The light 421 having the first polarization axis is transmitted through the transmission region 409a and the polarization region 409b of the phase difference plate 409. At this time, the light transmitted through the transmission region 409a of the retardation film 409 is transmitted without changing the polarization axis, and the light incident on the polarization region 409b is changed by 90 ° in the polarization axis ( (With a second polarization axis). Thereafter, the light emitted from the transmission region 409a of the phase difference plate 409 and having the first polarization axis toward the left eyes 410a and 420a of the viewers 410 and 420 is between the display panel 402 and the phase difference plate 409. In addition to being incident on the polarizing plate 404 arranged in the above, the light passes through the polarizing plate 404 as it is and enters the pixel column 402 a of the display panel 402. On the other hand, it is emitted from the polarization region 409b of the phase difference plate 409 with a second polarization axis substantially orthogonal to the first polarization axis, and heads toward the left eyes 410a and 420a of the viewers 410 and 420. The light is incident on the polarizing plate 404 disposed between the display panel 402 and the retardation plate 409 and absorbed. For this reason, the light passing through the pixel column 402b of the display panel 402 on which the right-eye image R3 is displayed does not reach the left eyes 410a and 420a of the viewers 410 and 420. 420a cannot see the right-eye image R3 displayed on the pixel column 402b of the display panel 402. As a result, the left eye image L3 displayed on the pixel column 402a of the display panel 402 is incident on the left eyes 410a and 420a of the viewers 410 and 420 as shown in FIG.

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。   In addition, the light 422 traveling toward the right eyes 410b and 420b of the observers 410 and 420 with the second polarization axis has a phase difference having a transmission region 409a and a polarization region 409b as shown in FIG. Incident on the plate 409. Then, the light 422 having the second polarization axis is transmitted through the transmission region 409a and the polarization region 409b of the phase difference plate 409. At this time, the light transmitted through the transmission region 409a of the phase difference plate 409 is transmitted without changing the polarization axis, and the light incident on the polarization region 409b is substantially changed by 90 ° in the polarization axis. The light is emitted in a state having a first polarization axis. Thereafter, the light emitted from the transmission region 409a of the phase difference plate 409 and having the second polarization axis toward the right eyes 410b and 420b of the viewers 410 and 420 is between the display panel 402 and the phase difference plate 409. Is incident on and absorbed by the polarizing plate 404. For this reason, the light passing through the pixel column 402a of the display panel 402 on which the left-eye image L3 is displayed does not reach the right eyes 410b and 420b of the viewers 410 and 420. 420b cannot see the left-eye image L3 displayed on the pixel column 402a of the display panel 402. On the other hand, the light emitted from the polarization region 409b of the phase difference plate 409 and having the first polarization axis toward the right eyes 410b and 420b of the viewers 410 and 420 is displayed on the display panel 402 and the phase difference plate 409. Is incident on the polarizing plate 404 disposed between the two, and passes through the polarizing plate 404 as it is and enters the pixel column 402 b of the display panel 402. As a result, the right eye image R3 displayed on the pixel column 402b of the display panel 402 is incident on the right eyes 410b and 420b of the viewers 410 and 420 as shown in FIG. As described above, when the left eye image L3 and the right eye image R3 having binocular parallax are incident on the left eye and the right eye of the viewers 410 and 420, respectively, the viewers 410 and 420 view a stereoscopic image. It becomes possible.

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。   As described above in detail, in the liquid crystal device 400, light having the first polarization axis is emitted from the backlight 405 through the polarizing plate 406 between the backlight 405 and the display panel 402. And a polarization control liquid crystal panel 407 for separating light having a second polarization axis substantially orthogonal to the first polarization axis, and the polarization control liquid crystal panel 407 so as to have different polarization axes. By providing a lenticular lens 408 that travels light in a predetermined direction, and a phase difference plate 409 and a polarizing plate 404 that filter the light having each polarization axis to enter a specific position of the display panel 402, Different images or stereoscopic images can be provided to the observers 410 and 420 having different observation positions.

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。   In the liquid crystal device 400 of the present embodiment, the retardation plate according to the present invention is used for the retardation plate 409. Therefore, the transmission region 409a and the polarization region 409b of the retardation plate 409 are formed with high accuracy, and the transmission region 409a. In this case, an unnecessary phase difference is not generated, and a uniform phase difference is generated in the polarization region 409b. In addition, even at the boundary between the regions 409a and 409b, alignment disorder of the liquid crystalline polymer constituting the retardation layer is difficult to occur. Therefore, according to the liquid crystal device 400 according to the present embodiment, since the retardation plate 409 is provided, the liquid crystal device 400 can sufficiently cope with the high-definition display panel 402 and can provide high-definition display for each observer. Can be provided.

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。   Further, in the liquid crystal device 400, the polarization control liquid crystal panel 407 has a polarization control region 407a that transmits light having the first polarization axis, and light having the first polarization axis substantially orthogonal to the first polarization axis. And a polarization control region 407b that converts light having the second polarization axis into a band extending in the Y-axis direction of FIG. 11 and arranged alternately in the X-axis direction. Then, the width of each of the polarization control regions 407a and 407b can be controlled by controlling the driving of the plurality of electrodes 407d to control the arrival region of the light emitted from the backlight 405. Thereby, the two-screen display mode, the stereoscopic image display mode, and the planar image display mode can be switched very easily only by changing the driving state of the electrode 407d.

(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。
(Electronics)
FIG. 20 is a perspective view showing an example of an electronic apparatus according to the invention. A cellular phone 1300 illustrated in FIG. 20 includes the liquid crystal device of the present invention as a small-sized display portion 1301 and includes a plurality of operation buttons 1302, an earpiece 1303, and a mouthpiece 1304. In the electronic device of this embodiment, a high-quality display can be obtained by the display unit including the liquid crystal device according to the present invention.

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。   The liquid crystal device of each of the above embodiments is not limited to the mobile phone, but is an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, and an electronic notebook. , Calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, devices equipped with touch panels, etc., can be suitably used as image display means, and any electronic device can display bright and high-contrast images. Yes.

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。   The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific materials and configurations described in the embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate.

第1実施形態に係る位相差板の斜視構成図。FIG. 3 is a perspective configuration diagram of a retardation plate according to the first embodiment. 同、製造方法を示す概略工程図。The schematic process drawing which shows a manufacturing method same as the above. 第2実施形態に係る液晶装置の等価回路図。The equivalent circuit diagram of the liquid crystal device which concerns on 2nd Embodiment. 同、1画素の平面構成図。FIG. 3 is a plan configuration diagram of one pixel. 図4のA−A’線に沿う断面構成図。FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram taken along line A-A ′ of FIG. 4. 図4のB−B’線に沿う断面構成図。FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram taken along line B-B ′ of FIG. 4. 第3実施形態に係る液晶装置の等価回路図。FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal device according to a third embodiment. 同、1画素の平面構成図。FIG. 3 is a plan configuration diagram of one pixel. 図8のD−D’線に沿う断面構成図。FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram taken along line D-D ′ in FIG. 8. 図8のE−E’線に沿う断面構成図。FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram taken along line E-E ′ of FIG. 8. 第4実施形態に係る液晶装置の分解斜視図。The disassembled perspective view of the liquid crystal device which concerns on 4th Embodiment. 同、表示面を観察している状態を示す図。The figure which shows the state which is observing a display surface similarly. 同、偏光制御液晶パネルの部分平面構成図。FIG. 3 is a partial plan view of the polarization control liquid crystal panel. 同、表示面を観察している状態を示す図。The figure which shows the state which is observing a display surface similarly. 同、2画面表示モードの動作説明図。The operation | movement explanatory drawing of the same 2 screen display mode. 同、2画面表示モードの動作説明図。The operation | movement explanatory drawing of the same 2 screen display mode. 同、立体画像表示モードにおける観察状態を示す図。The figure which shows the observation state in stereoscopic image display mode similarly. 同、立体画像表示モードの動作説明図。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the stereoscopic image display mode. 同、立体画像表示モードの動作説明図。The operation explanatory view of the stereoscopic image display mode. 電子機器の一例を示す斜視構成図。FIG. 11 is a perspective configuration diagram illustrating an example of an electronic device.

符号の説明Explanation of symbols

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。   100, 200, 300, 400 Liquid crystal device, 10 Element substrate (first substrate), 20 Counter substrate (second substrate), 50 Liquid crystal layer, 15 Pixel electrode, 25 Common electrode, 22R, 22G, 22B Color filter (Color material) Layer), 89 pixel electrode (first electrode), 99 common electrode (second electrode), 151, 161, 171 first alignment film, 152, 162, 172 second alignment film, 155 retardation layer (optical anisotropy) Layer), 155a first alignment region, 155b second alignment region, 180 retardation layer (optical anisotropic layer), R reflective display region, T transmissive display region.

Claims (20)

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。
A liquid crystal layer is sandwiched between a first substrate and a second substrate disposed opposite to each other;
A first alignment film and a second alignment film patterned on the first alignment film and having an alignment regulating force in a direction different from that of the first alignment film are stacked on the liquid crystal layer side of at least one of the substrates. A liquid crystal device, characterized in that an alignment film is provided.
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。   The first alignment film is a vertical alignment film that aligns liquid crystal in a substantially vertical direction of the film surface, and the second alignment film is a horizontal alignment film that aligns liquid crystal in a substantially horizontal direction of the film surface. The liquid crystal device according to claim 1. 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。   The first alignment film is a horizontal alignment film that aligns liquid crystal in a substantially horizontal direction of the film surface, and the second alignment film is a vertical alignment film that aligns liquid crystal in a substantially vertical direction of the film surface. The liquid crystal device according to claim 1. 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。   The electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer is formed on at least one of the substrates on which the alignment film is formed, and the alignment film is formed on the electrode. The liquid crystal device according to any one of the above. 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。
A transmissive display area and a reflective display area are partitioned in one pixel of the liquid crystal device,
The first alignment film, which is the horizontal alignment film, is disposed corresponding to the transmissive display area, and the second alignment film, which is the vertical alignment film, is disposed corresponding to the reflective display area. The liquid crystal device according to claim 4.
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。   The liquid crystal layer in the transmissive display area is an OCB mode liquid crystal layer that exhibits bend alignment during operation. The liquid crystal layer in the reflective display area exhibits vertical alignment on the second alignment film side and horizontal alignment on the other substrate side. The liquid crystal device according to claim 5, wherein the liquid crystal device is an R-OCB mode liquid crystal layer exhibiting the following. 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。   The liquid crystal device according to claim 5, wherein the liquid crystal layer includes a liquid crystal having negative dielectric anisotropy. 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。   The first electrode or the second substrate is provided with a first electrode and a second electrode for generating an electric field to be applied to the liquid crystal layer between the first electrode and the first electrode. 5. The liquid crystal device according to 5. 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。   8. A liquid crystal layer thickness adjusting layer is formed corresponding to the reflective display region, wherein a liquid crystal layer thickness adjustment layer is formed to make a liquid crystal layer thickness of the reflective display region smaller than a liquid crystal layer thickness of the transmissive display region. The liquid crystal device according to any one of the above. 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。   4. The liquid crystal device according to claim 1, wherein an optically anisotropic layer made of molecules whose orientation is controlled by the alignment film is formed on the alignment film. 5. 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。   The liquid crystal device according to claim 10, wherein the optically anisotropic layer includes a liquid crystalline polymer material. 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。
A transmissive display area and a reflective display area are partitioned in one pixel of the liquid crystal device,
The first alignment film is disposed corresponding to the transmissive display area, and the second alignment film is disposed corresponding to the reflective display area. 2. A liquid crystal device according to item 1.
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。   12. The liquid crystal device according to claim 10, wherein one of the first alignment film and the second alignment film is selectively disposed in one pixel of the liquid crystal device. 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。
Two or more different color material layers are provided corresponding to each pixel of the liquid crystal device,
The liquid crystal device according to claim 13, wherein the first alignment film and the second alignment film are arranged corresponding to a color type of the color material layer.
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。
A method of manufacturing a liquid crystal device, wherein a liquid crystal layer is sandwiched between a first substrate and a second substrate that are arranged to face each other,
Forming a first alignment film on at least one of the substrates;
Applying a photosensitive alignment film forming material on the first alignment film to form a coating film;
Patterning a second alignment film on the first alignment film by exposing and developing the coating film; and
Applying an alignment treatment to the surface of the second alignment film;
A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising:
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。
A method of manufacturing a liquid crystal device, wherein a liquid crystal layer is sandwiched between a first substrate and a second substrate that are arranged to face each other,
Forming a first alignment film on at least one of the substrates;
Applying an alignment treatment to the surface of the first alignment film;
Applying a photosensitive alignment film forming material on the first alignment film to form a coating film;
Patterning a second alignment film on the first alignment film by exposing and developing the coating film; and
A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising:
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。
After forming an alignment film formed by laminating the first alignment film and the second alignment film,
An optically anisotropic layer-forming material containing a liquid crystalline polymer is applied on the alignment film, and the liquid crystalline polymer is aligned by different alignment regulating forces in the first alignment film and the second alignment film. The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 15, wherein the liquid crystal device is manufactured.
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。
A retardation plate formed by forming an optically anisotropic layer on a substrate,
An alignment film is provided on the substrate by laminating a first alignment film and a second alignment film that is patterned on the first alignment film and has an alignment regulating force in a direction different from that of the first alignment film. And
An optically anisotropic layer made of molecules whose alignment state is regulated by the alignment film is formed on the alignment film.
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。   The retardation plate according to claim 18, wherein the second alignment film is formed on the first alignment film in a stripe shape in plan view. 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。   An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to claim 1.
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