JP2009031408A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】位相差板を配向させるための配向膜を、位相差板が配される部分にのみ配置することで、透過部の透過率低下を防ぐ。また、現像不要の製造プロセスにおいては、透過部で透明化する位相差材料の下地に配向膜が無いため、透過部に残留する位相差を無くし、透過部のコントラスト低下を防ぐ。
【選択図】 図2
Description
また、第2の態様は、対向する第1の基板と第2の基板とで液晶層を挟持し、反射表示部と透過表示部とを兼ね備え、前記第1の基板にカラーフィルタ層が形成され、前記反射表示部に相当する前記1の基板の液晶層側に位相差板を内蔵する液晶表示装置である。そして、前記反射表示部及び前記透過表示部に渡り前記第1の基板の液晶層側に形成された樹脂層を有し、前記反射表示部において前記樹脂層が、位相差板として機能し、前記透過表示部において前記樹脂層が、光学的に透明な層として機能し、前記反射表示部において前記樹脂層を配向させ、前記位相差板として機能させるための下地層とを備えることを特徴とする。
また、本発明の第4の態様は、対向する第1の基板と第2の基板とで液晶層を挟持し、反射表示部と透過表示部とを兼ね備え、前記第1の基板にカラーフィルタ層が形成され、前記反射表示部に相当する前記第1の基板の液晶層側に位相差板を内蔵する液晶表示装置の製造方法である。そして、前記位相差板を内蔵する第1の基板のカラーフィルタ層を透明樹脂により平坦化する層を形成する工程と、前記位相差板の下地層となる光硬化性の樹脂組成物を前記平坦化層に塗布する工程と、マスク露光による部分的な硬化処理と、未硬化部を取り除く現像処理により、塗布した前記光硬化性の樹脂組成物の前記位相差板が配される部分に、選択的に前記光硬化性の樹脂組成物を形成する工程と、を有することを特徴とする。
図1は、第1の実施形態が適用された液晶表示装置を構成する液晶パネルの1画素の構成例を説明する平面図である。また、図2は、図1に示した液晶パネルの1画素の概略構成例を説明する図1のA−A’線に沿った断面図である。
(θLC:液晶層の配向方向の方位角)
ポアンカレ球表示は、偏光状態を記述するストークスパラメータ(S1、S2、S3)を3軸とする空間内で定義され、ポアンカレ球上の各点は偏光状態に一対一に対応する。例えば、ポアンカレ球上の(S1、S2)平面との交線(赤道)は直線偏光に対応し、S3軸との交点(北極と南極)は円偏光に対応し、それ以外は楕円偏光に対応する。また、(S1、S2、S3)は電気ベクトルの任意のX軸成分Ex、任意のY軸成分Ey、ExとEyの位相差δを用いてそれぞれ次式(2)(3)(4)で表される。
S2=2ExEycosδ/(Ex2+Ey2) ・・・(3)
S3=2ExEysinδ/(Ex2+Ey2) ・・・(4)
位相差層や振れのない液晶層による偏光状態の変換は、ポアンカレ球上では(S1、S2)平面内に含まれ、ポアンカレ球の中心を通過する線の回りの回転として表される。この時の回転角は、位相板のリタデーションが1/2波長ならば1/2回転であり、1/4波長ならば1/4回転である。
1/4回転方向を延長するように補助線を引くと、この補助線はその回転の中心を表す液晶層配向方向(方位角θ’LC)に直交する。また、1/2回転の中心を表す内蔵位相板の遅相軸方向(方位角θ’PH)は、S1軸と補助線間の角度を2等分する。Sl軸と補助線との間の角度を2等分した角度接、θ’PH−180°であり、θ’LC−180°は(θ’PH−180°)×2+90°に等しいことから、次式(5)が求まる。
上記はポアンカレ球上の北極NPに各波長の入射光を集中させるが、ポアンカレ球の南極SPに集中しても同様の効果が得られる。この場合にはθ’PHとθ’LCの関係は、次式(6)で表される。
さらには、各波長の入射光を北極NP又は南極SPに集中させるには、これ以外に、θPHとθ’LCの関係はそれぞれ式(5)(6)で表される。すなわち、360°−θ’LCは(360° −θ’PH)×2+90°に等しいことから、2θ’PH=360°+90°+θ’LCとなり、式(5)で表される。また、180°−θ’LCは(180°−θ’PH)×2+90°に等しいことから、2θ’PH=360°−90°+θ’LCとなり、式(6)で表される。
本実施の形態では、IPS方式の液晶表示装置について説明したが、VA方式、TN方式でもカラーフィルタ基板に位相差板を形成することで同様の効果が得られる。
次に、本願発明の有効性を明確にするために、2つの比較例を説明する。
以上のようにして作製した比較例2の液晶パネルを駆動装置に接続し、背後にバックライトを配置して液晶表示装置を構成し、その表示状態を観察した。バックライトを消燈した状態で、明所において観察したところ、反射表示による表示画像を確認できた。次に、バックライトを点燈した状態にして暗所において観察したところ、透過表示による表示画像を確認できた。基板法線に対する観察方向を広い範囲で変えても階調反転が生じなかった。しかし、同じ構成の透過型パネルと比べると一層多い(第3の配向膜の分多い)ことから、配向膜による着色が確認された。また、透過表示部に透明化した部分の△nが0.00007となり、微量残る残留位相差によるコントラストの低下が認められた。
21・・・走査配線
22・・・信号配線
23・・・共通配線
25・・・アモルファスシリコン層
26・・・スルーホール
27・・・スルーホール
28・・・画素電極
29・・・共通電極
30・・・スリット
31・・・第1の基板(カラーフィルタ基板)
32・・・第2の基板(TFT基板)
33・・・第1の配向膜
34・・・第2の配向膜
35・・・ブラックマトリックス
36・・・平坦化層(第1の保護膜)
37・・・第3の配向膜
38・・・位相差層
38n・・・透明層
39・・・膜厚調整層
40・・・第2の保護膜
41・・・第1の偏光板
42・・・第2の偏光板
43・・・粘着層
51,52,53・・・絶縁層
61・・・透過光
62・・・反射光
Claims (14)
- 対向する第1の基板と第2の基板とで液晶層を挟持し、反射表示部と透過表示部とを兼ね備え、前記反射表示部に位相差板を内蔵する液晶表示装置であって、
前記反射表示部及び前記透過表示部に渡り形成された樹脂層を有し、
前記反射表示部において前記樹脂層が、位相差板として機能し、
前記透過表示部において前記樹脂層が、光学的に透明な層として機能し、
前記反射表示部において前記樹脂層を配向させ、前記位相差板として機能させるための下地層とを備える
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 対向する第1の基板と第2の基板とで液晶層を挟持し、反射表示部と透過表示部とを兼ね備え、前記第1の基板にカラーフィルタ層が形成され、前記反射表示部に相当する前記1の基板の液晶層側に位相差板を内蔵する液晶表示装置であって、
前記反射表示部及び前記透過表示部に渡り前記第1の基板の液晶層側に形成された樹脂層を有し、
前記反射表示部において前記樹脂層が、位相差板として機能し、
前記透過表示部において前記樹脂層が、光学的に透明な層として機能し、
前記反射表示部において前記樹脂層を配向させ、前記位相差板として機能させるための下地層とを備える
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記下地層は、前記第1の基板のカラーフィルタ層を平坦化するための平坦化層に接している
ことを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。 - 前記下地層が、感光性ポリイミド組成物からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
- アクリレート架橋基を有する液晶性モノマーと重合開始剤を主成分とする組成物からなるの混合物からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
- 前記樹脂層は、前記透過表示部において、残留する位相差値Δnが0.0001以下である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。 - 前記樹脂層は、前記透過表示部において、波長域400nmから800nmにおいて光透過率が90%以上である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。 - 前記樹脂層は、前記反射表示部において、光透過率が可視光領域にて90%以上である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。 - 対向する第1の基板と第2の基板とで液晶層を挟持し、反射表示部と透過表示部とを兼ね備え、前記反射表示部に位相差板を内蔵する液晶表示装置の製造方法において、
前記反射表示部において樹脂層を配向させ、前記位相差板として機能させるための下地層を、前記位相差板を配置する領域に選択的に形成させる下地層形成工程と、
前記下地層にラビング処理を行う工程と、
前記反射表示部及び前記透過表示部に渡りアクリレート架橋基を有する液晶性モノマーと重合開始剤を主成分とする組成物を塗布する工程と、
前記液晶性モノマーの融点より高く、かつ前記液晶性モノマーのネマチック・等方相転移温度より低い温度で加熱するとともに、前記反射表示部及び前記透過表示部に渡り露光し、前記組成物を架橋硬化させることで、前記反射表示部に位相差板を形成し、前記透過表示部に光学的に透明な層を形成する工程と
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 対向する第1の基板と第2の基板とで液晶層を挟持し、反射表示部と透過表示部とを兼ね備え、前記第1の基板にカラーフィルタ層が形成され、前記反射表示部に相当する前記第1の基板の液晶層側に位相差板を内蔵する液晶表示装置の製造方法において、
前記位相差板を内蔵する第1の基板のカラーフィルタ層を透明樹脂により平坦化する層を形成する工程と、
前記位相差板の下地層となる光硬化性の樹脂組成物を前記平坦化層に塗布する工程と、
マスク露光による部分的な硬化処理と、未硬化部を取り除く現像処理により、塗布した前記光硬化性の樹脂組成物の前記位相差板が配される部分に、選択的に前記光硬化性の樹脂組成物を形成する工程と、
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記下地層が、感光性ポリイミド組成物から形成されたことを特徴とする請求項9又は10に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記樹脂層は、前記透過表示部において、残留する位相差値Δnが0.0001以下である
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記樹脂層は、前記透過表示部において、波長域400nmから800nmにおいて光透過率が90%以上である
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記樹脂層は、前記反射表示部において、光透過率が可視光領域にて90%以上である
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の液晶表示装置の製造方法。
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