JP2010014842A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光リサイクルを可能にして光利用効率の向上を図りつつ、その場合であってもネガポジ反転の状態が生じることなく、特に外光下での視認性を向上させることができるようにする。
【解決手段】バックライト光の入射側に位置する第１基板２と、前記バックライト光の出射側に位置する第２基板３と、これらの間に配置される液晶層４と、前記液晶層４よりも前記バックライト光の入射側に配されて、当該バックライト光における所定偏光成分を吸収し、当該所定偏光成分に直交する偏光成分を透過させる吸収型偏光層５と、前記吸収型偏光層５よりもさらに前記バックライト光の入射側に配されて、当該バックライト光における前記所定偏光成分を反射し、当該所定偏光成分に直交する偏光成分を透過させる反射型偏光層６とを備えて、液晶表示装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置およびその製造方法に関し、特に例えば半透過半反射表示が可能なものに適用して好適な液晶表示装置とその製造方法に関する。

一般に、液晶表示装置には、光透過型と光反射型があることが知られている。また、近年では、例えばモバイル用途の液晶表示装置として、透過型表示と反射型表示とを併用した半透過半反射表示を可能とし、これにより暗状態や外光下等での視認性を向上させたものも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、光透過型の液晶表示装置または半透過半反射表示を行う液晶表示装置における透過表示部では、バックライト光を液晶層で調光することで、画像表示を行うことを可能にしている。また、バックライト光の調光にあたっては、液晶層の光路上前後にクロスニコルとなる偏光板対を配し、前段の偏光板でバックライト光のうちのＰ偏光成分またはＳ偏光成分のいずれか一方のみを透過させることで、当該一方の偏光成分のみを利用するようになっている。
このような構成の液晶表示装置において、光利用効率を向上させるためには、液晶層の前段に位置する偏光板として、反射型偏光板を用いることが考えられる。反射型偏光板を用いれば、一方の偏光成分を透過させるが、他方の偏光成分については反射することになるため、バックライト側に戻った光の再利用を図ること、すなわち光のリサイクルが可能となるからである。
反射型偏光板としては、複屈折を有する樹脂の積層体からなる直線偏光板や、コレステリック液晶に代表される円偏光板等、幾つかの種類がある。ただし、液晶表示装置に対しては薄型化が強く望まれていることから、反射型偏光板についても、これに対応し得るものである必要がある。このことから、液晶表示装置における反射型偏光板については、ワイヤーグリッドを用いて構成し、これにより薄型化への対応を容易に実現可能にすることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−２５０４３０号公報 特開２００６−４７８２９号公報

しかしながら、上述した従来構成では、以下に述べるような難点がある。すなわち、反射型偏光板としてワイヤーグリッドを用いれば薄型化への対応が容易になるが、当該ワイヤーグリッドを配した領域部分の反射特性が透過特性とネガポジ反転の状態になってしまう。具体的には、バックライトからの透過光について液晶層が黒表示を行う状態のときに、画像表示面からの外光の入射があると、その入射光の反射によって逆に白表示状態になってしまう、といったことが起こり得る。これは、バックライト光のみならず、画像表示面からの外光についても、反射型偏光板において、一方の偏光成分は透過するが、他方の偏光成分は反射されてしまうからである。このようなネガポジ反転の状態の発生は、特に屋外での使用時における視認性が大きく低下してしまうことになるため、回避すべきである。

そこで、本発明は、光リサイクルを可能にして光利用効率の向上を図りつつ、その場合であってもネガポジ反転の状態が生じることなく、特に外光下での視認性を向上させることができる、液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出された液晶表示装置で、バックライト光の入射側に位置する第１基板と、前記バックライト光の出射側に位置する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置される液晶層と、前記液晶層よりも前記バックライト光の入射側に配されて、当該バックライト光における所定偏光成分を吸収し、当該所定偏光成分に直交する偏光成分を透過させる吸収型偏光層と、前記吸収型偏光層よりもさらに前記バックライト光の入射側に配されて、当該バックライト光における前記所定偏光成分を反射し、当該所定偏光成分に直交する偏光成分を透過させる反射型偏光層とを備えるものである。

上記構成の液晶表示装置では、液晶層よりもバックライト光の入射側、すなわち液晶層の前段に、反射型偏光層が配されているので、当該反射型偏光層でバックライト光の入射側に戻した光のリサイクルが可能となる。
また、反射型偏光層と液晶層との間には、吸収型偏光層が配されている。この吸収型偏光層は、反射型偏光層と同一の偏光成分を透過させるものなので、当該反射型偏光層を透過して液晶層に入射する光に対して影響を及ぼすものではない。その一方で、吸収型偏光層は、透過させない偏光成分については反射ではなく吸収する。したがって、例えば外光の入射があっても、反射型偏光層よりも光の入射側に位置する吸収型偏光層で吸収され、当該反射型偏光層で反射されることがないので、ネガポジ反転の状態が発生してしまうことがない。

本発明によれば、バックライト光に対しては、反射型偏光板を使用するため、光リサイクルが実現可能となり、その結果として光利用効率の向上を図ることが可能になる。しかも、当該反射型偏光層よりも液晶層の側（すなわち、パネル内面側。）には吸収型偏光層が配されているので、例えば外光の入射があっても、ネガポジ反転の状態が発生することなく、外光とバックライト光（透過光）についての白黒の表示状態が同じになる。したがって、反射型偏光板のみが配され吸収型偏光層が配されていない場合に比べて、特に外光下での視認性を向上させることができるようになる。

以下、図面に基づき本発明に係る液晶表示装置およびその製造方法について説明する。

〔第１の実施の形態〕
先ず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態における液晶表示装置の概略構成例を示す側断面図である。なお、図例では、単純マトリクス構造の液晶表示装置を例に挙げている。

図例のように、本実施形態で例に挙げる液晶表示装置は、光源となるバックライト１と、そのバックライト１からの照射光（以下、単に「バックライト光」という。）の入射側に位置する第１基板２と、当該バックライト光の出射側に位置する第２基板３と、第１基板２と第２基板３との間に配置される液晶層４と、を備えている。
第１基板２および第２基板３は、いずれも、ガラス板等の透明板からなるものである。なお、第１基板２および第２基板３の内面側には、液晶層４に対する駆動を行うための透明電極や配向膜等（ただし不図示）が形成されているものとする。
液晶層４としては、例えば、ツイストネマティック（ＴＮ）型の液晶材料を用いて形成されたものが挙げられる。ただし、必ずしもＴＮモードに対応したものに限定されることはなく、横電界により駆動されるインプレインスイッチング（ＩＰＳ）モードやフリンジフィールドスチング（ＦＦＳ）モード等に対応したものであっても、あるいは垂直配向（ＶＡ）モードに対応したものであっても構わない。

また、液晶層４よりもバックライト光の入射側、さらに具体的には第１基板２と液晶層４との間には、吸収型偏光層５が形成されている。すなわち、吸収型偏光層５は、第１基板２、第２基板３および液晶層４によって構成される液晶セル内に形成されている。
このような吸収型偏光層５については、様々な材料やプロセス等で形成することが可能であるが、その一具体例として塗布により形成されたものが挙げられる。塗布による形成材料としては、公知のものを用いればよい（例えば、特許第３４９２６９３号公報、特許第３６６７６３７号公報、特開２００５−２５５８４６号公報、特開２００６−９８９２７号公報等参照。）。そして、塗布時のシェアによる配向、配向膜による配向効果、その組み合わせ等で、所望の配向効果を得ることができる。具体的には、例えば、アゾ系染料を用い、スリットコーターでシェアをかけながら塗布して配向させることが考えられる。

また、吸収型偏光層５よりもさらにバックライト光の入射側、さらに具体的には第１基板２よりもバックライト光の入射側で、当該第１基板２におけるバックライト１の側の面上には、反射型偏光層６が形成されている。この反射型偏光層６は、バックライト光の一方の偏光成分を反射し、当該偏光成分と直交する他方の偏光成分を透過させるものである。なお、反射型偏光層６における透過軸は、吸収型偏光層５における透過軸と平行であるものとする。すなわち、反射型偏光層６では、吸収型偏光層５が透過させる偏光成分と同一の偏光成分を透過させるようになっている。
このような反射型偏光層６にとしては、複屈折を有する樹脂の積層体からなる直線偏光板やコレステリック液晶に代表される円偏光板等を用いることも考えられるが、その一具体例としてワイヤーグリッドにより形成されたものが挙げられる。ワイヤーグリッドによる反射型偏光層６は、複数の金属線が並設されてなり、当該金属線に平行に振動する電界ベクトルを持つ偏光を反射し、当該金属線に直交に振動する電界ベクトルを持つ偏光を透過させることで、直線偏光を得ることになる。

さらに、第２基板３におけるバックライト光の出射側の面上には、偏光板７が配設されている。この偏光板７における透過軸は、吸収型偏光層５および反射型偏光層６における透過軸と直交しているものとする。すなわち、偏光板７は、吸収型偏光層５および反射型偏光層６に対して、クロスニコルとなるように配設されている。なお、この偏光板７については、通常の液晶表示装置で用いられるフィルム状のよう素系偏光板を用いればよい。

図２は、第１の実施の形態における液晶表示装置の構成例をさらに具体的に示す側断面図であり、ＴＦＴ液晶構造に適用した場合の具体的な構成例を示すものである。なお、図１と同一の構成要素については、同一の符号を付している。

図例の液晶表示装置では、第１基板２の液晶層４に向かう側の面上に、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）８等の駆動用素子およびこれに接続された電極や配線が設けられ、これらがパシベーション層である透明絶縁膜９および層間絶縁膜１０で覆われている。そして、層間絶縁膜１０上に透明電極１１が形成され、さらにその透明電極１１上に吸収型偏光層５が塗布により形成されている。なお、吸収型偏光層５の上面は、配向膜１２によって覆われている。
また、第１基板２のバックライト１に向かう側の面には、ワイヤーグリッドによる反射型偏光層６が形成されている。
一方、第１基板２と液晶層４を挟んで対向する側の第２基板３には、その液晶層４に向かう面に、カラーフィルタ１３が設けられている。そして、カラーフィルタ１３に重ねて、対向電極１４が形成されているとともに、その対向電極１４が配向膜１５によって覆われている。

以上のような構成の液晶表示装置は、以下に述べるような作用を奏する。

バックライト１から照射されるバックライト光は、反射型偏光層６に到達すると、一方の偏光については透過し、他方の偏光については反射されることになる。そのため、当該他方の偏光がバックライト１の側に反射されてくることにより、当該バックライト１の側では、その反射光を有効利用することが可能となる。具体的には、当該反射光のリサイクルが実現可能となる。

一方、反射型偏光層６を透過した光は、吸収型偏光層５をそのまま透過し、さらには液晶層４を透過して行く。そして、液晶層４がＴＮモードに対応したものであれば、当該液晶層４に対する駆動状態が電圧ＯＦＦである場合に、当該液晶層４を透過した光は、第２基板３の面上における偏光板７をそのまま透過する。したがって、第２基板３におけるバックライト光の出射側から見ると、液晶表示装置は、白表示状態になる。また、液晶層４に対する駆動状態が電圧ＯＮである場合には、液晶層４における液晶分子が立ち上がって偏光板７で光が吸収されることになる。したがって、第２基板３におけるバックライト光の出射側から見ると、液晶表示装置は、黒表示状態になる。
また、このとき、外光の影響については、電圧ＯＦＦのときにはそのまま外光がバックライト１まで透過していくが、電圧ＯＮのときには吸収型偏光層５で外光が吸収されるため、バックライト光に対するＯＮ、ＯＦＦの状態と一致させることができる。また、外光の一部は配線等、ＴＦＴ基板で反射するが、吸収型偏光層５により、バックライト光に対するＯＮ、ＯＦＦの状態と一致させることができる。

つまり、反射型偏光層６と液晶層４との間には吸収型偏光層５が配されているが、この吸収型偏光層５は反射型偏光層６と同一の偏光成分を透過させるものなので、当該反射型偏光層６を透過して液晶層４に入射する光に対して影響を及ぼすものではない。その一方で、吸収型偏光層５は、透過させない偏光成分については反射ではなく吸収する。したがって、例えば外光の入射があっても、反射型偏光層６よりも光の入射側に位置する吸収型偏光層５で吸収され、当該反射型偏光層６で反射されることがないので、ネガポジ反転の状態が発生してしまうことがないのである。

以上に説明したように、本実施形態における液晶表示装置では、バックライト光に対しては、反射型偏光層６を使用するため、光リサイクルが実現可能となり、その結果として光利用効率の向上を図ることが可能になる。しかも、当該反射型偏光層６よりも液晶層４の側（すなわち、パネル内面側。）には吸収型偏光層５が配されているので、例えば外光の入射があっても、ネガポジ反転の状態が発生することなく、外光とバックライト光（透過光）についての白黒の表示状態が同じになる。したがって、特に外光下での視認性を向上させることができるようになる。

ここで、比較のために、反射型偏光層６のみが配され、吸収型偏光層５が配されていない構成を考える。この構成の場合、バックライト光のＯＮ、ＯＦＦの状態において、外光については光学特性が逆転してしまい、透過光が白のとき、外光に対する反射光は黒、透過光が黒のとき、外光に対する反射光は白となってしまう。そのため、かかる構成では、特に屋外での視認性が著しく低下してしまうことが考えられる。
さらに、他の比較例として、吸収型偏光層５のみが配され、反射型偏光層６が配されていない構成を考える。この構成の場合、反射型偏光層６による光のリサイクルがないため、本実施形態における構成に比べて、４０％程度輝度が低下してしまうことが考えられる。

また、本実施形態で説明したように、吸収型偏光層５を塗布により形成すれば、当該吸収型偏光層５として例えばフィルム状のものを貼付して用いる場合に比べて、その薄膜化を実現することが可能となる。したがって、液晶表示装置に対する薄型化の要望について、容易かつ適切に対応し得るようになる。つまり、吸収型偏光層５が厚くなってしまうのを抑制し得ることから、特に本実施形態で説明したように反射型偏光層６と吸収型偏光層５との両方を備えている構成において、その薄型化を実現する上で非常に有効であると言える。

さらに、本実施形態で説明したように、反射型偏光層６をワイヤーグリッドにより形成すれば、当該反射型偏光層６として例えば樹脂積層体からなる直線偏光板を用いる場合に比べて、その薄膜化を実現することが可能となる。したがって、液晶表示装置に対する薄型化の要望について、容易かつ適切に対応し得るようになる。つまり、反射型偏光層６が厚くなってしまうのを抑制し得ることから、特に本実施形態で説明したように反射型偏光層６と吸収型偏光層５との両方を備えている構成において、その薄型化を実現する上で非常に有効であると言える。

また、本実施形態における液晶表示装置では、吸収型偏光層５が、第１基板２と液晶層４との間、すなわち当該第１基板２よりも当該液晶層４の側に配されている。つまり、吸収型偏光層５が、液晶セル内に形成されており、いわゆるイン・セル化されている。したがって、液晶セル外に吸収型偏光層５を形成する必要がなく、当該吸収型偏光層５を液晶セル外形成する場合に比べて、液晶表示装置の薄膜化が実現容易になる。

さらに、本実施形態における液晶表示装置では、反射型偏光層６が、第１基板２よりもバックライト光の入射側に配されている。つまり、反射型偏光層６が、液晶セル外に形成されている。したがって、液晶セル内に形成する場合に比べて、反射型偏光層６の形成手法に関する柔軟度を確保することが容易となり、その結果として当該反射型偏光層６の形成の容易化が図れるようになる。

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、ここでは、上述した第１の実施の形態との相違点についてのみ説明する。すなわち、説明のない事項は、第１の実施の形態の場合と同一か、または同様のものが適用可能であるものとする。

図３は、第２の実施の形態における液晶表示装置の概略構成例を示す側断面図である。なお、図中において、図１と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
図例のように、本実施形態で例に挙げる液晶表示装置は、吸収型偏光層５および反射型偏光層６のいずれもが、第１基板２よりもバックライト光の入射側に配されている。つまり、吸収型偏光層５および反射型偏光層６の両方とも、液晶セル外に形成されている。

このような構成の液晶表示装置においても、液晶層４よりもバックライト光の入射側に吸収型偏光層５が配されて、当該吸収型偏光層５よりもさらにバックライト光の入射側に反射型偏光層６が配されている。したがって、第１の実施の形態で説明した構成の場合と同様に、光利用効率の向上が図れ、高い輝度が得られることになる。また、外光の影響についても、ネガポジ反転の状態が発生することなく、外光とバックライト光（透過光）についての白黒の表示状態が同じになるので、特に外光下での視認性を向上させることができる。

さらに、本実施形態における液晶表示装置では、吸収型偏光層５および反射型偏光層６の両方が液晶セル外に形成されているので、これらを液晶セル内に形成する場合に比べて、それぞれの形成手法に関する柔軟度を確保することが容易となり、その結果としてそれぞれの形成の容易化が図れるようになる。すなわち、反射型偏光層６のみならず、吸収型偏光層５についても、第１基板２上の透明電極や配向膜等を考慮せずに形成することが可能となるので、その形成の容易化（具体的には、形成手順の簡素化等。）が図れるようになる。

〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、ここでも、上述した第１の実施の形態との相違点についてのみ説明する。すなわち、説明のない事項は、第１の実施の形態の場合と同一か、または同様のものが適用可能であるものとする。

図４は、第３の実施の形態における液晶表示装置の概略構成例を示す側断面図である。なお、図中において、図１と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
図例のように、本実施形態で例に挙げる液晶表示装置は、吸収型偏光層５および反射型偏光層６のいずれもが、第１基板２よりも液晶層４の側に配されている。つまり、吸収型偏光層５および反射型偏光層６の両方とも、イン・セル化されている。

このような構成の液晶表示装置においても、液晶層４よりもバックライト光の入射側に吸収型偏光層５が配されて、当該吸収型偏光層５よりもさらにバックライト光の入射側に反射型偏光層６が配されている。したがって、第１の実施の形態で説明した構成の場合と同様に、光利用効率の向上が図れ、高い輝度が得られることになる。また、外光の影響についても、ネガポジ反転の状態が発生することなく、外光とバックライト光（透過光）についての白黒の表示状態が同じになるので、特に外光下での視認性を向上させることができる。

さらに、本実施形態における液晶表示装置では、吸収型偏光層５および反射型偏光層６の両方がイン・セル化されているので、液晶セル外に吸収型偏光層５および反射型偏光層６を形成する必要がなく、これらを液晶セル外形成する場合に比べて、液晶表示装置の薄膜化が実現容易になる。また、イン・セル化によって、吸収型偏光層５または反射型偏光層６の破損等が生じる可能性も低くなることから、液晶表示装置としての信頼性向上も図れるようになる。さらには、反射型偏光層６についてもイン・セル化することで、当該反射型偏光層６の形成に半導体プロセス（具体的には、フォトリソグラフィ工程。）を利用することも可能となり、その結果として製造効率の向上を実現可能にすることも期待される。

〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、ここでは、上述した第１，３の実施の形態との相違点についてのみ説明する。すなわち、説明のない事項は、第１または第３の実施の形態の場合と同一か、または同様のものが適用可能であるものとする。

図５は、第４の実施の形態における液晶表示装置の構成例を具体的に示す側断面図であり、ＴＦＴ液晶構造に適用した場合の具体的な構成例を示すものである。なお、図中において、図２と同一の構成要素については、同一の符号を付している。

図例の液晶表示装置では、吸収型偏光層５および反射型偏光層６のいずれもが、第１基板２よりも液晶層４の側に配されている。つまり、吸収型偏光層５および反射型偏光層６の両方とも、イン・セル化されている。

また、第１基板２よりも液晶層４の側には、光を反射する反射層１６が形成されている。この反射層１６は、第１基板２と液晶層４との間に、選択的にパターン形成されたものであり、その形成領域を入射する外光を反射して画像表示を行う反射表示部１７として機能させ、非形成領域をバックライト１からの光を透過させて画像表示を行う透過表示部１８として機能させるようになっている。
なお、反射層１６については、その表面で光散乱させて、拡散反射を行うために、凹凸形状に形成することが考えられる。さらに、反射層１６については、ベタ膜状のものとして、ワイヤーグリッドにより形成される反射型偏光層６と同一層（同一レイヤー）に形成することが考えられる。

図６は、半透過半反射型の液晶表示装置の表示面の構成例を示す平面図である。
図例のように、本実施形態における液晶表示装置では、反射層１６がパターン形成されているので、１つの画素にそれぞれ反射表示部１７と透過表示部１８とを有する半透過半反射型の画像表示が実現されることになる。
ただし、その場合であっても、少なくとも透過表示部１８については、第３の実施の形態の場合と同様に、吸収型偏光層５および反射型偏光層６の両方が配されていることになる。したがって、光リサイクルを可能にして光利用効率の向上を図りつつ、その場合であってもネガポジ反転の状態が生じることなく、特に外光下での視認性を向上させることができる。
しかも、反射特性に関しては、反射表示部１７が並設されているので、当該反射表示部１７の作用によっても高い反射輝度を得ることができ、外光下での視認性をより一層向上させることができるようになる。

また、本実施形態における液晶表示装置では、反射型偏光層６が透過表示部１８のみに配されており、反射表示部１７には形成されていない。したがって、半透過半反射型の画像表示を実現する場合において、これを実現可能にするための反射層１６については、反射型偏光層６とは別に、すなわち当該反射型偏光層６の影響を受けることなく、形成することが可能となる。つまり、反射層１６の形成にあたり、その自由度を十分に確保し得るようになる。

また、本実施形態における液晶表示装置では、反射表示部１７における反射層１６が、凹凸形状に形成されている。したがって、その表面で光散乱させて拡散反射を行うことになるので、凹凸形状がない場合に比べて、反射層１６での光反射率を向上させることが可能となり、この点でも外光下での視認性向上に寄与することになる。

また、本実施形態における液晶表示装置では、反射型偏光層６はワイヤーグリッドにより、反射層１６はベタ膜として、それぞれが同一層に形成されている。したがって、液晶表示装置の製造過程において、反射型偏光層６および反射層１６を同一の形成工程で形成することが可能となり、その結果として製造効率の向上を実現可能となる。

その場合、反射型偏光層６および反射層１６の形成は、ナノインプリントを利用して併せて行うことが考えられる。ナノインプリントは、いわゆる型押しで微細構造パターンを転写する簡便な技術であり、なおかつ従来の光リソグラフィーや電子ビームリソグラフィーのように光源やレンズ、マスクセット、電子銃等が不要であるため、低コストかつ量産性の高いリソグラフィー技術として注目されている。

ここで、ナノインプリントを利用した液晶表示装置の製造方法について、特に反射型偏光層６および反射層１６の形成工程を例に挙げて説明する。
図７は、ワイヤーグリッドによる反射型偏光層６を、ナノインプリントを利用して形成する場合の手順の一例を示す説明図である。ワイヤーグリッドによる反射型偏光層６の形成にあたっては、先ず、図７（ａ）に示すように、第１基板２上に樹脂層１９を形成する。そして、図７（ｂ）に示すように、その樹脂層１９に対する型押しを行って、図７（ｃ）に示すように、その樹脂層１９への微細構造パターンの転写を行う。その後は、図７（ｄ）に示すように、転写した微細構造パターンに対して、例えば斜方蒸着法と呼ばれる蒸着法を用いて、ワイヤーグリッドの形成材料となる金属膜（例えば、アルミニウム膜）を成膜する。これにより、第１基板２上には、ワイヤーグリッドによる反射型偏光層６が形成されることになる。
図８は、ワイヤーグリッドによる反射型偏光層６とベタ膜状の反射層１６とを、ナノインプリントを利用して併せて形成する場合の手順の一例を示す説明図である。図例の場合においても、先ず、図８（ａ）に示すように、第１基板２上に樹脂層１９を形成する。そして、図８（ｂ）に示すように、その樹脂層１９に対する型押しを行って、図８（ｃ）に示すように、その樹脂層１９への構造パターンの転写を行う。このときに転写される構造パターンには、反射型偏光層６となるワイヤーグリッドを形成するための微細パターンと、反射層１６となる部分の凹凸形状に対応した凹凸パターンとの、両方が含まれているものとする。その後は、図８（ｄ）に示すように、転写した構造パターンに対して、例えば斜方蒸着法と呼ばれる蒸着法を用いて、ワイヤーグリッドおよび反射層１６の形成材料となる金属膜（例えば、アルミニウム膜）を成膜する。このとき、微細パターンの転写部分については、凸形状の頂部のみに金属膜が成膜されるが、凹凸パターンの転写部分では、ベタ膜状に金属膜が成膜される。これにより、第１基板２上には、ワイヤーグリッドによる反射型偏光層６と、凹凸形状を有したベタ膜状の反射層１６とが、併せて形成されることになる。

このように、ナノインプリントを利用して反射型偏光層６および反射層１６を形成すれば、これらを同一の形成工程で形成することになり、製造効率の向上が図れるようになる。しかも、ナノインプリントを利用することで、光リソグラフィーや電子ビームリソグラフィー等の場合のような光源、レンズ、マスクセット、電子銃等が不要となるため、低コストで高い量産性を実現することも可能になる。

なお、本実施形態では、反射型偏光層６と反射層１６とを同一層（同一レイヤー）に形成する場合を例に挙げたが、これらは必ずしも同一レイヤーに存在している必要はなく、それぞれが別レイヤーに形成されていても構わない。
図９は、第４の実施の形態における液晶表示装置の他の構成例を具体的に示す側断面図であり、反射型偏光層６と反射層１６とが別レイヤーに形成されている場合の具体的な構成例を示すものである。なお、図中において、図５と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
図例の液晶表示装置では、反射表示部１７における透明電極１１の上面側（液晶層４の側）に反射層１６が形成されており、これら透明電極１１および反射層１６によっていわゆる反射電極が構成されている。
このような構成であっても、透過表示部１８に吸収型偏光層５および反射型偏光層６の両方が配されているので、光利用効率の向上を図ることができ、またネガポジ反転の状態が生じることなく、特に外光下での視認性を向上させることができる。しかも、反射特性に関しては、反射表示部１７が並設されているので、当該反射表示部１７の作用によっても高い反射輝度を得ることができ、外光下での視認性をより一層向上させることができるようになる。

〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、ここでは、上述した第４の実施の形態との相違点についてのみ説明する。すなわち、説明のない事項は、第４の実施の形態の場合と同一か、または同様のものが適用可能であるものとする。

図１０は、第５の実施の形態における液晶表示装置の構成例を具体的に示す側断面図であり、ＴＦＴ液晶構造に適用した場合の具体的な構成例を示すものである。なお、図中において、図５と同一の構成要素については、同一の符号を付している。

図例の液晶表示装置では、液晶層４がＦＦＳモードに対応したものとなっている。
そのために、透過表示部１８にはワイヤーグリッドによる反射型偏光層６が、反射表示部１７には凹凸形状を有したベタ膜状の反射層１６が、それぞれ同一層に形成されていることに加え、これらを覆う層間絶縁膜１０上には、コモン電極２０、層間膜２１および画素電極２２が順に形成され、さらにその画素電極２２上に吸収型偏光層５が塗布により形成されている。
一方、第２基板３については、その液晶層４に向かう面上に、カラーフィルタ１３が設けられている。
そして、液晶層４を挟んで第１基板２と第２基板３とを貼り合わせて液晶セルを形成した後に、第２基板３におけるバックライト光の出射側の面上に偏光板７が配設して、液晶表示装置が構成されている。

このような構成の液晶表示装置によれば、ＦＦＳモードで透過および反射の両方の表示が可能となる。すなわち、従来の外付フィルムでは難しい、ＦＦＳモードでの半透過半反射型の画像表示を実現することができる。

しかも、その場合であっても、透過表示部１８に吸収型偏光層５および反射型偏光層６の両方が配されているので、光利用効率の向上を図ることができ、またネガポジ反転の状態が生じることなく、特に外光下での視認性を向上させることができる。しかも、反射特性に関しては、反射表示部１７が並設されているので、当該反射表示部１７の作用によっても高い反射輝度を得ることができ、外光下での視認性をより一層向上させることができるようになる。

なお、本実施形態では、液晶層４がＦＦＳモードに対応したものである場合を例に挙げたが、ＩＰＳモードに対応したものである場合についても全く同様に適用することが可能である。

〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、ここでも、上述した第４の実施の形態との相違点についてのみ説明する。すなわち、説明のない事項は、第４の実施の形態の場合と同一か、または同様のものが適用可能であるものとする。

図１１は、第６の実施の形態における液晶表示装置の構成例を具体的に示す側断面図であり、ＴＦＴ液晶構造に適用した場合の具体的な構成例を示すものである。なお、図中において、図５と同一の構成要素については、同一の符号を付している。

図例の液晶表示装置では、液晶層４がＶＡモードに対応したものとなっている。
そのために、透過表示部１８にはワイヤーグリッドによる反射型偏光層６が、反射表示部１７には凹凸形状を有したベタ膜状の反射層１６が、それぞれ同一層に形成されていることに加え、これらを覆う層間絶縁膜１０上に透明電極１１が形成され、さらにその透明電極１１上に吸収型偏光層５が塗布により形成されている。
一方、第２基板３については、カラーフィルタ１３および対向電極１４に重ねて、液晶層４における液晶分子の配向状態を制御するための配向用突起２３が設けられている。

このような構成の液晶表示装置によれば、液晶層４がＶＡモードに対応したものであっても、いわゆる段差レスで、透過および反射の両方の表示が可能となる。すなわち、ＶＡモードでの半透過半反射型の画像表示を実現する場合であっても、段差レスにより、製造が簡便なものとなる。

しかも、その場合であっても、透過表示部１８に吸収型偏光層５および反射型偏光層６の両方が配されているので、光利用効率の向上を図ることができ、またネガポジ反転の状態が生じることなく、特に外光下での視認性を向上させることができる。しかも、反射特性に関しては、反射表示部１７が並設されているので、当該反射表示部１７の作用によっても高い反射輝度を得ることができ、外光下での視認性をより一層向上させることができるようになる。

〔第７の実施の形態〕
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。なお、ここでは、上述した第６の実施の形態との相違点についてのみ説明する。すなわち、説明のない事項は、第６の実施の形態の場合と同一か、または同様のものが適用可能であるものとする。

図１２は、第７の実施の形態における液晶表示装置の構成例を具体的に示す側断面図であり、ＴＦＴ液晶構造に適用した場合の具体的な構成例を示すものである。なお、図中において、図１１と同一の構成要素については、同一の符号を付している。

図例の液晶表示装置は、液晶層４がＶＡモードに対応したものであり、透過表示部１８にはワイヤーグリッドによる反射型偏光層６が、反射表示部１７には凹凸形状を有したベタ膜状の反射層１６が、それぞれ同一層に形成されている。

そして、透過表示部１８における反射型偏光層６上には、反射防止膜２４が形成されている。この反射防止膜２４は、外光が入射されると、これを吸収して、反射型偏光層６で反射するのを防止するためのものである。すなわち、吸収型偏光層５と略同様の作用を奏するものである。したがって、反射防止膜２４ではなく、吸収型偏光層５を用いるようにしても構わない。なお、反射防止膜２４は、反射型偏光層６上にのみ、すなわち透過表示部１８にのみ、形成されているものとする。

一方、第２基板３の側には、反射表示部１７にのみ、カラーフィルタ１３に重ねてλ／４位相差層２５が形成されており、さらにこのλ／４位相差層２５に重ねて対向電極１４が形成されている。なお、λ／４位相差層２５は、公知技術を利用して形成されたものであればよいため、ここではその詳細な説明を省略する。

このような構成の液晶表示装置によれば、液晶層４がＶＡモードに対応したものであっても、透過および反射の両方の表示が可能となる。しかも、その場合であっても、透過表示部１８に吸収型偏光層５および反射防止膜２４（または反射型偏光層６）の両方が配されているので、光利用効率の向上を図ることができ、またネガポジ反転の状態が生じることなく、特に外光下での視認性を向上させることができる。しかも、反射特性に関しては、反射表示部１７が並設されているので、当該反射表示部１７の作用によっても高い反射輝度を得ることができ、外光下での視認性をより一層向上させることができるようになる。

また、本実施形態における液晶表示装置では、反射表示部１７にλ／４位相差層２５が形成されている。したがって、反射表示部１７においては、吸収型偏光層５が形成されていなても、反射表示を行うことが可能となる。

〔第８の実施の形態〕
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。なお、ここでも、上述した第６の実施の形態との相違点についてのみ説明する。すなわち、説明のない事項は、第６の実施の形態の場合と同一か、または同様のものが適用可能であるものとする。

図１３は、第８の実施の形態における液晶表示装置の概略構成例を示す側断面図である。なお、図中において、図１１と同一の構成要素については、同一の符号を付している。

図例のように、本実施形態で例に挙げる液晶表示装置では、第１基板２よりも液晶層４の側に、反射表示部１７および透過表示部１８のそれぞれに対応するように、反射型偏光層６ａ，６ｂが配されている。ただし、反射表示部１７に対応する反射型偏光層６ａと、透過表示部１８に対応する反射型偏光層６ｂとでは、それぞれの偏光軸が互いに異なるように形成されている。

図１４は、偏光軸相違の一具体例を示す平面図である。反射型偏光層６ａ，６ｂは、例えばワイヤーグリッドにより形成されている場合であれば、そのワイヤーグリッドを構成する金属線の延びる方向（以下、単に「ワイヤーグリッド方向」という。）によって、その偏光軸が特定されることになる。したがって、反射型偏光層６ａと反射型偏光層６ｂで、それぞれのワイヤーグリッド方向を相違させれば、それぞれにおける偏光軸を互いに相違させることが可能になる。具体的には、図例のように、反射型偏光層６ａと反射型偏光層６ｂでワイヤーグリッド方向が直交する関係となるように、それぞれを構成することが考えられる。

また図１３において、透過表示部１８には、反射型偏光層６ｂ上に、吸収型偏光層５が塗布により形成されている。この吸収型偏光層５は、その偏光軸が、反射型偏光層６ｂの偏光軸と一致するように形成されているものとする。
一方、反射表示部１７については、吸収型偏光層５が形成されていない。ただし、反射型偏光層６ａよりもバックライト１の側には、吸収層２６が形成されているものとする。この吸収層２６は、光を吸収する機能を有したものであればよく、その形成材料や層厚等が限定されることはない。

このような構成の液晶表示装置によれば、液晶層４がＶＡモードに対応したものであっることから、電圧がＯＦＦのときに、透過表示部１８では、反射型偏光層６ｂおよび吸収型偏光層５を透過した光がクロスニコルの偏光板７に吸収されて、黒表示状態となる。また、反射表示部１７では、偏光板７を透過した光が反射型偏光層６ａを透過し、その下側に配置された吸収層２６に吸収されて、黒表示状態となる。
これに対して、電圧がＯＮのときに、透過表示部１８では、偏光がλ／２回転して、白表示状態となる。また、反射表示部１７では、反射型偏光層６ａで反射することになるので、白表示状態となる。
このように、反射型偏光層６ａ，６ｂのそれぞれで偏光軸を略９０°相違させることにより、かかる構成の液晶表示装置では、反射表示部１７と透過表示部１８とで、ＯＮ、ＯＦＦを合わせることが可能となる。つまり、それぞれの偏光軸を互いに相違させることで、半透過半反射型の画像表示が実現可能となる。

しかも、その場合であっても、透過表示部１８に吸収型偏光層５および反射型偏光層６ｂの両方が配されているので、光利用効率の向上を図ることができ、またネガポジ反転の状態が生じることなく、特に外光下での視認性を向上させることができる。しかも、反射特性に関しては、反射表示部１７が並設されているので、当該反射表示部１７の作用によっても高い反射輝度を得ることができ、外光下での視認性をより一層向上させることができるようになる。

なお、上述した第１〜第８の実施の形態では、本発明の好適な実施具体例を説明したが、本発明はその内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の概略構成例を示す側断面図である。 本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の構成例をさらに具体的に示す側断面図である。 本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置の概略構成例を示す側断面図である。 本発明の第３の実施の形態の液晶表示装置の概略構成例を示す側断面図である。 本発明の第４の実施の形態における液晶表示装置の構成例を具体的に示す側断面図である。 半透過半反射型の液晶表示装置の表示面の構成例を示す平面図である。 ワイヤーグリッドによる反射型偏光層を、ナノインプリントを利用して形成する場合の手順の一例を示す説明図である。 ワイヤーグリッドによる反射型偏光層とベタ膜状の反射層とを、ナノインプリントを利用して併せて形成する場合の手順の一例を示す説明図である。 本発明の第４の実施の形態における液晶表示装置の他の構成例を具体的に示す側断面図である。 本発明の第５の実施の形態における液晶表示装置の構成例を具体的に示す側断面図である。 本発明の第６の実施の形態における液晶表示装置の構成例を具体的に示す側断面図である。 本発明の第７の実施の形態における液晶表示装置の構成例を具体的に示す側断面図である。 本発明の第８の実施の形態の液晶表示装置の概略構成例を示す側断面図である。 図１３の液晶表示装置における偏光軸相違の一具体例を示す平面図である。

符号の説明

２…第１基板、３…第２基板、４…液晶層、５…吸収型偏光層、６，６ａ，６ｂ…反射型偏光層、１６…反射層、１７…反射表示部、１８…透過表示部、２５…λ／４位相差層

Claims (13)

1. バックライト光の入射側に位置する第１基板と、
   前記バックライト光の出射側に位置する第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に配置される液晶層と、
   前記液晶層よりも前記バックライト光の入射側に配されて、当該バックライト光における所定偏光成分を吸収し、当該所定偏光成分に直交する偏光成分を透過させる吸収型偏光層と、
   前記吸収型偏光層よりもさらに前記バックライト光の入射側に配されて、当該バックライト光における前記所定偏光成分を反射し、当該所定偏光成分に直交する偏光成分を透過させる反射型偏光層と
   を備える液晶表示装置。
2. 前記吸収型偏光層は、塗布により形成されたものである
   請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記反射型偏光層は、ワイヤーグリッドにより形成されたものである
   請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記吸収型偏光層は、前記第１基板よりも前記液晶層の側に配されている
   請求項１記載の液晶表示装置。
5. 前記反射型偏光層は、前記第１基板よりも前記バックライト光の入射側に配されている
   請求項１記載の液晶表示装置。
6. 前記反射型偏光層は、前記第１基板よりも前記液晶層の側に配されており、
   前記吸収型偏光層は、前記反射型偏光層よりもさらに前記液晶層の側に配されている
   請求項１記載の液晶表示装置。
7. 前記第１基板と前記液晶層との間にパターン形成され、その形成領域を反射表示部とし、非形成領域を透過表示部とする反射層を備えるとともに、
   少なくとも前記透過表示部には、前記吸収型偏光層および前記反射型偏光層が配されている
   請求項１記載の液晶表示装置。
8. 前記反射型偏光層は、前記透過表示部のみに配されている
   請求項７記載の液晶表示装置。
9. 前記反射層は、凹凸形状に形成されている
   請求項７記載の液晶表示装置。
10. 前記反射型偏光層は、前記第１基板よりも前記液晶層の側に、前記透過表示部のみに対応して、配されているとともに、
    前記反射型偏光層はワイヤーグリッドにより、前記反射層はベタ膜として、それぞれ同一層に形成されている
    請求項７記載の液晶表示装置。
11. 前記反射表示部には、λ／４位相差層が形成されている
    請求項１０記載の液晶表示装置。
12. 前記反射型偏光層は、前記第１基板よりも前記液晶層の側に、前記反射表示部および前記透過表示部のそれぞれに対応して、配されているとともに、
    前記反射表示部に対応する前記反射型偏光層と、前記透過表示部に対応する前記反射型偏光層とで、偏光軸が異なるように形成されている
    請求項７記載の液晶表示装置。
13. バックライト光の入射側に位置する第１基板と、
    前記バックライト光の出射側に位置する第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に配置される液晶層と、
    前記第１基板と前記液晶層との間にパターン形成され、その形成領域を反射表示部とし、非形成領域を透過表示部とする反射層と、
    少なくとも前記透過表示部に対応して、前記液晶層よりも前記バックライト光の入射側に配されて、当該バックライト光における所定偏光成分を吸収し、当該所定偏光成分に直交する偏光成分を透過させる吸収型偏光層と、
    前記透過表示部のみに対応して、前記吸収型偏光層よりもさらに前記バックライト光の入射側で、前記第１基板よりも前記液晶層の側に配されて、当該バックライト光における前記所定偏光成分を反射し、当該所定偏光成分に直交する偏光成分を透過させる反射型偏光層と
    を備える液晶表示装置の製造過程にて、
    前記反射型偏光層はワイヤーグリッドにより、前記反射層は凹凸形状を有したベタ膜として、それぞれナノインプリントを利用して併せて形成する同一の形成工程
    を含む液晶表示装置の製造方法。

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