JP2015161926A - 液晶表示装置及び電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】意匠性の高い液晶表示装置及び電子装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、偏光層と、第１基板部と、第２基板部と、液晶層と、を含む液晶表示装置が提供される。第１基板部は、偏光層の側の第１面と、第１面とは反対側の第２面と、を有する。第１基板部は、第１面に配置された光反射性の第１画素電極及び第２画素電極と、第１画素電極及び第２画素電極と重ならない開口領域と、を含む。第２基板部は、第１基板部と偏光層との間に設けられ、第１基板部側の第３面と、第３面とは反対側の第４面と、を有する。第２基板部は、第３面に設けられた光透過性の対向電極を含む。液晶層は、第１面と第３面との間に設けられる。第２面から第１基板部に入射し、開口領域及び液晶層を通過した第１光の少なくとも一部は、第２基板部を介して第４面から出射可能である。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置及び電子装置に関する。

液晶表示装置が種々の用途に用いられている。意匠性の向上が求められる。

特開２００４−３０２２９４号公報

本発明の実施形態は、意匠性の高い液晶表示装置及び電子装置を提供する。

本発明の実施形態によれば、偏光層と、第１基板部と、第２基板部と、液晶層と、を含む液晶表示装置が提供される。前記第１基板部は、前記偏光層の側の第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有する。前記第１基板部は、前記第１面に配置された光反射性の第１画素電極及び第２画素電極と、前記第１画素電極及び前記第２画素電極と重ならない開口領域と、を含む。前記第２基板部は、前記第１基板部と前記偏光層との間に設けられ、前記第１基板部側の第３面と、前記第３面とは反対側の第４面と、を有する。前記第２基板部は、前記第３面に設けられた光透過性の対向電極を含む。前記液晶層は、前記第１面と前記第３面との間に設けられる。前記第２面から前記第１基板部に入射し、前記開口領域及び前記液晶層を通過した第１光の少なくとも一部は、前記第２基板部を介して前記第４面から出射可能である。

本発明の実施形態によれば、意匠性の高い液晶表示装置及び電子装置が提供される。

第１の実施形態に係る液晶表示装置を例示する模式的断面図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の液晶表示装置を例示する模式的平面図である。 第１の実施形態に係る別の液晶表示装置を例示する模式的断面図である。 第２の実施形態に係る液晶表示装置を例示する模式的断面図である。 図５（ａ）〜図５（ｄ）は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の一部を例示する模式図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の特性を例示する模式的平面図である。 図７（ａ）〜図７（ｃ）は、第３の実施形態に係る液晶表示装置を例示する模式的断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に相当し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置を例示する模式的断面図である。
図１に表したように、本実施形態に係る液晶表示装置１１０は、偏光層５２と、第１基板部１０ｕと、第２基板部２０ｕと、液晶層３０と、を含む。

偏光層５２から第１基板部１０ｕに向かう方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向とＸ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向とする。

偏光層５２は、例えば、Ｘ−Ｙ平面に沿って延在する。

第１基板部１０ｕは、第１面１０ａと、第２面１０ｂと、を有する。第１面１０ａは、偏光層５２の側の面である。第２面１０ｂは、第１面１０ａとは反対側の面である。

第１面１０ａ及び第２面１０ｂは、Ｚ軸方向に対して交差する。この例では、第１面１０ａ及び第２面１０ｂは、Ｘ−Ｙ平面に対して平行である。

第１基板部１０ｕは、複数の画素電極１０ｅ（例えば、第１画素電極１１及び第２画素電極１２など）を含む。複数の画素電極１０ｅは、第１面１０ａ内に配置される。複数の画素電極１０ｅは、光反射性である。

第１基板部１０ｕは、開口領域１５ｏを含む。開口領域１５ｏは、（Ｘ−Ｙ平面に投影したときに）第１画素電極１１及び第２画素電極１２と重ならない。この例では、開口領域１５ｏは、画素間領域１５を含む。画素間領域１５は、第１画素電極１１と第２画素電極１２との間の領域である。画素間領域１５は、複数の画素電極１０ｅどうしの間の領域である。後述するように、画素電極に開口部が設けられ、この開口部が開口領域１５ｏとなっても良い。

第２基板部２０ｕは、第１基板部１０ｕと偏光層５２との間に設けられる。第２基板部２０ｕは、第３面２０ａと、第４面２０ｂと、を有する。第３面２０ａは、第１基板部１０ｕ側の面である。第４面２０ｂは、第３面２０ａとは反対側の面である。第３面２０ａは、例えば、第１面１０ａに対向する。第２基板部２０ｕは、対向電極２１（コモン電極）を含む。対向電極２１は、第３面２０ａ上に設けられる。対向電極２１は、光透過性である。

液晶層３０は、第１面１０ａと第３面２０ａとの間に設けられる。液晶層３０の一部は、複数の画素電極１０ｅと対向電極２１との間に配置される。液晶層３０の別の一部は、第１基板部１０ｕの開口領域１５ｏ（例えば画素間領域１５）と、対向電極２１と、の間に配置される。

液晶層３０は、画素部３０ｄ（例えば、第１画素部３１及び第２画素部３２など）を有する。第１画素部３１は、第１画素電極１１と第２基板部２０ｕとの間に配置される。第２画素部３２は、第２画素電極１２と第２基板部２０ｕとの間に配置される。液晶層３０は、非画素部３０ｎをさらに含む。非画素部３０ｎは、開口領域１５ｏ（例えば画素間領域１５）と第２基板部２０ｕとの間に配置される。

液晶層３０には、例えば、ネマティック液晶が用いられる。液晶層３０に含まれる液晶３５は、長軸方向３５Ｄ（ダイレクタ）を有する。液晶３５の長軸方向３５Ｄは、液晶層３０に印加される電圧に応じて変化する。すなわち、電圧に応じて液晶層３０の液晶配向が変化する。液晶配向の変化に伴って、例えば、液晶層３０の実効的な複屈折率（リタデーション）が変化する。実効的な複屈折率の変化が、偏光層５２により、光の明るさに変換される。これにより、表示が行われる。液晶配向の変化に伴って、旋光性（光学活性）が変化しても良い。

液晶表示装置１１０においては、観視者８０は、偏光層５２の側から、液晶表示装置１１０の表示を観視する。観視者８０と第１基板部１０ｕとの間に、偏光層５２が配置される。偏光層５２の側（第４面２０ｂの側）が、表側に対応する。第２面１０ｂの側が、裏側に対応する。液晶表示装置１１０は、例えば、反射型の表示装置である。

例えば、表側から、光（例えば、第３光Ｌ３）が液晶表示装置１１０に入射する。この光は、偏光層５２、第２基板部２０ｕ、液晶層３０を通過して、画素電極１０ｅ（例えば第１画素電極１１）に入射する。画素電極１０ｅに入射した第３光Ｌ３は、画素電極１０ｅで反射する。反射した第３光Ｌ３が、液晶層３０、第２基板部２０ｕ及び偏光層５２を通過して、表側から外部に出射する。

液晶層３０に印加される電圧に応じて、画素部３０ｄ（例えば第１画素部３１）において、液晶配向が変化し、画素部３０ｄにおける光学特性（例えば実効的な複屈折率、例えば、リタデーション）が変化する。光学特性の変化に応じて、偏光層５２を通過して外部に出射する第３光Ｌ２の明るさが変化する。画素部３０ｄにおける明るさが、電圧に応じて変化し、表示が行われる。

例えば、第１状態において、第１画素電極１１と対向電極２１との間の電位差が第１電圧とされる。このとき、偏光層５２と、液晶層３０のうちの第１画素電極１１と対向電極２１との間の第１画素部３１と、を通過して第１画素電極１１に入射して第１画素電極１１で反射し第１画素部３１及び偏光層５２を通過する第３光Ｌ３の強度を第１強度とする。

第２状態において、第１画素電極１１と対向電極２１との間の電位差が第２電圧とされる。第２電圧を第１電圧とは異なる。このとき、偏光層５２と、液晶層３０のうちの第１画素電極１１と対向電極２１との間の第１画素部３１と、を通過して、第１画素電極１１に入射して第１画素電極１１で反射し第１画素部３１及び偏光層５２を通過する第４光の強度を第２強度とする。

第１強度は、第２強度とは異なる。例えば、第２電圧の実効値は、第１電圧の実効値よりも大きい。例えば、第１状態はオフ状態である。第２状態はオン状態である。例えば、第１強度は、第２強度よりも低い。すなわち、例えば、ノーマリダーク（ノーマリブラック）の表示が行われる。例えば、第１強度は、第２強度よりも高い。すなわち、例えば、ノーマリブライト（ノーマリホワイト）の表示が行われる。

一方、第２面１０ｂから第１基板部１０ｕに第１光Ｌ１が入射する。第１光Ｌ１は、開口領域１５ｏ（例えば画素間領域１５）及び液晶層３０を通過する。第１光Ｌ１の少なくとも一部は、第２基板部２０ｕを介して、第４面２０ｂから出射可能である。

液晶表示装置１１０においては、開口領域１５ｏ（例えば画素間領域１５）から、裏面にある物体などの像が観視可能である。

例えば、構造体１５０が、裏面側に設けられる。すなわち構造体１５０と、液晶層３０と、の間に第１基板部１０ｕが配置される。構造体１５０は、第１基板部１０ｕと接しても良い。構造体１５０は、第１基板部１０ｕと離間しても良い。

例えば、構造体１５０は、電子部品でも良い。機械部品でも良い。構造体１５０は、絵や写真でも良い。構造体１５０は任意である。構造体１５０から出射する光が、開口領域１５ｏ（例えば画素間領域１５）を通過可能である。

構造体１５０は、発光しても良い。すなわち、構造体１５０は、第１光Ｌ１を放出しても良い。構造体１５０から放出された第１光Ｌ１が、開口領域１５ｏ（例えば画素間領域１５）を通過する。

構造体１５０が反射性でも良い。構造体１５０で反射した光が、開口領域１５ｏ（例えば画素間領域１５）を通過しても良い。

図１に例示したように、第２光Ｌ２が、第４面２０ｂから第２基板部２０ｕに入射する。第２光Ｌ２は、液晶層３０及び開口領域１５ｏ（例えば画素間領域１５）を介して第２面１０ｂから出射する。この第２光Ｌ２は、構造体１５０に入射する。第２光Ｌ２のうちの、構造体１５０で反射した光が、第１光Ｌ１となる。この第１光Ｌ１が、開口領域１５ｏ（例えば画素間領域１５）を通過する。

すなわち、外光が構造体１５０に入射して、構造体１５０で反射した光が、開口領域１５ｏ（例えば画素間領域１５）を通過しても良い。

さらに、第１基板部１０ｕと構造体１５０との間の空間から外光が構造体１５０に入射しても良い。構造体１５０で反射した光が、開口領域１５ｏ（例えば画素間領域１５）を通過して、観視者８０に到達する。

液晶表示装置１１０は、この構造体１５０をさらに含んでも良い。構造体１５０は、液晶表示装置１１０とは別に設けられても良い。

例えば、実施形態に係る電子装置３１０は、液晶表示装置１１０と、構造体１５０と、を含む。

実施形態において、構造体１５０は任意である。第１光Ｌ１は、例えば風景の光でも良い。

実施形態に係る液晶表示装置１１０においては、画素電極１０ｅによる表示像と、開口領域１５ｏ（例えば画素間領域１５）を通過する光（第１光Ｌ１）による背景像と、を提供することができる。これにより、意匠性の高い液晶表示装置及び電子装置が提供できる。

この例では、第２基板部２０ｕは、第２基板２０ｓをさらに含む。第２基板２０ｓは、光透過性である。第２基板２０ｓと液晶層３０との間に、対向電極２１が配置される。

一方、第１基板部１０ｕは、第１基板１０ｓと、配線１６（第１配線１６ａ及び第２配線１６ｂなど）と、第１スイッチング素子１７ａと、第２スイッチング素子１７ｂと、絶縁層１８と、をさらに含む。

第１画素電極１１及び第２画素電極１２が、第１基板１０ｓと液晶層３０との間に配置される。第１基板１０ｓは、光透過性である。

第１スイッチング素子１７ａ（例えば、トランジスタまたは非線形抵抗素子など）は、第１基板１０ｓと液晶層３０との間に設けられる。第１スイッチング素子１７ａは、第１画素電極１１と電気的に接続される。

第１配線１６ａは、第１基板１０ｓと液晶層３０との間に設けられる。第１配線１６ａは、第１スイッチング素子１７ａと、電気的に接続される。例えば、第１配線１６ａは、例えば、信号線である。この信号線は、例えば、第１画素電極１１に電荷を供給する。電荷の供給が、第１スイッチング素子１７ａを介して行われる。または、第１配線１６ａは、走査線（ゲート線）でも良い。走査線には、第１スイッチング素子１７ａの動作を制御する信号が入力される。

第２スイッチング素子１７ｂ（例えば、トランジスタまたは非線形抵抗素子など）は、第１基板１０ｓと液晶層３０との間に設けられる。第２スイッチング素子１７ｂは、第２画素電極１２と電気的に接続される。

第２配線１６ｂは、第１基板１０ｓと液晶層３０との間に設けられる。第２配線１６ｂは、第２スイッチング素子１７ｂと、電気的に接続される。例えば、第２配線１６ｂは、例えば、信号線、または、走査線（ゲート線）である。

絶縁層１８は、第１配線１６ａと第１画素電極１１との間に設けられる。絶縁層１８は、第２配線１６ｂと第２画素電極１２との間にさらに設けられる。

第１配線１６ａの少なくとも一部は、第１画素電極１１と第１基板１０ｓとの間に位置する。第２配線１６ｂの少なくとも一部は、第２画素電極１２と第１基板１０ｓとの間に位置する。

第１基板部１０ｕにおいては、配線１６（及びスイッチング素子）が、絶縁層１８により覆われる。絶縁層１８の上に、画素電極１０ｅが設けられる。絶縁層１８により、配線１６と画素電極１０ｅとが絶縁される。これにより、画素電極１０ｅの面積率を向上できる。これにより、表示の明るさが向上できる。高いコントラスト比が得られる。

実施形態において、光（第１光Ｌ１、第２光Ｌ２、第３光Ｌ４、第４光など）は、可視光を含む。可視光の波長は、例えば、３８０ナノメートル（ｎｍ）以上７００ｎｍである。

実施形態において、第１基板１０ｓ及び第２基板２０ｓには、ガラス基板または樹脂基板が用いられる。

対向電極２１には、例えば、光透過性の導電材料が用いられる。対向電極２１には、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＴｉよりなる群から選択された少なくともいずれかの元素を含む酸化物が用いられる。対向電極２１には、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などが用いられる。対向電極２１には、例えば、光透過性の薄い金属層を用いても良い。

対向電極２１は、光透過性である。光透過性の部材（第１基板１０ｓ、第２基板２０ｓ及び対向電極２１など）においては、透過率が、反射率よりも高い。光透過性の部材においては、透過率は、吸収率よりも高い。

画素電極１０ｅには、例えば、アルミニウムなどが用いられる。画素電極１０ｅは、光反射性である。光反射性の部材（画素電極１０ｅなど）においては、反射率が透過率よりも高い。光反射性の部材においては、例えば、反射率は、吸収率よりも高い。

例えば、画素電極１０ｅ（第１画素電極１１及び第２画素電極１２など）は、鏡面反射性である。例えば、画素電極１０ｅに入射して反射する光の偏光特性は、反射により実質的に変化しない。例えば、画素電極１０ｅにおいて、拡散反射性が高い場合は、反射光の偏光特性は、入射光の偏光特性から変化する場合がある。例えば、反射により偏光性が劣化すると、表示のコントラスト比が低下する場合がある。画素電極１０ｅが鏡面反射性の場合に、高いコントラスト比を得やすい。

画素電極１０ｅの表面は、比較的平坦である。これにより、鏡面反射性が得易い。

第１基板部１０ｕ及び第２基板部２０ｕのそれぞれは、配向膜（図示しない）をさらに含んでも良い。例えば、配向膜は、画素電極１０ｅ及び対向電極２１のそれぞれを覆う。配向膜は、液晶層３０の液晶を配向させる。配向膜には、例えば、ポリイミドなどの有機膜が用いられる。配向膜の特性（例えば異方性）により、液晶層３０の配向が定まる。例えば、配向膜にラビング処理が施される。配向膜には、例えば光配向処理などにより、異方性が設けられても良い。

液晶層３０には、例えば、ネマティック液晶が用いられる。液晶層３０は、カイラル剤を含んでも良い。液晶層３０の厚さｔＬＣは、例えば、画素電極１０ｅを覆う配向膜と、対向電極２１を覆う配向膜と、の間のＺ軸方向に沿った距離である。

液晶層３０は、第１部分ＬＣａと、第２部分ＬＣｂと、第３部分ＬＣｃと、を含む。対向電極２１と第１部分ＬＣａとの間に、第２部分ＬＣｂが配置される。第１部分ＬＣａと第２部分ＬＣｂとの間に第３部分ＬＣｃが配置される。第１部分ＬＣａは、液晶層３０のうちの、第１基板部１０ｕの側の部分である。第２部分ＬＣｂは、液晶層３０のうちの、第２基板部２０ｕの側の部分である。第３部分ＬＣｃは、中央部分である。

例えば、液晶層３０の誘電異方性は、正でも負でも良い。以下では、説明を簡単にするために、液晶層３０の誘電異方性が正である例について説明する。

例えば、液晶層３０に電圧が印加されない場合（初期状態）において、液晶層３０の液晶３５の長軸方向３５Ｄは、Ｘ−Ｙ平面に実質的に沿っている。例えば、液晶３５のプレチルト角（長軸方向３５ＤとＸ−Ｙ平面との間の角度）は、１０度以下であり、例えば、約５度である。液晶層３０に電圧を印加すると、液晶のチルト角が大きくなる。電圧印加時に、例えば、液晶層３０のうちの第３部分ＬＣｃにおいては、チルト角は約９０度になる。なお、液晶層３０の誘電異方性が負のときは、プレチルト角は、例えば、７０度以上９０度以下である。実施形態において、プレチルト角は任意である。

第１部分ＬＣａにおける液晶の配向方向（長軸方向３５Ｄ、液晶ダイレクタ方向）は、例えば、第１基板部１０ｕの配向膜の配向処理方向（例えば、ラビング方向）によって定まる。第２部分ＬＣｂにおける液晶の配向処理方向（長軸方向３５Ｄ、液晶ダイレクタ方向）は、例えば、第２基板部２０ｕの配向膜の配向方向（例えばラビング方向）によって定まる。

例えば、配向膜の配向処理方向（例えば、ラビング方向）に関する情報は、偏光を用いて配向膜を解析することで得られる。例えば、配向膜の配向処理方向に関する情報は、配向処理の不均一性（例えばラビング傷など）を観察することで得られる。例えば、画素電極１０ｅと対向電極２１との間に直流を含む電圧を印加することで、配向処理の不均一に基づく筋が見易くなる場合がある。この筋に基づいて、配向処理方向（及び長軸方向３５Ｄ）を求めることができる。

例えば、第１基板部１０ｕにおける配向処理方向を求めることで、第１部分ＬＣａにおける液晶の配向方向（長軸方向３５Ｄ）が求められる。第１部分ＬＣａにおける液晶の配向方向は、第１基板部１０ｕにおける配向処理方向に沿う。同様に、例えば、第２基板部２０ｕにおける配向処理方向を求めることで、第２部分ＬＣｂにおける液晶の配向方向（長軸方向３５Ｄ）が求められる。すなわち、第２部分ＬＣｂにおける液晶の配向方向は、第２基板部２０ｕにおける配向処理方向に沿う。

第１基板部１０ｕに設けられる配線１６（第１配線１６ａ及び第２配線１６ｂ）には、例えば、金属膜が用いられる。

第１スイッチング素子１７ａ及び第２スイッチング素子１７ｂに含まれる半導体層には、例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン、または、酸化物半導体が用いられる。酸化物半導体には、例えば、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及び亜鉛（Ｚｎ）の少なくともいずれかを含む酸化物が用いられる。

絶縁層１８には、例えば、樹脂材料を用いることができる。樹脂材料として、例えば、アクリル樹脂及びポリイミド樹脂の少なくともいずれかが用いられる。絶縁層１８は、光吸収性を有していても良い。これにより、例えば、画素間領域１５における光の透過が抑制される。一方、絶縁層１８の光透過性が高い場合、絶縁層１８において、高い加工精度を得易い。絶縁層１８は、樹脂層と、無機層と、の積層膜を用いても良い。無機層として、例えば、窒化シリコン、酸窒化シリコン、及び、酸化シリコンの少なくともいずれかが用いられる。

偏光層５２には、偏光膜、または、偏光板などが用いられる。例えば、偏光層５２のそれぞれは、粘着層を含んでも良い。粘着層により、偏光層５２が第２基板部２０ｕに固定される。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の液晶表示装置を例示する模式的平面図である。
これらの図は、配線及び画素電極１０ｅを例示している。

図２（ａ）に表したように、液晶表示装置１１０及び電子装置３１０において、第１配線１６ａ及び第２配線１６ｂが設けられる。第１配線１６ａ及び第２配線１６ｂは、例えば、信号線である。液晶表示装置１１０において、第３配線１６ｃ及び第４配線１６ｄがさらに設けられる。第３配線１６ｃ及び第４配線１６ｄは、第１配線１６ａ及び第２配線１６ｂと交差する。第３配線１６ｃ及び第４配線１６ｄは、例えば、ゲート線である。複数の画素電極１０ｅの間に、画素間領域１５（開口領域１５ｏ）が設けられる。

図２（ｂ）に表したように、実施形態に係る別の液晶表示装置１１０ａ及び電子装置３１０ａにおいては、画素電極１０ｅに開口部１０ｅｏが設けられている。すなわち、第１画素電極１１は、開口部１０ｅｏを有し、開口領域１５ｏは、この開口部１０ｅｏを含む。第２画素電極１２は、開口部１０ｅｏを有し、開口領域１５ｏは、この開口部１０ｅｏを含む。

開口領域１５ｏは、画素間領域１５及び開口部１０ｅｏの少なくともいずれかを含む。このような開口領域１５ｏを、第１光Ｌ１が通過する。

図３は、第１の実施形態に係る別の液晶表示装置を例示する模式的断面図である。
図３に表したように、本実施形態に係る別の液晶表示装置１１１（及び電子装置３１１）においては、第１位相差層６１と第２位相差層６２とが、さらに設けられている。これ以外は、液晶表示装置１１０と同様なので、説明を省略する。

第１位相差層６１は、液晶層３０と偏光層５２との間に配置される。この例では、第１位相差層６１は、第２基板１０ｓと偏光層５２との間に配置されている。第２位相差層６２は、液晶層３０と偏光層５２との間に配置される。この例では、第２位相差層６２は、第１位相差層６１と偏光層５２との間に配置される。第１位相差層６１及び第２位相差層６２は、第２基板部２０ｕの一部とみなしても良い。第１位相差層６１及び第２位相差層６２が、第２基板部２０ｕとは別体であるとしても良い。

第１位相差層６１として、例えば、１／４波長板が用いられる。第１位相差層６１のリタデーションは、例えば、１００ナノメートル以上１５０ナノメートル以下である。

第２位相差層６２として。例えば、１／２波長板が用いられる。第２位相差層６２のリタデーションは、例えば、２４０ナノメートル以上２９０ナノメートル以下である。

例えば、第１位相差層６１及び第２位相差層６２には、延伸フィルムなどが用いられる。位相差層において、位相差層の複屈折率と、位相差層の厚さと、の積がリタデーションに対応する。リタデーションは、偏光を用いた解析により求めることができる。

第１位相差層６１は、例えば、入射する直線偏光を、実質的に円偏光に変化させる。第２位相差層６２は、例えば、入射する直線偏光の偏光方向を９０度変化させる。

これらの位相差層を用いることで、液晶層３０における光学特性（例えば、実効的な複屈折率）の変化を、光の明るさの変化に変化することが、効率的に行われる。すなわち、明るさを向上し、高いコントラスト比が得られる。波長依存性が小さくなる。

実施形態において、これらの位相差層は、必要に応じて設けられ、省略しても良い。第１位相差層６１を用いることで、例えば、高い明るさと、高いコントラスト比と、が得易くなる。第２位相差層６２を用いることで、例えば、光学特性の波長依存性が改善され、例えば、色づきが抑制される。

実施形態において、液晶層３０の第１部分ＬＣａにおける配向方向とＸ軸方向との間の角度を第１配向角とする。例えば、第１配向角は、８５度以上９５度以下である。この例では、第１配向角は、約９０度である。

液晶層３０の第２部分ＬＣｂにおける配向方向とＸ軸方向との間の角度を第２配向角とする。例えば、第２配向角は、−１４０度以下−１８０度以上である。この例では、第２配向角は、約−１６０度である。

第１配向方向と、第２配向方向と、の間の角度の絶対値（ツイスト角）は、約６０度以上約８０度以下である。この例では、ツイスト角は、７０度である。ツイスト角は、液晶層３０中における液晶３５の長軸方向３５Ｄのツイスト角に相当する。

液晶層３０において、電圧を印加していない場合のリタデーション（プレチルト角は小さく無視する）は、例えば、１８０ｎｍ以上２６０ｎｍ以下である。すなわち、液晶層３０に含まれる液晶の屈折率異方性と、液晶層３０の厚さｔＬＣ（ｎｍ）との積は、１８０ナノメートル以上２６０ナノメートル以下である。

第１位相差層６１の遅延軸と、Ｘ軸方向との間の第１位相差角度は、例えば、２０度以上４０度以下である。この例では、第１位相差角度は、２８．５度である。

第２位相差層６２の遅延軸と、Ｘ軸方向との間の第２位相差角度は、例えば、８５度以上１０５度以下である。この例では、第２位相差角度は、９３．５度である。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る液晶表示装置を例示する模式的断面図である。
図４に表したように、本実施形態に係る液晶表示装置１２０（及び電子装置３２０）においては、光学層６５がさらに設けられている。光学層６５は、偏光層５２と対向電極２１との間に設けられる。これ以外は、液晶表示装置１１０と同様なので説明を省略する。

光学層６５は、第２基板部２０ｕの一部としてみなしても良い。光学層６５は、第２基板部２０ｕとは別体としても良い。

光学層６５は、光学層６５に入射する光の進行方向を変更する。光学層６５は、例えば、光学層６５に入射する光を拡散（例えば散乱）する。例えば、光学層６５は、光学層６５に入射する光の拡散光（例えば散乱光）の強度を、光学層６５に入射する光の方向（Ｘ−Ｙ平面内の方向）に応じて変化させる。光学層６５の構成及び特性の例は、後述する。

光学層６５において、入射する光の偏光特性は、実質的に維持される。光学層６５を用いることで、画素電極１０ｅが比較的高い鏡面反射性を有していた場合においても、画素電極１０ｅにおける像の写り込みが抑制され、見易い表示が可能になる。

光学層６５のヘイズは、例えば、７０％以上９５％以下である。これにより、良好な散乱性が得られ、良好なコントラスト比の表示が提供できる。

図５（ａ）〜図５（ｄ）は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の一部を例示する模式図である。
これらの図は、光学層６５を例示している。図５（ａ）は、光学層６５を例示する模式的断面図である。図５（ｂ）は、光学層６５を例示する模式的平面図である。図５（ｃ）は、別の例の光学層６５を示す模式的平面図である。図５（ｄ）は、光学層６５の別の例を示す模式的断面図である。

図５（ａ）に例示したように、光学層６５は、複数の第１光学部６６と、第２光学部６７と、を含む。複数の第１光学部６６は、Ｘ−Ｙ平面内（第１面１０ａに対して平行な平面内）に配置される。複数の第１光学部６６は、光透過性である。第２光学部６７は、複数の第１光学部６６のうちの任意の２つ間に設けられる。第２光学部６７も光透過性である。この例では、複数の第２光学部６７が設けられている。複数の第１光学部６６と、複数の第２光学部６７と、が交互に配置されている。例えば、複数の第１光学部６６の少なくともいずれかと、第２光学部６７との間の境界６８は、Ｘ−Ｙ平面に対して傾斜している。第２光学部６７の屈折率は、第１光学部６６の屈折率よりも高い、または、低い。

例えば、光学層６５に第１入射方向から入射する光（第１入射光Ｌｉ１）の光学層６５における散乱光の強度は、光学層６５に第２入射方向から入射する光（第２入射光Ｌｉ２）の光学層６５における散乱光の強度とは異なる。ここで、第１入射方向の、Ｘ−Ｙ平面内の方向は、第２入射方向の、Ｘ−Ｙ平面内の方向とは異なる。

例えば、第１入射光Ｌｉ１の光学層６５における散乱光の強度は、第２入射光Ｌｉ２の光学層６５における散乱光の強度よりも高い。例えば、第１入射光Ｌｉ１は光学層６５で散乱されて拡散する。一方、第２入射光Ｌｉ２においては、光学層６５における散乱（拡散）の程度が低く、透過性が高い。例えば、境界６８がＸ−Ｙ平面に対して傾斜していることで、このような散乱特性が得られる。光学層６５は、例えば、異方性散乱層である。光学層６５は、異方性前方散乱フィルムである。

光学層６５においては、例えば、屈折率が高い領域と、低い領域と、が設けられている。光学層６５は、例えば、透明フィルムである。光学層６５においては、光の入射方向によって、例えば、散乱の程度が異なる。光学層６５は、「散乱中心軸」を有する。散乱中心軸は、例えば、図５（ａ）に例示した第１入射光Ｌｉ１の光軸に対応する。散乱中心軸は、例えば、最も散乱する光の入射方向に対応する。

図５（ｂ）に例示したように、複数の第１光学部６６は、帯状である。例えば、第１光学部６６及び第２光学部６７のそれぞれは、Ｚ軸方向に対して交差（例えば直交）する１つの方向に沿って延在する。この例では、光学層６５は、例えば、ルーバ構造タイプである。

図５（ｃ）に例示した別の例では、複数の第１光学部６６は、互いに離間した島状である。この例では、光学層６５は、例えば、柱状構造タイプである。

図５（ｄ）に例示した例では、光学層６５は、複数の層（第１層６５ａ及び第２層６５ｂなど）を含む。これらの層は、Ｚ軸方向に沿って積層されている。第１層６５ａは、Ｘ−Ｙ平面内に配置された光透過性の複数の第１光学部６６ａと、複数の第１光学部６６ａのうちの２つの間に設けられた光透過性の第２光学部６７ａと、を含む。第２光学部６７ａの屈折率は、複数の第１光学部６６ａのそれぞれの屈折率とは異なる。この場合も、複数の第１光学部６６ａの少なくともいずれかと第２光学部６７ａとの間の境界６８ａは、Ｘ−Ｙ面に対して傾斜している。

第２層６５ｂは、Ｘ−Ｙ平面内に配置された光透過性の複数の第３光学部６６ｂと、複数の第３光学部６６ｂのうちの２つの間に設けられた光透過性の第４光学部６７ｂと、を含む。第４光学部６７ｂの屈折率は、複数の第３光学部６６ｂのそれぞれの屈折率とは異なる。複数の第３光学部６６ｂの少なくともいずれかと第４光学部６７ｂとの間の境界６８ｂは、Ｘ−Ｙ面に対して傾斜している。例えば、境界６８ｂの延在方向は、境界６８ａの延在方向に沿っている。例えば、境界６８ｂを含む平面と、境界６８ａを含む平面と、の間の角度は、３０度以下でも良い。光学層６５に複数の層を設けることで、例えば、拡散範囲が拡大する。光学層６５に複数の層を設けることで、着色（例えば、虹色の発生）などが抑制できる。光学層６５に設けられる層の数は、３以上でも良い。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の特性を例示する模式的平面図である。
これらの図は、光学層６５の特性を例示する模式図であり、光学層６５に光が入射したときの光学層６５を通過する光の強度を模式的に例示している。図６（ａ）は、第１入射光Ｌｉ１が入射したときに対応する。この例では、第１入射光Ｌｉ１は、Ｙ−Ｚ平面に沿って光学層６５に入射している。第１入射光Ｌｉ１の入射角（Ｚ軸方向と第１入射光Ｌｉ１との間の角度）は、３０度である。図６（ａ）は、例えば、散乱中心軸に対して平行な方向から光が入射する場合に対応する。図６（ｂ）は、第３入射光Ｌｉ３が入射したときに対応する。この例では、第３入射光Ｌｉ１は、Ｘ−Ｚ平面に沿って光学層６５に入射している。第３入射光Ｌｉ３の入射角（Ｚ軸方向と第３入射光Ｌｉ３との間の角度）は、３０度である。図６（ｂ）は、例えば、散乱中心軸に対して垂直な方向から光が入射する場合に対応する。

これらの図に描かれている同心円は、Ｚ軸方向を基準にした角度（等角度線）に対応する。同心円の中心は、光学層６５から、実質的にＺ軸方向に沿って出射する透過光（垂直出射光）に対応する。これらの図に描かれている明るい領域Ｂ１及びＢ２は、透過光の強度が高い領域である。

図６（ａ）に表したように、例えば、Ｙ軸方向に沿った第１入射光Ｌｉ１においては、垂直出射光の強度が高い。そして、Ｙ−Ｚ平面内で傾斜する方向に出射する透過光の強度も高い。

図６（ｂ）に表したように、例えば、Ｘ軸方向に沿った第３入射光Ｌｉ３においては、垂直出射光の強度が低い。そして、Ｘ−Ｚ平面内で傾斜する方向（垂直方向から傾斜した方向）において、透過光の強度が高い。

このように、光学層６５においては、光学層６５に第１入射方向から入射する光（例えば第１入射光Ｌｉ１）の光学層６５における光の強度は、光学層６５に第２入射方向から入射する光（第２入射光Ｌｉ２または第３入射光Ｌｉ３など）の光学層６５における光の強度とは異なる。光学層６５は、例えば、ライトコントロールフィルムである。

図４に例示したように、光学層６５において、光の進行方向が変化する。光学層６５を設けることにより、裏面からの光は、効率的に表示部（第１基板部１０ｕ、液晶層３０、第２基板部２０ｕ及び偏光層５２）を通過できる。パネルの裏側にある物体（構造体１５０）の観視が容易になる。

（第３の実施形態）
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、第３の実施形態に係る液晶表示装置を例示する模式的断面図である。
図７（ａ）に表したように、本実施形態に係る液晶表示装置１３０（及び電子装置３３０）においては、第２基板部２０ｕに、着色層２５がさらに設けられている。対向電極２１は、着色層２５と液晶層３０との間に配置される。着色層２５と対向電極２１との間に、平坦化層（オーバーコート層）が設けられても良い。これ以外は、液晶表示装置１２０と同様なので説明を省略する。

この例では、着色層２５は、第１着色部２６ｂと、第２着色部２７ｂと、を含む。第１着色部２６ｂは、第１面１０ａ（Ｘ−Ｙ平面でも良い）に投影したときに、画素間領域１５と重なる。第１着色部２６ｂは、第１色を有する。この例では、第２着色部２７ｂは、第１面１０ａ（Ｘ−Ｙ平面でも良い）に投影したときに、画素間領域１５及び第１着色部２６ｂと重なる。第２着色部２７ｂは、第１色とは異なる第２色を有する。

例えば、第１色及び第２色のいずれか一方が、赤であり、いずれか他方が、青である。第１色及び第２色のいずれか一方が、赤であり、いずれか他方が、緑でも良い。第１色及び第２色のいずれか一方が、青であり、いずれか他方が、緑でも良い。

例えば、第１色及び第２色のいずれか一方が、マジェンタであり、いずれか他方が、シアンである。第１色及び第２色のいずれか一方が、マジェンタであり、いずれか他方が、イエローでも良い。第１色及び第２色のいずれか一方が、シアンであり、いずれか他方が、イエローでも良い。

この例では、第１着色部２６ｂ及び第２着色部２７ｂが、画素間領域１５と重なる。第１着色部２６ｂ及び第２着色部２７ｂは、画素間領域１５と重ならなくても良い
この例では、着色層２５は、第１カラーフィルタ２６ａと、第２カラーフィルタ２７ａと、をさらに含む。第１カラーフィルタ２６ａは、第１画素電極１１と偏光層５２との間に設けられる。第１カラーフィルタ２６ａは、例えば、上記の第１色を有する。

第２カラーフィルタ２７ａは、第２画素電極１２と偏光層５２との間に設けられる。第２カラーフィルタ２７ａは、第１色とは異なる第３色を有する。第３色は、第２色と同じでも良く、異なっても良い。

第１着色部２６ｂは、第１カラーフィルタ２６ａと連続していても良く、分断されていても良い。第２着色部２７ｂは、第２カラーフィルタ２７ａと連続していても良く、分断されていても良い。

図７（ｂ）及び図７（ｃ）に表したように、本実施形態に係る別の液晶表示装置１３１及び１３２（並びに電子装置３３１及び３３２）においても着色層２５が設けられる。

実施形態によれば、意匠性の高い液晶表示装置及び電子装置が提供できる。

なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、表示装置に含まれる配線、スイッチ素子、表示層、絶縁層、駆動部、スイッチ、セレクタ及び回路などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

本発明の実施の形態として上述した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１０ａ…第１面、 １０ｂ…第２面、 １０ｅ…画素電極、 １０ｅｏ…開口部、 １０ｓ…第１基板、 １０ｕ…第１基板部、 １１…第１画素電極、 １２…第２画素電極、 １５…画素間領域、 １５ｏ…開口領域、 １６…配線、 １６ａ〜１６ｄ…第１〜第４配線、 １７ａ、１７ｂ…第１、第２スイッチング素子、 １８…絶縁層、 ２０ａ…第３面、 ２０ｂ…第４面、 ２０ｓ…第２基板、 ２０ｕ…第２基板部、 ２１…対向電極、 ２５…着色層、 ２６ａ、２７ａ…第１、第２カラーフィルタ、 ２６ｂ、２７ｂ…第１、第２着色部、 ３０…液晶層、 ３０ｄ…画素部、 ３０ｎ…非画素部、 ３１…第１画素部、 ３２…第２画素部、 ３５…液晶、 ３５Ｄ…長軸方向、 ５２…偏光層、 ６１…第１位相差層、 ６２…第２位相差層、 ６５…光学層、 ６５ａ…第１層、 ６５ｂ…第２層、 ６６、６６ａ…第１光学部、 ６７、６７ａ…第２光学部、 ６６ｂ…第３光学部、 ６６ｂ…第４光学部、 ６８、６８ａ、６８ｂ…境界、 ８０…観視者、 １１０、１１０ａ、１１１、１２０、１３０〜１３２…液晶表示装置、 ３１０、３１０ａ、３１１、３２０、３３０〜３３２…電子装置、 Ｂ１、Ｂ２…領域、 Ｌ１〜Ｌ４…第１〜第４光、 ＬＣａ…第１部分、 ＬＣｂ…第２部分、 ＬＣｃ…第３部分、 Ｌａ１〜Ｌａ３、Ｌｂ１〜Ｌｂ３…光、 Ｌｉ１〜Ｌｉ３…第１〜第３入射光、 ｔＬＣ…厚さ

Claims (18)

1. 偏光層と、
   前記偏光層の側の第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有し、前記第１面に配置された光反射性の第１画素電極及び第２画素電極と、前記第１画素電極及び前記第２画素電極と重ならない開口領域と、を含む前記第１基板部と、
   前記第１基板部と前記偏光層との間に設けられ、前記第１基板部側の第３面と、前記第３面とは反対側の第４面と、を有し、前記第３面に設けられた光透過性の対向電極を含む第２基板部と、
   前記第１面と前記第３面との間に設けられた液晶層と、
   を備え、
   前記第２面から前記第１基板部に入射し、前記開口領域及び前記液晶層を通過した第１光の少なくとも一部は、前記第２基板部を介して前記第４面から出射可能である液晶表示装置。
2. 前記開口領域は、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間の画素間領域を含む請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記第１画素電極は開口部を有し、前記開口領域は、前記開口部を含む請求項１記載の液晶表示装置。
4. 構造体が設けられ、
   前記構造体と前記液晶層との間に前記第１基板部が配置され、
   第２光は、前記第４面から前記第２基板部に入射し、前記液晶層及び前記開口領域を介して前記第２面から出射して、前記構造体に入射し、
   前記第２光のうちの、前記構造体で反射した光が、前記第１光となる請求項１〜３のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
5. 前記第１光を放出する構造体が設けられ、
   前記構造体と前記液晶層との間に前記第１基板部が配置される請求項１〜３のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
6. 前記構造体をさらに備えた請求項４または５に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１画素電極と前記対向電極との間の電位差が第１電圧であるときに、前記偏光層と、前記液晶層のうちの前記第１画素電極と前記対向電極との間の第１画素部と、を通過して前記第１画素電極に入射して前記第１画素電極で反射し前記第１画素部及び前記偏光層を通過する第３光の第１強度は、
   前記第１画素電極と前記対向電極との間の電位差が第２電圧であるときに、前記偏光層と、前記液晶層のうちの前記第１画素電極と前記対向電極との間の第１画素部と、を通過して前記第１画素電極に入射して前記第１画素電極で反射し前記第１画素部及び前記偏光層を通過する第４光の第２強度とは異なる請求項１〜６のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
8. 前記第２電圧の実効値は、前記第１電圧の実効値よりも大きい請求項７記載の液晶表示装置。
9. 前記第１強度は、前記第２強度よりも低い請求項７または８に記載の液晶表示装置。
10. 前記第１強度は、前記第２強度よりも高い請求項７または８に記載の液晶表示装置。
11. 前記偏光層と前記対向電極との間に設けられた光学層をさらに備え、
    前記光学層に第１入射方向から入射する光の前記光学層における散乱光の強度は、前記光学層に第２入射方向から入射する光の前記光学層における散乱光の強度とは異なり、
    前記第１入射方向の、前記第１面に対して平行な平面内の方向は、前記第２入射方向の、前記平面内の方向とは異なる請求項１〜１０のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
12. 前記光学層は、前記平面内に配置された光透過性の複数の第１光学部と、前記複数の第１光学部のうちの２つの間に設けられた光透過性の第２光学部と、を含み、前記第２光学部の屈折率は、前記複数の第１光学部のそれぞれの屈折率とは異なり、
    前記複数の第１光学部の少なくともいずれかと前記第２光学部との間の境界は、前記平面に対して傾斜している請求項１１記載の液晶表示装置。
13. 前記第１画素電極及び前記第２画素電極は、鏡面反射性である請求項１〜１２のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
14. 前記第１基板部は、
    光透過性の第１基板であって前記第１画素電極及び前記第２画素電極が前記第１基板と前記液晶層との間に配置される第１基板と、
    前記第１基板と前記液晶層との間に設けられ前記第１画素電極と電気的に接続された第１スイッチング素子と、
    前記第１基板と前記液晶層との間に設けられ前記第１スイッチング素子と電気的に接続された第１配線と、
    前記第１配線と前記第１画素電極との間に設けられた絶縁層と、
    をさらに含み、
    前記第１配線の少なくとも一部は、前記第１画素電極と前記第１基板との間に位置する請求項１〜１３のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
15. 前記液晶層は、前記第１基板部側の第１部分と、前記第２基板部側の第２部分と、を含み、
    前記第１部分と前記第２部分との間における液晶ダイレクタのツイスト角度は、６０度以上８０度以下である請求項１〜１４のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
16. 前記液晶層に含まれる液晶の屈折率異方性と前記液晶層の厚さ（ナノメートル）との積は、１８０ナノメートル以上２６０ナノメートル以下である請求項１〜１５のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
17. 前記液晶層と前記偏光層との間に設けられた位相差層をさらに備え、
    前記位相差層のリタデーションは、１００ナノメートル以上１５０ナノメートル以下である請求項１〜１６のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
18. 請求項４または５に記載の前記液晶表示装置と、
    前記構造体と、
    を備えた電子装置。

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