WO2009081629A1 - 液晶表示装置及び表示装置用基板 - Google Patents

Abstract

本発明は、位相差層が傾斜部を有し、該傾斜部で位相差が所望の位相差からずれていたとしても、液晶層で付与される位相差によって補償することで、コントラスト比を向上させることができる液晶表示装置を提供する。本発明は、互いに対向する一対の基板の間に液晶層を備え、かつ透過表示領域と反射表示領域とを有する垂直配向モードの液晶表示装置であって、上記一対の基板の一方は、反射表示領域に、液晶層側へ隆起したλ／４位相差層を備え、該λ／４位相差層は、基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有し、かつ傾斜部の傾斜方位とλ／４位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行である液晶表示装置である。

Description

液晶表示装置及び表示装置用基板

本発明は、液晶表示装置及び表示装置用基板に関する。より詳しくは、携帯電話等のモバイル機器に好適な液晶表示装置及び表示装置用基板に関するものである。

液晶表示装置は、薄型・軽量・低消費電力といった特長を活かし、幅広い分野で用いられており、近年では、携帯電話等のモバイル機器に搭載されることが多くなっている。そのような中で、モバイル機器は屋外で使用される機会が多いため、映りこみを防止する観点や、低消費電力化を図る観点から、外光とバックライトとの両方を利用して表示を行う半透過型の液晶表示装置が開発されている。半透過型の液晶表示装置は、透過型と反射型との両方のモードで表示する機能を持っている。

半透過型の液晶表示装置において、ノーマリブラックモードの垂直配向（ＶＡ）方式で表示を行う場合、効果的に反射表示を行うためλ／４位相差板を反射表示領域に配置する。λ／４位相差板とは、波長λの透過光について互いに垂直な方向に振動する２つの偏光成分間にλ／４の位相差（リタデーション）を与え、円偏光とすることができるものである。反射表示領域にλ／４位相差板を配置し、クロスニコル配置で偏光板を配置することで、観察面側から入射した光が反射表示領域で反射された後に、偏光板により観察面側から出射されることを防ぐため、ノーマリブラックモードの表示が可能となる。

しかしながら、λ／４位相差板を半透過型の液晶表示装置に配置する場合、一般的には、直線偏光子とλ／４位相差板とを含む円偏光板を液晶表示パネルの観察面側全体に貼り付けることになる。この場合、反射表示領域のみならず、透過表示領域にもλ／４位相差板が配置される。したがって、透過表示領域に配置されたλ／４位相差板によって透過光に余分な位相差が付与されるため、透過表示のコントラスト比の低下、輝度の低下等を招くおそれがあった。

そこで、液晶表示装置の背面側にもλ／４位相差板を配置することによって、観察面側に配置したλ／４位相差板により透過光に付与される余分な位相差を打ち消す方式も考えられている。しかしながら、この方式では、それぞれのλ／４位相差板で付与する位相差が正確に一致している必要があるため、製造工程の精度を向上させる必要があり、その結果としてコストの増大につながるという点で改善の余地があった。また、λ／４位相差板を２枚使用する点においてもコスト削減や薄型化の観点から改善の余地があった。

そこで、液晶表示装置の反射部のみにλ／４位相差層を形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、反射部にλ／４位相差層を配置し、透過部にλ／４位相差層を配置しないため、透過部においてλ／４位相差層を光が透過することがなく、透過表示のコントラスト比が低下することを防止することができる。

ところで、反射層を有する第１基板、液晶層、第２基板及び偏光板が背面から表示面に向かってこの順に積層された構造を有する液晶表示装置において、第１基板内の反射層よりも液晶層側若しくは反射層が配置されていない領域又は第２基板内に位相差層を有し、位相差層が、表示面内に２以上の位相差が異なる領域を形成する技術も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。これによれば、表示形態が異なる領域においてそれぞれの領域に応じた位相差補償を行うことができる。
特開２００３－３２２８５７号公報 国際公開第２００７／０６３６２９号パンフレット

しかしながら、特許文献１のように反射部にのみλ／４位相差層を配置する場合、液晶性のモノマー等を成膜し、硬化させた後、パターニングすることでλ／４位相差層を形成するが、このとき、パターニングされたλ／４位相差層の先が細くなるテーパだれが生じるおそれがある。テーパだれが生じると、反射部のテーパだれが生じた領域ではλ／４の位相差をλ／４位相差層のみでは付与することができなくなるおそれがある。また、特許文献２において、位相差層としてλ／４位相差層を使用した場合にも同様に、テーパだれが生じた領域では、λ／４の位相差をλ／４位相差層のみでは付与することができなくなるおそれがある。そして、特許文献１及び２では、テーパだれによって生じた傾斜部の傾斜方位とλ／４位相差層の遅相軸方位との関係については全く考慮されていないため、黒表示を行ったときにテーパだれが生じた領域で光漏れが生じ、コントラスト比を低下させるおそれがある点で改善の余地があった。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、位相差層の傾斜を有する部分（傾斜部）が配置された領域で付与する位相差を補償し、コントラスト比を向上させることができる液晶表示装置及び表示装置用基板を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、半透過型の垂直配向モードの液晶表示装置においてコントラスト比を向上させることについて種々検討したところ、反射表示領域に配置されるλ／４位相差層に着目した。そして、液晶層を挟む一対の基板の一方の液晶層側にλ／４位相差層を形成し、該λ／４位相差層を反射表示領域のみに残してパターニングを行う場合、パターニング後のλ／４位相差層には基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部が形成され、該傾斜部が形成された領域では液晶表示装置に入射した光にλ／４の位相差を付与することができず、黒表示時に光漏れが生じてコントラスト比の低下を引き起こすおそれがあることを見いだした。そこで、上記傾斜部の傾斜方位とλ／４位相差層の遅相軸方位とを実質的に平行とすることにより、上記λ／４位相差層の傾斜部の遅相軸方位と上記傾斜部付近で傾斜配向する液晶層中の液晶分子の長軸の方位（遅相軸方位）とを揃えることができるため、λ／４の位相差のうち上記傾斜部によって付与できない位相差を上記液晶分子によって補填することができることを見いだした。その結果、液晶層に電圧を印加していないときに傾斜部が形成された領域（以下「傾斜領域」ともいう。）で生じるおそれのある光漏れを抑制できる（黒表示の輝度を低減できる）ため、コントラスト比を向上させることができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、互いに対向する一対の基板の間に液晶層を備え、かつ透過表示領域と反射表示領域とを有する垂直配向モードの液晶表示装置であって、上記一対の基板の一方は、反射表示領域に、液晶層側へ隆起したλ／４位相差層を備え、上記λ／４位相差層は、基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有し、かつ傾斜部の傾斜方位とλ／４位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行である液晶表示装置（以下、「第一液晶表示装置」ともいう。）である。
以下に本発明を詳述する。

本発明の第一液晶表示装置は、互いに対向する一対の基板の間に液晶層を備え、かつ透過表示領域と反射表示領域とを有する垂直配向モードのものである。すなわち、本発明の第一液晶表示装置は、透過表示領域と反射表示領域とを有する半透過型の液晶表示装置である。半透過型の液晶表示装置は、バックライト等の光源を利用するため暗い場所でも高い視認性を有する透過型の液晶表示装置の特徴と、外部の光を利用するため低消費電力である反射型の液晶表示装置の特徴とを併せ持っている。別名、反射透過両用型の液晶表示装置とも呼ばれる。反射表示領域は、観察面側の基板から入射した光を、液晶層を通過させ、背面側の基板に備えられた反射層で反射した後、液晶層を再度通過させ、観察面側の基板から出射させることで表示を行う領域のことである。背面側の基板に備えられた反射層で反射を行う場合、反射表示領域は、反射層が設けられた領域であることが好ましい。透過表示領域は、背面側の基板から入射した光を液晶層を通過させ観察面側の基板から出射させて表示を行う領域のことである。透過表示領域は、透過表示を行うための透明導電膜を含んで構成される画素電極が設けられた、反射表示領域以外の領域であることが好ましい。上記互いに対向する一対の基板は、特に限定されないが、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板等の透明基板であることが好ましい。また、コスト削減の観点からは、ガラス基板又はプラスチック基板であることがより好ましい。

上記垂直配向モードの液晶表示装置は、液晶層が負の誘電率異方性を有する液晶分子を含んでなり、上記一対の基板のそれぞれが、液晶層側の表面に垂直配向膜を備えることが好ましい。これにより、例えば、液晶層に電圧を印加しない、又は、閾値電圧未満の電圧を印加するときには、液晶分子の長軸を基板の平坦面（垂直配向膜の膜面）に対して垂直に配向させることができる。また、液晶層に閾値電圧以上の電圧を印加するときには、液晶分子の長軸を傾斜させることで液晶層に入射した光の偏光状態を制御することができる。また、液晶層に入射した光の偏光状態を制御するため、液晶表示装置に設置する偏光子によって透過する光の量を制御することができる。

上記第一液晶表示装置は、一対の基板のそれぞれに偏光子を備え、一対の基板のそれぞれに備えられた２つの偏光子は、第一液晶表示装置を平面視したときに、クロスニコルで配置されることが好ましい。２つの偏光子がクロスニコルで配置されることによって、透過表示領域においてノーマリブラックモード（液晶層に印加する電圧が閾値電圧以下のときに黒表示を行う表示モード）で表示を行うことができる。一般的に、ノーマリブラックモードで表示を行うことにより、ノーマリホワイトモード（液晶層に印加する電圧が閾値電圧以下のときに白表示を行う表示モード）による表示の場合と比較してコントラスト比を向上させることができる。

上記一対の基板の一方は、反射表示領域に、液晶層側へ隆起したλ／４位相差層を備える。λ／４位相差層は、λ／４位相差層に入射した可視光（３８０～７８０ｎｍの波長範囲の光）に対し、λ／４（９５～１９５ｎｍ）の位相差を付与するものである。本発明においては、λ／４位相差層は、λの波長を可視光の波長範囲の中でも視感度の高い５５０ｎｍの波長に合わせ、５５０ｎｍの光に対し、１３７．５ｎｍの位相差を付与するものであることが好ましい。また、液晶表示装置に複数色のカラーフィルタを用いる場合には、カラーフィルタの色に応じて、各カラーフィルタと同じ領域に配置されるλ／４位相差層の位相差値を設定することが好ましい。例えば、赤、緑及び青のカラーフィルタを用いる場合、赤のカラーフィルタと同じ領域に配置されるλ／４位相差層の位相差値は、６５０ｎｍの４分の１である１６２．５ｎｍに設定されることが好ましく、緑のカラーフィルタと同じ領域に配置されるλ／４位相差層の位相差値は、５５０ｎｍの４分の１である１３７．５ｎｍに設定されることが好ましく、青のカラーフィルタと同じ領域に配置されるλ／４位相差層の位相差値は、４５０ｎｍの４分の１である１１２．５ｎｍに設定されることが好ましい。そして、第一液晶表示装置を平面視したときに、λ／４位相差層の遅相軸が、観察面側の基板に備えられた偏光子の透過軸に対して４５°の角度で配置されることによって、該偏光子によって直線偏光となった光をλ／４位相差層によって円偏光に変換することができる。例えば黒表示を行う場合（液晶層中の液晶分子が垂直に配向している場合）、反射表示領域では、入射された光が第一液晶表示装置の背面側で反射され、一対の基板の間を往復することで表示を行うため、反射された光がλ／４位相差層を再度通過するときに、円偏光を直線偏光に変換することができる。このように、反射表示領域にλ／４位相差層を配置し、液晶層中の液晶分子が垂直に配向している場合、光が入射するときと出射するときとでλ／４位相差層を通過することによって、ノーマリブラックモードで黒表示を行うことができる。

上記λ／４位相差層は、基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有し、かつ傾斜部の傾斜方位（傾斜部の頂点と傾斜部の最下部とを最短距離で結ぶ直線と平行な方位）とλ／４位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行である。λ／４位相差層における傾斜部の傾斜方位は、任意の一方位又は逆向きの二方位（１８０°異なる方位、例えば、図１（ｂ）中の白抜きの矢印で示す逆向きの二方位）を向いていることが好ましい。なお、本明細書で「方位」とは、基板の平坦面と平行な面内における二次元的な向きを指す。「方向」とは、方位と、基板の平坦面に対する角度とを足し合わせた三次元的な向きを指す。例えば、傾斜部の傾斜方位は、該傾斜部の傾斜面において高い部分から低い部分へ傾斜する方向における基板の平坦面に平行な向きを指す。また、本発明において「実質的に平行」とは、完全に平行である場合のみならず、作用効果の面で平行と同視することができるものも含むものであり、例えば、λ／４位相差層において傾斜部の傾斜方位と遅相軸方位とのなす角度が５°以下であればよい。

上記λ／４位相差層は、液晶層側が基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有することで、第一液晶表示装置を駆動させる電圧が閾値電圧未満である場合に、傾斜領域における液晶分子を傾斜部の傾斜面に対して垂直な方向に配向させることができる。そのため、傾斜部の傾斜方位とλ／４位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行であることによって、傾斜領域における液晶分子が付与する位相差で、液晶層に電圧を印加していない、又は、液晶層に閾値電圧未満の電圧を印加している状態におけるλ／４位相差層の傾斜領域を通過した光の位相差を補償することができる。つまり、傾斜部付近で傾斜配向する液晶層中の液晶分子の長軸が傾斜する方位と位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行であることにより、λ／４位相差層が配置された領域における位相差の相違を補償することができる。これによれば、黒表示時（例えば、液晶層に印加する電圧が閾値電圧以下のとき）の光漏れを防止することができるため、コントラスト比の向上を図ることができる。また、λ／４位相差層は、パターニング条件を調整することで、傾斜部の傾斜角（基板の平坦面と傾斜部の傾斜面とがなす角度）が制御されて形成されることが好ましい。これによれば、液晶層に用いる液晶分子の屈折率、液晶表示装置の構成等に適応させて傾斜角を制御することができ、よりコントラスト比の向上を図ることができる。また、傾斜部は、基板の平坦面に対して傾斜していればよく、例えば、基板の平坦面に対して傾斜する角度が一定な平面により形成されていてもよいし、基板の平坦面に対して傾斜する角度が変化していく曲面により形成されていてもよい。

上記λ／４位相差層は、一対の基板の一方（背面側の基板又は観察面側の基板）の液晶層側に配置されることによって、一対の基板の一方の液晶側に形成される構造物（例えば、カラーフィルタ、ＴＦＴ素子等）の形成工程と連動してλ／４位相差層を形成することができるため、製造工程を簡略化することができる。また、例えば、透過表示領域の一対の基板の間にもλ／４位相差層が配置されると、背面側の基板側から入射した光に位相差を付与するため、透過表示の黒表示が明るくなることからコントラスト比が低下するが、一対の基板の一方の液晶層側に配置されることで、反射表示領域のみにλ／４位相差を配置することを容易、かつ正確に行うことができるため、コントラスト比、輝度、色度等の表示品位の向上を図ることができる。なお、λ／４位相差層がカラーフィルタを有する観察面側の基板に配置される場合、λ／４位相差層は、カラーフィルタの背面側（カラーフィルタ上）に配置されていてもよいし、カラーフィルタと観察面側の基板との間に配置されていてもよい。例えば、複数色のカラーフィルタ上に位相差層を配置する、すなわち、複数色のカラーフィルタを形成した後に位相差層をパターニングして形成する場合、各カラーフィルタの段差、各カラーフィルタに対する重合性樹脂の濡れ性の違い等によって、λ／４位相差層の厚みを均一にすることができなくなるおそれがある。その場合、カラーフィルタを形成した後にオーバーコート層等を形成し、平坦な状態にすることによって、λ／４位相差層の厚みを均一にすることができる。また、カラーフィルタと観察面側の基板との間にλ／４位相差層を形成する場合、平坦な基板上にλ／４位相差層を形成することができるため、λ／４位相差層の厚みをより均一にすることができる。

上記λ／４位相差層は、重合性ネマチック液晶等の重合性液晶（重合性官能基を有する液晶）を含んで構成されることが好ましい。これによれば、λ／４位相差層を簡便に形成することができる。また、重合性液晶としては、メソゲン材料の重合体等が挙げられる。メソゲン材料とは、メソゲン基を有する化合物（モノマー）のことであり、メソゲン基とは、細長い棒状又は平板状であり、剛性の分子鎖を有するものをいう。上記メソゲン基としては、下記一般式（１）～（３）で表されるもの等が挙げられる。

上記一般式（１）～（３）中、Ｒは、それぞれ独立に、アルキル基、アルコシキル基、シアノ基、ニトロ基等の原子団を表す。また、上記重合性官能基としては、下記一般式（４）及び（５）で表されるもの等が挙げられる。

上記λ／４位相差層を形成する重合性液晶としては、信頼性の観点から、上述した一般式（１）又は（２）で示される化合物の末端に、一般式（４）で示される重合性官能基を有するアクリル結合材料（いわゆるアクリレート、メタクリレート）が好ましい。

上記λ／４位相差層の形成方法としては、重合性液晶を塗布する工程と、紫外線照射等により配向を制御しつつ該重合性液晶を重合硬化させる工程と、フォトリソグラフィ法等によりパターニングする工程とを含む方法等が挙げられる。

上記λ／４位相差層が重合性液晶で形成される場合、該重合性液晶の長軸が向く方位とλ／４位相差層の傾斜部の傾斜方位とを平行にすることによって、λ／４位相差層の遅相軸方位と傾斜部の傾斜方位とを平行にすることができる。これによれば、傾斜部が配置された領域における液晶層中の液晶分子の長軸が向く方位とλ／４位相差層中の重合性液晶の長軸が向く方位とが平行になる。そのため、傾斜部が配置された領域（傾斜領域）における液晶層中の液晶分子によって、傾斜部におけるλ／４位相差層が付与する位相差値を補償することができる。

上記第一液晶表示装置は、λ／４位相差層下（λ／４位相差層の液晶層と反対側）に位相差制御用配向膜を有することが好ましい。上記位相差制御用配向膜を用いることにより、位相差制御用配向膜上に形成した位相差層が該位相差層を通過する光に付与する位相差を制御することができることから、λ／４位相差層を簡便に形成することができる。上記位相差制御用配向膜の形態としては、ラビング方向及び構成材料がλ／４位相差層下全域で同一である形態に限定されず、ラビング方向がλ／４位相差層下において領域によって異なる形態、構成材料がλ／４位相差層下において領域によって異なる形態等が挙げられる。なお、本明細書において、位相差制御用配向膜とは、λ／４位相差層等の位相差層を構成する重合性液晶の配向を制御するために設けられるものであり、液晶層を構成する液晶分子の配向を制御するために設けられた膜（配向膜）とは別に形成される。上記位相差制御用配向膜の材質としては、ポリイミド樹脂等が挙げられ、上記配向膜の材質と同一であってもよい。上記位相差制御用配向膜の形成方法としては、位相差制御用配向膜の材質を溶解した樹脂組成物を塗布する工程と、塗布された樹脂組成物を乾燥する工程と、乾燥された樹脂組成物に対して金属ローラを用いてラビング処理を行う工程とを含む方法等が挙げられる。また、位相差層を構成する重合性液晶の配向方法としては、ラビング処理に限定されず、例えば、光照射により位相差層を構成する重合性液晶の配向を制御する方法等によっても行うことができる。

上記一対の基板の背面側の基板には、観察面側の基板から入射した光を用いて反射表示を行うために、反射表示領域に反射層が配置されることが好ましい。上記反射層を形成する材料としては特に限定されないが、アルミニウム、銀等の反射率の高い材料を含んで構成されていることが好ましい。また、反射層に照射された光を均一に散乱させて反射させるため、反射層は、凹凸形状を有することが好ましい。更に、反射層は、液晶層に電圧を印加する電極を兼ねた反射電極であることがより好ましい。なお、λ／４位相差層が背面側の基板に配置される場合には、反射層は、背面側の基板とλ／４位相差層との間に備えられる。

上記第一液晶表示装置は、λ／２位相差層を一対の基板の間に備えていてもよい。λ／２位相差層を一対の基板の間の反射表示領域に備える場合には、λ／２位相差層は、λ／４位相差層の液晶層とは反対側に配置されることが好ましく、λ／４位相差層と観察側偏光子との間に配置されることがより好ましい。λ／２位相差層は、λ／２位相差層を透過した光にλ／２の位相差を付与するものである。λ／２位相差層の遅相軸は、λ／４位相差層の遅相軸に対して６０°の角度をなすことが好ましい。また、第一液晶表示装置は、視野角を拡大するための位相差層等を備えていてもよく、特に限定されるものではない。視野角を拡大するための位相差層としては、負の２軸性位相差層等が挙げられる。

本発明の第一液晶表示装置の構成としては、上記一対の基板の一方が、反射表示領域に、液晶層側へ隆起したλ／４位相差層を備え、該λ／４位相差層は、基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有し、かつ傾斜部の傾斜方位とλ／４位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行であることを必須とするものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。例えば、第一液晶表示装置は、透過表示領域で表示を行うためのバックライトを備えることが好ましい。また、液晶層に電圧を印加するための電極を備えていることが好ましい。液晶層に電圧を印加する電極としては、一対の基板の一方の全面に備えられる共通電極、表示画像を構成する画素毎に形成された画素電極が挙げられる。なお、上記一対の基板は、該一対の基板の間の反射表示領域に、液晶層側へ隆起したλ／４位相差層を備え、該λ／４位相差層は、基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有し、かつ傾斜部の傾斜方位とλ／４位相差層の遅相軸方位とが平行である液晶表示装置であっても、黒表示時の光漏れを抑制し、コントラスト比の向上を図ることが可能である。例えば、一対の基板の両方の反射表示領域に位相差層を形成し、両方の位相差層が付与する位相差の合計をλ／４とすることでも本発明の効果を得ることができる。この場合、２つの位相差層を包括してλ／４位相差層という。
本発明の第一液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。

上記λ／４位相差層は、透過表示領域における液晶層の厚さの約１／２の厚さであることが好ましい。傾斜領域においてはλ／４位相差層の厚さが段階的に変化していくため、λ／４位相差層の厚さの最大値が、透過表示領域における液晶層の厚さの約１／２の厚さであることが好ましい。また、λ／４位相差層は、液晶層側の表面が基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有する傾斜部と、液晶層側の表面が基板の平坦面と平行な平坦部とを含む場合、λ／４位相差層の平坦部の厚さが、透過表示領域における液晶層の厚さの１／２であることが好ましい。これによれば、λ／４位相差層を用いて、マルチギャップ構造の第一液晶表示装置とすることができる。そして、λ／４位相差層が透過表示領域における液晶層の厚さの約１／２の厚さであるため、反射表示領域における液晶層の厚さを透過表示領域における液晶層の厚さの約１／２の厚さとすることができ、反射表示領域と透過表示領域とで液晶層を通過した後の光の位相を揃えることができる。このため、明暗あらゆる環境下における透過率及び／又は反射率の向上、コントラスト比の向上、反転現象の抑制等の効果を得ることができる。また、λ／４位相差層がマルチギャップ構造にするための部材を兼ねるため、他の部材を別途配置する必要がなくなり、製造工程数の削減を図ることができる。λ／４位相差層の厚さは、液晶層の厚さ等から算出されるが、製造プロセスを簡易なものとする観点からは０．５～３．０μｍであることが好ましく、１．０～２．０μｍであることがより好ましい。また、反射表示領域にλ／４位相差層以外の部材を備える場合、反射表示領域における液晶層の厚さが、透過表示領域における液晶層の厚さの約１／２の厚さであることが好ましい。例えば、λ／４位相差層の厚さのみで、反射表示領域における液晶層の厚さが透過表示領域における液晶層の厚さの約１／２にならない場合は、カラーフィルタ層の厚さを変える、又は、透明樹脂を用いる等のことによって他の部材を配置して液晶層の厚さを調整してもよい。なお、本発明において「約１／２」とは、λ／４位相差層の厚さが、透過表示領域における液晶層の厚さに対して完全に１／２である場合のみならず、その作用効果の面で１／２と同視することができればよく、透過表示領域における液晶層の厚さの１／２に対して１０％以内のずれがあってもよい。

上記第一液晶表示装置は、複数の画素を有し、上記λ／４位相差層は、平面視したときに、複数の画素と重なって帯状に配置されることが好ましい。上記画素は、画像を構成する最小の単位となるものであり、例えば、赤、緑及び青の３色で表示を行う場合には、各色を表示するものである。一つの画素毎にλ／４位相差層のパターニングを行う場合には、傾斜部の傾斜方位が、λ／４位相差層の遅相軸方位と平行な方位以外にも形成されるおそれがある。そして、λ／４位相差層の遅相軸方位と平行でない傾斜部の傾斜方位が反射表示領域内にある場合、そのような傾斜方位を有する傾斜領域で光漏れ等が生じ、コントラスト比の低下を招くおそれがある。そこで、例えば、図１（ａ）に示すように、複数の長方形状の画素（図１（ａ）の場合、画素は画素透過電極１２４によって規定される。）が並んで配置されている場合、平面視したときに、λ／４位相差層１１１を複数の画素と重なって配置される帯状で配置することが好ましい。これにより、帯状に配置されたλ／４位相差層１１１の対向する二辺に沿って２つの傾斜部１１ｂを形成し、該傾斜部１１ｂの傾斜方位を互いに逆向きの二方位に揃えることができ、すべての傾斜部１１ｂの傾斜方位をλ／４位相差層の遅相軸方位と実質的に平行とすることができるため、傾斜領域で光漏れ等が生じることを抑制することができ、更なるコントラスト比の向上を図ることができる。なお、図１（ａ）では、帯状に配置されたλ／４位相差層１１１の対向する二辺に沿って２つの傾斜部１１ｂを形成したが、これに限定されず、例えば、帯状に配置されたλ／４位相差層の一辺にのみ傾斜部を形成してもよい。

上記λ／４位相差層は、観察面側の基板に備えられることが好ましい。これによれば、より表示品位の向上を図ることができる。例えば、背面側の基板に光を反射するための反射層が備えられるときには、観察面側から入射した光を均一に散乱させるため、反射層の表面が凹凸を有する場合がある。このような場合において、背面側の基板にλ／４位相差層を設けると、凹凸を有する反射層の上（液晶層側）にλ／４位相差層を形成することとなるため、λ／４位相差層に凹凸が生じ、λ／４位相差層を通過する光に付与される位相差にずれが生じるおそれがある。観察面側の基板にλ／４位相差層を設けることによって、比較的平坦な面にλ／４位相差層を形成することができるため、位相差にずれが生じることを抑制することができ、コントラスト比が低下することを抑制することができる。また、観察面側から入射した光は、アルミニウム等で構成される反射層だけでなく、僅かではあるが透明電極等においても反射されるおそれがある。そのため、反射層以外の部材によって反射した光が黒表示時に漏れることを防ぐ観点からも、λ／４位相差層が観察面側の基板に備えられることが好ましい。背面側の基板にλ／４位相差層が備えられる場合には、例えば、背面側から、反射層、λ／４位相差層及び透明電極の順に配置されることとなり、透明電極により反射された光はλ／４位相差層を透過しない。そのため、黒表示を行うときに、観察面側の偏光子から透明電極により反射した光が漏れることとなり、コントラスト比を低下させるおそれがある。観察面側の基板にλ／４位相差層を備える場合には、観察面側から、λ／４位相差層、透明電極の順に配置される。そのため、観察面側から入射した光は、λ／４位相差層を通過して透明電極により反射される。これにより、透明電極により反射された光も観察面側の偏光子で遮断されるため、コントラスト比の向上をより図ることができる。

本発明はまた、互いに対向する一対の基板の間に液晶層を備え、かつ透過表示領域と反射表示領域とを有する垂直配向モードの液晶表示装置であって、上記一対の基板の一方は、反射表示領域に、液晶層側へ隆起したλ／４位相差層を備え、該λ／４位相差層は、基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有し、かつ傾斜部が形成された領域における液晶層中の液晶分子の電圧無印加状態の傾斜方位とλ／４位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行である液晶表示装置（以下、「第二液晶表示装置」ともいう。）でもある。これによれば、液晶層へ電圧を印加していない状態のとき又は液晶層へ印加する電圧が閾値電圧未満のときの光漏れを防止することができるため、コントラスト比の向上を図ることができ、第一液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。

本発明の第二液晶表示装置の構成としては、上記一対の基板の一方が、反射表示領域に、液晶層側へ隆起したλ／４位相差層を備え、該λ／４位相差層は、基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有し、かつ傾斜部が形成された領域における液晶層中の液晶分子の電圧無印加状態の傾斜方位とλ／４位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行であることを必須とするものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
本発明の第二液晶表示装置における好ましい形態について以下に説明する。

上記λ／４位相差層は、透過表示領域における液晶層の厚さの約１／２の厚さであることが好ましい。
上記第二液晶表示装置は、複数の画素を有し、上記λ／４位相差層は、平面視したときに、複数の画素と重なって帯状に配置されることが好ましい。
上記λ／４位相差層は、観察面側の基板に備えられることが好ましい。
これらによれば、本発明の第一液晶表示装置における好ましい形態と同様の効果を得ることができる。また、上記第二液晶表示装置は、第一液晶表示装置と同様に、液晶層に電圧を印加するための電極等の他の構成要素を有していてもよく、特に限定されるものではない。

本発明は更に、基板上に位相差層を備える表示装置用基板であって、上記位相差層は、該基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有し、かつ傾斜部の傾斜方位と位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行である表示装置用基板でもある。上記位相差層としては、基板平面内の互いに逆向きの二方位に遅相軸を有する位相差層であればよく、λ／４位相差層、λ／２位相差層等が挙げられる。また、その他の位相差層を有していてもよい。例えば、λ／４位相差層に限られないポジティブＡプレート、ポジティブ２軸性位相差層、ネガティブ２軸性位相差層等においても効果を得ることができる。ネガティブ２軸性位相差層を用いることによって、垂直配向モードの液晶表示装置の視野角補償を行うことができる。また、ポジティブ２軸性位相差層を用いることによって、λ／４位相差層と同様の効果及び垂直配向モードの液晶表示装置の視野角補償の効果を得ることができる。これによれば、上記表示装置用基板を液晶表示装置に備えたときに、傾斜領域で生じるおそれのある黒表示時の反射領域における光漏れ、反射率の低下等を抑制することができ、コントラスト比を向上させたものとすることができる。なお、液晶表示装置に備えられる観点から、上記表示装置用基板は、カラーフィルタ基板又はＴＦＴ基板であることが好ましく、観察面側に備えられるカラーフィルタ基板であることがより好ましい。

本発明はそして、上記表示装置用基板と該表示装置用基板に対向する対向基板との間に液晶層を備え、上記位相差層は、上記表示装置用基板の液晶層側に備えられている液晶表示装置（以下「第三液晶表示装置」ともいう。）でもある。上記第三液晶表示装置は、上記表示装置用基板を用いることで、位相差層の傾斜部を通過した光に付与する位相差を所望の位相差に補償することができる。このため、用いる位相差層の種類に応じて、傾斜領域で生じるおそれのある黒表示時の反射部における光漏れ、反射率の低下等を抑制することができる。また、コントラスト比の低下、色づき等を抑制することができる。上記対向基板は、表示装置用基板に対向する基板であり、例えば、表示装置用基板がカラーフィルタ基板である場合には、対向基板は、ＴＦＴ基板であることが好ましく、表示装置用基板がＴＦＴ基板である場合には、対向基板は、カラーフィルタ基板であることが好ましい。なお、上記第三液晶表示装置の表示モードは、垂直配向モードに限られず、例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ　Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の表示モードにおいても本発明の効果を得ることができる。ＩＰＳ方式による液晶表示装置で反射表示を行う場合には、位相差層としてλ／２位相差層を使用する。このとき、λ／２位相差層の傾斜部を透過した光に付与する位相差を、液晶層中の液晶分子で補償することができる。

本発明の第三液晶表示装置の構成としては、上記表示装置用基板が、基板上に位相差層を備え、該位相差層は、該基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有し、かつ傾斜部の傾斜方位と位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行であり、上記表示装置用基板と該表示装置用基板に対向する対向基板との間に液晶層を備え、上記位相差層は、表示装置用基板の液晶層側に備えられていることを必須とするものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
本発明の第三液晶表示装置における好ましい形態について以下に説明する。

上記位相差層は、透過表示領域における液晶層の厚さの約１／２の厚さであることが好ましい。
上記第三液晶表示装置は、複数の画素を有し、上記位相差層は、平面視したときに、複数の画素と重なって帯状に配置されることが好ましい。
上記位相差層は、観察面側の基板に備えられることが好ましい。
これらによれば、本発明の第一液晶表示装置における好ましい形態と同様の効果を得ることができる。また、上記第三液晶表示装置は、第一液晶表示装置と同様に、液晶層に電圧を印加するための電極等の他の構成要素を有していてもよく、特に限定されるものではない。

本発明の液晶表示装置によれば、液晶層に電圧を印加していないときの光漏れを抑制することができ、コントラスト比を向上させた液晶表示装置とすることができる。

以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る半透過型の垂直配向モードの液晶表示装置の構成を示す模式図である。図１（ａ）は、平面模式図であり、図１（ｂ）は、断面模式図である。なお、図１（ａ）では、反射電極、透過電極、共通電極に設けられた開口、及び、λ／４位相差層の配置関係を示しており、その他の部材については図示を省略している。また、図１（ａ）中の２本の両矢印は、λ／４位相差層の遅相軸方位、及び、観察面側の偏光板の透過軸方位を示している。図１（ｂ）中の両矢印は、λ／４位相差層の遅相軸方位を示しており、白抜きの矢印は、λ／４位相差層の傾斜部の傾斜方位を示している。
実施形態１に係る液晶表示装置１００は、図１（ｂ）に示すように、背面側偏光板１２３、ＴＦＴ基板１０２、液晶層１３０、カラーフィルタ基板１０１及び観察面側偏光板１１３がこの順に配置された構成を有する。液晶層１３０は、負の誘電率異方性を有する液晶分子１３１及び１３２を含んで構成されている。液晶層１３０を構成する液晶材料としては、屈折率異方性が０．０８であるＭＬＣ－２０６８（メルク社製）を用いた。なお、本実施形態では、カイラル材が含まれる液晶材料を用いているが、画素構造等の必要に応じて、カイラル材が入っていない液晶材料を用いてもよい。

まず、カラーフィルタ基板１０１の構成について説明する。
図１（ｂ）に示すように、観察面側の基板１１０の液晶層１３０側には、赤、緑及び青の着色層（図示せず）が配置されている。反射表示領域１５０における着色層上には、位相差制御用配向膜（図示せず）、重合性液晶からなるλ／４位相差層１１１がこの順に配置されている。それらの上の観察面側の基板１１０の全面には、共通電極１１４が配置されている。反射表示領域１５０及び透過表示領域１６０における共通電極１１４の中央部には開口１１５ａ、１１５ｂが設けられている。これにより、液晶層１３０に閾値電圧以上の電圧を印加したときに、反射表示領域１５０及び透過表示領域１６０毎に、液晶層１３０中の液晶分子１３１、１３２を放射状配向させることができる。放射状配向とは、液晶分子の長軸が、基板法線方向から観察したときに特異点を中心として放射状に広がり、かつ液晶表示パネルを断面から観察したときに基板面方向へ傾斜している配向状態をいう。λ／４位相差層１１１を構成する重合性液晶としては、光重合性液晶を用いた。共通電極１１４上には、全面に垂直配向膜１１２が配置されている。また、観察面側の基板１１０の液晶層１３０とは反対側には、観察面側偏光板１１３が設けられている。
図１（ａ）では、平坦領域１８０におけるλ／４位相差層１１１の平坦部１１ａを斜線部で示しており、観察面側の基板１１０の平坦面に対して傾斜したλ／４位相差層１１１の傾斜部１１ｂが形成された傾斜領域１７０におけるλ／４位相差層１１１の傾斜部１１ｂを横線部で示している。このとき、傾斜部１１ｂの傾斜面の垂線方位（傾斜面の垂線が向いている方向の基板面内への方位）とλ／４位相差層１１１の遅相軸方位とは平行である。また、傾斜部１１ｂ付近の液晶分子１３２は、傾斜部１１ｂ上に形成された垂直配向膜１１２によって、傾斜部１１ｂの傾斜面に対して垂直に配向している。その結果、液晶分子１３１の長軸が傾斜する方位は、λ／４位相差層１１１の遅相軸方位と平行になっている。

λ／４位相差層１１１は、図１（ａ）に示すように、反射表示領域１５０に、反射電極１２１及び画素透過電極１２４が配置された複数の画素と重なって帯状に設けられており、透過表示領域１６０には配置されていない。また、λ／４位相差層１１１の幅（図１（ａ）及び（ｂ）における横方向の長さ）は約４０μｍであり、平坦領域１８０における厚さ（平坦部１１ａの厚さ）は約１．５μｍであり、平坦部１１ａの幅（平坦領域１８０の幅）は約３０μｍである。λ／４位相差層１１１の傾斜部１１ｂの１つあたりの幅（傾斜領域１７０の幅）は約５μｍである。傾斜部１１ｂの傾斜面の基板平面に対する傾斜角度は約１５°である。このとき、λ／４位相差層１１１の遅相軸が向く方位は、傾斜部１１ｂが傾斜する方位（傾斜方位）と平行である。また、観察面側偏光板１１３は、透過軸方位がλ／４位相差層１１１の遅相軸方位と４５°の角度で配置されている。また、背面側偏光板１２３の透過軸は、観察面側偏光板１１３の透過軸方位に垂直な方位に設けられている。
図２は、実施形態１に係る液晶表示装置について、液晶分子１３２の傾斜方位、λ／４位相差層１１１の遅相軸方位、及び、観察面側偏光板１１３の透過軸方位の関係を示す平面模式図である。
図１（ｂ）中で示す、傾斜部１１ｂの傾斜面に対して垂直に配向する液晶分子１３２は、図２で示すように、その長軸が傾斜する方位が、矢印１で示すλ／４位相差層１１１の遅相軸方位と実質的に平行になる。なお、矢印３で示す観察面側偏光板１１３の透過軸方位は、矢印１で示すλ／４位相差層１１１の遅相軸方位と４５°の角度をなす。このように液晶分子１３２の傾斜方位を制御することで、液晶分子１３２によって観察面側から入射した光に位相差を付与することができ、黒表示時に傾斜領域１７０においてλ／４位相差層１１１の傾斜部１１ｂによって付与される位相差を補償することができ、コントラスト比を向上させることができる。

着色層（図示せず）には、赤、緑及び青の顔料を含有した感光性樹脂等を用いることができる。また、着色層としては、シアン、マゼンダ及びイエローの３色を用いてもよいし、４色の着色層を用いてもよく特に限定されない。共通電極１１４には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等から構成される透明導電性材料を用いることができるが、それに限定されるものではない。また、観察面側の基板１１０としては、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板等の透明基板を用いることができる。コスト削減の観点からは、ガラス基板又はプラスチック基板であることが好ましい。反射表示領域１５０の平坦領域１８０における液晶層１３０の厚さは１．５μｍであり、透過表示領域１６０における液晶層１３０の厚さは３．０μｍである。

ここで、λ／４位相差層１１１を形成する方法について説明する。
λ／４位相差層１１１を形成する方法としては、まず、λ／４位相差層１１１を構成する重合性液晶を所定の方向に配列させるため、着色層上に位相差制御用配向膜を形成する。位相差制御用配向膜は、ポリイミド樹脂を溶解した樹脂組成物を着色層上に塗布し、乾燥させることにより、ポリイミド膜を形成する。続いて、レーヨンを巻き付けた金属ローラを用いて、ポリイミド膜を所定の方向にラビング処理を行うことにより、位相差制御用配向膜を形成する。次に、溶剤で溶解した重合性液晶のモノマーをスピンコーティング法等により約１．５μｍの厚さで塗布し、紫外線照射等により露光して重合させる。これにより、重合硬化した液晶ポリマー膜とする。これにより、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、反射表示領域１５０から透過表示領域１６０に向かう方位に遅相軸を有するλ／４位相差層１１１を形成することができる。このとき、λ／４位相差層１１１を構成する重合性液晶の長軸が向く方位とλ／４位相差層１１１の遅相軸方位とは平行になる。その後、レジストを液晶ポリマー膜上に塗布し、レジストのパターニングを行う。そして、パターニングしたレジストをマスクとして、エッチングによって液晶ポリマー膜及び位相差制御用配向膜をパターニングすることでλ／４位相差層１１１が形成される。これにより、平坦部１１ａと傾斜部１１ｂとを有するλ／４位相差層１１１が形成される。上述したように、傾斜部１１ｂは、約５μｍの幅で形成され、平坦部１１ａは、約３０μｍの幅で形成されている。このときの、傾斜部１１ｂの傾斜面と基板平面とがなす角度は約１５°である。また、重合性液晶のモノマーとしては、例えば、下記一般式（６）及び（７）の重合性ネマチック液晶を用いることができる。

λ／４位相差層１１１は、ＴＦＴ基板１０２の反射電極１２１に対向する領域（反射表示領域１５０）に配置される。実施形態１では、λ／４位相差層１１１の厚さを約１．５μｍとし、透過表示領域１６０における液晶層１３０の厚さを約３．０μｍとすることで、反射表示領域１５０における液晶層１３０の厚さを透過表示領域１６０における液晶層１３０の厚さに対して約１／２の厚さとしている。約１／２の厚さとすることによって、反射表示領域１５０と透過表示領域１６０とで、液晶層１３０の光路長を揃えることができる。なお、λ／４位相差層１１１のみで、反射表示領域１５０における液晶層１３０の厚さを制御する必要はなく、例えば、反射表示領域１５０に透明樹脂を配置し、その上にλ／４位相差層１１１を配置することによって反射表示領域１５０と透過表示領域１６０とおける液晶層１３０の厚さを制御してもよい。

次に、ＴＦＴ基板１０２の構成について説明する。
背面側の基板１２０の液晶層１３０側には、ＴＦＴ素子（図示せず）が設けられている。ＴＦＴ素子は、直交する方位に相互に平行に延びるように設けられた複数のゲート線（図示せず）と複数のソース線（図示せず）との各交差部分に設けられている。そして、ＴＦＴ素子のドレイン電極が、透過表示領域１６０及び反射表示領域１５０に渡って設けられる画素透過電極１２４と接続される。反射表示領域１５０における画素透過電極１２２上には、反射電極１２１が設けられている。反射表示領域１５０における反射電極１２１上、及び、透過表示領域１６０における画素透過電極１２４上には、全面に垂直配向膜１２２が配置されている。背面側の基板１２０の液晶層１３０とは反対側には、背面側偏光板１２３が設けられている。

画素透過電極１２４には酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透明導電性材料を用いることができる。反射電極１２１にはアルミニウム等の比較的反射効率が高い材料を用いることができる。反射電極１２１の表面は、凹凸形状を有していることが好ましいが、平坦であってもよい。反射電極１２１等が形成される背面側の基板１２０としては、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板等の透明基板を用いることができる。

なお、背面側偏光板１２３及び観察面側偏光板１１３に含まれる偏光子としては、ヨウ素をポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムに吸着させ、延伸させたもの等を用いることができる。

実施形態１では、ＴＦＴ素子を用いて表示を行うアクティブマトリクス方式の液晶表示装置としているが、本発明の液晶表示装置は、アクティブマトリクス方式に限定されず、例えば、パッシブマトリクス方式の液晶表示装置にも適用することができる。

図７は、実施形態１に係る液晶表示装置について、反射表示領域１５０及び透過表示領域１６０における液晶分子の配向形態を示す平面模式図である。
実施形態１に係る液晶表示装置の構成では、図７に示すように、共通電極１１４に設けられた開口１１５ａ、１１５ｂによって、液晶層１３０に閾値電圧以上の電圧を印加したときに、反射表示領域１５０及び透過表示領域１６０毎に、液晶層１３０中の液晶分子１３３を放射状配向させることができる。この場合、液晶層１３０に閾値電圧以上の電圧を印加したときには、液晶層１３０中の液晶分子１３３は、開口１１５ａ、１１５ｂを中心として放射状に配向するが、電圧無印加時においては、垂直配向膜１１２に対して垂直に配向するため、傾斜領域１７０における液晶分子は、λ／４位相差層１１１の傾斜部１１ｂの傾斜方位に平行に配向している。

なお、実施形態１では、共通電極１１４に開口１１５ａ、１１５ｂが設けられているが、本発明の液晶表示装置は、このような形態に限定されるものではなく、共通電極１１４には開口が設けられていても、設けられていなくてもよい。また、開口の代わりに、共通電極１１４の液晶層側に構造物（いわゆるリブ、リベット等）を形成することによっても、液晶層１３０に閾値電圧以上の電圧を印加したときの液晶分子の配向方向を制御することができる。
また、実施形態１では、図７に示すように、反射表示領域１５０及び透過表示領域１６０における液晶分子の配向形態を制御しているが、本発明の液晶表示装置は、このような形態に限定されるものではなく、図８（ａ）～（ｄ）及び９に示すように、反射表示領域及び透過表示領域における液晶分子の配向形態を制御してもよい。
図８（ａ）～（ｄ）及び９は、反射表示領域と透過表示領域とにおける液晶分子の配向形態の変形例を示す平面模式図である。
図８（ａ）においては、反射表示領域３５２では、共通電極４１４ａの中央部に形成された円状の開口３１６ａにより、液晶分子３０２の放射状配向を行っている。また、透過表示領域３６２では、共通電極４１４ａにおいて反射表示領域側から透過表示領域方向（横方向）に形成された直線状の開口３１６ｂにより、液晶分子３０２の配向方向を上下方向に分割（配向分割）している。なお、円状の開口３１６ａは、共通電極４１４ａ上に設けられた円状の構造物であってもよく、直線状の開口３１６ｂは、共通電極４１４ａ上に設けられた直線状の構造物であってもよい。
図８（ｂ）においては、反射表示領域３５３では、共通電極４１４ｂの中央部に形成された円状の開口３１７ａにより、液晶分子３０３の放射状配向を行っている。また、透過表示領域３６３では、共通電極４１４ｂにおいて上下方向に形成された直線状の開口３１７ｂにより、液晶分子３０３の配向方向を左右方向に分割（配向分割）している。なお、円状の開口３１７ａは、共通電極４１４ｂ上に設けられた円状の構造物であってもよく、直線状の開口３１７ｂは、共通電極４１４ｂ上に設けられた直線状の構造物であってもよい。
図８（ｃ）においては、反射表示領域３５４及び透過表示領域３６４の両方において、共通電極４１４ｃにおいて反射表示領域側から透過表示領域方向（横方向）に形成された直線状の開口３１８により、液晶分子３０４の配向方向を上下方向に分割（配向分割）している。なお、直線状の開口３１８は、共通電極４１４ｃ上に設けられた直線状の構造物であってもよい。
図８（ｄ）においては、反射表示領域３５５及び透過表示領域３６５の両方において、共通電極４１４ｄにおいて上下方向に形成された直線状の開口３１９ａ、３１９ｂにより、液晶分子３０５の配向方向を左右方向に分割（配向分割）している。なお、直線状の開口３１９ａ、３１９ｂは、共通電極４１４ｄ上に設けられた直線状の構造物であってもよい。
図９においては、反射表示領域３５６では、共通電極４１４ｅの中央部に形成された円状の開口３２０により、液晶分子３０６の放射状配向を行っている。また、透過表示領域３６６では、共通電極４１４ｅを４方に向かう直線状の微細な透明電極３１４として形成することにより、液晶分子３０６が傾斜する方位を上下左右の４方位に分割（配向分割）している。なお、円状の開口３２０は、共通電極４１４ｅ上に設けられた円状の構造物であってもよい。

実施形態１では、図１（ｂ）に示すように、λ／４位相差層１１１の傾斜部１１ｂの傾斜面を平面にしているが、本発明の効果は、例えば、図３に示すように、λ／４位相差層１１１ａの傾斜面が、基板の平坦面に対して傾斜する角度が変化していく曲面（断面形状が半円形状）の場合にも奏することができる。図３中の白抜きの矢印は傾斜部の傾斜方位を示しており、両矢印はλ／４位相差層１１１ａの遅相軸方位を示している。
図３の液晶表示装置１００ａは、λ／４位相差層１１１ａの傾斜部の傾斜面が曲面であること以外は、図１（ｂ）と同様の構成を有する。
すなわち、図３の液晶表示装置１００ａは、背面側偏光板１２３ａ、ＴＦＴ基板１０２ａ、液晶層１３０ａ、カラーフィルタ基板１０１ａ及び観察面側偏光板１１３ａがこの順に配置された構成を有する。液晶層１３０ａは、負の誘電率異方性を有する液晶分子１３１ａを含んで構成されている。カラーフィルタ基板１０１ａを構成する観察面側の基板１１０ａの液晶層１３０ａ側には、赤、緑及び青の着色層（図示せず）が配置されている。反射表示領域１５０ａにおける着色層上には、位相差制御用配向膜（図示せず）、λ／４位相差層１１１ａがこの順に配置されている。それらの上の観察面側の基板１１０ａの全面には、共通電極１１４ａが配置されている。反射表示領域１５０ａにおける共通電極１１４ａの中央部には開口１１６が設けられている（透過表示領域１６０ａにおける共通電極１１４ａに設けられた開口は図示していない。）。これにより、液晶層１３０ａに閾値電圧以上の電圧を印加したときに、反射表示領域１５０ａ及び透過表示領域１６０ａ毎に、液晶層１３０ａ中の液晶分子１３１ａを放射状配向させることができる。共通電極１１４ａ上には、全面に垂直配向膜１１２ａが配置されている。また、観察面側の基板１１０ａの液晶層１３０ａとは反対側には、観察面側偏光板１１３ａが設けられている。
背面側の基板１２０ａを構成するガラス基板の液晶層１３０ａ側には、ＴＦＴ素子（図示せず）が設けられている。ＴＦＴ素子は、直交する方位に相互に平行に延びるように設けられた複数のゲート線と複数のソース線との各交差部分に設けられている。そして、ゲート線、ソース線及びＴＦＴ素子上には層間絶縁膜１２５ａが設けられ、ＴＦＴ素子のドレイン電極が、層間絶縁膜１２５ａに設けられたコンタクトホール（図示せず）を介して、透過表示領域１６０及び反射表示領域１５０に渡って設けられる画素透過電極１２４ａと接続される。反射表示領域１５０ａにおける画素透過電極１２４ａ上には、反射電極１２１ａが設けられている。反射表示領域１５０ａにおける反射電極１２１ａ上、及び、透過表示領域１６０ａにおける画素透過電極１２４ａ上には、全面に垂直配向膜１２２ａが配置されている。背面側の基板１２０ａの液晶層１３０ａとは反対側には、背面側偏光板１２３ａが設けられている。なお、図３では、液晶層１３０ａの厚みを制御するスペーサ１４０も図示されている。
図３の液晶表示装置１００ａにおいても、λ／４位相差層１１１ａの遅相軸方位は、半円形状の基板平面に対して傾斜を有する方位（図３において横に向かう方位）と実質的に平行にされている。このように、λ／４位相差層１１１ａの断面形状が半円形状となっていても、λ／４位相差層１１１ａの遅相軸方位と、半円形状の基板平面に対して傾斜を有する方位（図３において横に向かう方位）と実質的に平行とすることにより、図１（ａ）及び（ｂ）に示す実施形態１に係る形態と同様の効果を得ることができる。

（比較例１）
図４は、比較例１に係る半透過型の垂直配向モードの液晶表示装置の構成を示す模式図である。図４（ａ）は、平面模式図であり、図４（ｂ）は、断面模式図である。なお、図４（ａ）では、反射電極、透過電極、共通電極に設けられた開口、及び、λ／４位相差層の配置関係を示しており、その他の部材については図示を省略している。また、図４（ａ）中の２本の両矢印は、λ／４位相差層の遅相軸方位、及び、観察面側の偏光板の透過軸方位を示している。図４（ｂ）中の白抜きの矢印は、λ／４位相差層の傾斜部の傾斜方位を示している。
比較例１に係る液晶表示装置２００は、λ／４位相差層２１１の遅相軸方位がλ／４位相差層２１１の傾斜部２１ｂの傾斜方位と垂直に配置されていること以外は、実施形態１と同様の構成である。
比較例１に係る液晶表示装置２００は、図４（ｂ）に示すように、背面側偏光板２２３、ＴＦＴ基板２０２、液晶層２３０、カラーフィルタ基板２０１及び観察面側偏光板２１３がこの順に配置された構成を有する。液晶層２３０は、負の誘電率異方性を有する液晶分子２３１及び２３２を含んで構成されている。液晶層２３０を構成する液晶材料としては、屈折率異方性が０．０８であるＭＬＣ－２０６８（メルク社製）を用いた。

まず、カラーフィルタ基板２０１の構成について説明する。
図４（ｂ）に示すように、観察面側の基板２１０の液晶層２３０側には、赤、緑及び青の着色層（図示せず）が配置されている。反射表示領域２５０における着色層上には、位相差制御用配向膜（図示せず）、重合性液晶からなるλ／４位相差層２１１がこの順に配置されている。λ／４位相差層２１１は、傾斜領域２７０における傾斜部２１ｂと平坦領域２８０における平坦部２１ａとで構成されている。λ／４位相差層２１１を構成する重合性液晶としては、実施形態１におけるλ／４位相差層１１１と同じ光重合性液晶を用いた。それらの上の観察面側の基板２１０の全面には、共通電極２１４が配置されている。反射表示領域２５０及び透過表示領域２６０における共通電極２１４の中央部には開口２１５ａ、２１５ｂが設けられている。これにより、液晶層２３０に閾値電圧以上の電圧を印加したときに、反射表示領域２５０及び透過表示領域２６０毎に、液晶層２３０中の液晶分子２３１、２３２を放射状配向させることができる。共通電極２１４上には、全面に垂直配向膜２１２が配置されている。また、観察面側の基板２１０の液晶層２３０とは反対側には、観察面側偏光板２１３が設けられている。

次に、ＴＦＴ基板２０２の構成について説明する。
背面側の基板２２０の液晶層２３０側には、ＴＦＴ素子（図示せず）が設けられている。ＴＦＴ素子は、直交する方位に相互に平行に延びるように設けられた複数のゲート線（図示せず）と複数のソース線（図示せず）との各交差部分に設けられている。そして、ＴＦＴ素子のドレイン電極が、透過表示領域２６０及び反射表示領域２５０に渡って設けられる画素透過電極２２４、及び、反射表示領域２７０に設けられる反射電極２２１と接続されている。反射表示領域２５０における反射電極２２１上、及び、透過表示領域２６０における画素透過電極２２４上には、全面に垂直配向膜２２２が配置されている。背面側の基板２２０の液晶層２３０とは反対側には、背面側偏光板２２３が設けられている。
図５は、比較例１に係る液晶表示装置について、液晶分子２３２の傾斜方位、λ／４位相差層２１１の遅相軸方位、及び、観察面側偏光板２１３の透過軸方位の関係を示す平面模式図である。
図４（ｂ）中で示す、傾斜部２１ｂの傾斜面に対して垂直に配向する液晶分子２３２は、図５で示すように、その長軸が傾斜する方位が、矢印２で示すλ／４位相差層２１１の遅相軸方位と実質的に垂直になる。このとき、矢印４で示す観察面側偏光板２１３の透過軸方位は、矢印２で示すλ／４位相差層の遅相軸方位と４５°の角度をなす。このように液晶分子２３２の傾斜方位を制御したとしても、液晶分子２３２によっては、観察面側から入射した光に対して、λ／４位相差層２１１の傾斜部２１ｂによって付与される位相差を補償することができないため、コントラスト比を低下させるおそれがある。

（実施形態１と比較例１との反射率の比較）
実施形態１に係る液晶表示装置と比較例１に係る液晶表示装置とで、液晶層に電圧を印加していないときの反射表示領域近傍の反射率をシミュレーションした。結果を図６に示す。反射率のシミュレーションにはＬＣＤｍａｓｔｅｒ（シンテック社製）を用いた。なお、シミュレーションにおいては実施形態１における図１の形態と比較例１における図４の形態とで比較を行った。シミュレーションでは、λ／４位相差層の平坦部の厚さを１．７μｍと設定し、傾斜部の１つあたりの幅を３．４μｍと設定している。また、λ／４位相差層の傾斜部が形成された領域（傾斜領域）においては、液晶分子が該傾斜部の傾斜面に対して垂直に配向しているとし、λ／４位相差層の平坦部が形成された領域（平坦領域）及び背面側の基板側では、液晶分子は基板の平坦面に対して垂直に配向しているとして、シミュレーションを行っている。液晶分子の長軸方向の屈折率は１．６０であり、短軸方向の屈折率は１．４７として設定している。
図６中の●が実施形態１の結果を示しており、○が比較例１の結果を示している。また、グラフの横軸は、λ／４位相差層の幅方位の長さを示している。すなわち、符号７０が、λ／４位相差層の傾斜部が形成された領域（傾斜領域）を示し、符号８０が、λ／４位相差層の平坦部が形成された領域（平坦領域）を示している。
図６で示すように、実施形態１と比較例１とを比較した場合、実施形態１の場合の傾斜領域における反射率が比較例１の場合と比較して低下しており、黒表示時の光漏れを抑制することができることがわかる。

本願は、２００７年１２月２５日に出願された日本国特許出願２００７－３３２９９５号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。

実施形態１に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。（ａ）は、平面模式図を示し、（ｂ）は、断面模式図を示している。 実施形態１に係る液晶表示装置について、液晶分子の傾斜方位、λ／４位相差層の遅相軸方位、及び観察面側偏光板の透過軸方位の関係を示す平面模式図である。 実施形態１に係る液晶表示装置の変形例を示す断面模式図である。 比較例１に係る液晶表示装置の構成を示す模式図である。（ａ）は、平面模式図を示し、（ｂ）は、断面模式図を示している。 比較例１に係る液晶表示装置について、液晶分子の傾斜方位、λ／４位相差層の遅相軸方位、及び、観察面側偏光板の透過軸方位の関係を示す平面模式図である。 実施形態１及び比較例１に係る液晶表示装置について、反射表示領域における反射率をシミュレーションした結果を示す図である。●は、実施形態１に係る液晶表示装置の結果について示しており、○は、比較例１に係る液晶表示装置の結果について示している。 実施形態１に係る液晶表示装置について、反射表示領域及び透過表示領域における液晶分子の配向形態を示す平面模式図である。 液晶分子の配向を２分割したときの配向形態を示す平面模式図である。（ａ）は、反射表示領域では放射状配向、透過表示領域では上下２分割の配向である。（ｂ）は、反射表示領域では放射状配向、透過表示領域では左右２分割の配向である。（ｃ）は、反射表示領域及び透過表示領域の両方で上下２分割の配向である。（ｄ）は、反射表示領域及び透過表示領域の両方で左右２分割の配向である。 透過表示領域における液晶分子の配向を４分割したときの配向形態を示す平面模式図である。

符号の説明

１、２：λ／４位相差層の遅相軸方位
３、４：観察面側偏光板の透過軸方位
１１ａ、２１ａ：λ／４位相差層の平坦部
１１ｂ、２１ｂ：λ／４位相差層の傾斜部
７０、１７０、２７０：傾斜領域
８０、１８０、２８０：平坦領域
１００、１００ａ、２００：液晶表示装置
１０１、１０１ａ、２０１：カラーフィルタ基板
１０２、１０２ａ、２０２：ＴＦＴ基板
１１０、１１０ａ、２１０：観察面側の基板（ガラス基板等）
１２０、１２０ａ、２２０：背面側の基板（ガラス基板等）
１１１、１１１ａ、２１１：λ／４位相差層
１１２、１１２ａ、１２２、１２２ａ、２１２、２２２：垂直配向膜
１１３、１１３ａ、２１３：観察面側偏光板
１１４、１１４ａ、２１４、４１４ａ～４１４ｅ：共通電極
１１５ａ、１１５ｂ、１１６、２１５ａ、２１５ｂ、３１６ａ、３１６ｂ、３１７ａ、３１７ｂ、３１８、３１９ａ、３１９ｂ、３２０：共通電極の開口
１２１、１２１ａ、２２１：反射電極
１２３、１２３ａ、２２３：背面側偏光板
１２４、１２４ａ、２２４：画素透過電極
１２５ａ：層間絶縁膜
１３０、１３０ａ、２３０：液晶層
１３１、１３１ａ、１３２、１３３、２３１、２３２、３０２～３０６：液晶分子
１４０：スペーサ
１５０、１５０ａ、２５０、３５２～３５６：反射表示領域
１６０、１６０ａ、２６０、３６２～３６６：透過表示領域
３１４：微細な透明電極

Claims (7)

1. 互いに対向する一対の基板の間に液晶層を備え、かつ透過表示領域と反射表示領域とを有する垂直配向モードの液晶表示装置であって、
   該一対の基板の一方は、反射表示領域に、液晶層側へ隆起したλ／４位相差層を備え、
   該λ／４位相差層は、基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有し、かつ傾斜部の傾斜方位とλ／４位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行であることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記λ／４位相差層は、透過表示領域における液晶層の厚さの約１／２の厚さであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記液晶表示装置は、複数の画素を有し、
   前記λ／４位相差層は、平面視したときに、複数の画素と重なって帯状に配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
4. 前記λ／４位相差層は、観察面側の基板に備えられることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 互いに対向する一対の基板の間に液晶層を備え、かつ透過表示領域と反射表示領域とを有する垂直配向モードの液晶表示装置であって、
   該一対の基板の一方は、反射表示領域に、液晶層側へ隆起したλ／４位相差層を備え、
   該λ／４位相差層は、基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有し、かつ傾斜部が形成された領域における液晶層中の液晶分子の電圧無印加状態の傾斜方位とλ／４位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行であることを特徴とする液晶表示装置。
6. 基板上に位相差層を備える表示装置用基板であって、
   該位相差層は、該基板の平坦面に対して傾斜した傾斜部を有し、かつ傾斜部の傾斜方位と位相差層の遅相軸方位とが実質的に平行であることを特徴とする表示装置用基板。
7. 請求項６記載の表示装置用基板と該表示装置用基板に対向する対向基板との間に液晶層を備え、
   前記位相差層は、表示装置用基板の液晶層側に備えられていることを特徴とする液晶表示装置。

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