JP2007240544A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】コントラスト特性の低下を防止した液晶セルを提供する。
【解決手段】透光性を有するガラス基板31と透光性を有する共通電極34とのそれぞれの屈折率との間の屈折率を有するＡプレート層32を、ガラス基板31と共通電極34との間に設ける。ガラス基板31とＡプレート層32との間のフレネル反射、および、Ａプレート層32と共通電極34との間のフレネル反射を低減して液晶層６の視角特性を補償し、コントラスト特性の低下を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画素を駆動するスイッチング素子とカラーフィルタ層とを第１の基板に設けた液晶表示素子に関する。

近年、液晶表示素子は、薄型、低消費電力、高画質の画像表示装置として需要も活発化し、その技術進歩も著しい。特に、薄膜トランジスタなどのスイッチング素子にてマトリクス状に配列される画素電極を駆動するアクティブマトリクス型のカラー液晶表示装置の開発がなされている。

このような液晶表示装置は、アレイ基板上にマトリクス状に走査線すなわちゲート線および信号線が配線され、それらの各交点近傍に、薄膜トランジスタがそれぞれ配設されている。これら薄膜トランジスタのゲート電極は、ゲート線に電気的に接続され、ソース電極は信号線に電気的に接続され、ドレイン電極は、補助容量、および、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide:ITO)からなる透明な画素電極に電気的に接続されている。また、アレイ基板には、カラーフィルタ、および、画素電極と対をなし液晶に電圧を加える対向電極を備えた対向基板が組み合わされ、これら基板間に液晶が注入され、アレイ基板に第１の偏光板を設け、対向基板に第２の偏光板を設けたセルが形成される。

そして、ゲート電極−ソース電極間がオン状態となると、ソース電極−ドレイン電極間に電流が流れ、補助容量および画素電極の電位が信号電位と等しくなり、液晶に信号電圧が加わることで表示がなされる構成を有している。

近年、画素電極と薄膜トランジスタのソース電極との間の基板平面状部における間隙を低減する手段として、信号線などの配線上に絶縁膜を設け、その上に画素電極を形成する技術が開発されている。この場合、ドレイン電極と画素電極とは、絶縁膜にスルーホールを設けることで電気的に接続可能となっている。そして、このようなアクティブマトリクス型のカラー液晶表示装置は、赤(Ｒ)、緑(Ｇ)および青(Ｂ)の絶縁性着色層を、対向基板側に設けている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、このような液晶表示装置においては、各色のカラーフィルタ層と絶縁膜とをパターニングするため、合計で４回のパターニング工程を要するという問題がある。

そこで、このような問題を解決するために、カラーフィルタ層をアレイ基板側に設ける液晶表示装置、すなわち、絶縁膜とカラーフィルタ層との双方の機能を有する層をアレイ基板上の薄膜トランジスタや配線の上に形成し、カラーフィルタ層の上の画素電極をマトリクス状にパターン形成し、この画素電極を、カラーフィルタ層に形成されるスルーホールを介してドレイン電極に電気的に接続する、カラーフィルタオンアレイ(ＣＯＡ)構造の技術が開発されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００２−１３１７５９号公報 特開２００５−２５８３２８号公報

ここで、配線、具体的には信号線およびゲート線は、画素電極間の光漏れを防止し、液晶表示素子のコントラスト特性を向上するために、画素電極間を完全に覆うように配設されており、ブラックマトリクス(ＢＭ)の機能を有することから配線ＢＭと呼ばれる。

この配線ＢＭは、画素電極の間隙よりも充分に広い幅を有している。これは、カラーフィルタ層のパターン端部の膜厚がパターン中央より厚くなったり薄くなったりしている場合、あるいは画素電極間に横電解が生じる駆動方法を用いた場合などに、画素電極間上のみならず画素電極端部近傍の画素電極上で生じるおそれがある光漏れを防止するためである。

一方で、これら配線ＢＭは配線でもあるため、配線抵抗を抑制する観点から、使用される材料が限定されるので、配線における金属反射を充分に低減することは容易でない。

このため、外光が液晶表示素子上部から入射すると、この光が配線ＢＭにて反射し、液晶表示素子のコントラスト特性が低下するという問題が生じている。

また、一般的に液晶表示素子に用いられるアレイ基板側の画素電極としては、酸化錫やＩＴＯが上げられるが、これらの材料の可視光波長に対する屈折率は略１．８程度あるのに対して、ガラス基板の屈折率や液晶組成物の屈折率は、略１．５であり、また、液晶層と画素電極との間に形成された配向膜は、一般的な配向膜材料であるポリイミドの屈折率が１．６５程度である。したがって、画素電極−配向膜間および配向膜−液晶間の屈折率差は、画素電極−ガラス基板間と比較すると小さいものの、この画素電極−ガラス基板間の屈折率差は大きく、この界面にてフレネル反射が生じるため、液晶表示素子上面から外光が入射した際、画素電極とガラス基板との間で強い反射が生じ、コントラスト特性を低下させるおそれがある。

こうした問題は、対向基板にカラーフィルタ層を設けた構造の場合でも、カラーフィルタ層の屈折率と共通電極の屈折率との差により生じるが、一般に、カラーフィルタ層の屈折率は共通電極の屈折率とガラス基板の屈折率との中間であることが多く、また、共通電極とカラーフィルタ層との間でのフレネル反射により反射した外光は、カラーフィルタ層を２度透過するため、カラーフィルタ層で相当部分が吸収され、実際には殆ど反射することがなく、問題となることがない。

しかしながら、上述のＣＯＡ構造では、画素電極−ガラス基板間にカラーフィルタ層などがないため、これらの界面でのフレネル反射は大きい上に反射した光が殆ど吸収されることがなく、コントラスト特性を著しく低下させている。

そこで、配線ＢＭを細くすることで、この問題を解決することが考えられるが、この場合、上述したように、カラーフィルタ層のパターン端部の膜厚がパターン中央部より厚くなったり、薄くなったりしている場合や、画素電極間に横電解が生じる駆動方法を用いた場合に、光漏れが、画素電極間上のみならず画素電極端部近傍の画素電極上でも生じてしまうため、結果的にコントラスト特性を著しく低下させる。

また、配線を細くして対向基板側にブラックマトリクスを設けることも考えられ、この場合、配線上での金属反射を防止でき、コントラストの低下を有る程度低減できるものの、画素電極−ガラス基板間でのフレネル反射は防止されず、充分なコントラスト特性を得ることはできない。さらに、対向基板側にブラックマトリクスを設ける場合には、ブラックマトリクス層の段差により画素電極上の液晶層界面の液晶分子の傾き角度が、ブラックマトリクス端部近傍にて他の領域と異なってしまう。例えば、ラビングによりチルトを有する配向処理をした場合、画素に電圧を印加した状態では、基板平面に対して分子方向が逆に傾くものが生じ、この分子の近傍では光抜けが生じてコントラスト特性が低下する問題が生じる。

このような問題は、対向基板側に設けたブラックマトリクスの厚みが大きいほど生じ易くなる。対向基板にブラックマトリクスを設ける場合、ブラックマトリクス層は配線など他の機能を有する必要がないので遮光性が優れていればよい。したがって、反射率が低い金属などを用いれば充分に薄くできるものの、この場合、パターン形成するためにフォトレジストが必要となるため、製造性を考慮して直接レジスト材料をブラックマトリクスとすることが多く、この場合、ブラックマトリクス層の厚みが必然的に大きくなり、上述のコントラスト特性の低下を招いている。

また、表示制御用の液晶層の厚みを制御するスペーサが液晶層の厚みを充分に制御可能な面内分布密度で配置され、かつ、充分な硬度である場合には、対向基板側がガラス基板とＩＴＯとのみで形成され、平坦性が良好で殆ど変形しないため、環境温度が低下した際に液晶層の体積が減少し、セル内圧が低下することで液晶組成成分が気化して、セル内に気泡、すなわち低温泡が生じ易くなる。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、コントラスト特性の低下を防止した液晶表示素子を提供することを目的とする。

本発明は、第１の基板と、この第１の基板に対向して配設された第２の基板と、これら第１の基板と第２の基板との間に介在された液晶層とを具備し、画素がマトリクス状に形成された液晶表示素子であって、前記第１の基板は、前記画素の表示を制御するスイッチング素子と、これらスイッチング素子を覆って設けられたカラーフィルタ層とを備え、前記第２の基板は、透光性を有する絶縁基板と、透光性を有する電極と、前記絶縁基板と前記電極とのそれぞれの屈折率との間の屈折率を有し、前記絶縁基板と前記電極との間に設けられた光学層とを備えているものである。

そして、第２の基板の透光性を有する絶縁基板と透光性を有する電極とのそれぞれの屈折率との間の屈折率を有する光学層を、絶縁基板と電極との間に設ける。

本発明によれば、絶縁基板と光学層との間の反射および光学層と電極との間の反射を低減して液晶層の視角特性を補償し、コントラスト特性の低下を防止できる。

以下、本発明の第１の実施の形態の液晶表示素子の構成を図１および図２を参照して説明する。

図１において、１は液晶表示素子としての液晶セルであり、この液晶セル１は、例えばＶＡＮ(Vertically Aligned Nematic)モード、ＯＣＢ(Optically Compensated Birefringence)モード、ＴＮ(Twisted Nematic)モード、ＥＣＢ(Electrically Controlled Birefringence)ＴＮモード、ＨＡＮ(Hybrid Aligned Nematic)モード、あるいは、π配列モードなどの表示モードを有している。また、この液晶セル１は、第１の基板としてのアレイ基板２と第２の基板としての対向基板３とが、図示しないスペーサを介して対向配置され、図示しないシール剤にて周囲が接着されてこれら基板２，３間に液晶層６が介在され、さらに、アレイ基板２と対向基板３との外面に、それぞれ図示しない偏光板が設けられている。そして、この液晶セル１は、複数の画素７がマトリクス状に配設されたアクティブマトリクス型の液晶表示素子である。

アレイ基板２は、透光性を有する絶縁基板としてのガラス基板11を有し、このガラス基板11上には、図示しないアンダーコート層上に、画素７を囲む配線としての配線ブラックマトリクス(配線ＢＭ)である複数の走査線すなわちゲート線Ｇと配線としての画像信号配線、すなわち配線ブラックマトリクスである複数の信号線Ｓとの交点近傍にスイッチング素子としての例えばトップゲート型の薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)12がそれぞれ形成され、この薄膜トランジスタ12上には、図示しないパッシベーション膜としての平坦化膜を介して赤(Ｒ)、緑(Ｇ)および青(Ｂ)それぞれの着色層13r，13g，13bがストライプ状に順次配設されたカラーフィルタ層13が、各薄膜トランジスタ12を覆って形成されている。すなわち、アレイ基板２は、カラーフィルタオンアレイ(ＣＯＡ)構造を有している。

また、ガラス基板11上には、図示しないが、所定の周辺駆動回路が形成され、薄膜トランジスタ12と電気的に接続されている。

さらに、カラーフィルタ層13上には、各画素７に対応して、例えばインジウム錫酸化物(ＩＴＯ)などで構成され薄膜トランジスタ12により駆動される画素電極15がマトリクス状にパターン形成されている。

そして、これら画素電極15上には、透明な柱状のスペーサがそれぞれ形成されているとともに、図示しない配向膜が形成されている。

薄膜トランジスタ12は、画素電極15を駆動することで画素７での表示を制御するもので、アンダーコート層上に形成されたソース電極21およびドレイン電極22を備えている。これらソース電極21およびドレイン電極22は、所定の間隙を介して電気的に絶縁された状態で設けられている。

ここで、ソース電極21は、信号線Ｓに電気的に接続されている。また、ドレイン電極22は、カラーフィルタ層13に形成されたコンタクトホールＨを介して画素電極15に電気的に接続されている。

さらに、これらソース電極21およびドレイン電極22の間には、図示しない半導体層としての活性層が設けられている。そして、この活性層は、多結晶半導体としてのポリシリコン(ｐ−Ｓｉ)にて構成された多結晶半導体層としてのポリシリコン半導体層である。

また、この活性層上には、ゲート絶縁膜24を介して、導電性を有しゲート線Ｇの一部を構成するゲート電極25が積層されて成膜されている。

スペーサは、液晶ポリマにより形成され、液晶層６を構成する液晶組成物の層厚を制御するものである。

ゲート線Ｇおよび信号線Ｓは、画素電極15間の光漏れを防止し、液晶セル１のコントラスト特性を向上するために、画素電極15間を完全に覆うように配設されている。換言すれば、これらゲート線Ｇおよび信号線Ｓは、画素電極15間の幅よりも大きい幅寸法に形成されており、カラーフィルタ層13のパターン端部の層厚がパターン中央より厚くなったり薄くなったりしている場合などに、画素電極15間上のみならず画素電極15端部近傍の画素電極15上で生じるおそれがある光漏れを防止するように構成されている。

一方、対向基板３は、透光性を有する絶縁基板としてのガラス基板31上に、光学層としての補償層であるＡプレート層32と、ＩＴＯからなる電極としての共通電極34と、図示しない配向膜とが順次形成されている。

Ａプレート層32は、例えば所定の屈折率異方性を有する紫外線架橋型のネマティック液晶などの高分子樹脂を塗布して紫外線を照射することにより、液晶を架橋させてポリマ化させて形成されたものであり、主面に平行かつ互いに直交する二方向の平均屈折率が互いに異なり、これら平均屈折率のいずれか一方が、主面に垂直な方向の平均屈折率と等しい屈折率異方性を有している。換言すれば、Ａプレート層32は、液晶セル１の表示面に垂直な方向の平均屈折率をｎｚ、表示面に平行な方向の平均屈折率をｎｘ，ｎｙとした際に、ｎｘ≠ｎｙ＝ｎｚ、すなわち、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ、あるいはｎｘ＜ｎｙ＝ｎｚとなる屈折率異方性を有するように構成され、法線方向における位相差(リタデーション)の絶対値が所定値に設定されている。そして、このＡプレート層32の屈折率は、ガラス基板31と共通電極34とのそれぞれの屈折率の間、好ましくはちょうど中間に設定されている。この結果、このＡプレート層32は、偏光板および液晶層６の視角特性を補償する機能を有している。

また、共通電極34は、透光性を有し、周辺駆動回路に電気的に接続されている。

そして、Ａプレート層32および共通電極34は、スペーサ以下の硬度を有している。換言すれば、スペーサは、Ａプレート層32および共通電極34よりも大きい硬度を有している。

なお、Ａプレート層32は、パターン形成してもよいが、シール強度や密着強度の低下を招かないように、シール剤下部以外の位置に設けることが好ましい。

次に、上記第１の実施の形態の作用を説明する。

液晶セル１を製造する際には、まず、アレイ基板２を製造する。

すなわち、アンダーコート層が成膜されたガラス基板11上に、ソース電極21、ドレイン電極22、層間絶縁膜、活性層、ゲート絶縁膜24、ゲート電極25および平坦化膜を順次形成する。

次いで、この平坦化膜が形成されたガラス基板11上に、赤(Ｒ)色の顔料を分散させた、例えば紫外線硬化型アクリル樹脂レジストＣＲ−２０００(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)をスピンナにて全面塗布し、カラーフィルタ層13の赤(Ｒ)色を着色したい部分に光を照射するフォトマスクを介し、３６５ｎｍの波長の紫外線を１００ｍＪ／ｃｍ^２照射し、水酸化カリウム(ＫＯＨ)の１％水溶液で１０秒間現像し、２３０℃で１時間焼成して、膜厚２．０μｍの赤(Ｒ)色着色層13rを形成する。

同様に、着色材料ＣＧ−２０００(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を用いて２．０μｍ厚の緑(Ｇ)色着色層13gを形成し、ＣＢ−２０００(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を用いて２．０μｍ厚の青(Ｂ)色着色層13bを形成して、表示領域に３原色のカラーフィルタ層13を形成する。

次いで、フォトエッチング法により、ドレイン電極22に達するスルーホールを形成し、これらの上にＩＴＯをスパッタリング法により例えば１５００Å成膜し、さらにフォトエッチング法により所定の形状にパターニングして画素電極15を形成する。

さらに、所定の透明感光性樹脂をスピンナにより所定の厚みに塗布し、乾燥後、スペーサ形成部分に光を照射するフォトマスクを用いて所定波長の紫外線を照射し、アルカリ水溶液にて現像した後、焼成し、所定の高さの柱状のスペーサを形成する。

この後、ポリイミドであるＡＬ−１０５１((株)ＪＳＲ社製)を全面に７００Å塗布し、ラビング処理して配向膜を形成する。

一方、対向基板３を製造する際には、ガラス基板31に配向膜であるＪＡＬＳ２０２１((株)ＪＳＲ社製)をスピンコートし、１８０℃で３０分焼成した後、溶媒となるキシレンに２０％溶融したネマティック液晶ポリマ(ＢＡＳＦ社製)をスピンコートする。

さらに、キシレンを乾燥させた後、紫外線を照射して液晶を架橋させてポリマ化させることで、例えば波長５５０ｎｍにおける屈折率が１．６７程度、かつ、位相差値が１３０ｎｍ〜１４０ｎｍに設定されたＡプレート層32が得られる。

そして、ＩＴＯ膜をスパッタ法にて１０００Å成膜し、共通電極34をパターン形成後、この上に垂直配向膜材料を塗布して配向膜を形成し、表面をラビング処理して対向基板３を完成する。

この後、アレイ基板２の外周に、図示しない注入口を設けてシール剤を塗布し、アレイ基板２と対向基板３とを対向配置し、加熱してシール剤を硬化させて貼り合わせる。

次に、シール剤の注入口から、正の誘電異方性を有するネマティック液晶を注入し、注入口を紫外線硬化樹脂で封止して液晶層６を封入後、アレイ基板２および対向基板３の外面にそれぞれ偏光板を互いに偏光軸が９０°の角度となるように貼り付けて、液晶セル１を完成する。

ここで、共通電極34を形成するＩＴＯの可視光波長に対する屈折率は略１．８程度あるのに対して、ガラス基板31の屈折率や液晶層６を構成する液晶組成物の屈折率は、略１．５であり、また、液晶層６と共通電極34との間に形成された配向膜の屈折率は１．６５程度であるから、共通電極34と配向膜との間および配向膜と液晶層６との間の屈折率差は、共通電極34とガラス基板31との間と比較すると小さいものの、この共通電極34とガラス基板31との間の屈折率差は大きく、この界面にてフレネル反射が生じ、また、このフレネル反射は殆ど吸収されることがないから、液晶セル１上面から外光が入射した際、共通電極34とガラス基板31との間で強い反射が生じ、コントラスト特性を低下させるおそれがある。

そこで、上記第１の実施の形態では、屈折率を、ガラス基板31と共通電極34とのそれぞれの屈折率の間に設定したＡプレート層32を、ガラス基板31と共通電極34との間に設ける構成とした。

この結果、ガラス基板31とＡプレート層32との屈折率差、および、Ａプレート層32と共通電極34との屈折率差が、それぞれ０．１５程度となるため、ガラス基板31とＡプレート層32との界面で発生するフレネル反射、および、Ａプレート層32と共通電極34との界面で発生するフレネル反射を低減でき、液晶層６の視角特性を補償してコントラスト特性の低下を防止できる。

また、フレネル反射を低減する効果は、ガラス基板31とＡプレート層32との屈折率差、および、Ａプレート層32と共通電極34との屈折率差が小さいほど良好であるため、Ａプレート層32の屈折率を、ガラス基板31と共通電極34とのそれぞれの屈折率のちょうど中間に設定することで、最大限のフレネル反射の低減効果を得ることができる。

そして、このように得られた上記第１の実施の形態の液晶セル１のコントラスト特性を、照度５０００ｌｘ下にて測定したところ、上記Ａプレート層32を設けない従来構造の液晶セルのコントラスト特性が１５：１であったのに対して、１５０：１と極めて良好な値を得ることができた。

また、ゲート線Ｇや信号線Ｓを細くすることなく上記フレネル反射を低減できるので、カラーフィルタ層13のパターン端部の膜厚がパターン中央部より厚くなったり、薄くなったりしている場合などに、画素電極15間上のみならず画素電極15の端部近傍の画素電極15上でも生じるおそれがある光漏れを、ゲート線Ｇおよび信号線Ｓにより、確実に防止できる。

さらに、スペーサの硬度をガラス基板31および共通電極34よりも大きく設定することで、環境温度が低下した際に液晶層６が収縮した場合にも、液晶セル１内に気泡すなわち低温泡が発生することを防止できる。

そして、Ａプレート層32の位相差値を１３０ｎｍ〜１４０ｎｍに設定することで、このＡプレート層32が１／４波長体すなわち１／４位相差板として機能するので、Ａプレート層32を円偏光主導の受光素子とすることができる。

なお、上記第１の実施の形態において、Ａプレート層32の屈折率は、ガラス基板31の屈折率と共通電極34の屈折率とのちょうど中間でなくとも、ガラス基板31の屈折率と共通電極34の屈折率との間であれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏する。この場合、例えばＡプレート層32の膜厚を最適化することにより、光学的表示性能を向上させることができる。Ａプレート層32の最適な膜厚は、例えば多重反射をジョーンズマトリクス法にて計算することで得られ、例えばＩＴＯの屈折率が２．０、ガラス基板31の屈折率が１．５、Ａプレート層32の屈折率が１．６の場合、約１０００Åとなる。

次に、第２の実施の形態を図２を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施の形態の液晶セル１は、対向基板３が、ガラス基板31と、Ａプレート層32と同様の補償層としてのＡプレート層35と、補償光学層としてのＣプレート層36と、共通電極34とで構成されたものである。

Ａプレート層35は、上記第１の実施の形態のＡプレート層32と同様の構成であるため、その説明は省略する。

また、Ｃプレート層36は、例えば所定の屈折率異方性を有する紫外線架橋型のカイラルネマティック液晶、コレステリック液晶、あるいはディスコティック液晶などの高分子樹脂をガラス基板31上に塗布して紫外線を照射することにより、液晶を架橋させてポリマ化させて形成されたものであり、主面に平行かつ互いに直交する二方向の平均屈折率が互いに等しく、これら平均屈折率が、主面に垂直な方向の平均屈折率と異なる屈折率異方性を有している。換言すれば、Ｃプレート層36は、液晶セル１の表示面に垂直な方向の平均屈折率をｎｚ、表示面に平行な方向の平均屈折率をｎｘ，ｎｙとした際に、ｎｘ＝ｎｙ≠ｎｚ、すなわち、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ、あるいはｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚとなる屈折率異方性を有するように構成され、法線方向における位相差の絶対値が所定値に設定されている。そして、そして、このＣプレート層36の屈折率は、ガラス基板31と共通電極34とのそれぞれの屈折率の間に設定されている。この結果、このＣプレート層36は、偏光板および液晶層６の視角特性を補償する機能を有している。

このため、これらＡプレート層35とＣプレート層36とにより、二軸の位相差板として機能する光学層37を構成している。

また、このＣプレート層36は、ねじれたネマティック層にて形成する際には、液晶組成物の平均屈折率をｎ、螺旋ピッチをＰとしたとき、波長３８０ｎｍの光に対して、ｎ×Ｐ≦３８０ｎｍであることが好ましい。

さらに、アレイ基板２と対向基板３とは、スペーサ38を介して対向配置され、シール剤39にて周囲が接着されてこれら基板２，３間に液晶層６が介在されている。

スペーサ38は、液晶ポリマにより形成され、Ａプレート層35、Ｃプレート層36および共通電極34よりも大きい硬度を有している。

そして、対向基板３を製造する際には、Ａプレート層35上に、屈折率異方性Δｎが０．１０２であり螺旋ピッチすなわちヘリカルピッチが０．９ｎｍである紫外線架橋型のカイラルネマティック液晶(メルク社製)を層厚２．２ｎｍとなるように塗布し、螺旋軸が法線方向となる状態にて紫外線を照射し、Ｃプレート層36を形成した後、このＣプレート層36上に共通電極34を形成する。

このようにして形成したＣプレート層36の法線方向における位相差の絶対値は、例えば２０５ｎｍとなっているが、Ｃプレート層36の膜厚を変えることで所望の位相差を得ることができる。

なお、このときＡプレート層35自体が配向膜となるので、ラビングの必要はない。

そして、上記第２の実施の形態によれば、屈折率を、ガラス基板31と共通電極34とのそれぞれの屈折率の間に設定した光学層37を、ガラス基板31と共通電極34との間に設けることで、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、Ａプレート層35に加えて、このＡプレート層35と軸方向が異なるＣプレート層36を設けることで、光学層37が二軸の位相差板として機能することにより、より良好な視角特性を得ることができる。

さらに、液晶層６を構成する液晶組成物の平均屈折率をｎ、螺旋ピッチをＰとしたとき、波長３８０ｎｍの光に対して、ｎ×Ｐ≦３８０ｎｍとすることにより、Ａプレート層32でのブラック反射を可視光領域以外に設定して選択反射を解消し、より良好な表示特性を得ることができる。

なお、上記第２の実施の形態のＣプレート層36を、上記第１の実施の形態のＡプレート層32に代えて光学層として設けることでも、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、上記各実施の形態において、薄膜トランジスタ12は、ボトムゲート型など、他の様々なものを適用できる。

本発明の第１の実施の形態の液晶表示素子を示す縦断面図である。 本発明の第２の実施の形態の液晶表示素子を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 液晶表示素子としての液晶セル
２ 第１の基板としてのアレイ基板
３ 第２の基板としての対向基板
６ 液晶層
７ 画素
12 スイッチング素子としての薄膜トランジスタ
13 カラーフィルタ層
31 絶縁基板としてのガラス基板
32 光学層としての補償層であるＡプレート層
34 電極としての共通電極
35 補償層としてのＡプレート層
36 補償光学層としてのＣプレート層
37 光学層
38 スペーサ

Claims (4)

1. 第１の基板と、この第１の基板に対向して配設された第２の基板と、これら第１の基板と第２の基板との間に介在された液晶層とを具備し、画素がマトリクス状に形成された液晶表示素子であって、
   前記第１の基板は、
   前記画素の表示を制御するスイッチング素子と、
   これらスイッチング素子を覆って設けられたカラーフィルタ層とを備え、
   前記第２の基板は、
   透光性を有する絶縁基板と、
   透光性を有する電極と、
   前記絶縁基板と前記電極とのそれぞれの屈折率との間の屈折率を有し、前記絶縁基板と前記電極との間に設けられた光学層とを備えている
   ことを特徴とした液晶表示素子。
2. 光学層は、主面に平行かつ互いに直交する二方向の平均屈折率が互いに異なり、これら平均屈折率のいずれか一方が、主面に垂直な方向の平均屈折率と等しい屈折率異方性を有する補償層を備えている
   ことを特徴とした請求項１記載の液晶表示素子。
3. 光学層は、主面に平行かつ互いに直交する二方向の平均屈折率が互いに等しく、これら平均屈折率が、主面に垂直な方向の平均屈折率と異なる屈折率異方性を有する補償光学層を備えている
   ことを特徴とした請求項１または２記載の液晶表示素子。
4. 液晶層の層厚を制御するスペーサを具備し、
   光学層は、前記スペーサ以下の硬度を有している
   ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の液晶表示素子。

Images