(57)【要約】      （修正有）【課題】高温環境下、又は高湿環境下においてもコントラスト及び視野角特性が良好な液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置は、直線偏光子、１／２波長板、１／４波長板を備える一対の円偏光板を有する。下基板側の円偏光板１０は、１／２波長板１２と１／４波長板１４間に負の複屈折率を有し、｛θ（VAC）＋θ（Polarizer）｝／２＝θ（λ／２板）、又は｛θ（VAC）＋θ（Polarizer）＋９０｝／２＝θ（λ／２板）を満たす視野角補償フィルム１３が配設されている（θ（VAC）は視野角補償フィルムの液晶分子のダイレクタの投影方向と面内の任意の絶対軸の成す角度、θ（Polarizer）は直線偏光子の透過軸と絶対軸の成す角度、θ（λ／２板）は１／２波長板の遅相軸と絶対軸の成す角度）。下基板側に配設された１／２波長板は、主波長での正面位相差値が１／２波長である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極を有する下基板、当該下基板と対向配置される上基板、及び前記下基板と上基板間に、電圧無印加時に基板面に概ね平行に配向する液晶分子を含む液晶層を具備する液晶セルと、
前記液晶セルの外側の両主面に配設された一対の円偏光板と、を備えた液晶表示装置であって、
前記一対の円偏光板は、それぞれ、外側から、直線偏光子、入射光の波長の概ねλ／２の位相差を有する１／２波長板、入射光の波長の概ねλ／４の位相差を有する１／４波長板を備え、
前記下基板側に配設される前記円偏光板は、さらに、前記１／２波長板と前記１／４波長板の間に、負の複屈折率を有し、かつ下記＜式１＞若しくは＜式２＞を満たす視野角補償フィルムが配設され、
前記下基板側に配設された前記１／２波長板は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、同面内においてＸ軸に垂直な方向をＹ軸としたときのそれぞれの軸方向の屈折率をｎｘ１、ｎｙ１とし、厚さをｄ１（ｎｍ）とした場合に、前記入射光の主波長での正面位相差値（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１が、１／２波長である液晶表示装置。
＜式１＞  ｛θ（VAC）＋θ（Polarizer）｝／２＝θ（λ／２板）
＜式２＞  ｛θ（VAC）＋θ（Polarizer）＋９０｝／２＝θ（λ／２板）
上記式中のθ（VAC）は、前記視野角補償フィルムを構成する液晶分子のダイレクタのフィルム主面への投影方向と、面内の任意の絶対軸との成す角度を示し、θ（Polarizer）は、前記視野角補償フィルムと同じ側にある前記直線偏光子の透過軸と前記絶対軸との成す角度を示し、θ（λ／２板）は、前記視野角補償フィルムと同じ側にある前記１／２波長板の遅相軸と前記絶対軸との成す角度を示す。
【請求項２】
前記上基板側に配設される前記円偏光板は、さらに、前記１／２波長板と前記１／４波長板の間に、負の複屈折率を有し、かつ前記＜式１＞若しくは前記＜式２＞を満たす視野角補償フィルムが配設され、
前記上基板側に配設された前記１／２波長板は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、同面内においてＸ軸に垂直な方向をＹ軸としたときのそれぞれの軸方向の屈折率をｎｘ２、ｎｙ２とし、厚さをｄ２（ｎｍ）とした場合に、前記入射光の主波長での正面位相差値（ｎｘ２−ｎｙ２）×ｄ２が、１／２波長であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記上基板と、当該上基板側に配設される前記円偏光板とは、拡散部材が分散された拡散粘着材により接着せしめられてい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。
【請求項４】
前記１／２波長板、及び前記１／４波長板の少なくともいずれかは、２軸位相差フィルムであり、
当該２軸位相差フィルムは、遅相軸方位の屈折率をｎａ、位相差板面内においてｎａと直交する方位の屈折率をｎｂ、位相差板の垂直方向の屈折率をｎｃとしたときに、Ｎｚ＝（ｎａ−ｎｃ）／（ｎａ−ｎｂ ）と定義した場合に、０≦Ｎｚ≦０．８を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記視野角補償フィルムは、液晶分子がハイブリッド配向した状態で固定化させた液晶フィルムを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
第１の円偏光板、第２の円偏光板を備える液晶セルの外側主面に配設するための一対の円偏光板であって、
前記第１の円偏光板、第２の円偏光板は、それぞれ、外側から、直線偏光子、入射光の波長の概ねλ／２ の位相差を有する１／２波長板、入射光の波長の概ねλ／４の位相差を有する１／４波長板を備え、
前記第１の円偏光板は、さらに、前記１／２波長板と前記１／４波長板の間に、負の複屈折率を有し、かつ下記＜式１＞若しくは＜式２＞を満たす視野角補償フィルムが配設され、
前記前記第１の円偏光板に配設された前記１／２波長板は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、同面内においてＸ軸に垂直な方向をＹ軸としたときのそれぞれの軸方向の屈折率をｎｘ１、ｎｙ１とし、厚さをｄ１（ｎｍ）とした場合に、主波長での正面位相差値（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１が、１／２波長である一対の円偏光板。
＜式１＞  ｛θ（VAC）＋θ（Polarizer）｝／２＝θ（λ／２板）
＜式２＞  ｛θ（VAC）＋θ（Polarizer）＋９０｝／２＝θ（λ／２板）
上記式中のθ（VAC）は、前記視野角補償フィルムを構成する液晶分子のダイレクタのフィルム主面への投影方向と、面内の任意の絶対軸との成す角度を示し、θ（Polarizer）は、前記視野角補償フィルムと同じ側にある前記直線偏光子の透過軸と前記絶対軸との成す角度を示し、θ（λ／２板）は、前記視野角補償フィルムと同じ側にある前記１／２波長板の遅相軸と前記絶対軸との成す角度を示す。
【請求項７】
前記第２の円偏光板は、さらに、前記１／２波長板と前記１／４波長板の間に、負の複屈折率を有し、かつ前記＜式１＞若しくは前記＜式２＞を満たす視野角補償フィルムが配設され、
前記第２の円偏光板に配設された前記１／２波長板は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、同面内においてＸ軸に垂直な方向をＹ軸としたときのそれぞれの軸方向の屈折率をｎｘ２、ｎｙ２とし、厚さをｄ２（ｎｍ）とした場合に、主波長での正面位相差値（ｎｘ２−ｎｙ２）×ｄ２が、１／２波長であることを特徴とする請求項６に記載の一対の円偏光板。
【請求項８】
前記１／２波長板、及び前記１／４波長板の少なくともいずれかは、２軸位相差フィルムであり、
当該２軸位相差フィルムは、遅相軸方位の屈折率をｎａ、位相差板面内においてｎａと直交する方位の屈折率をｎｂ、位相差板の垂直方向の屈折率をｎｃとしたときに、Ｎｚ＝（ｎａ−ｎｃ）／（ｎａ−ｎｂ ）と定義した場合に、０≦Ｎｚ≦０．８を満足することを特徴とする請求項６又は７に記載の一対の円偏光板。
【請求項９】
前記視野角補償フィルムは、液晶分子がハイブリッド配向した状態で固定化させた液晶フィルムを備えることを特徴とする請求項６〜８のいずれか1項に記載の一対の円偏光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶セルの外側主面に配設される一対の円偏光板、及びこの一対の円偏光板を備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の表示方式は、透過型、反射型、半透過型に大別できる。透過型は、バックライトと呼ばれる光源を点灯し、液晶セルを通過した光で表示を行う表示方式である。このため、暗所での視認性は高いが、明所での視認性は低い。一方、反射型は、液晶セルに入射した光を反射させて表示を行う表示方式である。このため、明所での視認性は高いが、暗所での視認性が低い。半透過型は、透過型と反射型の機能を兼ね備えた表示方式であり、周囲の明るさに応じて表示モードを切り替えることにより、視認性の高い表示を常に提供することができる。その優れた表示特性から、半透過型液晶表示装置は、携帯機器や移動体機器等において広く適用されている。
【０００３】
１つの画素内に透過モードで表示を行う透過領域と、反射モードで表示を行う反射領域を有している半透過型液晶表示装置においては、液晶セル両側に円偏光板が配設され、液晶層厚と、液晶の屈折率異方性Δｎの積であるリタデーション(位相値)が、反射領域において概ね１／４波長、透過領域において概ね１／２波長となるようにそれぞれの領域において液晶層の厚さが設定されている。これにより、反射モードでも、透過モードでも、ノーマリホワイト（液晶層に電圧を印加しない状態で白を表示する方式）での表示が可能となり、比較的良好な表示特性を得ることができる。
【０００４】
半透過型液晶表示装置においては、視野角特性のさらなる向上が求められている。特許文献１〜３には、半透過型液晶表示装置において視野角特性を改善する方法が提案されている。特許文献１においては、視野角特性を改善する方法として、ネマチック液晶をハイブリッド配向させた視野角補償フィルムを用いる構成が開示されている。図１２に、特許文献1に記載の半透過型液晶表示装置の概略構造断面図を示す。特許文献１に記載の液晶表示装置１５０は、表示画面側である前方側から順に、上側−直線偏光板１２１、第１リタデーションフィルム１２２、第２リタデーションフィルム１２４、液晶セル１５１、反射層１３４、第３リタデーションフィルム１１４、第４リタデーションフィルム１１２、下側−直線偏光板１１１を備える。
【０００５】
第1リタデーションフィルム１２２及び第４リタデーションフィルム１１２は、入射光の波長λの概ね半分の固定リタデーション、すなわちλ／２の値を有する。第２リタデーションフィルム１２４、及び第３リタデーションフィルム１１４は、黒表示動作において全体として入射光の波長λの概ね４分の１のリタデーション（λ／４）を有する。そして、視野角特性を拡大するために、これら第２リタデーションフィルム１２４及び第３リタデーションフィルム１１４にＮＲフィルムを用いる構成が開示されている。
【０００６】
特許文献２及び３には、視野角特性を改善する方法として、ディスコティック液晶化合物をハイブリッド配向させた視野角補償フィルムを用いる方法が開示されている。図１３に、特許文献２に記載の半透過型液晶表示装置の概略構造断面図を示す。特許文献２に記載の液晶表示装置２５０は、液晶セル２５１の下基板（不図示）の外側主面に、第１偏光板２１１、１軸性の１／４波長板２１４、視野角拡大機能を有した２つの液晶フィルムである視野角補償フィルム２１３Ａ、２１３Ｂが、外側からこの順に配設されている。一方、液晶セル２５１の上基板（不図示）の外側主面には、第２偏光板２２１、１軸性の１／４波長板２２４が外側からこの順に配設されている。
【０００７】
図１４に、特許文献３に記載の半透過型液晶表示装置の概略構造断面図を示す。特許文献３に記載の液晶表示装置３５０は、液晶セル３５１の下基板（不図示）の外側主面には、下側偏光板３１１、下側１／２波長板３１２、下側１／４波長板３１４、下側視野角補償フィルム３１３が、外側からこの順に配設されている。一方、上基板（不図示）の外側主面には、上側偏光板３２１、上側１／２波長板３２２、上側１／４波長板３２４が外側からこの順に配設されている。
【０００８】
特許文献１に記載の視野角補償フィルムとしては、棒状高分子液晶をハイブリッド配向させたＮＲ（nematic retardation）フィルムが新日本石油株式会社により製造されている。また、特許文献２や３に記載の視野角補償フィルムとしては、ディスコティック液晶化合物をハイブリッド配向させたＷＶ（Wide Viewing）フィルムが富士写真フィルム株式会社により製造されている。
【特許文献１】特開２００４−３４１２０７号公報  （段落番号００７９−００８３、第１５図）
【特許文献２】特開２００５−１０７５０１号公報  （段落番号００７２−００８４、第１３図）
【特許文献３】特開２００７−１５６０８６号公報  （段落番号００２５−００４４、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近時においては、表示品位のさらなる向上を実現すべく、さらなる視野角の拡大、及びコントラストの向上が求められている。偏光制御のための光学素子として、図１４に示す構成を採用することにより、表示品位の高い液晶表示を実現することができる。しかしながら、この構成において、高温環境下若しくは高湿環境下にて使用すると、視野角特性が悪くなるという問題があった。昨今の液晶表示装置の飛躍的な高性能化に伴って、液晶表示装置の用途も拡大する方向にあり、高温環境下、若しくは高湿環境下における使用ニーズもある。さらに、良好なコントラストや視野角特性を維持できる温度範囲や湿度範囲が広いことが理想的である。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高温環境下、若しくは高湿環境下においても、コントラスト及び視野角特性が良好な液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る液晶表示装置は、画素電極を有する下基板、当該下基板と対向配置される上基板、及び前記下基板と上基板間に、電圧無印加時に基板面に概ね平行に配向する液晶分子を含む液晶層を具備する液晶セルと、前記液晶セルの外側の両主面に配設された一対の円偏光板と、を備えた液晶表示装置であって、前記一対の円偏光板は、それぞれ、外側から、直線偏光子、入射光の波長の概ねλ／２の位相差を有する１／２波長板、入射光の波長の概ねλ／４の位相差を有する１／４波長板を備える。そして、前記下基板側に配設される前記円偏光板は、さらに、前記１／２波長板と前記１／４波長板の間に、負の複屈折率を有し、かつ下記＜式１＞若しくは＜式２＞を満たす視野角補償フィルムが配設されている。また、前記下基板側に配設された前記１／２波長板は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、同面内においてＸ軸に垂直な方向をＹ軸としたときの、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ１、ｎｙ１、厚さをｄ１（ｎｍ）とした場合に、入射光の主波長での正面位相差値（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１が、１／２波長とする。
＜式１＞  ｛θ（VAC）＋θ（Polarizer）｝／２＝θ（λ／２板）
＜式２＞  ｛θ（VAC）＋θ（Polarizer）＋９０｝／２＝θ（λ／２板）
上記式中のθ（VAC）は、前記視野角補償フィルムを構成する液晶分子のダイレクタのフィルム主面への投影方向と、面内の任意の絶対軸との成す角度を示し、θ（Polarizer）は、前記視野角補償フィルムと同じ側にある前記直線偏光子の透過軸と前記絶対軸との成す角度を示し、θ（λ／２板）は、前記視野角補償フィルムと同じ側にある前記１／２波長板の遅相軸と前記絶対軸との成す角度を示す。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高温環境下、若しくは高湿環境下においても、コントラスト及び視野角特性が良好な液晶表示装置を提供することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは異なる。
【００１４】
［実施形態１］
本実施形態１に係る半透過型液晶表示装置（以下、「液晶表示装置」と云う）は、画素電極が形成された下基板、下基板と対向配置された上基板、これら一対の基板間に挟持された液晶層を備える液晶セルを有する。
【００１５】
下基板は、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ(Thin Film Transistor))アレイ基板（以下、「ＴＦＴ基板」と云う）などの配線基板である。下基板には、複数のゲート配線（走査信号線）が平行に配設されている。そして、このゲート配線と直交する方向には、複数のソース配線（表示信号線）が平行に、かつゲート配線と交差するように配設されている。隣接するゲート配線とソース配線とで囲まれた領域が画素となる。すなわち、下基板においては、画素がマトリックス状に配列されている。
【００１６】
図１に、本実施形態１に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板（下基板）の１画素分の模式的平面図を示す。また、図２に、本実施形態１に係る液晶表示装置の概略構成断面図を示す。
【００１７】
本実施形態１に係る液晶表示装置５０は、図２に示すようにＴＦＴ基板１と対向基板２が所定の間隙を介して対向配置され、その間隙に液晶層３が挟持されている。液晶層３は、電圧無印加状態においては、基板面に対して概ね水平な水平配向型の液晶材料により形成されている。本実施形態１に係る液晶層３は、１軸配向している。そして、電圧印加により、液晶層３を構成する液晶分子が起き上がってくるように運動する。
【００１８】
ＴＦＴ基板1は、図1に示すように、ガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂等の基板からなる透明性絶縁基板（不図示）上にゲート電極、ソース電極３８、ドレイン電極３９、半導体層３２を備えたＴＦＴ３０、ゲート配線３１、ソース配線３３、画素電極３６（反射電極３４、透過電極３５）等が形成されている。
【００１９】
ＴＦＴ３０は、ソース配線３３とゲート配線３１の交点部分に形成されている。ＴＦＴ３０は、ゲート配線３１の一部からなるゲート電極、ソース配線３３から延在されたソース電極３８、ドレイン電極３９、半導体層３２を備える。ゲート端子（不図示）から入力される画像走査信号は、ゲート配線３１を介してＴＦＴ３０のＯＮ、ＯＦＦを制御する。また、ソース端子（不図示）から入力される画像信号は、ソース配線３３を経由してＴＦＴ３０から画素電極３６に伝送される。
【００２０】
ＴＦＴ基板１において、個々の画素には、図１に示すように、反射電極３４と透過電極３５が配設され、これらが画素電極３６として機能する。反射電極３４が形成された画素電極３６の領域が反射領域Ｒであり、画素電極３６のうちの反射領域Ｒを除く領域（透過電極３５の配設領域のうちの反射電極３４が配設されていない領域）が透過領域Ｔとなる。画素電極３６を駆動するために、それぞれの画素にはＴＦＴ３０が配置され、画素電極３６とＴＦＴ３０とが電気的に接続されている。また、反射電極３４と透過電極３５も電気的に接続されている。
【００２１】
本実施形態１においては、反射領域Ｒと透過領域Ｔの面積は、概ね半分となるように配設されている。透過電極３５、及び反射電極３４は、液晶層３に信号電位を与える。なお、反射領域Ｒと透過領域Ｔの配置やＴＦＴの断面構造は、一例であって、任意の配置や構成を適用することができる。また、透過電極３５は、反射電極３４の上面に亘って一体的に被覆させてもよい。逆に、透過電極３５を下層とし、その上層の反射領域Ｒに対応する位置に反射電極３４を形成してもよい。また、表示領域を構成する一部の画素が反射領域Ｒだけであり、他の画素が透過領域Ｔだけを有するような液晶表示装置など、種々のタイプに適用可能である。
【００２２】
対向基板２は、ガラス基板（不図示）、カラーフィルタ層（不図示）、対向電極（不図示）、ギャップ制御層３７等を備えている。カラーフィルタ層は、例えばブラックマトリクス（ＢＭ）と、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の着色層とを有している。カラーフィルタ層は、ガラス基板の下面の液晶層３側の画素領域に形成され、カラー表示を行う。対向電極は、対向基板２の液晶層３側に全面に配置され、液晶層３に無電圧状態となる電位を供給するための共通電位を与える。
【００２３】
ギャップ制御層３７は、対向基板２上のＴＦＴ基板1側に設けられた反射電極３４と対応する位置に設けられている。ギャップ制御層３７により、透過領域Ｔと反射領域Ｒのセルギャップがそれぞれ別個に設定される。具体的には、透過領域Ｔのセルギャップは、当該領域のセルギャップである液晶層３の厚みをＤ１、液晶層３の屈折率異方性をΔｎとしたときに、Ｄ１とΔｎとの積であるリタデーションが概ね１／２波長になるよう設定されている。
【００２４】
同様にして、反射領域Ｒのセルギャップは、当該領域のセルギャップである液晶層３の厚みをＤ２，液晶層３の屈折率異方性をΔｎとしたときに、Ｄ２とΔｎとの積であるリタデーションが概ね１／４波長になるように設定されている。これにより、反射モードでも、透過モードでも、液晶層３を通過する可視光の光学的距離が概ね同一になるようになっている。なお、セルギャップ層３７は、対向基板２側に設ける態様に限定されず、ＴＦＴ基板1側に配設してもよい。
【００２５】
ＴＦＴ基板1と対向基板２の液晶層３側の表面には、液晶層３を配向させるためのポリイミド等からなる液晶配向膜（不図示）が塗布形成されている。液晶配向膜には、液晶層３の液晶分子の初期配向を定めるべくラビング処理が施されている。これにより液晶分子のダイレクタ（平均的な液晶配向方向）が、ラビング方向に沿って配向される。なお、液晶配向膜のラビングによって液晶層３の初期配向方向を規定しているが、イオンビーム、光照射等のラビング以外の方法により液晶層３の初期配向方向を規定してもよい。本実施形態１に係る液晶セル５１は、以上のような概略構成となっている。
【００２６】
液晶セル５１の外側主面には、一対の円偏光板が配設されている。ＴＦＴ基板1の外側主面には、第１の円偏光板である下側−円偏光板１０が配設されている。同様にして、対向基板２の外側主面には、第２の円偏光板である上側−円偏光板２０が配設されている。
【００２７】
液晶セル５１の両外側に円偏光板１０、２０を配置し、反射領域と透過領域の液晶層の厚さを別々に設定して、反射モードでも透過モードでもノーマリホワイトとする表示方式においては、円偏光板の位相差と、液晶層３の位相差（リタデーション）とをそれぞれ、所定値に合致させることで、印加電圧時に黒を表示させている。
【００２８】
液晶層３の位相差は、液晶層３に電圧を印加して液晶分子の配向状態を変化させることで変化させている。このため、円偏光板１０、２０を構成している位相差板が所望の値からずれると、黒表示をさせるために設定していた印加電圧によっては最適な黒表示が得られず、黒の表示品位が落ちてしまう。換言すると、表示品位の高い液晶表示装置５０を得るためには、円偏光板１０、２０に組み込まれている位相差板の位相差と、液晶層３の位相差を高い精度で管理しなければならない。
【００２９】
本実施形態１に係る下側−円偏光板１０は、下側−直線偏光子１１、下側１／２波長板１２、視野角補償機能を持つ下側視野角補償フィルム１３、下側１／４波長板１４により構成され、外側からこの順に配設されている。一方、上側−円偏光板２０は、上側−直線偏光子２１、上側１／２波長板２２、上側１／４波長板２４が外側からこの順に配設されている。そして、拡散粘着材２５により上側−円偏光板２０と対向基板２が接着せしめられている。
【００３０】
下側−直線偏光子１１及び上側−直線偏光子２１は、光の進行方向に直交する平面内において、互いに直交する吸収軸及び透過軸を有している。直線偏光子は、ランダムな方向の振動面を有する光から、透過軸と平行な1方向の振動面を有する光を選択的に透過させる役割を担う。
【００３１】
下側１／２波長板１２及び上側１／２波長板２２は、入射光の波長の概ねλ／２の位相差を有する１／２波長板、すなわち、正面位相差が当該入射光の波長の概ね半分の複屈折率を有するλ／２板から成る。但し、下側１／２波長板１２においては、入射光の波長の主波長に対して正確にλ／２の位相差を有する１／２波長板、すなわち正面位相差が入射光波長のうちの主波長に対して正確にλ／２の複屈折率を有するものを用いる。ここで「主波長」とは、入射光波長帯域のうちのその中心波長近傍のもっとも光強度が高い波長±５ｎｍ以内のものを云うものとする。例えば、５５０ｎｍ前後の波長に設定する。
【００３２】
下側１／４波長板１４、及び上側１／４波長板２４は、入射光の主波長の概ねλ／４の位相差を有する１／４波長板、すなわち、正面位相差が当該入射光の波長の概ねλ／４の複屈折率を有するλ／４板から成る。通常、１／２波長板と１／４波長板の光学特性には、波長依存性（波長分散）が存在するが、組み合わせ方を適切に設定することによって波長分散を抑制して、広帯域の波長領域において、より良好な表示特性を得ることができる。
【００３３】
但し、視野方向を正面以外の方向、すなわち斜め方向にずらした場合には、その方向での１／２波長板、１／４波長板のそれぞれの位相差は、正面での位相差である概ね１／２波長と概ね１／４波長とは異なるものとなるため、斜め視野方向での表示特性が劣化してしまう。これを防止するために、本実施形態１においては、視野角補償機能を有する下側視野角補償フィルム１３を配設している。下側視野角補償フィルム１３は、上記特許文献３のように、１／４波長板３１４と液晶セル３５１の間に配設するのではなく、下側１／２波長板１２と下側１／４波長板１４の間に配置する。
【００３４】
本実施形態１に係る下側視野角補償フィルム１３は、負の複屈折率を有し、下記＜式１＞若しくは＜式２＞を満たすように設定する。本実施形態１においては、＜式１＞を満たすように設定した。
＜式１＞  ｛θ（VAC）＋θ（Polarizer）｝／２＝θ（λ／２板）
＜式２＞  ｛θ（VAC）＋θ（Polarizer）＋９０｝／２＝θ（λ／２板）
ここで、上記式中のθ（VAC（Viewing angle compensator））は、下側視野角補償フィルム１３を構成する液晶分子のダイレクタのフィルム主面への投影方向と、面内の任意の絶対軸（例えば、ｘ軸）との成す角度を示す。また、θ（Polarizer）は、下側視野角補償フィルム１３と同じ側にある下側−直線偏光子１１の透過軸と前記絶対軸との成す角度を示す。また、θ（λ／２板）は、下側視野角補償フィルム１３と同じ側にある下側１／２波長板１２の遅相軸と前記絶対軸との成す角度を示す。なお、「ダイレクタ」とは、屈折率主軸のうち、主屈折率が異常光屈折率ｎｅである主軸方向を向いた単位ベクトルを言い、ネマチック液晶分子においては、分子の長軸方向を指し、ディスコティック液晶分子等のディスク状の分子においては、ディスク状の法線方向を指す。
【００３５】
図３（ａ）に、本実施形態に係る下側視野角補償フィルム１３の模式図の一例を示す。本実施形態１に係る下側視野角補償フィルム１３は、ＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose）層１３Ａ、ディスコティック液晶層１３Ｂを備える。同図に示すように、ＴＡＣ層１３Ａ上に、ディスコティック液晶層１３Ｂが積層された構造となっている。ＴＡＣ層１３Ａは、ディスコティック液晶層１３Ｂを塗布する基材としての役割を担う。ＴＡＣ層１３Ａには、液晶配向膜（不図示）が塗布されており、ラビング処理が施されている。
【００３６】
ディスコティック液晶層１３Ｂは、ディスコティック液晶分子１３Ｃの配向が一様でないハイブリッド配向した状態で固定化された液晶フィルムである。ディスコティック液晶分子１３Ｃは、ＴＡＣ層１３Ａ側では、ディスコティック液晶分子のディスク面が、ＴＡＣ層１３Ａの主面に対してほぼ平行に配向している。一方、ディスコティック液晶層１３Ｂの主面のうちＴＡＣ層１３Ｂと接していない側においては、ディスコティック液晶層１３Ｂを構成する液晶分子のディスク面は、ＴＡＣ層１３Ａに対して高チルト角にて配向している。
【００３７】
ディスコティック液晶層１３Ｂの立ち上がり方向は、ラビング方向に平行になるため、正面方向から見た場合、ラビング方向に負の位相差（リタデーション）が発生する。このようなディスコティック液晶分子をハイブリッド配向させた視野角補償機能を有するものとしては、例えば、富士写真フィルム社製のＷＶフィルムを適用することができる。
【００３８】
下側視野角補償フィルム１３を構成するディスコティック液晶層１３Ｂは、液晶セル５１中の液晶層３の立ち上がり部分の左右非対称性を補償する役割を担う。このため、高チルト角を有する側を液晶層３に近い方に配置する必要がある。換言すると、ＴＡＣ層１３Ａは、下側１／２波長板１２と接するように配置し、ディスコティック液晶層１３Ｂは、下側１／４波長板１４と接するように配置する。
【００３９】
図３（ｂ）に、ディスコティック液晶分子、そのダイレクタ、及びダイレクタのフィルム主面への投影方向を模式的に図示した説明図を示す。θ（VAC）は、上述したように下側視野角補償フィルム１３を構成する液晶分子のダイレクタのフィルム主面への投影方向と、面内の任意の絶対軸（例えば、ｘ軸）との成す角度である。
【００４０】
なお、ディスコティック液晶層１３Ｂの配向制御方法としては、ラビング法に限定されず、別の方法により配向制御してもよい。また、ＴＡＣ層１３Ａが、片面にのみ設けられている例について述べたが、ディスコティック液晶層１３Ｂの両主面にＴＡＣ層１３Ａを配設してもよい。これは、ＴＡＣ層１３Ａは面内位相差が殆どないためである。また、ＴＡＣ層１３Ａに代えて、同等の機能を有する支持体を適用してもよい。さらに、視野角補償フィルムとして、ディスコティック液晶層１３Ｂを用いる図３の例に限定されず、同等の機能を有する視野角補償機能を有するフィルム等を適宜用いることができる。また、１軸位相差フィルム、２軸位相差フィルムのどちらを用いてもよい。また視野角補償機能を有するものであればよく、ＴＡＣ層１３等の支持体は必ずしも必須ではない。
【００４１】
下側１／２波長板１２、下側１／４波長板１４、上側１／２波長板２２、上側１／４波長板２４は、それぞれ別個独立に２軸性の位相差フィルムとしてもよい。２軸性の位相差フィルムとすると、さらに広視野角化の設計が可能となる。２軸性の１／２波長板、１／４波長板からなる位相差フィルムを用いる場合には、遅相軸方位の屈折率をｎａ、位相差板面内においてｎａと直交する方位の屈折率をｎｂ、位相差板の垂直方向の屈折率をｎｃとしたときに、下記＜式３＞で表わされる２軸性位相差板のＮｚを、０≦Ｎｚ≦０．８とすることが好ましい。
＜式３＞  Ｎｚ＝（ｎａ−ｎｃ）／（ｎａ−ｎｂ ）
より好ましいＮｚ係数の範囲は、０≦Ｎｚ≦０．５である。
【００４２】
本実施形態１においては、下側１／２波長板１２、上側１／２波長板２２、上側１／４波長板２４を、正面位相差のみを持つ１軸位相差フィルムとし、下側１／４波長板１４を２軸位相差フィルムとした。本実施形態１においては、下側１／４波長板１４の面内の位相差値が１３５ｎｍ、Ｎｚ係数が０．３５のものを用いた。
【００４３】
本実施形態１においては、位相差板が付随した上側−円偏光板２０と対向基板２とが、拡散粘着材２５により貼り合わせられている。拡散粘着材２５には、拡散機能を発現させるために、粘着材とは屈折率が異なるビーズを粘着剤にランダムに混入さている。拡散粘着材のヘイズ値は、６０以上であると反射の拡散度合いは良好となる。
【００４４】
拡散粘着材２５は、対向基板２から離れた位置に配置するほど、拡散粘着材２５の拡散性の影響により黒が浮いてきてしまう。これは、対向基板２側に配置された位相差板の設計値が、液晶セル５１内に配置した反射電極３４によって反射してきた光に対し、所定の電圧で最も黒が得られるように設計されているためである。例えば、上側１／２波長板２２と上側１／４波長板２４との間に拡散粘着材２５を配置した場合には、液晶層３の残留位相差分に加え、上側１／４波長板２４の位相差分の考慮されていない反射光があり、反射モードでの黒表示はより浮いてくることになる。また、上側１／２波長板２２と上側−直線偏光子２１の間に拡散粘着材２５を配設した場合、液晶の残留位相差分と、上側１／４波長板２４の位相差分と、上側１／２波長板２２の位相差分とが考慮されていない反射光となるため、さらに浮いてきてしまう。
【００４５】
従って、拡散粘着材２５の位置は、対向基板２と上側１／４波長板２４との間とするのが最適である。なお、対向基板２と接する箇所に拡散粘着材２５を配置した場合においても、液晶層３の残留位相差分が考慮されていない分の拡散粘着材２５による反射光があるため、反射モードでの黒表示は若干であるが浮いてくるが、問題となるレベルではない。
【００４６】
本実施形態１に係る液晶表示パネル５２は、以上のように構成される。液晶表示パネル５２の反視認側には、光源装置であるバックライトユニット４が配設される。
【００４７】
透過モードでは、バックライトユニット４から入射した光がＴＦＴ基板1側の下側−直線偏光子１１を通過して直線偏光となり、下側１／２波長板１２、下側視野角補償フィルム１３、上側１／４波長板１４を通過して特定の位相差が生じる。さらに、ＴＦＴ基板1を通過し、液晶層３に入射する。液晶層３の配向状態に応じて、光の偏光状態が変化する。その後、対向基板２、拡散粘着材２５、上側１／４波長板２４、上側１／２波長板２２、及び上側−直線偏光子２１に到達する。そして、その偏光状態に応じて透過光量が変化して表示に寄与する。
【００４８】
反射モードでは、視認側から入射した光が対向基板２側の上側−直線偏光子２１を通過して直線偏光となり、上側１／２波長板２２、上側１／４波長板２４を通過して特定の位相差が生じる。さらに、拡散粘着材２５、対向基板２を通過し、液晶層３に入射する。液晶層３の配向状態に応じて、光の偏光状態が変化する。その後、反射電極３４において反射される。これにより、再び液晶層３を通過し、対向基板２、拡散粘着材２５、上側１／４波長板２４、上側１／２波長板２２、上側−直線偏光子２１に到達する。そして、その偏光状態に応じて反射光量が変化して表示に寄与する。
【００４９】
液晶層３を通過する光の偏光状態によって、対向基板２側に配設された上側−円偏光板２０を通過する光量が変化する。すなわち、バックライトユニット４から液晶表示パネル５２を透過する透過光、及び外部から入射した光の反射光のうち、視認側の上側−円偏光板２０を通過する光の光量が変化する。液晶層３の配向状態は、印加される表示電圧によって変化する。従って、表示電圧を制御することによって、視認側の上側−円偏光板２０を通過する光量を変化させることができる。すなわち、画素毎に表示電圧を変えることによって、所望の画像を表示することができる。
【００５０】
次に、上記のような構成の一対の円偏光板１０，２０を用いることにより、高温環境下、若しくは高湿環境下においても、表示品位の低下を抑制することができる理由について説明する。
【００５１】
本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、上述した図１４に示すような構成においては、高温環境下若しくは高湿環境下において、下側視野角補償フィルム１３の正面位相差値が変動してしまうことがわかった。そして、本実施形態１に係る円偏光板の構成を採用することにより、下側視野角補償フィルム１３の正面位相差値が変動した場合であっても、透過モードにおけるコントラストの低下が少ないことを見出した。換言すると、高温環境下、若しくは高湿環境下において下側視野角補償フィルム１３の正面位相差値が変動してしまった場合であっても、透過モードにおけるコントラストの低下を抑制できることを見出した。
【００５２】
これを、図４のポアンカレ球を用いて、下側視野角補償フィルム１３の正面位相差値が変化しても、正面への特性に変化を生じさせない理由を説明する。まず、バックライトユニット４からの入射光は、下側−直線偏光子１１を通過することにより、透過軸方向の直線偏光となる。次いで、下側１／２波長板１２では、その位相差が光源の主波長に対して正確にλ／２の位相差となる。このため、光源の主波長に対しては直線偏光のまま、その軸角度が回転する。このときの回転角度は、λ／２板の遅相軸角度に依存する。
【００５３】
次いで、下側視野角補償フィルム１３は、下側視野角補償フィルム１３の正面位相差の値によらず、下側視野角補償フィルム１３を出射する光のうち、光源の主波長の偏光状態は、下側１／２波長板１２を出射した偏光状態を維持する。これは、下側視野角補償フィルム１３を構成する液晶分子のダイレクタのフィルム主面への投影方向が上記＜式１＞を満足するように配設されているためである。
【００５４】
次いで、概ねλ／４の位相差である下側１／４波長板１４により、直線偏光から円偏光、若しくは楕円偏光へと変換する。このため、下側視野角補償フィルム１３の正面位相差値が変化した場合であっても、正面への特性に変化を生じさせない。従って、コントラストの低下を抑制し、視野角特性の劣化を抑制することができる。また、下側視野角補償フィルム１３は、視野角補償の機能を具備している。なお、上記＜式２＞を満足している場合も、同様である。
【００５５】
本実施形態１によれば、高温環境下、若しくは高湿環境下において、下側視野角補償フィルム１３の正面位相差値が変化した場合であっても、正面への特性の劣化を抑制することができる。従って、高温環境下、若しくは高湿環境下においても表示品位の高い液晶表示装置を提供することができる。視野角補償の機能を持つ下側視野角補償フィルム１３の正面位相差が変化しても正面への特性に変化を生じさせない以上の構成と条件により、視野角補償の機能を持ち、透過モードと反射モードを両立することができる円偏光板を提供することができる。
【００５６】
次に、本発明の実施形態１に係る液晶表示装置５０の製造方法について説明する。まず、ＴＦＴ基板1を形成する工程を説明する。ガラス基板等の絶縁性基板上にスパッタ装置を用いてＡｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｍｏ等の金属膜を成膜する。次に、感光性樹脂であるレジストをスピンコートで塗布、露光、現像する一連の写真製版工程により所望のレジストパターンを得る。次いで、エッチング処理を施すことにより金属膜のパターン形成を行い、ゲート配線３１、ゲート電極、保持容量配線、ゲート端子等を形成する。
【００５７】
次に、プラズマＣＶＤ等の各種ＣＶＤ法により、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２等のゲート絶縁膜及び半導体薄膜３２であるアモルファスシリコンを成膜する。そして、写真製版工程、エッチング工程を経て半導体薄膜３２のパターン形成を行う。
【００５８】
その後、スパッタ装置を用いてソース配線３３等の材料となるＡｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｍｏ等の金属膜を成膜する。写真製版工程、エッチング工程を経て、ソース配線３３、ソース電極３８、ドレイン電極３９、反射電極３４、ソース端子等を形成する。本実施形態１ではドレイン電極３９を延在、拡大して反射電極３４としている。そして、これらのパターンをマスクとして、ＴＦＴ３０のチャネル部となるソース電極３８とドレイン電極３９間の半導体薄膜３２の上層のｎ型半導体層をエッチング等で除去する。
【００５９】
次に、プラズマＣＶＤ等の各種ＣＶＤ法により、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２等、若しくはそれらの混合物及び積層物からなる絶縁膜からなる保護膜を形成する。また、場合によっては、これに追加して保護膜として有機樹脂膜も形成する。その後、ゲート端子部、ソース端子部の導通を取るために、ゲート絶縁膜、保護膜にコンタクトホールを形成する。また、ＴＦＴ３０のドレイン電極３９若しくは反射電極３４との導通を取るために保護膜にもコンタクトホールを形成する。
【００６０】
次に、スパッタ装置を用いて、透明導電性膜（ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）膜）１５を成膜する。ＩＴＯに代えて、ＳｎＯ２やＩｎＺｎＯ等の透明導電膜を用いてもよい。また、これらの積層、若しくは混合層とすることもできる。写真製版工程、エッチング工程を経て、透過電極３５を形成する。透過電極３５と反射電極３４は、保護膜に設けられたコンタクトホールを介して導通が採られている。なお、スパッタ法に代えて、蒸着、塗布、ＣＶＤ、印刷、ゾルゲル法等の手法で成膜してもよい。
【００６１】
以上の工程により製造されたＴＦＴ基板1の液晶側主面には、液晶分子を配向させるための液晶配向膜を塗布し、ラビング処理を施す。ラビング処理の方向は、液晶層３を平行配向させるために、ＴＦＴ基板1、対向基板２において、互いに反平行方向となるようにする。液晶配向膜としては、ポリイミド樹脂（例えば、ＪＳＲ社製のＡＬ−２２５０１）等を用いることができる。
【００６２】
その後、ＴＦＴ基板1の液晶層３側主面の周縁領域に、シール材をディスペンサで塗布し、対向基板２と液晶配向膜が対向するように貼り合せる。適当な圧力をかけながら加熱処理することによりシール材を硬化させて、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒのセルギャップを調整する。本実施形態１においては、透過領域Ｔのセルギャップを３．８μｍ、反射領域Ｒのセルギャップを２．０μｍとなるように調整した。そして、複屈折率が０．０６５〜０．０７０の液晶材料（例えば、チッソ製  ＭＪ042545）を真空注入法などにより基板間に注入して、注入口を封止することにより液晶セル５１が製造される。
【００６３】
上記方法によって製造された液晶セル５１の外側主面、すなわちＴＦＴ基板1の外側主面に下側−円偏光板１０を、対向基板２の外側両主面に上側−円偏光板２０を貼り付ける。ＴＦＴ基板1の外側主面には、照明装置であるバックライトユニット４を設置する。以上の工程を経て、液晶表示装置５０が製造される。
【００６４】
液晶表示パネル５２の表示特性は、円偏光板１０、２０に付随して設けられた１／４波長板や１／２波長板の位相差値や遅相軸角度、直線偏光子の透過軸角度、視野角補償板である下側視野角補償フィルム１３の位相差値や遅相軸角度、反射領域Ｒと透過領域Ｔのそれぞれのセルギャップ、液晶層３の捩れ角（ＴＦＴ基板1と対向基板２の配向処理方向の角度差）、液晶材料の物性値（屈折率）により決定される。これらのパラメータにより所望の電気光学特性を設計することができる。
【００６５】
表１に、本実施形態１において採用した光学設計に寄与するパラメータの値を示す。本実施形態１における光源の主波長は、５４０ｎｍとした。このため、λ／２板である下側１／２波長板１２の位相差は、光源主波長の半分である２７０ｎｍに設定した。なお、それぞれの位相差板のリタデーションや液晶材料の屈折率は、波長５５０ｎｍでの値を示している。また、表１における軸角度は、０°が時計の３時方向、９０°が１２時方向、１８０°が９時方向、２７０°が６時方向としている。
【００６６】
本実施形態１においては、下側視野角補償フィルム１３は、上述したように上記＜式１＞を満たすように配置している。なお、ＴＦＴ基板1側に設けられた下側視野角補償フィルム１３の軸角度は、当フィルムの前記視野角補償フィルムを構成する液晶分子のダイレクタのフィルム主面への投影方向と、面内の任意の絶対軸との成す角度を示す。また、下側１／２波長板１２の軸角度は、当フィルムの遅相軸の角度を示す。また、下側−直線偏光子１１の軸角度は透過軸の角度を示す。
【表１】
2010026091.tif 000003
【００６７】
次に、比較例に係る半透過型の液晶表示装置について図５を用いつつ説明する。比較例に係る液晶表示装置４５０は、下記の点を除く基本的な構成は、本実施形態１に係る液晶表示装置５０と同様である。すなわち、比較例に係る液晶表示装置４５０の下側視野角補償フィルム４１３は、１／４波長板４１４とＴＦＴ基板４０１の間に配設されている点において、本実施形態１に係る液晶表示装置５０の下側視野角補償フィルム１３と異なる。
【００６８】
比較例に係る下側視野角補償フィルム４１３の基本的な構成は、本実施形態１に係る下側視野角補償フィルム１３と同様とした。本実施形態１と同様に、ディスコティック液晶層の高チルト角を有する側をＴＦＴ基板４０１側に配置した。
【００６９】
図６に、本実施形態１及び比較例の液晶表示装置それぞれにおいて、それぞれの視野角補償フィルムの正面位相差（面内位相差値）に対する正面の規格化コントラスト比（規格化ＣＲ）（以下、単に「コントラスト比」とも云う）をシュミレーションした結果を示す。比較例に係るコントラストは、正面位相差値によって大きく変動している。これは、高湿環境下、若しくは高温環境下において、視野角補償フィルムの正面位相差値が変化した場合、黒を表示させる電圧が変化してしまうことを意味する。すなわち、初期での黒表示の電圧設定値では初期の黒表示をすることができず、その結果コントラスト比が下がってしまうことを意味する。
【００７０】
本実施形態１においては、正面位相差値の変動に対する正面のコントラスト比の変動は１割程度であった。本実施形態１によれば、視野角補償フィルムの正面位相差値が変動した場合であっても、コントラスト比の劣化が生じるのを大幅に改善することができる。その結果、高温環境下や高湿環境下であっても表示特性の劣化、特にコントラスト比が下がることを防止し、視野角特性の劣化を抑制することができる。
【００７１】
図７に、本実施形態１に係る液晶表示装置５０の透過モードにおけるコントラスト比の視野角依存性をシュミレーションした結果を示す。ここで、図７中の中心が液晶表示パネル５２の法線方向に相当し、法線方向を中心とした同心円は、法線に対する倒れ角度であり、それぞれ、内側から２０°、４０°、６０°、８０°に相当する。ここで示した特性図は、各方位についてコントラスト比が１０：１に相当する領域を結ぶことで得られたものである。同図において、左右方向の右端部を０°として反時計回りに３６０°の特性を示している。
【００７２】
図７より、全方位においてコントラスト比が良好であり、十分な視野角が得られる視野角特性の広い半透過型液晶表示装置が得られることがわかる。
【００７３】
本実施形態１によれば、視野角補償フィルムの正面位相差が変化しても正面への特性に変化を生じさせないようにし、正面以外からの視野に対しては視野角補償の機能が働くようにしている。これにより、表示特性の劣化、特にコントラスト比が下がることを防止し、かつ視野角が広い半透過型液晶表示装置を提供することができる。また、コントラスト比及び視野角特性の良好な温度範囲、湿度範囲を従来例に比して拡大することができるので、液晶表示装置の高耐久性化を実現することができる。また、本実施形態１においては、拡散粘着材２５を配設しているので、反射モードでの表示品位をより良好に保つこともできる。
【００７４】
[実施形態２]
次に、上記実施形態とは異なる構造の円偏光板の一例について説明する。なお、以降の説明において、上記実施形態１と同一の要素部材は同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００７５】
本実施形態２に係る液晶表示装置は、以下の点を除く基本的な構成及び製造方法は、上記実施形態１と同様である。すなわち、上記実施形態１に係る液晶表示装置５０は、視野角補償フィルムが下側−円偏光板１０側にのみ配設されていたのに対し、本実施形態２に係る液晶表示装置は、視野角補償フィルムが下側−円偏光板と上側−円偏光板の両者に配設されている点において相違する。
【００７６】
図８に、本実施形態２に係る液晶表示装置の模式的な部分断面図を示す。図８に示すように、ＴＦＴ基板１の外側主面には、下側−円偏光板１０が配設されている。同様にして、対向基板２の外側主面には、上側−円偏光板２０ａが配設されている。
【００７７】
下側−円偏光板１０は、下側−直線偏光子１１、下側１／２波長板１２、視野角補償機能を持つ下側視野角補償フィルム１３、下側１／４波長板１４により構成され、外側からこの順に配設されている。一方、上側−円偏光板２０ａは、上側−直線偏光子２１、上側１／２波長板２２ａ、上側視野角補償フィルム２３、上側１／４波長板２４が外側からこの順に配設されている。そして、拡散粘着材２５により上側−円偏光板２０ａと対向基板２が接着せしめられている。
【００７８】
下側１／２波長板１２及び上側１／２波長板２２ａは、正面位相差が当該入射光波長の半分の複屈折率を有するλ／２板から成る。この際、下側１／２波長板１２及び上側１／２波長板２２ａは、正面位相差が入射光波長のうちの主波長に対して正確に１／２の複屈折率を有するものを用いる。
【００７９】
下側１／４波長板１４、及び上側１／４波長板２４のそれぞれは、正面位相差が当該入射光波長の概ね１／４の複屈折率を有するλ／４板から成る。上側視野角補償フィルム２３は、下側視野角補償フィルム１３の配置位置と同様に、上側１／２波長板２２ａと上側１／４波長板２４の間に配置する。また、下側視野角補償フィルム１３と同様に、上側視野角補償フィルム２３も、負の複屈折率を有し、上記＜式１＞若しくは＜式２＞を満たすように設定する。
【００８０】
本実施形態２においては、下側視野角補償フィルム１３が＜式１＞を満たすように、上側視野角補償フィルム２３が＜式２＞を満たすように設定した。上側視野角補償フィルム２３の構成は、下側視野角補償フィルム１３の構成と同一に、ＴＡＣ層（不図示）、ディスコティック液晶層（不図示）からなるものを用いた。また、上側視野角補償フィルム２３中のＴＡＣ層は、上側１／２波長板２２ａと隣接するように配置され、ディスコティック液晶層は、上側１／４波長板２４と隣接するように配置されている。
【００８１】
本実施形態２においても、下側１／２波長板１２、下側１／４波長板１４、上側１／２波長板２２ａ、上側１／４波長板２４は、それぞれ独立に２軸性の位相差フィルムとしてもよい。２軸性の位相差フィルムを用いると、さらに広視野角化が設計可能となる。
【００８２】
本実施形態２においては、下側１／２波長板１２、上側１／２波長板２２ａを、正面位相差のみを持つ１軸位相差フィルムとし、下側１／４波長板１４及び上側１／４波長板２４を２軸位相差フィルムとした。本実施形態２においては、下側１／４波長板１４の面内の位相差値を１２５ｎｍ、Ｎｚ係数を０．２とし、上側１／４波長板２４の面内の位相差値を１１０ｎｍ、Ｎｚ係数を０．２とした。
【００８３】
表２に、本実施形態２において採用した光学設計に寄与するパラメータの値を示す。本実施形態２における光源の主波長は、５４０ｎｍとした。このため、λ／２板である下側１／２波長板１２及び上側１／２波長板２２ａの位相差は、光源主波長の半分である２７０ｎｍに設定した。なお、それぞれの位相差板のリタデーションや液晶材料の屈折率は、波長５５０ｎｍでの値を示している。また、表２における軸角度は、０°が時計の３時方向、９０°が１２時方向、１８０°が９時方向、２７０°が６時方向である。
【００８４】
本実施形態２においては、上述したように、下側−円偏光板１０は上記＜式１＞を満たすよう、上側−円偏光板２０ａは上記＜式２＞を満たすように設定されている。なお、ＴＦＴ基板1側に設けられた下側視野角補償フィルム１３の軸角度は、当フィルムのダイレクタの投影方向を示す。また、下側１／２波長板１２の軸角度は、当フィルムの遅相軸の角度を示す。また、下側−直線偏光子１１の軸角度は透過軸の角度を示す。同様にして、対向基板２側に設けられた上側視野角補償フィルム２３の軸角度は、当フィルムのダイレクタの投影方向を示す。また、上側１／２波長板２２ａの軸角度は、当フィルムの遅相軸の角度を、上側−直線偏光子２１の軸角度は透過軸の角度を示す。
【表２】
2010026091.tif 000004
【００８５】
図９に、本実施形態２の液晶表示装置それぞれにおいて、視野角補償フィルムの正面位相差値に対する規格化コントラストをシュミレーションした結果を示す。また、図６に示す比較例の結果も併せて図示する。
【００８６】
本実施形態２においては、正面位相差値の変動に対する正面コントラストの変動は１割程度であった。本実施形態２によれば、視野角補償フィルムの正面位相差値が変動した場合であっても、コントラストの劣化が生じるのを大幅に改善することができる。その結果、高温環境下や高湿環境下であっても表示特性の劣化、特にコントラストが下がることを防止し、かつ視野角特性の劣化を抑制することができる。
【００８７】
図１０に、本実施形態２に係る液晶表示装置の透過モードにおけるコントラスト比の視野角依存性をシュミレーションした結果を示す。図１０より、全方位においてコントラスト比が良好であり、十分な視野角が得られる視野角特性の広い半透過型液晶表示装置が得られることがわかる。
【００８８】
本実施形態２によれば、正面位相差が変化しても正面への特性に変化を生じさせないようにし、正面以外からの視野に対しては視野角補償の機能が働くようにしている。これにより、表示特性の劣化、特にコントラストが下がることを防止し、かつ視野角が広い半透過型液晶表示装置を提供することができる。また、コントラスト及び視野角特性の良好な温度範囲、湿度範囲を従来例に比して拡大することができるので、液晶表示装置の高耐久性化を実現することができる。また、拡散粘着材２５を配設しているので、反射モードでの表示品位をより良好に保つこともできる。
[実施形態３]
次に、上記実施形態とは異なる液晶表示装置の一例について説明する。本実施形態３に係る液晶表示装置は、以下の点を除く基本的な構成及び製造方法は、上記実施形態１と同様である。すなわち、上記実施形態１に係る液晶表示装置５０は、半透過型であったのに対し、本実施形態３に係る液晶表示装置は透過型である点において相違する。
【００８９】
図１１に、本実施形態３に係る液晶表示装置の模式的な部分断面図を示す。図１１に示すように、ＴＦＴ基板１の外側主面には、下側−円偏光板１０が配設されている。同様にして、対向基板２の外側主面には、上側−円偏光板２０ｂが配設されている。
【００９０】
下側−円偏光板１０の構成は、上記実施形態１と同様である。一方、上側−円偏光板２０ｂは、上側−直線偏光子２１、上側１／２波長板２２ａ、上側視野角補償フィルム２３、上側１／４波長板２４が外側からこの順に配設されている。上記実施形態１に設けられていた拡散粘着材２５が配設されていない。また、セルギャップは、当該領域のセルギャップである液晶層３の厚みをＤ１、液晶層３の屈折率異方性をΔｎとしたときに、Ｄ１とΔｎとの積が１／２波長になるよう設定されている。
【００９１】
本実施形態３によれば、正面位相差が変化しても正面への特性に変化を生じさせないようにし、正面以外からの視野に対しては視野角補償の機能が働くようにしている。これにより、表示特性の劣化、特にコントラストが下がることを防止し、かつ視野角が広い透過型液晶表示装置を提供することができる。また、コントラスト及び視野角特性の良好な温度範囲、湿度範囲を従来例に比して拡大することができるので、液晶表示装置の高耐久性化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施形態１に係る１画素分のＴＦＴ基板の模式的平面図。
【図２】実施形態１に係る液晶表示装置の模式的断面図。
【図３】実施形態１に係る視野角補償フィルムの模式的説明図。
【図４】実施形態１に係る偏光を説明するためのボアンカレ球を示す図。
【図５】比較例に係る液晶表示装置の模式的断面図。
【図６】実施形態１及び比較例に係る液晶表示装置において、視野角補償フィルムの設計値からの位相差ずれに対して、コントラスト値（規格値）をシュミレーションした図。
【図７】実施形態１に係る透過モードにおける視野角特性を示す等コントラスト線図。
【図８】実施形態２に係る液晶表示装置の模式的断面図。
【図９】実施形態２及び比較例に係る液晶表示装置において、視野角補償フィルムの設計値からの位相差ずれに対して、コントラスト値（規格値）をシュミレーションした図。
【図１０】実施形態２に係る透過モードにおける視野角特性を示す等コントラスト線図。
【図１１】実施形態３に係る液晶表示装置の模式的断面図。
【図１２】特許文献１に記載の液晶表示装置の概略構成断面図。
【図１３】特許文献２に記載の液晶表示装置の概略構成断面図。
【図１４】特許文献３に記載の液晶表示装置の概略構成断面図。
【符号の説明】
【００９３】
１      ＴＦＴ基板
２      対向基板
３      液晶層
４      バックライト
１０    下側−円偏光板
１１    下側−直線偏光子
１２    下側１／２波長板
１３    下側視野角補償フィルム
１３Ａ  ＴＡＣ層
１３Ｂ  ディスコティック液晶層
１３Ｃ  ディスコティック液晶分子
１４    下側１／４波長板
２０    上側−円偏光板
２１    上側−直線偏光子
２２    上側１／２波長板
２３    上側視野角補償フィルム
２４    上側１／４波長板
３０    ＴＦＴ
３１    ゲート配線
３２    半導体層
３３    ソース配線
３４    反射電極
３５    透過電極
３６    画素電極
３７    ギャップ調整層
３８    ソース電極
３９    ドレイン電極
５０    液晶表示装置
５１    液晶セル
５２    液晶表示パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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