(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベンド配向を呈することが可能な液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルの視角依存性を低減させる少なくとも一つの光学異方素子と、を備えた液晶電気光学装置において、
前記光学異方素子は、Ｚ＝（ｎｄｘ−ｎｄｚ）／（ｎｄｘ−ｎｄｙ）としたとき、７≦Ｚ≦１０
（ｎｄｘ，ｎｄｙ，ｎｄｚは、前記液晶セルと前記光学異方素子をほぼ平行に配置したときの前記液晶セルの法線方向における前記光学異方素子の厚み（単位：μｍ）と前記光学異方素子との屈折率の積の総和のｘ，ｙ，ｚ方向の屈折率を表す。ｎｄｘ，ｎｄｙは前記光学異方素子の厚み方向とほぼ垂直である面の面内方向における前記光学異方素子の屈折率成分を表し、ｎｄｘ，ｎｄｙは互いに垂直である。ｎｄｚは、前記光学異方素子の厚み方向の前記光学異方素子の屈折率成分を表す。）を満たし、
前記光学異方素子の光軸が前記液晶セルの面内方向か法線方向の少なくとも一方にねじれていることを特徴とする液晶電気光学装置。
【請求項２】
ベンド配向を呈することが可能な液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルの視角依存性を低減させる少なくとも一つの光学異方素子と、を備えた液晶電気光学装置において、
前記光学異方素子は、Ｚ＝（ｎｄｘ−ｎｄｚ）／（ｎｄｘ−ｎｄｙ）としたとき、７≦Ｚ≦１０
（ｎｄｘ，ｎｄｙ，ｎｄｚは、前記液晶セルと前記光学異方素子をほぼ平行に配置したときの前記液晶セルの法線方向における前記光学異方素子の厚み（単位：μｍ）と前記光学異方素子との屈折率の積の総和のｘ，ｙ，ｚ方向の屈折率を表す。ｎｄｘ，ｎｄｙは前記光学異方素子の厚み方向とほぼ垂直である面の面内方向における前記光学異方素子の屈折率成分を表し、ｎｄｘ，ｎｄｙは互いに垂直である。ｎｄｚは、前記光学異方素子の厚み方向の前記光学異方素子の屈折率成分を表す。）を満たし、
前記液晶層の液晶分子は前記液晶セル内でねじれを有し、前記光学異方素子は前記液晶分子のねじれによる視野角を補償するように光軸がねじれていることを特徴とする液晶電気光学装置。
【請求項３】
ベンド配向を呈することが可能な液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルの視角依存性を低減させる少なくとも一つの光学異方素子と、を有する液晶電気光学装置において、
前記光学異方素子の面内方向のリタデーションの比Ｍを
Ｍ＝ΔｎＬＣ・ｄＬＣ／（ｎｄｘ−ｎｄｙ）
としたとき、
７．５＜Ｍ＜１８
（ｎｄｘ，ｎｄｙ  は、前記液晶セルと前記光学異方素子をほぼ平行に配置したときの前記液晶セルの法線方向における前記光学異方素子の厚み（単位：μｍ）と前記光学異方素子との屈折率の積の総和のｘ，ｙ方向の屈折率を表し、ｘ，ｙ方向とは前記光学異方素子の面内方向であって互いに垂直である。また、前記液晶層の厚み（単位：μｍ）をｄＬＣ、前記液晶層の電界無印加の状態における面内方向の直交する屈折率どうしの差をΔｎＬＣとする。）を満たし、
前記光学異方素子の光軸が前記液晶セルの面内方向か法線方向の少なくとも一方にねじれていることを特徴とする液晶電気光学装置。
【請求項４】
ベンド配向を呈することが可能な液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルの視角依存性を低減させる少なくとも一つの光学異方素子と、を有する液晶電気光学装置において、
前記光学異方素子の面内方向のリタデーションの比Ｍを
Ｍ＝ΔｎＬＣ・ｄＬＣ／（ｎｄｘ−ｎｄｙ）
としたとき、
７．５＜Ｍ＜１８
（ｎｄｘ，ｎｄｙ  は、前記液晶セルと前記光学異方素子をほぼ平行に配置したときの前記液晶セルの法線方向における前記光学異方素子の厚み（単位：μｍ）と前記光学異方素子との屈折率の積の総和のｘ，ｙ方向の屈折率を表し、ｘ，ｙ方向とは前記光学異方素子の面内方向であって互いに垂直である。また、前記液晶層の厚み（単位：μｍ）をｄＬＣ、前記液晶層の電界無印加の状態における面内方向の直交する屈折率どうしの差をΔｎＬＣとする。）を満たし、
前記液晶層の液晶分子は前記液晶セル内でねじれを有し、前記光学異方素子は前記液晶分子のねじれによる視野角を補償するように光軸がねじれていることを特徴とする液晶電気光学装置。
【請求項５】
ベンド配向を呈することが可能な液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルの視角依存性を低減させる少なくとも一つの光学異方素子と、を有する液晶電気光学装置において、
前記光学異方素子は、Ｚ＝（ｎｄｘ−ｎｄｚ）／（ｎｄｘ−ｎｄｙ）としたとき、
７≦Ｚ≦１０、
且つ、
前記光学異方素子の面内方向のリタデーションの比Ｍを、Ｍ＝ΔｎＬＣ・ｄＬＣ／（ｎｄｘ−ｎｄｙ）としたとき、７．５＜Ｍ＜１８
（ｎｄｘ，ｎｄｙ，ｎｄｚは、前記液晶セルと前記光学異方素子をほぼ平行に配置したときの前記液晶セルの法線方向における前記光学異方素子の厚み（単位：μｍ）と前記光学異方素子との屈折率の積の総和のｘ，ｙ，ｚ方向の屈折率を表す。ｎｄｘ，ｎｄｙは前記光学異方素子の厚み方向とほぼ垂直である面の面内方向における前記光学異方素子の屈折率成分を表し、ｎｄｘ，ｎｄｙは互いに垂直である。ｎｄｚは、前記光学異方素子の厚み方向の前記光学異方素子の屈折率成分を表す。また、前記液晶層の厚み（単位：μｍ）をｄＬＣ、前記液晶層の電界無印加の状態における面内方向の直交する屈折率どうしの差をΔｎＬＣとする。）となり、
前記光学異方素子の光軸が前記液晶セルの面内方向か法線方向の少なくとも一方にねじれていることを特徴とする液晶電気光学装置。
【請求項６】
ベンド配向を呈することが可能な液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルの視角依存性を低減させる少なくとも一つの光学異方素子と、を有する液晶電気光学装置において、
前記光学異方素子は、Ｚ＝（ｎｄｘ−ｎｄｚ）／（ｎｄｘ−ｎｄｙ）としたとき、
７≦Ｚ≦１０、
且つ、
前記光学異方素子の面内方向のリタデーションの比Ｍを、Ｍ＝ΔｎＬＣ・ｄＬＣ／（ｎｄｘ−ｎｄｙ）としたとき、７．５＜Ｍ＜１８
（ｎｄｘ，ｎｄｙ，ｎｄｚは、前記液晶セルと前記光学異方素子をほぼ平行に配置したときの前記液晶セルの法線方向における前記光学異方素子の厚み（単位：μｍ）と前記光学異方素子との屈折率の積の総和のｘ，ｙ，ｚ方向の屈折率を表す。ｎｄｘ，ｎｄｙは前記光学異方素子の厚み方向とほぼ垂直である面の面内方向における前記光学異方素子の屈折率成分を表し、ｎｄｘ，ｎｄｙは互いに垂直である。ｎｄｚは、前記光学異方素子の厚み方向の前記光学異方素子の屈折率成分を表す。また、前記液晶層の厚み（単位：μｍ）をｄＬＣ、前記液晶層の電界無印加の状態における面内方向の直交する屈折率どうしの差をΔｎＬＣとする。）となり、
前記液晶層の液晶分子は前記液晶セル内でねじれを有し、前記光学異方素子は前記液晶分子のねじれによる視野角を補償するように光軸がねじれていることを特徴とする液晶電気光学装置。
【請求項７】
前記光学異方素子は、ポリカーボネイト、ポリアリレート、コレステリック液晶ポリマー、ディスコティック液晶ポリマーのいずれかからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶電気光学装置に係わり、特に高速応答の液晶電気光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速応答が得られる液晶電気光学装置として、ＯＣＢモードが注目を集めている。
【０００３】
ＯＣＢの基本構成を図２を用いて説明する。
【０００４】
ＯＣＢモードは、一主面に電極５１ａ、５２ａが形成された２枚の基板５１、５２を主面が対向するように配置し、２枚の基板間に液晶層５３が挟持された液晶セル５０と、液晶セル５０を狭持するように配置された２枚の偏光板６０と、偏光板６０と液晶セル５０間に配置された光学異方素子７０とを有している。
【０００５】
前記液晶層５３は、図２（ａ）に示すように、液晶層５３の液晶分子のうち前記２枚の基板の一方の基板５１に接する複数の液晶分子５３ａからなる第１の液晶層領域Ａと、液晶層の液晶分子のうち２枚の基板の他方の基板５２に接する複数の液晶分子５３ｂからなる第２の液晶層領域Ｂと、液晶層５３の液晶分子のうち第１の液晶層領域Ａと第２の液晶層領域Ｂとに挟まれた複数の液晶分子からなる第３の液晶層領域Ｃとからなる。電極に印加する電圧値を変えることにより、この液晶層の液晶分子は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような配列状態をとる。
【０００６】
ＯＣＢモードの液晶層は、２枚の基板の配向方向が等しく、電圧無印加状態では図２（ａ）に示すようにスプレイ配列状態をとり、電極に電圧を印加すると図２（ｂ）に示すような第３の液晶層領域Ｃの一部の液晶分子５３c1が基板の法線方向とほぼ平行に配列しているベンド配列状態をとり、更に電圧を印加すると図２（ｃ）に示すような第３の液晶層領域Ｃの液晶分子５３c2、５３c3が基板の法線方向とほぼ平行に配列している状態をとる。ＯＣＢモ−ドは、この図２（ｂ）（ｃ）の状態における各々の印加電圧間で表示を行い、電圧を制御することにより液晶層における位相差を変化させて表示する複屈折効果型の液晶表示モードであり、その応答速度は、ＯＣＢモードに関する文献によれば、数ｍｓという必要かつ十分な値が得られることが報告されている。
【０００７】
この表示モードの表示時の液晶分子配列は、液晶の上半分、下半分が常時ほぼ対称な形状となっていることが特徴である。したがって、液晶分子が並ぶ面（図２の紙面方向）に平行となるような視角（観察角度）の範囲であれば、液晶の上半分、下半分がほぼ対称な形状となり、この場合の液晶層の屈折率楕円体は球になり、この範囲であれば視角依存性がほとんど無くなり、広い視野角が得られる。
【０００８】
しかし、液晶が並ぶ面に対して平行でない視角に対しては、液晶層の屈折率楕円体が球にはならず観察角度により屈折率楕円体が変形してしまい視角依存を生じる。
【０００９】
この様な視野角の問題を解決する方法として、厚さ方向の屈折率を最適化した二軸の光軸を有する光学異方素子を附加することが報告されている（宮下ら、Eurodisplay '93, pp149-152）。
【００１０】
また、ＯＣＢモードで良好な黒表示を得るには、高電圧側で黒とするノーマリーホワイトモード表示が好ましい。これは、電圧を印加し液晶分子が図２（ｃ）に示すように第３の液晶層領域Ｃの液晶分子５３ｃがほぼ基板の法線方向に対して平行となる、すなわち液晶分子がほぼ立ち上がった状態を黒表示に用いるものであり、この状態では液晶層の位相差が比較的小さな値であるので、偏光板を直交して得られる黒の均一性が良い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、広視角かつ高速応答を得るにはＯＣＢモードのＬＣＤが挙げられ、良好な黒表示を得るのにはノーマリホワイトモード表示が好ましい。そして視角を補償するには液晶層の屈折率楕円体を補償して球となるような光学異方素子を選定することが重要となる。
【００１２】
本発明は、ノーマリホワイトモード表示のＯＣＢモード及びその類似のモードに最適な光学異方素子を持つ液晶電気光学装置を提供することを目的とする。なお、ＯＣＢモードと類似のモードとは、液晶層５３が、図２（ｂ）に示すような第３の液晶層領域Ｃの一部の液晶分子５３c1が基板の法線方向とほぼ平行に配列している配列状態を持ち、この配列状態の液晶層に更に電圧をかけて図２（ｃ）に示すような第３の液晶層領域Ｃの液晶分子５３c2、５３c3が基板の法線方向とほぼ平行に配列している状態を持つ液晶電気光学装置をいう。例えば、ＯＣＢモードと同一の配向処理を施した液晶セルにカイラル能を持たせた液晶を入れると、電圧無印加時にはユニフォーム配列で１８０°ツイストの配列が得られる。このような配列に対し、大きな電圧を印加すると前述のベンド配列が容易に得られる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶電気光学装置は、
ベンド配向を呈することが可能な液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルの視角依存性を低減させる少なくとも一つの光学異方素子と、を備えた液晶電気光学装置において、
前記光学異方素子は、
Ｚ＝（ｎｄｘ−ｎｄｚ）／（ｎｄｘ−ｎｄｙ）としたとき、７≦Ｚ≦１０（ｎｄｘ，ｎｄｙ，ｎｄｚは、前記液晶セルと前記光学異方素子をほぼ平行に配置したときの前記液晶セルの法線方向における前記光学異方素子の厚み（単位：μｍ）と前記光学異方素子との屈折率の積の総和のｘ，ｙ，ｚ方向の屈折率を表す。ｎｄｘ，ｎｄｙは前記光学異方素子の厚み方向とほぼ垂直である面の面内方向における前記光学異方素子の屈折率成分を表し、ｎｄｘ，ｎｄｙは互いに垂直である。ｎｄｚは、前記光学異方素子の厚み方向の前記光学異方素子の屈折率成分を表す。）を満たし、前記光学異方素子の光軸が前記液晶セルの面内方向か法線方向の少なくとも一方にねじれていることを特徴とする液晶電気光学装置を提供するものである。
【００１４】
すなわち、この液晶電気光学装置のベンド配向液晶セルの液晶層は、液晶層の液晶分子のうち２枚の基板の一方の基板に接する複数の液晶分子からなる第１の液晶層領域と、液晶層の液晶分子のうち前記２枚の基板の他方の基板に接する複数の液晶分子からなる第２の液晶層領域と、液晶層の液晶分子のうち第１の液晶層領域と第２の液晶層領域とに挟まれた複数の液晶分子からなる第３の液晶層領域とからなる。電極への第１の電圧印加時では、液晶層は第３の液晶層領域の複数の液晶分子のうちの一部の液晶分子の傾きが基板の法線方向と略平行に配列し、電極への第２の電圧印加時では、液晶層は前記第３の液晶層領域の前記複数の液晶分子はその傾きが前記基板の法線方向と略平行に配列されている。
【００１５】
そして、光学異方素子は、基板の法線方向に対して傾いた方向における、前記第２の電圧印加時の液晶層の、前記２枚の基板に狭持された液晶層の厚さ方向成分の光学異方性を補償することを特徴とする。すなわち、本発明のＯＣＢモード及びＯＣＢモードに類似したモードにおいては、第２の電圧印加時では基板付近の液晶分子を除く液晶分子は基板の法線方向に対してほぼ平行であるため、基板の法線方向、すなわち、液晶層の厚さ方向の光学異方性成分に屈折率異方性が非常に大きくなる。本発明では、、光学異方素子を配置して、基板の法線方向に対して傾いた方向における、このような液晶層の厚さ方向成分の液晶層の光学異方性を補償する。
【００１６】
本発明の液晶層の配列状態をＯＣＢモードに類似したモードの液晶電気光学装置を例にあげて図１を用いて説明する。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、液晶層１３は複数の液晶分子からなり、この液晶層１３は、２枚の基板の一方の基板、すなわち電極１１ａを持つ基板１１に接する複数の液晶分子１３ａからなる第１の液晶層領域Ａと、２枚の基板の他方であり電極１２ａを持つ基板１２に接する複数の液晶分子１３ｂからなる第２の液晶層領域Ｂと、第１の液晶層領域と第２の液晶層領域とに挟まれた複数の液晶分子１３ｃからなる第３の液晶層領域Ｃとからなる。そして、図１（ａ）は電圧を電極への電圧無印加時の液晶分子の配列を示し、図１（ｂ）は電極への第１の電圧印加状態を示し、図１（ｃ）は電極への第２の電圧印加状態を示す。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、電極に接続された電圧駆動源４０から電極１１ａ、１２ａへの電圧無印加時では、第３の液晶層領域Ｃの複数の液晶分子１３ｃは互いに略平行で、かつ一方の基板から他方の基板に向かって前記基板の面内方向でねじれて配列している。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、電極１１ａ、１２ａへの第１の電圧印加時では、第３の液晶層領域Ｃの複数の液晶分子のうち層中央の一部の液晶分子１３c1の傾きが基板の法線方向と略平行に配列している。この第１の電圧印加時とは、閾値電圧以上で液晶分子が基板の法線方向と略平行、すなわち液晶分子が立ち上がり始めた液晶セルの位相差の印加電圧による変化が急激である状態より更に、液晶への印加電圧を大きくした時である。
【００２０】
次に、図１（ｃ）に示すように、電極１１ａ、１２ａへの第２の電圧印加時では、第３の液晶層領域の電極に接する側の複数の液晶分子１３c2、１３c3の傾きが基板の法線方向と略平行に配列している。この第２の電圧印加時は、第１の電圧印加時よりも更に電圧をかけた状態であり、このとき第３の液晶層領域の液晶分子１３c2、１３c3が前記基板の法線方向とほぼ平行に配列している状態、すなわち液晶が立ち上がった状態となる。
【００２１】
このようなＯＣＢモードに類似のモード及びＯＣＢモードでは、図１（ｂ）、（ｃ）に示すような配列状態では、２枚の基板１１、１２間に液晶層１３を狭持した液晶層厚み方向で液晶層の上半分と下半分は液晶層の中央付近を境にほぼ対称のベンド配列となっている。このため、図４に示すように液晶分子が厚み方向に並ぶ平面４０に対してほぼ平行となるような視角（観察角度）の範囲であれば、液晶の上半分、下半分がほぼ対称な形状となり、この場合の液晶層の光学異方性を表す屈折率楕円体は球になり、この範囲であれば視角依存性がほとんど無くなり、広い視野角が得られる。一方、図４に示す平面４０に対して平行でない視角に対しては、液晶層の屈折率楕円体が球にはならず観察角度により屈折率楕円体が変形してしまい視角依存を生じる。
【００２２】
本発明はこのような液晶層の光学異方性を補償することにより、より広い視角を得ることができるものである。
【００２３】
すなわち、本発明の液晶電気光学装置は、下記の屈折率楕円係数Ｚ値をもつ２軸の光軸を有する負の光学異方性を持つ光学異方素子を有する。
【００２４】
Ｚ＝（ｎｄx −ｎｄz ）／（ｎｄx −ｎｄy ）としたとき、７≦Ｚ≦１０
ここに、ｎｄx ，ｎｄy ，ｎｄz は、基板と光学異方素子をほぼ平行に配置したときの前記基板の法線方向における前記光学異方素子の厚み（単位：μｍ）と前記光学異方素子との屈折率の積の総和のｘ，ｙ，ｚ方向の屈折率成分を表す。ｎｄx ，ｎｄy は、前記光学異方素子の厚み方向とほぼ垂直である面の面内方向における前記光学異方素子の屈折率成分を表し、ｎｄx ，ｎｄy は互いに垂直である。ｎｄz は、前記光学異方素子の厚み方向の前記光学異方素子の屈折率成分を表す。
【００２５】
液晶セルの液晶層が図４に示した配向の場合、これ等価な屈折率楕円体は図５に示すように
ｎzLC ＞ｎxLC ＞ｎyLC
で、図５の楕円体ＲＬの各断面であるｘｚ面、ｙｚ面、ｘｙ面から明らかなように、例えると「ラグビーボール」がｙ方向に圧縮された形状になる。
【００２６】
これを補償する光学異方素子の屈折率楕円体ＲＣは図６に示すように、図５と逆に「ラグビーボール」の長軸方向ｚを他の２軸よりも圧縮し、かつ他の２軸のうちｙ方向を長くした形状にするのが望ましい。
【００２７】
この屈折率楕円体を屈折率の式に表すと、
Ｚ＝（ｎxC−ｎzC）／（ｎxC−ｎyC）
ここに、ｎzC  ＜ｎxC  １２＜ｎyCである。
【００２８】
ここで、ｎz の大きさは、図１の液晶層１３の基板に接する領域Ａ、Ｂの液晶分子１３ａ、１３ｂの傾き、すなわちプレチルト角に依存する。
【００２９】
均一表示を得るには、プレチルト角と液晶層の厚みが均一であることが望まれるが、均一にし得るプレチルト角は高くなるに従い製作が難しく、高々８度が限界である。したがってＺ値はプレチルト角により変化し、実現可能なプレチルト角の範囲では、
７≦Ｚ≦１０
となる。
【００３０】
このような光学異方素子を配置した液晶電気光学装置は、ＯＣＢモード及びそれと類似のモードのノーマリーホワイト表示に適している。これにより、基板の法線方向に対して傾いた方向における、このような液晶層の厚さ方向成分の液晶層の光学異方性を補償して、視角をより広くすることができる。この範囲内であれば、視角が広く、反転領域の非常に少ない、優れた表示性能が得られる。Ｚの値が、７未満になると、反転領域が広くなり、コントラスト比が良好な範囲も狭くなる。また、１０より大きくなると、再度反転領域が増加する。
【００３１】
更に、本発明では、Ｚの値が、
８≦Ｚ≦１０
であることがより好ましい。
【００３２】
本発明では、ＯＣＢ及びこれと類似した表示モードＯＣＢ及びこれと類似した表示モードは、より広い視野角を得るために先に述べた条件の光学異方素子を使用する。更に、本発明では、光学異方素子のリタデーションと液晶セルのリタデーションの関係を特定の条件に設定することにより、駆動電圧を実用範囲内にし、かつ、明るい表示ができることを見出した。
【００３３】
ＯＣＢ及びこれと類似した表示モードは、全て複屈折モードであり、その液晶セルの透過率Ｔは、次式で表される。
【００３４】
Ｔ＝ｓｉｎ2 （Ｒ／πλ）−−−（１）
（１）式は直交ニコルで、光軸は透過率軸と４５°の時の透過率を表す。Ｒは偏光板間に存在する光学異方体のリタデーション値であり、λは光源波長である。
【００３５】
光学異方素子の光軸の向きは、液晶セルのラビング軸の向きに対して垂直である。この様な配置の場合、総リタデーション値は、液晶セルのリタデーションＲLCと光学異方素子のリタデーションＲfxy のそれぞれのリタデーション値の差となり、式（１）中のパラメータＲは、
Ｒ＝ＲLC−Ｒfxy −−−（２）
となる。
【００３６】
したがって、（２）式から、液晶セルの透過率は、液晶セルのリタデーションと光学異方素子の面内方向のリタデーションの差により決まる。すなわち、光学異方素子の面内方向のリタデーションは、ディスプレイの明るさに影響する。
【００３７】
液晶セルのリタデーションは液晶層に印加される電圧によって変化する。液晶セルの電圧が変化し、液晶セルのリタデーションと光学異方素子の面内方向のリタデーションが等しくなったとき、総リタデーションは零となり、黒の表示が得られる。
【００３８】
すなわち、光学異方素子の面内方向リタデーションは、黒表示が得られる電圧値に影響する。そこで、光学異方素子の面内方向リタデーションと光学異方素子の面内方向リタデーションの比、すなわちリタデーション比Ｍとして次の様にＭを定義し、これらの影響を調べた。
【００３９】
Ｍ＝ＲLC／Ｒfxy ＝ΔｎLC×ｄLC／（ｎｄx −ｎｄy ）−−（３）
ここで、ΔｎLCは液晶の屈折率差、ｄLCは液晶層の厚みである。
【００４０】
図１１に、リタデーション比Ｍに対する電気光学特性への依存性を示す。Ｍの値が７．５以下になると、透過率が低下するため、コントラスト比が下がり、表示品位が劣化する。又、Ｍが１８以上になると、透過率が上がり表示品位は良くなるが、黒表示電圧が１０Ｖ以上と高くなり過ぎ、消費電力の増加や高電圧印加のための特殊な高耐圧集積回路が必要となり実用的でない。したがって、良好な明るさと実用的な黒表示電圧を達成できるリタデーション比Ｍは、
７．５＜Ｍ＜１８
である。
【００４１】
また、本発明の液晶電気光学装置は、光学異方素子が、
０．０２２≦ｎｄx −ｎｄy ≦０．６６７
０．１５＜ｎｄx −ｎｄz ＜６．７
とするのが好ましい。これにより、液晶層の△ｎLC・ｄLCの値が０．３μｍ以上５μｍ以下とした時に最適な光学異方素子を有する液晶電気光学装置を得ることができる。
【００４２】
また、本発明の液晶電気光学装置は、２枚の偏光板の内、１枚を反射板とすることができる。
【００４３】
この場合、光が装置を２度通過するので、（ｎｄx −ｎｄy ）の下限値は０．０１１となる。
【００４４】
また、本発明の液晶電気光学装置は、第１の電圧印加時を液晶電気光学装置の表示のオン時とすると、第１の電圧印加時では液晶層の配列状態が第３の液晶層領域Ｃの複数の液晶分子のうち一部の液晶分子９ａの傾きが基板の法線方向と略平行に配列しているため、高速応答の表示を得ることができる。
【００４５】
また、本発明の液晶電気光学装置は、第１の電圧印加時と第２の電圧印加時の間で表示を行うことを特徴とする。これにより高速応答の表示を得ることができる。
【００４６】
また、本発明の液晶光学素子は、第１の電圧印加時における第３の液晶層領域の前記基板の法線方向と略平行に配列した液晶分子を中心にして、２枚の基板間に挟持された液晶層の厚さ方向に、２枚の各々の基板に向かって段階的に液晶分子の傾きが変化していることを特徴とする。
【００４７】
また、本発明の液晶光学素子は、第１の電圧印加時の液晶層の厚さ方向における第３の液晶層領域の中央部の液晶分子の傾きが基板の法線方向と略平行に配列していることを特徴とする。
【００４８】
また、本発明の液晶電気光学装置は２枚の偏光板は各々の光学軸が直交するように配置されることを特徴とする。このように設定し、かつ上記のように屈折率楕円係数Ｚ、リタデーション比Ｍの値を設定することにより、第２の電圧印加時で良好な黒表示を得ることができる。
【００４９】
２枚の偏光板が直交する時と平行な時とを比較した場合、どちらでも表示可能であるが、良好なコントラスト比を得るためには良い黒を得るすなわち透過率が低いことが必要となるので、偏光板が直交状態であることがより好ましい。これは、偏光板が平行状態で黒の場合は、波長分散の影響が出るためである。偏光板が平行状態では、コントラスト比は低下すると考えられるが、透過率を高くしやすい。
【００５０】
偏光板の光学軸を、前記２枚の基板の各々の配向処理方向のなす角を２等分する２等分線から４５°傾いた方向に設定することを特徴とする。これは、２枚の偏光板を直交に配置した時でも平行に配置した時でも、このように設定することにより最大透過率を得ることができる。
【００５１】
以上の液晶電気光学装置に適用できる具体的なＯＣＢモードおよびＯＣＢモードに類似のモードの液晶層の配列状態を以下に示す。なお、２枚の偏光板のうち１枚を反射板とした場合にも適用できる。この場合、液晶セルに入射した光は液晶層厚の２倍の距離を通過することとなるので、透過型に比べ液晶層厚を約半分にでき、応答速度の更なる改善が期待できる。
【００５２】
本発明の液晶電気光学装置は、２枚の基板の一方の基板から他方の基板に向かって配列する液晶層の液晶分子は、電圧無印加時にスプレイ配列していることを特徴とする。すなわち、ＯＣＢモードに適用することができる。
【００５３】
さらに、本発明の液晶電気光学装置の一態様は、２枚の基板の一方の基板から他方の基板に向かって配列する液晶層の液晶分子の前記基板内の面内方向のねじれ能θ0 が、θ0 ＝０°である。
【００５４】
ここに、ねじれ能とは、液晶自体が持つ自発的なねじれ角を示し、一般にねじれ能はコレステリック液晶組成物の混合濃度により制御できる。
【００５５】
さらに、本発明の液晶電気光学装置の他の態様は、２枚の一方の基板から他方の基板に向かって配列する液晶層の液晶分子の基板内の面内方向のねじれ能θ0 が、θ0 ＞０°であることを特徴とする。このようにねじれ能θ0 をθ0 ＞０°にすることにより、電圧無印加時のスプレイ配向状態から第１の電圧印加時の第３の液晶層領域の１部の複数の液晶分子の傾きが基板の法線方向と略平行に配列している状態への移動時間がθ0 ＝０°であるときと比べ、格段に早くすることができる。
【００５６】
さらに、本発明の液晶電気光学装置の他の態様は、２枚の基板の一方の基板から他方の基板に向かって配列する液晶層の液晶分子の基板内の面内方向のねじれ能θ0 が、θ0 ＝９０°で、かつプレチルト角が２枚の基板で異なることを特徴とする。θ0 ＝９０°のとき、プレチルト角が２枚の基板で異ならせることにより、表示を可能とする。
【００５７】
さらに、本発明の液晶電気光学装置の他の態様は、２枚の基板の一方の基板から他方の基板に向かって配列する液晶層の液晶分子の基板内の面内方向のねじれ能θが、θ＝１８０°であることを特徴とする。バックフロー効果を考えた場合、ねじれ能が１８０°及びその前後である１７５°〜１８５°であることが最も望ましい。ここで、バックフロ−効果について説明する。例えば電圧がかかっている時の中央近傍のやや立ち上がった液晶分子は、電圧を切ることにより基板付近の寝ている状態の液晶分子に引き戻される。しかし、中央付近の立ち上がった部分の液晶分子は、中央近傍の液晶分子によって寝た状態になるのを妨げられ、戻りが遅くなる。これをバックフロー効果という。ベンド配列の場合、このバックフロー効果は無くなるが、液晶が１８０°ねじれた状態を除いたねじれ状態が生じた場合、このバックフロー効果が発生する。
【００５８】
また、本発明の液晶電気光学装置は、電極への電圧無印加時では、前記第３の液晶層領域の複数の液晶分子は互いに略平行で、かつ一方の基板から他方の基板に向かって基板の面内方向でねじれて配列することを特徴とする。すなわち、ＯＣＢモードと類似のモードであり、この場合でも本発明は適用可能である。この場合、ＯＣＢモードと同様に表示領域にて高速応答が可能となる。
【００５９】
さらに、ＯＣＢモードと類似のモードとしては、本発明の液晶電気光学装置は、２枚の基板の一方の基板から他方の基板に向かって配列する液晶層の液晶分子の基板内の面内方向のねじれ角θが、略９０°または略２７０°であり、かつ液晶層のプレチルト角が前記２枚の基板で異なることを特徴とする。この場合、ねじれ角θが、９０°または２７０°の場合、液晶層の中央付近の液晶分子が立ち上がった状態の領域では、二枚の基板表面での液晶分子のプレチルト角が等しい場合、液晶層の上半分と下半分での位相差の大きさが等しくなり、しかもその方向が互いにほぼ９０度となっている。この為セル全体としての位相差はセルの上半分と下半分が互いに補償する関係となる。このため、印加電圧を更に増加させて液晶分子を駆動しても光学応答を変化させることができない。これに対し、プレチルト角を２枚の基板間で異ならせることにより、セルの上半分と下半分とで配列が異なるために位相差が生じ、２枚の基板間でプレチルト角が等しいセルの飽和電圧を印加したときでも明の表示ができる。したがって、さらに、電圧を印加することで、暗の表示が得られ、高速表示が可能になる。このようなセル全体としての位相差がセルの上半分と下半分が互いに補償する関係となるねじれ角９０°または２７０°の場合、そしてこのような関係となる傾向の強いねじれ角９０°を除く８５°〜９５°、ねじれ角２７０°を除く２６５°〜２７５°の場合に、２枚の基板のプレチルト角の大きさを変えることは有効である。
【００６０】
また、本発明の液晶電気光学装置の他の態様は、液晶層が、第１の電圧印加時は電圧が無印加であることを特徴とする。すなわち、電圧無印加時に第３の液晶層領域の１部の複数の液晶分子の傾きが基板の法線方向と略平行に配列している状態となっているものであり、ＯＣＢモードと類似のモードであり、この場合でも本発明は適用可能である。
【００６１】
本発明の液晶電気光学装置に用いる光学異方素子について、以下に示す。
【００６２】
光学異方素子は２軸の光軸からなる少なくとも１枚の位相差板であることを特徴とする。
【００６３】
また、１枚のみで本発明のＺの範囲が実現できない場合の光学異方素子の一態様は、１軸の光軸からなる２枚以上の位相差板の組み合わせからなり、少なくとも２枚の位相差板の光軸が異なることを特徴とする。
【００６４】
また、一軸の光学異方素子の組み合わせでＺの値の範囲が実現できない場合は、光学異方素子の一態様は、１軸の光軸からなる少なくとも１枚の位相差板と、２軸の光軸からなる少なくとも１枚の位相差板とからなることを特徴とする。
【００６５】
また、光学異方素子の他の態様は、基板と光学異方素子をほぼ平行に配置したときの基板の法線方向に光学異方性が負である少なくとも１枚の位相差板とからなることを特徴とする。
【００６６】
また、液晶セルのねじれの光学効果をより良く補償したい場合には、光学異方素子の他の態様は、光学異方素子の光軸のねじれは、基板の面内方向または、基板の法線方向または基板の面内方向と法線方向の両方の方向にねじれていることを特徴とする。
【００６７】
この様な光学異方素子は液晶層のねじれを補償する、または、液晶層の基板の法線方向成分の光学異方性を補償する。
【００６８】
以上のように、本発明では、光学異方素子は、１軸または２軸の光軸をもつ位相差板、負の位相差板を単独あるいは組み合わせることにより、光学異方素子として２軸の光軸をもつようにすれば良い。例えば、１軸の光軸を有する位相差板を２枚以上組み合わせる場合であれば、少なくとも２枚の位相差板の光軸が一致しないように配置して、光学異方素子として２軸の光軸を持つようにする必要がある。
【００６９】
また、液晶層の液晶分子の基板の面内方向または、基板の法線方向または基板の面内方向と法線方向の両方によるねじれを補償するように、光学異方素子の光軸にねじれを持たせることにより、液晶層のねじれによる光学的影響を補償することができる。この場合、液晶層は、部分的あるいはほぼ全体的に、一方の基板から他方の基板に向かって連続的にあるいは段階的に液晶分子が、基板の面内方向あるいは法線方向あるいはその両方の方向でねじれている場合を含む。
【００７０】
また、液晶層の基板の法線方向成分に負である位相差板と光学特性上同等となるように、光学異方素子の光軸にねじれを持たせることにより、液晶層の基板の方線方向成分の光学異方性を補償することができる。この場合、光軸のねじれ角の大きい、例えば、光学異方素子の光軸を基板の面内方向にねじった光軸により実現できる。
【００７１】
位相差板の材質としては、ポリカーボネート、ポリアリレートなど、また、光学異方素子として光軸にねじれをもたせるために、コレステリック液晶ポリマー、ディスコティック液晶ポリマーなどの位相差板を用いることができるが、上記の特性が得られるものであれば、これら材料に限定されない。
【００７２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の液晶電気光学装置の実施例を、液晶層の液晶分子が電圧無印加時に液晶分子同志がほぼ平行に配列しており、２枚の基板の一方の基板から他方の基板に向かって配列する前記液晶層の液晶分子の基板内の面内方向のねじれ角θは、θ＝１８０°である場合を例に挙げて詳細に説明する。
【００７３】
（実施例１）
図３及び図４に示すように、本実施例の液晶電気光学装置１は、液晶セル１０、この液晶セル１０を挟む２枚の偏光板２０および液晶セルと一方の偏光板で挟まれた光学異方素子３０と、電圧駆動源４０とからなる。
【００７４】
液晶セル１０は一主面に電極１１ａが形成された第１の基板１１と、一主面に電極１２ａが形成された第２の基板１２を電極が対向するように配置し、２枚の基板１１、１２間に液晶層１３を挟持している。この装置はノーマリホワイト表示の液晶電気光学装置である。光学異方素子３０は、液晶層１３の光学異方性を補償している。
【００７５】
図１に示すように、液晶層１３は複数の液晶分子からなり、この液晶層１３は、２枚の基板の一方の基板１１に接する複数の液晶分子１３ａからなる第１の液晶層領域Ａと、２枚の基板の他方の基板１２に接する複数の液晶分子１３ｂからなる第２の液晶層領域Ｂと、第１の液晶層領域と第２の液晶層領域とに挟まれた複数の液晶分子１３ｃからなる第３の液晶層領域Ｃとからなる。そして、図１（ａ）は電圧を電極への電圧無印加時の液晶分子の配列を示し、図１（ｂ）は電極への第１の電圧印加状態を示し、図１（ｃ）は電極への第２の電圧印加状態を示す。
【００７６】
図１（ａ）に示すように、電圧駆動源４０から電極１１ａ、１２ａへの電圧無印加時では、第３の液晶層領域Ｃの複数の液晶分子１３ｃは互いに略平行で、かつ一方の基板から他方の基板に向かって前記基板の面内方向でねじれて配列している。
【００７７】
図１（ｂ）に示すように、電極への第１の電圧印加時では、第３の液晶層領域Ｃの複数の液晶分子のうち一部の液晶分子１３c1の傾きが基板の法線方向と略平行に配列している。この第１の電圧印加時とは、閾値電圧以上で液晶分子が基板の法線方向と略平行、すなわち液晶分子が立ち上がり始めた液晶セルの位相差の印加電圧による変化が急激である状態より更に、液晶への印加電圧を更に大きくした時である。
【００７８】
図１（ｃ）に示すように、電極への第２の電圧印加時では、第３の液晶層領域の複数の液晶分子１３c1、１３c2、１３c3の傾きが基板の法線方向と略平行に配列している。この第２の電圧印加時は、第１の電圧印加時よりも更に電圧をかけた状態であり、このとき第３の液晶層領域の液晶分子１３ｃが前記基板の法線方向とほぼ平行に配列している状態、すなわち液晶が立ち上がった状態となる。
【００７９】
この液晶層１３を２枚の基板にて狭持した液晶セル１０を図３に示している。図に示すように、液晶セル１０は、ガラス基板の一主面に電極１２ａが形成されたアレイ基板１２とガラス基板の一主面上に電極１１ａが形成された対向基板１１の２枚の基板を主面が対向するように配置し、２枚の基板間にネマティック液晶層１３が挟持されてなる。
【００８０】
図３に示すようにアレイ基板１２は、ガラス基板上にマトリクス状に複数の信号線（図示せず）および複数の走査線（図示せず）が配設され、これらの交点に対応してポリシリコンのＴＦＴ１２ｂとこのＴＦＴに接続して形成された画素電極１２ａが形成されており、これらの上に配向膜１２ｃが形成されている。一方、対向基板１１は、ガラス基板上に前記アレイ基板１１の各画素電極１２ａに対応して赤、緑、青の三原色からなるカラーフィルタ１１ｂと、これら各色のカラーフルタを区画するように形成されたブラックマトリクス１１ｃが形成され、これらの上にＩＴＯ電極１１ａ、配向膜１１ｄが順次形成されている。
【００８１】
次に、製造方法および表示方法について説明する。
【００８２】
ガラス基板上にポリシリコンＴＦＴ３と走査線（図示せず）であるゲート線、信号線（図示せず）、画素電極１２ａを形成した、画素数が縦４８０、横６４０×３画素のアレイ基板１２を形成した。
【００８３】
次に、ガラス基板上にアレイ基板１２の各画素電極に対応して赤、緑、青の三原色からなるカラーフィルタ１１ｂと、これら各色のカラーフルタを区画するように形成されたブラックマトリクス１１ｃとを形成し、この上にＩＴＯ電極１１ａを形成して対向基板１１を形成した。これら２枚のアレイ基板１２、対向基板１１上に各々配向膜１２ｃ、１１ｄとしてとしてポリイミド（SE-5211 、（株）日産化学社製。プレチルト角約５゜）を８０ｎｍの厚さに塗布・形成した。ここで、画素ピッチは縦０．３３ｍｍ、横０．１１ｍｍである。続いて前記配向膜を、走査線に平行かつ、２枚の基板１１、１２上の各々の電極１１ａ、１２ａが対向するように配置したときに、２枚の基板のラビング方向ＲＡが互いに平行になるような方向にラビングした。
【００８４】
次に、アレイ基板１２上にスペーサ（図示せず）として直径７．１μｍの球状微粒子（ミクロパールＳＰ、（株）積水ファインケミカル製）を一方の基板の主面に８０個／ｍｍ2 の密度で散布した。もう一方の対向基板１１の有効表示領域の周辺部をエポキシ樹脂の接着剤（XN-21 、三井東圧化学株式会社製）を、液晶注入のための開口部を除いてスクリーン印刷法によって塗布した。その後、アレイ基板１２と対向基板１１を前記配向膜どうしを対向させた状態で重ね合わせ、加圧しながら加熱して接着し、セルギャップが７．１μｍの液晶セル１０を作製した。
【００８５】
そしてこの液晶セルに液晶組成物１３としてネマティック液晶組成物（ZLI-1132、E.Merck 社製。Δｎ＝0.14）にカイラル剤（S811、E.Merck 社製）を添加したものを真空注入法により注入し、注入後液晶の注入口を紫外線硬化樹脂（UV-1000 、（株）ソニーケミカル製）にて封止した。この時、カイラル剤の濃度は、液晶のらせんピッチが約３５μm となるように調整した。この液晶セルのカラーフィルタ１１ｂが形成された対向基板１１側に、光学異方素子３０として、ポリカーボネート製の光学異方素子である位相差板を、位相差板の屈折率が大きい方向をラビング方向に直交するように配置した。
【００８６】
光学異方素子３０の楕円係数Ｚは，
Ｚ＝（ｎｄx −ｎｄz ）／（ｎｄx −ｎｄy ）
としたとき、Ｚ＝９になるようにした。
【００８７】
ここに、ｎｄx ，ｎｄy ，ｎｄz は、前記基板と前記光学異方素子をほぼ平行に配置したときの前記基板の法線方向における前記光学異方素子の厚み（単位：μｍ）と前記光学異方素子との屈折率の積の総和を表す。ｎｄx ，ｎｄy は、前記光学異方素子の厚み方向とほぼ垂直である面の面内方向における前記光学異方素子の屈折率成分を表し、ｎｄx ，ｎｄy は互いに垂直である。ｎｄz は、前記光学異方素子の厚み方向の前記光学異方素子の屈折率成分を表す。
【００８８】
さらに偏光板２０（G1220DU 、（株）日東電工製）を、光学軸がラビング方向に対して４５゜でかつ２枚の偏光板の光学軸が互いに直交するように貼り付けた。位相差板には、フィルムをｘ軸方向に延伸した後、ｙ軸方向に延伸して２軸とした位相差板の面内方向の位相差の値が１００ｎｍ（ｎｄx とｎｄy との差が０．１）である位相差板を用い、第２の電圧印加状態の時の前記液晶セルの位相差を補償するように配置、すなわち２枚の偏光板の光学軸が互いに直交し、かつ位相差板の屈折率が大きい方向をラビング方向に直交するように配置した。そして、この光学異方素子はリタデーション比をＭとしたとき、
Ｍ＝ΔｎLC・ｄLC／（ｎｄx −ｎｄy ）
から、Ｍ＝１０になるようにした。
【００８９】
前記液晶層の厚みをｄLC（単位：μｍ）、前記液晶層の屈折率異方性をΔｎLCとする。
【００９０】
得られた液晶電気光学装置は、電極への電圧無印加時では、第３の液晶層領域Ｃの複数の液晶分子は互いに略平行で、かつ一方の基板から他方の基板に向かって前記基板の面内方向で１８０°ねじれて配列している。
【００９１】
第１の電圧印加時では、第３の液晶層領域Ｃの複数の液晶分子のうち第３の液晶層領域Ｃの中央部の液晶分子１３c1の傾きが基板の法線方向と略平行に配列し、液晶分子１３c1を中心にして、２枚の基板間に挟持された液晶層１３の厚さ方向に、液晶分子１３c2、１３c3のように、２枚の各々の基板１１、１２に向かって段階的に液晶分子の傾きが変化している。
【００９２】
第２の電圧印加時では、第３の液晶層領域の複数の液晶分子１３ｃの傾きが基板の法線方向と略平行に配列している。
【００９３】
この第１の電圧印加時と前記第２の電圧印加時の間で電圧駆動源４０によりオン、オフ駆動して表示を行った。本実施例の場合、セルの実効的な位相差がおおよそ０．２６μｍとなる電圧を駆動電圧の最小値として使用した。第１の電圧印加を２．４Ｖ、第２の電圧印加を６．５Ｖとして表示を行った。
【００９４】
その結果、図９に示すように、駆動電圧に対して透過率が単調に減少する電気光学特性が得られ、正面でのコントラスト比は１００以上が得られ、視角も広かった。応答速度は階調間での差はほとんど無く、約５ｍｓと高速であり、動きのある画像を表示しても輪郭がぼやけることなど無く良好な表示が得られた。なお、図７〜図１０は等コントラストを表す図であり、円の中心を基板の法線方向を観察方向の基準とした時の観察方向によるコントラストを表し、斜線部分は反転領域を示す。図７〜図１０において、円の中心から外側に向かって同心円状に円が大きくなるにしたがって、基板の方線方向と観察方向とのなす角度が大きくなり、円の中心と円上のある任意の点を結んだ線の方向（アジマス）が基板の面内方向における観察方向を表す。
【００９５】
図中、曲線（５０）がコントラスト比（５０）、この曲線（５０）で囲まれた領域がコントラスト比５０以上、曲線（１０）で囲まれた領域がコントラスト比５０〜１０、曲線（１）で囲まれた領域がコントラスト比１〜１０である。
【００９６】
（実施例２）
実施例１における位相差板のＺの値を７として、実施例１と同一の部材と条件でＴＦＴ−ＬＣＤを作製した。この結果を図８に示す。こうして得られたＬＣＤは視角を振っても良好な表示が得られた。
【００９７】
（比較例１）
実施例１における位相差板のＺの値を１（１軸位相差板１枚使用）として、実施例１と同一の部材と条件でＴＦＴ−ＬＣＤを作製した。この結果を図７に示す。こうして得られたＬＣＤは視角を振ったときに反転領域が非常に広く、また、コントラストの低下も著しかった。
【００９８】
（比較例２）
実施例１における位相差板のＺの値を１２（１軸位相差板１枚使用）として、実施例１と同一の部材と条件でＴＦＴ−ＬＣＤを作製した。この結果を図１０に示す。こうして得られたＬＣＤは視角を振ったときに反転領域が非常に広く、また、コントラストの低下も著しかった。
【００９９】
以上のように、Ｚの値を７≦Ｚ≦１０、さらに好ましくは８≦Ｚ≦１０となるような光学異方素子を用いることにより、視角依存性の少ない液晶光学素子を得ることができる。
【０１００】
また、ここでは、液晶層の液晶分子が電圧無印加時に液晶分子同志がほぼ平行に配列しており、２枚の基板の一方の基板から他方の基板に向かって配列する前記液晶層の液晶分子の基板内の面内方向のねじれ角θは、θ＝１８０°である場合を例に挙げて説明したが、ノーマリホワイトモード表示のＯＣＢモード及びその類似のモードにも適用でき、同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
また、△ｎLC・ｄLCを１．０として、Ｍの値を変化させた場合の印加電圧（横軸）と透過率（縦軸）との関係を図１１に示す。
【０１０２】
（実施例３）
実施例１における光学異方素子を、位相差板の面内方向における位相差の値が４００ｎｍの１軸位相差板と、位相差板の面内方向における位相差の値が５００ｎｍの１軸位相差板の２枚を、光軸が直交するように重ね合わせ、Ｚ＝９，Ｍ＝１０となるように光学異方素子を作製した以外は、実施例１と同一の部材と条件でＴＦＴ−ＬＣＤを作製した。こうして得られたＬＣＤは視角は視角特性が改善されていた。
【０１０３】
（実施例４）
実施例１における光学異方素子を、位相差板の面内方向における位相差の値が１００ｎｍの１軸位相差板１枚と負の位相差板（ｎｄx ，ｎｄy ＞ｎｄz ）を組み合わせて、光学異方素子としてＺ値が９となるように作製した以外は、実施例１と同一の部材と条件でＴＦＴ−ＬＣＤを作製した。こうして得られたＬＣＤは視角は視角特性が改善されていた。
【０１０４】
（比較例３）
実施例１におけるスペーサの直径を５．３μｍとし、セルギャップを５．３μｍとした以外は、実施例１と同様Ｚの値が９の光学異方素子を用い、同一の部材と条件でＭ＝７．４のＴＦＴ−ＬＣＤを作製した。こうして得られたＬＣＤは透過率が低く、表示品位が損なわれがちであった。
【０１０５】
（比較例４）
実施例１におけるスペーサの直径を１３μｍとし、セルギャップを１３μｍとした以外は、実施例１と同一の部材と条件でＭ＝１８．２のＴＦＴ−ＬＣＤを作製した。こうして得られたＬＣＤは最大電圧を６Ｖまでしかかけれれなかった（これ以上の電圧ではＴＦＴ素子が破壊されるため）ため、十分に黒くすることができず、表示品位が損なわれがちであった。
【０１０６】
以上のように、本発明の光学異方素子は、２軸の光軸を有する位相差板を１枚以上用いる、１軸の光軸を有する位相差板を２枚以上用いる、２軸あるいは１軸の光軸を有する位相差板と負の位相差板を併用することなどで得られる。また、Ｍの値を７．５＜Ｍ＜１８とすることにより表示品位の良い液晶光学素子を得ることができる。
【０１０７】
（実施例５）
実施例１における偏光板のうち１枚を反射板にかえ、スペーサの直径を３．６μｍとし、セルギャップを３．６μｍとし、位相差板の面内方向における位相差の値が５０ｎｍである２軸の位相差板を用いた以外は、実施例１と同一の部材と条件でＺ＝９、Ｍ＝１０のＴＦＴ−ＬＣＤを作製した。こうして得られたＬＣＤを駆動したところ、視角特性が良好で、明るい表示が得られた。
【０１０８】
（実施例６）
実施例１における光学異方素子を、ねじれ位相差板２枚を組み合わせて作製した。具体的には、コレステリック液晶ポリマーからなる基板の面内方向に光軸のねじれ角が１０°で面内方向の位相差が１００ｎｍの位相差板１枚と、基板の面内方向に光軸のねじれ角が６５０°で面内方向の位相差が零の位相差板１枚の２枚を組み合わせて作製した。この光学異方素子は、全体には光軸のねじれが基板の面内方向に６６０°ねじれている。
【０１０９】
このように、光学異方素子の光軸にねじれを与えたことにより、高コントラストが得られ、また、光軸のねじれ角が６５０°の位相差板を用いることにより、光学特性上負の位相差板を有したものと同じ効果を得、視角特性が良好となった。
【０１１０】
（実施例７）
実施例１における光学異方素子をねじれ位相差板１枚と、負の位相差板１枚とを組み合わせて作製した。すなわち、、コレステリック液晶ポリマーからなる基板の    方向に光軸のねじれ角が１０°の位相差板１枚と、基板と光学異方素子をほぼ平行に配置したときの基板の法線方向に光学異方性が負である負の位相差板を組み合わして、光学異方素子全体でＺ＝９となるように光学異方素子を作製した。
【０１１１】
このように、光学異方素子の光軸にねじれを与えたことにより、高コントラストが得られ、負の位相差板であることから、視角特性が良好となった。
【０１１２】
（実施例８）
実施例１における光学異方素子を、２軸のねじれのない位相差板１枚とねじれ位相差板１枚を組み合わせて作製した。すなわち、コレステリック液晶ポリマーからなるねじれ位相差板１枚と２軸位相差板との組み合わせで、光学異方素子全体でＺ＝９となるように光学異方素子を作製した。これにより、視角特性が良好となった。
【０１１３】
以上の実施例で説明した本発明の液晶電気光学装置は、パソコン、ワープロ等に用いる液晶表示素子やビデオプロジェクタのライトバルブ、３Ｄ−ＴＶに使用するメガネに用いる高速液晶シャッタ等に広く応用することができる。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明の液晶電気光学装置は、ＯＣＢモードまたは類似のモードの液晶セルに組み合わせる光学異方素子が２軸、かつ負の光学異方性を有し、楕円係数Ｚを７以上１０以下に設定したものであるから、上記モードのノーマリーホワイト表示に適した視角特性の良好な液晶電気光学装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明するもので、（ａ）は液晶セルの電圧無印加時の液晶分子の配列状態を示す断面図、（ｂ）は液晶セルの第１の電圧印加時の液晶分子の配列状態を示す断面図、（ｃ）は液晶セルの第２の電圧印加時の液晶分子の配列状態を示す断面図、
【図２】従来のＯＣＢモードの液晶電気光学装置の液晶セルを説明するもので、（ａ）は液晶セルの電圧無印加時の液晶分子の配列状態を示す断面図、（ｂ）は液晶セルの第１の電圧無印加時の液晶分子の配列状態を示す縦断面図、（ｃ）は液晶セルの第２の電圧無印加時の液晶分子の配列状態を示す縦断面図、
【図３】本発明の一実施例である液晶電気光学装置の断面図、
【図４】本発明の一実施例の動作を説明する略斜視図。
【図５】本発明に用いる液晶セルの屈折率楕円体を説明する図、
【図６】本発明に用いる光学異方素子の屈折率楕円体を説明する図、
【図７】比較例１の液晶電気光学装置の視角特性を示す図、
【図８】本発明の実施例２の液晶電気光学装置の視角特性を示す図、
【図９】本発明の実施例１の液晶電気光学装置の視角特性を示す図、
【図１０】比較例２の液晶電気光学装置の視角特性を示す図、
【図１１】リタデーションＭの値をパラメータとする印加電圧−透過率曲線図。
【符号の説明】
１…液晶電気光学装置
１０…液晶セル
１１…基板
１１ａ…電極
１２…基板
１２ａ…電極
１３…液晶層
１３ａ…第１の液晶層領域Ａの液晶分子
１３ｂ…第２の液晶層領域Ｂの液晶分子
１３ｂ…第３の液晶層領域Ｃの液晶分子
２０…偏光板
３０…光学異方素子
【図１】
0003657708.tif 000002
【図２】
0003657708.tif 000003
【図３】
0003657708.tif 000004
【図４】
0003657708.tif 000005
【図５】
0003657708.tif 000006
【図６】
0003657708.tif 000007
【図７】
0003657708.tif 000008
【図８】
0003657708.tif 000009
【図９】
0003657708.tif 000010
【図１０】
0003657708.tif 000011
【図１１】
0003657708.tif 000012