(57)【要約】【課題】  高透過率で、かつ視野角の範囲が広い表示を行うことが可能な液晶表示素子を実現する。【解決手段】  垂直配向モードの液晶パネルの両側に、屈折率Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、（Ｎｘ−Ｎｙ）ｄで表される面内位相差Ｒの値が１２０nm乃至１６０nmの範囲に、且つ｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された光学補償板を配置し、さらにその外側に前記光学補償板と液晶パネルを挟んで一対の偏光板を設けた。【選択図】図１
2006309105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極が設けられた一方の基板と、
前記一方の基板に対向して配置され、前記一方の基板と対向する面に前記第１の電極と対向する領域により画素領域を形成する第２の電極が設けられた他方の基板と、
前記第１の電極と前記第２の電極の互いに対向する面上に形成された垂直配向膜と、
前記基板間に封入され、負の誘電異方性を有する液晶層と、
前記一方と他方の基板の互いに対向する面とは反対側の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板と、
前記一対の基板と前記一対の偏光板との間それぞれに配置され、少なくとも前記基板の主面に平行な平面内での位相差が可視光の波長λの実質的に１／４の値を有する２つの光学補償層と、
を備えることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記２つの光学補償層はそれぞれ、前記一対の基板の主面に平行な第１の軸方向の屈折率をＮｘ、前記基板の主面に平行で且つ前記第１の軸方向に垂直な第２の軸方向の屈折率をＮｙ、前記基板の主面に垂直な第３の軸方向の屈折率をＮｚとしたとき、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、且つ前記基板の主面に平行な平面内での位相差が可視光の波長λの１／４の値を有する光学補償板からなることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記２つの光学補償層はそれぞれ、前記一対の基板の主面に平行な第１の軸方向の屈折率をＮｘ、前記基板の主面に平行で且つ前記第１の軸方向に垂直な第２の軸方向の屈折率をＮｙ、前記基板の主面に垂直な第３の軸方向の屈折率をＮｚ、前記光学補償層の厚さをｄとしたとき、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、（Ｎｘ−Ｎｙ）ｄで表される面内位相差Ｒの値が１２０nm乃至１６０nmの範囲に、且つ｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された光学補償板からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記一対の基板の外側の両面に設けられた２枚の光学補償板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向である遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向である進相軸を互いに直交させて配置され、
前記一対の偏光板は、その光学軸を互いに直交させ、且ついずれか一方の偏光板の偏光軸が隣接する光学補償板の前記遅相軸又は進相軸に対して３５゜乃至５５゜で交差する角度に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記一対の基板の外側の両面に配置された前記２枚の光学補償板と、それぞれの外側に配置された偏光板との間それぞれに、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ≒Ｎｚの関係を持ち、前記基板の主面に平行な平面内での面内位相差Ｒが２４０nm乃至３００nmの範囲の値を有する位相差板をさらに配置したことを特徴とする請求項２又は３に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記一対の偏光板は、その光学軸を互いに直交させ、
前記一対の基板の外側の両面に配置された前記２枚の光学補償板はそれぞれ、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させ、且つ隣接する偏光板の光学軸に対して５゜乃至２５゜又は６５゜乃至８５゜の範囲で交差する方向に向けて配置され、
前記２枚の光学補償板の外側に設けられた２枚の位相差板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させ、且つ隣接する光学補償板の遅相軸又は進相軸に対して５０゜乃至７０゜の範囲で交差する方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記第１の電極と前記第２の電極のいずれか一方の一部分に対応する反射膜がさらに形成され、これらの電極が対向する領域により形成される１つの画素領域に、対向する前記一対の基板を透過する光を制御する透過表示領域と、前記反射膜によって反射される光を制御する反射表示領域が形成されることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記一対の偏光板の間に、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された他の光学補償板をさらに配置したことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項９】
前記一対の偏光板は、その光学軸を互いに直交させ、
前記他の光学補償板は、２枚の位相差板とそれぞれの外側に設けた偏光板との間それぞれに配置され、これらの他の光学補償板の遅相軸又は進相軸は互いに平行又は直交で、且つ隣接する偏光板の光学軸と平行又は直交させて配置され、
前記一対の基板の外側の両面に配置された前記２枚の光学補償板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させ、且つ隣接する偏光板の光学軸に対して５゜乃至２５゜又は６５゜乃至８５゜の範囲で交差する方向に向けて配置され、
前記２枚の光学補償板の外側に設けられた２枚の位相差板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させ、且つ隣接する前記光学補償板の遅相軸又は進相軸に対して５０゜乃至７０゜の範囲で交差する方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
前記一対の偏光板の間に、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定され、前記光学補償板とは異なる２枚の他の光学補償板をさらに配置したことを特徴とする請求項２又は３に記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
前記一対の偏光板は、その光学軸を互いに直交させ、
前記一対の基板の外側の両面に配置された前記２枚の光学補償板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させ、且つ隣接する偏光板の光学軸に対して３５゜乃至５５゜範囲で交差する方向に向けて配置され、
前記２枚の光学補償板の外側にそれぞれ設けられた２枚の他の光学補償板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに平行又は直交させ、且つ隣接する偏光板の光学軸に対して平行又は直交させて配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記一対の基板の一方の外側の面と、前記一対の偏光板の一方との間には、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、且つ前記基板の主面に平行な平面内での位相差が可視光の波長λの１／４の値を有する光学補償板が配置され、前記一対の基板の他方の外側の面と前記一対の偏光板の他方との間には、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ≒Ｎｚの関係を持ち、前記基板の主面に平行な平面内での面内位相差Ｒが１２０nm乃至１６０nmの範囲の値を有する位相差板が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
前記光学補償板と前記位相差板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させて配置され、
前記一対の偏光板は、その光学軸を互いに直交させ、且つそれぞれの偏光板の光学軸が隣接する前記光学補償板と前記位相差板の遅相軸又は進相軸に対して３５゜乃至５５゜で交差する方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
前記一対の偏光板の間に、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定され、前記光学補償板とは異なる他の光学補償板をさらに配置したことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
前記他の光学補償板は、前記光学補償板と一方の偏光板の間、及び前記位相差板と他方の偏光板との間に、それぞれ隣接する偏光板の光学軸に対して平行又は直交させて配置され、
前記光学補償板と前記位相差板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させて配置され、
前記一対の偏光板は、その光学軸を互いに直交させ、且つそれぞれの偏光板の偏光軸が隣接する前記光学補償板と前記位相差板の遅相軸又は進相軸に対して３５゜乃至５５゜で交差す方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
前記光学補償層は、１／４波長板と、前記基板の主面の放線方向の屈折率が前記基板の主面に平行な方向の屈折率よりも小さくなるように配置されている光学補償板と、を積層したものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
さらに、前記電界の印加により、ダイレクタが複数の方向に向くように前記液晶層を構成する液晶を配向させる手段を備える、ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶ディスプレイには、液晶表示素子として、バックライトを液晶表示素子の背面に設置して照明する表示方法を用いる透過型液晶表示素子、部分的に反射領域を設けた半透過型液晶表示素子、等が広く用いられている。これらの液晶表示素子の液晶分子の配向方法には、ＴＮ（Twisted Nematic）型を代表とするツイスト配向、ホモジニアス型を代表とする水平配向などがある。これらの配向では、いずれも電圧が無印加の状態で液晶分子が液晶基板の主面にほぼ平行に配列しており、電圧を印加することによって分子の長軸方向を基板主面に垂直な方向へと変化させ、液晶層を光学的に変化させるものである。
【０００３】
上述したようなツイスト配向などの水平配向型の液晶表示素子では、水平配向膜のアンカリング等により、電圧印加時に液晶分子が基板主面に完全に垂直にはならない。このため、電圧印加時に基板主面の法線方向における複屈折が０とはならず、表示品位（コントラスト）が低下してしまう。そこで、高透過率と高コントラストを実現するための配向方法として、電圧無印加で基板主面に対して垂直方向（複屈折がほぼ０）に配向し、電圧印加で水平方向に配向する垂直配向（ＶＡ（Vertical Alignment））モードが注目されている。
【０００４】
ＶＡモードにおいて、液晶層に電界を印加したとき、各画素領域内で液晶分子を一方方向に倒れるように配向制御するものは、上述したように高コントラストを実現できるものの、視野角特性が十分ではなかった。そこで、視野角特性を向上させるため、画素領域内の電極にスリット等を設けて斜め電界を印加することによって、対向する電極間に電圧が印加されたとき、各画素領域内で液晶分子を複数の方向に倒れるように配向を制御することが提案されている。しかし、この垂直配向モードの液晶表示素子では、電圧印加により液晶分子の倒れる方向が多方向であるため、偏光板の偏光軸と液晶の軸とが基板主面に垂直な方向から見て同一方向となるところで光を取り出すことができず、透過率が低い。
【０００５】
このようなＶＡモードの液晶表示素子において、複数の位相差板を配置してコントラストとカラーシフトを改善するものとして、垂直配向型液晶セルに、可視光に対して略１／２以上３／４以下の位相差を有する位相差層と光学的に負の屈折率異方性を持ち、可視光に対して略０の位相差を有する位相差層とを配置した液晶表示装置も提案されている。（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−０１５１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の位相差板を配置した液晶表示装置は、コントラストとカラーシフトは改善されるものの、液晶表示素子の十分な透過率が得られず、また十分に広い視野角の範囲にわたって高いコントラストが得られない。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであり、透過率が高く、且つ視野角の広い垂直配向モードの液晶表示素子を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の液晶表示素子は、
第１の電極が設けられた一方の基板と、
前記一方の基板に対向して配置され、前記一方の基板と対向する面に前記第１の電極と対向する領域により画素領域を形成する第２の電極が設けられた他方の基板と、
前記第１の電極と前記第２の電極の互いに対向する面上に形成された垂直配向膜と、
前記基板間に封入され、負の誘電異方性を有する液晶層と、
前記一方と他方の基板の互いに対向する面とは反対側の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板と、
前記一対の基板と前記一対の偏光板との間それぞれに配置され、少なくとも前記基板の主面に平行な平面内での位相差が可視光の波長λの実質的に１／４の値を有する２つの光学補償層と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
この液晶表示素子において、前記２つの光学補償層は、前記一対の基板の主面に平行な第１の軸方向の屈折率をＮｘ、前記基板の主面に平行で且つ前記第１の軸方向に垂直な第２の軸方向の屈折率をＮｙ、前記基板の主面に垂直な第３の軸方向の屈折率をＮｚとしたとき、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、且つ前記基板の主面に平行な平面内での位相差が可視光の波長λの１／４の値を有する光学補償板からなることが好ましい。
【００１０】
また、前記２つの光学補償層はそれぞれ、前記一対の基板の主面に平行な第１の軸方向の屈折率をＮｘ、前記基板の主面に平行で且つ前記第１の軸方向に垂直な第２の軸方向の屈折率をＮｙ、前記基板の主面に垂直な第３の軸方向の屈折率をＮｚ、前記光学補償層の厚さをｄとしたとき、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、（Ｎｘ−Ｎｙ）ｄで表される面内位相差Ｒの値が１２０nm乃至１６０nmの範囲に、且つ｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された光学補償板からなることが好ましい。
【００１１】
この場合、前記一対の基板の外側の両面に設けられた２枚の光学補償板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向である遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向である進相軸を互いに直交させて配置され、
前記一対の偏光板は、その光学軸を互いに直交させ、且ついずれか一方の偏光板の偏光軸が隣接する光学補償板の前記遅相軸又は進相軸に対して３５゜乃至５５゜で交差する方向に向けて配置することが望ましい。
【００１２】
そしてさらに、前記一対の基板の外側の両面に配置された前記２枚の光学補償板と、それぞれの外側に配置された偏光板との間それぞれに、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ≒Ｎｚの関係を持ち、前記基板の主面に平行な平面内での面内位相差Ｒが２４０nm乃至３００nmの範囲の値を有する位相差板をさらに配置することが好ましい。
【００１３】
この場合、前記一対の偏光板は、その光学軸を互いに直交させ、
前記一対の基板の外側の両面に配置された前記２枚の光学補償板はそれぞれ、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させ、且つ隣接する偏光板の光学軸に対して５゜乃至２５゜又は６５゜乃至８５゜の範囲で交差する方向に向けて配置され、
前記２枚の光学補償板の外側に設けられた２枚の位相差板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させ、且つ隣接する光学補償板の遅相軸又は進相軸に対して５０゜乃至７０゜の範囲で交差する方向に向けて配置することが望ましい。
【００１４】
またさらに、前記位相差板に加えて、前記一対の偏光板の間に、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された他の光学補償板を配置することが好ましい。
【００１５】
この場合、前記一対の偏光板は、その光学軸を互いに直交させ、
前記他の光学補償板は、２枚の位相差板とそれぞれの外側に設けた偏光板との間それぞれに配置され、これらの他の光学補償板の遅相軸又は進相軸は互いに平行又は直交で、且つ隣接する偏光板の光学軸と平行又は直交させて配置され、
前記一対の基板の外側の両面に配置された前記２枚の光学補償板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させ、且つ隣接する偏光板の光学軸に対して５゜乃至２５゜又は６５゜乃至８５゜の範囲で交差する方向に向けて配置され、
前記２枚の光学補償板の外側に設けられた２枚の位相差板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させ、且つ隣接する前記光学補償板の遅相軸又は進相軸に対して５０゜乃至７０゜の範囲で交差する方向に向けて配置されることが望ましい。
【００１６】
そして、２枚の光学補償板と位相差板とを備える場合、前記第１の電極と前記第２の電極のいずれか一方の一部分に対応する反射膜がさらに形成され、これらの電極が対向する領域により形成される１つの画素領域に、対向する前記一対の基板を透過する光を制御する透過表示領域と、前記反射膜によって反射される光を制御する反射表示領域が形成される半透過反射型の液晶パネルを用いるのが好ましい。
【００１７】
前記光学補償板を前記一対の基板の外側の両面に配置された液晶表示素子において、さらに、前記一対の偏光板の間に、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定され、前記光学補償板とは異なる２枚の他の光学補償板を配置することが好ましい。
【００１８】
この場合、前記一対の偏光板は、その光学軸を互いに直交させ、
前記一対の基板の外側の両面に配置された前記２枚の光学補償板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させ、且つ隣接する偏光板の光学軸に対して３５゜乃至５５゜範囲で交差する方向に向けて配置され、
前記２枚の光学補償板の外側にそれぞれ設けられた２枚の他の光学補償板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに平行又は直交させ、且つ隣接する偏光板の光学軸に対して平行又は直交させて配置されることが望ましい。
【００１９】
本発明の液晶表示素子において、前記一対の基板の一方の外側の面と、前記一対の偏光板の一方との間には、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、且つ前記基板の主面に平行な平面内での位相差が可視光の波長λの１／４の値を有する光学補償板が配置され、前記一対の基板の他方の外側の面と前記一対の偏光板の他方との間には、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ≒Ｎｚの関係を持ち、前記基板の主面に平行な平面内での面内位相差Ｒが１２０nm乃至１６０nmの範囲の値を有する位相差板が配置されていることが好ましい。
【００２０】
この場合、前記光学補償板と前記位相差板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させて配置され、
前記一対の偏光板は、その光学軸を互いに直交させ、且つそれぞれの偏光板の光学軸が隣接する前記光学補償板と前記位相差板の遅相軸又は進相軸に対して３５゜乃至５５゜で交差する方向に向けて配置されていることが望ましい。
【００２１】
そしてさらに、前記一対の偏光板の間に、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で出表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定され、前記光学補償板とは異なる他の光学補償板を配置することが好ましい。
【００２２】
この場合、前記他の光学補償板は、前記光学補償板と一方の偏光板の間、及び前記位相差板と他方の偏光板との間に、それぞれ隣接する偏光板の偏光軸に対して平行又は直交させて配置され、
前記光学補償板と前記位相差板は、前記基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの遅相軸、或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの進相軸を互いに直交させて配置され、
前記一対の偏光板は、その光学軸を互いに直交させ、且つそれぞれの偏光板の偏光軸が隣接する前記光学補償板と位相差板の遅相軸又は進相軸に対して３５゜乃至５５゜で交差する角度に配置されていることが望ましい。
【００２３】
前記光学補償層は、１／４波長板と、前記基板の主面の放線方向の屈折率が前記基板の主面に平行な方向の屈折率よりも小さくなるように配置されている光学補償板と、を積層したものであってもよい。
【００２４】
そして、これらの液晶表示素子において、前記電界の印加により、ダイレクタが複数の方向に向くように前記液晶層を構成する液晶を配向させる手段を設けてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、垂直配向型の液晶層の両側に、少なくとも前記基板の主面に平行な平面内での位相差が可視光の波長λの実質的に１／４の値を有する２つの光学補償層を備えることにより、透過率が向上する。
【００２６】
そして、光学補償層として、屈折率Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、且つ前記基板の主面に平行な平面内での位相差が可視光の波長λの１／４の値を有する光学補償板、又はＮｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、（Ｎｘ−Ｎｙ）ｄで表される面内位相差Ｒの値が１２０nm乃至１６０nmの範囲に、且つ｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された光学補償板を用いているため、液晶表示素子に入射する光を実質的な円偏光に変換して液晶層に入射させることができ、透過率が向上する。
【００２７】
また、前記光学補償板を液晶層の両側に配置しているので、偏光板を通って直線偏光に偏光板した光を円偏光板に変換して液晶層に入射させ、液晶層を透過した偏光を再び実質的な直線偏光に変換させて出射側の偏光板に入射させることができ、透過率が高く、且つ視野角の範囲も広い液晶表示素子を実現することができる。
【００２８】
前記光学補償板を液晶層の両側に配置した液晶表示素子において、これらの光学補償板と、それぞれの外側に配置された偏光板との間それぞれに、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ≒Ｎｚの関係を持ち、基板の主面に平行な平面内での面内位相差Ｒが２４０nm乃至３００nmの範囲の値を有する実質的な一軸位相差板をさらに配置することにより、透過率が高く、且つ視野角の範囲も広く、しかも色ズレを低減した反射表示と透過表示の両方の表示が可能な半透過反射型の液晶表示素子を実現することができる。
【００２９】
また、前記光学補償板を液晶層の両側に配置した液晶表示素子、或いは、前記光学補償板と位相差板を液晶層の両側それぞれに配置した液晶表示素子において、さらにＮｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された他の光学補償板を配置することにより、Ｚ方向の位相差Ｒzの値を十分大きくすることができ、視野角の範囲を十分広くすることができる。
【００３０】
この発明において、液晶パネルの一方に前記光学補償板を、他方の側の面にＮｘ＞Ｎｙ≒Ｎｚの関係を持ち、面内位相差Ｒが１２０nm乃至１６０nmの範囲の値を有する位相差板を配置することによっても、コントラストが高く、且つ実用上十分広い視野角を持った液晶表示素子を得ることができる。
【００３１】
この場合においても、さらにＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された他の光学補償板を配置することにより、Ｚ方向の位相差Ｒzの値を十分大きくして、さらに視野角の範囲を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（実施形態１）
本実施の形態に係る液晶表示素子は、図１に示すように、一対の基板１、２と、それぞれの基板の互いに対向する内面に形成された画素電極３および対向電極４と、これらの電極の表面に形成された配向膜５、６と、一対の基板１、２の間に封入された液晶層７とにより構成される液晶パネル７０と、この液晶パネル７０の一対の基板１、２それぞれの外側にこれらの基板を挟むように配置された一対の偏光板８、９と、液晶パネル７０の両側の、一対の偏光板８、９との間それぞれに配置された２つの光学補償板１２、１３と、および一対の基板１、２を接合するためのシール材２１から構成される。
【００３３】
基板１、２は、例えばガラス等から構成される透明基板であり、液晶層７を挟んで対向するように配置されている。
【００３４】
画素電極３および対向電極４は、酸化インジウムを主成分とするＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等から構成される透明電極であり、それぞれ基板１、２の対向する内面上に形成されている。この液晶表示素子は、アクティブマトリクス型液晶表示素子からなり、画素電極３にはそれぞれアクティブ素子３ａが接続され、対向電極４は表示領域の全体を覆う透明導電膜によって形成され、画素電極３と対向電極４とが対向する領域に１つの画素が形成される。
【００３５】
尚、この液晶表示素子はアクティブマトリクス型に限ることなく、例えば、パッシブマトリクス型の場合、複数の画素電極３を信号電極として互いに平行に第１の方向に延在させ、複数の対向電極４を走査電極として信号電極と直交する第２の方向に延在させて形成しても良い。
【００３６】
配向膜５、６は、ヘキサメチルジシロキサンの重合膜等から構成され、画素電極３および対向電極４を覆うように形成されている。配向膜５、６は、液晶層７の配向膜近傍の液晶分子７ａを垂直に配向させる配向規制力を有する垂直配向膜である。
【００３７】
また、図２（ａ）に液晶表示素子の１つの画素に対応する部分を拡大した断面図で示すように、配向膜６の各画素領域の中央部には、画素電極３と対向電極４との間に電圧が印加されて液晶分子が倒れるように配向状態を変化させるときに、画素領域毎の液晶分子の配向の安定性を得るための微小な突起６ａが形成されている。
【００３８】
液晶層７は、負の誘電異方性を示す液晶材料から構成され、基板１と基板２とシール材２１とで構成される領域に封入される。
【００３９】
この液晶層７は、対向する電極間に電圧が印加されていないとき（電圧無印加時）は、図１に示したように、配向膜５、６の配向規制力により、液晶分子７ａが両基板の主面と垂直になるように配向している。電界印加時には、負の誘電異方性により、両基板の主面と平行になるように倒れ込むように挙動し、十分高い電圧が印加されたときには、液晶分子は両基板の主面と実質的に平行に配向する。
【００４０】
この場合、１つの画素の突起６ａが形成された部分を模式的に示した図２（ａ）のように、配向膜６の各画素領域の中央部に形成された突起６ａ近傍の液晶分子７ａは、突起６ａの表面に垂直になるように配向するため、この突起近傍の液晶分子が画素中央に向かって傾いて配向する。この画素の中央近傍の液晶分子の傾き配向は、画素内の液晶分子７ａに画素中央に向かって倒れる配向傾向を与える。このため、画素電極３と対向電極４の間に電圧が印加されると、図２（ｂ）およびこの図２（ｂ）を平面図で示した図２（ｃ）のように、画素領域内の液晶分子は突起６ａを中心に分子長軸を放射状に向けて倒れるように配向する。これにより、１つの画素内に液晶分子のダイレクタを全方向に向けた配向状態が得られる。
【００４１】
上述したように、突起６ａは、１つの画素領域ごとに設けた場合には、1つの画素領域ごとに突起６ａを中心とする１つの配向状態が得られる。また１つの画素に複数複数の突起６ａを配置しても良く、この場合は、画素領域を形成する電極の一方に画素領域を複数に分割するスリットを設け、このスリットにより分割された領域のほぼ中央に突起６ａを形成するのが望ましく、この構成によれば、１つの画素領域を複数に分割された分割領域毎に突起６ａを中心とする放射状の配向状態が得られ、１つの画素領域の中に複数のドメインが形成される。
【００４２】
また、液晶層７は、液晶の複屈折率Δｎ（異常光屈折率ｎｅ−常光屈折率ｎ０）と、ギャップ（液晶層７の厚み）ｄとの積が、例えばΔｎｄ≒３５０ｎｍ（±１００ｎｍ）となるように構成され、液晶層７は電圧無印加時には液晶分子７ａが基板１、２の主面に対してほぼ一様に垂直配向している。
【００４３】
液晶パネル７０を挟んでその両側に配置された偏光板８および９は、図１に示すようにそれぞれ基板１、２の外面上に配置され、さらに、図３に示すように、互いの透過軸または吸収軸等の光学軸８ａ、９ａが互いに直交（クロスニコル）するように配置される。
【００４４】
液晶パネル７０の両側に配置された２つの光学補償板１２、１３は、屈折率の波長依存性が小さいノルボルネン系の樹脂により形成され、一対の基板１、２の主面に平行な第１の軸方向の屈折率をＮｘ、基板１、２の主面に平行で且つ第１の軸方向に垂直な第２の軸方向の屈折率をＮｙ、基板１、２の主面に垂直な第３の軸方向（膜厚方向）の屈折率をＮｚ、光学補償板１２、１３の厚さをｄとしたとき、互いに直交する３方向の屈折率Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、（Ｎｘ−Ｎｙ）ｄで表される面内位相差Ｒの値が１２０nm乃至１６０nmの範囲に、且つ｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された光学補償板からなっている。
【００４５】
すなわち、液晶パネル７０の両側の、一対の偏光板８と偏光板９との間には、基板１、２の主面に垂直な厚さ方向の第３の軸方向の屈折率Ｎｚが、他の２つの軸方向の屈折率の値よりも小さい二軸位相差板が配置され、この二軸位相差板はその面内位相差Ｒの値が実質的に可視光帯域の中間波長の略１／４の位相差に設定され、また、Ｚ方向の位相差Ｒzの値が、液晶パネル７０に斜めに入射する光に対して変化する液晶層７の位相差を補償する値に設定されている。
【００４６】
そして、図３に示すように、２つの光学補償板１２、１３は、その板面に平行な面上で屈折率が最も大きい方向の面内遅相軸１２ａ、１３ａ、或いは面内遅相軸１２ａ、１３ａと直交し屈折率が最も小さい方向の面内進相軸を互いに直交させ、且つそれぞれの面内遅相軸１２ａ、１３ａ又は面内進相軸が、隣接する偏光板８、９の透過軸８ａ、９ａ、又は吸収軸からなる偏光軸に対して３５゜乃至５５゜の範囲の実質的に４５゜（４５゜±１０゜）で交差するように配置されている。
【００４７】
次に、上記構成を有する液晶表示装置の動作について説明する。
図１に示す液晶表示素子は、画素電極３と対向電極４との間に電圧が印加されない状態（電圧無印加状態）では、画素電極３と対向電極４との間に電界が発生せず、液晶層７内の液晶分子７ａは図１に模式的に示すように基板１、２の主面に垂直に配向している。そのため、観察側とは反対側の裏側の偏光板９を透過した直線偏光は、裏側の光学補償板１３により円偏光に変換されて液晶パネル７０の液晶層７に入射し、液晶分子７ａが垂直配向した液晶層７により光学的作用を受けることなく円偏光のまま透過して観察側の光学補償板１２により再び元の直線偏光に戻り、クロスニコルに配置された観察側の偏光板８にその吸収軸と平行な偏光面を持った直線偏光として入射し、この観察側の偏光板８により吸収されて黒（暗）表示となる。
【００４８】
一方、画素電極３と対向電極４との間に画素の表示データに対応する電圧が印加されると（電圧印加状態）、これらの電極間に電界が発生する。液晶分子７ａは電界強度に応じて傾斜し、液晶層７内の液晶分子７ａが基板主面（基板１および２の主面）に垂直に配向した垂直配向の状態から基板主面に平行に配向する水平配向の状態の間で、その配向状態が変化する。
【００４９】
液晶層７に十分高い電界が印加されると、液晶分子７ａは基板１、２の主面と実質的に平行で、且つ画素中央の突起６ａを中心にして放射状に配向する。図面上で下側に位置する裏側の偏光板９を透過した直線偏光は、裏側の光学補償板１３の面内位相差が実質的に可視光の波長λの１／４の値の位相差を持ち、且つその面内遅相軸１３ａ、或いは進相軸が、偏光板９の透過軸９ａと実質的に４５゜の角度で交差しているため、一方の回転方向に回る円偏光に変換されて液晶層７に入射する。
【００５０】
液晶層７に入射した直線偏光は、液晶層７の実質的なλ／２の位相差により、一方の方向とは逆回りの円偏光に変換され、観察側の光学補償板１２に入射する。観察側の光学補償板１２も面内位相差が実質的に可視光の波長λの１／４の値の位相差を持ち、且つその面内遅相軸１２ａ或いは進相軸が裏側の光学補償板１３の面内遅相軸１３ａ、或いは進相軸と直交するように設定されているため、観察側の光学補償板１２に入射した一方方向周りの円偏光は、裏側の偏光板９を透過した直線偏光の偏光面と直交する偏光面を持った直線偏光に変換されて観察側の偏光板８に入射し、この観察側の偏光板８の透過軸８ａは、裏側の偏光板９の透過軸９ａに対して直交させて配置しているため、光学補償板１２を透過した直線偏光は、観察側の偏光板８を透過し、白表示（明）となる。この場合の透過光強度Ｉは、光の波長をλ、平均強度をＩ０とすると以下の式で表される。
（数１）
Ｉ＝Ｉ０ｓｉｎ２（πΔｎｄ／λ）
この数１で示されるように、透過光強度Ｉは、液晶分子のダイレクタの方位角θをパラメータとして含まないから、各画素の全領域について均一に光が透過し、高い透過率が得られる。
【００５１】
これに対して、光学補償板１２、１３に面内位相差がない場合、透過光強度Ｉは、基板主面の法線方向から見た液晶ダイレクタと偏光軸８ａ、９ａとのなす角度をθとすると、以下の式で表される。
（数２）
Ｉ＝Ｉ０ｓｉｎ２（πΔｎｄ／λ）ｓｉｎ２（２θ）
数２において、透過光強度Ｉは、θ＝±４５°で最大透過率が得られ、θ＝０°でＩ＝０となる。液晶層７に電界を印加した際に、液晶分子７ａが各画素内で放射状に配向する液晶表示素子の場合、偏光板８および９の光学軸８ａ、９ａと実質的に同一方向（θ＝０°）に倒れる液晶分子７ａの領域が、透過率Ｉ＝０となり、基板主面の法線方向から見て、各画素に放射状に暗部が生じ、透過率が低い。
【００５２】
また、電圧無印加時における斜め方向に傾いた方向の液晶層７内の位相差は、液晶層７の異常光屈折率をｎｅ、液晶の常光屈折率をｎ０、基板法線方向から基板水平面に傾く角度をφとすると、簡易的に以下の式で表される。
（数３）
Δｎｄ（φ）＝｛ｎｅｎ０／（ｎｅ２ｃｏｓ２φ＋ｎ０２ｓｉｎ２φ）−１／２−ｎ０｝×（ｄ／ｃｏｓφ）
この数３のように、基板法線方向から基板水平面に傾く角度φが大きくなる程、Δｎｄ（φ）の値も大きくなる。
【００５３】
一方、光学補償板１２、１３の厚み方向のリタデーションＲzは、光学補償板１２、１３の厚みをｄとすると、以下の式で表される。
（数４）
Ｒz＝｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝×ｄ
したがって、光学補償板１２、１３のＺ方向の位相差Ｒzの値は、基板法線から傾いた予め定める角度φにおける基板法線方向の位相差の増加分を打ち消すように設定される。この実施の形態では、光学補償板１２、１３のＺ方向の位相差Ｒzの値が５０〜３００ｎｍの範囲に設定されており、これらの光学補償板１２、１３により、基板法線方向に対して傾いた方向から観察するときのコントラストおよび明るさの変化が少なくなって視野角の範囲が広くなり、また視野角φによる階調の反転が補償される。
【００５４】
上述したように、本実施の形態に係る液晶表示素子は、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持った光学補償板１２、１３の面内位相差Ｒの値を実質的にλ／４に設定したので、画素電極３と対向電極４との間の電圧印加による白表示に際して問題となる、表示画素における暗部の発生を無くして高透過率が得られ、また、本実施の形態に係る液晶表示素子は光学補償板１２、１３のＺ方向の位相差Ｒzの値を５０nm乃至３００nmの範囲に設定したので、視野角の範囲を広くすることができ、また階調の反転を抑えることが可能となる。
【００５５】
図４（ａ）に光学補償層としての光学補償板１２、１３を有する本実施の形態に係る液晶表示素子の視野角とコントラスト分布を、図４（ｂ）に光学補償層のない比較例としての液晶表示素子における基板法線方向に対する観察方向の角度（視野角）に対するコントラストの分布を示す。図示の通り、光学補償板１２、１３がない比較例ではコントラストが１０以上の領域は実線で示すように約３０°〜４０°の範囲であり、視野角の範囲が極めて狭い。これに対して、光学補償板１２、１３を設けた本実施の形態に係る液晶表示素子の場合には、コントラストが１０以上の領域は、実線で示すように上下左右で１６０°範囲まで広くなる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態の液晶表示素子によれば、ＶＡ（Vertical Alignment））モードを採用し、画素中央に突起６ａを設けて液晶分子７ａをこの画素中央から放射状に配向させた液晶パネル７０と、その両側にＮｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、且つ基板１、２の主面に平行な平面内での位相差が可視光の波長λの１／４の値を有する光学補償板１２、１３を設けることにより、高透過率と高コントラストの表示が可能となり、またＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲の光学補償板１２、１３を採用することにより広視野角の表示が可能になる。
【００５７】
（実施形態２）
上記実施形態１では、液晶パネル７０の両側それぞれに１枚の光学補償板１２、１３を配置した液晶表示素子を示したが、図５に示すように、液晶パネル７０の両側それぞれにさらに１枚ずつ光学補償板１２、１３とは異なる第２の光学補償板１４、１５を追加して配置するようにしても、本発明の目的を達成することができる。このように液晶パネル７０の両側に２枚の第２の光学補償板１４、１５を配置することにより、Ｚ方向の位相差Ｒzの値を十分大きくすることができ、コントラストの視角依存性を十分に補償することができる。この第２実施形態の液晶表示素子の構成は、図１の液晶表示素子において、液晶パネル７０の両側にさらに第２の光学補償板１４、１５をそれぞれ追加して配置した点以外は、第１実施形態と同じであるので、同一の部材には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００５８】
この実施形態の液晶表示素子は、図５に示すように、液晶パネル７０と、この液晶パネル７０の観察側に配置された光学補償板１２と、さらに観察側に配置された第２の光学補償板１４を備え、また液晶パネル７０の観察側とは反対側に光学補償板１３と、さらに裏側に配置された第２の光学補償板１５とを備えている。
第２の光学補償板１４、１５は、屈折率Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、Ｚ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された光学補償板であって、面内位相差Ｒは無くても有っても良く、ある場合の値はいくつでも良い。
【００５９】
すなわち、図６に示すように、液晶パネル７０の観察側には実施形態１と同様の観察側の光学補償板１２が、その面内遅相軸１２ａを、液晶表示素子を観察するときの水平な方向（水平方向）に対して４５゜の方向に向けて配置され、最も観察側の偏光板８が、その透過軸８ａを水平方向と平行に配置され、さらに観察側の光学補償板１２と観察側の偏光板８との間に観察側の第２の光学補償板１４がその面内遅相軸１４ａを観察側の偏光板８の透過軸８ａと平行に配置されている。
【００６０】
また、図６に示すように、液晶パネル７０の観察側とは反対側には実施形態１と同様の裏側の光学補償板１３が、その面内遅相軸１３ａを、液晶表示素子を観察するときの水平な方向（水平方向）に対して１３５゜の方向に向けて配置され、最も裏側の偏光板９が、その透過軸９ａを水平方向と直交させて配置され、さらに裏側の光学補償板１３と裏側の偏光板９との間に裏側の第２の光学補償板１５がその面内遅相軸１５ａを裏側の偏光板９の透過軸９ａと直交させて配置されている。
【００６１】
このように、第２の光学補償板１４、１５は、その面内遅相軸１４ａ、１５ａをそれぞれ隣接する偏光板８、９の透過軸８ａ、９ａに対して平行又は直交させて配置されており、これらの光学軸の配置により、それぞれの偏光板８、９の透過軸８ａ、９ａ又は吸収軸と平行な偏光面を持った直線偏光に対しては光学的に作用しないため、液晶パネル７０の両側に配置した光学補償板１２、１３と第２の光学補償板１４、１５は、それぞれ隣接するもの同士が、Ｚ方向の位相差Ｒzの値が合算された１枚の光学補償板として作用する。
【００６２】
そして、この実施形態２の液晶表示素子は、実施形態１と同様に、画素電極３と対向電極４とに電圧が印加されない電圧無印加状態では、裏側の偏光板９を透過した直線偏光は、裏側の第２の光学補償板１５および光学補償板１３により円偏光に変換されて液晶パネル７０の液晶層７に入射し、液晶層７を円偏光のまま透過して観察側の光学補償板１２および第２の光学補償板１４により再び元の直線偏光に戻り、クロスニコルに配置された観察側の偏光板８により吸収されて黒（暗）表示となる。
【００６３】
画素電極３と対向電極４との間に十分高い電圧が印加された電圧印加状態では、裏側の偏光板９を透過した直線偏光は、裏側の第１、第２の光学補償板１５、１３により円偏光に変換されて液晶パネル７０の液晶層７に入射し、λ／２の位相差を持つように配向された液晶層７により逆回りの円偏光に変換され、観察側の第１、第２の光学補償板１２、１４により、裏側の偏光板９を透過した直線偏光の偏光面に対して偏光面が９０゜回転した直線偏光に変換され、クロスニコルに配置された観察側の偏光板８を透過して白（明）表示となる。
【００６４】
また、液晶表示素子の法線に対して斜めに傾斜した方向から入射する光に対しては、その光の傾き角度に応じて第１、第２の光学補償板の位相差が大きくなるように変化するため、液晶層７に斜めに入射することによって生じる位相差の変化を、第１、第２の光学補償板の位相差の変化によって補償することができ、視野角の範囲が広くなる。
【００６５】
上述したように、実施形態２は、液晶パネル７０の両側に光学補償板１２、１３と第２の光学補償板１４、１５を配置することによって、Ｚ方向の位相差Ｒzの値を十分大きくすることができ、コントラストの視角依存性を十分に補償することができる。
【００６６】
（実施形態３）
上記実施形態１では、液晶パネル７０の両側に光学補償板１２、１３を配置した液晶表示素子を示したが、これに限らず、図１において、液晶パネル７０の観察側とは反対側の光学補償板１３を、光学的特性が異なる他の光学補償板に置き換えた構成としても良い。この実施形態３の液晶表示素子の構成は、液晶パネル７０の片側に配置された１枚の光学補償板１３を光学的特性が異なる他の光学補償板に置き換えた点以外は、第１実施形態と同じであるので、同一の部材には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００６７】
この実施形態の液晶表示素子は、図７に示すように、液晶パネル７０と、この液晶パネル７０の観察側に配置された光学補償板１２と、液晶パネル７０の観察側とは反対側の裏側に配置された他の光学補償板（後述する位相差板１６）と、これらの液晶パネル７０と光学補償板１２および他の光学補償板（位相差板１６）とを挟んで配置された一対の偏光板８、９とから構成されている。
他の光学補償板は、Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ≒Ｎｚの関係を持ち、基板の主面に平行な平面内での面内位相差Ｒが１２０nm乃至１６０nmの範囲の値を有する位相差板１６からなっている。
【００６８】
光学補償板１２と位相差板１６は、基板の主面に平行な平面内で最も屈折率が大きい方向であるそれぞれの面内遅相軸１２ａ、１６ａ或いは最も屈折率が小さい方向であるそれぞれの面内進相軸を互いに直交させて配置され、一対の偏光板８、９は、その光学軸８ａ、９ａを互いに直交させ、且つそれぞれの偏光板８、９の偏光軸８ａ、９ａが隣接する光学補償板１２と位相差板１６の面内遅相軸１２ａ、１６ａ又は面内進相軸に対して３５゜乃至５５゜の範囲で、実質的に４５゜で交差させて配置されている。
【００６９】
この液晶表示素子においても、実施形態１と同様に、液晶層７に十分高い電界が印加されたとき、液晶パネル７０の一方の側に配置された光学補償板１２の面内位相差が透過光の実質的なλ／４であり、また液晶パネル７０の裏側に配置された位相差板の面内位相差も実質的にλ／４であり、且つ光学補償板１２の面内遅相軸１２ａと位相差板１６の面内遅相軸１６ａとが互いに直交し、且つ隣接する偏光板８、９の透過軸８ａ、９ａと実質的に４５゜で配置されているから、裏側に配置された偏光板９を透過した直線偏光は、位相差板１６により、一方の回転方向に回る円偏光に変換されて液晶層７に入射し、液晶層７により一方の方向とは逆回りの円偏光に変換され、観察側の光学補償板１２に入射し、この観察側の光学補償板１２により、位相差板１６に入射した時の直線偏光の偏光面に対して偏光面が９０゜回転させられた直線偏光に変換させられ観察側の偏光板８に入射し、この偏光面８を透過して明表示となる。
【００７０】
したがって、高い透過率が得られ明るくなり、コントラストが高くなる。
また、液晶パネル７０の観察側に光学補償板１２が配置されているため、この光学補償板１２のＺ方向の位相差Ｒzにより、基板法線から傾いた角度φにおける基板法線方向の位相差の増加分を打ち消し、コントラストが１０以上の領域が１４０°範囲まで広くなり、視野角特性が改善される。
【００７１】
（実施形態４）
上記実施形態３では、液晶パネル７０の一方に1枚の光学補償板１２を配置し、他方に光学的特性が異なる他の光学補償板である位相差板１６を配置した液晶表示素子を示したが、図８に示すように、液晶パネル７０の両側に配置された光学補償板１２と他の光学補償板（位相差板１６）とのそれぞれの外側に、さらに１枚ずつさらに他の光学補償板を追加して配置するようにしても、本発明の目的を達成することができる。このように液晶パネル７０の両側にさらに１枚ずつ第２の光学補償板１７、１８を配置することにより、Ｚ方向の位相差Ｒzの値を十分大きくすることができ、コントラストの視角依存性を十分に補償することができる。この実施形態４の液晶表示素子の構成は、図７の液晶表示素子において、液晶パネル７０の両側にさらに他の光学補償板（第２の光学補償板１７、１８）をそれぞれ追加して配置した点以外は、実施形態３と同じであるので、同一の部材には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００７２】
この実施形態の液晶表示素子は、図８に示すように、液晶パネル７０と、この液晶パネル７０の観察側に配置された光学補償板１２と、さらに観察側に配置された第２の光学補償板１７を備え、また液晶パネル７０の観察側とは反対の裏側には位相差板１６と、さらに裏側に配置された第２の光学補償板１８とを備えている。
第２の光学補償板１７、１８は、屈折率Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、Ｚ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された光学補償板であって、面内位相差Ｒは無くても有っても良く、ある場合の値はいくつでも良い。
【００７３】
すなわち、液晶パネル７０の観察側には実施形態３と同様の観察側の光学補償板１２がその面内遅相軸１２ａを、液晶表示素子を観察するときの水平な方向（水平方向）に対して４５゜の方向に向けて配置され、最も観察側に観察側の偏光板８が、その透過軸８ａを水平方向と平行に配置され、さらに観察側の光学補償板１２と観察側の偏光板８との間に観察側の第２の光学補償板１７がその面内遅相軸１７ａを観察側の偏光板８の透過軸８ａと平行に配置されている。
【００７４】
液晶パネル７０の観察側とは反対側の裏側には、実施形態３と同様の位相差板１６がその面内遅相軸１６ａを、液晶表示素子を観察するときの水平な方向（水平方向）に対して１３５゜の方向に向けて配置され、最も裏側の偏光板９が、その透過軸９ａを水平方向と直交させて配置され、さらに裏側の位相差板１６と裏側の偏光板９との間に裏側の第２の光学補償板１８がその面内遅相軸１８ａを裏側の偏光板９の透過軸９ａと直交させて配置されている。
【００７５】
このように、第２の光学補償板１７、１８は、それぞれの面内遅相軸１７ａ、１８ａをそれぞれ隣接する偏光板８、９の透過軸８ａ、９ａに対して平行又は直交させて配置されており、これらの光学軸の配置により、それぞれの偏光板８、９の透過軸８ａ、９ａ又は吸収軸と平行な偏光面を持った直線偏光に対しては光学的に作用しないため、液晶パネル７０の観察側に配置した光学補償板１２と第２の光学補償板１７は、それぞれＺ方向の位相差Ｒzの値が合算された１枚の光学補償板として作用する。
【００７６】
そして、この実施形態４の液晶表示素子は、この液晶表示素子の法線方向とほぼ平行な裏側からの入射光に対して、実施形態３と同様に、画素電極３と対向電極４とに電圧が印加されない電圧無印加状態では、裏側の偏光板９を透過した直線偏光は、裏側の第２の光学補償板１８では光学的作用を受けることなく透過して位相差板１６に入射し、この位相差板１６により円偏光に変換されて液晶パネル７０の液晶層７に入射し、液晶層７を円偏光のまま透過して観察側の光学補償板１２により再び元の直線偏光に戻って第２の光学補償板１７に入射し、この第２の光学補償板１７では光学的作用を受けることなく透過して、クロスニコルに配置された観察側の偏光板８により吸収されて黒（暗）表示となる。
【００７７】
画素電極３と対向電極４との間に十分高い電圧が印加された電圧印加状態では、裏側の偏光板９を透過した直線偏光は、裏側の第２の光学補償板１８では光学的作用を受けることなく透過して位相差板に入射し、この位相差板１６により円偏光に変換されて液晶パネル７０の液晶層７に入射し、λ／２の位相差を持つように配向された液晶層７により逆回りの円偏光に変換され、観察側の光学補償板１２により、裏側の偏光板９を透過した直線偏光の偏光面に対して偏光面が９０゜回転した直線偏光に変換されて第２の光学補償板１７に入射し、この第２の光学補償板１７では光学的作用を受けることなく透過して、クロスニコルに配置された観察側の偏光板８を透過して白（明）表示となる。
【００７８】
また、液晶表示素子の法線に対して斜めに傾斜した方向から入射する光に対しては、その光の傾き角度に応じて光学補償板１２、及び、第２の光学補償板１７、１８の位相差が大きくなるように変化するため、液晶層７に斜めに入射することによって生じる位相差の変化を、光学補償板１２、及び、第２の光学補償板１７、１８の位相差の変化によって補償することができ、視野角の範囲が広くなる。
【００７９】
上述したように、実施形態４は、液晶パネル７０の一方に光学補償板１２と第２の光学補償板１７を配置し、他方に位相差板１６と第２の光学補償板１８とを配置することにより、Ｚ方向の位相差Ｒzの値を十分大きくすることができ、コントラストの視角依存性を十分に補償することができる。
【００８０】
（実施形態５）
この発明の液晶表示素子は、実施形態１においてさらに、一対の偏光板８、９との間に位相差板を配置することにより、半透過反射型の液晶表示素子に適用することができる。この半透過反射型の液晶表示素子に適用した実施形態５について、図９及び図１０を参照して説明する。
【００８１】
この実施形態に係る半透過反射型の液晶表示素子は、図９および図１０に示すように、画素毎に反射領域と透過領域とを備えた半透過反射型の液晶パネル７１と、この液晶パネル７１の一対の基板１、２それぞれの外側にこれらの基板１、２を挟むように配置された一対の偏光板８、９と、液晶パネル７１の両側の、一対の偏光板８、９との間それぞれに配置された２つの光学補償板１２、１３と、さらにこれらの光学補償板１２、１３と偏光板８、９との間それぞれに配置された他の光学補償板（位相差板１９、２０）とから構成される。この実施形態５の液晶表示素子の構成は、液晶パネルを半透過反射型の液晶パネル７１とし、且つ光学補償板１２、１３と偏光板８、９との間それぞれに位相差板１９、２０を配置した点以外は、実施形態１と同じであるので、同一の部材には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００８２】
反射透過型の液晶パネル７１は、一対の基板１、２と、それぞれの基板の互いに対向する内面に形成された画素電極３および対向電極４と、これらの電極の表面に形成された配向膜５、６と、一対の基板１、２間に封入された液晶層７とにより構成される。画素電極３は、駆動電圧を供給するためのアクティブ素子３ａが接続され、それぞれ対向電極４と対向する領域により１つの画素を形成し、画素毎にその一部分に透明絶縁膜からなるギャップ調整膜３１とその上に反射膜３２とが形成されている。
【００８３】
画素電極３は、基板２の基板面とギャップ調整膜３１上の反射膜３２を覆って形成されており、対向電極４と対向する画素領域のうち基板面を覆う透明電極の部分が透過表示領域を形成し、反射膜３２上を覆う透明電極の部分が反射表示領域を形成している。反射表示領域は、ギャップ調整膜３１により対向する基板間のギャップが狭く形成され、透過表示領域の基板間隔の略１／２に設定されている。液晶層７は、透過表示領域の複屈折率Δｎとギャップｄとの積が略λ／２、すなわちΔｎｄ≒３５０ｎｍ（±１００ｎｍ）となるように設定され、また反射表示領域のΔｎｄの値は略λ／４、すなわちΔｎｄ≒１７５ｎｍ（±１００ｎｍ）設定されている。
【００８４】
液晶パネル７１の一対の基板１、２の外側には、それぞれ実施形態１と同様の、屈折率Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、（Ｎｘ−Ｎｙ）ｄで表される面内位相差Ｒの値が１２０nm乃至１６０nmの範囲に、且つ｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された光学補償板１２、１３が配置され、さらにその外側には一対の偏光板８、９が配置されている。
【００８５】
この実施形態５では、さらに、２枚の光学補償板１２、１３と一対の偏光板８、９との間それぞれに、屈折率Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ≒Ｎｚの関係を持ち、（Ｎｘ−Ｎｙ）×ｄで表される面内位相差Ｒの値が２４０nm乃至３００nmの範囲に設定された位相差板からなる他の光学補償板（以下、位相差板１９、２０という）が配置されている。
【００８６】
そして、液晶パネル７１の両側に配置された光学補償板１２、１３と、その外側に配置された位相差板１９、２０と、これらを挟んで配置された一対の偏光板８、９それぞれの光学軸は、図１０に示すように液晶表示素子を観察するときの水平方向を基準にして以下のように配置される。観察側とは反対側の図面上で下側に位置する裏側の偏光板９の透過軸９ａは、９０゜、つまり上下方向に向けて配置され、それより観察側の裏側の位相差板２０の遅相軸２０ａは１０５゜の方向に向け、さらに観察側の裏側の光学補償板１３の面内遅相軸１３ａは１６５゜の方向に、液晶パネル７１を挟んで観察側に位置する観察側の光学補償板１２の面内遅相軸１２ａは７５゜の方向に、さらに観察側の位相差板１９の遅相軸１９ａは１５゜の方向に、そして、最も観察側の偏光板８の透過軸８ａは０゜つまり水平方向に、それぞれ向けて配置されている。
【００８７】
すなわち、一対の偏光板８、９の透過軸８ａ、９ａは互いに直交させて配置し、２枚の位相差板１９、２０の遅相軸１９ａ、２０ａは互いに直交させ、且つ隣接する偏光板８、９の透過軸８ａ、９ａに対してそれぞれ１５゜で交差するように配置され、２枚の光学補償板１２、１３の面内遅相軸１２ａ、１３ａは互いに直交させ、且つ隣接する位相差板１９、２０の遅相軸１９ａ、２０ａに対してそれぞれ６０゜で交差する方向に配置されている。そしてこれらの、液晶パネル７１の観察側とは反対側に配置される光学補償板１３と位相差板２０とにより、液晶パネル７１の法線方向に透過する光に対して、実質的に遅相軸を１３５゜の方向に向けて配置した広帯域λ／４板として作用し、また、液晶パネル７１の観察側に配置される光学補償板１２と位相差板１９とにより、液晶パネル７１の法線方向に透過する光に対して遅相軸を４５゜の方向に向けて配置した広帯域λ／４板として作用する。
【００８８】
この実施形態５の液晶表示素子において、この液晶表示素子の法線方向に入射する光に対して、透過表示は以下のようにして行われる。
対向する画素電極３と対向電極４に電圧が印加されない電圧無印加状態では、裏側の偏光板９を透過した直線偏光は、裏側の位相差板２０と光学補償板１３によって一方の方向に回る円偏光となって液晶パネルに入射する。液晶パネル７０の裏側から入射した光は、液晶パネル７１の各画素の透過表示領域を透過し、このとき、液晶層７の液晶分子７ａが垂直に立った配向状態であって位相差がないため、そのままの円偏光で液晶パネル７１を透過し、観察側の光学補償板１２と位相差板１９に入射する。これらの観察側の光学補償板１２の面内遅相軸１２は裏側の光学補償板１３の面内遅相軸１３ａと、位相差板１９の遅相軸１９ａは、裏側の位相差板２０の遅相軸２０ａと、それぞれ直交配置されているため、これらの観察側の光学補償板１２と位相差板１９に入射した円偏光は、裏側の位相差板２０に入射した直線偏光の偏光面と平行な偏光面を有する直線偏光になって観察側の偏光板８に入射し、観察側の偏光板８に入射する直線偏光板は、その吸収軸と平行な偏光面を持った直線偏光板であるため吸収されて黒表示（暗）となる。
【００８９】
対向する画素電極３と対向電極４に十分高い電圧が印加され、液晶分子７ａが基板面と実質的に平行に配列した電圧印加状態では、裏側の偏光板９を透過した直線偏光は、裏側の位相差板２０と光学補償板１３によって一方の方向に回る円偏光となって液晶パネル７１に入射する。液晶パネル７１の裏側から入射した光は、液晶パネル７１の各画素の透過表示領域を透過し、このとき、透過表示領域の液晶層７は、液晶分子７ａが基板面と平行に配列してλ／２の位相差を持っているため、入射した円偏光とは逆回りの円偏光となって液晶パネル７１を出射し、観察側の光学補償板１２と位相差板１９に入射する。これらの観察側の光学補償板１２の面内遅相軸１２は裏側の光学補償板１３の面内遅相軸１３ａと、位相差板１９の遅相軸１９ａは、裏側の位相差板２０の遅相軸２０ａと、それぞれ直交配置されているため、これらの観察側の光学補償板１２と位相差板２０に入射した円偏光は、裏側の位相差板２０に入射した直線偏光の偏光面と直交する偏光面の直線偏光になって観察側の偏光板８に入射し、観察側の偏光板８に入射する直線偏光は、その透過軸と平行な偏光面を持った直線偏光であるため白表示（明）となる。
【００９０】
この実施形態５の液晶表示素子において、この液晶表示素子の法線方向に入射する光に対して、観察側から入射した光を液晶パネル７１で反射させて、その反射光を観察する反射表示は、以下のようにして行われる。
対向する画素電極３と対向電極４に電圧が印加されない電圧無印加状態では、観察側の偏光板８を透過した直線偏光は、観察側の位相差板１９と光学補償板１２によって一方の方向に回る円偏光となって液晶パネル７１に入射する。液晶パネル７１の観察側からこの液晶パネル７１の各画素の反射表示領域に入射した円偏光は、このとき、液晶層７の液晶分子７ａが垂直に立った配向状態であって位相差がないため、液晶層７をそのままの円偏光で透過し、各画素の反射膜３２によって反射されて逆回りの円偏光になって液晶層７をもどり、観察側の光学補償板１２と位相差板１９に入射する。これらの観察側の光学補償板１２の面内遅相軸１２は裏側の光学補償板１３の面内遅相軸１３ａと、位相差板１９の遅相軸１９ａは、裏側の位相差板２０の遅相軸２０ａと、それぞれ直交配置されているため、これらの観察側の光学補償板１２と位相差板１９に入射した円偏光は、観察側の偏光板８の吸収軸と平行な偏光面を有する直線偏光になって観察側の偏光板８に入射し、吸収されて黒表示（暗）となる。
【００９１】
対向する画素電極３と対向電極４に十分高い電圧が印加され、液晶分子７ａが基板面と実質的に平行に配列した電圧印加状態では、観察側の偏光板８を透過した直線偏光は、観察側の位相差板１９と光学補償板１２によって一方の方向に回る円偏光となって液晶パネル７１に入射する。液晶パネル７１の観察側から液晶パネル７１の各画素の反射表示領域に入射した円偏光は、このとき、液晶層７の液晶分子７ａが基板面に対して略水平に配向した状態であってλ／４の位相差があるため、液晶層７を透過して各画素の反射膜３２に到達したときには、観察側の偏光板８を透過した直線偏光の偏光面と平行な偏光面を持った直線偏光となって反射膜３２によって反射されて液晶層７を戻り、この戻る過程で再びλ／４の位相差を与えられて、一方の方向に回る円偏光と同じ方向に回る円偏光になって液晶層７を出射し、観察側の光学補償板１２と位相差板１９に入射する。これらの観察側の光学補償板１２と位相差板１９に入射した円偏光は、観察側の偏光板８の透過軸８ａと平行な偏光面を有する直線偏光になって観察側の偏光板８を透過し、白表示（明）となる。
【００９２】
また、液晶表示素子の法線に対して斜めに傾斜した方向から入射する光に対しては、その光の傾き角度に応じて光学補償板１２、１３の位相差が大きくなるように変化するため、液晶層７に斜めに入射することによって生じる位相差の変化を、光学補償板１２、１３の位相差の変化によって補償することができ、視野角の範囲が広くなる。
【００９３】
図１１に、この実施形態５に係る半透過反射型の液晶表示素子において、基板法線方向に対する観察方向の角度（視野角）に対するコントラストの分布を示した。図示の通り、光学補償板１２、１３と位相差板１９、２０を設けた本実施形態に係る液晶表示素子の場合には、コントラストが１０以上の領域は、実線で示すように上下左右でほぼ１３５°範囲まで広くなる。
【００９４】
このように、実施形態５では、半透過反射型の液晶パネル７１の両側に、面内位相差が実質的にλ／４の光学補償板１２、１３と位相差がλ／２の位相差板１９、２０とを配置し、これらの光学補償板１２、１３と位相差板１９、２０とにより広帯域λ／４位相差板の機能をもたせることにより、透過率を高くし、かつ反射光の着色を防止することができる。そして、光学補償板のＺ方向の位相差Ｒzにより、視野角特性が改善される。
【００９５】
（実施形態６）
上記実施形態５では、液晶パネル７１の観察側と反対側の両方にそれぞれ1枚の光学補償板１２、１３と、１枚の位相差板１９、２０を配置した液晶表示素子を示したが、図１２および図１３に示すように、液晶パネル７１の両側に配置された光学補償板１２、１３と位相差板１９、２０とのそれぞれの外側に、さらに１枚ずつ第２の光学補償板２２、２３を追加して配置するようにしても、本発明の目的を達成することができる。このように液晶パネル７１の両側にさらに１枚ずつ第２の光学補償板２２、２３を配置することにより、Ｚ方向の位相差Ｒzの値を十分大きくすることができ、コントラストの視角依存性を十分に補償することができる。この実施形態６の液晶表示素子の構成は、図９および図１０の液晶表示素子において、液晶パネル７１の両側にさらに他の光学補償板（第２の光学補償板２２、２３）をそれぞれ追加して配置した点以外は、実施形態５と同じであるので、同一の部材には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００９６】
この実施形態の液晶表示素子は、図１２および図１３に示すように、液晶パネル７１と、この液晶パネル７１の観察側に配置された光学補償板１２と、その観察側に配置された位相差板１９と、さらにその外側の偏光板８との間に配置された第２の光学補償板２２を備え、また液晶パネル７１の観察側とは反対の裏側には光学補償板１３と、その裏側に配置された位相差板２０と、さらにその裏側の偏光板９との間に配置された第２の光学補償板２３とを備えている。
【００９７】
第２の光学補償板２２、２３は、それぞれ屈折率Ｎｘ、Ｎｙ、およびＮｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、Ｚ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された光学補償板（以下、光学補償板２２、２３という）であって、面内位相差Ｒは無くても有っても良く、ある場合の値はいくつでも良い。
【００９８】
すなわち、図１３に示すように、液晶パネルの観察側には実施形態５と同様の観察側の光学補償板１２がその面内遅相軸１２ａを、液晶表示素子を観察するときの水平な方向（水平方向）に対して７５゜の方向に向けて配置され、その観察側に位相差板１９がその遅相軸１９ａを水平方向に対して１５゜の方向に向けて配置され、最も観察側に観察側の偏光板８がその透過軸８ａを水平方向と平行に配置され、さらに観察側の位相差板１９と観察側の偏光板８との間に第２の光学補償板２２がその面内遅相軸２２ａを観察側の偏光板８の透過軸８ａと平行に配置されている。
【００９９】
液晶パネル７１の観察側とは反対側には、実施形態５と同様の裏側の光学補償板１３がその面内遅相軸１３ａを水平方向に対して１６５゜の方向に向けて配置され、その裏側に位相差板２０がその面内遅相軸２０ａを、液晶表示素子を水平方向に対して１０５゜の方向に向けて配置され、最も裏側の偏光板９が、その透過軸９ａを水平方向と直交させて配置され、さらに裏側の位相差板１９と裏側の偏光板９との間に裏側の第２の光学補償板２３がその面内遅相軸２３ａを裏側の偏光板９の透過軸９ａと直交させて配置されている。
【０１００】
このように、第２の光学補償板２２、２３は、その面内遅相軸２２ａ、２３ａをそれぞれ隣接する偏光板８、９の透過軸８ａ、９ａに対して平行又は直交させて配置されており、これらの光学軸の配置により、それぞれの偏光板８、９の透過軸８ａ、９ａ又は吸収軸と平行な偏光面を持った直線偏光に対しては光学的に作用しないため、液晶パネル７１の両側に配置した光学補償板１２、１３と第２の光学補償板２２、２３は、それぞれＺ方向の位相差Ｒzの値が合算された１枚の光学補償板として作用する。
【０１０１】
そして、この実施形態６の液晶表示素子は、実施形態５と同様に、透過表示において、画素電極３と対向電極４とに電圧が印加されない電圧無印加状態では、裏側の偏光板９を透過した直線偏光は、裏側の第２の光学補償板２３では光学的作用を受けることなく透過して位相差板２０および光学補償板１３に入射し、この位相差板２０および光学補償板１３により円偏光に変換されて液晶パネル７１の液晶層７に入射し、液晶層７を円偏光のまま透過して観察側の光学補償板１２および位相差板１９により再び元の直線偏光に戻り、第２の光学補償板２２では光学的作用を受けることなく透過してクロスニコルに配置された観察側の偏光板８により吸収されて黒（暗）表示となる。
【０１０２】
画素電極３と対向電極４との間に十分高い電圧が印加された電圧印加状態では、裏側の偏光板９を透過した直線偏光は、裏側の第２の光学補償板２３では光学的作用を受けることなく透過して位相差板２０および光学補償板１３に入射し、これらの裏側の位相差板２０および光学補償板１３により円偏光に変換されて液晶パネル７１の液晶層７に入射し、λ／２の位相差を持つように配向された液晶層７により逆回りの円偏光に変換され、観察側の光学補償板１２および位相差板２０により、裏側の偏光板９を透過した直線偏光の偏光面に対して偏光面が９０゜回転した直線偏光に変換されて第２の光学補償板２２に入射し、第２の光学補償板２２では光学的作用を受けることなく透過してクロスニコルに配置された観察側の偏光板８を透過して白（明）表示となる。
【０１０３】
反射表示においては、対向する画素電極３と対向電極４に電圧が印加されない電圧無印加状態では、観察側の偏光板８を透過した直線偏光は、観察側の第２の光学補償板２２による光学的作用を受けずに観察側の位相差板１９に入射し、この位相差板１９と光学補償板１２によって一方の方向に回る円偏光となって液晶パネル７１に入射する。液晶パネル７１の観察側から液晶パネル７１の各画素の反射表示領域に入射した円偏光は、液晶層７をそのままの円偏光で透過し、各画素の反射膜３２によって反射されて逆回りの円偏光になって液晶層７をもどり、観察側の光学補償板１２と位相差板１９に入射し、これらの観察側の光学補償板１２と位相差板１９に入射した円偏光は、観察側の吸収軸と平行な偏光面を有する直線偏光になって観察側の第２の光学補償板２２と観察側の偏光板８に入射し、吸収されて黒表示（暗）となる。
【０１０４】
対向する画素電極３と対向電極４に十分高い電圧が印加された電圧印加状態では、観察側の偏光板８を透過した直線偏光は、観察側の第２の光学補償板２２による光学的作用を受けずに観察側の位相差板１９に入射し、この観察側の位相差板１９と光学補償板１２によって一方の方向に回る円偏光となって液晶パネル７１に入射する。液晶パネル７１の観察側から液晶パネル７１の各画素の反射表示領域に入射した円偏光は、観察側の偏光板を８透過した直線偏光の偏光面と平行な偏光面を持った直線偏光となって反射膜３２によって反射されて液晶層７に戻り、一方の方向に回る円偏光と同じ方向に回る円偏光になって液晶層７を出射して観察側の光学補償板１２と位相差板１９に入射し、これらの観察側の光学補償板１２と位相差板１９に入射した円偏光は、観察側の透過軸と平行な偏光面を有する直線偏光になって観察側の第２の光学補償板２２に入射し、この観察側の第２の光学補償板２２による光学的作用を受けずに観察側の偏光板８を透過し、白表示（明）となる。
【０１０５】
また、液晶表示素子の法線に対して斜めに傾斜した方向から入射する光に対しては、その光の傾き角度に応じて光学補償板１２、１３および第２の光学補償板２２、２３の位相差が大きくなるように変化するため、液晶層７に斜めに入射することによって生じる位相差の変化を、これらの光学補償板１２、１３、及び、第２の光学補償板２２、２３の位相差の変化によって補償することができ、視野角の範囲が広くなる。
【０１０６】
上述したように、実施形態６は、液晶パネル７１の両側に光学補償板１２、１３と第２の光学補償板２２、２３を配置することにより、Ｚ方向の位相差Ｒzの値を十分大きくすることができ、コントラストの視角依存性を十分に補償することができる。
【０１０７】
尚、本発明は上記の実施形態で示した例に限定されず、様々な変形及び応用が可能である。例えば、光学補償層として、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持ち、（Ｎｘ−Ｎｙ）ｄで表される面内位相差Ｒの値が１２０nm乃至１６０nmの範囲に、且つ｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝で表されるＺ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲に設定された２軸位相差板からなる光学補償板を用いているが、これに限ることなく、位相差の値が１２０nm乃至１６０nmの範囲の一軸位相差板と、Ｚ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmの範囲の位相差板とを組み合わせて１枚の光学補償板を構成するようにしても良い。
【０１０８】
また、上記の実施形態においては、液晶を画素の中央に向かって放射状に配向させるために、対向基板側に配向膜に突起を形成したが、この放射状の配向を形成する手法自体は任意である。例えば、下側の画素電極基板側に凹部を形成してもよく、或いは、画素電極にスリットを形成し、１つの画素を複数の配向領域に分割してもよい。
【０１０９】
また、上記の実施形態においては、面内位相差Ｒの値が実質的にλ／４であり、かつ、Ｚ方向の位相差Ｒzの値が５０nm乃至３００nmである光学補償板を、１枚の光学補償板で構成する場合を例に説明したが、図１４に示すように、１／４波長板と、基板の主面の放線方向の屈折率が基板の主面に平行な方向の屈折率よりも小さくなるように配置されている光学補償板とを積層することにより、上記の特性を有する１枚の光学補償板としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施形態１に係る液晶表示素子の構造を示す図である。
【図２】配向膜に形成された突起部が液晶分子の配向に与える影響を説明するための図であり、(a)は電界無印加時の液晶の配向を基板側面から見たときの図、(ｂ)は電界印加時の液晶の配向を基板側面から見たときの図、(ｃ)は電界印加時の液晶の配向を基板正面方向から見たときの図である。
【図３】実施形態１における各光学素子の光学軸の配置を説明するための図である。
【図４】液晶表示素子の視野角に対するコントラスト分布を示し、（ａ）は実施形態１の視野角特性、（ｂ）は比較例の視野角特性図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る液晶表示素子の構造を示す図である。
【図６】本発明の実施形態２における各光学素子の光学軸の配置を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態３における各光学素子の光学軸の配置を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態４における各光学素子の光学軸の配置を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態５に係る液晶表示素子の構造を示す図である。
【図１０】実施形態５における各光学素子の光学軸の配置を説明するための図である。
【図１１】実施形態５の液晶表示素子における視野角に対するコントラスト分布を示す視野角特性図である。
【図１２】本発明の実施形態６に係る液晶表示素子の構造を示す図である。
【図１３】実施形態６における各光学素子の光学軸の配置を説明するための図である。
【図１４】光学補償層の変形例の構造を示す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１・・・基板、２・・・基板、３・・・画素電極、４・・・対向電極、５・・・配向膜、６・・・配向膜、７・・・液晶層、８・・・偏光板、９・・・偏光板、１２・・・光学補償板、１３・・・光学補償板、１４・・・第２の光学補償板、１５・・・第２の光学補償板、１６・・・位相差板、１７・・・第２の光学補償板、１８・・・第２の光学補償板、１９・・・位相差板、２０・・・位相差板、２１・・・シール材、２２・・・第２の光学補償板、２３・・・第２の光学補償板、３１・・・ギャップ調整膜、３２・・・反射膜。
【図１】
2006309105.tif 000003
【図２】
2006309105.tif 000004
【図３】
2006309105.tif 000005
【図４】
2006309105.tif 000006
【図５】
2006309105.tif 000007
【図６】
2006309105.tif 000008
【図７】
2006309105.tif 000009
【図８】
2006309105.tif 000010
【図９】
2006309105.tif 000011
【図１０】
2006309105.tif 000012
【図１１】
2006309105.tif 000013
【図１２】
2006309105.tif 000014
【図１３】
2006309105.tif 000015
【図１４】
2006309105.tif 000016