(57)【要約】【課題】      光学補償フィルムの最適な利用により、表示光量及びコントラストを向上させることが可能な液晶装置及びそれを用いた電子機器を提供する。【解決手段】  液晶装置は、透過型液晶装置に好適に適用され、ネマチック液晶層を有する液晶セルと、液晶セルの上下に配置された上側位相差板及び下側位相差板と、上側位相差板の上に配置された上側偏光板と、下側位相差板の下に配置された下側偏光板と、を備える。下側位相差板および上側位相差板には、ネマチックハイブリッド液晶フィルムが用いられる。ネマチックハイブリッド液晶フィルムを用いた下側位相差板および上側位相差板により液晶層のチルトが補償され、さらに液晶相セルのリタデーション値を３２０〜４５０ｎｍの範囲内に設定した結果、それら層構造全体でみたときの屈折率を３次元的に均等に近くすることができ、視野角依存性を改善することが可能となる。特に、観察者から見て画面上下方向の広視野角化を図り、表示光量及びコントラストの向上を実現することができる。【選択図】    図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板、第２の基板、並びに、前記第１の基板及び前記第２の基板に挟持されたネマチック液晶層を有する液晶セルを備え、前記液晶セルの一方に第１の偏光板、第１の位相差板が観察者側からこの順に配置されてなり、前記液晶セルの他方に第２の位相差板、第２の偏光板が観察者側からこの順に配置されてなる液晶装置であって、
前記第１の位相差板及び前記第２の位相差板は、ハイブリッド配向のネマチック液晶フィルムが用いられ、
前記第１の位相差板の遅相軸は、前記第１の偏光板の吸収軸と略平行をなし、
前記第２の位相差板の遅相軸は、前記第２の偏光板の吸収軸と略平行をなし、
前記液晶セルは、前記第１の基板のラビング方向が前記第１の位相差板の遅相軸と略垂直をなし、前記第２の基板のラビング方向が前記第２の位相差板の遅相軸と略垂直をなし、リタデーション値が３２０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内であることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
観察者側から見て所定の方向を基準方向としたときに、
前記第１の偏光板の吸収軸は、前記基準方向に対して反時計回りに４０°〜５０°の範囲内の角度を有し、
前記第１の位相差板は、リタデーション値が９０ｎｍ〜１４０ｎｍの範囲内であり、遅相軸が前記基準方向に対して反時計回りに４０°〜５０°の範囲内の角度を有し、
前記第１の基板のラビング方向が前記基準方向に対して反時計回りに１３０°〜１４０°の範囲内の角度を有し、前記第２の基板のラビング方向が前記基準方向に対して反時計回りに２２０°〜２３０°の範囲内の角度を有し、
前記第２の位相差板は、リタデーション値が９０ｎｍ〜１４０ｎｍの範囲内であり、遅相軸が前記基準方向に対して反時計回りに３１０°〜３２０°の範囲内の角度を有し、
前記第２の偏光板の吸収軸が、前記基準方向に対して反時計回りに１３０°〜１４０°の範囲内の角度を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
観察者側から見て所定の方向を基準方向としたときに、
前記第１の偏光板の吸収軸は、前記基準方向に対して反時計回りに４５．５°の角度を有し、
前記第１の位相差板は、リタデーション値が１２０ｎｍであり、遅相軸が前記基準方向に対して反時計回りに４５°の角度を有し、
前記ネマチック液晶層はリタデーション値が３８０ｎｍであり、
前記第１の基板のラビング方向が前記基準方向に対して反時計回りに１３５°の角度を有し、前記第２の基板のラビング方向が前記基準方向に対して反時計回りに２２５°の角度を有し、
前記第２の位相差板は、リタデーション値が１２０ｎｍであり、遅相軸が前記基準方向に対して反時計回りに３１５°の角度を有し、
前記第２の偏光板の吸収軸が、前記基準方向に対して反時計回りに１３４．５°の角度を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視野角特性を改善した透過型液晶装置及びそれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブ駆動のツイステッドネマチック型の液晶装置は、薄型、軽量、低消費電力という特徴を有していることから、携帯電話機、ノートパソコン、携帯用テレビ、携帯用情報端末などの表示装置として広く用いられている。
【０００３】
しかしながら、従来のツイステッドネマチック型の液晶装置においては、液晶分子のもつ屈折率異方性のため、斜めから見たときに表示色が変化する、あるいは表示コントラストが低下するという視野角の問題を有している。即ち、液晶層に電圧を印加した際、液晶分子はほぼ垂直配向して光学的に正の一軸性となっているが、ツイスト角はＳの字型の分布となり、かつ、上下の基板表面付近では、基板表面の配向規制力の影響を受けて液晶分子はあまり傾かない。その結果、電圧印加時の分子配列状態は、液晶装置を見る角度と方位とによって異なって見える。
【０００４】
このため、液晶装置に対しては、視野角問題の改良が強く望まれており、改良のための様々な試みがなされている。その代表的な方法として、液晶装置の構造は一切変えず、従来のツイステッドネマチック型の液晶装置のまま、単に光学補償フィルムを位相差板として組み込むことで視野角を拡大させる方法がある。
【０００５】
このような光学補償フィルムとしては、光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子より実質的に形成され、この液晶性高分子が液晶状態において形成したネマチックハイブリッド配向を固定化せしめた光学補償フィルムが提案されている。この方法は、液晶装置の製造設備の改良や増設が不要であるため、生産コスト面で優れているなどの利点がある（例えば、特許文献１乃至４を参照）。
【０００６】
しかしながら、各種の液晶装置のうち、ネマチック液晶層と下側偏光板との間に部分反射層を配置した半透過反射型液晶装置では、光学補償フィルムを位相差板として配置しても、透過時の表示光量やコントラストが十分でないという問題がある。このため、４枚を超える枚数の位相差板を用いることがあるが、位相差板の枚数を増やすとコストが増大するとともに、各位相差板の遅相軸のばらつきに起因する表示性能の低下という問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２０６６３７号公報
【特許文献２】特開平１０−３３３１４号公報
【特許文献３】特開平１０−１８６３５６号公報
【特許文献４】特開平１０−３３２９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、光学補償フィルムの最適な利用及び液晶層のリタデーションの最適化により、上下方向に広視野角な液晶装置及びそれを用いた電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの観点では、第１の基板、第２の基板、並びに、前記第１の基板及び前記第２の基板に挟持されたネマチック液晶層を有する液晶セルを備え、前記液晶セルの一方に第１の偏光板、第１の位相差板が観察者側からこの順に配置されてなり、前記液晶セルの他方に第２の位相差板、第２の偏光板が観察者側からこの順に配置されてなる液晶装置は、前記第１の位相差板及び前記第２の位相差板は、ハイブリッド配向のネマチック液晶フィルムが用いられ、前記第１の位相差板の遅相軸は、前記第１の偏光板の吸収軸と略平行をなし、前記第２の位相差板の遅相軸は、前記第２の偏光板の吸収軸と略平行をなし、前記液晶セルは、前記第１の基板のラビング方向が前記第１の位相差板の遅相軸と略垂直をなし、前記第２の基板のラビング方向が前記第２の位相差板の遅相軸と略垂直をなし、リタデーション値が３２０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内である。
【００１０】
上記の液晶装置は、透過型液晶装置に好適に適用され、液晶セルと下側偏光板である第２の偏光板との間にハイブリッド配向のネマチック液晶フィルムを用いた第２の位相差板を設ける。また、液晶セルと上側偏光板である第１の偏光板との間に、ハイブリッド配向のネマチック液晶フィルムを用いた第１の位相差板を設ける。それらの位相差板の遅相軸は、近接する偏光板の吸収軸と略平行となり、近接する液晶セルの対向基板のラビング方向と略垂直となる。また、液晶セルのリタデーション値は３２０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内に設定されている。この結果、それら層構造全体でみたときの屈折率を３次元的に均等に近くすることができ、視野角依存性を改善することが可能となる。これにより、液晶装置を広視野角化、特に、観察者から見て表示画面の上下方向の広視野角化を図り、表示光量及びコントラストの向上を実現することができる。
【００１１】
本発明の好適な例では、液晶装置は、観察者側から見て所定の方向を基準方向としたときに、前記第１の偏光板の吸収軸は、前記基準方向に対して反時計回りに４０°〜５０°の範囲内の角度を有し、前記第１の位相差板は、リタデーション値が９０ｎｍ〜１４０ｎｍの範囲内であり、遅相軸が前記基準方向に対して反時計回りに４０°〜５０°の範囲内の角度を有し、前記第１の基板のラビング方向が前記基準方向に対して反時計回りに１３０°〜１４０°の範囲内の角度を有し、前記第２の基板のラビング方向が前記基準方向に対して反時計回りに２２０°〜２３０°の範囲内の角度を有し、前記第２の位相差板は、リタデーション値が９０ｎｍ〜１４０ｎｍの範囲内であり、遅相軸が前記基準方向に対して反時計回りに３１０°〜３２０°の範囲内の角度を有し、前記第２の偏光板の吸収軸が、前記基準方向に対して反時計回りに１３０°〜１４０°の範囲内の角度を有する。
【００１２】
さらに、本発明の最適な例では、液晶装置は、観察者側から見て所定の方向を基準方向としたときに、前記第１の偏光板の吸収軸は、前記基準方向に対して反時計回りに４５．５°の角度を有し、前記第１の位相差板は、リタデーション値が１２０ｎｍであり、遅相軸が前記基準方向に対して反時計回りに４５°の角度を有し、前記ネマチック液晶層はリタデーション値が３８０ｎｍであり、前記第１の基板のラビング方向が前記基準方向に対して反時計回りに１３５°の角度を有し、前記第２の基板のラビング方向が前記基準方向に対して反時計回りに２２５°の角度を有し、前記第２の位相差板は、リタデーション値が１２０ｎｍであり、遅相軸が前記基準方向に対して反時計回りに３１５°の角度を有し、前記第２の偏光板の吸収軸が、前記基準方向に対して反時計回りに１３４．５°の角度を有する。
【００１３】
本発明に係る液晶装置は、携帯電話機、ノートパソコン、携帯用テレビ、携帯用情報端末など、表示部を備える電子機器に好適に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態について説明する。
【００１５】
［液晶装置の全体構成］
図１は、本発明が適用される液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図２及び図３は、それぞれ、図１に示す液晶装置の構成を示す分解斜視図、及び、その一部を拡大して示す拡大断面図である。図４は、液晶装置において、ＴＦＤ素子を含む数画素分のレイアウトを示す平面図であり、図５はそのＡ−Ａ’線に沿って示す断面図である。
【００１６】
本発明を適用した液晶装置は、ネマチック液晶を用いたアクティブマトリクス型の透過型液晶装置であり、図１に示すように、複数本の走査線３１が行（Ｘ）方向に形成され、複数本のデータ線２１が列（Ｙ）方向に形成されている。また、走査線３１とデータ線２１との各交差部分には画素１１が形成されている。各画素１１では、ネマチック液晶からなる液晶層１２と、二端子型アクティブ素子であるＴＦＤ素子４０とが直列接続している。ここに示す例では、液晶層１２が走査線３１の側に接続され、ＴＦＤ素子４０がデータ線２１の側に接続されている。各走査線３１は、走査線駆動回路３５０によって駆動され、各データ線２１はデータ線駆動回路２５０によって駆動される。
【００１７】
図２に示すように、液晶装置１では、一対の透光性基板を所定の間隔をもって貼り合わせてなる駆動用液晶セル１０が用いられているとともに、上側偏光板２、上側位相差板３、駆動用液晶セル１０、下側位相差板５、下側偏光板７、及びバックライト装置９が上方から下方へこの順に重ねて配置されている。
【００１８】
駆動用液晶セル１０において、一方の透光性基板はアクティブ素子が形成される素子側基板２０であり、他方の透光性基板は素子側基板２０に対向する対向基板３０である。素子側基板２０と対向基板３０とは、スペーサ（図示略）を含むシール材３４によって一定の間隙を保って接合されており、この間隙に後述する液晶層が封入され、保持されている。
【００１９】
液晶装置１では、ＣＯＧ（Chip On Glass）技術により、素子側基板２０の表面にデータ線駆動回路２５０を構成する液晶駆動用ＩＣ（ドライバ）が直接実装され、対向基板３０の表面にも走査線駆動回路３５０を構成する液晶駆動用ＩＣ（ドライバ）が直接実装されている。なお、ＣＯＧ技術に限らず、それ以外の技術を用いてＩＣチップと液晶装置とが接続された構成としてもよい。例えば、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）技術を用いて、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）の上にＩＣチップがボンディングされたＴＣＰ（Tape Carrier Package）を液晶装置に電気的に接続する構成としてもよい。また、ＩＣチップをハード基板にボンディングするＣＯＢ（Chip On Board）技術を用いてもよい。
【００２０】
図３及び図４に示すように、素子側基板２０の内側表面には、複数本のデータ線２１と、それらのデータ線２１に接続される複数のＴＦＤ素子４０と、それらのＴＦＤ素子４０と１対１に接続される画素電極２３とが形成されている。この画素電極２３は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明性金属膜から形成されている。各データ線２１は直線状に延びており、ＴＦＤ素子４０及び画素電極２３はドットマトリクス状に配列されている。画素電極２３などの表面には、後述する条件で、一軸配向処理としてのラビング処理が施された配向膜２４が形成されている。この配向膜２４は、一般にポリイミド樹脂などから形成される。
【００２１】
一方、対向基板３０の内側表面には、カラーフィルタ３４と、オーバーコート層３５と、ＩＴＯなどの透明性金属膜からなる帯状の対向電極３６と、配向膜３７とが形成されている。
【００２２】
カラーフィルタ３４は、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」の３色の着色層を構成している。これら３色の着色層の隙間には、ブラックマトリクス３８が形成されており、着色層の隙間からの入射光を遮蔽する構造となっている。オーバーコート層３５は、カラーフィルタ３４及びブラックマトリクス３８の表面において、カラーフィルタ３４及びブラックマトリクス３８の平滑性を高めて、対向電極３６の断線を防止する目的などで形成されている。ここで、対向電極３６は、走査線３１として機能し、データ線２１と直交する方向に形成されている。
【００２３】
対向電極３６の表面には、後述する条件で、一軸配向処理としてのラビング処理が施された配向膜３７が形成されている。この配向膜３７は、一般にポリイミド樹脂などから形成される。
【００２４】
図４及び図５に示すように、ＴＦＤ素子４０は、第１のＴＦＤ素子４０ａ及び第２のＴＦＤ素子４０ｂからなり、素子基板２０の表面に形成された絶縁膜２５上において、第１金属膜４２と、この第１金属膜４２の表面に陽極酸化により形成された絶縁体たる酸化膜４４と、この表面に形成されて相互に離間した第２金属膜４６ａ、４６ｂとから構成されている。また、第２金属膜４６ａは、そのままデータ線２１となる一方、第２金属膜４６ｂはＩＴＯ膜などからなる画素電極２３に接続されている。
【００２５】
第１のＴＦＤ素子４０ａは、データ線２１の側から見た順に、第２金属膜４６ａ／酸化膜４４／第１金属膜４２となって、金属（導電体）／絶縁体／金属（導電体）のサンドイッチ構造を採るため、正負双方向のダイオードスイッチング特性を有することとなる。一方、第２のＴＦＤ素子４０ｂは、データ線２１の側から見た順に、第１金属膜４２／酸化膜４４／第２金属膜４６ｂとなって、第１のＴＦＤ素子４０ａとは逆のダイオードスイッチング特性を有することとなる。従って、ＴＦＤ素子４０は、１つのダイオードを用いる場合と比べると、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称化されることとなる。なお、このように非線形特性を厳密に対称化する必要がないのであれば、１つのＴＦＤ素子４０のみを用いてもよい。
【００２６】
なお、ＴＦＤ素子４０は、ダイオード素子としての一例であり、他に酸化亜鉛（ＺｎＯ）バリスタや、ＭＳＩ（Metal Semi Insulator）などを用いた素子や、これらの素子を単体、又は、逆向きに直接接続もしくは並列接続したものなどが適用可能である。
【００２７】
本実施形態の液晶装置１において、液晶層１２の厚さをｄｈとし、液晶層１２の複屈折率をΔｎとすると、液晶層１２における位相差値、即ち、リタデーション値Δｎｄは、複屈折率Δｎと厚さｄｈの積で表される。
【００２８】
液晶装置１において、表示を行うには、バックライト装置９から発せられた光を対向基板３０の側から液晶層１２に入射させ、素子基板２０の側から出射させることにより、カラー表示を行う。この際も、画素電極２３と対向電極３６との間で液晶層１２の液晶を配向制御することで、明暗表示を行う。
【００２９】
［視野角補償原理］
次に、視野角の補償原理について図６及び図７を参照して説明する。図６（ａ）に示すように、ネマチック液晶では液晶分子５０が複屈折性を有するため、液晶分子５０の軸方向（ｘ方向）とそれに垂直な方向（ｙ方向）とで屈折率が異なる。このため、観察者が見る方向に依存して、光の光路長が異なり、コントラストや明るさが異なって見えることになる（「視野角依存性」が高いという。）。これが、視野角が狭くなる根本的な理由である。従って、視野角を改善するためには、理論上、図６（ｂ）に模式的に示すように、液晶分子の屈折率が球５２の如き特性を有すればよい。即ち、どの方向から見ても屈折率が等しければ、視野角依存性が解消できる。
【００３０】
そこで、本発明では、視野補償フィルムを用いて擬似的に、図６（ｂ）に示す球に近い屈折率の特性を作る。即ち、液晶装置１の液晶層１２に対して、液晶フィルムを液晶層１２の上面と下面に配置することにより、積層体全体としての屈折率特性を３次元的に球に近くする。
【００３１】
この視野補償フィルムとしては、ネマチックハイブリッド配向された液晶フィルムが用いられる。ネマチックハイブリッド配向とは、液晶フィルムを実質的に形成する光学的に正の一軸性を示す液晶性高分子がネマチック配向しており、このとき液晶性高分子のダイレクターと液晶フィルム平面とのなす角度が液晶フィルム上面と下面とで異なった配向構造を言う。したがって、上面界面近傍と下面界面近傍とで液晶性高分子のダイレクターとフィルム平面との成す角度が異なっていることから、ネマチックハイブリッド配向された液晶フィルムの上面と下面との間では、当該角度が連続的に変化しているものといえる。
【００３２】
また、ネマチックハイブリッド配向された液晶フィルムでは、フィルム面内のダイレクターに平行な方向の屈折率（以下「ｎｅ」と呼ぶ）と垂直な方向の屈折率（以下「ｎｏ」と呼ぶ）が異なっている。屈折率ｎｅから屈折率ｎｏを引いた値を見かけ上の複屈折率とした場合、見かけ上の位相差値は見かけ上の複屈折率とフィルムの膜厚との積で与えられる。
【００３３】
このように、ネマチックハイブリッド配向された液晶フィルムは、正の一軸性を示す液晶性高分子のネマチックハイブリッド配向状態を固定化したフィルムであるため、液晶性高分子のダイレクターは、フィルムの膜厚方向のすべての場所において、異なる角度を向いている。したがって、ネマチックハイブリッド配向された液晶フィルムは、フィルムという構造体として見た場合、もはや光軸は存在しない。
【００３４】
視野角の補償原理として、具体的には、まず、図７（ａ）に示すように、ネマチックハイブリッド配向された液晶フィルム５４ａ、５４ｂを用いて、液晶装置１の液晶層１２のチルトを補償する。即ち、図７（ｂ）に示すように、液晶フィルム５４ａ、５４ｂを構成するネマチック液晶により、液晶層１２のチルトを補償する。実際には、図７（ｂ）に示すように、液晶フィルム５４ａ、液晶層１２、液晶フィルム５４ｂの順に積層構造を形成し、その積層構造を側面から観察したときに、液晶層１２内のネマチック液晶のチルト方向と、液晶フィルム５４ａ、５４ｂ内のネマチック液晶のチルト方向をクロスさせることにより、液晶層１２のチルトを補償する。
【００３５】
このように、液晶フィルム５４ａ、５４ｂにより液晶層１２のチルトを補償することにより、液晶フィルム５４ａ、液晶層１２、液晶フィルム５４ｂの積層体として屈折率を擬似的に球に近い特性とすることができ、視野角依存性を抑制することができる。
【００３６】
［実施例］
次に、本発明の実施例について説明する。図８は、本発明を適用した液晶装置に用いた各光学部材の軸方向などを示す説明図である。本実施例の駆動用液晶セル１０を用いて液晶装置１を構成するには、図２及び図８に示すように、上側偏光板２、上側位相差板３、駆動用液晶セル１０、下側位相差板５、下側偏光板７及びバックライト装置９が上方から下方へこの順序に重ねて配置される。
【００３７】
上側位相差板３、下側位相差板５には、夫々上述のネマチックハイブリッドされた液晶フィルム５４ａ、５４ｂが用いられる。
【００３８】
図８に示す各部材の軸角度及びそれにより得られる位相差値を図１１に示す。図８に示すように、ネマチック液晶層１２については、素子基板２０及び対向基板３０の各々に対して、破線で示す時計の３時方向（基準方向）に対して所定の角度をなす方向にラビング処理を行うことにより、ツイスト角ΩLCを８５°〜９５°に設定する。具体的には、液晶セル１０の素子基板（上側基板）２０のラビング方向を基準方向に対して反時計回りに角度φLCuとし、対向基板（下側基板）３０のラビング方向を基準方向に対して反時計回りに角度φLCdとする。図１１に示すように、角度φLCuは１３０°〜１４０°の範囲が好適であり、特に１３５°程度が好ましい。また、角度φLCdは２２０°〜２３０°の範囲が好適であり、特に２２５°程度が好ましい。
【００３９】
なお、以下の説明では、角度は全て破線で示す基準方向から反時計回りに示すものとする。
【００４０】
上側偏光板２は、上方から見たときに吸収軸２０１が基準方向に対して角度φpuをなすものを使用する。角度φpuは４０°〜５０°の範囲が好適であり、特に４５．５°程度が好ましい。
【００４１】
上側位相差板３としては、遅相軸３０１が基準方向に対して角度φＦ１を有するハイブリッド配向のネマチック液晶フィルムを用いる。角度φＦ１は４０°〜５０°の範囲が好適であり、特に４５°程度が好ましい。また、上側位相差板３による位相差ＲＦ１は９０ｎｍ〜１４０ｎｍの範囲が好適であり、特に１２０ｎｍ程度が好ましい。
【００４２】
従って、上側位相差板３の遅相軸３０１は、上側に近接する上側偏光板２の吸収軸２０１と略平行になるように位置し、下側に近接する液晶セル１０の素子基板（上側基板）２０のラビング方向と略垂直になるように位置している。
【００４３】
下側位相差板５としては、遅相軸５０１が基準方向に対して角度φＦ２を有するハイブリッド配向のネマチック液晶フィルムを用いる。角度φＦ２は３１０°〜３２０°の範囲が好適であり、特に３１５°程度が好ましい。また、下側位相差板５による位相差ＲＦ２は９０ｎｍ〜１４０ｎｍの範囲が好適であり、特に１２０ｎｍ程度が好ましい。
【００４４】
下側偏光板７は、吸収軸７０１が基準方向に対してφpdを有するものを使用する。角度φpdは１３０°〜１４０°の範囲が好適であり、特に１３４．５°程度が好ましい。
【００４５】
従って、下側位相差板５の遅相軸５０１は、上側に近接する液晶セル１０の対向基板（下側基板）３０のラビング方向と略垂直になるように位置し、下側に近接する下側位相差板７の吸収軸７０１と略平行になるように位置している。
【００４６】
上述したように、液晶装置１では、液晶セル１０の上下に配置されている位相差板の遅相軸は、近接する液晶セル１０の基板のラビング方向と略垂直となるように、かつ、近接する偏光板の吸収軸とは略平行になるように配置されている。
【００４７】
このように構成した液晶装置１は、層構造全体でみたときの屈折率を３次元的に均等に近くすることができ、視野角依存性を改善することが可能となる。ここで、偏光板の吸収軸を位相差板の遅相軸に対し略平行とする代わりに、略垂直とする構成を有する装置も同様に視野角依存性を改善することができるが、液晶装置１をこのような装置と較べた場合、時計の１２時−６時方向であるｐ軸方向の視野角は狭くなるものの、時計の３時−９時方向であるｑ軸方向の視野角は広くなる。ここで、ｑ軸方向は、観察者から見て表示画面の左右方向の視野角（以下、単に「左右視野角」と称す）を示し、ｐ軸方向は、観察者から見て表示画面の上下方向の視野角（以下、単に「上下視野角」と称す）を示す。
【００４８】
さらに本発明の特徴として、液晶装置１では、液晶セル１０のリタデーション値Δｎｄが最適化されている。このリタデーション値Δｎｄを最適化することにより、光の光路長に対する複屈折性の影響そのものを抑えることができる。これにより、視野角依存性を低くすることができるので、さらに上下左右方向を含む全方位の視野角特性を改善することができる。
【００４９】
図９は、液晶装置１の液晶セル１０のリタデーション値Δｎｄと上下視野角の関係を示す。横軸は、リタデーション値Δｎｄを示し、横軸は、上下視野角を示す。図９が示すように、液晶装置１は、リタデーション値Δｎｄが３８０ｎｍ以下の場合、リタデーション値Δｎｄを上げることによって上下視野角をより拡大することができ、一方、リタデーション値Δｎｄが約３８０ｎｍ以上の場合、リタデーション値Δｎｄを下げることにより、上下視野角をより拡大することができる。また、リタデーションΔｎｄを調節することにより、全方位の視野角特性を拡大することができるので、左右視野角も拡大することができる。
【００５０】
しかし、このリタデーション値Δｎｄと上下視野角の関係を示す図９のみから、液晶セル１０のリタデーション値Δｎｄを決定するよりも、光の透過率との関係も考慮して決定する方がより適切である。なぜなら、光の透過率は、バックライト装置９から出射されて下側偏光板７へ入射する入射光量と、上側偏光板２より出射する表示光量との比で表されるので、バックライト装置９の光量が変わらなければ光の表示光量、即ち、光の輝度に比例するからである。図１０に、液晶装置１における液晶セル１０のリタデーション値Δｎｄと光の透過率変化率の関係を示す。横軸は、リタデーション値Δｎｄを示し、縦軸は、光の透過率変化率を示す。図１０が示すように、リタデーション値Δｎｄが図９の横軸の数値で示す範囲内にある場合、リタデーション値Δｎｄと光の透過率は、略比例関係にある。よって、リタデーション値Δｎｄを下げれば、光の透過率も下がるので、光の輝度も下がることとなる。従って、液晶セル１０のリタデーション値Δｎｄの範囲を決定する際、図９に示された特性のみから決定するのではなく、そのリタデーション値Δｎｄの変化に対する透過率の低下が許容される範囲も考慮して決定する方が適切である。
【００５１】
従って、本実施例では、液晶装置１の性能を調査し、かつ透過率の低下が許容される範囲を考慮することにより、図１１に示すように、リタデーション値Δｎｄは、３２０〜４５０ｎｍの範囲が好適であり、特に３８０ｎｍ程度が好ましいことが分かった。よって、リタデーション値Δｎｄをこのように設定することにより、光の透過率の低下を抑え、さらに上下視野角を向上することができる。また、液晶セル１０のリタデーションΔｎｄを最適化することにより全方位の視野角を拡大することができるので、同時に左右視野角も改善することができる。
【００５２】
本実施例によれば、液晶セル１０の上下に配置されている位相差板の遅相軸を、近接する液晶セル１０の基板のラビング方向と略垂直となるように、かつ、近接する偏光板の吸収軸とは略平行になるように配置し、さらに、液晶セル１０のリタデーション値Δｎｄを、３２０〜４５０ｎｍの範囲に設定することにより、特に、観察者から見て表示画面の上下方向の視野角特性の広視野角化を図り、表示光量及びコントラストの向上を実現することができる。例えば、携帯電話の表示画面などでは、他人から盗み見られる可能性のある表示画面の左右方向の視野角よりも、使用者自身の見易さの観点から表示画面の上下方向の視野角をより改善ことが求められている。よって、特に、この様な場合に、本発明を用いることが好適である。
【００５３】
なお、上記の実施形態では、特に表示画面の上下方向の視野角特性を改善したが、液晶装置１全体を、基準方向に対して、さらに９０°回転させた装置構成とすることにより表示画面の左右方向の視野角特性を改善することとしてもよい。
【００５４】
［その他の実施形態］
なお、上記の実施形態はアクティブ素子としてＴＦＤ素子４０を用いた例であったが、その代わりに、アクティブ素子としてＴＦＴを用いた液晶装置に本発明を適用してもよい。
【００５５】
また、上記の実施形態では、ラビング処理された配向膜により液晶をツイストさせているが、これ以外の方法によっても、液晶をツイストすることができる。例えば、シリコン酸化膜などを基板表面に斜方蒸着することにより配向膜を作製することができる。また、基板上に光硬化性樹脂をコーティングした後、縞状に光の強弱をつけて露光硬化した光硬化性樹脂層を配向膜として用いることもできる。
【００５６】
［電子機器］
図１２は、本発明による液晶装置１を搭載した電子機器の一例としての携帯電話機の構成を示す斜視図である。
【００５７】
図１２において、携帯電話機１４００は、複数の操作ボタン１４０２のほか、受話口１４０４、送話口１４０６とともに、液晶装置１を備えるものである。この液晶装置１にも、必要に応じてその背面にバックライトが設けられる。
【００５８】
なお、本実施形態の液晶装置を搭載可能な電子機器としては、携帯電話機の他、モバイルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明が適用される液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す液晶装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１に示す液晶装置の一部を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】図１に示す液晶装置の数画素分のレイアウトを示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図６】視野角補償の原理説明図である。
【図７】視野角補償の原理説明図である。
【図８】本実施例による光学部品の積層構成を示す図である。
【図９】上下視野角と液晶セルのリタデーション値の関係を示す図である。
【図１０】透過率変化率と液晶セルのリタデーション値の関係を示す図である。
【図１１】本実施例による各光学部品の軸方向などを示す図表である。
【図１２】本発明の液晶装置を用いた電子機器の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  液晶装置、  ２  上側偏光板、  ３  上側位相差板、  ５  下側位相差板、  ７  下側偏光板、  ９  バックライト装置、  １０  液晶セル、  １１  画素、  １２  液晶層、  ２０  素子側基板、  ２１  データ線、  ２３  画素電極、  ３０  対向基板、  ３１  走査線、  ３４  カラーフィルタ、  ３６  対向電極、  ４０  ＴＦＤ素子
【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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