(57)【要約】【課題】高デューティ駆動時のＯＦＦ表示領域と背景領域との透過率の違いを抑制した液晶表示素子を提供する。【解決手段】液晶表示素子１は、表面が垂直配向処理された一対の基板に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を備えた液晶セル２と、液晶セル２を挟持し、クロスニコル配置された一対の偏光板３、４とを有する。偏光板３、４の少なくとも一方と液晶セル２との間には、リタデーション値が０ｎｍより大きくて６０ｎｍ以下である層構造５が設けられている。液晶表示素子１の時分割駆動時に、ＯＦＦ透過率が背景透過率と等しくなるようにＯＦＦ電圧を設定する。【選択図】図１
2008111911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を備えた液晶セルと、
前記液晶セルを挟持し、一方の偏光板の吸収軸と他方の偏光板の吸収軸との交差角が９０°±５°になるように配置された一対の偏光板とを有し、
前記液晶層に電圧を印加することにより、前記一対の偏光板間の透過率を変化させて表示を行う液晶表示素子において、
前記一対の偏光板の少なくとも一方と前記液晶セルとの間には、少なくとも一枚の位相差フィルムがあり、
前記位相差フィルムは、前記液晶層に電圧が印加されたときに前記液晶を構成する分子が倒れ始める方向に対して９０°±５°の交差角となるように光学軸が配置されているとともに、前記液晶層に所定の電圧が印加されたときに、前記一対の偏光板間の透過率が電圧無印加時よりも低くなって最低値をとるように構成されていて、
前記表示は、前記所定の電圧より大きな電圧のみを前記液晶層に印加することによって行うことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記表示を行うときの前記一対の偏光板間の透過率の下限値は、電圧無印加時の透過率の０．８倍から１．２倍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３】
前記表示を行うときの前記一対の偏光板間の透過率の下限値は、電圧無印加時の透過率の値に実質的に等しいことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記液晶表示素子は、パッシブマトリクス型の液晶表示素子である請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記液晶表示素子は、時分割駆動方式によるパッシブマトリクス型の液晶表示素子であって、
非選択電圧印加時の透過率は、電圧無印加時における前記液晶表示素子の透過率の０．８倍から１．２倍であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記非選択電圧印加時の透過率は、電圧無印加時における前記液晶表示素子の透過率に実質的に等しいことを特徴とする請求項５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】
一般に、透過型の液晶表示素子は、所定の方向に配向した数μｍ程度の極薄い液晶層と、この液晶層を挟持する透明な一対の薄い基板と、さらに、この基板を挟持して偏光子および検光子を構成する一対の偏光板とを有する。ここで、液晶層が設けられる側の基板面には、所定の形状にパターニングされた電極が形成されている。そして、この電極を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶の配向が変化して、液晶表示素子を透過する光の量または波長が変わる。これにより、所望の表示を行うことが可能となる。
【０００３】
このように、液晶表示素子は、比較的単純な構造からなっている。また、構成部材の選択によって薄型化および軽量化が容易であり、また、低電圧での駆動も可能であることから、近年では、民生用のみならず車載用の表示素子としても盛んに利用されている。
【０００４】
ところで、液晶表示素子は、液晶層の初期配向状態並びに電圧印加時の動作状態および配向状態などから、いくつかのモードに分類される。例えば、液晶テレビや、自動車などの車両のインストルメントパネルなどいわゆる車載用に利用される液晶表示素子には、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが用いられる（例えば、特許文献１および２参照。）。ＶＡモードは、正面から見たときのコントラスト比が高く、また、視野角が広いことから、視認性に優れたモードである。
【０００５】
ＶＡモードは、一対の基板間に、初期配向状態が基板と概ね垂直（垂直配向）な負の誘電率異方性（Δε）を有する液晶層を挟持し、さらに、この基板を、通常はクロスニコルを構成するように配置した一対の偏光板で挟持することによって構成される。そして、基板面に形成された電極を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶の配向が変化して、液晶層が電界に対して垂直、すなわち、液晶の配向方向が基板と平行になる。これにより、電圧を印加した部分と印加していない部分とで、液晶の屈折率異方性（Δｎ）と液晶層厚（ｄ）との積（Δｎ・ｄ）によって定まる光の透過特性、特に、色味に違いが生じる。この違いを利用することによって、所望の表示を行うことができる。
【０００６】
ところで、液晶の配向変化には、液晶の初期配向状態が密接に関わっている。ここで、液晶の初期配向状態は、上記したように概ね垂直に形成される。つまり、液晶は、完全な垂直配向状態をとらない場合が多い。完全な垂直配向になってしまうと、電圧を印加した際に液晶の配向が変化する方向が定まらず、表示素子内で均一な配向変化を行うことが困難となるためである。
【０００７】
したがって、垂直配向型の液晶表示素子では、液晶の配向変化を均一なものとするために、所望の配向変化の方向と一致するような若干の水平配向性を、基板表面の垂直配向性に加味している。具体的には、まず、液晶層を挟持する一対の基板表面に、垂直配向性の配向層を設ける。これにより、基板上での液晶層の垂直配向性を確保できる。次いで、例えば、所望の方向に適当な強度でのラビング処理を施す。すると、垂直配向性の基板表面に水平配向性を加味することができる。
【０００８】
このように、垂直配向性を確保しつつ、水平配向性を若干加味することによって、液晶層の動作方向を定めることができる。このとき、液晶層の初期配向状態は、基板に挟持される液晶層の厚み方向から若干傾斜して、すなわち、プレチルト角を有して垂直配向することになる。その結果、液晶層への電圧印加時には、液晶は、初期の概ね垂直な状態からラビング方向であるプレチルト角の形成方向に倒れる動作をして傾斜を強め、ひいては、水平状態まで倒れる配向変化動作をする。
【０００９】
ＶＡモードにおいては、液晶は、上記のように、垂直配向から基板と平行になるように動作するのみである。すなわち、一般に、液晶層に旋光性は不要であり、他の液晶モードである、ツイストネマティック（ＴＮ）モードやスーパーツイステッドネマティック（ＳＴＮ）モードのように、コレステリック液晶や、カイラル剤とネマティック液晶とからなるツイストネマティック液晶は使用されない。ＶＡモードの場合、通常は、上記のような配向処理の施された基板によって、負の誘電異方性を有するネマティック液晶を挟持する構成がとられる。そして、電圧無印加時には、液晶層がそれを挟持する一対の基板に対して略垂直に配向しているので、液晶セルの法線方向に平行な視角方向については、良好な黒表示が得られ、高いコントラスト比の画像表示が実現できる。
【００１０】
しかし、液晶の配向変化、特に、電圧の印加によって引き起こされる液晶の配向変化により生じる液晶表示素子の透過率の変化においては問題がある。詳しくは、電圧印加に対する液晶表示素子の透過率変化が緩慢となる。特に、電圧印加により液晶が配向変化を開始して液晶表示素子の透過率が急速に変化し始める、いわゆる立ち上がり特性が緩やかであって、液晶表示素子の電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性が十分ではない。
【００１１】
このようなＶＡモードを時分割駆動方式による単純マトリックス型の液晶表示素子に適用すると、その問題はより明確になる。
【００１２】
近年、液晶表示素子には、表示情報量の増大や、より高精細の表示が求められようになっている。しかし、かかる要求に応えるためには、高密度の表示が必要であり、マトリックス駆動の液晶表示素子においては、より高デューティでの駆動が必要となる。
【００１３】
時分割駆動方式による単純マトリックス型の液晶表示素子において、高デューティ駆動を行おうとする場合、ＯＮ表示を行うためのＯＮ電圧と、非選択電圧印加時、すなわちＯＦＦ表示を行うためのＯＦＦ電圧との差は、より小さくなる。すなわち、ＯＮ電圧とＯＦＦ電圧の差は、高デューティ駆動であるほど十分に確保できなくなる。それ故、マトリックス駆動の液晶表示素子にＶＡモードを適用しようとすると、電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性が十分ではないために、ＯＮ電圧とＯＦＦ電圧の差が不十分となって、十分なＯＮ透過率がとれなかったり、十分に低いＯＦＦ透過率が実現できなかったりする。その結果、液晶表示素子におけるコントラスト比の低下を招く。特に、高デューティ駆動時には、コントラスト比は激減してしまう。
【００１４】
このように、ＶＡモードでは、一定以上のデューティ駆動時において、表示画像のコントラスト比が低下し、また、これによって表示性能が低下するという問題があった。
【００１５】
そこで、ＶＡモードにおける電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性の不足を改善する方法として、所定のリタデーション値を具備した一軸性のリタデーションフィルムを液晶セルの外部に設ける方法が特許文献１に開示されている。
【００１６】
【特許文献１】特開平１０−１９７８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
特許文献１に記載の方法は、ＶＡモードにおける電圧―透過率特性における立ち上がり特性の改善に有効である。図３は、特許文献１に記載の方法の効果を説明する模式的な電圧透過率曲線である。図３（ａ）は従来のＶＡモードにおける電圧―透過率特性を模式的に示し、図３（ｂ）は特許文献１に記載の方法によるＶＡモードにおける電圧―透過率特性を模式的に示す。
【００１８】
図３（ａ）に示すように、従来のＶＡモードでは概ね電圧無印加時に最低の透過率を示し、電圧の印加により透過率が徐々に上昇する特性を示す。一方、図３（ｂ）に示すように、特許文献１に記載の方法によるＶＡモードにおいては、電圧無印加時にはそれほど低い透過率を示さず、結果として、最低の透過率を示さない。いわゆる表示における「浮いた」状態となっている。そして、印加電圧を徐々に上昇させることにより透過率が低くなる現象が発現し始め、透過率が低くなる方向で、印加電圧に対する透過率の負のピークが発現する。
【００１９】
すなわち、特許文献１のように、ＶＡモードの電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性の不足を改善するため、所定のリタデーション値を具備した一軸性のリタデーションフィルムを液晶セルの外部に設ける場合、電圧の印加により非常に低い透過率の領域を構成することができる。しかし、その一方では、前記したように、リタデーションフィルムの影響により電圧無印加時の透過率の増大が発生する。その結果、時分割駆動時などにおいて非選択電圧が印加される非選択領域、すなわち、所定の電圧が印加されて形成されるＯＦＦ表示領域（低透過率領域）の透過率と、電圧が印加されない背景表示領域の透過率との間に差異が生じ、表示の均一性が著しく損なわれることがある。
【００２０】
本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、従来のＶＡモード液晶表示素子で見られたような高デューティ駆動時における表示画像のコントラスト比の低下を抑制し、表示の均一性を確保することのできる液晶表示素子の提供にある。より具体的には、ＶＡモードを駆動する際において、駆動電圧の最適化によって電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性を改善し、高コントラスト比の実現と表示の均一性向上とを両立することのできる垂直配向型の液晶表示素子を提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的および利点は以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を備えた液晶セルと、
前記液晶セルを挟持し、一方の偏光板の吸収軸と他方の偏光板の吸収軸との交差角が９０°±５°になるように配置された一対の偏光板とを有し、
前記液晶層に電圧を印加することにより、前記一対の偏光板間の透過率を変化させて表示を行う液晶表示素子において、
前記一対の偏光板の少なくとも一方と前記液晶セルとの間には、少なくとも一枚の位相差フィルムがあり、
前記位相差フィルムは、前記液晶層に電圧が印加されたときに前記液晶を構成する分子が倒れ始める方向に対して９０°±５°の交差角となるように光学軸が配置されているとともに、前記液晶層に所定の電圧が印加されたときに、前記一対の偏光板間の透過率が電圧無印加時よりも低くなって最低値をとるように構成されていて、
前記表示は、前記所定の電圧より大きな電圧のみを前記液晶層に印加することによって行うことを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の液晶表示素子において、前記表示を行うときの前記一対の偏光板間の透過率の下限値は、電圧無印加時の透過率の０．８倍から１．２倍であることが好ましい。
【００２４】
本発明の液晶表示素子において、前記表示を行うときの前記一対の偏光板間の透過率の下限値は、電圧無印加時の透過率の値に実質的に等しいことが特に好ましい。
【００２５】
本発明の液晶表示素子は、パッシブマトリクス型の液晶表示素子とすることができる。
【００２６】
本発明の液晶表示素子は、時分割駆動方式によるパッシブマトリクス型の液晶表示素子とすることができる。この場合、非選択電圧印加時の透過率は、電圧無印加時における前記液晶表示素子の透過率の０．８倍から１．２倍であることが好ましく、特に、電圧無印加時における前記液晶表示素子の透過率に実質的に等しいことが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、垂直配向型の液晶表示素子において、電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性を改善することができる。これにより、高デューティ駆動時であっても高いコントラスト比を実現することができ、また、表示の均一性も確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態における液晶表示素子の特徴的な部分を説明するための模式的な分解斜視図である。また、図１は、液晶表示素子の構造と光学仕様を説明するための模式的な構成図でもある。
【００２９】
本実施の形態における液晶表示素子１は、図１（ａ）に示すように、液晶セル２と、液晶セル２を挟持し、一方の偏光板の吸収軸と他方の偏光板の吸収軸との交差角が９０°±５°になるように配置された一対の偏光板３および偏光板４と、偏光板３と液晶セル２との間に設けられて所定のリタデーション値＝Δｎ・ｄ2（Δｎは屈折率異方性、ｄ2は層厚）を有する層構造５とからなる。層構造５はリタデーション値が０ｎｍより大きく６０ｎｍ以下であり、いわゆる微小な位相差を実現している。
【００３０】
偏光板３および偏光板４の配置の詳細仕様を、図１（ｂ）と（ｅ）に示す。これらの図において、矢印は、偏光板の吸収軸の方位を示す。また、付記される数字は、偏光板３，４の吸収軸の設置角度を示す。この場合、図の水平方向は、液晶表示素子の正面左右方向に対応しており、この方向を基準として反時計回りを正方向としている。
【００３１】
液晶セル２は、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層（図示せず）を、一対の基板（図示せず）で挟持して構成される。これらの基板の表面には、それぞれ、液晶が所定角度のプレチルト角を有して垂直配向するような配向処理が施されている。そして、所定のリタデーション値＝Δｎ・
ｄ1（Δｎは液晶の屈折率異方性、ｄ1は液晶層厚）を有する。
【００３２】
図１（ｄ）は、液晶セル２における液晶層のプレチルト角の形成方向を示している。実線の矢印は、視認者側であるＦ側基板表面における液晶層の垂直配向のプレチルト角の形成方向を示す。また、点線の矢印は、反視認者側であるＲ側基板表面における液晶層の垂直配向のプレチルト角の形成方向を示している。図１（ｄ）にあるように、Ｆ、Ｒ両基板表面の垂直配向におけるプレチルト角の形成方向は、概ね同一な方向であって、いわゆる平行配向の状態となっている。
【００３３】
このような液晶の配向状態は、垂直配向性の配向層を設けることによって垂直配向処理されたＦ，Ｒ両基板に対し、適当な強度のパララビング処理を施すことにより達成できる。また、層構造５は、位相差フィルムを用いて構成される。図１（ｃ）において、矢印は、位相差フィルムを用いて構成された層構造５の光学軸の方位を示す。また、付記される数字は、層構造５の光学軸の設置角度を示す。尚、図の水平方向、すなわち、液晶表示素子の正面左右方向を基準として、反時計回りを正方向としている。
【００３４】
また、層構造５の構造、特にその形成方法については、一枚の位相差フィルムから構成することも可能であるし、二枚もしくはそれ以上の複数の位相差フィルムを積層して構成することも可能である。複数のフィルムを積層する場合、層構造全体として所望の光学軸の方向と所望の値のリタデーション値を実現していれば良い。
【００３５】
以上の構成を有する本実施の形態における液晶表示素子は、すでに図３（ｂ）で示した電圧−透過率特性を有する。すなわち、電圧無印加時にはそれほど低い透過率を示さず、結果として、電圧無印加時には最低の透過率を示さない。そして、印加電圧を徐々に上昇させることにより透過率が低くなる現象が発現し、透過率が低くなる方向に、印加電圧に対する透過率の負のピーク（透過率の極小値）が発現する。
【００３６】
このような特性を示す液晶表示素子を用いて表示を行う場合、より優れた表示を実現できるようコントラスト比をより大きくしようとすれば、上記した透過率の負のピーク（極小値）を実現する電圧の印加により、最低透過率での表示を実現し、通常それより高い値の電圧を印加して最大透過率の表示状態を実現する。そして、その結果、表示のコントラスト比を最大限に向上させる。
【００３７】
しかし、そうした所定の電圧を印加して最低の透過率状態（ＯＦＦ表示）を実現する場合、表示領域内の電圧無印加の領域、すなわち背景表示領域とＯＦＦ表示領域とで透過率に差異が発生してしまう。図３（ｂ）で示した電圧−透過率特性を有する液晶表示では、通常、電圧無印加の背景表示領域の透過率がＯＦＦ表示領域の透過率より高くなってしまう。その結果、画像表示において、透過率の低い状態、すなわち黒表示を行った場合、背景表示領域でＯＦＦ表示領域より透過率が高くなって、いわゆる「浮いた」ような黒表示状態が背景表示領域で見られ、表示自体のコントラスト比は向上するものの、表示素子全体としての表示均一性の損なわれた状態が発生してしまう。
【００３８】
そこで、本実施の形態における液晶表示素子は駆動時における印加電圧の設定値を最適化し、良好な表示のコントラスト比と表示均一性を両立する。
【００３９】
すなわち、図３（ｂ）で示した電圧−透過率特性を有する本実施の形態における液晶表示素子において、所定の電圧（ＯＦＦ電圧）を印加して低透過率のＯＦＦ表示を実現する場合、上記した印加電圧に対する透過率の負のピークの極小値を実現する電圧値の印加をあえて行わず、若干ずれた値の電圧をＯＦＦ電圧として印加し、極小値よりは若干高いが低透過率のＯＦＦ表示を実現し、表示に利用する。
【００４０】
このとき、電圧値をずらす方向としては、上記負の透過率ピーク（極小値）を実現する電圧より大きくなる方向でずらすことが望ましい。
【００４１】
また、ずらす際の目安としては、電圧が印加されない背景表示領域の透過率を考慮する。すなわち、ＯＦＦ電圧印加により実現されるＯＦＦ表示の透過率が電圧無印加の背景表示領域の透過率と近くなるようにする。その場合、背景表示領域の透過率の０．８倍から１．２倍の透過率をＯＦＦ表示で実現するように印加電圧（ＯＦＦ電圧）を設定することが望ましい。こうすることにより、画像表示において、電圧印加により透過率の最も低い状態、すなわち黒表示を行った場合、電圧無印加の背景表示領域においてＯＦＦ表示領域より透過率が高くなって、いわゆる「浮いた」ような黒表示状態の発生が目立たなくなり、表示のコントラスト比の向上と表示均一性を両立することができる。
【００４２】
そして、背景表示領域の透過率の０．８倍から１倍の透過率をＯＦＦ表示で実現するように印加電圧（ＯＦＦ電圧）を設定することがより望ましい。こうすることにより、画像表示において、透過率の低い状態、すなわち黒表示を行った場合、背景表示領域でＯＦＦ表示領域より透過率が高くなって、いわゆる「浮いた」ような黒表示状態が背景表示領域で目立たなくなるとともに、表示のコントラスト比がより向上し、表示均一性との両立が図れるようになる。
【００４３】
また、背景表示領域の透過率と実質的に等しい透過率をＯＦＦ表示で実現するように印加電圧（ＯＦＦ電圧）を設定することがさらに望ましい。こうすることにより、画像表示において、透過率の低い状態、すなわち黒表示を行った場合、背景表示領域でＯＦＦ表示領域より透過率が高くなることは無くなり、いわゆる「浮いた」ような黒表示状態が発生することは無くなる。よって、表示のコントラスト比が向上するとともに、優れた表示の均一性との両立が図れるようになる。
【００４４】
次に、本実施の形態における液晶表示素子の特性を評価し、対応する従来のＶＡモード液晶表示素子の特性と比較した。
【００４５】
まず、評価対象となる液晶表示素子１について、その製造方法の一例を説明する。
【００４６】
液晶表示素子１の構造については、図１を用いて既に説明した通りである。
【００４７】
図１（ｂ）において、視認者側である偏光板３に示された矢印は、偏光板３の吸収軸の方向を示す。また、図１（ｅ）において、反視認者側である偏光板４に示された矢印は、偏光板４の吸収軸の方向を示している。
【００４８】
また、図１（ｄ）で、液晶セル２に示された実線の矢印は、液晶層を挟持する視認者側のＦ基板（図示せず）における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。同様に、液晶セル２に示された点線の矢印は、液晶層を挟持する反視認者側のＲ基板（図示せず）における液晶配向処理の方向であり、具体的には、この基板上に設けられた垂直配向膜に対するラビングの方向を示す。
【００４９】
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印と平行な方向に配向を変化させる。
【００５０】
液晶表示素子１の製造工程では、まず、一対のガラス基板の上に、所望の画像表示ができるようにパターニングされた電極層が設けられる。電極層は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）電極とすることができる。
【００５１】
次いで、ガラス基板の上に、電極層を被覆するようにして絶縁膜を設ける。絶縁膜は、例えば、ゾル−ゲル法によって形成されたＳｉＯ２−ＴｉＯ２からなる膜とすることができる。
【００５２】
次に、液晶層において、液晶が初期配向状態として垂直に配向するように配向膜を形成する。例えば、ＪＳＲ株式会社製の配向膜材料（商品名：ＪＡＬＳ−２０２１）をフレキソ印刷法にて成膜し、基板を１８０℃で焼成することによって、厚さ６００Å程度の配向膜を形成することができる。次いで、配向膜の表面にラビング処理を施して、プレチルト角を形成し、上記した電界印加時の液晶の動作方向を定める。このとき、プレチルト角は液晶層の厚み方向すなわち、液晶表示素子の法線方向を基準として０度と表記した場合に、０．５度とするが、０度より大きく５度以下とすることが電圧無印加時の透過率を低く維持するために望ましい。
【００５３】
次に、配向膜の形成工程までを終えた基板によって、液晶層を挟み込む。液晶層はネマティック液晶の混合物からなる。
【００５４】
この際、例えば、樹脂スペーサを用いることによって、基板の間の距離（ｄ）を一定に保つことができる。また、液晶層としては、例えば、屈折率異方性（Δｎ）が０．０８９１８であるものを用いることができる。この場合、ｄ＝３．０３μｍとすると、液晶セル２のリタデーション値（Δｎ・ｄ1）は２７０ｎｍとなる。
【００５５】
次に、層構造５を配設する。具体的には、上記したように、リタデーション値＝５７５ｎｍを有する位相差フィルムと、リタデーション値＝５５０ｎｍを有する位相差フィルムとを用い、それぞれの光学軸が互いに直交するように積層することにより、前記のリタデーション値＝５７５ｎｍを有する位相差フィルムの持つ光学軸と同じ方向の光学軸を有し、２５ｎｍの微小リタデーション値を有した層構造５を構成する。次いで、具備する光軸の方位を水平方向に維持しながら、図１に示すように、液晶セル２の液晶が配向する方向と９０度の角度をなすようにして、液晶セル２の上に層構造５を重ねる。
【００５６】
尚、２５ｎｍの微小リタデーション値を有する層構造５を構成するに際し、積層される二枚の位相差フィルムのリタデーション値は、上記のように５７５ｎｍと５５０ｎｍに限定されるわけではない。本実施の形態においては、二枚の位相差フィルムのリタデーション値の差が２５ｎｍであればよく、例えば、５８０ｎｍと５５５ｎｍの組み合わせや、５５０ｎｍと５２５ｎｍの組み合わせなども可能である。
【００５７】
また、２５ｎｍのリタデーション値を有する一枚の位相差フィルムで層構造５を構成することも可能である。
【００５８】
次に、偏光板３、４の設置を行う。具体的には、液晶セル２と層構造５とを挟持して、偏光板３、４がクロスニコル配置となるように貼り付ける。このとき、図１に示すように、最上層のＦ偏光板の吸収軸を、図１（ｂ）の矢印が示す方向、すなわち、水平方向から反時計回りに４５度の方向に設定する。
【００５９】
液晶セルは、垂直配向型である。液晶のプレチルト角の方向は、図１（ｄ）において矢印で示されるラビング方向によって決められる。尚、図１（ｄ）において、実線の矢印はＦ側基板のラビング方向を示し、点線の矢印はＲ側基板のラビング方向を示している。電圧の印加によって液晶が傾斜動作をする方向は、液晶のプレチルト角の方向であり、この場合は各矢印の示す方向、すなわち基板に対して水平の方向となる。
【００６０】
尚、詳細は図示しないが、本実施の形態における液晶表示素子２は、単純マトリックス型の液晶表示素子構造である。すなわち、画像表示を構成する各画素部分には、ＴＦＴ等のスイッチング素子は設けられておらず、電極層を用いた時分割駆動方式の駆動によって目的の画像が表示される。
【００６１】
そして、本実施の形態における液晶表示素子２を用い、駆動電圧の設定値の最適化を行った。すなわち、所定の電圧（ＯＦＦ電圧）を印加して低透過率のＯＦＦ表示を実現する場合、上記した印加電圧に対する透過率の極小値を実現する電圧値の印加をあえて行わず、より大きくなる側に若干ずれた値の電圧をＯＦＦ電圧として印加し、極小値よりは若干高いが低透過率のＯＦＦ表示を実現し、表示に利用するようにした。
【００６２】
このとき、このＯＦＦ電圧を、極小透過率を示す電圧値から大きくなる方向にずらし、実現する透過率が表示領域内の電圧無印加領域である背景領域の透過率と同じ値になるように設定した。
【００６３】
次に、本実施の形態における液晶表示素子の特性を評価し、対応する従来技術の示す特性と比較した。
【００６４】
図２は、本実施の形態における液晶表示素子２の効果を、ＯＦＦ電圧値が透過率の極小値を実現する電圧値と一致するよう設定された従来技術と比較して説明する図である。
【００６５】
表１は、本実施の形態における液晶表示素子２の効果をＯＦＦ透過率に着目して、従来技術と比較しまとめた表である。
【００６６】
表１．
2008111911.tif 000003
【００６７】
図２では、本実施の形態における液晶表示素子２を１／３２Ｄｕｔｙ、１／６バイアスの条件で時分割方式の駆動をした場合のＯＮ電圧印加に対する透過率変化曲線とＯＦＦ電圧印加に対する透過率変化曲線の関係を示している。そして、表１には、上記駆動条件における設定ＯＦＦ電圧と実現されたＯＦＦ透過率とを、電圧無印加の背景透過率と比較して示してある。
【００６８】
図２に示すように、本実施の形態における液晶表示素子２では、１／３２Ｄｕｔｙ、１／６バイアスの条件で駆動した場合においても、優れて急峻な立ち上がり特性を有する電圧−透過率特性を示す。そして、従来技術では、１／３２Ｄｕｔｙ、１／６バイアスの条件で時分割駆動をした場合、表１に示すように、この駆動条件におけるＯＦＦ電圧を、ＯＦＦ電圧−透過率曲線の極小透過率値を実現する電圧値（１１．２９Ｖ）に設定する。その結果、ＯＦＦ透過率は０．００４％と非常に低い値を示している。
【００６９】
一方、本実施の形態においては、１／３２Ｄｕｔｙ、１／６バイアスの条件で時分割駆動をした場合、表１に示すように、この駆動条件におけるＯＦＦ電圧を、ＯＦＦ電圧−透過率曲線の極小透過率値を実現する電圧値（１１．２９Ｖ）より大きくなるように設定し、１２．６７Ｖに設定する。その結果、ＯＦＦ透過率は０．８５％となり、低い透過率であり、かつ、表示領域内の電圧無印加領域である背景領域の透過率と同じ値になった。
【００７０】
以上より、時分割駆動方式におけるＯＦＦ電圧を、ＯＦＦ電圧−透過率曲線の極小透過率値を実現する電圧値に設定する従来技術では、背景領域の透過率よりＯＦＦ電圧の印加されているＯＦＦ表示領域の透過率が低くなることがわかる。その結果、低透過率の表示、たとえば黒表示を行った場合に、背景領域がＯＦＦ表示領域より高い透過率であるため、背景がいわゆる「浮いた」感じになり、表示の均一性が著しく損なわれた。
【００７１】
それに対し、本実施の形態における液晶表示素子２では、時分割駆動方式におけるＯＦＦ電圧を、ＯＦＦ電圧−透過率曲線の極小透過率値を実現する電圧値より大きく、そして、表示領域内の電圧無印加領域である背景領域とＯＦＦ表示領域の透過率とが等しくなるように設定する。その結果、低透過率の表示、たとえば黒表示を行った場合に、背景領域がＯＦＦ表示領域と同じ透過率であるため、背景とＯＦＦ表示領域が一体化した均一性の高い表示が実現された。そして、本実施の形態における液晶表示素子２では、優れた見栄えの、高品位の表示が可能となった。
【００７２】
尚、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。
【００７３】
以上述べたように、本発明における液晶表示素子では、微小なリタデーション値を備えた位相差フィルムを用いて液晶表示素子を構成するため、視角を広げる視角特性向上効果が望めるとともに、電圧―透過率特性における立ち上がりの急峻性を簡便に改善することができ、高コントラスト比の画像表示を実現し、また、時分割駆動におけるＯＦＦ電圧の印加されたＯＦＦ表示領域の透過率と電圧無印加の背景表示領域の透過率が実質的に等しくなるので、表示の均一性の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】（ａ）は、本実施の形態の液晶表示素子の模式的な分解斜視図であり、（ｂ）〜（ｅ）は、この液晶表示素子の構造と光学仕様を説明する図である。
【図２】本実施の形態における液晶表示素子の効果を従来技術と比較して説明する図である。
【図３】（ａ）は、従来のＶＡモードにおける電圧―透過率特性を模式的に示す図であり、（ｂ）は特許文献１に記載の方法によるＶＡモードの電圧―透過率特性を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  液晶表示素子
２  液晶セル
３，４  偏光板
５  層構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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