(57)【要約】【課題】ＶＡモード液晶表示素子の視野角を改善する。【解決手段】液晶表示素子は、表面にそれぞれ垂直配向処理を施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、この液晶セルを挟持し、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度±５度となるように配置された一対の偏光板とを備える。一対の偏光板の少なくとも一方と液晶セルとの間には、屈折率楕円体を有し、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの関係が成立する層構造が設けられている。また、屈折率楕円体は、層構造の厚さ方向に対して０度より大きく９０度より小さい角度で傾斜して形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にそれぞれ垂直配向処理を施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度±５度となるように配置された一対の偏光板とを備えた液晶表示素子であって、
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、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に
ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ
の関係が成立する屈折率楕円体を備えた層構造が設けられており、
前記屈折率楕円体は、前記層構造の厚さ方向に対して０度より大きく９０度より小さい角度で傾斜して形成されていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記層構造の光学軸は、前記偏光板の吸収軸と平行または直交に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３】
前記液晶セルには、前記基板の表面における液晶が前記基板の法線方向から所定の方向に傾斜する配向処理がなされており、
前記層構造には、前記屈折率楕円体が傾斜するように配向処理がなされていて、
前記液晶の配向方向と前記屈折率楕円体の配向方向とは、前記偏光板の光学軸に平行な面に対して互いに逆向きとなる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】
前記層構造のリタデーション値Ｒ１と、前記液晶セルのリタデーション値Ｒ２との間に
０＜（Ｒ１／Ｒ２）＜１
の関係が成立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素子。
【請求項５】
前記屈折率楕円体は、前記層構造の厚さ方向に対して０度より大きく９０度より小さい角度の範囲内で徐々に変化しながら傾斜して形成されてい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素子。
【請求項６】
前記層構造は、前記屈折率楕円体の傾斜角度が前記厚さ方向に徐々に変化するハイブリッドネマチック配向型の液晶ポリマーフィルムを含んで構成された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素子。
【請求項７】
前記屈折率楕円体の平均傾斜角度は４０度より大きく９０度より小さいことを特徴とする請求項１〜６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、液晶表示素子に関し、特に、車載用途にも使用可能なＶＡモード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】
【特許文献１】特開平１１−１３３４１３号公報
【特許文献２】特開２０００−１９５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、ＶＡモードでは、電圧無印加時に、液晶層がそれを挟持する一対の基板に対し略垂直な配向をしている。そのため、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。
【０００８】
しかし、垂直配向する液晶のリタデーション値は方向によって変化しており、液晶層のリタデーション値には視角依存性がある。したがって、視角を変化させて、液晶セルの法線方向に対して斜め方向から観察した場合には、液晶層のリタデーション値の視角依存性に起因して光漏れが観測され、表示画像のコントラスト比が低下する。
【０００９】
また、偏光板の特性にも視角依存性が見られる。このため、液晶層の視角依存性と偏光板自身の視角依存性とが重なり合うことによって、ＶＡモードの互いに直交配置された偏光板の吸収軸から角度４５度ずれた方向を中心に、顕著な光漏れ現象が発生する。これにより、一対の偏光板それぞれの吸収軸から４５度ずれた方向を中心として、視角特性が低下した領域が現れる。
【００１０】
その結果、ＶＡモードでは、一定の領域で表示画像のコントラスト比が低下し、ひいては表示性能が低下するという問題があった。
【００１１】
こうした問題を解決する手段としては、液晶表示素子に位相差補償層を設けることが考えられる。用いられる位相差補償層は、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびその厚さ方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間で、ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚという関係の屈折率楕円体を有したものの使用が一般的である。そして、位相差補償層は、電圧無印加時に概ね垂直に配向している液晶層から斜め方向に出射する光が受けるリタデーションを補償するように機能する。したがって、位相差補償層を設けることによって、偏光板自体の特性による視角依存性および液晶層のリタデーション値の視角依存性を補償して、ＶＡモードの視角依存性を低減することが可能となる。
【００１２】
こうして視角依存性の低減されたＶＡモードは、より高いコントラスト比とより広い視角特性などが評価され、高画質が要求される液晶ＴＶ等の民生用途として盛んに利用されるようになっている。そして、さらには、車載用途にも採用が求められる状況となっている。
【００１３】
しかしながら、車載用途に使用されるようになると、視角依存性に対する要求はさらに厳しいものとなる。そして、また運転等の使用状況に合わせて要求はより詳細なものとなってきている。すなわち、通常ＶＡモード液晶表示素子は液晶表示素子の液晶パネルの厚さ方向である法線方向、すなわち正面方向を中心に視角特性は良好であるが、この法線方向と角度θ、例えばθ＝２０度のずれをもってアイポイントが要求される場合がある。その場合、コントラスト比の変化が大きくなってしまう問題があった。
【００１４】
また、そのコントラスト変化を改善するため液晶表示素子に使用する偏光板の光学軸を上記θ方向となるように配置する方法がある。その場合、θ方向のコントラスト比の変化は小さくなるが、所定のθにおける左右方向のタフネスが悪くなってしまうという問題が生じる。
【００１５】
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、ＶＡモード液晶表示素子の視野角改善にある。より具体的には、アイポイント方向のコントラスト比の変化が小さく、また、アイポイント方向での左右コントラスト比特性が改善されたＶＡモード液晶表示素子を提供することにある。
【００１６】
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】
【００１７】
本発明は、表面にそれぞれ垂直配向処理を施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度±５度となるように配置された一対の偏光板とを備えた液晶表示素子であって、
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、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に
ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ
の関係が成立する屈折率楕円体を備えた層構造が設けられており、
前記屈折率楕円体は、前記層構造の厚さ方向に対して０度より大きく９０度より小さい角度で傾斜して形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明において、前記層構造の光学軸は、前記偏光板の吸収軸と平行または直交に配置されていることが好ましい。
【００１９】
本発明において、前記液晶セルには、前記基板の表面における液晶が前記基板の法線方向から所定の方向に傾斜する配向処理がなされており、
前記層構造には、前記屈折率楕円体が傾斜するように配向処理がなされていて、
前記液晶の配向方向と前記屈折率楕円体の配向方向とは、前記偏光板の光学軸に平行な面に対して互いに逆向きとなることが好ましい。
【００２０】
本発明において、前記層構造のリタデーション値Ｒ１と、前記液晶セルのリタデーション値Ｒ２との間には、
０＜（Ｒ１／Ｒ２）＜１
の関係が成立することが好ましい。
但し、Ｒ１＝Δｎ・ｄ１、Ｒ２＝Δｎ・ｄ２（Δｎ：屈折率異方性、ｄ１：層構造の厚み、ｄ２：液晶層の厚み）である。
【００２１】
本発明において、前記屈折率楕円体は、前記層構造の厚さ方向に対して０度より大きく９０度より小さい角度の範囲内で徐々に変化しながら傾斜して形成されているものとすることができる。
【００２２】
本発明において、前記層構造は、前記屈折率楕円体の傾斜角度が前記厚さ方向に徐々に変化するハイブリッドネマチック配向型の液晶ポリマーフィルムを含んで構成されたものとすることができる。
【００２３】
本発明において、前記屈折率楕円体の平均傾斜角度は４０度より大きく９０度より小さいことが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、一対の偏光板の少なくとも一方と液晶セルとの間に層構造が設けられていて、この層構造は、屈折率楕円体を有し、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に
ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ
の関係が成立するとともに、層構造の厚さ方向に対して０度より大きく９０度より小さい角度で屈折率楕円体が傾斜しているので、アイポイント方向のコントラスト比の変化が小さく、また、アイポイント方向での左右コントラスト比特性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態における液晶表示素子を構成する層構造の説明図である。層構造１は、屈折率楕円体を有する。そして、この屈折率楕円体は、層構造１の厚さ方向を基準として、厚さ方向から０度より大きく９０度より小さい角度で傾斜して形成されている。また、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間にｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚという関係が成立する。
【００２６】
図１（ａ）では、屈折率楕円体は、層構造１の厚さ方向を基準として、厚さ方向から０度より大きく９０度より小さい角度で均一に傾斜して形成されている。液晶表示素子の視角特性を改善する点から、層構造１内での屈折率楕円体の傾斜角度は、４０度より大きく９０度より小さい値であることが好ましく、６０度以上で８０度以下の値であることがより好ましい。
【００２７】
図１（ａ）において、層構造１は、適当なネマチック液晶を用いて、適当なラビング処理による平行配向を施した液晶表示素子とすることができる。また、層構造１は、上記のような傾斜した屈折率楕円体を具備したポリマーフィルムとすることもできる。本実施の形態においては、後者の方が好ましい。ポリマーフィルムは取り扱いが容易であり、また、液晶セルと組み合わせて容易に液晶表示素子を構成できるからである。
【００２８】
図１（ｂ）の層構造２では、屈折率異方性を模式的に表す屈折率楕円体３が、厚さ方向に徐々に傾斜角度を変えている。傾斜角度の下限は、層構造２の厚さ方向と平行になる０度であり、上限はそれと垂直であって、層構造２の表面と平行になる９０度である。すなわち、屈折率楕円体の傾斜角度は、０度より大きく９０度より小さくなる。
【００２９】
層構造２内において、徐々に値を変化させる屈折率楕円体の平均傾斜角度は、液晶表示素子の視角特性を改善する点から、４０度より大きく９０度より小さい値であることが好ましく、６０度以上で８０度以下の値であることがより好ましい。
【００３０】
図１（ｂ）において、層構造２の上下表面のうち、上側表面近傍では屈折率楕円体の傾斜角度が小さく、下側表面近傍では屈折率楕円体の傾斜角度が大きい。そして、この場合、屈折率楕円体の傾斜角度がより小さい値をとる上側の表面が、組み合わされて共に液晶表示素子を構成する液晶セルに最近接するよう液晶表示素子を組み立てることが好ましい。かかる構成とすることにより、視角改善の効果はより効果的なものとなる。
【００３１】
図１（ｂ）において、層構造２は、適当なネマチック液晶をハイブリッド配向した液晶表示素子とすることができる。また、膜厚方向に屈折率楕円体の傾斜角が変化するハイブリッドネマチック配向型の液晶性ポリマーフィルムを使用することもできる。本実施の形態においては、後者の方が好ましい。液晶性ポリマーフィルムは取り扱いが容易であり、また、液晶セルと組み合わせて容易に液晶表示素子を構成できるからである。
【００３２】
次に、図１に示す層構造と液晶セルを組み合わせて液晶表示素子を構成する方法について述べる。図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態における液晶表示素子の構成を説明する模式的な部分断面図である。
【００３３】
図２（ａ）〜（ｃ）において、ＶＡモード液晶表示素子１１、２１、３１は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板（図示せず）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有する垂直配向型の液晶セルと、この液晶セルを挟持し、互いにクロスニコル配置された一対の視認者側偏光板（以下、Ｆ偏光板と称する。）および反視認者側偏光板（以下、Ｒ偏光板と称する。）とを有する。尚、クロスニコル配置とは、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度±５度になるような配置を言う（以下、本明細書において同じ。）。このとき、液晶セルはモノドメイン配向であることが好ましい。
【００３４】
本実施の形態においては、図２（ａ）に示すように、ＶＡモード液晶表示素子１１の視認者側の偏光板（Ｆ偏光板）１２と、垂直配向型液晶セル１３との間に、層構造１４を設けることが可能である。層構造１４は、図１（ａ）および（ｂ）のいずれに示す構造であってもよい。尚、符号１５は、反視認者側の偏光板（Ｒ偏光板）である。
【００３５】
また、本実施の形態においては、図２（ｂ）に示すように、ＶＡモード液晶表示素子２１の反視認者側の偏光板（Ｒ偏光板）２２と、垂直配向型液晶セル２３との間に、層構造２４を設けることが可能である。層構造２４は、図１（ａ）および（ｂ）のいずれに示す構造であってもよい。尚、符号２５は、視認者側の偏光板（Ｆ偏光板）である。
【００３６】
さらに、本実施の形態においては、図２（ｃ）に示すように、ＶＡモード液晶表示素子３１の視認者側の偏光板（Ｆ偏光板）３２と垂直配向型液晶セル３３との間に層構造３５を設け、反視認者側の偏光板（Ｒ偏光板）３６と垂直配向型液晶セル３３との間に層構造３７を設けることが可能である。層構造３５、３７は、図１（ａ）および（ｂ）のいずれに示す構造であってもよい。
【００３７】
液晶表示素子１１、２１、３１の視角特性を改善する点から、層構造１４、２４、３５、３７の光学軸は、より近接する偏光板１２、２２、３２、３６の吸収軸と平行または直交に配置されていることが好ましい。そして、液晶セル１３、２３、３３は、液晶の配向方向と層構造１４、２４、３５、３７の屈折率楕円体の配向方向とが、偏光板１２、２２、３２、３６の光学軸に平行な面に対して互いに逆向きとなるようにして配置されることが望ましい。
【００３８】
層構造１４、２４、３５、３６のリタデーション値Ｒ１＝Δｎ・ｄ１と、液晶セル１２、２３、３３のリタデーション値Ｒ２＝Δｎ・ｄ２との比α（＝Ｒ１／Ｒ２＝Δｎ・ｄ１／Δｎ・ｄ２）は、液晶表示素子１１、２１、３１の視角特性の改善を図る点から、
０＜α＜１
であることが望ましく、
２＜α＜０．８
であることがより望ましい。但し、Δｎは屈折率異方性、ｄ１は層構造の厚み、ｄ２は液晶層の厚みである。
【００３９】
次に、液晶表示素子１１の製造方法の一例について説明する。
【００４０】
図３の（ａ）は、液晶表示素子１１の構造と光学仕様を模式的に示している。（ａ）において、Ｆ偏光板に示された矢印は、Ｆ偏光板の吸収軸の方向を示している。また、Ｒ偏光板に示された矢印は、Ｒ偏光板の吸収軸の方向を示している。尚、図３の（ｂ）〜（ｅ）には、後に説明する本実施形態における液晶表示素子の別の二種の例および二種の比較例についても、その構造と光学仕様を模式的に示している。
【００４１】
図３の（ａ）で、液晶セルに付された一方の矢印は、液晶層を挟持する視認者側の基板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。また、液晶セルに付された他方の矢印は、液晶層を挟持する反視認者側の基板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。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。ここで、数字は、電圧印加時に液晶が略水平に配向したときの液晶の方位角を、水平方向を基準（０度）として示したものである。
【００４２】
液晶表示素子１１は、例えば、次のようにして製造される。
【００４３】
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を設ける。電極層は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）電極とすることができる。
【００４４】
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。
【００４５】
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、上記した電界印加時の液晶の動作方向を定める。
【００４６】
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。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０．０８６２５であるものを用いることができる。この場合、ｄ＝４μｍとすると、液晶表示素子１のリタデーション（Δｎ・ｄ）は３４５ｎｍとなる。
【００４７】
次に層構造を設ける。具体的には、液晶セル１３の視認者側の面に膜厚方向に傾きが変化するハイブリッドネマチック配向している新日本石油社製のハイブリッドネマチック配向型液晶性ポリマーフィルムを配置する。この液晶性ポリマーフィルムは、リタデーション値（Δｎ・ｄ値）が１１０ｎｍであり、膜厚方向に傾きが徐々に変化する屈折率楕円体を有している。その傾斜角の平均値（平均傾斜角）は、５０度〜９０度の範囲とされている。尚、図３（ａ）における屈折率楕円体の傾斜角の平均値は７０度であった。
【００４８】
次に、偏光板３，４の設置を行う。具体的には、位相差補償層５が設けられた液晶セル２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、液晶表示素子１１の構造と光学仕様は、最上層のＦ偏光板の吸収軸について、図３の（ａ）で矢印が示す方向、すなわち、水平方向に設定した。
【００４９】
液晶セルは垂直配向型であり、図３の（ａ）に矢印で示すラビング方向によって決められる液晶のプレチルト角の方向、すなわち、電圧印加により液晶が傾斜動作する方向は、それぞれの矢印が示す方向、すなわち４５度の方向である。尚、実線で示す矢印は、Ｆ側基板のラビング方向を表している。また、点線で示す矢印は、Ｒ側基板のラビング方向を表している。
【００５０】
ハイブリッドネマチック配向型の液晶性ポリマーフィルムが具備する屈折率楕円体の傾斜角は、配向処理によって制御され、その配向方向は、図３（ａ）に示す上下方向、すなわち、Ｆ偏光板の偏光軸と垂直になる方向である。
【００５１】
尚、詳細は図示されないが、本実施の形態における液晶表示素子１１は、パッシブマトリクス構造である。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、電極層を用いたパッシブ駆動によって目的の画像が表示される。
【００５２】
図３の（ｂ）に、本実施の形態における別の例である液晶表示素子を示す。層構造のリタデーション値（Δｎ・ｄ値）が１７０ｎｍであること、膜厚方向に傾きが徐々に変化する屈折率楕円体の傾斜角の平均値（平均傾斜角）が６０度であること以外は、図３の（ａ）の例と同様である。尚、図３の（ｂ）〜（ｅ）における矢印や数値の意味は、図３の（ａ）で説明した通りである。
【００５３】
図３の（ｃ）に、本実施の形態における他の例である液晶表示素子を示す。層構造のリタデーション値（Δｎ・ｄ値）が２３０ｎｍであること、膜厚方向に傾きが徐々に変化する屈折率楕円体の傾斜角の平均値（平均傾斜角）が５０度であること以外は、図３の（ａ）の例と同様である。
【００５４】
図３の（ｄ）および（ｅ）は、本実施の形態における比較例１および比較例２である。
【００５５】
図３の（ｄ）に示すように、比較例１の構造は、層構造を設けていないことを除けば、図３の（ａ）の例と同様である。
【００５６】
図３の（ｅ）に示すように、比較例２の構造は、層構造を設ける代わりに、位相差補償フィルムを設けたことを除けば、垂直配向型の液晶セルとクロスニコル配置された一対の偏光板を使用するなどの点で、図３の（ａ）の例とほぼ同様である。比較例２では、位相差補償フィルムは、屈折率楕円体を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および厚さ方向のｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間にｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚという関係が成立する。また、（(ｎｘ＋ｎｙ)／２−ｎｚ）の値と、フィルムの厚さｄとの積が２２０ｎｍであるように設定されている。
【００５７】
図３の（ｅ）において、Ｆ偏光板に示された矢印は、Ｆ偏光板の吸収軸の方向を示している。また、数字の４５度は設定角度であり、水平方向を基準（０度）としている。一方、Ｒ偏光板に示された矢印は、Ｒ偏光板の吸収軸の方向を示している。また、数字の４５度は設定角度であり、水平方向を基準（０度）としている。
【００５８】
液晶セルに示された実線による矢印は、液晶層を挟持する視認者側の基板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。一方、点線による矢印は、液晶層を挟持する反視認者側の基板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。
【００５９】
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。そして、電圧印加時に液晶が略水平に配向したときの液晶の方位角を、水平方向を基準（０度）として示すと９０度となる。
【００６０】
図４（ａ）は、図３の（ａ）に示した本実施の形態の液晶表示素子における等コントラスト曲線である。また、図４（ｂ）は、その初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。等コントラスト曲線において、実線で囲まれた領域は、コントラスト比が３０以上の領域である。尚、評価は、シンテック株式会社製のシュミレーションソフト（ＬＣＤ  ＭＡＳＴＥＲ  Ｖｅｒ．６．１４）を用いて行っている。また、駆動条件は１／４デューティー、１／３バイアスの条件での駆動を想定している。（以下、本明細書において同じ。）
【００６１】
図５（ａ）は、図３の（ｂ）に示した本実施の形態の別の例である液晶表示素子における等コントラスト曲線である。また、図５（ｂ）は、その初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。等コントラスト曲線において、実線で囲まれた領域は、コントラスト比が３０以上の領域である。
【００６２】
図６（ａ）は、図３の（ｃ）に示した本実施の形態の他の例である液晶表示素子における等コントラスト曲線である。また、図６（ｂ）は、その初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。等コントラスト曲線において、実線で囲まれた領域は、コントラスト比が３０以上の領域である。
【００６３】
図７（ａ）は、図３の（ｄ）に示した比較例１の液晶表示素子における等コントラスト曲線である。また、図７（ｂ）は、その初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。等コントラスト曲線において、実線で囲まれた領域は、コントラスト比が３０以上の領域である。
【００６４】
図８（ａ）は、図３の（ｅ）に示した比較例２の液晶表示素子における等コントラスト曲線である。また、図８（ｂ）は、その初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示したものである。等コントラスト曲線において、実線で囲まれた領域は、コントラスト比が３０以上の領域である。
【００６５】
尚、図４（ａ）および（ｂ）〜図８（ａ）および（ｂ）において、周囲の数字は、方位角（表示面内の角度）である。また、半径方向は、０度から８０度までの視角（表示面法線からの傾き角）を表している。
【００６６】
図４（ａ）〜図８（ａ）の等コントラスト曲線において、実線で囲まれた領域は、コントラスト比が３０以上の領域である。一方、図４（ｂ）〜図８（ｂ）の透過率の視角特性において、実線で囲まれた領域は、透過率が１．０％以上である領域であって、それぞれ光漏れの起きている領域の位置および大きさを示している。したがって、これらの図を比較することによって、液晶表示素子の視角特性を評価することができる。
【００６７】
図５（ａ）および（ｂ）に示す本実施の形態における別の例である液晶表示素子と、比較例１および２の液晶表示素子とを比較した。結果を、図９（ａ）および（ｂ）に示す。
【００６８】
図９（ａ）は、液晶表示素子を構成する液晶パネルの厚さ方向である法線方向、すなわち正面方向のアイポイントにおけるコントラスト比の視野角依存性である。また、図９（ｂ）は、電圧無印加時における透過率の視野角依存性である。
【００６９】
本実施の形態による液晶表示素子は、正面方向に設定されたアイポイントにおけるコントラスト比の視野角依存性、および、電圧無印加時の透過率の視野角依存性の両方において、比較例２より優れており、コントラスト比の視野角依存性が小さく、電圧無印加時の光透過率の視野角依存性も比較例２よりはるかに小さいことが分かった。一方、比較例１とは同等の性能を示した。
【００７０】
次に、正面方向から２０度のずれをもってアイポイントを設定し、本実施の形態における別の例である液晶表示素子と、比較例１とにおけるコントラスト比の視野角依存性を比較した。結果を図１０に示す。
【００７１】
図１０は、θ＝２０度におけるコントラスト比について、左右方向での視野角依存性を評価した結果である。但し、正面方向をθ＝２０度とする。
【００７２】
本実施の形態による液晶表示素子は、θ＝２０度でのコントラスト比の視野角依存性が小さく、比較例１より優れていることがわかった。すなわち、θ＝２０度のずれをもってアイポイントを設定した場合、本実施の形態による液晶表示素子と比較例１との間には、左右方向の視角性能の差が顕著に見られ、本実施の形態による液晶表示素子は、非常に優れた視角性能を示すことが分かった。
【００７３】
以上述べたように、本発明における液晶表示素子では、上記特性の層構造を新たに設けることにより、θ方向のコントラスト比の視角依存性を抑えて、視角特性に優れた高コントラスト比の画像表示をすることができる。
【００７４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態における液晶表示素子を構成する層構造の説明図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態における液晶表示素子の構成を説明する模式的な部分断面図である。
【図３】液晶表示素子の構造と光学仕様を模式的に示す図である。
【図４】（ａ）は、図３の（ａ）に示す液晶表示素子の等コントラスト曲線であり、（ｂ）は、その初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示す図である。
【図５】（ａ）は、図３の（ｂ）に示す液晶表示素子の等コントラスト曲線であり、（ｂ）は、その初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示す図である。
【図６】（ａ）は、図３の（ｃ）に示す液晶表示素子の等コントラスト曲線であり、（ｂ）は、その初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示す図である。
【図７】（ａ）は、図３の（ｄ）に示す液晶表示素子の等コントラスト曲線であり、（ｂ）は、その初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示す図である。
【図８】（ａ）は、図３の（ｅ）に示す液晶表示素子の等コントラスト曲線であり、（ｂ）は、その初期垂直配向時における黒表示での透過率の視角特性を示す図である。
【図９】（ａ）は、正面方向のアイポイントにおけるコントラスト比の視野角依存性であり、（ｂ）は、電圧無印加時における透過率の視野角依存性である。
【図１０】θ＝２０度におけるコントラスト比について、左右方向での視野角依存性を評価した結果である。
【符号の説明】
【００７６】
１，２  層構造
３  屈折率楕円体
１１，２１，３１  ＶＡモード液晶表示素子
１２，１５，２２，２５，３２，３６  偏光板
１３，２３，３３  液晶セル
１４，２４，３５，３７  層構造
【図１】
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【図２】
2008003513.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008003513.tif 000006
【図５】
2008003513.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008003513.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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