(57)【要約】【課題】薄型化及び低コスト化が実現できるとともに、光学特性の良好な液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸのそれぞれに反射部ＰＲ及び透過部ＰＴを有する液晶表示装置であって、互いに対向して配置されたアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に液晶層ＬＱを保持した液晶表示パネルＬＰＮと、アレイ基板ＡＲの液晶層ＬＱを保持する面とは反対の外面に設けられた第１偏光制御素子ＰＯＬ１と、対向基板ＣＴの液晶層ＬＱを保持する面とは反対の外面に設けられた第２偏光制御素子ＰＯＬ２と、を備えている。第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、これらを通過する光の偏光状態を制御し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を形成し、しかも、液晶表示パネルＬＰＮの法線に対して主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率は反主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率より大きいことを特徴とする。【選択図】      図２
2005107501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の画素のそれぞれに反射部及び透過部を有する液晶表示装置であって、
互いに対向して配置された第１基板と第２基板との間に液晶層を保持した液晶表示パネルと、
前記第１基板の前記液晶層を保持する面とは反対の外面に設けられた第１偏光制御素子と、
前記第２基板の前記液晶層を保持する面とは反対の外面に設けられた第２偏光制御素子と、を備え、
前記第１偏光制御素子及び前記第２偏光制御素子は、前記液晶層に楕円偏光の偏光状態を有する光が入射するように、これらを通過する光の偏光状態を制御し、
しかも、前記液晶表示パネルに対して主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率は、反主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率より大きいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示パネルに入射する楕円偏光の楕円率分布は、前記液晶表示パネルの法線方向を基準として主視角方向と反主視角方向とで非対称であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶表示パネルに入射する楕円偏光の楕円率分布は、主視角方向で楕円率の最大値を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１偏光制御素子及び前記第２偏光制御素子のそれぞれは、少なくとも１つの偏光板と、少なくとも１つの位相差板とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記位相差板は、所定波長の光に対して常光線と異常光線との間に１／４波長の位相差を与える１／４波長板であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１偏光制御素子及び前記第２偏光制御素子においては、前記偏光板の吸収軸と、前記位相差板の遅相軸との成す鋭角の角度は、２５度以上７０度以下の範囲にあることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１偏光制御素子側から前記液晶表示パネルを照明するバックライトユニットを備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
表示モードがノーマリーホワイトであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１偏光制御素子及び前記第２偏光制御素子の少なくとも一方は、二軸性の位相差板を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１偏光制御素子及び前記第２偏光制御素子の少なくとも一方は、液晶分子をハイブリッド配向させた液晶フィルムを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１偏光制御素子は、１つの偏光板と、所定波長の光に対して常光線と異常光線との間に１／４波長の位相差を与える一軸性の１／４波長板と、液晶分子をハイブリッド配向させた液晶フィルムとで構成され、
前記第２偏光制御素子は、１つの偏光板と、一軸性の１／４波長板とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第１偏光制御素子は、１つの偏光板と、所定波長の光に対して常光線と異常光線との間に１／４波長の位相差を与える二軸性の１／４波長板と、液晶分子をハイブリッド配向させた液晶フィルムとで構成され、
前記第２偏光制御素子は、１つの偏光板と、一軸性の１／４波長板とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
マトリクス状に配置された複数の画素のそれぞれに反射部及び透過部を有する液晶表示装置であって、
互いに対向して配置された第１基板と第２基板との間に液晶層を保持した液晶表示パネルと、
前記第１基板の前記液晶層を保持する面とは反対の外面に設けられた第１偏光制御素子と、
前記第２基板の前記液晶層を保持する面とは反対の外面に設けられた第２偏光制御素子と、を備え、
前記第１偏光制御素子及び前記第２偏光制御素子は、前記液晶層に楕円偏光の偏光状態を有する光が入射するように、これらを通過する光の偏光状態を制御し、
しかも、前記液晶表示パネルに対して主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率は、０．４５以上であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１偏光制御素子及び前記第２偏光制御素子のそれぞれは、１つの偏光板と、所定波長の光に対して常光線と異常光線との間に１／４波長の位相差を与える一軸性の１／４波長板とで構成されたことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記第１偏光制御素子及び前記第２偏光制御素子においては、前記偏光板の吸収軸と、前記位相差板の遅相軸との成す鋭角の角度は、２５度以上７０度以下の範囲にあることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に係り、特に、外光を利用して画像を表示する反射部とバックライト光を利用して画像を表示する透過部とを一画素内に有する半透過型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半透過型液晶表示装置は、同一画素内において、反射電極を有する反射部と、透過電極を有する透過部とを備えている。このような半透過型液晶表示装置は、暗所においては、画素内の透過部を利用してバックライト光を選択的に透過することによって画像を表示する透過型液晶表示装置として機能する。また、この半透過型液晶表示装置は、明所においては、画素内の反射部を利用して外光を選択的に反射することによって画像を表示する反射型液晶表示装置として機能する。これにより、消費電力を大幅に低減することができる。
【０００３】
半透過型液晶表示装置は、液晶表示パネルを構成するアレイ基板及び対向基板の外面にそれぞれ光の偏光状態を制御する偏光制御素子を備えている。これらの偏光制御素子は、偏光板と、２種類の位相差板（所定波長の光に対して常光線と異常光線との間に１／２波長の位相差を与える１／２波長板、及び、所定波長の光に対して常光線と異常光線との間に１／４波長の位相差を与える１／４波長板）とを組み合わせて構成された円偏光板である。すなわち、偏光制御素子は、液晶層に入射する所定波長の光の偏光状態を円偏光とするように制御するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このような構成の半透過型液晶表示装置は、様々な用途で利用可能であるが、その特徴から携帯電話の表示装置としての用途が高まっている。携帯電話への利用を考慮する際、実使用の観点から透過表示時の視野角特性の改善が強く要望されている。
【０００５】
例えば、それぞれの偏光制御素子が上述したような２種類の位相差板を含んで構成された半透過型液晶表示装置では、その視野角特性は、３０°（ＣＲ（コントラスト）＝１０）とかなり狭く課題となっている。特に、視線を液晶表示パネルの法線方向から画面の上側及び下側に倒して観察した場合の視野角特性の向上が望まれている。
【特許文献１】特開平０１−２７００２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、薄型化及び低コスト化が実現できるとともに、光学特性の良好な液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の様態による液晶表示装置は、
マトリクス状に配置された複数の画素のそれぞれに反射部及び透過部を有する液晶表示装置であって、
互いに対向して配置された第１基板と第２基板との間に液晶層を保持した液晶表示パネルと、
前記第１基板の前記液晶層を保持する面とは反対の外面に設けられた第１偏光制御素子と、
前記第２基板の前記液晶層を保持する面とは反対の外面に設けられた第２偏光制御素子と、を備え、
前記第１偏光制御素子及び前記第２偏光制御素子は、前記液晶層に楕円偏光の偏光状態を有する光が入射するように、これらを通過する光の偏光状態を制御し、
しかも、前記液晶表示パネルに対して主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率は、反主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率より大きいことを特徴とする。
【０００８】
この発明の第２の様態による液晶表示装置は、
マトリクス状に配置された複数の画素のそれぞれに反射部及び透過部を有する液晶表示装置であって、
互いに対向して配置された第１基板と第２基板との間に液晶層を保持した液晶表示パネルと、
前記第１基板の前記液晶層を保持する面とは反対の外面に設けられた第１偏光制御素子と、
前記第２基板の前記液晶層を保持する面とは反対の外面に設けられた第２偏光制御素子と、を備え、
前記第１偏光制御素子及び前記第２偏光制御素子は、前記液晶層に楕円偏光の偏光状態を有する光が入射するように、これらを通過する光の偏光状態を制御し、
しかも、前記液晶表示パネルに対して主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率は、０．４５以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、薄型化及び低コスト化が実現できるとともに、光学特性の良好な液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの半透過型カラー液晶表示装置であって、液晶表示パネルＬＰＮを備えている。この液晶表示パネルＬＰＮは、アレイ基板（第１基板）ＡＲと、アレイ基板ＡＲと互いに対向して配置された対向基板（第２基板）ＣＴと、これらアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えて構成されている。
【００１２】
また、この液晶表示装置は、アレイ基板ＡＲの液晶層ＬＱを保持する面とは反対の外面に設けられた第１偏光制御素子ＰＯＬ１、及び、対向基板ＣＴの液晶層ＬＱを保持する面とは反対の外面に設けられた第２偏光制御素子ＰＯＬ２を備えている。さらに、この液晶表示装置は、第１偏光制御素子ＰＯＬ１側から液晶表示パネルＬＰＮを照明するバックライトユニットＢＬを備えている。
【００１３】
このような液晶表示装置は、画像を表示する表示領域ＤＳＰにおいて、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを備えている。各画素ＰＸは、外光を選択的に反射することによって画像を表示（反射表示）する反射部ＰＲと、バックライトユニットＢＬからのバックライト光を選択的に透過することによって画像を表示（透過表示）する透過部ＰＴと、を有している。
【００１４】
アレイ基板ＡＲは、ガラス板や石英板などの光透過性を有する絶縁基板１０を用いて形成される。すなわち、このアレイ基板ＡＲは、表示領域ＤＳＰにおいて、画素毎に配置されたｍ×ｎ個の画素電極ＥＰ、これら画素電極ＥＰの行方向に沿ってそれぞれ形成されたｎ本の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｎ）、これら画素電極ＥＰの列方向に沿ってそれぞれ形成されたｍ本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｍ）、各画素ＰＸにおいて走査線Ｙと信号線Ｘとの交差位置近傍に配置されたｍ×ｎ個のスイッチング素子Ｗ（例えば薄膜トランジスタ）、液晶容量ＣＬＣと並列に補助容量ＣＳを構成するよう画素電極ＥＰに容量結合する補助容量線ＡＹなどを備えている。
【００１５】
アレイ基板ＡＲは、さらに、表示領域ＤＳＰの周辺の駆動回路領域ＤＣＴにおいて、ｎ本の走査線Ｙに接続された走査線ドライバＹＤ、及び、ｍ本の信号線Ｘに接続された信号線ドライバＸＤの少なくとも一部を備えている。走査線ドライバＹＤは、コントローラＣＮＴによる制御に基づいてｎ本の走査線Ｙに順次走査信号（駆動信号）を供給する。また、信号線ドライバＸＤは、コントローラＣＮＴによる制御に基づいて各行のスイッチング素子Ｗが走査信号によってオンするタイミングでｍ本の信号線Ｘに映像信号（駆動信号）を供給する。これにより、各行の画素電極ＥＰは、対応するスイッチング素子Ｗを介して供給される映像信号に応じた画素電位にそれぞれ設定される。
【００１６】
各スイッチング素子Ｗは、Ｎチャネル薄膜トランジスタであり、絶縁基板１０上に配置されたポリシリコン半導体層１２を備えている。ポリシリコン半導体層１２は、チャネル領域１２Ｃを挟んだ両側にそれぞれソース領域１２Ｓ及びドレイン領域１２Ｄを有している。このポリシリコン半導体層１２は、ゲート絶縁膜１４によって覆われている。
【００１７】
スイッチング素子Ｗのゲート電極ＷＧは、１本の走査線Ｙに接続され（あるいは走査線Ｙと一体的に形成され）、走査線Ｙ及び補助容量線ＡＹとともにゲート絶縁膜１４上に配置されている。これらゲート電極ＷＧ、走査線Ｙ、及び、補助容量線ＡＹは、層間絶縁膜１６によって覆われている。
【００１８】
スイッチング素子Ｗのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、層間絶縁膜１６上においてゲート電極ＷＧの両側に配置されている。ソース電極ＷＳは、１個の画素電極ＥＰに接続されるとともに、ポリシリコン半導体層１２のソース領域１２Ｓにコンタクトしている。ドレイン電極ＷＤは、１本の信号線Ｘに接続される（あるいは信号線Ｘと一体に形成される）とともに、ポリシリコン半導体層１２のドレイン領域１２Ｄにコンタクトしている。これらソース電極ＷＳ、ドレイン電極ＷＤ、及び信号線Ｘは、有機絶縁膜１８によって覆われている。
【００１９】
画素電極ＥＰは、反射部ＰＲに対応して設けられた反射電極ＥＰＲ及び透過部ＰＴに対応して設けられた透過電極ＥＰＴを有している。反射電極ＥＰＲは、有機絶縁膜１８上に配置され、ソース電極ＷＳと電気的に接続されている。この反射電極ＥＰＲは、アルミニウムなどの光反射性を有する金属膜によって形成される。透過電極ＥＰＴは、層間絶縁膜１６上に配置され、反射電極ＥＰＲと電気的に接続されている。この透過電極ＥＰＴは、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）などの光透過性を有する金属膜によって形成される。すべての画素ＰＸに対応した画素電極ＥＰは、配向膜２０によって覆われている。
【００２０】
一方、対向基板ＣＴは、ガラス板や石英板などの光透過性を有する絶縁基板３０を用いて形成される。すなわち、この対向基板ＣＴは、表示領域ＤＳＰにおいて、各画素ＰＸを区画するブラックマトリクス３２、ブラックマトリクス３２によって囲まれた各画素に配置されたカラーフィルタ３４、単一の対向電極ＥＴなどを備えている。
【００２１】
ブラックマトリクス３２は、アレイ基板ＡＲに設けられた走査線Ｙや信号線Ｘなどの配線部に対向するように配置されている。カラーフィルタ３４は、互いに異なる複数の色、例えば赤色、青色、緑色といった３原色にそれぞれ着色された着色樹脂によって形成されている。赤色着色樹脂、青色着色樹脂、及び緑色着色樹脂は、それぞれ赤色画素、青色画素、及び緑色画素に対応して配置されている。
【００２２】
なお、カラーフィルタ３４は、反射部ＰＲと透過部ＰＴとで光学濃度が異なるように形成しても良い。すなわち、反射部ＰＲでは、表示に寄与する外光がカラーフィルタ３４を２回通過するのに対して、透過部ＰＴでは、表示に寄与するバックライト光がカラーフィルタ３４を１回通過するのみである。したがって、反射部ＰＲと透過部ＰＴとで色味を整えるためには、反射部ＰＲに配置された着色樹脂の光学濃度を透過部ＰＴに配置された着色樹脂の半分程度にすることが望ましい。
【００２３】
対向電極ＥＴは、すべての画素ＰＸの画素電極ＥＰに対向するように配置されている。この対向電極ＥＴは、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）などの光透過性を有する金属膜によって形成される。また、この対向電極ＥＴは、配向膜３６によって覆われている。
【００２４】
このような対向基板ＣＴと上述したようなアレイ基板ＡＲとをそれぞれの配向膜２０及び３６が対向するように配置したとき、両者の間に配置された図示しないスペーサにより、所定のギャップが形成される。すなわち、反射部ＰＲには、透過部ＰＴのほぼ半分程度のギャップが形成される。この実施の形態では、反射部ＰＲのギャップは約２．８μｍであり、透過部ＰＴのギャップは約４．８μｍに設定した。
【００２５】
液晶層ＬＱは、これらアレイ基板ＡＲの配向膜２０と対向基板ＣＴの配向膜３６との間に形成されたギャップに封入された液晶分子４０を含む液晶組成物で構成さていれる。この実施の形態では、液晶組成物としてＭＪ０１２１６６（メルク社製、Δｎ＝０．０６１）を適用し、液晶分子４０のツイスト角は０ｄｅｇとした。
【００２６】
第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、これらを通過した光の偏光状態を制御する。すなわち、第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、液晶層ＬＱに楕円偏光の偏光状態を有する光が入射するように自身を通過する光の偏光状態を制御する。したがって、第１偏光制御素子ＰＯＬ１に入射したバックライト光の偏光状態は、第１偏光制御素子ＰＯＬ１を通過した際に楕円偏光に変換される。その後、第１偏光制御素子ＰＯＬ１から出射されたバックライト光は、楕円偏光の偏光状態を保って液晶層ＬＱに入射する。
【００２７】
また、第２偏光制御素子ＰＯＬ２も同様に、液晶層ＬＱに楕円偏光の偏光状態を有する光が入射するように自身を通過する光の偏光状態を制御する。したがって、第２偏光制御素子ＰＯＬ２に入射した外光の偏光状態は、第２偏光制御素子ＰＯＬ１を通過した際に楕円偏光に変換される。その後、第２偏光制御素子ＰＯＬ２から出射された外光は、楕円偏光の偏光状態を保って液晶層ＬＱに入射する。
【００２８】
第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、少なくとも１つの第１偏光板５１と、少なくとも１つの第１位相差板５２とで構成されている。また、第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、少なくとも１つの第２偏光板６１と、少なくとも１つの第２位相差板６２とで構成されている。これら第１位相差板５２及び第２位相差板６２は、所定波長の光に対して常光線と異常光線との間に１／４波長の位相差を与えるいわゆる１／４波長板である。
【００２９】
ここで適用される偏光板は、光の進行方向に直交する平面内において、互いに直交する吸収軸及び透過軸を有している。このような偏光板は、ランダムな方向の振動面を有する光から、透過軸と平行な１方向の振動面を有する光すなわち直線偏光の偏光状態を有する光を取り出すものである。
【００３０】
また、ここで適用される位相差板は、互いに直交する遅相軸及び進相軸を有している。遅相軸は、複屈折を議論する上で、相対的に屈折率の大きな軸に対応し、進相軸は、相対的に屈折率の小さな軸に対応する。遅相軸は、常光線の振動面と一致するものとする。進相軸は、異常光線の振動面と一致するものとする。常光線及び異常光線の屈折率をそれぞれｎｏ及びｎｅとし、それぞれの光線の進行方向に沿った位相差板の厚さをｄとしたとき、位相差板のリタデーション値Δｎ・ｄ（ｎｍ）は、（ｎｅ・ｄ−ｎｏ・ｄ）で定義される（つまり、Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ）。
【００３１】
以下の説明では、偏光板５１及び６１については吸収軸５１Ｔ及び６１Ｔによってそれぞれの配置を特定し、また、位相差板５２及び６２については遅相軸５２Ｄ及び６２Ｄによってそれぞれの配置を特定するものとする。
【００３２】
すなわち、図３に示すように、この実施の形態に係る液晶表示装置においては、対向基板側から観察したとき、アレイ基板ＡＲ（または対向基板ＣＴ）の主面に平行な平面内において、便宜上、互いに直交するＸ軸及びＹ軸を定義する。ここで、Ｘ軸は画面の水平方向に対応し、Ｙ軸は画面の垂直方向に対応するものとする。また、Ｘ軸の正（＋）の方向（０°方位）が画面の右側に対応し、Ｘ軸の負（−）の方向（１８０°方位）が画面の左側に対応するものとする。さらに、Ｙ軸の正（＋）の方向（９０°方位）が画面の上側に対応し、Ｙ軸の負（−）の方向（２７０°方位）が画面の下側に対応するものとする。
【００３３】
また、液晶層ＬＱをホモジニアス配向した液晶分子４０を含む液晶組成物で構成した場合、Ｘ−Ｙ平面内において、液晶分子４０のダイレクタ（液晶分子の長軸方向）４０ＤをＹ軸と平行に設定する。なお、Ｘ軸を基準とした場合（Ｘ軸上の正方向を０°方位とした場合）、ダイレクタ４０Ｄは、２７０°の方位に相当する。
【００３４】
つまり、図４に示すように、液晶表示パネルの法線ＺとＹ軸とを含むＹ−Ｚ平面内において、法線Ｚを基準としてＹ軸の正（＋）の方向に倒れたときの法線Ｚとのなす角度Θ（ｄｅｇ）を正（＋）とし、法線Ｚを基準としてＹ軸の負（−）の方向に倒れたときの法線Ｚとのなす角度Θを負（−）とするとき、液晶分子４０のダイレクタ４０Ｄは、法線Ｚとのなす角度Θが負の範囲に存在する。ここでは、液晶分子４０のダイレクタ４０Ｄが存在する範囲すなわちΘが０°から−９０°までの範囲を主視角方向（画面下側）とし、液晶分子４０のダイレクタ４０Ｄが存在しない範囲すなわちΘが０°から＋９０°までの範囲を反主視角方向（画面上側）とする。
【００３５】
また、このとき、第２偏光板６１は、その吸収軸６１ＴとＸ軸との間に成す角度Ａ（ｄｅｇ）で配置される。第２位相差板６２は、その遅相軸６２ＤとＸ軸との間に成す角度Ｂ（ｄｅｇ）で配置される。第１偏光板５１は、その吸収軸５１ＴとＸ軸との間に成す角度Ｃ（ｄｅｇ）で配置される。第１位相差板５２は、その遅相軸５２ＤとＸ軸との間に成す角度Ｄ（ｄｅｇ）で配置される。
【００３６】
ここで、図４を参照してコントラストの視野角依存性が発生するメカニズムについて説明する。
【００３７】
すなわち、液晶表示パネルの法線Ｚに平行な方向から視線を主視角方向に倒して観察した際、見かけ上の液晶分子４０のΔｎが小さくなる。このため、主視角方向で観察した場合の液晶層のリタデーション値Δｎ・ｄ（液晶層のΔｎとセルギャップｄとの積）は、法線Ｚ方向から観察した場合の値より小さくなる。これは、液晶表示パネルの法線Ｚ方向から主視角方向に視線を倒すにしたがって、白（特に階調）の輝度が急激に低下する現象として視認される。
【００３８】
また、反主視角方向で観察した場合の液晶層のリタデーション値は、法線Ｚ方向から観察した場合の値より大きくなる。これは、液晶表示パネルの法線Ｚ方向から反主視角方向に視線を倒すにしたがって、黒の輝度が急激に増加する現象として視認される。
【００３９】
このように画面の上下方向で視野角をΘの範囲で振ったときに、上下方向でリタデーション値Δｎ・ｄが異なる変化を示すことになり、表示性能としても異なる現象を示す。特に、携帯電話としての用途では主視角方向における白の輝度低下に対する改善が強く要望されている。これに対して、画面の左右方向では視野角を振ったときリタデーション値Δｎ・ｄは左右対称に変化し、かつ、その変化率も大きくないことから、特に改善の要望はない。
【００４０】
画面の上下方向で視野角を拡大するためには、上下方向で急激に変化する液晶層のリタデーション値Δｎ・ｄを光学的に補償する必要がある。つまり、リタデーション値Δｎ・ｄが次第に小さくなるように変化する主視角方向では、楕円率（＝短軸方向の振幅／長軸方向の振幅）の大きい偏光状態（円偏光に近い偏光状態）の光で光学補償する必要がある。逆に、リタデーション値Δｎ・ｄが次第に大きくなるように変化する反主視角方向では、楕円率の小さい偏光状態（直線偏光に近い偏光状態）の光で光学補償する必要がある。換言すると、液晶表示パネルに対して主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率が反主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率より大きくなるような光学補償を実現することにより、原理的に視野角依存性を改善することが可能となる。
【００４１】
つまり、液晶分子４０のダイレクタ４０Ｄを基準として、第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２の設定を調整することで、楕円偏光の楕円率を制御することが可能である。したがって、第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２の少なくとも一方を最適化することによって、所望の楕円率を有した偏光状態を形成することができる。
【００４２】
より具体的には、上述したような光学補償を実現するための一手法として、各偏光制御素子を構成する偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸との成す鋭角の角度を２５度以上７０度以下の範囲に設定することが挙げられる。このような最適化により、液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光の楕円率は、主視角方向で相対的に大きく、また、反主視角方向で相対的に小さくなるように設定される。これにより、画面の視野角を劇的に拡大することが可能となる。また、偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸との成す鋭角の角度を上述した範囲に設定することにより、カラー表示に利用されるすべての波長範囲例えば４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの波長範囲の光に対して、所定範囲の楕円率の偏光状態を形成することができ、ほぼ均一な楕円率の楕円偏光を利用することができる。これにより、位相差板におけるリタデーション値の波長依存性による光学特性の劣化も防止することが可能となる。
【００４３】
このとき、理想的には、各偏光制御素子により、図５に示すような楕円率分布を形成することが望ましい。すなわち、主視角方向及び反主視角方向における楕円率分布は、法線Ｚを基準（Θ＝０°）としたとき、主視角方向と反主視角方向とで非対称であることが望ましい。つまり、楕円率分布において、絶対値が同一のなす角度Θについては、概ね主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率と、反主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率とが異なる。また、この楕円率分布において、絶対値が同一のなす角度Θについては、主視角方向の楕円率が反主視角方向の楕円率より概ね大きくなるように設定されることが望ましい。これにより、画面の上側及び下側について液晶層のリタデーション値Δｎ・ｄを効果的に光学補償することが可能となり、視野角特性を向上することができる。
【００４４】
また、さらには上述した楕円率分布において、主視角方向で楕円率の最大値を有することが望ましい。すなわち、液晶分子４０のダイレクタ４０Ｄが存在する主視角方向では、法線方向（正面）の楕円率よりも円偏光に近い楕円率の大きい偏光状態を形成することが望ましい。つまり、リタデーション値Δｎ・ｄが最も小さくなるダイレクタ４０Ｄ方向に相当するなす角度Θの付近において、楕円率が最大となることが望ましい。これにより、画面の視野角特性をより一層向上することが可能となる。
【００４５】
特に、画面の下側の視野角を拡大するためには、少なくとも主視角方向のΘが０°から−８０°の範囲、望ましくは主視角方向の全域（Θが０°から−９０°の範囲）において、０．４５以上の楕円率を有する楕円偏光で光学的に補償することが好ましい。この程度の楕円率を有する楕円偏光であれば、液晶層のリタデーション値を効果的に補償することができ、特に透過表示における主視角方向でのコントラストの視野角依存性を十分に改善することが可能である。
【００４６】
次に、表示モードがノーマリーホワイトモードの半透過型液晶表示装置による反射表示及び透過表示の動作について、図２を参照してより詳細に説明する。
【００４７】
まず、反射部ＰＲにおける液晶層ＬＱを通過する光は、液晶層ＬＱに電位差を生じさせていない状態すなわち電圧無印加時において、以下のように動作する。すなわち、対向基板ＣＴ側から入射した外光は、第２偏光制御素子ＰＯＬ２を通過することにより例えば時計回りの楕円偏光の偏光状態を有するように変換された後、対向基板ＣＴを介して液晶層ＬＱに入射する。この楕円偏光は、液晶層ＬＱを通過する際にπ／２の位相差が与えられた後に反射電極ＥＰＲに達する。反射電極ＥＰＲにより反射された反射光は、その時点でπの位相差が与えられ、再び液晶層ＬＱを通過する際にπ／２の位相差が与えられる。つまり、液晶層ＬＱを往復した楕円偏光は２πの位相差が与えられることになる。したがって、反射部ＰＲによって反射された反射光は、時計回りの楕円偏光の偏光状態を保って対向基板ＣＴを通過する。この楕円偏光は、第２偏光制御素子ＰＯＬ２を通過可能であるため、カラーフィルタ３４の色に即した単色の明表示に寄与する。
【００４８】
一方、反射部ＰＲにおける液晶層ＬＱを通過する光は、液晶層ＬＱに電位差を生じさせた状態すなわち電圧印加時において、以下のように動作する。すなわち、電圧無印加時と同様に、対向基板ＣＴ側から入射した外光は、第２偏光制御素子ＰＯＬ２を通過することにより例えば時計回りの楕円偏光の偏光状態を有するように変換され、対向基板ＣＴを介して液晶層ＬＱに入射する。この楕円偏光は、電圧印加時の液晶層ＬＱの残留リタデーションが０の場合には、液晶層ＬＱを通過する際に位相差の影響を受けないので、そのままの偏光状態を保って反射電極ＥＰＲに達する。反射電極ＥＰＲにより反射された反射光は、前述と同様にその時点でπの位相差が与えられ、再び液晶層ＬＱを通過するが、位相差の影響を受けないので、液晶層ＬＱを往復した楕円偏光はπの位相差が与えられることになる。つまり、反射部ＰＲによって反射された反射光は、反時計回りの楕円偏光の偏光状態に変換されて対向基板ＣＴを通過する。この楕円偏光は、第２偏光制御素子ＰＯＬ２を通過しない。このため、暗表示すなわち黒表示となる。
【００４９】
なお、液晶層ＬＱに電圧を印加した場合には、基板界面の液晶分子は、配向規制力（アンカリング）により完全に立ちきらないため、電圧印加時の液晶層ＬＱの残留リタデーションは０ではなく、数〜数十ｎｍ程度の残留リタデーションを有するのが通常である。その際は、第２偏光制御素子ＰＯＬ２を構成する第２位相差板６２のリタデーション値を液晶層ＬＱの残留リタデーションの分だけ小さくすることにより、反射電極ＥＰＲに達する光の偏光状態は液晶層ＬＱの残留リタデーションが０の時と同一となり、上述と同様なメカニズムで黒表示を行うことができる。
【００５０】
このように、反射部ＰＲでは、外光を選択的に反射することによって画像を表示する。
【００５１】
透過部ＰＴにおける液晶層ＬＱを通過する光は、電圧無印加時において、以下のように動作する。すなわち、バックライトユニットＢＬから出射されたバックライト光は、第１偏光制御素子ＰＯＬ１を通過することにより例えば反時計回りの楕円偏光の偏光状態を有するように変換され、アレイ基板ＡＲを介して液晶層ＬＱに入射する。この楕円偏光は、反射部ＰＲの約２倍のギャップを有する透過部ＰＴにおいて液晶層ＬＱを通過する際にπの位相差が与えられる。つまり、透過部ＰＴを透過した透過光は、時計回りの楕円偏光の偏光状態を有するように変換され、対向基板ＣＴを通過する。この楕円偏光は、第２偏光制御素子ＰＯＬ２を通過可能であるため、カラーフィルタ３４の色に即した単色の明表示に寄与する。
【００５２】
一方、透過部ＰＴにおける液晶層ＬＱを通過する光は、電圧印加時において、以下のように動作する。すなわち、電圧無印加時と同様に、アレイ基板ＡＲ側から入射したバックライト光は、第１偏光制御素子ＰＯＬ１を通過することにより例えば反時計回りの楕円偏光の偏光状態を有するように変換され、アレイ基板ＡＲを介して液晶層ＬＱに入射する。この楕円偏光は、例えば電圧印加時の液晶層の残留リタデーションが０の場合には、液晶層ＬＱを通過する際に位相差の影響を受けないので、そのままの偏光状態を保って対向基板ＣＴを通過する。この楕円偏光は、第２偏光制御素子ＰＯＬ２を通過しない。このため、暗表示、すなわち黒表示となる。
【００５３】
このように、透過部ＰＴでは、バックライト光を選択的に透過することによって画像を表示する。
【００５４】
（第１実施形態）  
まず、第１実施形態について説明する。この第１実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、図６に示すように、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板側に設けられた第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、１つの第１偏光板５１と、１つの第１位相差板（一軸性の１／４波長板）５２とで構成されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板側に設けられた第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、１つの第２偏光板６１と、１つの第２位相差板（一軸性の１／４波長板）６２とで構成されている。
【００５５】
なお、液晶表示パネルＬＰＮにおいて、液晶層を構成する液晶組成物及び透過部及び反射部のギャップについては、先に説明した通りである。
【００５６】
この第１実施形態では、第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２を最適化し、偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸との成す鋭角の角度を２５度以上７０度以下の範囲に設定している。すなわち、図７に示すように、成す角度Ａは０°であり、成す角度Ｂは３６°である。このため、第２偏光板６１の吸収軸６１Ｔと第２位相差板６２の遅相軸６２Ｄとの成す鋭角の角度θ２は３６°である。また、成す角度Ｃは９８°であり、成す角度Ｄは１５０．５°である。このため、第１偏光板５１の吸収軸５１Ｔと第１位相差板５２の遅相軸５２Ｄとの成す鋭角の角度θ１は５２．５°である。なお、第１位相差板５２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１５０ｎｍである。また、第２位相差板６２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。
【００５７】
これらＡ乃至Ｄの成す角度や第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値は、液晶表示パネルＬＰＮの画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に電位差を与えていない電圧無印加時のリタデーション値や、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に電位差を与えた電圧印加時の残留リタデーション値により変化するため、図７に示したような値のみに限定されるものではない。
【００５８】
このように構成された第１実施形態に係る液晶表示装置の光学特性を測定した。なお、１枚の偏光板と、２種類の位相差板（１／２波長板及び１／４波長板）とで構成した偏光制御素子を液晶表示パネルの両外面に備えた半透過型液晶表示装置を比較例１とし、これについても同様に光学特性を測定した。
【００５９】
図８に示すように、比較例１は、波長５５０ｎｍの光に対して楕円率０．８８が得られ、かつ、４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの波長範囲でほぼ同等の楕円率が得られるように構成している。第１実施形態は、波長５５０ｎｍの光に対して楕円率０．７５が得られ、かつ、４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの波長範囲でほぼ同等の楕円率が得られるように構成している。
【００６０】
これら比較例１及び第１実施形態のそれぞれの反射部による光学特性は以下のようになる。すなわち、比較例１では、反射部による反射率が７％であったのに対して、第１実施形態でも、比較例１とほぼ同等の反射率が得られ、６．９８％であった。なお、ここで測定した反射率は、液晶表示装置の対向基板側から入射した白色の外光（入射光）の強度に対して、反射部により反射された反射光の強度の割合に相当し、ミノルタ社製の反射率計ＣＭ−５０８Ｄを用いて測定した。入射光は、対向基板に対してほぼ垂直な方向（対向基板の法線方向）から入射した拡散光である。反射光の強度は、対向基板の法線から８°傾斜した位置に配置した検出器によって測定した。
【００６１】
また、比較例１では、反射部によるコントラストが２５であったのに対して、第１実施形態では、コントラストが許容範囲内の１５となった。さらに、比較例１では、反射部により表示された画像の白色の色味が色度座標上において（０．３１９、０．３３９）であったのに対して、第１実施形態では、白色の色味が色度座標上において（０．３２１、０．３４１）であり、比較例１とほぼ同等の白味が実現できた。
【００６２】
一方で、これら比較例１及び第１実施形態のそれぞれの透過部による光学特性は以下のようになる。すなわち、比較例１では、透過部による透過率が４．４％であったのに対して、第１実施形態でも、比較例１とほぼ同等の透過率が得られ、４．４％であった。なお、ここで測定した透過率は、液晶表示装置のアレイ基板側から入射した白色のバックライト光（入射光）の強度に対して、透過部を透過した透過光の強度の割合に相当し、トプコン社製の透過率計ＢＭ−５Ａを用いて測定した。入射光は、アレイ基板に対してほぼ垂直な方向（アレイ基板の法線方向）から入射した拡散光である。透過光の強度は、対向基板の法線から８°傾斜した位置に配置した検出器によって測定した。
【００６３】
また、比較例１では、透過部によるコントラストが１３６であったのに対して、第１実施形態では、コントラストが許容範囲内の１１３であった。なお、ここで、反射部及び透過部について測定したコントラストは、暗室内においてトプコン社製の測定機器ＢＭ−５Ａを用いて測定した。
【００６４】
さらに、比較例１では、透過部により表示された画像の白色の色味が色度座標上において（０．３０３、０．３２７）であったのに対して、第１実施形態では、白色の色味が色度座標上において（０．３１０、０．３３０）であり、比較例１とほぼ同等の白味が実現できた。なお、反射部及び透過部についての色味は、上述した各測定機器による測定と並行して色度座標値として測定した。
【００６５】
この実施の形態では、透過部における光学特性の改善、特に透過部におけるコントラストの視野角依存性を改善することを重視している。
【００６６】
図９及び図１０は、それぞれ比較例１及び第１実施形態に係る液晶表示装置の主視角方向及び反主視角方向における楕円率分布をシミュレーションした結果を示す図である。これら図９及び図１０を比較して明らかなように、第１実施形態においては、画面の下側すなわち主視角方向で楕円偏光の楕円率を大きくすることができ、主視角方向全域において０．４５以上の楕円率を有する楕円偏光を形成することができた。しかも、主視角方向の楕円率分布の変化を緩やかにすることができた。これにより、主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を円偏光に近い偏光状態とすることができ、比較例１と比較して主視角方向での液晶層のリタデーション値を効果的に光学補償することが可能となる。
【００６７】
図１１及び図１２は、それぞれ比較例１及び第１実施形態に係る液晶表示装置の透過部におけるコントラストの視野角依存性をシミュレーションした特性図である。このような特性図では、中心が液晶表示パネルの法線方向に相当し、０°（ｄｅｇ）方位がＸ軸上の正（＋）の方向、１８０（ｄｅｇ）方位がＸ軸上の負（−）の方向、９０（ｄｅｇ）方位がＹ軸上の正（＋）の方向（画面上側：反主視角方向）、２７０（ｄｅｇ）方位がＹ軸上の負（−）の方向（画面下側：主視角方向）にそれぞれ相当する。また、法線方向を中心とした同心円は、法線に対する倒れ角度であり、それぞれ２０°、４０°、６０°、８０°に相当する。この特性図は、各方向について等しいコントラストが得られる角度を結ぶことで得られたものである。
【００６８】
図１１及び図１２を比較して明らかなように、第１実施形態においては画面の上下方向での視野角依存性が改善され、特に主視角方向のコントラスト低下が改善できていることが確認できた。これは、先に図１０を参照して説明したように、液晶表示パネルに入射する楕円偏光の楕円率を向上し、液晶層のリタデーション値を補償できたことによるものである。
【００６９】
なお、上述した第１実施形態では、位相差板５２及び６２として一軸性の１／４波長板であるゼオノア（住友化学社製ａｎｄ日東電工社製）を採用したが、同様の一軸性の１／４波長板であるエスシーナ（積水化学社製）やアートン（住友化学社製ａｎｄ日東電工社製）でもよく、特に限定されない。また、ＰＣ（日東電工社製）などの二軸性の位相差板であれば主視角方向の輝度低下をより改善することができ、その際、Ｎｚ係数が０乃至０．７である二軸性の位相差板を採用することが好ましい。なお、Ｎｚ係数とは、位相差板の面内での互いに直交する方位の屈折率をそれぞれｎｘ及びｎｙとし、位相差板の法線方位の屈折率をｎｚとしたときに、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で定義される値である。
【００７０】
このような第１実施形態によれば、アレイ基板側及び対向基板側にそれぞれ設けられた偏光制御素子を１枚の偏光板と１枚の位相差板とで構成したことにより、位相差板の数を減らすことができ、各偏光制御素子の厚さを薄くすることができるとともに装置全体の薄型化が可能であり、さらに、低コスト化が可能である。
【００７１】
また、位相差板の数を減らした偏光制御素子を採用した場合であっても、液晶分子のダイレクタに対して偏光板の吸収軸及び位相差板の遅相軸を最適な角度に設定したことにより、良好な光学特性を実現することが可能である。特に透過表示において、主視角方向での視野角を拡大することができ、コントラストの視角依存性を改善することができる。
【００７２】
（第２実施形態）  
次に、第２実施形態について説明する。上述した半透過型液晶表示装置において、第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２の少なくとも一方は、液晶分子をハイブリッド配向させた液晶フィルムを含んで構成してもよい。ここでは、透過表示におけるコントラストの視野角依存性を改善する観点から、液晶表示パネルＬＰＮに入射する直前の楕円偏光の偏光状態を最適化するために、少なくとも第１偏光制御素子ＰＯＬ１が液晶フィルムを含むことが望ましい。
【００７３】
すなわち、この第２実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、図１３に示すように、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板側に設けられた第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、１つの第１偏光板５１と、１つの第１位相差板（一軸性の１／４波長板）５２と、視野角拡大機能を有した２つの液晶フィルム５３Ａ及び５３Ｂとで構成されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板側に設けられた第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、１つの第２偏光板６１と、１つの第２位相差板（一軸性の１／４波長板）６２とで構成されている。ここで採用した液晶フィルム５３Ａ及び５３Ｂは、正あるいは負の屈折率異方性を有する液晶分子をハイブリッド配向させたものであり、ＷＶフィルム（富士写真フィルム社製）を採用している。
【００７４】
なお、液晶表示パネルＬＰＮにおいて、液晶層を構成する液晶組成物及び透過部及び反射部のギャップについては、先に説明した通りである。
【００７５】
この第２実施形態では、第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２を最適化し、偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸との成す鋭角の角度を２５度以上７０度以下の範囲に設定している。すなわち、図１４に示すように、成す角度Ａは０°であり、成す角度Ｂは３６°である。このため、第２偏光板６１の吸収軸６１Ｔと第２位相差板６２の遅相軸６２Ｄとの成す鋭角の角度θ２は３６°である。また、成す角度Ｃは９８°であり、成す角度Ｄは１５０．５°である。このため、第１偏光板５１の吸収軸５１Ｔと第１位相差板５２の遅相軸５２Ｄとの成す鋭角の角度θ１は５２．５°である。
【００７６】
また、第１偏光制御素子ＰＯＬ１を最適化し、液晶フィルムの遅相軸と液晶分子のダイレクタとの成す鋭角の角度を４５度とし、かつ、第１液晶フィルム５３Ａ及び第２液晶フィルム５３Ｂの各々の遅相軸の成す角度が９０度になるように設定している。このように設定することによって、正面の光学特性を劣化させることなく、視野角を拡大することができる。すなわち、液晶表示パネルＬＰＮ側に配置された第１液晶フィルム５３Ａの遅相軸はＸ軸との間の成す角度が２２５°である。また、第１位相差板５２側に配置された第２液晶フィルム５３Ｂの遅相軸はＸ軸との間の成す角度が３１５°である。さらに、第１位相差板５２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１５０ｎｍである。また、第２位相差板６２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。これらＡ乃至Ｄの成す角度や各液晶フィルムのＸ軸との間の成す角度、さらには、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値は、一例に過ぎず、図１４に示した値のみに限定されるものではない。
【００７７】
このような第２実施形態に係る液晶表示装置について、正面すなわち液晶表示パネルの法線方向から観察した場合の光学特性を測定したところ、上述した第１実施形態と同様に図８に示したような良好な結果が得られた。
【００７８】
図１５は、第２実施形態に係る液晶表示装置の主視角方向及び反主視角方向における楕円率分布をシミュレーションした結果を示す図である。図９及び図１５を比較して明らかなように、第２実施形態においては、主視角方向で楕円偏光の楕円率を大きくすることができ、主視角方向全域において０．４５以上の楕円率を有する楕円偏光を形成することができた。しかも、反主視角方向で楕円偏光の楕円率を小さくすることができた。このような楕円率分布は、図５に示した理想的な分布に極めて近似している。
【００７９】
すなわち、液晶表示パネルの主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率が反主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率より大きな楕円率分布が形成される。また、この楕円率分布は、主視角方向と反主視角方向とで非対称である。しかも、この楕円率分布においては、主視角方向で楕円率の最大値を有する。
【００８０】
これにより、主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を円偏光に近い偏光状態とすることができるとともに、反主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を直線偏光に近い偏光状態とすることができる。比較例１と比較して主視角方向及び反主視角方向での液晶層のリタデーション値を効果的に補償することが可能となる。
【００８１】
図１６は、第２実施形態に係る液晶表示装置の透過部におけるコントラストの視野角依存性をシミュレーションした特性図である。図１１及び図１６を比較して明らかなように、第２実施形態においては画面の上下方向での視野角依存性が改善され、特に主視角方向のコントラスト低下が改善できていることが確認できた。これは、先に図１５を参照して説明したように、液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光の楕円率を向上し、主視角方向で楕円率の最大値を有するように設定したことによるものである。
【００８２】
なお、この第２実施形態でも同様に、位相差板５２及び６２として一軸性の１／４波長板であるゼオノアを採用したが、同様の一軸性の１／４波長板であるエスシーナやアートンでもよく、特に限定されない。また、ＰＣなどの二軸性の位相差板であれば主視角方向の輝度低下をより改善することができ、その際、Ｎｚ係数が０乃至０．７である二軸性の位相差板を採用することが好ましい。また、視野角拡大機能を有する液晶フィルムとしてＷＶフィルムを採用したが、これに限らず、同様の機能を有するものであれば採用可能である。
【００８３】
このような第２実施形態によれば、対向基板側に設けられた偏光制御素子を１枚の偏光板と１枚の位相差板とで構成し、アレイ基板側に設けられた偏光制御素子を１枚の偏光板と１枚の位相差板と比較的薄い厚さで安価な液晶フィルムとで構成したことにより、位相差板の数を減らすことができ、各偏光制御素子の厚さを薄くすることができるとともに装置全体の薄型化が可能であり、さらに、低コスト化が可能である。
【００８４】
また、位相差板の数を減らした偏光制御素子を採用した場合であっても、液晶分子のダイレクタに対して偏光板の吸収軸及び位相差板の遅相軸を最適な角度に設定し、しかも、視野角拡大機能を有した液晶フィルムを採用して液晶フィルムの遅相軸を最適な角度に設定したことにより、良好な光学特性を実現することが可能である。特に透過表示において、主視角方向及び反主視角方向での視野角を拡大することができ、コントラストの視角依存性を改善することができる。
【００８５】
（第３実施形態）  
次に、第３実施形態について説明する。上述した半透過型液晶表示装置において、第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２の少なくとも一方は、二軸性の位相差板を含んで構成してもよい。ここでは、透過表示におけるコントラストの視野角依存性を改善する観点から、液晶表示パネルＬＰＮに入射する直前の楕円偏光の偏光状態を最適化するために、少なくとも第１偏光制御素子ＰＯＬ１が二軸性位相差板を含むことが望ましい。
【００８６】
すなわち、この第３実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、図１７に示すように、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板側に設けられた第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、１つの第１偏光板５１と、視野角拡大機能を有した１つの第１位相差板（二軸性の１／４波長板）５２と、視野角拡大機能を有した１つの液晶フィルム５３とで構成されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板側に設けられた第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、１つの第２偏光板６１と、１つの第２位相差板（一軸性の１／４波長板）６２とで構成されている。
【００８７】
この第３実施形態で採用した第１位相差板５２は、二軸性位相差板としてのＰＣフィルム（Ｎｚ係数＝０．２）である。また、第２位相差板６２は、一軸性位相差板としてのゼオノアである。さらに、液晶フィルム５３は、第２実施形態と同様のＷＶフィルムである。
【００８８】
なお、液晶表示パネルＬＰＮにおいて、液晶層を構成する液晶組成物及び透過部及び反射部のギャップについては、先に説明した通りである。
【００８９】
この第３実施形態では、第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２を最適化し、偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸との成す鋭角の角度を２５度以上７０度以下の範囲に設定している。すなわち、図１８に示すように、成す角度Ａは０°であり、成す角度Ｂは３６°である。このため、第２偏光板６１の吸収軸６１Ｔと第２位相差板６２の遅相軸６２Ｄとの成す鋭角の角度θ２は３６°である。また、成す角度Ｃは１００°であり、成す角度Ｄは１５４°である。このため、第１偏光板５１の吸収軸５１Ｔと第１位相差板５２の遅相軸５２Ｄとの成す鋭角の角度θ１は５４°である。
【００９０】
また、第１偏光制御素子ＰＯＬ１を最適化し、液晶フィルムの遅相軸とＸ軸との成す鋭角の角度を２０度以上３０度以下の範囲に設定している。すなわち、液晶フィルム５３の遅相軸はＸ軸との間の成す角度が３３７°である。さらに、第１位相差板５２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１９５ｎｍである。また、第２位相差板６２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。これらＡ乃至Ｄの成す角度や液晶フィルムのＸ軸との間の成す角度、さらには、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値は、一例に過ぎず、図１８に示した値のみに限定されるものではない。
【００９１】
このような第３実施形態に係る液晶表示装置について、正面すなわち液晶表示パネルの法線方向から観察した場合の光学特性を測定したところ、上述した第１実施形態と同様に図８に示したような良好な結果が得られた。
【００９２】
図１９は、第３実施形態に係る液晶表示装置の透過部におけるコントラストの視野角依存性をシミュレーションした特性図である。図１１及び図１９を比較して明らかなように、第３実施形態においては画面の視野角依存性が改善できていることが確認できた。
【００９３】
また、この第３実施形態において、視野角分布を最適化するためには、液晶セルのラビング方向を＋３０°回転（図３における液晶分子のダイレクタ４０Ｄを＋３０°回転）させて３００°方位とし、同時に第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２も＋３０°回転させる。
【００９４】
図２０は、第３実施形態において視野角分布を最適化した液晶表示装置の主視角方向及び反主視角方向における楕円率分布をシミュレーションした結果を示す図である。図９及び図２０を比較して明らかなように、第３実施形態においては、主視角方向で楕円偏光の楕円率を大きくすることができ、主視角方向全域において０．４５以上の楕円率を有する楕円偏光を形成することができた。しかも、反主視角方向で楕円偏光の楕円率を比較的小さく抑えることができた。
【００９５】
すなわち、液晶表示パネルの主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率が反主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率より概ね大きな楕円率分布となるとともに、この楕円率分布は主視角方向と反主視角方向とで非対称である。しかも、この楕円率分布においては、主視角方向で楕円率の最大値を有する。
【００９６】
これにより、主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を円偏光に近い偏光状態とすることができるとともに、反主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を直線偏光に近い偏光状態とすることができる。比較例１と比較して主視角方向及び反主視角方向での液晶層のリタデーション値を効果的に補償することが可能となる。
【００９７】
図２１は、第３実施形態において視野角分布を最適化した液晶表示装置の透過部におけるコントラストの視野角依存性をシミュレーションした特性図である。図１１及び図２１を比較して明らかなように、第３実施形態においては画面の上下方向での視野角依存性が改善され、特に主視角方向のコントラスト低下が改善できていることが確認できた。これは、先に図２０を参照して説明したように、液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光の楕円率を向上し、主視角方向で楕円率の最大値を有するように設定したことによるものである。
【００９８】
なお、この第３実施形態でも同様に、位相差板５２及び６２、及び、液晶フィルム５３としては、上述した例に限らず、同様の機能を有するものであれば採用可能である。
【００９９】
このような第３実施形態によれば、対向基板側に設けられた偏光制御素子を１枚の偏光板と１枚の位相差板とで構成し、アレイ基板側に設けられた偏光制御素子を１枚の偏光板と１枚の二軸性位相差板と比較的薄い厚さで安価な液晶フィルムとで構成したことにより、位相差板の数を減らすことができ、各偏光制御素子の厚さを薄くすることができるとともに装置全体の薄型化が可能であり、さらに、低コスト化が可能である。
【０１００】
また、位相差板の数を減らした偏光制御素子を採用した場合であっても、液晶分子のダイレクタに対して偏光板の吸収軸及び位相差板の遅相軸を最適な角度に設定し、しかも、視野角拡大機能を有した二軸性位相差板及び液晶フィルムを採用して液晶フィルムの遅相軸を最適な角度に設定したことにより、良好な光学特性を実現することが可能である。特に透過表示において、主視角方向及び反主視角方向での視野角を拡大することができ、コントラストの視角依存性を改善することができる。
【０１０１】
（第４実施形態）  
次に、第４実施形態について説明する。上述した半透過型液晶表示装置において、第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２の少なくとも一方は、液晶分子をハイブリッド配向させた液晶フィルムを含んで構成してもよい。ここでは、透過表示におけるコントラストの視野角依存性を改善する観点から、液晶表示パネルＬＰＮに入射する直前の楕円偏光の偏光状態を最適化するために、少なくとも第１偏光制御素子ＰＯＬ１が液晶フィルムを含むことが望ましい。
【０１０２】
すなわち、この第４実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、図２２に示すように、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板側に設けられた第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、１つの第１偏光板５１と、１つの第１位相差板（一軸性の１／４波長板）５２と、視野角拡大機能を有した１つの液晶フィルム５４とで構成されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板側に設けられた第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、１つの第２偏光板６１と、１つの第２位相差板（一軸性の１／４波長板）６２とで構成されている。ここで採用した液晶フィルム５４は、正の一軸性を有するネマティック液晶分子を液晶表示パネルＬＰＮ側のチルト角が大きくかつ第１位相差板５２側のチルト角が小さくなるように全体としてねじれのないハイブリッド配向させたものであり、ＮＲフィルム（新日本石油社製）を採用している。
【０１０３】
なお、液晶表示パネルＬＰＮにおいて、液晶層を構成する液晶組成物及び透過部及び反射部のギャップについては、先に説明した通りである。
【０１０４】
この第４実施形態では、第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２を最適化し、偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸との成す鋭角の角度を２５度以上７０度以下の範囲に設定している。すなわち、図２３に示すように、成す角度Ａは０°であり、成す角度Ｂは３６°である。このため、第２偏光板６１の吸収軸６１Ｔと第２位相差板６２の遅相軸６２Ｄとの成す鋭角の角度θ２は３６°である。また、成す角度Ｃは９８°であり、成す角度Ｄは１６５．５°である。このため、第１偏光板５１の吸収軸５１Ｔと第１位相差板５２の遅相軸５２Ｄとの成す鋭角の角度θ１は６７．５°である。
【０１０５】
また、第１偏光制御素子ＰＯＬ１を最適化し、液晶フィルムの遅相軸とＸ軸との成す鋭角の角度を２０度以上７０度以下の範囲に設定している。すなわち、液晶フィルム５４の遅相軸はＸ軸との間の成す角度が１４８°である。さらに、第１位相差板５２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して６５ｎｍである。また、第２位相差板６２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。これらＡ乃至Ｄの成す角度や液晶フィルムのＸ軸との間の成す角度、さらには、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値は、一例に過ぎず、図２３に示した値のみに限定されるものではない。
【０１０６】
このような第４実施形態に係る液晶表示装置について、正面すなわち液晶表示パネルの法線方向から観察した場合の光学特性を測定したところ、上述した第１実施形態と同様に図８に示したような良好な結果が得られた。
【０１０７】
図２４は、第４実施形態に係る液晶表示装置の透過部におけるコントラストの視野角依存性をシミュレーションした特性図である。図１１及び図２４を比較して明らかなように、第４実施形態においては画面の視野角依存性が改善できていることが確認できた。
【０１０８】
また、この第４実施形態において、視野角分布を最適化するためには、液晶セルのラビング方向を＋３０°回転（図３における液晶分子のダイレクタ４０Ｄを＋３０°回転）させて３００°方向とし、同時に第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２も＋３０°回転させる。
【０１０９】
図２５は、第４実施形態において視野角分布を最適化した液晶表示装置の主視角方向及び反主視角方向における楕円率分布をシミュレーションした結果を示す図である。図９及び図２５を比較して明らかなように、第４実施形態においては、主視角方向で楕円偏光の楕円率を大きくすることができ、しかも、反主視角方向で楕円偏光の楕円率を比較的小さく抑えることができた。このような楕円率分布は、図５に示した理想的な分布に極めて近似している。
【０１１０】
すなわち、液晶表示パネルの主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率が反主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率より概ね大きな楕円率分布となるとともに、この楕円率分布は主視角方向と反主視角方向とで非対称である。しかも、この楕円率分布においては、主視角方向で楕円率の最大値を有する。
【０１１１】
これにより、主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を円偏光に近い偏光状態とすることができるとともに、反主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を直線偏光に近い偏光状態とすることができる。比較例１と比較して主視角方向及び反主視角方向での液晶層のリタデーション値を効果的に補償することが可能となる。
【０１１２】
図２６は、第４実施形態において視野角分布を最適化した液晶表示装置の透過部におけるコントラストの視野角依存性をシミュレーションした特性図である。図１１及び図２６を比較して明らかなように、第４実施形態においては画面の上下方向での視野角依存性が改善され、特に主視角方向のコントラスト低下が改善できていることが確認できた。これは、先に図２５を参照して説明したように、液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光の楕円率を向上し、主視角方向で楕円率の最大値を有するように設定したことによるものである。
【０１１３】
なお、この第４実施形態でも同様に、位相差板５２及び６２、及び、液晶フィルム５４としては、上述した例に限らず、同様の機能を有するものであれば採用可能である。
【０１１４】
このような第４実施形態によれば、対向基板側に設けられた偏光制御素子を１枚の偏光板と１枚の位相差板とで構成し、アレイ基板側に設けられた偏光制御素子を１枚の偏光板と１枚の位相差板と１枚の液晶フィルムとで構成したことにより、位相差板の数を減らすことができ、各偏光制御素子の厚さを薄くすることができるとともに装置全体の薄型化が可能であり、さらに、低コスト化が可能である。
【０１１５】
また、位相差板の数を減らした偏光制御素子を採用した場合であっても、液晶分子のダイレクタに対して偏光板の吸収軸及び位相差板の遅相軸を最適な角度に設定し、しかも、視野角拡大機能を有した液晶フィルムを採用して液晶フィルムの遅相軸を最適な角度に設定したことにより、良好な光学特性を実現することが可能である。特に透過表示において、主視角方向及び反主視角方向での視野角を拡大することができ、コントラストの視角依存性を改善することができる。
【０１１６】
なお、この第４実施形態においては、第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、一軸性の位相差板（１／４波長板）５２と液晶フィルム（ＮＲフィルム）５４とを併用しているが、位相差板５２は使用しなくてもよい。この際、第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２の残りの構成を再度最適化する必要がある。
【０１１７】
例えば、図２７に示すように、成す角度Ａは０°であり、成す角度Ｂは３６°である。このため、第２偏光板６１の吸収軸６１Ｔと第２位相差板６２の遅相軸６２Ｄとの成す鋭角の角度θ２は３６°である。また、成す角度Ｃは９５°である。また、液晶フィルム５４の遅相軸はＸ軸との間の成す角度が１４８°である。さらに、液晶フィルム５４のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１５０ｎｍであり、第２位相差板６２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。
【０１１８】
このように設定することにより、図２４及び図２６と同等の透過部におけるコントラストの視野角分布を実現することができる。
【０１１９】
（第５実施形態）  
次に、第５実施形態について説明する。上述した第１乃至第４実施形態においては、光学特性の改善に加えて薄型化及び低コスト化を図ることを目的としていたが、光学特性を改善することに主眼を置いた場合、図２８に示すような構成であってもよい。
【０１２０】
すなわち、この第５実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板側に設けられた第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、１つの偏光板５１と、１つの１／２波長板（位相差板）５５と、視野角拡大機能を有した１つの液晶フィルム５４と、で構成されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板側に設けられた第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、１つの偏光板６１と、１つの１／２波長板（位相差板）６３と、１つの１／４波長板（位相差板）６２とで構成されている。
【０１２１】
図２９は、第５実施形態に係る液晶表示装置の主視角方向及び反主視角方向における楕円率分布をシミュレーションした結果を示す図である。図９及び図２９を比較して明らかなように、第５実施形態においては、主視角方向で楕円偏光の楕円率を大きくすることができ、主視角方向全域において０．４５以上の楕円率を有する楕円偏光を形成することができた。しかも、反主視角方向で楕円偏光の楕円率を小さくすることができた。このような楕円率分布は、図５に示した理想的な分布に極めて近似している。
【０１２２】
すなわち、液晶表示パネルの主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率が反主視角方向に入射する楕円偏光の楕円率より大きな楕円率分布となるとともに、この楕円率分布は主視角方向と反主視角方向とで非対称である。しかも、この楕円率分布においては、主視角方向で楕円率の最大値を有する。
【０１２３】
これにより、主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を円偏光に近い偏光状態とすることができるとともに、反主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を直線偏光に近い偏光状態とすることができる。比較例１と比較して主視角方向及び反主視角方向での液晶層のリタデーション値を効果的に補償することが可能となる。
【０１２４】
図３０は、第５実施形態に係る液晶表示装置の透過部におけるコントラストの視野角依存性をシミュレーションした特性図である。図１１及び図３０を比較して明らかなように、第５実施形態においては画面の上下方向での視野角依存性が改善され、特に主視角方向のコントラスト低下が改善できていることが確認できた。このように液晶表示パネルに入射する直前の楕円偏光の偏光状態（楕円率）を上下視野角に対して最適化することにより、透過部におけるコントラストの視野角依存性を劇的に改善することが可能となる。
【０１２５】
（第６実施形態）
この第６実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、第１実施形態と同様に、図６に示すように、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板側に設けられた第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、１つの第１偏光板５１と、１つの第１位相差板５２とで構成されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板側に設けられた第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、１つの第２偏光板６１と、１つの第２位相差板６２とで構成されている。これら第１位相差板５２及び第２位相差板６２は、一軸性の１／４波長板であり、ゼオノアを採用した。
【０１２６】
また、第６実施形態では、液晶組成物としてＭＪ０１２１６６（メルク社製、Δｎ＝０．０６）を採用し、液晶分子４０のツイスト角は０ｄｅｇとした（ホモジニアス配向）。また、この第６実施形態では、反射部ＰＲのギャップは約２．８μｍであり、透過部ＰＴのギャップは約５．１μｍに設定した。
【０１２７】
このような第６実施形態においても同様に、液晶分子４０のダイレクタ４０ＤをＹ軸とする。図３１に示すように、第２偏光板６１の吸収軸６１ＴとＸ軸との間に成す角度Ａは、１°である。第２位相差板６２の遅相軸６２ＤとＸ軸との間に成す角度Ｂは、３６°である。このため、第２偏光板６１の吸収軸６１Ｔと第２位相差板６２の遅相軸６２Ｄとの成す鋭角の角度θ２は３５°である。第１偏光板５１の吸収軸５１ＴとＸ軸との間に成す角度Ｃは、９３．５°である。第１位相差板５２の遅相軸５２ＤとＸ軸との間に成す角度Ｄは、１４６．５°である。このため、第１偏光板５１の吸収軸５１Ｔと第１位相差板５２の遅相軸５２Ｄとの成す鋭角の角度θ１は５３°である。なお、第１位相差板５２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。また、第２位相差板６２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。なお、これらＡ乃至Ｄの成す角度や第１位相差板５２及び第２位相差板６２のリタデーション値は、図３１に示したような値のみに限定されるものではない。
【０１２８】
この第６実施形態によれば、上述したように最適化された第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、これらを通過する光の偏光状態を制御し、液晶層ＬＱに入射する楕円偏光を形成することができ、しかも、液晶層ＬＱに入射する楕円偏光の偏光状態を有する波長５５０ｎｍの光の楕円率を０．５以上０．８５以下とすることができる。加えて、この第６実施形態によれば、液晶層ＬＱに入射する波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率をほぼ均一とすることができ、楕円率の最大値と最小値との差を０．１程度に設定することが可能となる。
【０１２９】
最適化された特性を有する第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２を備えた液晶表示装置（第６実施形態）と、２種類の位相差板（１／２波長板及び１／４波長板）を含む偏光制御素子を備えた液晶表示装置（比較例２）とのそれぞれの光学特性を比較した。なお、ここでの比較例２及び第６実施形態はともに、ホモジニアス配向の液晶分子を含む液晶層を備え、表示モードがノーマリーホワイトの半透過型液晶表示装置として構成されている。
【０１３０】
図３２に示すように、比較例２は、波長５５０ｎｍの光に対して楕円率０．６７が得られ、かつ、波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率はその最大値と最小値との差が０．０７となるように構成されている。第６実施形態は、波長５５０ｎｍの光に対して楕円率０．６７が得られ、かつ、波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率はその最大値と最小値との差が０．１となるように構成されている。
【０１３１】
比較例２では、反射部による反射率が８．３０％であったのに対して、第６実施形態でも、比較例２とほぼ同等の反射率が得られ、８．３０％であった。また、比較例２では、反射部によるコントラストが１３であったのに対して、第６実施形態では、コントラストが許容範囲内の１２であった。さらに、比較例２では、反射部により表示された画像の白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３１７、０．３４３）であったのに対して、第６実施形態では、白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３２１、０．３４４）であり、比較例２とほぼ同等の白味が実現できた。
【０１３２】
また、比較例２では、透過部による透過率が４．２０％であったのに対して、第６実施形態でも、比較例２とほぼ同等の透過率が得られ、４．２０％であった。また、比較例２では、透過部によるコントラストが６０であったのに対して、第６実施形態では、コントラストが比較例２より高い７０であった。さらに、比較例２では、透過部により表示された画像の白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．２８９、０．３２７）であったのに対して、第６実施形態では、白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．２９５、０．３３０）であり、比較例２とほぼ同等の白味が実現できた。
【０１３３】
このように、第６実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られた。
【０１３４】
また、この第６実施形態において、透過部における光学特性、特に透過部におけるコントラストの視野角依存性を評価した。図３３は、第６実施形態に係る液晶表示装置の主視角方向及び反主視角方向における楕円率分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【０１３５】
図３３に示すように、第６実施形態においては、特に画面の下側すなわち主視角方向で楕円偏光の楕円率を大きくすることができ、主視角方向全域において０．４５以上の楕円率を有する楕円偏光を形成することができた。しかも、主視角方向の楕円率分布の変化を緩やかにすることができた。これにより、主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を円偏光に近い偏光状態とすることができ、主視角方向での液晶層のリタデーション値を効果的に光学補償することが可能となる。
【０１３６】
図３４は、第６実施形態に係る液晶表示装置の透過部におけるコントラストの視野角依存性をシミュレーションした特性図である。図３４を参照して明らかなように、第６実施形態においては画面の上下方向での視野角依存性が改善され、特に主視角方向のコントラスト低下が改善できていることが確認できた。これは、液晶表示パネルに入射する楕円偏光の楕円率を向上し、液晶層のリタデーション値を補償できたことによるものである。
【０１３７】
このような第６実施形態によれば、透過表示において、主視角方向での視野角を拡大することができ、コントラストの視角依存性を改善することができる。
【０１３８】
（第７実施形態）
この第７実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、第１実施形態と同様に、図６に示すように、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板側に設けられた第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、１つの第１偏光板５１と、１つの第１位相差板５２とで構成されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板側に設けられた第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、１つの第２偏光板６１と、１つの第２位相差板６２とで構成されている。これら第１位相差板５２及び第２位相差板６２は、一軸性の１／４波長板であり、ゼオノアを採用した。
【０１３９】
また、第７実施形態では、液晶組成物としてＭＪ９８１５４９（メルク社製、Δｎ＝０．０６５）を適用し、液晶分子４０のツイスト角は０ｄｅｇとした（ホモジニアス配向）。また、この第７実施形態では、反射部ＰＲのギャップは約２．６μｍであり、透過部ＰＴのギャップは約４．８μｍに設定した。
【０１４０】
このような第７実施形態においても同様に、液晶分子４０のダイレクタ４０ＤをＹ軸とする。図３５に示すように、第２偏光板６１の吸収軸６１ＴとＸ軸との間に成す角度Ａは、１°である。第２位相差板６２の遅相軸６２ＤとＸ軸との間に成す角度Ｂは、３６°である。このため、第２偏光板６１の吸収軸６１Ｔと第２位相差板６２の遅相軸６２Ｄとの成す鋭角の角度θ２は３５°である。第１偏光板５１の吸収軸５１ＴとＸ軸との間に成す角度Ｃは、９１．５°である。第１位相差板５２の遅相軸５２ＤとＸ軸との間に成す角度Ｄは、１４５°である。このため、第１偏光板５１の吸収軸５１Ｔと第１位相差板５２の遅相軸５２Ｄとの成す鋭角の角度θ１は５３．５°である。なお、第１位相差板５２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。また、第２位相差板６２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。なお、これらＡ乃至Ｄの成す角度や第１位相差板５２及び第２位相差板６２のリタデーション値は、図３５に示したような値のみに限定されるものではない。
【０１４１】
この第７実施形態によれば、上述したように最適化された第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、これらを通過する光の偏光状態を制御し、液晶層ＬＱに入射する楕円偏光を形成することができ、しかも、液晶層ＬＱに入射する楕円偏光の偏光状態を有する波長５５０ｎｍの光の楕円率を０．５以上０．８５以下とすることができる。加えて、この第７実施形態によれば、液晶層ＬＱに入射する波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率をほぼ均一とすることができ、楕円率の最大値と最小値との差を０．１程度に設定することが可能となる。
【０１４２】
最適化された特性を有する第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２を備えた液晶表示装置（第７実施形態）と、２種類の位相差板（１／２波長板及び１／４波長板）を含む偏光制御素子を備えた液晶表示装置（比較例３）とのそれぞれの光学特性を比較した。なお、ここでの比較例３及び第７実施形態はともに、ホモジニアス配向の液晶分子を含む液晶層を備え、表示モードがノーマリーホワイトの半透過型液晶表示装置として構成されている。
【０１４３】
図３６に示すように、比較例３は、波長５５０ｎｍの光に対して楕円率０．６７が得られ、かつ、波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率はその最大値と最小値との差が０．０７となるように構成されている。第７実施形態は、波長５５０ｎｍの光に対して楕円率０．６７が得られ、かつ、波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率はその最大値と最小値との差が０．１となるように構成されている。
【０１４４】
比較例３では、反射部による反射率が７．５０％であったのに対して、第７実施形態でも、比較例３とほぼ同等の反射率が得られ、７．６０％であった。また、比較例３及び第７実施形態では、反射部によるコントラストが２３であった。さらに、比較例３では、反射部により表示された画像の白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３２７、０．３６１）であったのに対して、第７実施形態では、白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３２２、０．３５５）であり、比較例３とほぼ同等の白味が実現できた。
【０１４５】
また、比較例３及び第７実施形態では、透過部による透過率が４．２０％であった。また、比較例３では、透過部によるコントラストが１２５であったのに対して、第７実施形態では、コントラストが比較例３より高い１８８であった。さらに、比較例３では、透過部により表示された画像の白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３０３、０．３２８）であったのに対して、第７実施形態では、白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３０４、０．３２７）であり、比較例３とほぼ同等の白味が実現できた。
【０１４６】
このように、第７実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られた。
【０１４７】
また、この第７実施形態において、透過部における光学特性、特に透過部におけるコントラストの視野角依存性を評価した。図３７は、第７実施形態に係る液晶表示装置の主視角方向及び反主視角方向における楕円率分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【０１４８】
図３７に示すように、第７実施形態においては、特に画面の下側すなわち主視角方向で楕円偏光の楕円率を大きくすることができ、主視角方向全域において０．４５以上の楕円率を有する楕円偏光を形成することができた。しかも、主視角方向の楕円率分布の変化を緩やかにすることができた。これにより、主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を円偏光に近い偏光状態とすることができ、主視角方向での液晶層のリタデーション値を効果的に光学補償することが可能となる。
【０１４９】
図３８は、第７実施形態に係る液晶表示装置の透過部におけるコントラストの視野角依存性をシミュレーションした特性図である。図３８を参照して明らかなように、第７実施形態においては画面の上下方向での視野角依存性が改善され、特に主視角方向のコントラスト低下が改善できていることが確認できた。これは、液晶表示パネルに入射する楕円偏光の楕円率を向上し、液晶層のリタデーション値を補償できたことによるものである。
【０１５０】
このような第７実施形態によれば、透過表示において、主視角方向での視野角を拡大することができ、コントラストの視角依存性を改善することができる。
【０１５１】
（第８実施形態）
この第８実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、第１実施形態と同様に、図６に示すように、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板側に設けられた第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、１つの第１偏光板５１と、１つの第１位相差板５２とで構成されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板側に設けられた第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、１つの第２偏光板６１と、１つの第２位相差板６２とで構成されている。これら第１位相差板５２及び第２位相差板６２は、一軸性の１／４波長板であり、ゼオノアを採用した。
【０１５２】
また、第８実施形態では、液晶組成物としてＭＪ０３２５９１（メルク社製、Δｎ＝０．０７）を適用し、液晶分子４０のツイスト角は０ｄｅｇとした（ホモジニアス配向）。また、この第８実施形態では、反射部ＰＲのギャップは約２．４μｍであり、透過部ＰＴのギャップは約４．６μｍに設定した。
【０１５３】
このような第８実施形態においても同様に、液晶分子４０のダイレクタ４０ＤをＹ軸とする。図３９に示すように、第２偏光板６１の吸収軸６１ＴとＸ軸との間に成す角度Ａは、１°である。第２位相差板６２の遅相軸６２ＤとＸ軸との間に成す角度Ｂは、３６°である。このため、第２偏光板６１の吸収軸６１Ｔと第２位相差板６２の遅相軸６２Ｄとの成す鋭角の角度θ２は３５°である。第１偏光板５１の吸収軸５１ＴとＸ軸との間に成す角度Ｃは、８９°である。第１位相差板５２の遅相軸５２ＤとＸ軸との間に成す角度Ｄは、１４４°である。このため、第１偏光板５１の吸収軸５１Ｔと第１位相差板５２の遅相軸５２Ｄとの成す鋭角の角度θ１は５５°である。なお、第１位相差板５２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。また、第２位相差板６２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。なお、これらＡ乃至Ｄの成す角度や第１位相差板５２及び第２位相差板６２のリタデーション値は、図３９に示したような値のみに限定されるものではない。
【０１５４】
この第８実施形態によれば、上述したように最適化された第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、これらを通過する光の偏光状態を制御し、液晶層ＬＱに入射する楕円偏光を形成することができ、しかも、液晶層ＬＱに入射する楕円偏光の偏光状態を有する波長５５０ｎｍの光の楕円率を０．５以上０．８５以下とすることができる。加えて、この第８実施形態によれば、液晶層ＬＱに入射する波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率をほぼ均一とすることができ、楕円率の最大値と最小値との差を０．１程度に設定することが可能となる。
【０１５５】
最適化された特性を有する第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２を備えた液晶表示装置（第８実施形態）と、２種類の位相差板（１／２波長板及び１／４波長板）を含む偏光制御素子を備えた液晶表示装置（比較例４）とのそれぞれの光学特性を比較した。なお、ここでの比較例４及び第８実施形態はともに、ホモジニアス配向の液晶分子を含む液晶層を備え、表示モードがノーマリーホワイトの半透過型液晶表示装置として構成されている。
【０１５６】
図４０に示すように、比較例４は、波長５５０ｎｍの光に対して楕円率０．６７が得られ、かつ、波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率はその最大値と最小値との差が０．０７となるように構成されている。第８実施形態は、波長５５０ｎｍの光に対して楕円率０．６７が得られ、かつ、波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率はその最大値と最小値との差が０．１となるように構成されている。
【０１５７】
比較例４及び第８実施形態では、反射部による反射率が９．７０％であった。また、比較例４では、反射部によるコントラストが１５であったのに対して、第８実施形態では、反射部によるコントラストが１４であった。さらに、比較例４では、反射部により表示された画像の白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．２９９、０．３１７）であったのに対して、第８実施形態では、白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３０１、０．３１９）であり、比較例４とほぼ同等の白味が実現できた。
【０１５８】
また、比較例４及び第８実施形態では、透過部による透過率が５．２０％であった。また、比較例４及び第８実施形態では、透過部によるコントラストが１２０であった。さらに、比較例４では、透過部により表示された画像の白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３１９、０．３３８）であったのに対して、第８実施形態では、白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３２０、０．３３８）であり、比較例４とほぼ同等の白味が実現できた。
【０１５９】
このように、第８実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られた。
【０１６０】
また、この第８実施形態において、透過部における光学特性、特に透過部におけるコントラストの視野角依存性を評価した。図４１は、第８実施形態に係る液晶表示装置の主視角方向及び反主視角方向における楕円率分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【０１６１】
図４１に示すように、第８実施形態においては、特に画面の下側すなわち主視角方向で楕円偏光の楕円率を大きくすることができ、主視角方向全域において０．４５以上の楕円率を有する楕円偏光を形成することができた。しかも、主視角方向の楕円率分布の変化を緩やかにすることができた。これにより、主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を円偏光に近い偏光状態とすることができ、主視角方向での液晶層のリタデーション値を効果的に光学補償することが可能となる。
【０１６２】
図４２は、第８実施形態に係る液晶表示装置の透過部におけるコントラストの視野角依存性をシミュレーションした特性図である。図４２を参照して明らかなように、第８実施形態においては画面の上下方向での視野角依存性が改善され、特に主視角方向のコントラスト低下が改善できていることが確認できた。これは、液晶表示パネルに入射する楕円偏光の楕円率を向上し、液晶層のリタデーション値を補償できたことによるものである。
【０１６３】
このような第８実施形態によれば、透過表示において、主視角方向での視野角を拡大することができ、コントラストの視角依存性を改善することができる。
【０１６４】
（第９実施形態）
この第９実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、第１実施形態と同様に、図６に示すように、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板側に設けられた第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、１つの第１偏光板５１と、１つの第１位相差板５２とで構成されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板側に設けられた第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、１つの第２偏光板６１と、１つの第２位相差板６２とで構成されている。第１位相差板５２は、一軸性の１／４波長板であり、ＮＥＺ（日東電工社製）を採用した。また、第２位相差板６２は、一軸性の１／４波長板であり、ゼオノアを採用した。
【０１６５】
また、第９実施形態では、液晶組成物としてＭＪ０１２１６６（メルク社製、Δｎ＝０．０６）を適用し、液晶分子４０のツイスト角は０ｄｅｇとした（ホモジニアス配向）。また、この第９実施形態では、反射部ＰＲのギャップは約２．８μｍであり、透過部ＰＴのギャップは約５．１μｍに設定した。
【０１６６】
このような第９実施形態においても同様に、液晶分子４０のダイレクタ４０ＤをＹ軸とする。図４３に示すように、第２偏光板６１の吸収軸６１ＴとＸ軸との間に成す角度Ａは、１°である。第２位相差板６２の遅相軸６２ＤとＸ軸との間に成す角度Ｂは、３６°である。このため、第２偏光板６１の吸収軸６１Ｔと第２位相差板６２の遅相軸６２Ｄとの成す鋭角の角度θ２は３５°である。第１偏光板５１の吸収軸５１ＴとＸ軸との間に成す角度Ｃは、９２．５°である。第１位相差板５２の遅相軸５２ＤとＸ軸との間に成す角度Ｄは、１４５．５°である。このため、第１偏光板５１の吸収軸５１Ｔと第１位相差板５２の遅相軸５２Ｄとの成す鋭角の角度θ１は５３°である。なお、第１位相差板５２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１３５ｎｍであり、Ｎｚ係数は０．１である。また、第２位相差板６２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。なお、これらＡ乃至Ｄの成す角度や第１位相差板５２及び第２位相差板６２のリタデーション値は、図４３に示したような値のみに限定されるものではない。
【０１６７】
この第９実施形態によれば、上述したように最適化された第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、これらを通過する光の偏光状態を制御し、液晶層ＬＱに入射する楕円偏光を形成することができ、しかも、液晶層ＬＱに入射する楕円偏光の偏光状態を有する波長５５０ｎｍの光の楕円率を０．５以上０．８５以下とすることができる。加えて、この第９実施形態によれば、液晶層ＬＱに入射する波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率をほぼ均一とすることができ、楕円率の最大値と最小値との差を０．１程度に設定することが可能となる。
【０１６８】
最適化された特性を有する第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２を備えた液晶表示装置（第９実施形態）と、２種類の位相差板（１／２波長板及び１／４波長板）を含む偏光制御素子を備えた液晶表示装置（比較例５）とのそれぞれの光学特性を比較した。なお、ここでの比較例５及び第９実施形態はともに、ホモジニアス配向の液晶分子を含む液晶層を備え、表示モードがノーマリーホワイトの半透過型液晶表示装置として構成されている。
【０１６９】
図４４に示すように、比較例５は、波長５５０ｎｍの光に対して楕円率０．６７が得られ、かつ、波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率はその最大値と最小値との差が０．０７となるように構成されている。第９実施形態は、波長５５０ｎｍの光に対して楕円率０．６７が得られ、かつ、波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率はその最大値と最小値との差が０．１となるように構成されている。
【０１７０】
比較例５及び第９実施形態では、反射部による反射率が８．３０％であった。また、比較例５では、反射部によるコントラストが１３であったのに対して、第９実施形態では、反射部によるコントラストが１２であった。さらに、比較例５では、反射部により表示された画像の白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３１７、０．３４３）であったのに対して、第９実施形態では、白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３２１、０．３４４）であり、比較例５とほぼ同等の白味が実現できた。
【０１７１】
また、比較例５及び第９実施形態では、透過部による透過率が４．２０％であった。また、比較例５では、透過部によるコントラストが６０であったのに対して、第９実施形態では、透過部によるコントラストが６５であった。さらに、比較例５では、透過部により表示された画像の白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．２８９、０．３２７）であったのに対して、第９実施形態では、白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．２９５、０．３３０）であり、比較例５とほぼ同等の白味が実現できた。
【０１７２】
このように、第９実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られた。
【０１７３】
また、この第９実施形態において、透過部における光学特性、特に透過部におけるコントラストの視野角依存性を評価した。図４５は、第９実施形態に係る液晶表示装置の主視角方向及び反主視角方向における楕円率分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【０１７４】
図４５に示すように、第９実施形態においては、特に画面の下側すなわち主視角方向で楕円偏光の楕円率を大きくすることができ、主視角方向全域において０．４５以上の楕円率を有する楕円偏光を形成することができた。しかも、主視角方向の楕円率分布の変化を緩やかにすることができた。これにより、主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を円偏光に近い偏光状態とすることができ、主視角方向での液晶層のリタデーション値を効果的に光学補償することが可能となる。
【０１７５】
図４６は、第９実施形態に係る液晶表示装置の透過部におけるコントラストの視野角依存性をシミュレーションした特性図である。図４６を参照して明らかなように、第９実施形態においては画面の上下方向での視野角依存性が改善され、特に主視角方向のコントラスト低下が改善できていることが確認できた。これは、液晶表示パネルに入射する楕円偏光の楕円率を向上し、液晶層のリタデーション値を補償できたことによるものである。
【０１７６】
このような第９実施形態によれば、透過表示において、主視角方向での視野角を拡大することができ、コントラストの視角依存性を改善することができる。
【０１７７】
（第１０実施形態）
この第１０実施形態に係る半透過型液晶表示装置では、図４７に示すように、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板側に設けられた第１偏光制御素子ＰＯＬ１は、１つの第１偏光板５１と、１つの補償板５６と、１つの液晶フィルム５４とで構成されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板側に設けられた第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、１つの第２偏光板６１と、１つの第２位相差板６２とで構成されている。液晶フィルム５４は、一軸性の１／４波長板であり、先の第４実施形態で説明したＮＲフィルムを採用した。補償板５６は、一軸性の１／２波長板であり、ゼオノアを採用した。また、第２位相差板６２は、一軸性の１／４波長板であり、ゼオノアを採用した。
【０１７８】
また、第１０実施形態では、液晶組成物としてＭＪ０１２１６６（メルク社製、Δｎ＝０．０６１）を適用し、液晶分子４０のツイスト角は０ｄｅｇとした（ホモジニアス配向）。また、この第１０実施形態では、反射部ＰＲのギャップは約２．８μｍであり、透過部ＰＴのギャップは約５．１μｍに設定した。
【０１７９】
このような第１０実施形態においても同様に、液晶分子４０のダイレクタ４０ＤをＹ軸とする。図４８に示すように、第２偏光板６１の吸収軸６１ＴとＸ軸との間に成す角度Ａは、１°である。第２位相差板６２の遅相軸６２ＤとＸ軸との間に成す角度Ｂは、３６°である。このため、第２偏光板６１の吸収軸６１Ｔと第２位相差板６２の遅相軸６２Ｄとの成す鋭角の角度θ２は３５°である。第１偏光板５１の吸収軸５１ＴとＸ軸との間に成す角度Ｃは、１３２°である。液晶フィルム５４の遅相軸５２ＤとＸ軸との間に成す角度Ｄは、６０°である。このため、第１偏光板５１の吸収軸５１Ｔと液晶フィルム５４の遅相軸５２Ｄとの成す鋭角の角度θ１は７２°である。なお、液晶フィルム５４のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１２０ｎｍである。また、第２位相差板６２のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して１４５ｎｍである。また、補償板５６のリタデーション値（Ｒ値）は波長５５０ｎｍの光に対して２７０ｎｍである。また、補償板５６の遅相軸とＸ軸との間に成す角度は、１６７．５°である。なお、これらＡ乃至Ｄの成す角度やリタデーション値は、図４８に示したような値のみに限定されるものではない。
【０１８０】
この第１０実施形態によれば、上述したように最適化された第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２は、これらを通過する光の偏光状態を制御し、液晶層ＬＱに入射する楕円偏光を形成することができ、しかも、液晶層ＬＱに入射する楕円偏光の偏光状態を有する波長５５０ｎｍの光の楕円率を０．５以上０．８５以下とすることができる。加えて、この第１０実施形態によれば、液晶層ＬＱに入射する波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率をほぼ均一とすることができ、楕円率の最大値と最小値との差を０．１程度に設定することが可能となる。
【０１８１】
最適化された特性を有する第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２を備えた液晶表示装置（第１０実施形態）と、２種類の位相差板（１／２波長板及び１／４波長板）を含む偏光制御素子を備えた液晶表示装置（比較例６）とのそれぞれの光学特性を比較した。なお、ここでの比較例６及び第１０実施形態はともに、ホモジニアス配向の液晶分子を含む液晶層を備え、表示モードがノーマリーホワイトの半透過型液晶表示装置として構成されている。
【０１８２】
図４９に示すように、比較例６は、波長５５０ｎｍの光に対して楕円率０．６７が得られ、かつ、波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率はその最大値と最小値との差が０．０７となるように構成されている。第１０実施形態は、波長５５０ｎｍの光に対して楕円率０．６７が得られ、かつ、波長範囲４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍの光の楕円率はその最大値と最小値との差が０．１となるように構成されている。
【０１８３】
比較例６及び第１０実施形態では、反射部による反射率が８．３０％であった。また、比較例６では、反射部によるコントラストが１３であったのに対して、第１０実施形態では、反射部によるコントラストが１２であった。さらに、比較例６では、反射部により表示された画像の白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３１７、０．３４３）であったのに対して、第１０実施形態では、白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．３２１、０．３４４）であり、比較例６とほぼ同等の白味が実現できた。
【０１８４】
また、比較例６及び第１０実施形態では、透過部による透過率が４．２０％であった。また、比較例６及び第１０実施形態では、透過部によるコントラストがともに６０であった。さらに、比較例６では、透過部により表示された画像の白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．２８９、０．３２７）であったのに対して、第１０実施形態では、白色の色味が色度座標上において（ｘ，ｙ）＝（０．２９４、０．３２７）であり、比較例６とほぼ同等の白味が実現できた。
【０１８５】
このように、第１０実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られた。
【０１８６】
また、この第１０実施形態において、透過部における光学特性、特に透過部におけるコントラストの視野角依存性を評価した。図５０は、第１０実施形態に係る液晶表示装置の主視角方向及び反主視角方向における楕円率分布をシミュレーションした結果を示す図である。
【０１８７】
図５０に示すように、第１０実施形態においては、特に画面の下側すなわち主視角方向で楕円偏光の楕円率を大きくすることができ、主視角方向全域において０．４５以上の楕円率を有する楕円偏光を形成することができた。しかも、主視角方向の楕円率分布の変化を緩やかにすることができた。これにより、主視角方向で液晶表示パネルＬＰＮに入射する楕円偏光を円偏光に近い偏光状態とすることができ、主視角方向での液晶層のリタデーション値を効果的に光学補償することが可能となる。
【０１８８】
図５１は、第１０実施形態に係る液晶表示装置の透過部におけるコントラストの視野角依存性をシミュレーションした特性図である。図５１を参照して明らかなように、第１０実施形態においては画面の上下方向での視野角依存性が改善され、特に主視角方向のコントラスト低下が改善できていることが確認できた。これは、液晶表示パネルに入射する楕円偏光の楕円率を向上し、液晶層のリタデーション値を補償できたことによるものである。
【０１８９】
このような第１０実施形態によれば、透過表示において、主視角方向での視野角を拡大することができ、コントラストの視角依存性を改善することができる。
【０１９０】
なお、この発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１９１】
また、上述した各実施形態では、液晶層ＬＱは、ツイスト角が０°のホモジニアス配向の液晶分子４０を含むような液晶組成物によって構成したが、この発明は、液晶分子４０のツイスト角によって限定されるものではない。例えば、液晶層ＬＱは、ツイスト角が４５度のツイスト配向の液晶分子を含むような液晶組成物によって構成してもよい。このような構成であっても上述した各実施形態と同様の効果が得られる。
【０１９２】
また、第１偏光制御素子ＰＯＬ１及び第２偏光制御素子ＰＯＬ２のそれぞれは、高分子フィルム製の位相差板を偏光板に貼り合わせて構成しても良いし、偏光板上に液晶フィルムを配置して構成しても良い。液晶フィルムを備えた偏光制御素子は、偏光板上に液晶組成物、例えばネマティック液晶を含む液晶組成物をコーティングした後に硬化処理することによって形成可能である。このとき、液晶フィルムの厚さは、所望のリタデーション値を得られるように設定される。このような液晶フィルムを備えた偏光制御素子を適用する場合、液晶フィルムに含まれる液晶分子のダイレクタを上述した遅相軸方向に一致させれば良い。
【０１９３】
さらに、スイッチング素子ＷがＮチャネル薄膜トランジスタで構成された例について説明したが、同様の各種駆動信号を発生できる構成であれば、他の構成であっても良い。
【０１９４】
以上説明したように、この発明によれば、薄型化及び低コスト化が実現できるとともに、光学特性の良好な液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９５】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置の断面構造を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図２に示した液晶表示装置において液晶分子のダイレクタ、第１偏光板及び第２偏光板の吸収軸、及び、第１位相差板及び第２位相差板の遅相軸の配置関係を説明するための図である。
【図４】図４は、コントラストの視野角依存性を説明するための図である。
【図５】図５は、理想的な楕円率分布の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図７】図７は、第１実施形態で適用される第１偏光制御素子及び第２偏光制御素子での吸収軸及び遅相軸のＸ軸に対する成す角度と、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値との一例を示す図である。
【図８】図８は、比較例１及び第１実施形態における光学特性の比較結果を示す図である。
【図９】図９は、比較例１の液晶表示装置における法線との成す角度Θに対する楕円率分布の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態の液晶表示装置における法線との成す角度Θに対する楕円率分布の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、比較例１の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性の特性図である。
【図１２】図１２は、第１実施形態の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性の特性図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図１４】図１４は、第２実施形態で適用される第１偏光制御素子及び第２偏光制御素子での吸収軸及び遅相軸のＸ軸に対する成す角度と、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値との一例を示す図である。
【図１５】図１５は、第２実施形態の液晶表示装置における法線との成す角度Θに対する楕円率分布の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、第２実施形態の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性の特性図である。
【図１７】図１７は、第３実施形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図１８】図１８は、第３実施形態で適用される第１偏光制御素子及び第２偏光制御素子での吸収軸及び遅相軸のＸ軸に対する成す角度と、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値との一例を示す図である。
【図１９】図１９は、第３実施形態の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性の特性図である。
【図２０】図２０は、第３実施形態の液晶表示装置における法線との成す角度Θに対する楕円率分布の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、第３実施形態の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性を最適化した状態の特性図である。
【図２２】図２２は、第４実施形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２３】図２３は、第４実施形態で適用される第１偏光制御素子及び第２偏光制御素子での吸収軸及び遅相軸のＸ軸に対する成す角度と、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値との一例を示す図である。
【図２４】図２４は、第４実施形態の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性の特性図である。
【図２５】図２５は、第４実施形態の液晶表示装置における法線との成す角度Θに対する楕円率分布の一例を示す図である。
【図２６】図２６は、第４実施形態の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性を最適化した状態の特性図である。
【図２７】図２７は、第４実施形態で適用される第１偏光制御素子及び第２偏光制御素子での吸収軸及び遅相軸のＸ軸に対する成す角度と、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値と他の一例を示す図である。
【図２８】図２８は、第５実施形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２９】図２９は、第５実施形態の液晶表示装置における法線との成す角度Θに対する楕円率分布の一例を示す図である。
【図３０】図３０は、第５実施形態の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性の特性図である。
【図３１】図３１は、第６実施形態で適用される第１偏光制御素子及び第２偏光制御素子での吸収軸及び遅相軸のＸ軸に対する成す角度と、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値との一例を示す図である。
【図３２】図３２は、比較例２及び第６実施形態における光学特性の比較結果を示す図である。
【図３３】図３３は、第６実施形態の液晶表示装置における法線との成す角度Θに対する楕円率分布の一例を示す図である。
【図３４】図３４は、第６実施形態の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性の特性図である。
【図３５】図３５は、第７実施形態で適用される第１偏光制御素子及び第２偏光制御素子での吸収軸及び遅相軸のＸ軸に対する成す角度と、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値との一例を示す図である。
【図３６】図３６は、比較例３及び第７実施形態における光学特性の比較結果を示す図である。
【図３７】図３７は、第７実施形態の液晶表示装置における法線との成す角度Θに対する楕円率分布の一例を示す図である。
【図３８】図３８は、第７実施形態の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性の特性図である。
【図３９】図３９は、第８実施形態で適用される第１偏光制御素子及び第２偏光制御素子での吸収軸及び遅相軸のＸ軸に対する成す角度と、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値との一例を示す図である。
【図４０】図４０は、比較例４及び第８実施形態における光学特性の比較結果を示す図である。
【図４１】図４１は、第８実施形態の液晶表示装置における法線との成す角度Θに対する楕円率分布の一例を示す図である。
【図４２】図４２は、第８実施形態の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性の特性図である。
【図４３】図４３は、第９実施形態で適用される第１偏光制御素子及び第２偏光制御素子での吸収軸及び遅相軸のＸ軸に対する成す角度と、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値との一例を示す図である。
【図４４】図４４は、比較例５及び第９実施形態における光学特性の比較結果を示す図である。
【図４５】図４５は、第９実施形態の液晶表示装置における法線との成す角度Θに対する楕円率分布の一例を示す図である。
【図４６】図４６は、第９実施形態の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性の特性図である。
【図４７】図４７は、第１０実施形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図４８】図４８は、第１０実施形態で適用される第１偏光制御素子及び第２偏光制御素子での吸収軸及び遅相軸のＸ軸に対する成す角度と、第１位相差板及び第２位相差板のリタデーション値との一例を示す図である。
【図４９】図４９は、比較例６及び第１０実施形態における光学特性の比較結果を示す図である。
【図５０】図５０は、第１０実施形態の液晶表示装置における法線との成す角度Θに対する楕円率分布の一例を示す図である。
【図５１】図５１は、第１０実施形態の液晶表示装置におけるコントラストの視野角依存性の特性図である。
【符号の説明】
【０１９６】
ＬＰＮ…液晶表示パネル、ＡＲ…アレイ基板、ＣＴ…対向基板、ＬＱ…液晶層、ＰＴ…透過部、ＰＲ…反射部、ＰＯＬ１…第１偏光制御素子、ＰＯＬ２…第２偏光制御素子、５１…第１偏光板、５２…第１位相差板、５３（Ａ、Ｂ）…液晶フィルム、５４…液晶フィルム、６１…第２偏光板、６２…第２位相差板、ＢＬ…バックライトユニット、ＰＸ…画素
【図１】
2005107501.tif 000003
【図２】
2005107501.tif 000004
【図３】
2005107501.tif 000005
【図４】
2005107501.tif 000006
【図５】
2005107501.tif 000007
【図６】
2005107501.tif 000008
【図７】
2005107501.tif 000009
【図８】
2005107501.tif 000010
【図９】
2005107501.tif 000011
【図１０】
2005107501.tif 000012
【図１１】
2005107501.tif 000013
【図１２】
2005107501.tif 000014
【図１３】
2005107501.tif 000015
【図１４】
2005107501.tif 000016
【図１５】
2005107501.tif 000017
【図１６】
2005107501.tif 000018
【図１７】
2005107501.tif 000019
【図１８】
2005107501.tif 000020
【図１９】
2005107501.tif 000021
【図２０】
2005107501.tif 000022
【図２１】
2005107501.tif 000023
【図２２】
2005107501.tif 000024
【図２３】
2005107501.tif 000025
【図２４】
2005107501.tif 000026
【図２５】
2005107501.tif 000027
【図２６】
2005107501.tif 000028
【図２７】
2005107501.tif 000029
【図２８】
2005107501.tif 000030
【図２９】
2005107501.tif 000031
【図３０】
2005107501.tif 000032
【図３１】
2005107501.tif 000033
【図３２】
2005107501.tif 000034
【図３３】
2005107501.tif 000035
【図３４】
2005107501.tif 000036
【図３５】
2005107501.tif 000037
【図３６】
2005107501.tif 000038
【図３７】
2005107501.tif 000039
【図３８】
2005107501.tif 000040
【図３９】
2005107501.tif 000041
【図４０】
2005107501.tif 000042
【図４１】
2005107501.tif 000043
【図４２】
2005107501.tif 000044
【図４３】
2005107501.tif 000045
【図４４】
2005107501.tif 000046
【図４５】
2005107501.tif 000047
【図４６】
2005107501.tif 000048
【図４７】
2005107501.tif 000049
【図４８】
2005107501.tif 000050
【図４９】
2005107501.tif 000051
【図５０】
2005107501.tif 000052
【図５１】
2005107501.tif 000053