(57)【要約】  簡単な構成で視角の広い液晶表示素子を提供する。  液晶表示素子は、軸角度αの第１の偏光板と、軸角度βの第１のλ／２位相差板と、軸角度γの第１のλ／４位相差板と、２枚の基板間に挟持され垂直配向された液晶層と、前記第１のλ／４位相差板と平行（軸角度γ）に配置された第２のλ／４位相差板と、軸角度（２γ−β）の第２のλ／２位相差板と、軸角度（π／２−α＋２γ）の第２の偏光板とを積層して構成される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸角度αの第１の偏光板と、軸角度βの第１のλ／２位相差板と、軸角度γの第１のλ／４位相差板と、２枚の基板間に挟持され垂直配向された液晶層と、前記第１のλ／４位相差板と平行（軸角度γ）に配置された第２のλ／４位相差板と、軸角度（２γ−β）の第２のλ／２位相差板と、軸角度（π／２−α＋２γ）の第２の偏光板とを積層してなる液晶表示素子。
【請求項２】
前記各λ／２位相差板のリタデーション値は、前記各λ／４位相差板のリタデーション値の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】
前記軸角度γは縦長画面の場合０°であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記軸角度βは５７±５°であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記液晶層は、反射型として用いられる所定厚さの部分と、透過型として用いられる、前記所定厚さの倍の厚さの部分とを備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか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係り、特に視角の広い液晶表示素子に関する。  
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、液晶の結晶方向を制御して光の透過を制御するため、良好な表示が得られる視角範囲は必ずしも広くない。【０００３】
良好な視角を得るためのモードとしては、電圧を印加していないときに液晶分子が垂直に並び、電圧を印加した時に横になるＶＡ（Vertical Alignment）モードが適していることが、例えば特許文献１に示されている。この特許文献１には、観察する方向でのリタデーション（光路長）の違いが見る方向による画の違いを生じさせ、リタデーションの視角依存性が大きくなると、パネルの視認性の視角特性も悪くなることを示している。【０００４】
このような視角特性に関する問題を解決するため、特許文献１においては、偏光板や波長板を液晶層の上下に積層した構造が提案されている。すなわち、特許文献１には、透過型の液晶表示素子が示され、その概略断面図である図６に示すように偏光板（観察側）１、λ／２位相差板２、λ／４位相差板３、垂直に配向された配向膜４ａおよび４ｂを両側に有する液晶層４、λ／４位相差板５、λ／２位相差板６、偏光板（バックライト側）７を上から下に順に積層配置した例が開示されており、液晶層を挟んで対称位置に配置された２枚のλ／２位相差板、および２枚のλ／４位相差板はそれらの遅相軸が直交するように配置されることが示されている。
【特許文献１】特開２００２−３５０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の構成では、同一波長の各位相差板は遅相軸が直交しているため、正面から見たコントラストは非常に良い。しかし、見る方向が正面から少しでもずれて視角が生じたときにはみかけの位相差が生じ、視角特性は必ずしも良好ではない。【０００６】
液晶表示素子が多く用いられる携帯型電話の場合、特に欧米では黒のバックグラウンド表示が好まれるため、より黒くするために図６に示すように、液晶層４と位相板３、５との間に補償フィルム８，９を設けることが必要になっている。この補償フィルムが必要なことで、材料費、製造工程がいずれも増加し、かつ製造工程を長びかせる原因となっている。【０００７】
また、前述した構造に単に補償フィルムを追加したとしても、斜めから見た場合には十分な黒にならないことが起こりやすい。【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、簡単な構成で視角の広い液晶表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、軸角度αの第１の偏光板と、軸角度βの第１のλ／２位相差板と、軸角度γの第１のλ／４位相差板と、２枚の基板間に挟持され垂直配向された液晶層と、前記第１のλ／４位相差板と平行（軸角度γ）に配置された第２のλ／４位相差板と、軸角度（２γ−β）の第２のλ／２位相差板と、軸角度（π／２−α＋２γ）の第２の偏光板とを積層してなる液晶表示素子が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる液晶表示素子では、２枚ずつの偏光板、λ／２位相差板、λ／４位相差板の軸角度を特殊な関係とし、特にλ／４位相差板を平行に配置することにより、広い角度にわたって輝度変化を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明にかかる液晶素子の実施形態における層構成の概略を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における層構成を詳細に説明する斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における層構成を詳細に説明する斜視図である。
【図４】第１及び第２の実施の形態における効果を比較例と比較して示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施の形態にかかる液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。
【図６】従来技術にかかる液晶表示素子の概略積層構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１２】
１、１１，２１、７，１７，２７    偏光板
２，１２，２２，６．１６．２６  λ／２位相差板
３，１３．２３，５，１５，２５  λ／４位相差板
４，１４，２４  液晶層
４ａ，４ｂ，１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ  配向膜
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。【００１４】
図１は本発明における液晶素子の一実施形態の層構成を示す断面図であり、ここでは従来例と同様に透過型の液晶表示素子を例にとって説明する。【００１５】
図１に示すように、本発明においては、前述した従来技術と同様に、上から第１の偏光板１１、第１のλ／２位相差板１２、第１のλ／４位相差板１３、両面に配向層１４ａ、１４ｂを有する液晶層１４、第２のλ／４位相差板１５、第２のλ／２位相差板１６、第２の偏光板１７を積層した構成を有している。【００１６】
このような層構成を図２を用いて詳細に説明する。図２においては、各層の遅相軸の軸角度も示されている。【００１７】
まず、偏光板１１は水平軸に対しα＝７３°の軸角度をもって配置される。次にλ／２位相差板１２は２３６ｎｍのリタデーションを有しており、β＝５７°の軸角度を有している。次のλ／４位相差板１３は１１８ｎｍのリタデーションを有しているが、水平軸と平行（角度γ＝０°）をなしている。これらは右円偏光のパターンであるのでＲ１パターンとする。【００１８】
液晶層の下には上側と類似した層構成が設けられているが、いくつかの点で異なる。すなわち、液晶層の下に１１８ｎｍのリタデーションを有し、水平軸と平行（角度０）をなしている第２のλ／４位相差板１５、その下に２３６ｎｍのリタデーションを有して、第１のλ／２位相差板と符号の異なる−５７°の角度を有している第２のλ／２位相差板１６、さらにその下に、１７°の角度を有する第２の偏光板１７を有している。これらは左円偏光であり、λ／２位相差板の遅相角がＲ１とは共役の関係にあるので、Ｌ２とする。【００１９】
ここで、各位相差板について説明すると、ポリカーボネート樹脂、あるいはノルボルネン（Ｒ）（雲母の一種）を原材料とし、製造されたフィルム材料を所定方向に引っ張り、例えば４３マイクロメータの厚さになるようにして得ることができる。【００２０】
この実施の形態では、２枚のλ／４位相差板の軸角度が何れも０であり、また、従来例のように補償膜は設けられていない。さらに、２枚のλ／２位相差板は共役関係にあり、２枚のλ／４位相差板の軸角度の合計はπ／２（９０°）である。【００２１】
なお、この実施の形態では第１のλ／４位相差板１３の軸角度γは０であったが、これが０でない場合には、第２のλ／４位相差板１５は軸角度γ、第２のλ／２位相差板１６は軸角度２γ−β、第２の偏光板１７の軸角度はπ／２−α＋２βと一般化することができる。【００２２】
次に、図３を参照すると、本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示素子が示されており、図２と類似した層構成が示されている。【００２３】
まず、第１の偏光板２１は水平軸に対しα＝１７°の角度をもって配置される。したがって、反対側に位置する第２の偏光板２７の軸角度は９０−１７＝７３°である。【００２４】
次にλ／２位相差板２２は２３６ｎｍのリタデーションを有しており、β＝−５７°の角度を有している。次のλ／４位相差板２３は１１８ｎｍのリタデーションを有しているが、水平軸と平行（角度γ＝０）に配置されている。これらは右円偏光のパターンであるが、第１の実施の形態とは角度が異なるので、Ｒ２パターンとする。【００２５】
液晶層２４の下には上側と類似した層構成が設けられているが、いくつかの点で異なる。すなわち、液晶層２４の下に１１８ｎｍのリタデーションを有し、水平軸と平行（角度０）に配置された第２のλ／４位相差板２５、その下に２３６ｎｍのリタデーションを有しており、５７°の角度を有している第２のλ／２位相差板２６、さらにその下に、前述したように７３°の角度を有する第２の偏光板２７を有している。これらは左円偏光であり、λ／２位相差板の遅相角がＲ１とは共役の関係にあるので、Ｌ２とする。【００２６】
これらの実施の形態では、２枚のλ／４位相差板の軸角度が何れも０であり、また、従来例のように補償膜は設けられていない。さらに、２枚のλ／２位相差板は共役関係にあり、２枚のλ／４位相差板の遅相軸角度の合計はπ／２（９０°）である。【００２７】
なお、Ｒ１とＬ１、およびＲ２とＬ２の各組み合わせにおいては偏光板、λ／２位相差板とも共役関係にある。【００２８】
各層の軸角度を一般化した関係は、第１の実施の形態で説明したのと同じである。【００２９】
また、上述した実施の形態では、λ／４位相差板の遅相軸の軸角度γは０°であったが、これは携帯型電話等における縦長画面であるためである。したがって、横長画面の場合には、γ＝９０°とすることが望ましい。【００３０】
図４はこれら第１及び第２の実施の形態における効果を示すグラフであって、視角を６０°に固定し、方位を３６０°回転させたときの黒輝度の変化を示すものである。【００３１】
図４（ａ）は第１の実施の形態１に対応するＲ１とＬ２の組み合わせ、図４（ｂ）は第２の実施の形態に対応するＲ２とＬ１の組み合わせの場合をそれぞれ示しており、最大光漏れは１０％を超えることはない。なお、組み合わせられたものの位置を完全に入れ換えても全く同じ結果となる。【００３２】
また、図４（ｃ）はＲ１とＬ１の組み合わせ、図４（ｄ）はＲ２とＬ２の組み合わせの場合を比較例として示している。これらの比較例では前述したように各対応位相差板は共役角形にあるため、図１で説明した従来例と同じ構成となる。【００３３】
図４（ｃ）および（ｄ）から、最大光漏れは２０バーセントに達しており、本発明の適用により、視角依存性が小さくなることがわかった。【００３４】
この結果、補償フィルムを用いる必要がなく、従来用いられている位相差板（フィルム）の積層構成だけで視角特性の良好な液晶表示素子を得ることができる。【００３５】
図５は本発明の他の実施の形態にかかる液晶表示素子の概略構成を示す断面図であり、同一の液晶表示素子内に透過型の部分と反射型の部分とを設けたものである。ここに示された液晶表示素子においては、液晶層は、反射型として用いられる所定厚さの部分は、反射膜１８が設けられることもあって、透過型として用いられる部分の厚さの約半分となっている。【００３６】
この実施の形態では、特に透過型の部分に図２あるいは図３において説明した構成を適用することにより、視角依存性の少ない液晶表示素子を得ることができる。
【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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【国際調査報告】
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