(57)【要約】【課題】視野角特性を改善することができ且つコストの低減が可能な液晶表示素子を提供することを目的とする。【解決手段】液晶表示素子を構成する円偏光子構成体Ｐはその光学補償用に第１偏光板ＰＬ１と第１位相差板ＲＦ１との間に屈折率異方性がnx≒nz＞nyとなる１軸の第３位相差板ＲＦ３を備え、円検光子構成体Ａはその光学補償用に第２偏光板ＰＬ２と第２位相差板ＲＦ２との間に屈折率異方性がnx≒nz＞nyとなる１軸の第４位相差板ＲＦ４を備え、可変リターダー構成体ＶＲはその光学補償用に第１位相差板ＲＦ１と第２位相差板ＲＦ２との間に屈折率異方性がnx≒ny>nzとなる第５位相差板ＲＦ５を備えている。【選択図】図１Ａ
2007101874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の電極付基板間に液晶層を挟持したドットマトリクス型の液晶セルを、光源側に位置する第１偏光板と観察者側に位置する第２偏光板との間に配置し、前記第１偏光板と前記液晶セルとの間にその遅相軸が前記第１偏光板の吸収軸とほぼ４５°の角度をなすように一軸の第１位相差板を配置し、前記第２偏光板と前記液晶セルとの間にその遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸とほぼ４５°の角度をなすように一軸の第２位相差板を配置した表示素子であり、
前記第１偏光板及び前記第１位相差板を含む円偏光子構成体と、
前記液晶セルを含む可変リターダー構成体と、
前記第２偏光板及び前記第２位相差板を含む円検光子構成体と、を、
光源側から、前記円偏光子構成体、前記可変リターダー構成体、前記円検光子構成体の順に配置し、前記可変リターダー構成体が黒表示状態において法線位相差が光学的に正である液晶表示素子であって、
前記第１位相差板及び前記第２位相差板は、進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える一軸の４分の１波長板であり、
さらに、前記円偏光子構成体は、その光学補償用に前記第１偏光板と前記第１位相差板との間に、屈折率異方性がnx≒nz＞nyとなる１軸の第３位相差板を含む第１光学補償層を備え、かつ、前記第３位相差板は、その遅相軸が前記第１偏光板の吸収軸とほぼ直交するように配置され、
前記円検光子構成体は、その光学補償用に前記第２偏光板と前記第２位相差板との間に、屈折率異方性がnx≒nz＞nyとなる１軸の第４位相差板を含む第２光学補償層を備え、かつ、前記第４位相差板は、その遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸とほぼ直交するように配置され、
前記可変リターダー構成体は、その光学補償用に前記第１位相差板と前記第２位相差板との間に配置されるとともに屈折率異方性がnx≒ny＞nzとなる第５位相差板を含む第３光学補償層を備えたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記第５位相差板は、前記第１位相差板と前記液晶セルとの間に配置された第１セグメント層と、前記第２位相差板と前記液晶セルとの間に配置された第２セグメント層と、からな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】
前記第１セグメント層及び前記第１位相差板は、トータルの光学機能が進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与え、且つ、nx＞ny＞nzの２軸の屈折率異方性と同等である単一の２軸の位相差板によって構成された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】
前記第２セグメント層及び前記第２位相差板は、トータルの光学機能が進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与え、且つ、nx＞ny＞nzの２軸の屈折率異方性と同等である単一の２軸の位相差板によって構成された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５】
２枚の電極付基板間に液晶層を挟持し各画素に反射層を備えたドットマトリクス型の液晶セルと、第２偏光板との間にその遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸とほぼ４５°の角度をなすように一軸の第２位相差板を配置した表示素子であり、
前記第２偏光板及び前記第２位相差板を含む円偏光子兼円検光子構成体と、
前記液晶セルを含む可変リターダー構成体と、備え、
前記可変リターダー構成体が黒表示状態において法線位相差が光学的に正である液晶表示素子であって、
前記第２位相差板は、進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える一軸の４分の１波長板であり、
さらに、前記円偏光子兼円検光子構成体は、その光学補償用に前記第２偏光板と前記第２位相差板との間に、屈折率異方性がnx≒nz＞nyとなる１軸の第４位相差板を含む第２光学補償層を備え、かつ、前記第４位相差板は、その遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸とほぼ直交するように配置され、
前記可変リターダー構成体は、その光学補償用に前記第２位相差板と前記液晶セルとの間に配置されるとともに屈折率異方性がnx≒ny＞nzとなる第５位相差板を含む第３光学補償層を備えたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項６】
前記液晶セルは、電圧を印加しない状態にて画素内の液晶分子配列が基板主面に対して略垂直な垂直配向モードであることを特徴とする請求項１または５に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記液晶セルは、電圧を印加した状態にて画素内の液晶分子配列が少なくとも２方位を向くように制御された配向分割型の垂直配向モードであることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
各画素における開口領域のうち、少なくとも半分の領域において、前記電圧を印加した状態における画素内の液晶分子配列方位が前記第１偏光板の吸収軸若しくは透過軸と略平行となるように制御されたことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示素子。
【請求項９】
画素内に備えられる配向分割制御用の突起、または、前記電極に設けられる配向分割制御用のスリットの少なくとも一方を備えたことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
２枚の前記基板における前記液晶層を挟持する面に配向分割制御用の配向処理を施した配向膜を設けたことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
前記第２位相差板及び前記第５位相差板は、トータルの光学機能が進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与え、且つ、nx＞ny＞nzの２軸の屈折率異方性と同等である単一の２軸の位相差板によって構成されたことを特徴とする請求項１または５に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記第１位相差板及び前記第２位相差板は、アートン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ゼオノア樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、変性ポリカーボネート樹脂のいずれかの樹脂によって形成されたことを特徴とする請求項１または５に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
前記第３位相差板及び前記第４位相差板は、ノルボルネン系樹脂、変性ポリカーボネート樹脂もしくはディスコティック液晶ポリマーによって形成されたことを特徴とする請求項１または５に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
前記第５位相差板は、カイラルネマティック液晶ポリマー若しくはコレステリック液晶ポリマー若しくはディスコティック液晶ポリマーのいずれかの液晶ポリマーによって形成されたことを特徴とする請求項１または５に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
前記液晶セルは、画素の少なくとも一部の領域、または、表示領域の少なくとも一部に反射層を備えた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１６】
前記第３位相差板及び前記第４位相差板の面内位相差及び法線位相差は、３０より大きく１６０より小さいことを特徴とする請求項１または５に記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
前記第５位相差板の法線位相差は、−１８０より大きく−１４５より小さいことを特徴とする請求項１または５に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示素子に係り、特に円偏光主導型の垂直配向モードの液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力である等の様々な特徴を有しており、ＯＡ機器、情報端末、時計、及びテレビ等の様々な用途に応用されている。特に、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を有する液晶表示装置は、その高い応答性から、携帯テレビやコンピュータなどのように多量の情報を表示するモニタとして用いられている。
【０００３】
近年、情報量の増加に伴い、画像の高精細化や表示速度の高速化に対する要求が高まっている。これら要求のうち画像の高精細化は、例えば、上述したＴＦＴが形成するアレイ構造を微細化することによって実現されている。
【０００４】
一方、表示速度の高速化に関しては、従来の表示モードに代わって、例えばネマティック液晶を用いたＯＣＢ(Optically Compensated Birefringence)モード、ＶＡＮ(Vertically Aligned Nematic)モード、ＨＡＮ(Hybrid Aligned Nematic)モード、およびπ配列モード、並びにスメクチック液晶を用いた界面安定型強誘電性液晶(SSFLC: Surface-Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal)モードおよび反強誘電性液晶(AFLC: Anti-Ferroelectric Liquid Crystal)モードが検討されている。
【０００５】
これら表示モードのうち、特にＶＡＮモードは、従来のＴＮ(Twisted Nematic)モードよりも速い応答速度を得ることができ、さらに静電気破壊のような不良発生の原因となるラビング処理を垂直配向により不要にできるという特長を有している。なかでも、配向分割型ＶＡＮモード（以下、ＭＶＡモードという）は、視野角の拡大が比較的容易なことから特に注目されている。
【０００６】
円偏光主導型のＭＶＡモードは、ＴＮモードなどと比較して透過率が低いといった課題を解決するために検討されており、進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える一軸の４分の１波長板を備えた偏光板、つまり円偏光板を用いることによって前述した問題を解決している。
【０００７】
しかしながら、従来の円偏光主導型のＭＶＡモードは、視野角特性が狭いといった問題を抱えている。この問題を解決するために、種々検討がなされており、例えば、液晶層の法線方向に沿った位相差の視野角依存性を補償するために、光学的に負の１軸媒体である位相差板（Ｃプレート）を適用し、且つ、入射光側に位置する位相差板と偏光板との間に、偏光板の視角特性を補償するような屈折率楕円体がｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚである１軸の位相差板を遅相軸が偏光板の透過軸と略平行となるように配置する液晶表示素子が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３７７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、視野角特性を改善することができ、しかも、コストの低減が可能な液晶表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の第１の態様による液晶表示素子は、
２枚の電極付基板間に液晶層を挟持したドットマトリクス型の液晶セルを、光源側に位置する第１偏光板と観察者側に位置する第２偏光板との間に配置し、前記第１偏光板と前記液晶セルとの間にその遅相軸が前記第１偏光板の吸収軸とほぼ４５°の角度をなすように一軸の第１位相差板を配置し、前記第２偏光板と前記液晶セルとの間にその遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸とほぼ４５°の角度をなすように一軸の第２位相差板を配置した表示素子であり、
前記第１偏光板及び前記第１位相差板を含む円偏光子構成体と、
前記液晶セルを含む可変リターダー構成体と、
前記第２偏光板及び前記第２位相差板を含む円検光子構成体と、を、
光源側から、前記円偏光子構成体、前記可変リターダー構成体、前記円検光子構成体の順に配置し、前記可変リターダー構成体が黒表示状態において法線位相差が光学的に正である液晶表示素子であって、
前記第１位相差板及び前記第２位相差板は、進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える一軸の４分の１波長板であり、
さらに、前記円偏光子構成体は、その光学補償用に前記第１偏光板と前記第１位相差板との間に、屈折率異方性がnx≒nz＞nyとなる１軸の第３位相差板を含む第１光学補償層を備え、かつ、前記第３位相差板は、その遅相軸が前記第１偏光板の吸収軸とほぼ直交するように配置され、
前記円検光子構成体は、その光学補償用に前記第２偏光板と前記第２位相差板との間に、屈折率異方性がnx≒nz＞nyとなる１軸の第４位相差板を含む第２光学補償層を備え、かつ、前記第４位相差板は、その遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸とほぼ直交するように配置され、
前記可変リターダー構成体は、その光学補償用に前記第１位相差板と前記第２位相差板との間に配置されるとともに屈折率異方性がnx≒ny＞nzとなる第５位相差板を含む第３光学補償層を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明の第２の態様による液晶表示素子は、
２枚の電極付基板間に液晶層を挟持し各画素に反射層を備えたドットマトリクス型の液晶セルと、第２偏光板との間にその遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸とほぼ４５°の角度をなすように一軸の第２位相差板を配置した表示素子であり、
前記第２偏光板及び前記第２位相差板を含む円偏光子兼円検光子構成体と、
前記液晶セルを含む可変リターダー構成体と、備え、
前記可変リターダー構成体が黒表示状態において法線位相差が光学的に正である液晶表示素子であって、
前記第２位相差板は、進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える一軸の４分の１波長板であり、
さらに、前記円偏光子兼円検光子構成体は、その光学補償用に前記第２偏光板と前記第２位相差板との間に、屈折率異方性がnx≒nz＞nyとなる１軸の第４位相差板を含む第２光学補償層を備え、かつ、前記第４位相差板は、その遅相軸が前記第２偏光板の吸収軸とほぼ直交するように配置され、
前記可変リターダー構成体は、その光学補償用に前記第２位相差板と前記液晶セルとの間に配置されるとともに屈折率異方性がnx≒ny＞nzとなる第５位相差板を含む第３光学補償層を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、視野角特性を改善することができ、しかも、コストの低減が可能な液晶表示素子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】
【００１２】
以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示素子について図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１実施形態）  
図１Ａは、第１実施形態に係る透過型の液晶表示素子の構成を概略的に示す図である。図１Ａに示すように、液晶表示素子は、各画素の液晶分子配列が画素に電圧を印加していない状態において基板主面に対してほぼ垂直に配向した円偏光主導型の垂直配向モードの液晶表示素子であって、円偏光子構成体Ｐと、可変リターダー構成体ＶＲと、円検光子構成体Ａと、を備えている。
【００１４】
可変リターダー構成体ＶＲは、２枚の電極付基板間に液晶層を挟持したドットマトリクス型の液晶セルＣを備えている。すなわち、この液晶セルＣは、ＭＶＡモードの液晶セルであって、アクティブマトリクス基板１４と対向基板１３との間に液晶層７を挟持した構造を有している。また、これらアクティブマトリクス基板１４と対向基板１３との間隔は、図示しないスペーサによって一定に維持されている。このような液晶セルＣは、画像を表示する表示領域ＤＰを備えている。表示領域ＤＰは、マトリクス状に配置された画素ＰＸによって構成されている。
【００１５】
アクティブマトリクス基板１４は、ガラス基板などの光透過性を有する絶縁基板を備えて構成され、その一方の主面上に、走査線や信号線などの各種配線、走査線と信号線との交差部付近に設けられたスイッチング素子などを備えているが、発明の作用効果に関与しないので省略する。また、アクティブマトリクス基板１４は、これらの上に画素ＰＸ毎に配置された画素電極１０を備えている。画素電極１０の表面は、配向膜によって覆われている。
【００１６】
走査線及び信号線などの各種配線は、アルミニウム、モリブデン、銅などによって形成されている。また、スイッチング素子は、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンを半導体層とし、アルミニウム、モリブデン、クロム、銅、タンタルなどをメタル層とした薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。このスイッチング素子は、走査線、信号線、並びに画素電極１０と接続されている。アクティブマトリクス基板１４では、このような構成により、所望の画素電極１０に対して選択的に電圧を印加することを可能としている。
【００１７】
画素電極１０は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）のような光透過性を有する導電材料によって形成され得る。この画素電極１０は、例えばスパッタリング法などにより薄膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてその薄膜をパターニングすることにより形成される。
【００１８】
配向膜は、ポリイミドなどの光透過性を有する樹脂材料からなる薄膜によって構成されている。なお、この実施形態では、配向膜には、ラビング処理は施さずに液晶分子８に垂直配向性を付与している。
【００１９】
対向基板１３は、ガラス基板などの光透過性を有する絶縁基板を備えて構成され、その一方の主面上に、共通電極９を備えている。この共通電極９の表面は、配向膜によって覆われている。
【００２０】
共通電極９は、画素電極１０と同様に、光透過性を有する導電材料、例えばＩＴＯによって形成され得る。また、配向膜は、アクティブマトリクス基板１４側の配向膜と同様に、光透過性を有する樹脂材料、例えばポリイミドによって形成され得る。なお、この実施形態では、共通電極９は、すべての画素電極と切れ目なく対向するよう平坦な連続膜として形成されている。
【００２１】
カラー液晶表示素子として構成する場合、液晶セルＣは、カラーフィルタ層を備えている。カラーフィルタ層は、３色例えば青、緑、赤にそれぞれ着色された着色層で構成されている。このカラーフィルタ層は、アクティブマトリクス基板１４側の絶縁基板と画素電極１０との間に設けてＣＯＡ（ｃｏｌｏｒ  ｆｉｌｔｅｒ  ｏｎ  ａｒｒａｙ）構造を採用しても良いし、対向基板１３に設けてもよい。
【００２２】
ＣＯＡ構造を採用した場合、カラーフィルタ層にはコンタクトホールが設けられており、画素電極１０は、このコンタクトホールを介してスイッチング素子と接続されている。このようなＣＯＡ構造は、アクティブマトリクス基板１４と対向基板１３とを貼り合わせて液晶セルＣを構成する際に、アライメントマークなどを利用した高精度な位置合わせが不要となる利点を有している。
【００２３】
円偏光子構成体Ｐは、液晶セルＣの光源すなわちバックライトユニットＢＬ側に位置する第１偏光板ＰＬ１、及び、第１偏光板ＰＬ１と液晶セルＣとの間に配置された一軸の第１位相差板ＲＦ１を含んでいる。円検光子構成体Ａは、液晶セルＣの観察側に位置する第２偏光板ＰＬ２、及び、第２偏光板ＰＬ２と液晶セルＣとの間に配置された一軸の第２位相差板ＲＦ２を含んでいる。
【００２４】
第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、それぞれの面内において、互いにほぼ直交する透過軸及び吸収軸を有している。これらの第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、それぞれの透過軸が互いに直交するように配置されている。これらの第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、例えばポリビニルアルコールで形成された偏光子をトリアセテート・セルロース（ＴＡＣ）などで形成されたベースフィルムで挟持することによって構成されている。
【００２５】
第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２は、その面内において、互いにほぼ直交する進相軸及び遅相軸を有しており、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長（例えば５５０ｎｍ）の光の間に１／４波長の位相差（すなわち１４０ｎｍの面内位相差）を与える一軸の４分の１波長板である。このような第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２は、それぞれの遅相軸が互いに直交するように配置されている。また、第１位相差板ＲＦ１は、その遅相軸が第１偏光板ＰＬ１の吸収軸とほぼ４５°の角度をなすように配置されている。同様に、第２位相差板ＲＦ２は、その遅相軸が第２偏光板ＰＬ１の吸収軸とほぼ４５°の角度をなすように配置されている。
【００２６】
このような構成の液晶表示素子、特に、画素ＰＸの少なくとも一部の領域、または、表示領域ＤＰの少なくとも一部にバックライト光を透過可能な透過部を備えた液晶表示素子は、バックライトユニットＢＬ、円偏光子構成体Ｐ、可変リターダー構成体ＶＲ、円検光子構成体Ａの順に積層して構成されている。
【００２７】
ところで、このように構成された液晶表示素子は、円偏光子構成体Ｐ（第１偏向板ＰＬ１のベースフィルムを含む）の光学補償用に第１偏光板ＰＬ１と第１位相差板ＲＦ１との間に配置された第１光学補償層ＯＣ１、円検光子構成体Ａ（第２偏向板ＰＬ２のベースフィルムを含む）の光学補償用に第２偏光板ＰＬ２と第２位相差板ＲＦ２との間に配置された第２光学補償層ＯＣ２、及び、可変リターダー構成体ＶＲの光学補償用に第１位相差板ＲＦ１と第２位相差板ＲＦ２との間に配置された第３光学補償層ＯＣ３を備えている。
【００２８】
すなわち、第１光学補償層ＯＣ１は、円偏光子構成体Ｐを出射した出射光の偏光状態が出射方位によらず略円偏光となるように円偏光子構成体Ｐの視角特性を補償する。第２光学補償層ＯＣ２は、円検光子構成体Ａを出射した出射光の偏光状態が出射方位によらず略円偏光となるように円検光子構成体Ａの視角特性を補償する。第３光学補償層ＯＣ３は、可変リターダー構成体ＶＲにおける液晶セルＣの位相差（液晶分子８が基板主面にほぼ垂直に配列した状態、すなわち黒表示状態において液晶層７における光学的に正の法線位相差）の視角特性を補償する。
【００２９】
第１光学補償層ＯＣ１は、屈折率異方性がnx≒nz＞nyとなる光学的に１軸の第３位相差板（ネガティブＡプレート）ＲＦ３を含んでいる。この第３位相差板ＲＦ３は、その遅相軸が第１偏光板ＰＬ１の吸収軸とほぼ直交するように配置されている。
【００３０】
第２光学補償層ＯＣ２は、屈折率異方性がnx≒nz＞nyとなる光学的に１軸の第４位相差板（ネガティブＡプレート）ＲＦ４を含んでいる。この第４位相差板ＲＦ４は、その遅相軸が第２偏光板ＰＬ２の吸収軸とほぼ直交するとともに第３位相差板ＲＦ３の遅相軸とほぼ直交するように配置されている。
【００３１】
第３光学補償層ＯＣ３は、屈折率異方性がnx≒ny＞nzとなる光学的に１軸の第５位相差板（ネガティブＣプレート）ＲＦ５を含んでいる。図１Ａに示した例では、第５位相差板ＲＦ５は、液晶セルＣと第２位相差板ＲＦ２との間に配置されている。なお、第５位相差板ＲＦ５は、液晶セルＣと第１位相差板ＲＦ１との間に配置されても良い。
【００３２】
第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２としては、図２に示すような構造の屈折率楕円体（nx＞ny≒nz）を有するもの（ポジティブＡプレート）が適用可能である。第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２は、例えば１３５ｎｍの面内位相差及び１３５ｎｍの法線位相差を有している。
【００３３】
第３位相差板ＲＦ３及び第４位相差板ＲＦ４としては、図３に示すような構造の屈折率楕円体（nx≒nz＞ny）を有するもの（ネガティブＡプレート）が適用可能である。第３位相差板ＲＦ３及び第４位相差板ＲＦ４において、それぞれの厚みをｔとしたときに、面内位相差を（nx−ny）×ｔとし、法線位相差を（nz−ny）×ｔと定義したとき、nx≒nzであるので、面内位相差及び法線位相差はほぼ等しい。ほぼ全方位でコントラスト比1０：１以上の視野が±８０°以上となるように構成するには、第３位相差板ＲＦ３及び第４位相差板ＲＦ４の面内位相差（あるいは法線位相差）は、３０より大きく１６０より小さくなるように設定される。この実施の形態では、第３位相差板ＲＦ３及び第４位相差板ＲＦ４は、例えば１３０ｎｍの面内位相差及び１３０ｎｍの法線位相差を有している。
【００３４】
第５位相差板ＲＦ５としては、図４に示すような構造の屈折率楕円体（nx≒ny＞nz）を有するもの（ネガティブＣプレート）が適用可能である。第５位相差板ＲＦ５において、それぞれの厚みをｔとしたときに、法線位相差を（nz−ny）×ｔと定義したとき、ほぼ全方位でコントラスト比1０：１以上の視野が±８０°以上となるように構成するには、第５位相差板ＲＦ５の法線位相差は、−１８０より大きく−１４５より小さくなるように設定される。この実施の形態では、第５位相差板ＲＦ５は、例えば−１６０ｎｍの法線位相差を有している。
【００３５】
なお、図２乃至図４において、ｎｘ及びｎｙはそれぞれの位相差板の主面内での互いに直交する２方向（Ｘ軸及びＹ軸）での屈折率を示し、ｎｚはそれぞれの位相差板の主面に対する法線方向（Ｚ軸）での屈折率を示すものとする。
【００３６】
図５は、図１Ａに示した液晶表示素子の視野角特性の光学原理を説明するための各光路における偏光状態を概念的に示す図である。
【００３７】
すなわち、液晶表示素子では、光学的に負の第５位相差板ＲＦ５を含む第３光学補償層ＯＣ３を用い、その他に別途に設けた第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２とともに負の位相差板として作用させ、Δｎ・ｄが２８０ｎｍ以上となる液晶層７の法線方向に沿った光学的に正の位相差（法線位相差）の視野角依存性を補償している。このような補償機能を有した第３光学補償層ＯＣ３を第１位相差板ＲＦ１と第２位相差板ＲＦ２との間に設けている。このため、第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２に入射する光が直線偏光である限り、第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２を出射した光は出射角度や出射方位によらず略円偏光となる。
【００３８】
したがって、第３光学補償層ＯＣ３が液晶層７と第２位相差板ＲＦ２との間に位置する場合、液晶層７に入射する光は入射角度や方位に依らず円偏光となる。液晶層７の法線位相差により、円偏光が楕円偏光になったとしても第３光学補償層ＯＣ３の作用により円偏光に戻されるので、第３光学補償層ＯＣ３の上に位置する第２位相差板ＲＦ２に入射する光は、入射角度や入射方位に依らず円偏光となる。したがって、観察する方向に関わらず良好な表示特性を得ることができる。
【００３９】
また、第３光学補償層ＯＣ３が液晶層７と第１位相差板ＲＦ１との間に位置する場合、第３光学補償層ＯＣ３に入射する光は入射角度や入射方位に依らず円偏光となる。第３光学補償層ＯＣ３の法線位相差により、円偏光が楕円偏光になったとしても液晶層７の作用により円偏光に戻されるので、液晶層７の上に位置する第２位相差板ＲＦ２に入射する光は、入射角度や入射方位に依らず円偏光となる。したがって、第３光学補償層ＯＣ３を液晶層７と第２位相差板ＲＦ２との間に配置した場合と同様に、観察する方向に関わらず良好な表示特性を得ることができる。
【００４０】
これに対し、従来の円偏光主導型ＭＶＡモード液晶表示素子では、屈折率異方性がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚである２軸の４分の１波長板を配置し、これら一対の４分の１波長板の遅相軸を互いに直交させた構造となっている。これらの４分の１波長板は、上述した実施の形態に採用した第３光学補償層ＯＣ３、及び、第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２の機能を同時に実現する機能を有しているが、液晶層７の法線位相差をも補償する条件とした場合、２軸の４分の１波長板を出射した光は必然的に楕円偏光となる。したがって、２軸の４分の１波長板を出射した光は、楕円長軸方向に方位を持った偏光となっている。結果的に、液晶分子配列方位に依存した透過率特性となるため、方位によっては、十分な視野角補償効果が得られない。
【００４１】
これに対して、この実施の形態の液晶表示素子構造では、液晶層７及びこれの法線位相差を補償する第３光学補償層ＯＣ３に入射する偏光を方位的な極性のない円偏光としているので、前述した問題は発生せず、方位に依存しない補償効果が得られる。
【００４２】
こうした効果を十分に得るには、入射側に位置する第１位相差板ＲＦ１及び第１偏光板ＰＬ１との間に、第１位相差板ＲＦ１及び第１偏光板ＰＬ１の視角特性を補償するような光学的に１軸の位相差板からなる第１光学補償層ＯＣ１を配置するとともに、出射側に位置する第２位相差板ＲＦ２及び第２偏光板ＰＬ２との間に、第２位相差板ＲＦ２及び第２偏光板ＰＬ２の視角特性を補償するような光学的に１軸の位相差板からなる第２光学補償層ＯＣ２を配置すれば尚良い視角特性を得ることができる。
【００４３】
この実施の形態に係る液晶表示素子は、液晶セルＣにおいて、電圧を印加した状態にて画素内の液晶分子配列が少なくとも２方位を向くように制御された配向分割型の垂直配向モードであって、各画素ＰＸにおける開口領域のうち、少なくとも半分の領域において、電圧を印加した状態における画素ＰＸ内の液晶分子８の配列方位が第１偏光板ＰＬ１の吸収軸若しくは透過軸と略平行となるように制御されることが望ましい。
【００４４】
このような配向制御は、例えば図１Ａに示したように、画素ＰＸ内に配向分割制御用の突起１２を備えることで実現可能であるし、また、各画素ＰＸに配置された画素電極１０及び対向電極９の少なくとも一方の一部に配向分割制御用のスリット１１を設けることでも実現可能であり、さらには、アクティブマトリクス基板１４及び対向基板１３における液晶層７を挟持する面に配向分割制御用のラビング等の配向処理を施した配向膜を設けることでも実現可能である。さらには、これらの突起１２、スリット１１、及び、配向処理を施した配向膜の少なくとも２つを組み合わせても良いことは言うまでもない。
【００４５】
前述したように、直線偏光主導型ＭＶＡモード液晶表示素子では、液晶分子配列方位が偏光板の透過軸に対してπ／４（ｒａｄ）の角度をなすとき、最大の透過率を得ることができる。したがって、直線偏光主導型ＭＶＡモードの場合、電圧を印加した状態における画素内の液晶分子配列方位が偏光板の透過軸に対してπ／４（ｒａｄ）の角度をなすように画素内に配向分割構造（突起やスリット）を設けたり、配向膜にラビング等の配向処理を施したりしている。
【００４６】
これに対して、円偏光主導型ＭＶＡモードの液晶表示素子の場合、透過率は電圧を印加した状態における画素内の液晶分子配列方位に依存しない。したがって、液晶層７及び第５位相差板ＲＦ５にて２分の１波長の位相差を得られれば、液晶分子配列方位に依らず、優れた透過率特性を得ることができる。
【００４７】
配向分割方垂直配向モードでは、前述した２分の１波長の位相差を光の入射角度に依存せず得られるように配向分割をなしている。しかしながら、入射角度や液晶分子の傾き角によっては、配向分割効果による位相差の方位性の補償がなされない場合が生じる。こうした問題を最小限に抑えるためには、前述したように、液晶分子配列方位を偏光板の透過軸若しくは吸収軸と平行な方位にすると良い。これは、液晶層７及び第５位相差板ＲＦ５を出射した光が円偏光にならず楕円偏光となったときにその楕円偏光の長軸の方位が検光子である第１偏光板ＰＬ１の光軸（透過軸及び吸収軸）と平行となるためである。
【００４８】
この実施の形態に係る液晶表示素子では、第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２は、アートン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ゼオノア樹脂、トリアセチルセルロース樹脂など、その面内でのリターデーション値が入射光波長に殆ど依存しない樹脂のいずれかによって形成されることが望ましい。または、第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２は、変性ポリカーボネート樹脂など、その面内でのリターデーション値が入射光波長にかかわらず入射光波長の約１／４となる樹脂によって形成されることが望ましい。このように、ポリカーボネートなどのように短波長側でリターデーションが大きくなる材料よりも、どの波長領域においても屈折率が一定であるような材料、もしくは変性ポリカーボネートのような入射光波長に関わらず、リターデーション値が常に波長の４分の１となるような材料を用いることにより、入射光波長分散依存性の小さい偏光が可能となる。
【００４９】
第３位相差板ＲＦ３及び第４位相差板ＲＦ４は、ノルボルネン系樹脂、変性ポリカーボネート樹脂、もしくは、ディスコティック液晶ポリマーなどによって形成されることが望ましい。
【００５０】
第５位相差板ＲＦ５は、カイラルネマティック液晶ポリマー、若しくは、コレステリック液晶ポリマー、若しくは、ディスコティック液晶ポリマーのいずれかの液晶ポリマーによって形成されることが望ましい。
【００５１】
前述したように、この実施の形態では、液晶層７の法線位相差を補償する目的で第５位相差板ＲＦ５を適用している。補償する液晶層７の位相差には波長分散があり、この波長分散を含めて液晶層７の位相差を補償するには、第５位相差板ＲＦ５も同等の波長分散を持っていた方がより優れた補償効果が得られる。したがって、第５位相差板ＲＦ５は、前述したように液晶ポリマーにて形成した方が良い。
【００５２】
上述したように、この第１実施形態によれば、高コストな位相差板を適用することなく視野角特性を改善することができる。
【００５３】
（第１実施形態；変形例１）  
第１実施形態の変形例１として、液晶表示素子は、２つのセグメント層に機能を分離した第３光学補償層ＯＣ３を備えて構成しても良い。すなわち、図１Ｂに示すように、第３光学補償層ＯＣ３を構成する第５位相差板ＲＦ５は、第１位相差板ＲＦ１と液晶セルＣとの間に配置された第１セグメント層ＲＦ５Ａと、第２位相差板ＲＦ２と液晶セルＣとの間に配置された第２セグメント層ＲＦ５Ｂと、に機能的に分離されている。このとき、例えば、第５位相差板ＲＦ５として機能する機能層の膜厚をＴとしたときに、第１セグメント層ＲＦ５Ａの膜厚と第２セグメント層ＲＦ５Ｂの膜厚との総和がＴとなるように形成することにより、図１Ａに示した液晶表示素子と同等の機能を実現することが可能である。第１セグメント層ＲＦ５Ａの膜厚と第２セグメント層ＲＦ５Ｂの膜厚との比は、任意でよい。例えば、第５位相差板ＲＦ５として−１６０ｎｍの法線位相差を必要とする場合、第１セグメント層ＲＦ５Ａ及び第２セグメント層ＲＦ５Ｂのそれぞれが−８０ｎｍの法線位相差を有するように構成してもよいが、第１セグメント層ＲＦ５Ａ及び第２セグメント層ＲＦ５Ｂの法線位相差の総和が−１６０ｎｍとなるのであればこの例に限らない。
【００５４】
このような変形例１においても、高コストな位相差板を適用することなく視野角特性を改善することができる。
【００５５】
（第１実施形態；変形例２）  
図１Ｂに示した変形例１のさらに別の変形例２として、図１Ｃに示すように、第１セグメント層ＲＦ５Ａ及び第１位相差板ＲＦ１は、トータルの光学機能が進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与え、且つ、nx＞ny＞nzの２軸の屈折率異方性と同等である単一の２軸の位相差板ＢＲ１によって構成しても良い。この位相差板ＢＲ１は、液晶セルＣと第１偏光板ＰＬ１との間に配置されていれば良い。
【００５６】
同様に、第２セグメント層ＲＦ５Ｂ及び第２位相差板ＲＦ２は、トータルの光学機能が進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与え、且つ、nx＞ny＞nzの２軸の屈折率異方性と同等である単一の２軸の位相差板ＢＲ２によって構成してもよい。この位相差板ＢＲ２は、液晶セルＣと第２偏光板ＰＬ２との間に配置されていれば良い。
【００５７】
これらの位相差板ＢＲ１及びＢＲ２のそれぞれについては、第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２と同等の機能を実現するために、主平面内において、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長（例えば５５０ｎｍ）の光の間に１／４波長の面内位相差（１４０ｎｍ）を与える４分の１波長板としての機能を有している。また、これらの位相差板ＢＲ１及びＢＲ２のそれぞれについては、第１セグメント層ＲＦ５Ａ及び第２セグメント層ＲＦ５Ｂと同等の機能を実現するために、法線方向において、負の法線位相差（例えば−１１０ｎｍ）を有する位相差板としての機能を有している。
【００５８】
このような構成であっても、図１Ａに示した液晶表示素子と同等の機能を実現することが可能である。また、複数の位相差板としての機能を単一の位相差板によって実現することにより、部材点数を削減できるとともに、装置全体の層厚が削減でき、薄型化に有利である。
【００５９】
図１Ｃに記載した構成において、第１位相差板ＲＦ１及び第１セグメント層ＲＦ５Ａを単一の２軸の位相差板ＢＲ１で構成すると同時に第２位相差板ＲＦ２及び第２セグメント層ＲＦ５Ｂを単一の２軸の位相差板ＢＲ２で構成したが、いずれか一方のみを単一の２軸の位相差板で構成しても同様の機能を実現可能である。
【００６０】
このような変形例２においても、高コストな位相差板を適用することなく視野角特性を改善することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
上述した第１実施形態においては、液晶セルＣが画素ＰＸの少なくとも一部の領域または表示領域ＤＰの少なくとも一部に透過部を備えた液晶表示素子について説明したが、この例に限定されるものではない。例えば、液晶セルＣが画素ＰＸの少なくとも一部の領域または表示領域ＤＰの少なくとも一部に反射層を備えた液晶表示素子についても、同様の構成を採用することが可能である。
【００６２】
すなわち、第２実施形態に係る円偏光主導型の垂直配向モードの液晶表示素子は、図１Ｄに示すように、反射型であり、円偏光子兼円検光子構成体ＡＰと、可変リターダー構成体ＶＲと、を備え、これらの順に積層して構成されている。可変リターダー構成体ＶＲは、２枚の電極付基板間に液晶層を挟持したドットマトリクス型の液晶セルＣを備えている。すなわち、この液晶セルＣは、ＭＶＡモードの液晶セルであって、アクティブマトリクス基板１４と対向基板１３との間に液晶層７を挟持した構造を有している。また、これらアクティブマトリクス基板１４と対向基板１３との間隔は、図示しないスペーサによって一定に維持されている。このような液晶セルＣは、画像を表示する表示領域ＤＰを備えている。表示領域ＤＰは、マトリクス状に配置された画素ＰＸによって構成されている。
【００６３】
画素ＰＸ毎に配置された画素電極１０は、少なくともその一部にアルミニウムのような光反射性を有する反射層を備えている。このような反射層を備えた反射部においては、液晶層７の厚みｄは、上述した第１実施形態における液晶表示素子の透過部での厚みの約半分に設定されている。
【００６４】
円偏光子兼円検光子構成体ＡＰは、第２偏光板ＰＬ２、及び、第２偏光板ＰＬ２と液晶セルＣとの間に配置された一軸の第２位相差板ＲＦ２を含んでいる。第２偏光板ＰＬ２は、その面内において、互いにほぼ直交する透過軸及び吸収軸を有している。第２位相差板ＲＦ２は、その面内において、互いにほぼ直交する進相軸及び遅相軸を有しており、進相軸及び遅相軸をそれぞれ透過する所定波長（例えば５５０ｎｍ）の光の間に１／４波長の位相差を与える一軸の４分の１波長板である。第２位相差板ＲＦ２は、その遅相軸が第２偏光板ＰＬ１の吸収軸とほぼ４５°の角度をなすように配置されている。
【００６５】
ところで、このように構成された液晶表示素子は、円偏光子兼円検光子構成体ＡＰ（第２偏向板ＰＬ２のベースフィルムを含む）の光学補償用に第２偏光板ＰＬ２と第２位相差板ＲＦ２との間に配置された第２光学補償層ＯＣ２、及び、可変リターダー構成体ＶＲの光学補償用に液晶セルＣと第２位相差板ＲＦ２との間に配置された第３光学補償層ＯＣ３を備えている。
【００６６】
すなわち、第２光学補償層ＯＣ２は、円偏光子兼検光子構成体ＡＰを出射した出射光の偏光状態が出射方位によらず略円偏光となるように円偏光子兼検光子構成体ＡＰの視角特性を補償する。第３光学補償層ＯＣ３は、可変リターダー構成体ＶＲにおける液晶セルＣの位相差（液晶分子８が基板主面にほぼ垂直に配列した状態、すなわち黒表示状態において液晶層７における光学的に正の法線位相差）の視角特性を補償する。
【００６７】
第２光学補償層ＯＣ２は、屈折率異方性がnx≒nz＞nyとなる光学的に１軸の第４位相差板（ネガティブＡプレート）ＲＦ４を含んでいる。第４位相差板ＲＦ４は、その遅相軸が第２偏光板ＰＬ２の吸収軸とほぼ直交するように配置されている。
【００６８】
第３光学補償層ＯＣ３は、屈折率異方性がnx≒ny＞nzとなる光学的に１軸の第５位相差板（ネガティブＣプレート）ＲＦ５を含んでいる。図１Ｄに示した例では、第５位相差板ＲＦ５は、液晶セルＣと第２位相差板ＲＦ２との間に配置されている。なお、第５位相差板ＲＦ５は、液晶セルＣと第１位相差板ＲＦ１との間に配置されても良い。反射型の液晶表示素子においては、液晶セルＣ内で反射された外光は、第５位相差板ＲＦ５を２回通過する。すなわち、外光が液晶セルＣ内に入射する際及び液晶セルＣから外部に向けて反射される際に第５位相差板ＲＦ５を通過する。このため、第５位相差板ＲＦ５は、液晶セルＣの法線位相差を補償するのに必要な値の半分の法線位相差を有するように構成されている。例えば、液晶セルＣの法線位相差を補償するの−１６０ｎｍの法線位相差を必要とする場合、第５位相差板ＲＦ５として−８０ｎｍの法線位相差を有するように構成されている。
【００６９】
第２位相差板ＲＦ２としては、図２に示すような構造の屈折率楕円体を有するものが適用可能である。第４位相差板ＲＦ５としては、図３に示すような構造の屈折率楕円体を有するものが適用可能である。第５位相差板ＲＦ５としては、図４に示すような構造の屈折率楕円体を有するものが適用可能である。
【００７０】
このような反射部を備えた反射型の液晶表示素子においても、視野角特性を改善するとともに、２軸の位相差板を用いる場合よりもコストの低減が可能となる。
【００７１】
また、第２位相差板ＲＦ２及び第５位相差板ＲＦ５は、図１Ｃに示したような単一の２軸の位相差板ＢＲ２によって構成しても良い。これを適用した場合であっても、図１Ｄに示した構成の液晶表示素子と同等の機能を実現することができる。
【００７２】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る円偏光主導型の垂直配向モードの液晶表示素子は、図１Ｅに示すように、半透過型であり、円偏光子構成体Ｐと、可変リターダー構成体ＶＲと、円検光子構成体Ａと、を備え、これらの順に積層して構成されている。可変リターダー構成体ＶＲは、２枚の電極付基板間に液晶層を挟持したドットマトリクス型の液晶セルＣを備えている。すなわち、この液晶セルＣは、ＭＶＡモードの液晶セルであって、一画素に透過部と反射部とを併せ持って構成されている。
【００７３】
画素ＰＸ毎に配置された画素電極１０は、その一部にアルミニウムなどのような光反射性を有する反射電極１０Ｒ及びＩＴＯなどのような光透過性を有する透過電極１０Ｔを備えている。反射部における液晶層７の厚みｄ１は、透過部における液晶層７の厚みｄ２の約半分に設定されている。
【００７４】
また、第５位相差板ＲＦ５は、第１位相差板ＲＦ１と液晶セルＣとの間に配置された第１セグメント層ＲＦ５Ａと、第２位相差板ＲＦ２と液晶セルＣとの間に配置された第２セグメント層ＲＦ５Ｂと、に機能的に分離されている。このとき、第１セグメント層ＲＦ５Ａの膜厚と第２セグメント層ＲＦ５Ｂの膜厚とは、同等であり、例えば、第５位相差板ＲＦ５として−１６０ｎｍの法線位相差を必要とする場合、第１セグメント層ＲＦ５Ａ及び第２セグメント層ＲＦ５Ｂのそれぞれが−８０ｎｍの法線位相差を有するように構成されている。つまり、反射部で反射される反射光は、第２セグメント層ＲＦ５Ｂを２回通過し、これにより、反射光に対して所望する法線位相差が付与される。また、透過部で透過される透過光は、第１セグメント層ＲＦ５Ａ及び第２セグメント層ＲＦ５Ｂを１回ずつ通過し、これにより、透過光に対して所望する法線位相差が付与される。
【００７５】
その他の構成は第１実施形態と同一である。
【００７６】
このような半透過型の液晶表示素子においても、視野角特性を改善するとともに、２軸の位相差板を用いる場合よりもコストの低減が可能となる。
【００７７】
以下に、この発明の具体的な実施例について説明する。なお、主要な構成は、図１Ａに示した第１実施形態と同一である。
【００７８】
《実施例》
実施例に係る液晶表示素子においては、液晶層７は、誘電異方性が負のネマティック液晶材料として、メルク（株）製のＦ系液晶を用いた。ここで用いた液晶材料の屈折率異方性Δｎは、０．０９５（測定波長は５５０ｎｍ。以下位相差板の屈折率や位相差は全て波長５５０ｎｍでの測定値を記す）であり、液晶層７の厚みｄは３．５μｍである。したがって、液晶層７のΔｎ・ｄは、３３０ｎｍである。
【００７９】
この実施例では、第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２として、日本ゼオン（株）製のゼオノア樹脂からなる１軸の４分の１波長板（面内位相差は１４０ｎｍ）を適用した。
【００８０】
一方、第２位相差板ＲＦ２として用いたフィルムの裏面（液晶セルＣとの対向面）をラビングして、その上に屈折率異方性Δｎが０．１０２であり、ヘリカルピッチが０．９μｍであるメルク（株）製の紫外線架橋型のカイラルネマティック液晶を層厚１．４１μｍとなるよう塗布し、螺旋軸がフィルム法線方向となる状態にて紫外線を照射する。このような液晶ポリマー層は、ネガティブＣプレートに相当し、第５位相差板ＲＦ５として機能する。このようにして得られた第５位相差板ＲＦ５の法線位相差は、−１６０ｎｍとなっている。
【００８１】
第１位相差板ＲＦ１は、液晶層７に対向するように糊などの接着層を介して貼り付けた。また、第１位相差板ＲＦ１の直上には、第３位相差板ＲＦ３として日東電工（株）製の変性ポリカーボネートからなるネガティブＡプレートを糊などの接着層を介して貼り付け、その直上に第１偏光板ＰＬ１として住友化学（株）製の偏光板ＳＲＷ０６２Ａを糊などの接着層を介して貼り付けた。なお、この第１偏光板ＰＬ１は、その吸収軸が第３位相差板ＲＦ３の遅相軸と直交するように配置される。第３位相差ＲＦ３の法線位相差及び面内位相差は、１３０ｎｍとなっている。
【００８２】
一方、第５位相差板ＲＦ５を備えた第２位相差板ＲＦ２を、第５位相差板ＲＦ５が液晶層７側に対向するように糊などの接着層を介して貼り付けた。また、第２位相差板ＲＦ２の直上には、第４位相差板ＲＦ４として日東電工製の変性ポリカーボネートからなるネガティブＡプレートを糊などの接着層を介して貼り付け、その直上に第２偏光板ＰＬ２として住友化学（株）製の偏光板ＳＲＷ０６２Ａを糊などの接着層を介して貼り付けた。なお、この第２偏光板ＰＬ２は、その吸収軸が第４位相差板ＲＦ４の遅相軸と直交するように配置される。第４位相差ＲＦ４の法線位相差及び面内位相差は、１３０ｎｍとなっている。
【００８３】
第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２の各々の透過軸と第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２の遅相軸とのなす角度はπ／４（ｒａｄ）としてあり、液晶層７に電圧を印加した際の液晶分子配列方位は各々の第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２の透過軸と平行若しくは直交するように突起１２やスリット１１を配置してある。また、第２偏光板ＰＬ２の吸収軸と第１偏光板ＰＬ１の吸収軸は、互いに直交するよう配置してある。さらに、第１位相差板ＲＦ１の遅相軸と第２位相差板ＲＦ２の遅相軸とは、互いに直交するように配置してある。
【００８４】
このように構成された液晶表示素子において、液晶層７に印加する電圧を４．２Ｖ（白表示時）及び１．０Ｖ（黒表示時；液晶材料のスレショルド電圧未満の電圧であり、液晶分子は垂直配向のままの状態となる電圧である）となるようにして駆動させ、コントラスト比の視角特性を評価した。
【００８５】
結果を図６に示す。ほぼ全方位でコントラスト比1０：１以上の視野が±８０°以上となり、優れた視野角特性を得られることが確認できた。また、４．２Ｖにおける透過率を測定したところ、５．０％と極めて高い透過率を得ていることが確認できた。
【００８６】
以上説明したように、この発明によれば、垂直配向モードや配向分割方垂直配向モードなどの液晶層にて入射光の位相を略２分の１波長変調させる表示モードにおいて、液晶分子の配列方位がシュリーレン配向や意図する方位以外の方位に配列することなどによる透過率の低下を防ぐために、液晶層に入射する偏光を円偏光とした円偏光主導型の表示モード、特に円偏光主導型ＭＶＡモードにおいて、視野角特性が狭いといった問題、及び、用いる部材の製造コストが高いといった問題を解決するために、新規な液晶表示素子の構造を提供するものである。
【００８７】
これによれば、新規な構造により、従来の円偏光主導型ＭＶＡモードと同様に、高い透過率特性を得るばかりでなく、優れたコントラスト視角特性を実現することができ、しかも、従来の視角補償構造を伴った円偏光主導型ＭＶＡモードよりも安価に提供することができる。
【００８８】
なお、この発明は、上記実施形態そのもの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せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１Ａ】図１Ａは、この発明の第１実施形態に係る液晶表示素子の断面構造の一例を概略的に示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、この発明の第１実施形態の変形例１に係る液晶表示素子の断面構造の一例を概略的に示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、この発明の第１実施形態の変形例２に係る液晶表示素子の断面構造の一例を概略的に示す図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、この発明の第２実施形態に係る液晶表示素子の断面構造の一例を概略的に示す図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、この発明の第３実施形態に係る液晶表示素子の断面構造の一例を概略的に示す図である。
【図２】図２は、この発明の実施の形態に係る液晶表示素子に適用可能な第１位相差板及び第２位相差板の屈折率楕円体の形状を説明するための図である。
【図３】図３は、この発明の実施の形態に係る液晶表示素子に適用可能な第３位相差板及び第４位相差板の屈折率楕円体の形状を説明するための図である。
【図４】図４は、この発明の実施の形態に係る液晶表示素子に適用可能な第５位相差板の屈折率楕円体の形状を説明するための図である。
【図５】図５は、この発明の実施の形態に係る液晶表示素子のコントラスト視角特性の補償原理を説明するための図である。
【図６】図６は、実施例に係る液晶表示素子の等コントラスト曲線の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
ＲＦ１…第１位相差板、ＲＦ２…第２位相差板、ＲＦ３…第３位相差板、ＲＦ４…第４位相差板、ＲＦ５…第５位相差板、ＲＦ５Ａ…第１セグメント層、ＲＦ５Ｂ…第２セグメント層、ＰＬ１…第１偏光板、ＰＬ２…第２偏光板、７…液晶層、８…液晶分子、９…共通電極、１０…画素電極、１１…スリット、１２…突起、１３…対向基板、１４…アクティブマトリクス基板、ＢＬ…バックライトユニット（光源）、Ｐ…円偏光子構成体、ＶＲ…可変リターダー構成体、Ａ…円検光子構成体、Ｃ…液晶セル、ＡＰ…円偏光子兼円検光子構成体、ＯＣ１…第１光学補償層、ＯＣ２…第２光学補償層、ＯＣ３…第３光学補償層、ＢＲ１…２軸位相差板、ＢＲ２…２軸位相差板
【図１Ａ】
2007101874.tif 000003
【図１Ｂ】
2007101874.tif 000004
【図１Ｃ】
2007101874.tif 000005
【図１Ｄ】
2007101874.tif 000006
【図１Ｅ】
2007101874.tif 000007
【図２】
2007101874.tif 000008
【図３】
2007101874.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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