(57)【要約】【課題】高温域下での光漏れを低減して、優れたコントラスト比の表示と視角特性を実現できる液晶表示素子を提供する。【解決手段】液晶表示素子１は、温度補償型の位相差補償層を有して構成されたＶＡモード液晶表示素子である。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有する液晶セル２と、液晶セル２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３，４と、偏光板３，４のうちの少なくとも一方と液晶セル２との間に設けられた温度補償型の位相差補償層５とを有する。位相差補償層５は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が３％〜２５％小さくなる性能を有する。【選択図】図１
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【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、
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設けられた位相差補償層とを有する液晶表示素子において、
前記位相差補償層は、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記位相差補償層は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および前記液晶セルの厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｘとｎｙは実質的に等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きいという関係が成立す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】
前記位相差補償層は、屈折率異方性を有し、
互いに直交するｘ軸、ｙ軸および前記液晶セルの厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間で、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きいという関係が成立する層を２つ組み合わせて構成されており、
前記２つの層を合成したときの主屈折率ｎｘ′、ｎｙ′およびｎｚ′の間に、ｎｘ′とｎｙ′が実質的に等しく且つｎｘ′とｎｙ′はｎｚ′より大きいという関係が成立す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４】
前記位相差補償層を構成する２つの層の内の一方の層の遅相軸と、他方の層の進相軸とが一致していることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記位相差補償層は、屈折率異方性を有し、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および前記液晶セルの厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚとの間に、ｎｘとｎｙは実質的に等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きいという関係が成立する層と、
屈折率異方性を有し、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きいという関係が成立する層とを含む複数の層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６】
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ことを特徴とする請求項１〜５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（△ε）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（△ｎ・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。従って、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。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、車載用途では新たな課題の発生が問題となっている。すなわち、車載用途では、炎天下で窓が閉め切られた環境下での使用など、民生用途より広い温度範囲で使用可能であることが要件となる。一方、位相差補償層を用いたＶＡモードでは、広い温度域、特に液晶層のリタデーション値が低下する高温側に広い温度域において、十分な特性を発揮することができず、上述した一定領域での光漏れを十分に抑制することができなくなるという問題があった。
【００１４】
特に、液晶層のリタデーション値が、位相差補償層のリタデーション値より小さくなるような高温の条件下では、一定領域での光漏れの増大による黒表示性能の低下およびコントラスト比の低下が起こることによって視角特性の低下が顕著となる。
【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、高温域下での光漏れを低減して、優れたコントラスト比の表示と視角特性を実現できる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、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°±５°になるように配置された一対の偏光板と、この一対の偏光板の少なくとも一方と液晶セルとの間に設けられた位相差補償層とを有する液晶表示素子において、位相差補償層の６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明において、位相差補償層は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および前記液晶セルの厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間で、ｎｘとｎｙは実質的に等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きいという関係が成立するものとすることができる。
【００１９】
また、本発明において、位相差補償層は、屈折率異方性を有し、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セルの厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間で、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きいという関係が成立する層を２つ組み合わせて構成されており、これら２つの層を合成したときの主屈折率ｎｘ′、ｎｙ′およびｎｚ′の間に、ｎｘ′とｎｙ′が実質的に等しく且つｎｘ′とｎｙ′はｎｚ′より大きいという関係が成立するものとすることもできる。この場合、位相差補償層を構成する２つの層の内の一方の層の遅相軸と、他方の層の進相軸とが一致していることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明において、位相差補償層は、屈折率異方性を有し、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セルの厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚとの間に、ｎｘとｎｙは実質的に等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きいという関係が成立する層と、屈折率異方性を有し、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きいという関係が成立する層とを含む複数の層からなるものとすることもできる。
【００２１】
そして、本発明における液晶表示素子は、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。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、位相差補償層の６０℃でのリタデーション値を２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さくすることによって、高温条件下で黒表示をしたときにおける一定領域での光漏れを抑制し、視角特性に優れた高コントラスト比の画像表示を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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１の部分断面図である。尚、液晶表示素子１は、ＶＡモード液晶表示素子であるとする。
【００２４】
図１において、液晶表示素子１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液晶セル２と、液晶セル２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。）３および反視認者側偏光板（以下、Ｒ偏光板と称する。）４と、Ｆ偏光板３と液晶セル２との間に設けられた位相差補償層５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°±５°になるような配置を言う（以下、本明細書において同じ。）。
【００２５】
位相差補償層５の温度補償性能は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が小さくなるものであるとする。具体的には、位相差補償層５として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいものを用いる。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子１の斜め方向の光漏れを効率良く抑制することができる。
【００２６】
また、位相差補償層５として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より５％〜１５％小さいものを使用することがより好ましい。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子１の斜め方向の光漏れをより効率良く抑制することができる。
【００２７】
さらに、位相差補償層５は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間で、ｎｘとｎｙが等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きい（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。
【００２８】
次に、図２（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、液晶表示素子１の光学仕様の一例について説明する。尚、図２（ａ）は図１のＦ偏光板３に、図２（ｂ）は図１の位相差補償層５に、図２（ｃ）は図１の液晶セル２に、図２（ｄ）は図１のＲ偏光板４にそれぞれ対応する。また、この例では、位相差補償層５は、２５℃で２７０ｎｍのリタデーション値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。また、液晶セル２は、２５℃で３５０ｎｍのリタデーション値を有するものとしている。
【００２９】
図２（ａ）で、Ｆ偏光板３に示された矢印６は、Ｆ偏光板３の吸収軸の方向を示す。また、示された数字は設定角度を示し、水平方向を基準（０度）としている（図２（ｃ）および（ｄ）についても同様。）。同様に、図２（ｄ）で、Ｒ偏光板４に示された矢印７は、Ｒ偏光板４の吸収軸の方向を示し、示された数字は設定角度であって、水平方向を基準（０度）としている。
【００３０】
また、図２（ｃ）で、液晶セル２に示された矢印８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。同様に、液晶セル２に示された矢印９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。
【００３１】
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印８，９と平行な方向に配向を変化させる。そして、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。
【００３２】
次に、液晶表示素子１の製造方法の一例について説明する。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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０．０８７５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３５０ｎｍとなる。
【００３７】
次に位相差補償層を設ける。具体的には、液晶セル２の視認者側の面に一軸フィルムを配置する。この際、たとえば、高分子主骨格の側鎖に液晶分子を配置した材料を用いて形成した一軸フィルムを、温度補償機能を備えた位相差補償層として使用することができる。
【００３８】
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。
【００３９】
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１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。
【００４０】
次に、本実施の形態の液晶表示素子１において、室温（２５℃）、４０℃および６０℃の各温度で発生する光漏れ現象を評価した結果の一例について述べる。
【００４１】
また、比較のために、温度補償性能を有しない位相差補償層を用いた以外は液晶表示素子１と同じ構造のＶＡモード液晶表示素子を用意し、同様の評価を行った。尚、比較例の位相差補償層としては、ポリカーボネート樹脂性の一軸延伸フィルムを用い、リタデーション値は液晶表示素子１と同じとした。
【００４２】
図３（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子１について、液晶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。図３（ａ）は２５℃での評価結果、図３（ｂ）は４０℃での評価結果、図３（ｃ）は６０℃での評価結果である。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。（以下、本明細書において同じ。）
【００４３】
また、図４（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子１の比較例について、液晶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。図４（ａ）は２５℃での評価結果、図４（ｂ）は４０℃での評価結果、図４（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【００４４】
尚、図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、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）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．１％、０．５％および１．０％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、各温度における液晶表示素子１の光漏れの状況を評価することができる。
【００４５】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子１の比較例では、透過率１．０％の領域は、２５℃から４０℃、さらに６０℃と高温になるにしたがって広がっており、温度とともに光漏れが顕著となることが分かる。
【００４６】
これに対して、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子１では、２５℃、４０℃および６０℃の各温度条件で評価した透過率の視角特性に殆ど変化は見られない。このことは、温度補償機能を備えた温度補償型位相差補償層を用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。
【００４７】
次に、本実施の形態における液晶表示素子１の別の例について述べる。
【００４８】
位相差補償層５は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｘとｎｙは若干大きさが異なり且つｎｘとｎｙはｎｚより大きいという関係が成立する。
【００４９】
具体的には、液晶表示素子１における液晶層の厚みを用いて、ＲｏをＲｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×液晶層厚、ＲｔｈをＲｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×液晶層厚とそれぞれ定義し、Ｒｏ＝５０ｎｍ、Ｒｔｈ＝２５０ｎｍとする。図５（ａ）〜（ｃ）は、このようなＲｏ値とＲｔｈ値を持つ液晶表示素子１について、液晶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。図５（ａ）は２５℃での評価結果、図５（ｂ）は４０℃での評価結果、図５（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【００５０】
また、図６（ａ）〜（ｃ）は、Ｒｏ＝５０ｎｍ、Ｒｔｈ＝２５０ｎｍである液晶表示素子１の比較例について、液晶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。図６（ａ）は２５℃での評価結果、図６（ｂ）は４０℃での評価結果、図６（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【００５１】
尚、図５（ａ）〜（ｃ）および図６（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、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）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．０５％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、各温度における液晶表示素子１の光漏れの状況を評価することができる。
【００５２】
図５（ｃ）と図６（ｃ）を比較すると、６０℃において、液晶表示素子１における透過率０．０５％の領域は比較例より小さい。したがって、本実施の形態によれば、高温時の光漏れが抑制されていることが分かる。このことは、温度補償機能を備えた温度補償型位相差補償層を用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。
【００５３】
図７は、本実施の形態における他の例である液晶表示素子１１の部分断面図である。
【００５４】
図７において、液晶表示素子１１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液晶セル１２と、液晶セル１２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対のＦ偏光板１３およびＲ偏光板１４と、Ｆ偏光板１３と液晶セル１２との間に設けられた位相差フィルム１５と、Ｒ偏光板１４と液晶セル１２との間に設けられた位相差フィルム１６とを有する。
【００５５】
液晶表示素子１１では、位相差フィルム１５および位相差フィルム１６によって位相差補償層を構成している。位相差フィルム１５，１６の温度補償性能は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が小さくなるものであるとする。具体的には、位相差フィルム１５，１６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいものを用いる。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子１の斜め方向の光漏れを効率良く抑制することができる。
【００５６】
また、位相差フィルム１５，１６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より５％〜１５％小さいものを使用することがより好ましい。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子１１の斜め方向の光漏れをより効率良く抑制することができる。
【００５７】
さらに、液晶表示素子１１においては、位相差フィルム１５，１６が屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル１２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｘとｎｙが等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きい（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。
【００５８】
次に、図８（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、液晶表示素子１１の光学仕様の一例について説明する。尚、図８（ａ）は図７のＦ偏光板１３に、図８（ｂ）は図７の位相差フィルム１５に、図８（ｃ）は図７の液晶セル１２に、図８（ｄ）は図７の位相差フィルム１６に、図８（ｅ）は図７のＲ偏光板１４にそれぞれ対応する。また、この例では、位相差フィルム１５，１６は、２５℃で１３５ｎｍのリタデーション値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。また、液晶セル１２は、２５℃で３５０ｎｍのリタデーション値を有するものとしている。
【００５９】
図８（ａ）で、Ｆ偏光板１３に示された矢印１７は、Ｆ偏光板１３の吸収軸の方向を示す。また、示された数字は設定角度を示し、水平方向を基準（０度）としている（図８（ｂ）〜（ｅ）についても同様。）。同様に、図８（ｅ）で、Ｒ偏光板１４に示された矢印１８は、Ｒ偏光板１４の吸収軸の方向を示し、示された数字は設定角度であって、水平方向を基準（０度）としている。
【００６０】
また、図８（ｃ）で、液晶セル１２に示された矢印１９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。同様に、液晶セル１２に示された矢印２０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。
【００６１】
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印１９，２０と平行な方向に配向を変化させる。そして、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。
【００６２】
尚、本実施の形態における液晶表示素子１１の製造方法については、位相差フィルムを２枚使用し、それぞれを液晶セル１２の両面に配置して位相差補償層を形成すること以外は、すでに説明した液晶表示素子１の製造方法と同様である。
【００６３】
ここで、位相差フィルム１５，１６としては、液晶表示素子１の場合と同様に、一軸フィルムを用いることができる。具体的には、高分子主骨格の側鎖に液晶分子を配置した材料を用いて一軸フィルムを形成したものを、温度補償機能を有した位相差補償層として使用することができる。
【００６４】
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。
【００６５】
次に、本実施の形態の液晶表示素子１１において、室温（２５℃）、４０℃および６０℃の各温度で発生する光漏れ現象を評価した結果の一例について述べる。
【００６６】
また、比較のために、温度補償性能を有しない位相差フィルムを用いた以外は液晶表示素子１１と同じ構造のＶＡモード液晶表示素子を用意し、同様の評価を行った。尚、比較例の位相差補償層としては、ポリカーボネート樹脂性の一軸延伸フィルムを用い、リタデーション値は液晶表示素子１１と同じとした。
【００６７】
図９（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子１１について、液晶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。図９（ａ）は２５℃での評価結果、図９（ｂ）は４０℃での評価結果、図９（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【００６８】
また、図１０（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子１１の比較例について、液晶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。図１０（ａ）は２５℃での評価結果、図１０（ｂ）は４０℃での評価結果、図１０（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【００６９】
尚、図９（ａ）〜（ｃ）および図１０（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、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）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．１％および０．５％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、各温度における液晶表示素子１１の光漏れの状況を評価することができる。
【００７０】
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子１１の比較例において、２５℃と４０℃では透過率の高い領域の大きさに大差はない。温度が６０℃になると、透過率０．５％の領域が明らかに大きくなっている。
【００７１】
これに対して、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子１１では、２５℃と４０℃では透過率の高い領域の大きさに大差はない。温度が６０℃になっても同様であり、透過率の視角特性全体では２５℃と比較して高温になっても大きな変化はない。
したがって、液晶表示素子１１では、特に高温の６０℃における透過率０．５％の領域が、比較例に比べ明確に狭くなっていることが分かる。すなわち、高温条件下で、液晶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が向上していることが分かる。このことは、温度補償機能を備えた一対の位相差フィルムを用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。
【００７２】
次に、本実施の形態における液晶表示素子１１の別の例について述べる。
【００７３】
位相差補償層を構成する位相差フィルム１５，１６は、それぞれ屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル１２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｘとｎｙは若干大きさが異なり且つｎｘとｎｙはｎｚより大きいという関係が成立する。
【００７４】
具体的には、液晶表示素子１１における液晶層の厚みを用いて、ＲｏをＲｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×液晶層厚、ＲｔｈをＲｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×液晶層厚とそれぞれ定義し、Ｒｏ＝４０ｎｍ、Ｒｔｈ＝１３０ｎｍとする。図１１（ａ）〜（ｃ）は、このようなＲｏ値とＲｔｈ値を持つ液晶表示素子１について、液晶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。図１１（ａ）は２５℃での評価結果、図１１（ｂ）は４０℃での評価結果、図１１（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【００７５】
また、図１２（ａ）〜（ｃ）は、位相差フィルム１５，１６がそれぞれＲｏ＝４０ｎｍ、Ｒｔｈ＝１３０ｎｍである液晶表示素子１１の比較例について、液晶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。図１２（ａ）は２５℃での評価結果、図１２（ｂ）は４０℃での評価結果、図１２（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【００７６】
尚、図１１（ａ）〜（ｃ）および図１２（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、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）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．０２％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、各温度における液晶表示素子１１の光漏れの状況を評価することができる。
【００７７】
図１１（ｃ）と図１２（ｃ）を比較すると、液晶表示素子１１における透過率０．０２％の領域は、４０℃および６０℃において比較例より明らかに小さい。したがって、本実施の形態によれば、２５℃から４０℃、さらには６０℃と高温になった場合に、比較例と比べて光漏れを抑制できることが分かる。すなわち、高温条件下で、液晶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が向上していることが分かる。このことは、温度補償機能を備えた温度補償型位相差補償層を用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。
【００７８】
実施の形態２．
図１３は、本実施の形態における液晶表示素子３１の部分断面図である。尚、液晶表示素子３１は、ＶＡモード液晶表示素子であるとする。
【００７９】
図１３において、液晶表示素子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液晶セル３２と、液晶セル３２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対のＦ偏光板３３およびＲ偏光板３４と、Ｆ偏光板３３と液晶セル３２との間に設けられた位相差フィルム３５と、Ｒ偏光板３４と液晶セル３２との間に設けられた位相差フィルム３６とを有する。
【００８０】
液晶表示素子３１では、位相差フィルム３５および位相差フィルム３６によって位相差補償層を構成している。位相差フィルム３５，３６の温度補償性能は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が小さくなるものであるとする。具体的には、位相差フィルム３５，３６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいものを用いる。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子３１の斜め方向の光漏れを効率良く抑制することができる。
【００８１】
また、位相差フィルム３５，３６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より５％〜１５％小さいものを使用することがより好ましい。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子３１の斜め方向の光漏れをより効率良く抑制することができる。
【００８２】
さらに、液晶表示素子３１においては、位相差フィルム３５，３６が屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル３２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きい（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。
【００８３】
ここで、位相差フィルム３５の主屈折率をｎｘ１、ｎｙ１およびｎｚ１とし、位相差フィルム３６の主屈折率をｎｘ２、ｎｙ２およびｎｚ２とし、さらに、位相差補償層の主屈折率をｎｘ′とｎｙ′およびｎｚ′とすると、次式の関係が成立する。
【００８４】
ｎｘ′＝（ｎｘ１＋ｎｙ２）／２
ｎｙ′＝（ｎｙ１＋ｎｘ２）／２
ｎｚ′＝ｎｚ１＝ｎｚ２
ｎｘ′≒ｎｙ′＞ｎｚ′
【００８５】
次に、図１４（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、液晶表示素子３１の光学仕様の一例について説明する。尚、図１４（ａ）は図１３のＦ偏光板３３に、図１４（ｂ）は図１３の位相差フィルム３５に、図１４（ｃ）は図１３の液晶セル３２に、図１４（ｄ）は図１３の位相差フィルム３６に、図１４（ｅ）は図１３のＲ偏光板３４にそれぞれ対応する。また、この例では、位相差フィルム３５，３６は、２５℃で１０５ｎｍのリタデーション値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。また、液晶セル３２は、２５℃で３５０ｎｍのリタデーション値を有するものとしている。
【００８６】
図１４（ａ）で、Ｆ偏光板３３に示された矢印３７は、Ｆ偏光板３３の吸収軸の方向を示す。また、示された数字は設定角度を示し、水平方向を基準（０度）としている（図１４（ｂ）〜（ｅ）についても同様。）。同様に、図１４（ｅ）で、Ｒ偏光板３４に示された矢印３８は、Ｒ偏光板３４の吸収軸の方向を示し、示された数字は設定角度であって、水平方向を基準（０度）としている。
【００８７】
また、図１４（ｃ）で、液晶セル３２に示された矢印３９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。同様に、液晶セル３２に示された矢印４０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。
【００８８】
さらに、図１４（ｂ）および（ｄ）における矢印４１，４２は、それぞれ主屈折率が最大となるｎｘ方向、すなわち位相差フィルム３５，３６の遅相軸方向を示している。よって、位相差補償層を構成する２つの層については、これら２つの層の内の一方の層の遅相軸と、他方の層の進相軸とが一致するよう配置されている。
【００８９】
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印３９，４０と平行な方向に配向を変化させる。そして、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。
【００９０】
尚、本実施の形態における液晶表示素子３１の製造方法については、位相差フィルムを２枚使用し、それぞれを液晶セル３２の両面に配置して位相差補償層を形成すること以外は、実施の形態１で説明した液晶表示素子１の製造方法と同様である。
【００９１】
ここで、位相差フィルム３５，３６としては、液晶表示素子１の場合と同様に、一軸フィルムを用いることができる。具体的には、高分子主骨格の側鎖に液晶分子を配置した材料を用いて一軸フィルムを形成したものを、温度補償機能を有した位相差補償層として使用することができる。
【００９２】
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３１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。
【００９３】
次に、本実施の形態の液晶表示素子３１において、室温（２５℃）、４０℃および６０℃の各温度で発生する光漏れ現象を評価した結果の一例について述べる。
【００９４】
また、比較のために、温度補償性能を有しない位相差フィルムを用いた以外は液晶表示素子３１と同じ構造のＶＡモード液晶表示素子を用意し、同様の評価を行った。尚、比較例の位相差補償層としては、ポリカーボネート樹脂性の一軸延伸フィルムを用い、リタデーション値は液晶表示素子３１と同じとした。
【００９５】
図１５（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子３１について、液晶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。図１５（ａ）は２５℃での評価結果、図１５（ｂ）は４０℃での評価結果、図１５（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【００９６】
また、図１６（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子３１の比較例について、液晶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。図１６（ａ）は２５℃での評価結果、図１６（ｂ）は４０℃での評価結果、図１６（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【００９７】
尚、図１５（ａ）〜（ｃ）および図１６（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、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）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．１％、０．５％および１．０％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、各温度における液晶表示素子１の光漏れの状況を評価することができる。
【００９８】
図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子３１の比較例において、２５℃と４０℃では透過率の高い領域の大きさに大差はない。温度が６０℃になると、透過率１．０％の領域が若干狭くなっているものの、透過率の視角特性全体では２５℃と比較しても大きな変化はない。
【００９９】
これに対して、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子３１では、２５℃での透過率の視角特性と比べ、特に高温の６０℃における透過率０．５％および１．０％の領域が明確に狭くなっていることが分かる。すなわち、高温条件下で、液晶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が向上していることが分かる。このことは、温度補償機能を備えた一対の位相差フィルムを用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。
【０１００】
図１７は、本実施の形態における別の例である液晶表示素子５１の部分断面図である。
【０１０１】
図１７において、液晶表示素子５１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液晶セル５２と、液晶セル５２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対のＦ偏光板５３およびＲ偏光板５４と、Ｆ偏光板５３と液晶セル５２との間に設けられた位相差フィルム５５
，５６とを有する。
【０１０２】
液晶表示素子５１では、位相差フィルム５５および位相差フィルム５６によって位相差補償層を構成している。位相差フィルム５５，５６の温度補償性能は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が小さくなるものであるとする。具体的には、位相差フィルム５５，５６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいものを用いる。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子５１の斜め方向の光漏れを効率良く抑制することができる。
【０１０３】
また、位相差フィルム５５，５６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より５％〜１５％小さいものを使用することがより好ましい。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子５１の斜め方向の光漏れをより効率良く抑制することができる。
【０１０４】
さらに、液晶表示素子５１においては、位相差フィルム５５，５６が屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル５２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きい（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。
【０１０５】
ここで、位相差フィルム５５の主屈折率をｎｘ１、ｎｙ１およびｎｚ１とし、位相差フィルム５６の主屈折率をｎｘ２、ｎｙ２およびｎｚ２とし、さらに、位相差補償層の主屈折率をｎｘ′とｎｙ′およびｎｚ′とすると、次式の関係が成立する。
【０１０６】
ｎｘ′＝（ｎｘ１＋ｎｙ２）／２
ｎｙ′＝（ｎｙ１＋ｎｘ２）／２
ｎｚ′＝ｎｚ１＝ｎｚ２
ｎｘ′≒ｎｙ′＞ｎｚ′
【０１０７】
次に、図１８（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、液晶表示素子５１の光学仕様の一例について説明する。尚、図１８（ａ）は図１７のＦ偏光板５３に、図１８（ｂ）は図１７の位相差フィルム５５に、図１８（ｃ）は図１７の位相差フィルム５６に、図１８（ｄ）は図１７の液晶セル５２に、図１８（ｅ）は図１７のＲ偏光板５４にそれぞれ対応する。また、この例では、位相差フィルム５５，５６は、２５℃で１０５ｎｍのリタデーション値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。また、液晶セル５２は、２５℃で３５０ｎｍのリタデーション値を有するものとしている。
【０１０８】
図１８（ａ）で、Ｆ偏光板５３に示された矢印５７は、Ｆ偏光板５３の吸収軸の方向を示す。また、示された数字は設定角度を示し、水平方向を基準（０度）としている（図１８（ｂ）〜（ｅ）についても同様。）。同様に、図１８（ｅ）で、Ｒ偏光板５４に示された矢印５８は、Ｒ偏光板５４の吸収軸の方向を示し、示された数字は設定角度であって、水平方向を基準（０度）としている。
【０１０９】
また、図１８（ｄ）で、液晶セル５２に示された矢印５９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。同様に、液晶セル５２に示された矢印６０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。
【０１１０】
さらに、図１８（ｂ）および（ｃ）における矢印６１，６２は、それぞれ主屈折率が最大となるｎｘ方向、すなわち位相差フィルム５５，５６の遅相軸方向を示している。よって、位相差補償層を構成する２つの層については、これら２つの層の内の一方の層の遅相軸と、他方の層の進相軸とが一致するよう配置されている。
【０１１１】
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印５９，６０と平行な方向に配向を変化させる。そして、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。
【０１１２】
尚、本実施の形態における液晶表示素子５１の製造方法については、位相差フィルムを２枚使用し、それぞれを液晶セル５２とＦ板偏光板５３との間に配置して位相差補償層を形成すること以外は、実施の形態１で説明した液晶表示素子１の製造方法と同様である。
【０１１３】
ここで、位相差フィルム５５，５６としては、液晶表示素子１の場合と同様に、一軸フィルムを用いることができる。具体的には、高分子主骨格の側鎖に液晶分子を配置した材料を用いて一軸フィルムを形成したものを、温度補償機能を有した位相差補償層として使用することができる。
【０１１４】
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５１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。
【０１１５】
次に、本実施の形態の液晶表示素子５１において、室温（２５℃）、４０℃および６０℃の各温度で発生する光漏れ現象を評価した結果の一例について述べる。
【０１１６】
また、比較のために、温度補償性能を有しない位相差フィルムを用いた以外は液晶表示素子５１と同じ構造のＶＡモード液晶表示素子を用意し、同様の評価を行った。尚、比較例の位相差補償層としては、ポリカーボネート樹脂性の一軸延伸フィルムを用い、リタデーション値は液晶表示素子５１と同じとした。
【０１１７】
図１９（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子５１について、液晶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。図１９（ａ）は２５℃での評価結果、図１９（ｂ）は４０℃での評価結果、図１９（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【０１１８】
また、図２０（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子５１の比較例について、液晶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。図２０（ａ）は２５℃での評価結果、図２０（ｂ）は４０℃での評価結果、図２０（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【０１１９】
尚、図１９（ａ）〜（ｃ）および図２０（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、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）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．１％、０．５％および１．０％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、各温度における液晶表示素子１の光漏れの状況を評価することができる。
【０１２０】
図２０（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子５１の比較例において、２５℃と４０℃では透過率の高い領域の大きさに大差はない。温度が６０℃になると、透過率１．０％の領域が若干狭くなっているものの、透過率の視角特性全体では２５℃と比較しても大きな変化はない。
【０１２１】
これに対して、図１９（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子５１では、２５℃での透過率の視角特性と比べ、特に高温の６０℃における透過率０．５％および１．０％の領域が明確に狭くなっていることが分かる。すなわち、高温条件下で、液晶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が向上していることが分かる。このことは、温度補償機能を備えた一対の位相差フィルムを用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。
【０１２２】
実施の形態３．
図２１は、本実施の形態における液晶表示素子７１の部分断面図である。尚、液晶表示素子７１は、ＶＡモード液晶表示素子であるとする。
【０１２３】
図２１において、液晶表示素子７１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液晶セル７２と、液晶セル７２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対のＦ偏光板７３およびＲ偏光板７４と、Ｆ偏光板７３と液晶セル７２との間に設けられた位相差フィルム７５と、Ｒ偏光板７４と液晶セル７２との間に設けられた位相差フィルム７６とを有する。
【０１２４】
液晶表示素子７１では、位相差フィルム７５および位相差フィルム７６によって位相差補償層を構成している。位相差フィルム７５，７６の温度補償性能は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が小さくなるものであるとする。具体的には、位相差フィルム７５，７６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいものを用いる。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子７１の斜め方向の光漏れを効率良く抑制することができる。
【０１２５】
また、位相差フィルム７５，７６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より５％〜１５％小さいものを使用することがより好ましい。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子７１の斜め方向の光漏れをより効率良く抑制することができる。
【０１２６】
位相差フィルム７５は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル７２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｘとｎｙが等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きい（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。
【０１２７】
一方、位相差フィルム７６は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル７２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きい（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。
【０１２８】
次に、図２２（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、液晶表示素子７１の光学仕様の一例について説明する。尚、図２２（ａ）は図２０のＦ偏光板７３に、図２２（ｂ）は図２０の位相差フィルム７５に、図２２（ｃ）は図２０の液晶セル７２に、図２２（ｄ）は図２０の位相差フィルム７６に、図２２（ｅ）は図２０のＲ偏光板７４にそれぞれ対応する。
【０１２９】
また、この例では、位相差フィルム７５は、２５℃でのリタデーション値についてＲｔｈ＝２００ｎｍの値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。また、この例では、位相差フィルム７６は、２５℃でのリタデーション値についてＲo＝１１０ｎｍの値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。
【０１３０】
尚、ＲｔｈおよびＲｏの定義については上記した例と同様であり、液晶表示素子７１における液晶層の厚みを用いて、ＲｏをＲｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×液晶層厚、ＲｔｈをＲｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×液晶層厚と定義している。また、液晶セル７２は、２５℃で３５０ｎｍのリタデーション値を有するものとしている。
【０１３１】
図２２（ａ）で、Ｆ偏光板７３に示された矢印７７は、Ｆ偏光板７３の吸収軸の方向を示す。また、示された数字は設定角度を示し、水平方向を基準（０度）としている（図２２（ｂ）〜（ｅ）についても同様。）。同様に、図２２（ｅ）で、Ｒ偏光板７４に示された矢印７８は、Ｒ偏光板７４の吸収軸の方向を示し、示された数字は設定角度であって、水平方向を基準（０度）としている。
【０１３２】
また、図２２（ｃ）で、液晶セル７２に示された矢印７９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。同様に、液晶セル７２に示された矢印８０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。
【０１３３】
さらに、図２２（ｄ）における矢印８１は、それぞれ主屈折率が最大となるｎｘ方向、すなわち位相差フィルム７６の遅相軸方向を示している。
【０１３４】
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印７９，８０と平行な方向に配向を変化させる。そして、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。
【０１３５】
尚、本実施の形態における液晶表示素子７１の製造方法については、位相差フィルムを２枚使用し、それぞれを液晶セル７２の両面に配置して位相差補償層を形成すること以外は、実施の形態１で説明した液晶表示素子１の製造方法と同様である。
【０１３６】
ここで、位相差フィルム７５，７６としては、液晶表示素子１の場合と同様に、一軸フィルムを用いることができる。具体的には、高分子主骨格の側鎖に液晶分子を配置した材料を用いて一軸フィルムを形成したものを、温度補償機能を有した位相差補償層として使用することができる。
【０１３７】
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７１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。
【０１３８】
次に、本実施の形態の液晶表示素子３１において、室温（２５℃）、４０℃および６０℃の各温度で発生する光漏れ現象を評価した結果の一例について述べる。
【０１３９】
また、比較のために、温度補償性能を有しない位相差フィルムを用いた以外は液晶表示素子７１と同じ構造のＶＡモード液晶表示素子を用意し、同様の評価を行った。尚、比較例の位相差補償層としては、ポリカーボネート樹脂性の一軸延伸フィルムを用い、リタデーション値は液晶表示素子７１と同じとした。
【０１４０】
図２３（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子７１について、液晶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。図２３（ａ）は２５℃での評価結果、図２３（ｂ）は４０℃での評価結果、図２３（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【０１４１】
また、図２４（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子７１の比較例について、液晶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。図２４（ａ）は２５℃での評価結果、図２４（ｂ）は４０℃での評価結果、図２４（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【０１４２】
尚、図２３（ａ）〜（ｃ）および図２４（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、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）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．０３％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、各温度における液晶表示素子７１の光漏れの状況を評価することができる。
【０１４３】
図２４（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子７１の比較例において、２５℃と４０℃では透過率の高い領域の大きさに大差はない。しかし、温度が６０℃になると、透過率０．０３％の領域が顕著に広がっており、光漏れが顕著となって透過率の視角特性全体では２５℃と比較しても大きく劣っている。
【０１４４】
これに対して、図２３（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子７１では、２５℃での透過率の視角特性と比べ、４０℃、およびより高温の６０℃における透過率０．０３％の領域は大きな差はない。すなわち、６０℃においても透過率０．０３％領域が顕著に広がるということは無い。このことは、温度補償機能を備えた一対の位相差フィルムを用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。
【０１４５】
図２５は、本実施の形態における別の例である液晶表示素子９１の部分断面図である。
【０１４６】
図２５において、液晶表示素子９１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液晶セル９２と、液晶セル９２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対のＦ偏光板９３およびＲ偏光板９４と、Ｆ偏光板９３と液晶セル９２との間に設けられた位相差フィルム９５
，９６とを有する。
【０１４７】
液晶表示素子９１では、位相差フィルム９５および位相差フィルム９６によって位相差補償層を構成している。位相差フィルム９５，９６の温度補償性能は、温度の上昇にしたがってリタデーション値が小さくなるものであるとする。具体的には、位相差フィルム９５，９６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より３％〜２５％小さいものを用いる。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子９１の斜め方向の光漏れを効率良く抑制することができる。
【０１４８】
また、位相差フィルム９５，９６として、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より５％〜１５％小さいものを使用することがより好ましい。これにより、広い温度域、特に高温域における液晶表示素子９１の斜め方向の光漏れをより効率良く抑制することができる。
【０１４９】
位相差フィルム９５は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル９２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｘとｎｙが等しく且つｎｘとｎｙはｎｚより大きい（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。
【０１５０】
一方、位相差フィルム９６は、屈折率異方性を有するとともに、互いに直交するｘ軸、ｙ軸および液晶セル９２の厚み方向であるｚ軸の方向の主屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚの間に、ｎｙとｎｚが等しく且つｎｘはｎｙとｎｚより大きい（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）という関係が成立するものとすることができる。
【０１５１】
次に、図２６（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、液晶表示素子９１の光学仕様の一例について説明する。尚、図２６（ａ）は図２５のＦ偏光板９３に、図２６（ｂ）は図２５の位相差フィルム９５に、図２６（ｃ）は図２５の位相差フィルム９６に、図２６（ｄ）は図２５の液晶セル９２に、図２６（ｅ）は図２５のＲ偏光板９４にそれぞれ対応する。
【０１５２】
また、この例では、位相差フィルム９５は、２５℃でのリタデーション値についてＲｔｈ＝２００ｎｍの値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。また、この例では、位相差フィルム９６は、２５℃でのリタデーション値についてＲo＝１１０ｎｍの値を有し、６０℃でのリタデーション値が２５℃でのリタデーション値より１５％小さいものとしている。
【０１５３】
尚、ＲｔｈおよびＲｏの定義については上記した例と同様であり、液晶表示素子９１における液晶層の厚みを用いて、ＲｏをＲｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×液晶層厚、ＲｔｈをＲｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×液晶層厚と定義している。また、液晶セル９２は、２５℃で３５０ｎｍのリタデーション値を有するものとしている。
【０１５４】
図２６（ａ）で、Ｆ偏光板９３に示された矢印９７は、Ｆ偏光板９３の吸収軸の方向を示す。また、示された数字は設定角度を示し、水平方向を基準（０度）としている（図２６（ｂ）〜（ｅ）についても同様。）。同様に、図２６（ｅ）で、Ｒ偏光板９４に示された矢印９８は、Ｒ偏光板９４の吸収軸の方向を示し、示された数字は設定角度であって、水平方向を基準（０度）としている。
【０１５５】
また、図２６（ｄ）で、液晶セル９２に示された矢印９９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。同様に、液晶セル９２に示された矢印９０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。
【０１５６】
さらに、図２６（ｃ）における矢印９２は、それぞれ主屈折率が最大となるｎｘ方向、すなわち位相差フィルム９６の遅相軸方向を示している。
【０１５７】
電圧を印加すると、液晶は、垂直配向の状態から、矢印９０，９９と平行な方向に配向を変化させる。そして、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。
【０１５８】
尚、本実施の形態における液晶表示素子９１の製造方法については、位相差フィルムを２枚使用し、それぞれを液晶セル９２とＦ偏光板９３との間に配置して位相差補償層を形成すること以外は、実施の形態１で説明した液晶表示素子１の製造方法と同様である。
【０１５９】
ここで、位相差フィルム９５，９６としては、液晶表示素子１の場合と同様に、一軸フィルムを用いることができる。具体的には、高分子主骨格の側鎖に液晶分子を配置した材料を用いて一軸フィルムを形成したものを、温度補償機能を有した位相差補償層として使用することができる。
【０１６０】
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９１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。
【０１６１】
次に、本実施の形態の液晶表示素子９１において、室温（２５℃）、４０℃および６０℃の各温度で発生する光漏れ現象を評価した結果の一例について述べる。
【０１６２】
また、比較のために、温度補償性能を有しない位相差フィルムを用いた以外は液晶表示素子９１と同じ構造のＶＡモード液晶表示素子を用意し、同様の評価を行った。尚、比較例の位相差補償層としては、ポリカーボネート樹脂性の一軸延伸フィルムを用い、リタデーション値は液晶表示素子９１と同じとした。
【０１６３】
図２７（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子９１について、液晶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。図２７（ａ）は２５℃での評価結果、図２７（ｂ）は４０℃での評価結果、図２７（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【０１６４】
また、図２８（ａ）〜（ｃ）は、液晶表示素子９１の比較例について、液晶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。図２８（ａ）は２５℃での評価結果、図２８（ｂ）は４０℃での評価結果、図２８（ｃ）は６０℃での評価結果である。
【０１６５】
尚、図２７（ａ）〜（ｃ）および図２８（ａ）〜（ｃ）において、周囲の数字は方位角（表示面内の角度）であり、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）を表す。また、図中の曲線に囲まれた領域は、透過率が０．０３％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、各温度における液晶表示素子９１の光漏れの状況を評価することができる。
【０１６６】
図２８（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子９１の比較例において、２５℃と４０℃では透過率の高い領域の大きさに大差はない。しかし、温度が６０℃になると、透過率０．０３％の領域が顕著に広がっており、光漏れが顕著となって透過率の視角特性全体では２５℃と比較しても大きく劣っている。
【０１６７】
これに対して、図２７（ａ）〜（ｃ）に示すように、液晶表示素子９１では、２５℃での透過率の視角特性と比べ、４０℃、およびより高温の６０℃における透過率０．０３％の領域は大きな差はない。すなわち、６０℃においても透過率０．０３％領域が顕著に広がるということは無い。このことは、温度補償機能を備えた一対の位相差フィルムを用いることによって、広い温度域、特に高温域での斜め方向の光漏れを効果的に抑制できることを示している。
【０１６８】
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。
【０１６９】
例えば、本発明においては、温度補償型の位相差補償層として、屈折率異方性を有する位相差フィルムを一枚もしくは二枚組み合わせて使用しているが、より多くの位相差フィルムを組み合わせて光学補償層を構成することも可能である。
【０１７０】
以上述べたように、本発明における液晶表示素子では、上記特性の温度補償型の位相差補償層を設けることによって、高温条件下において、黒表示時における一定領域での光漏れを抑制し、視角特性に優れた高コントラスト比の画像表示を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】実施の形態１における液晶表示素子の部分断面図の一例である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、図１の液晶表示素子の光学仕様を説明する図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、図１の液晶表示素子について、透過率の視角特性の一例である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図３の比較例である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、図１の液晶表示素子について、透過率の視角特性の他の例である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、図５の比較例である。
【図７】実施の形態１における液晶表示素子の部分断面図の他の例である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、図７の液晶表示素子の光学仕様を説明する図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、図７の液晶表示素子について、透過率の視角特性の一例である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、図９の比較例である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、図７の液晶表示素子について、透過率の視角特性の他の例である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、図１１の比較例である。
【図１３】実施の形態２における液晶表示素子の部分断面図の一例である。
【図１４】（ａ）〜（ｅ）は、図１３の液晶表示素子の光学仕様を説明する図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、図１３の液晶表示素子について、透過率の視角特性を示す図である。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）は、図１５の比較例である。
【図１７】実施の形態２における液晶表示素子の部分断面図の他の例である。
【図１８】（ａ）〜（ｅ）は、図１７の液晶表示素子の光学仕様を説明する図である。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は、図１７の液晶表示素子について、透過率の視角特性を示す図である。
【図２０】（ａ）〜（ｃ）は、図１９の比較例である。
【図２１】実施の形態３における液晶表示素子の部分断面図の一例である。
【図２２】（ａ）〜（ｅ）は、図２１の液晶表示素子の光学仕様を説明する図である。
【図２３】（ａ）〜（ｃ）は、図２１の液晶表示素子について、透過率の視角特性を示す図である。
【図２４】（ａ）〜（ｃ）は、図２３の比較例である。
【図２５】実施の形態３における液晶表示素子の部分断面図の他の例である。
【図２６】（ａ）〜（ｅ）は、図２５の液晶表示素子の光学仕様を説明する図である。
【図２７】（ａ）〜（ｃ）は、図２４の液晶表示素子について、透過率の視角特性を示す図である。
【図２８】（ａ）〜（ｃ）は、図２７の比較例である。
【符号の説明】
【０１７２】
１，１１，３１，５１，７１，９１  液晶表示素子
２，１２，３２，５２，７２，９２  液晶セル
３，４，１３，１４，３３，３４，５３，５４，７３，７４，９３，９４  偏光板
５  位相差補償層
１５，１６，３５，３６，５５，５６，７５，７６，９５，９６  位相差フィルム
【図１】
2007121490.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007121490.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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