JP2006529032A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

平行配向型液晶層の利点を活かしつつ所望の視角特性を得ることのできる液晶表示装置を提供する。直線偏光板１１と第１リタデーションフィルム１２と第２リタデーションフィルム１３と液晶層１４と光反射層１５とが順に前方側から配置構成される液晶表示装置１００。直線偏光板１１、第１リタデーションフィルム及び第２リタデーションフィルム１２，１３は、右円偏光又は左円偏光機能を有する手段を形成する。第１フィルム１２は入射光の波長の略半分の固定リタデーションを有し、液晶層１４は平行配向型の液晶材料を有する。第２フィルム１３及び液晶層１４は装置の黒表示動作時に全体で入射光の波長の略４分の１のリタデーションを有する。また、例えば直線偏光板１１の吸収軸と第１フィルム１２の遅軸とが平行な状態から４５度未満の所定角度だけ偏倚しかつ第２フィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略直交している、という要件を充足している。

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。本発明は特に、平行配向型液晶層を有する液晶表示装置に関する。
光学変調手段として平行配向型液晶層を有する反射型の液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２４９１２６号公報（例えば、段落番号［０００７］ないし［００１３］）
この公報に開示されている液晶光学素子は、平行配向型液晶層及びその前方側及び後方側にそれぞれ配される偏光板及びミラー電極を有し、さらにその平行配向型液晶層と偏光板との間に２種類の位相差板を配する構成を採り、広い視角範囲にわたり当該素子において明るく高コントラストの表示を得ることを目的として、これら位相差板及び液晶層のリタデーションの値を最適化している。
しかしながら、かかる最適化は、ＨＡＮ（hybrid aligned nematic）型液晶層やベンド配向型（bend）液晶層を用いる構成にも可能なものとなっており、平行配向型液晶層を用いる構成に特化されたものではなく、当該平行配向型液晶層の利点を活かし尽くしたものとは言い難い。
本発明者は、平行配向型又はホモジニアス配向型（以下、これらを平行配向型と総称する。）の液晶層は、これを挟む上下の基板面に対し、所定の基準電界（例えば無電界）の下では基本的に全ての液晶分子が平行にかつ同一方位に配列されているので、換言すれば、当該液晶分子のダイレクタの向きが実質的に当該基板面に平行となっているので、他のタイプのものよりも当該液晶分子の平均チルト角を正確かつ容易に把握することができる、という点に着目した。また、平行配向型液晶層は、例えばベンド配向型液晶層に求められるバイアス電圧の如き配向制御のための付加的な条件を必要とせず、比較的簡単な配向制御の形態を採ることができる点にも着目した。そしてこれらの着目点から、かかる平行配向型の利点を活かした当該平行配向型特有の最適化態様こそが、当該平行配向型液晶層を用いた表示装置において最も効果的に所望の視角特性を得ることができるものとの認識に至った。
また、上記特許文献に記載のものとは異なるアプローチにて所望の視角特性を得る方策も望まれる他、最近実用化されているいわゆる半透過型など、反射型以外の液晶表示装置に平行配向型液晶層を適用する場合における当該最適化が期待される。
（目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的は、平行配向型液晶層の利点を活かしつつ所望の視角特性を得ることのできる液晶表示装置を提供することである。
本発明の他の目的は、平行配向型液晶層の利点を活かしつつ所望の視角特性を得ることのできる反射型、透過型及び半透過型の液晶表示装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の一態様による液晶表示装置は、直線偏光板と、第１リタデーションフィルムと、第２リタデーションフィルムと、液晶層と、光反射層とが順に前方側から配されて構成される液晶表示装置であって、前記直線偏光板、第１リタデーションフィルム及び第２リタデーションフィルムは、右円偏光又は左円偏光機能を有する手段を形成し、前記第１リタデーションフィルムは、入射光の波長の略半分の固定リタデーションを有し、前記液晶層は、平行配向型の液晶材料を有し、前記第２リタデーションフィルム及び前記液晶層は、当該装置の黒表示動作において全体として入射光の波長の略４分の１のリタデーションを有し、
（１）前記直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から４５度未満の所定角度だけ偏倚しかつ前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交していること、
（２）前記直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記所定角度だけ偏倚しかつ前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であること、
（３）前記直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記所定角度だけ偏倚しかつ前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交していること、
（４）前記直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記所定角度だけ偏倚しかつ前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であること、のいずれかを充足する、液晶表示装置としている。
こうすることによって、極めて低いコントラスト比を呈する視角範囲を狭くしかつ点対称に分布させることができるとともに、階調反転する視角範囲も比較的に狭くかつ点対称に分布させることができる。
この態様において、前記所定角度は、当該液晶表示装置において最大コントラスト比の得られる角度を基準にして、その前後における当該最大コントラスト比の９０パーセント以上の値の得られる角度の範囲を有するものとし、好ましくは前記所定角度は、２１度±１０度の範囲内とするのがよい。
また、上記目的を達成するため、本発明の他の態様による液晶表示装置は、前方直線偏光板と、第１リタデーションフィルムと、第２リタデーションフィルムと、液晶層と、第３リタデーションフィルムと、第４リタデーションフィルムと、後方直線偏光板とが順に前方側から配されて構成される液晶表示装置であって、前記前方直線偏光板、第１リタデーションフィルム及び第２リタデーションフィルムは、右円偏光及び左円偏光のうち一方の機能を有する手段を形成し、前記第３リタデーションフィルム、第４リタデーションフィルム及び後方直線偏光板は、右円偏光及び左円偏光のうち他方の機能を有する手段を形成し、前記第１リタデーションフィルムは、入射光の波長の略半分の固定リタデーションを有し、前記液晶層は、平行配向型の液晶材料を有し、前記第４リタデーションフィルムは、入射光の波長の略半分の固定リタデーションを有し、
（１）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から４５度未満の第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から４５度未満の第２所定角度だけ偏倚していること、
（２）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（３）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（４）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（５）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（６）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（７）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（８）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（９）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（１０）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（１１）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（１２）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（１３）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（１４）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（１５）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
（１６）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
のいずれかを充足し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向との関係及び前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸との関係がいずれも略平行又はいずれも略直交である場合は、前記第２リタデーションフィルム、前記液晶層及び前記第３リタデーションフィルムは、当該装置の黒表示動作において全体として入射光の波長の略半分のリタデーションを有する一方、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向との関係及び前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸との関係が略平行及び略直交の一方と他方とで異なる場合は、前記第２リタデーションフィルム、前記液晶層及び前記第３リタデーションフィルムは、当該装置の黒表示動作において全体としてゼロに略等しいリタデーションを有する、液晶表示装置としている。
これにより、極めて低いコントラスト比を呈する視角範囲が比較的に狭く、階調反転する視角範囲も比較的に狭い特性が得られる。
この態様において、好ましくは前記第１所定角度及び前記第２所定角度は互いに略等しいものとしたり、前記所定角度は、当該液晶表示装置において最大コントラスト比の得られる角度を基準にして、その前後における当該最大コントラスト比の９０パーセント以上の値の得られる角度の範囲を有するものとしたり、また一層好ましくは前記所定角度は、２１度±１０度の範囲内にあるものとするのがよい。
さらに、上記他の態様において、前記液晶層と前記第３リタデーションフィルムとの間に配される光反射層をさらに有し、この光反射層に対応する領域は画素内の光反射領域として用いられ、当該光反射領域以外の領域は当該画素内の光透過領域として用いられるものとすることにより、上述した効果が半透過型液晶表示装置で期待することができる。
また、前記第３リタデーションフィルムは、ハイブリッド配向ネマティック補償フィルムであるものとしたり、前記第２リタデーションフィルムは、ハイブリッド配向ネマティック補償フィルムであるものとするのが望ましいことが判明している。ここで、前記ハイブリッド配向ネマティック補償フィルムは、前記液晶層に最も近い側に６０ないし９０度のチルト角を有する液晶分子を有し、前記液晶層に最も遠い側に略ゼロ度のチルト角を有する液晶分子を有する液晶表示装置とすると極めて良好な視角特性が得られる。また、当該装置の黒表示動作において、前記第２リタデーションフィルム及び前記第３リタデーションフィルムの分子又は屈折率楕円体の平均チルト角は、前記液晶層の液晶分子又は屈折率楕円体の平均チルト角に略直角であり、前記第２リタデーションフィルム及び前記第３リタデーションフィルムのリタデーションの総和は、前記液晶層のリタデーションの値と略等しい、液晶表示装置とすることにより、視角特性が格段に向上することも判明している。
以下、上述した態様その他の本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例による液晶表示装置の断面構造を概略的に示している。
この液晶表示装置１００は、反射型液晶表示装置であり、表示画面側である前方側から順に、直線偏光板（Pol）１１と、半波長板である第１リタデーションフィルム（Ret1）１２と、四分の一波長板である第２リタデーションフィルム（Ret2）１３と、液晶層（ＬＣ）１４と、光反射層（Ref）１５とが配されて構成される。直線偏光板１１及び第１，第２リタデーションフィルム１２，１３は右円偏光又は左円偏光機能を有する手段を構成する。なお、ここでは説明を簡明とするため主要な構成要素のみ挙げているが、実際には他の構成要素も当該表示装置１００に含みうるものである。
第１リタデーションフィルム１２は、入射光の波長λの略半分の固定リタデーション、すなわちλ／２の値を有する。かかる入射光としては、概して３８０ｎｍないし７８０ｎｍの波長のものを想定している。液晶層１４は、先述したような平行配向型の液晶材料を有する。詳述すると、液晶層１４は図２に示されるような分子配列を有するものであり、基本的に当該液晶分子１４ｍの初期配向を定める上下の配向層１６，１７のラビング方向１８に沿ってその液晶分子全部が配向される。別言すれば、液晶分子１４ｍの屈折率楕円体の長軸が全てラビング方向１８に平行に、すなわち液晶分子１４ｍのダイレクタがラビング方向１８と平行にされる。なお、ここでは配向層１６，１７のラビング方向１８を液晶層１４の配向させる方向（（初期）配向方向）としているが、ラビング以外にも当該配向方向を規定する手法を採用してもよい。
再び図１に戻ると、第２リタデーションフィルム１３及び液晶層１４は、当該装置１００の黒表示動作（暗状態）において全体として入射光の波長の略４分の１のリタデーション（λ／４）を有するものとされている。
図１に実線ＬＢで示されるように、液晶表示装置１００に入射した外光は、先ず直線偏光板１１を透過して直線偏光になり、次に第１リタデーションフィルム１２を透過してλ／２のリタデーションが付され、所定の方向に変えられた直線偏光となる。その後、かかる直線偏光は第２リタデーションフィルム１３に入り右（又は左）回りの楕円偏光になり液晶層１４に導かれる。黒表示動作（暗状態）のときには、液晶層１４のリタデーションがほぼゼロ（但し、本例では円偏光にするため約３０ｎｍとしている）となっており、反射層１５には右（又は左）円偏光が到達する（以上、往路）。復路においては、液晶層１４からの光は、反射層１５によって反射されるとここで方向の反転された左（又は右）円偏光となり液晶層１４に入る。ここで再び液晶層１４を通過すると、往路において液晶層１４に入射した楕円偏光を反転した方向の楕円偏光となって第２リタデーションフィルム１３に入る。第２リタデーションフィルム１３は、この反射して来た楕円偏光を、往路において第２リタデーションフィルム１３に入射した直線偏光の偏光方向に直交する偏光方向の直線偏光に変換する。この直線偏光が第１リタデーションフィルム１２を透過すると、λ／２のリタデーションが付され、往路において第１リタデーションフィルム１２に入射した直線偏光の偏光方向と直交する偏光方向の直線偏光に変換され、偏光板１１へと導かれる。偏光板１１は、この直線偏光の偏光方向に丁度平行にその吸収軸を有するので、第１リタデーションフィルム１２から入った光は遮断（吸収）され、当該装置１００の画面から出ることなく黒表示となる。
一方、白表示動作（明状態）のときは、図１に波線ＬＷにて示されるように、同様に右（又は左）回りの楕円偏光が液晶層１４に入射するが、液晶層１４はこのときλ／４（約１５０ｎｍ）のリタデーションを奏しており、反射層１５には所定の偏光方向の直線偏光が導かれる（以上、往路）。復路において、反射層１５はこれを反射するが、直線偏光である故にその偏光方向を変えずに液晶層１４にそのまま戻すことになる。液晶層１４は、この反射して来た直線偏光をそのリタデーションにより、往路において当該液晶層に入射した楕円偏光と同じ方向の右（又は左）回り楕円偏光に変換し、第２リタデーションフィルム１３に導く。第２リタデーションフィルム１３はこの反射光を往路において当該フィルム１３に入射した直線偏光と同じ偏光方向の直線偏光に変換して第１リタデーションフィルム１２に導く。第１リタデーションフィルム１２も、往路において当該フィルム１２に入射した直線偏光と同じ偏光方向の直線偏光に変換して直線偏光板１１に戻す。偏光板１１は、この直線偏光の偏光方向に直交する吸収軸を有するので、第１リタデーションフィルム１２から入った光は透過させられ、当該装置１００の画面から出て白表示となる。
中間調表示の場合は、液晶層１４及び第２リタデーションフィルム１３が表示すべき中間色又は明度に応じたリタデーションを奏し、第１リタデーションフィルム１２にはそれに対応した振動成分の楕円偏光を戻す。これにより偏光板１１には、その吸収軸に直交する直線偏光成分が当該色又は明度に応じた分だけ入り、これが画面から出ることになり、中間調表示が達成される。
本実施例はさらに、以下にそれぞれ列挙する構成要件のうちいずれかを備えるものとしている。
（Ｒ−１）第１に、直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが平行な状態から４５度未満の所定角度だけ偏倚しかつ第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略直交していることである。
（Ｒ−２）第２に、直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが平行な状態から当該所定角度だけ偏倚しかつ第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略平行であることである。
（Ｒ−３）第３に、直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが直交する状態から当該所定角度だけ偏倚しかつ第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略直交していることである。
（Ｒ−４）第４に、直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが直交する状態から当該所定角度だけ偏倚しかつ第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略平行であることである。
以上の第１から第４の関係は、図３及び図４に要約する形で示される。
図３は、上述した各種の軸及び方向を矢印にて表し、上記４つの関係全てを同時に表したものである。ここでは、簡明とするために、直線偏光板１１、第１リタデーションフィルム１２、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び光反射層１５の部材をそれぞれ、Pol、Ret1、Ret2、ＬＣ、Refと記している。
図３は、その上部のPolから下方に向かって隣りの部材に辿っていくことにより、第１から第４の関係のいずれかに対応づけられるようになっている。例えば上記第４の関係は、図３に示される点線の矢印により導かれ、上述した軸及び方向につき、PolとRet1は概ね直交関係、Ret2とＬＣは略平行関係という組み合わせで構成されるものであることが、それぞれの部材に描かれた実線矢印にて視覚的に分かるようになっている。さらにここで図３に示した記号「//*」，「+*」はそれぞれ、対象の両者について、当該軸及び方向につきPolとRet1は上述したような概ね平行関係，直交関係であることを表しており、記号「//」，「+」はそれぞれ、対象の両者について、当該軸及び方向につきRet2とＬＣは上述したような略平行関係，直交関係であることを表している。
図４の表は、これらをさらに纏めて黒表示時の第２リタデーションフィルム（Ret2）及び液晶層（ＬＣ）のリタデーションの値とともに示している。Ｒ−１からＲ−４の各行における軸及び方向の組み合わせは、上記第１ないし第４の関係に対応する。なお、図３の上下左右は、本実施例により構成される表示装置の画面の上下左右と一致するものであり、したがって例えば液晶層ＬＣに描かれた真上に向く矢印は、画面において縦に下から上へ向く方向を指している。但し、当該矢印方向は、これ以外にも、当該画面における任意の方向に設定することができる。例えば、得られる視角特性を考慮して、当該矢印方向を画面のいずれか対角線の方向に合わせるようにしてもよいのである。
図５の（Ｒ−１）〜（Ｒ−４）は、上記第１ないし第４の関係を適用した液晶表示装置のそれぞれの視角特性を示している。（Ｒ−１）〜（Ｒ−４）の各図において、上のグラフは等コントラスト特性の概略を、下のグラフは階調反転特性の概略を示しており、いずれも図の左右方向の右端部を０度として反時計回りに３６０度の特性を示している。この場合の液晶層１４の配向方向は、図５の中央に矢印にて示している。
グラフは、当該グラフの円の中心を画面の正視状態としこれから全角度方向において視線をずらした場合に得られるコントラスト比及び階調の反転の度合いを等高線で示したものである。すなわち、０度方向が画面の左右方向における右端部に対応するとすると、例えば０度方向であれば真正面に画面を見ている状態から画面の左右方向において右側に視線を向けていき、それらの値を得る。このような値の取得を他の角度方向に対しても行い、全角度方向において取得した値から、当該値の等高線が得られるのである。
等コントラスト特性のグラフでは、極めて高いコントラスト比（１００以上）を呈する範囲をドットを付して示し、極めて低いコントラスト比を呈する範囲を斜線を付して示している。また、階調反転特性のグラフでは、階調反転が生じる範囲（８階調の場合）を×印を付して示している。
図５からは、極めて低いコントラスト比を呈する範囲が比較的に狭くかつ点対称に分布することが分かる。また、階調反転する範囲も比較的に狭くかつ点対称に分布することが分かる。かくして本実施例によれば、良好な視角特性を得ることができる。
図５に示される視角特性は、第１リタデーションフイルム１２を右円偏光手段を形成するために用いられるものとした場合のものであるが、上述した第１ないし第４のいずれかの要件を満たせば第１リタデーションフイルム１２を左円偏光手段を形成するために用いられるものとしてもよいことは勿論である。第１リタデーションフイルム１２を左円偏光手段用とした場合、得られる視角特性は、図５においてその中心に示される矢印（液晶層１４の配向方向）に平行な線を基準にそれぞれのグラフの特性を線対称にした形のものとなる。
なお、図５の特性が得られる具体例は、上記第１ないし第４の構成要件における上記所定角度を、２１度としている。但し、この角度の許容範囲として、当該液晶表示装置において最大コントラスト比の得られる角度を基準にして、その前後における当該最大コントラスト比の９０パーセント以上の値の得られる角度の範囲としても、十分に実用に耐えられる視角特性が得られかつ本発明に特有の効果が得られる。かかる範囲としては、当該所定角度の±１０度の範囲とすることができる。なお、第１リタデーションフィルム１２の遅軸と第２リタデーションフィルム１３の遅軸とのなす角は、形成される鋭角の値として６０°±１０°とすることにより良好な結果が期待できる。
また、かかる具体例には、第２リタデーションフィルム１３として、いわゆるＮＲフィルム、すなわちハイブリッド配向ネマティック補償フィルムとするのが好適である。
図６は、その補償フィルムの断面構造を模式的に示している。
図６において、この補償フィルム１３′は、上下の支持層１３ａ，１３ｂの間に、改善されたハイブリッド配向を有する液晶分子を有しており、液晶層１４に最も近い側に６０度ないし９０度、好ましくは９０度のプレチルト角を有する液晶分子を有し、液晶層１４に最も遠い側に約２度、好ましくはゼロ度のプレチルト角を有する液晶分子を有する。
このような両側のプレチルト角の構成に基づき、補償フィルム１３′と液晶層１４の平行配向分子とのマッチングが良くなり、補償フィルム１３′が液晶層１４の平行配向分子とともに奏すべきリタデーションを的確につくることができる。なお、液晶層１４側の支持層１３ｂは適宜省略することができる。
図７は、比較例として液晶層１４に近い側の液晶分子のプレチルト角を５０度とした場合（破線参照）と、本具体例の如く当該プレチルト角を９０度とした場合（実線参照）とにおいて、液晶層１４と共に奏されるリタデーションの視角依存性を示すグラフである。なおこのグラフは、黒表示の際の特性を示している。また、縦軸は、正視状態で得られるリタデーション（λ／４）との差として示している。
図７から分かるように、正視状態（０°）を基準にして比較例ではリタデーションの変化が左右で著しく異なるのに対し、本具体例ではほぼ左右対称なものとなる。これにより、左右どちらから画面を見てもほぼ同じ視認性を提供することができ、好ましいのである。図７はまた、本具体例によれば、正視状態においてリタデーションがほぼλ／４となっており、画面を正面から見たときに黒表示時において極めて暗い表示がなされうることも示している。
図８は、本発明の他の実施例による液晶表示装置の断面構造を概略的に示している。
この液晶表示装置２００は、透過型液晶表示装置であり、表示画面側である前方側から順に、直線偏光板（Pol）１１と、半波長板である第１リタデーションフィルム（Ret1）１２と、四分の一波長板である第２リタデーションフィルム（Ret2）１３と、液晶層（ＬＣ）１４と、四分の一波長板である第３リタデーションフィルム（Ret3）２１と、半波長板である第４リタデーションフィルム（Ret4）２２と、後方直線偏光板（Pol2）２３とが配されて構成される。直線偏光板１１、第１リタデーションフィルム１２及び第２リタデーションフィルム１３は、右円偏光及び左円偏光機能の一方を有する手段を構成し、第３リタデーションフィルム２１、第４リタデーションフィルム２２及び後方直線偏光板２３は、右円偏光及び左円偏光機能の他方を有する手段を構成する。なお、先の実施例のものと同等部分には同一の符号を付しており、それらについての詳しい説明は省略する。またここでも簡明とするため主要な構成要素のみ挙げている。
第１リタデーションフィルム１２は、上述と同様にλ／２の値を有し、液晶層１４も、先述したような平行配向型の液晶材料を有する。
本実施例は、第１実施例における光反射層１５に代えて、第３及び第４リタデーション２１，２２ともう１つの直線偏光板２３とが設けられた構成となっており、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作（暗状態）において全体として入射光の波長の略２分の１のリタデーション（λ／２）か、若しくはゼロに等しいリタデーションを有するものとされている。どちらのリタデーションとされるかは後述によって明らかとなる。また、第４リタデーションフィルム２２は、入射光の波長の略半分の固定リタデーション（λ／２）を有するものとしている。
後方偏光板２３のさらに後ろ側からは、図示せぬバックライトからの光が照射される。
図８に実線ＬＢで示されるように、液晶表示装置２００に入射したバックライト光は、先ず直線偏光板２３を透過して直線偏光になり、次に第４リタデーションフィルム２２を透過してλ／２のリタデーションが付され、所定の方向に変えられた直線偏光となる。その後、かかる直線偏光は第３リタデーションフィルム２１に入り右（又は左）回りの楕円偏光になり液晶層１４に導かれる。黒表示動作（暗状態）のときには、液晶層１４のリタデーションがほぼゼロ（但し、本例では入射光と同じ形の楕円偏光にするため約６０ｎｍとしている）となっており、液晶層１４に入射した楕円偏光をほぼそのままの方向の楕円偏光のまま第２リタデーションフィルム１３へ導くこととなる。第２リタデーションフィルム１３は、この透過して来た楕円偏光を所定方向の直線偏光に変換し、さらにこの直線偏光は第１リタデーションフィルムにより付されるλ／２のリタデーションによってさらにその偏光方向が変えられて前方偏光板１１に導かれる。偏光板１１は、この直線偏光の偏光方向に丁度平行にその吸収軸を有するので、第１リタデーションフィルム１２から入った光は遮断（吸収）され、当該装置２００の画面から出ることなく黒表示となる。
一方、白表示動作（明状態）のときは、図８に破線ＬＷにて示されるように、同様に右（又は左）回りの楕円偏光が液晶層１４に入射するが、液晶層１４はこのときλ／２（約３００ｎｍ）のリタデーションを奏しており、液晶層１４に入射した楕円偏光とは反転した方向の楕円偏光を第２リタデーションフィルム１３に導く。第２リタデーションフィルム１３はこの透過光を黒表示時のものと直交する偏光方向の直線偏光に変換し、それを第１リタデーションフィルム１２に導く。第１リタデーションフィルム１２に導かれた光は、ここで付されるλ／２のリタデーションによってさらにその偏光方向が変えられた直線偏光となって前方偏光板１１に導かれる。偏光板１１は、この直線偏光の偏光方向に直交する吸収軸を有するので、第１リタデーションフィルム１２から入った光は透過させられ、当該装置２００の画面から出て白表示となる。
中間調表示の場合は、液晶層１４及び第２，第３リタデーションフィルム１３，２１が表示すべき中間色又は明度に応じたリタデーションを奏し、第１リタデーションフィルム１２にはそれに対応した振動成分の楕円偏光を入射する。これにより偏光板１１には、その吸収軸に直交する直線偏光成分が当該色又は明度に応じた分だけ入り、これが画面から出ることになり、中間調表示が達成される。
本実施例はさらに、以下にそれぞれ列挙する構成要件のうちいずれかを備えるものとしている。これらの構成要件のうち１つを選定することによって、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１が当該装置２００の黒表示動作において全体として奏すべきリタデーションが定まることとなる。
（Ｔ−１）先ず第１に、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが平行な状態から４５度未満の第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略直交し、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略直交し、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが平行な状態から４５度未満の第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体として入射光の波長の略半分（λ／２）のリタデーションを有することである。
（Ｔ−２）第２に、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが平行な状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略直交し、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略直交し、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが直交する状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体として入射光の波長の略半分（λ／２）のリタデーションを有することである。
（Ｔ−３）第３に、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが平行な状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略直交し、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略平行であり、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが平行な状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体としてゼロ（０）に略等しいリタデーションを有することである。
（Ｔ−４）第４に、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが平行な状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略直交し、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略平行であり、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが平行な状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体としてゼロ（０）に略等しいリタデーションを有することである。
（Ｔ−５）第５に、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが平行な状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略平行であり、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略直交し、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが平行な状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体としてゼロ（０）に略等しいリタデーションを有することである。
（Ｔ−６）第６に、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが平行な状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略平行であり、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略直交し、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが直交する状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体としてゼロ（０）に略等しいリタデーションを有することである。
（Ｔ−７）第７に、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが平行な状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略平行であり、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略平行であり、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが平行な状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体として入射光の波長の略半分（λ／２）のリタデーションを有することである。
（Ｔ−８）第８に、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが平行な状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略平行であり、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略平行であり、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが直交する状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体として入射光の波長の略半分（λ／２）のリタデーションを有することである。
（Ｔ−９）第９に、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが直交する状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略直交し、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略直交し、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが平行な状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体として入射光の波長の略半分（λ／２）のリタデーションを有することである。
（Ｔ−１０）第１０には、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが直交する状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略直交し、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略直交し、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが直交する状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体として入射光の波長の略半分（λ／２）のリタデーションを有することである。
（Ｔ−１１）第１１には、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが直交する状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略直交し、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略平行であり、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが平行な状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体としてゼロ（０）に略等しいリタデーションを有することである。
（Ｔ−１２）第１２には、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが直交する状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略直交し、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略平行であり、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが直交する状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体としてゼロ（０）に略等しいリタデーションを有することである。
（Ｔ−１３）第１３には、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが直交する状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略平行であり、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略直交し、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが平行な状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体としてゼロ（０）に略等しいリタデーションを有することである。
（Ｔ−１４）第１４には、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが直交する状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略平行であり、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略直交し、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが直交する状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体としてゼロ（０）に略等しいリタデーションを有することである。
（Ｔ−１５）第１５には、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが直交する状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略平行であり、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略平行であり、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが平行な状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置の黒表示動作において全体として入射光の波長の略半分（λ／２）のリタデーションを有することである。
（Ｔ−１６）第１６には、前方直線偏光板１１の吸収軸と第１リタデーションフィルム１２の遅軸とが直交する状態から当該第１所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３の遅軸と液晶層１４の配向方向とが略平行であり、液晶層１４の配向方向と第３リタデーションフィルム２１の遅軸とが略平行であり、第４リタデーションフィルム２２の遅軸と後方直線偏光板２３の吸収軸とが直交する状態から当該第２所定角度だけ偏倚し、第２リタデーションフィルム１３、液晶層１４及び第３リタデーションフィルム２１は、当該装置２００の黒表示動作において全体として入射光の波長の略半分（λ／２）のリタデーションを有することである。
以上の第１から第１６の関係は、図９及び図１０に要約する形で示される。
図９は、上述した各種の軸及び方向を矢印にて表し、上記１６の関係全てを同時に表したものである。ここでは、簡明とするために、直線偏光板１１、第１リタデーションフィルム１２、第２リタデーションフィルム１３及び液晶層１４の部材をそれぞれ、Pol、Ret1、Ret2、ＬＣとする他、第３リタデーションフィルム２１、第４リタデーションフィルム２２及び第２の直線偏光板２３の部材もそれぞれRet3、Ret4、Pol2と記している。
図９は、先の図３と同様の趣旨にて描かれたものであり、例えば上記第１３の関係は、図９に点線の矢印により導かれ、上述した軸及び方向につき、PolとRet1は概ね直交関係、Ret2とＬＣは略平行関係、ＬＣとRet3は略直交関係、Ret3とRet4は概ね平行関係という組み合わせで構成されるものであることが分かる。そして図１０の表は、これらをさらに纏めて黒表示時の第２リタデーションフィルム（Ret2）及び液晶層（ＬＣ）並びに第３リタデーションフィルムの総合リタデーション値とともに示している。Ｔ−１からＴ−１６の各行における軸及び方向の組み合わせは、上記第１ないし第１６の関係に対応する。なお、図９の上下左右も装置画面の上下左右と対応しているが、これに限定されるものではない。
図１０から明瞭に分かるように、当該装置２００の黒表示動作における第２リタデーションフィルム（Ret2）、液晶層（ＬＣ）及び第３リタデーションフィルム（Ret3）のリタデーションの総和は、次のように規定することができる。すなわち、第２リタデーションフィルム（Ret2）の遅軸と液晶層（ＬＣ）の配向方向との関係及び液晶層（ＬＣ）の配向方向と第３リタデーションフィルム（Ret3）の遅軸との関係がいずれも略平行（//）又はいずれも略直交（+）である場合は、当該リタデーションの総和は、入射光の波長の略半分となる。これに対し、これら２つの関係が互いに異なる場合、すなわち略平行（//）及び略直交（+）の一方と他方とで相異なる場合は、当該リタデーションの総和はゼロに略等しくなる、というものである。
図１１ないし図１４の（Ｔ−１）〜（Ｔ−１６）は、上記第１ないし第１６の関係を適用した液晶表示装置のそれぞれの視角特性を示している。（Ｔ−１）〜（Ｔ−１６）の各図においても先の図５と同様の趣旨にて描かれている。
図１１ないし図１４からは、極めて低いコントラスト比を呈する範囲が比較的に狭くかつ相当に視角を変えた場合にのみコントラストが落ちることが分かる。また、階調反転する範囲も比較的に狭くかつ階調反転しない角度範囲は実用に十分であることが分かる。かくして本実施例によれば、良好な視角特性を得ることができる。
図１１ないし図１４に示される視角特性は、第１リタデーションフイルム１２を右円偏光手段を形成するために用いられるものとした場合のものであるが、上述した第１ないし第１６のいずれかの要件を満たせば第１リタデーションフイルム１２を左円偏光手段を形成するために用いられるものとしてもよいことは勿論である。第１リタデーションフイルム１２を左円偏光手段用とした場合、得られる視角特性は、図１１ないし図１４においてその中心に示される矢印（液晶層１４の配向方向）に平行な線を基準にそれぞれのグラフの特性を線対称にした形のものとなる。
なお、図１１ないし図１４の特性が得られる具体例は、上記第１ないし第１６の構成要件における上記第１及び第２所定角度を、２１度としている。この２つの角度は許容範囲内で他の値にすることもできるし、両者の値を互いに異ならせることもできるが、等しくするのが好ましい。但し、この角度の許容範囲として、当該液晶表示装置において最大コントラスト比の得られる角度を基準にして、その前後における当該最大コントラスト比の９０パーセント以上の値の得られる角度の範囲としても、十分に実用に耐えられる視角特性が得られかつ本発明に特有の効果が得られる。かかる範囲としては、当該所定角度の±１０度の範囲とすることができる。なお、第１リタデーションフィルム１２の遅軸と第２リタデーションフィルム１３の遅軸とのなす角は、形成される鋭角の値として６０°±１０°とし、第３リタデーションフィルム２１の遅軸と第４リタデーションフィルム２２の遅軸とのなす角は、形成される鋭角の値として６０°±１０°とすることにより良好な結果が期待できる。
また、かかる具体例には、第２リタデーションフィルム１３及び第３リタデーションフィルム２１として、いわゆるＮＲフィルム、すなわちハイブリッド配向ネマティック補償フィルムとするのが好適である。好ましくは、その両方のフィルムをこのハイブリッド配向ネマティック補償フィルムとするのが良い。かかる補償フィルムとしては、先の図６に示したものと同じ構成を有するのがさらに好ましい。かかる構成の主旨は上述と同様であるのでその説明はここでは割愛する。
図１５は、本発明の他の実施例による液晶表示装置の断面構造を概略的に示している。
この液晶表示装置３００は、半透過型液晶表示装置であり、基本的には前述した透過型液晶表示装置２００の構成に対し液晶層１４と第３リタデーションフィルム２１との間に配された光反射層３１を有する構成としている。また、この光反射層３１は、基本的に各画素において反射領域を形成し、それ以外は透過領域とされている。また、光反射層３１は、画素電極を兼ねるように形成されてもよい。
他の構成態様及び入射光の振る舞いは、第１及び第２実施例において説明した反射型液晶表示装置１００と透過型液晶表示装置２００とにおけるものと同様に説明することができる。すなわち、光反射層３１を反射する光の振る舞いは反射型液晶表示装置１００と同様であり、この層以外の部分すなわち透過領域において透過するバックライトからの光の振る舞いは透過型液晶表示装置２００と同様である。
本実施例によれば、上記第１及び第２の実施例で奏される作用効果を期待することができる。
本実施例は、第２リタデーションフィルム１３と第３リタデーションフィルム２１とを用いる構成すなわち透過型及び半透過型液晶表示装置を導くものであり、これらフィルムにさらに付加的な要件を課すことによって、さらに最適な構成を得るようにしている。
上述においては、第２及び第３リタデーションフィルム１３，２１にハイブリッド配向ネマティック補償フィルムを適用するのは好ましいが任意である旨説明したが、本実施例では、第２及び第３リタデーションフィルム１３，２１にこのタイプのフィルムを選定している。そして、図１６の模式図に示されるように、当該装置２００又は３００の黒表示動作（液晶層電界印加時）において、第２リタデーションフィルム１３及び第３リタデーションフィルム２１の分子又は屈折率楕円体の平均チルト角βが、それぞれ、液晶層１４の液晶分子又は屈折率楕円体の平均チルト角αに略直角としている。さらに、第２リタデーションフィルム１３のリタデーション△ｎ2ｄ2及び第３リタデーションフィルム２１のリタデーション△ｎ3ｄ3の総和は、液晶層１４のリタデーションの値△ｎLCｄLCと略等しくなるようにしている。すなわち、△ｎLCｄLC＝△ｎ2ｄ2＋△ｎ3ｄ3である。
実際には、液晶層１４に係る平均チルト角αは７０°ないし８０°とすることができ、リタデーションフィルムに係る平均チルト角βは２０°程度とすることができる。また、リタデーション△ｎ2ｄ2，△ｎ3ｄ3の値はそれぞれ０．２３１×０．５５μｍ、そしてリタデーション△ｎLCｄLCの値は約２５０ｎｍとすることができる。
このようにすることによって、階調反転しない視角範囲を実用十分なものに維持しつつ十分に高いコントラスト比を呈する視角範囲を相当に大きくすることができる。かくして本実施例によれば、良好な視角特性を得ることができる。本実施例においては特に、液晶層１４が平行配向型のものとなっているので、上記平均チルト角αを予め正確に把握することができ、上述したようなハイブリッド配向ネマティック補償フィルムと組み合わせて所望の特性を得やすい、とい側面があり、好ましい。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、種々の変形が可能であることは勿論であるし、当該液晶表示装置に付加的な構成要素を加えて実現することも可能である。また、上述においては「遅軸」や「配向方向」、「直交」、「平行」などの用語によって本発明特有の技術的特徴を表したが、別の用語によりそうした特徴を表現されうるので、本発明は特に、これらが意味する真の技術的特徴を指向するものであることに留意すべきである。
さらに、本発明は、上記実施例に必ずしも限定されるものではなく、当業者であれば請求の範囲に記載の主旨から逸脱することなく種々の改変例を導き出せることも言うまでもない。
産業上の利用の可能性
本発明は、平行配向型液晶層を有する液晶表示装置において用いることが可能である。
本発明の一実施例による液晶表示装置の概略的構造を示す断面図。 本発明に適用される平行配向型液晶層の構成を示す概略斜視図。 図１の液晶表示装置における各種部材の光学的な軸及び方向の組み合わせ を示す模式図。 図１の液晶表示装置における各種部材の光学的な軸及び方向の組み合わせを、黒表示における第２リタデーションフィルム及び液晶層の総合リタデーション値とともに示す表。 図３及び図４に示される組み合わせにより構成された液晶表示装置において得られる視角特性を示すグラフ。 第２リタデーションフィルム及び／又は第３リタデーションフィルムに適用されるハイブリッド配向フィルムの分子配列を示す模式断面図。 図６のハイブリッド配向フィルムを用いた構成例と別の比較例とにおけるリタデーションの視角特性を示すグラフ。 本発明の他の実施例による液晶表示装置の概略的構造を示す断面図。 図８の液晶表示装置における各種部材の光学的な軸及び方向の組み合わせを示す模式図。 図８の液晶表示装置における各種部材の光学的な軸及び方向の組み合わせを、黒表示における第２リタデーションフィルム、液晶層及び第３リタデーションフィルムの総合リタデーション値とともに示す表。 図９及び図１０に示される組み合わせにより構成された液晶表示装置において得られる視角特性を示す第１のグラフ。 図９及び図１０に示される組み合わせにより構成された液晶表示装置において得られる視角特性を示す第２のグラフ。 図９及び図１０に示される組み合わせにより構成された液晶表示装置において得られる視角特性を示す第３のグラフ。 図９及び図１０に示される組み合わせにより構成された液晶表示装置において得られる視角特性を示す第４のグラフ。 本発明のさらに他の実施例による液晶表示装置の概略的構造を示す断面図。 本発明のまた別の実施例による液晶表示装置において用いられるリタデーションフィルム及び液晶層の構成を示す模式図。
符号の説明
１００…液晶表示装置
１１…直線偏光板
１２…第１リタデーションフィルム
１３…第２リタデーションフィルム
１４…液晶層
１５…光反射層
１４ｍ…液晶分子
１６，１７…配向層
１８…ラビング方向
１３′…ハイブリッド配向ネマティック補償フィルム
１３ａ，１３ｂ…支持層
２００…液晶表示装置
２１…第３リタデーションフィルム
２２…第４リタデーションフィルム
２３…直線偏光板

Claims (12)

  1. 直線偏光板と、第１リタデーションフィルムと、第２リタデーションフィルムと、液晶層と、光反射層とが順に前方側から配されて構成される液晶表示装置であって、
    前記直線偏光板、第１リタデーションフィルム及び第２リタデーションフィルムは、右円偏光又は左円偏光機能を有する手段を形成し、
    前記第１リタデーションフィルムは、入射光の波長の略半分の固定リタデーションを有し、
    前記液晶層は、平行配向型の液晶材料を有し、
    前記第２リタデーションフィルム及び前記液晶層は、当該装置の黒表示動作において全体として入射光の波長の略４分の１のリタデーションを有し、
    （１）前記直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から４５度未満の所定角度だけ偏倚しかつ前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交していること、
    （２）前記直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記所定角度だけ偏倚しかつ前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であること、
    （３）前記直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記所定角度だけ偏倚しかつ前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交していること、
    （４）前記直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記所定角度だけ偏倚しかつ前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であること、
    のいずれかを充足する、
    液晶表示装置。
  2. 請求項１に記載の液晶表示装置であって、前記所定角度は、当該液晶表示装置において最大コントラスト比の得られる角度を基準にして、その前後における当該最大コントラスト比の９０パーセント以上の値の得られる角度の範囲を有する、ことを特徴とする液晶表示装置。
  3. 請求項１に記載の液晶表示装置であって、前記所定角度は、２１度±１０度の範囲内にある、ことを特徴とする液晶表示装置。
  4. 前方直線偏光板と、第１リタデーションフィルムと、第２リタデーションフィルムと、液晶層と、第３リタデーションフィルムと、第４リタデーションフィルムと、後方直線偏光板とが順に前方側から配されて構成される液晶表示装置であって、
    前記前方直線偏光板、第１リタデーションフィルム及び第２リタデーションフィルムは、右円偏光及び左円偏光のうち一方の機能を有する手段を形成し、前記第３リタデーションフィルム、第４リタデーションフィルム及び後方直線偏光板は、右円偏光及び左円偏光のうち他方の機能を有する手段を形成し、
    前記第１リタデーションフィルムは、入射光の波長の略半分の固定リタデーションを有し、
    前記液晶層は、平行配向型の液晶材料を有し、
    前記第４リタデーションフィルムは、入射光の波長の略半分の固定リタデーションを有し、
    （１）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から４５度未満の第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から４５度未満の第２所定角度だけ偏倚していること、
    （２）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （３）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （４）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （５）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （６）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （７）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （８）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが平行な状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （９）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （１０）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （１１）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （１２）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略直交し、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （１３）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （１４）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略直交し、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （１５）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが平行な状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    （１６）前記前方直線偏光板の吸収軸と前記第１リタデーションフィルムの遅軸とが直交する状態から前記第１所定角度だけ偏倚し、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向とが略平行であり、前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸とが略平行であり、前記第４リタデーションフィルムの遅軸と前記後方直線偏光板の吸収軸とが直交する状態から前記第２所定角度だけ偏倚していること、
    のいずれかを充足し、
    前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向との関係及び前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸との関係がいずれも略平行又はいずれも略直交である場合は、前記第２リタデーションフィルム、前記液晶層及び前記第３リタデーションフィルムは、当該装置の黒表示動作において全体として入射光の波長の略半分のリタデーションを有する一方、前記第２リタデーションフィルムの遅軸と前記液晶層の配向方向との関係及び前記液晶層の配向方向と前記第３リタデーションフィルムの遅軸との関係が略平行及び略直交の一方と他方とで異なる場合は、前記第２リタデーションフィルム、前記液晶層及び前記第３リタデーションフィルムは、当該装置の黒表示動作において全体としてゼロに略等しいリタデーションを有する、
    液晶表示装置。
  5. 請求項４に記載の液晶表示装置であって、前記第１所定角度及び前記第２所定角度は互いに略等しいことを特徴とする液晶表示装置。
  6. 請求項４又は５に記載の液晶表示装置であって、前記所定角度は、当該液晶表示装置において最大コントラスト比の得られる角度を基準にして、その前後における当該最大コントラスト比の９０パーセント以上の値の得られる角度の範囲を有する、ことを特徴とする液晶表示装置。
  7. 請求項４，５又は６に記載の液晶表示装置であって、前記所定角度は、２１度±１０度の範囲内にある、ことを特徴とする液晶表示装置。
  8. 請求項４ないし７のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置であって、前記液晶層と前記第３リタデーションフィルムとの間に配される光反射層をさらに有し、この光反射層に対応する領域は画素内の光反射領域として用いられ、当該光反射領域以外の領域は当該画素内の光透過領域として用いられる、液晶表示装置。
  9. 請求項４ないし８のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置であって、前記第３リタデーションフィルムは、ハイブリッド配向ネマティック補償フィルムである、ことを特徴とする液晶表示装置。
  10. 請求項１ないし９のうちいずれか１つに記載の液晶表示装置であって、前記第２リタデーションフィルムは、ハイブリッド配向ネマティック補償フィルムである、ことを特徴とする液晶表示装置。
  11. 請求項９又は１０に記載の液晶表示装置であって、前記ハイブリッド配向ネマティック補償フィルムは、前記液晶層に最も近い側に６０ないし９０度のチルト角を有する液晶分子を有し、前記液晶層に最も遠い側に略ゼロ度のチルト角を有する液晶分子を有する液晶表示装置。
  12. 請求項９又は１０に記載の液晶表示装置であって、
    当該装置の黒表示動作において、
    前記第２リタデーションフィルム及び前記第３リタデーションフィルムの分子又は屈折率楕円体の平均チルト角は、前記液晶層の液晶分子又は屈折率楕円体の平均チルト角に略直角であり、
    前記第２リタデーションフィルム及び前記第３リタデーションフィルムのリタデーションの総和は、前記液晶層のリタデーションの値と略等しい、
    液晶表示装置。
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