JP2007334147A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位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】ホモジニアス配向した液晶分子を含む液晶表示パネルＬＰＮの一方の外面に設けられ第１偏光板５１、第１位相差板ＲＦ１、及び、光学的に異方性を有する１／４波長板としての第２位相差板ＲＦ２を含む第１光学素子ＯＤ１と、液晶表示パネルの他方の外面に設けられ第２偏光板６１、第３位相差板ＲＦ３、第４位相差板ＲＦ４、及び、第５位相差板ＲＦ５を含む第２光学素子ＯＤ２と、を備え、第２位相差板における液晶分子の平均傾斜角βは、２８°＜β＜４４°の範囲に設定され、かつ、第５位相差板の法線位相差Ｒｔｈは、８０ｎｍ＜Ｒｔｈ＜１５０ｎｍの範囲に設定されたことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

この発明は、液晶表示装置に係り、特に、ホモジニアス配向した液晶分子を含む液晶層を備えた透過型あるいは半透過型の液晶表示装置に関する。

ツイステッドネマティック（ＴＮ）モードの液晶表示装置と同様に正面から見た場合の表示特性が優れている垂直配向（ＶＡ；Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ）モードの液晶表示装置において、視野角補償用位相差フィルムを適用することで、広い視野角特性を実現する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードなどの液晶表示装置において適用可能な２軸性の複屈折フィルムを製造する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平２００５−０９９２３６号公報 特開平２００５−１８１４５１号公報

近年、一対の基板間にホモジニアス配向した液晶分子を含む液晶層を保持することによって構成された液晶表示装置においては、さらなる視野角の拡大、及び、コントラストの向上といった表示品位の改善が要求されている。

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、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することにある。

この発明の態様による液晶表示装置は、
互いに対向して配置された第１基板と第２基板との間にホモジニアス配向した液晶分子を含む液晶層を保持した液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの一方の外面に設けられ、第１偏光板、この第１偏光板と前記液晶表示パネルとの間に配置され進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／２波長の位相差を与える第１位相差板、及び、この第１位相差板と前記液晶表示パネルとの間に配置され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とともに光学的に異方性を有する第２位相差板、を含む第１光学素子と、
前記液晶表示パネルの他方の外面に設けられ、第２偏光板、この第２偏光板と前記液晶表示パネルとの間に配置され進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／２波長の位相差を与える第３位相差板、この第３位相差板と前記液晶表示パネルとの間に配置され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第４位相差板、及び、この第４位相差板と前記液晶表示パネルとの間に配置された第５位相差板、を含む第２光学素子と、を備え、
前記第２位相差板における液晶分子の平均傾斜角βは、２８°＜β＜４４°の範囲に設定され、かつ、
前記第５位相差板は、そ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、その法線方位の屈折率をｎｚとしたときに、ｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚの関係の屈折率異方性を有し、しかも、前記第５位相差板の厚みをｄとし、法線位相差をＲｔｈ＝［（ｎｘ−ｎｙ）／２−ｎｚ］×ｄとしたとき、８０ｎｍ＜Ｒｔｈ＜１５０ｎｍの範囲に設定されたことを特徴とする。

この発明によれば、視野角を拡大できるとともに画面の法線方向でのコントラストを向上することができ、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。

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。ここでは、外光を利用して画像を表示する反射部及びバックライト光を利用して画像を表示する透過部をそれぞれの画素に有する半透過型液晶表示装置を例に説明するが、本発明はこの例に限られるものではない。例えば、各画素が透過部のみを有する透過型液晶表示装置、表示領域を構成する一部の画素が反射部を有するとともに他の画素が透過部を有するような液晶表示装置など種々のタイプの液晶表示装置に適用可能である。

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を備えて構成されている。

また、この液晶表示装置は、液晶表示パネルＬＰＮの一方の外面（すなわちアレイ基板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光学素子ＯＤ１、及び、液晶表示パネルＬＰＮの他方の外面（すなわち対向基板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光学素子ＯＤ２を備えている。さらに、このように透過部を有するような構成の液晶表示装置は、第１光学素子ＯＤ１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。

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。

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を用いて形成されている。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。

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を構成する少なくとも一部、及び、ｍ本の信号線Ｘに接続された信号線ドライバＸＤを構成する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。

各スイッチング素子Ｗは、例えば、Ｎチャネル薄膜トランジスタであり、絶縁基板１０上に配置された半導体層１２を備えている。この半導体層１２は、例えば、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどによって形成可能であり、ここではポリシリコンによって形成されている。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。この半導体層１２は、ゲート絶縁膜１４によって覆われている。

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。

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、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個の画素電極ＥＰに接続される（あるいは画素電極ＥＰと一体に形成される）とともに、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。

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、ドレイン電極ＷＤ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。

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を用いて形成されている。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、対向電極ＥＴなどを備えている。

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。

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。

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。

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。このとき、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。

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れている。この実施の形態では、液晶層ＬＱは、ツイスト角が０ｄｅｇ（ホモジニアス配向）の液晶分子４０を含んでいる。

この実施の形態に係る液晶表示装置においては、図３に示すように、第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２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光学素子ＯＤ１は、液晶層ＬＱに楕円偏光あるいは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光学素子ＯＤ１に入射したバックライト光の偏光状態は、第１光学素子ＯＤ１を通過した際に所定の状態に変換される。その後、第１光学素子ＯＤ１から出射されたバックライト光は、所定の偏光状態を保って液晶層ＬＱに入射する。

また、第２光学素子ＯＤ２も同様に、液晶層ＬＱに楕円偏光あるいは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光学素子ＯＤ２に入射した外光の偏光状態は、第２光学素子ＯＤ１を通過した際に所定の偏光状態に変換される。その後、第２光学素子ＯＤ２から出射された外光は、所定の偏光状態を保って液晶層ＬＱに入射する。

第１光学素子ＯＤ１は、１つの第１偏光板５１と、第１偏光板５１と液晶表示パネルＬＰＮとの間に配置された第１位相差板ＲＦ１と、第１位相差板ＲＦ１と液晶表示パネルＬＰＮとの間に配置された第２位相差板ＲＦ２と、を含んでいる。

第２光学素子ＯＤ２は、１つの第２偏光板６１と、第２偏光板６１と液晶表示パネルＬＰＮとの間に配置された第３位相差板ＲＦ３と、第３位相差板ＲＦ３と液晶表示パネルＬＰＮとの間に配置された第４位相差板ＲＦ４と、第４位相差板ＲＦ４と液晶表示パネルＬＰＮとの間に配置された第５位相差板ＲＦ５と、を含んでいる。

ここで適用される第１偏光板５１及び第２偏光板６１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。

ここで適用される第２位相差板ＲＦ２は、その深さ方向の主屈折率が法線方向に対して傾斜している、すなわち光学的に異方性を有するフィルムであり、このような第２位相差板ＲＦ２としては、ＮＨフィルム（新日本石油（株）製）が適用可能である。ＮＨフィルムは、光学的に正の１軸性の屈折率異方性を有するネマティック液晶分子を液晶状態において法線方向に沿ってハイブリッド配向した状態で固定化させた液晶フィルムである。

また、第２位相差板ＲＦ２として、光学的に異方性を有するフィルムであるＷＶフィルム（富士写真フィルム（株）製）を適用することも可能である。ＷＶフィルムは、光学的に負の１軸性の屈折率異方性を有するディスコティック液晶分子を液晶状態において法線方向に沿ってハイブリッド配向した状態で固定化させた液晶フィルムである。これらの異方性フィルムは、視野角拡大機能を有した位相差板に相当する。

第１光学素子ＯＤ１に含まれる第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２、及び、第２光学素子ＯＤ２に含まれる第３位相差板ＲＦ３及び第４位相差板ＲＦ４は、それぞれ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、異常光線の振動面と一致するものとする。進相軸は、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）。

第１位相差板ＲＦ１及び第３位相差板ＲＦ３は、進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／２波長の位相差を与えるいわゆる１／２波長板である。第４位相差板ＲＦ４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いわゆる１／４波長板である。ここでは、特に、第１位相差板ＲＦ１、第３位相差板ＲＦ３、及び、第４位相差板ＲＦ４は、１軸の位相差板を適用することが望ましく、ゼオノア（オプテス（株）製）などが適用可能である。

また、第２位相差板ＲＦ２については、上述した視野角拡大機能のほかに、所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与える１／４波長板としての機能を有している。なお、第２位相差板ＲＦ２として、ＷＶフィルムを適用した場合、ＷＶフィルム自体は、１／４波長相当の正面位相差を有していないため、別途１／４波長相当の位相差を有する位相差板と貼合する必要があり、波長分散を考慮してポリカーボネートからなる基材と貼合したものが適用可能である。

これらの第１位相差板ＲＦ１及び第２位相差板ＲＦ２の組み合わせは、それらの面内において、それぞれの遅相軸が第１偏光板５１の吸収軸（または透過軸）に対して所定の角度（鋭角）を形成するように配置することにより、第１偏光板５１を透過した直線偏光を所定の楕円率（＝短軸方向の振幅／長軸方向の振幅）を有する楕円偏光あるいは円偏光に変換する機能を有している。

同様に、第３位相差板ＲＦ３及び第４位相差板ＲＦ４の組み合わせは、それらの面内において、それぞれの遅相軸が第２偏光板６１の吸収軸（または透過軸）に対して所定の角度（鋭角）を形成するように配置することにより、第２偏光板６１を透過した直線偏光を所定の楕円率を有する楕円偏光あるいは円偏光に変換する機能を有している。

一般に、位相差板を構成する複屈折材料は、常光線に対する屈折率ｎｏ及び異常光線に対する屈折率ｎｅが光の波長に依存する特性を有している。このため、位相差板のリタデーション値Δｎ・ｄは、通過する光の波長に依存することになる。そこで、上述したような構成により、少なくとも２種類の位相差板（１／２波長板及び１／４波長板）を組み合わせ、位相差板のリタデーション値の波長依存性を緩和することにより、カラー表示に利用されるすべての波長範囲において、所定のリタデーションを付与して所望の偏光状態を形成している。

さらに、ここで適用される第５位相差板ＲＦ５は、そ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、その法線方位の屈折率をｎｚとしたときに、ｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚの関係の屈折率異方性を有するもの（いわゆるネガティブＣプレート）が適用可能である。すなわち、この第５位相差板ＲＦ５は、Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄで定義される面内位相差Ｒｏが略ゼロであるのに対して、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ−ｎｙ）／２−ｎｚ］×ｄで定義される法線位相差Ｒｔｈを有するものであり、高分子フィルムや蒸着膜によって形成可能である。

次に、上述した実施の形態の構成において、第２位相差板ＲＦ２とは液晶表示パネルＬＰＮを挟んで対向する側に配置された第５位相差板ＲＦ５の法線位相差Ｒｔｈの最適な範囲と、第２位相差板ＲＦ２における液晶分子の平均傾斜角βとの関係について検討する。なお、ここでは平均傾斜角とは、深さ方向の主屈折率ｎｚが法線方向に対してなす角度として定義し、簡易的には（高チルト角＋低チルト角）／２＋低チルト角で与えられる値として定義する。

なお、この検討においては、第１位相差板ＲＦ１、第３位相差板ＲＦ３及び第４位相差板ＲＦ４のＮｚ係数は、１．０とする。ここで、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、その法線方位の屈折率をｎｚとしたときに、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で与えられる値として定義する。また、第２位相差板ＲＦ２について、Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄで定義される面内位相差Ｒｏを１１０ｎｍとした。

ここでは、図１１に示すように、対向基板側から液晶表示装置を観察したとき、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軸を定義し、この平面の法線方向をＺ軸と定義する。面内とは、Ｘ軸及びＹ軸で規定される平面内に相当する。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。

図４Ａは、参照例の液晶表示装置の概略構成を示したものである。この参照例においては、第５位相差板ＲＦ５を備えていない。すなわち、第１光学素子ＯＤ１は、第１偏光板５１の他に、１／２波長板として機能する第１位相差板ＲＦ１及び１／４波長板として機能する第２位相差板ＲＦ２を備えて構成されている。第２光学素子ＯＤ２は、第２偏光板６１の他に、１／２波長板として機能する第３位相差板ＲＦ３及び１／４波長板として機能する第４位相差板ＲＦ４を備えて構成されている。第２位相差板ＲＦ２としては、ＮＨフィルムを適用し、平均傾斜角βは２８°に設定されている。液晶表示パネルＬＰＮにおいては、画面の水平方向を基準方位（Ｘ軸）としたとき、液晶分子のダイレクタ（以下、主視角方向という）は、Ｘ軸に対して２２５°の方位に設定されている。

図４Ｂは、参照例の液晶表示装置におけるコントラスト比の視野角依存性をシミュレーションした結果を示したものである。ここで、中心は液晶表示パネルの法線方向（Ｚ軸）に相当し、法線方向を中心とした同心円は、法線に対する傾き角度（視角）であり、それぞれ２０°、４０°、６０°、８０°に相当する。ここで示した特性図は、各方位についてコントラスト比（ＣＲ）が１００：１、３０：１、１０：１に相当する領域を各々結ぶことで得られたものである。

図４Ｂに示したように、参照例の液晶表示装置では、Ｘ軸に対し、０°乃至１５０°及び２７０°乃至３３０°の範囲では視角が６０°以上ではコントラスト比が１０：１以下になることがわかる。このように参照例の液晶表示装置では、特に主視角方向と逆方向（以下、反主視角方向という）のコントラスト比が視角の増大に伴い著しく低下することが確認された。

図５Ａ乃至図５Ｃは、図３の構成に基づく液晶表示装置におけるコントラスト比の視野角依存性をシミュレーションした結果を示したものである。ここで、図５Ａは第２位相差板ＲＦ２を構成する液晶分子の平均傾斜角βが２８ｄｅｇの場合に相当し、図５Ｂはβが３７ｄｅｇの場合に相当し、図５Ｃはβが４４ｄｅｇの場合に相当する。これらのシミュレーションにおいては、第５位相差板ＲＦ５の法線位相差Ｒｔｈは、いずれの場合も８０ｎｍとした。

図５Ａ乃至図５Ｃに示したように、第５位相差板ＲＦ５を導入することにより、画面の全方位について、視角が６０°以上の範囲でコントラスト比１０：１が得られ、十分な視野角が得られることが確認できた。すなわち、図５Ａに示すように、第２位相差板ＲＦ２を構成する液晶分子の平均傾斜角βが参照例と同様に２８ｄｅｇであっても、反主視角方向のコントラスト比の視野角依存性を改善できることが確認できた。つまり、液晶表示パネルＬＰＮを構成する液晶分子の正の異方性により、正面リタデーションよりも大きいリタデーションを有する反主視角方向において、法線方向から視角を倒すに従って（視角の増大に伴って）コントラスト比の低下を改善するためには、第５位相差板ＲＦ５として法線位相差Ｒｔｈを有するネガティブＣプレートを適用することが必要であることが確認できた。

ネガティブＣプレートは、面内位相差Ｒｏが略ゼロであるので正面特性（例えば正面コントラスト）を低下させることはない。しかしながら、液晶表示パネルＬＰＮを構成する液晶分子の正の異方性により、正面リタデーションよりも小さいリタデーションを有する主視角方向においては、ネガティブＣプレートの法線位相差Ｒｔｈを何らかの方法により光学的に補正しなければ光学補償のバランスが崩れることになる。図５Ａにおける主視角方向（２２５°方位）のコントラスト比の視野角依存性（例えばコントラスト比１００：１の領域）が参照例の液晶表示装置の視野角特性（図４Ｂ）より低下するのはこのためである。

第５位相差板ＲＦ５の主視角方向における法線位相差Ｒｔｈを光学的に補正する手段としては、第２位相差板ＲＦ２を構成する液晶分子の平均傾斜角βを参照例の値２８ｄｅｇよりも大きくすれば良い。一方で、第２位相差板ＲＦ２を構成する液晶分子の平均傾斜角βを大きくしすぎると過補償となる傾向がみられ、図５Ｃに示したように、視野角特性を低下させることになる。

このように、図５Ａ乃至図５Ｃに示したシミュレーション結果に基づき、第５位相差板ＲＦ５の主視角方向における法線位相差Ｒｔｈを光学的に補正するために、第２位相差板ＲＦ２を構成する液晶分子の平均傾斜角βは、２８ｄｅｇ＜β＜４４ｄｅｇの範囲に設定される。望ましくは、第２位相差板ＲＦ２を構成する液晶分子の平均傾斜角βは、３０ｄｅｇ＜β＜４０ｄｅｇの範囲に設定される。これにより、第５位相差板ＲＦ５を導入したことによる視野角拡大効果が十分に発揮され、コントラスト比が１０：１の低コントラスト領域だけでなく、コントラスト比１００：１の高コントラスト領域においても、ほぼ全方位に拡大できることが明確になった。

図６Ａ乃至図６Ｃは、図３の構成に基づく液晶表示装置におけるコントラスト比の視野角依存性をシミュレーションした結果を示したものである。ここで、図６Ａは第５位相差板ＲＦ５の法線位相差Ｒｔｈが８０ｎｍの場合に相当し、図６Ｂは第５位相差板ＲＦ５の法線位相差Ｒｔｈが１００ｎｍの場合に相当し、図６Ｃは第５位相差板ＲＦ５の法線位相差Ｒｔｈが１５０ｎｍの場合に相当する。これらのシミュレーションにおいては、第２位相差板ＲＦ２を構成する液晶分子の平均傾斜角βは、いずれの場合も３７ｄｅｇとした。

すなわち、第５位相差板ＲＦ５の法線位相差Ｒｔｈを８０ｎｍよりも大きくすることにより、視野角が拡大する傾向にあり、画面の上下及び左右の各方位においてコントラスト比１０：１以上が得られ、また、全方位においてコントラスト比１００：１の領域が拡大している。しかしながら、第５位相差板ＲＦ５の法線位相差Ｒｔｈを大きくしすぎると、視野角が縮小する傾向がみられる。

つまり、図６Ａ乃至図６Ｃに示したシミュレーション結果に基づき、第２位相差板ＲＦ２を構成する液晶分子の平均傾斜角βは、２８ｄｅｇ＜β＜４４ｄｅｇの範囲に設定した場合には、第５位相差板ＲＦ５の法線位相差Ｒｔｈを８０ｎｍ＜Ｒｔｈ＜１５０ｎｍの範囲に設定している。望ましくは、第５位相差板ＲＦ５の法線位相差Ｒｔｈは、１００ｎｍ＜Ｒｔｈ＜１２０ｎｍの範囲に設定している。このような範囲に設定することにより、最も良好な視野角特性が得られることがわかる。

このような検討に基づき、第５位相差板ＲＦ５の法線位相差Ｒｔｈを８０ｎｍ＜Ｒｔｈ＜１５０ｎｍの範囲に設定し、かつ、第２位相差板ＲＦ２の平均傾斜角βを２８ｄｅｇ＜β＜４４ｄｅｇの範囲に設定することにより、主視角方向、反主視角方向、上下左右の全方位に対して、コントラスト比が１０：１の低コントラスト領域だけでなく、コントラスト比が１００：１の高コントラスト領域まで改善することが可能となることが確認された。

このような実施の形態に係る構成によれば、高コントラスト領域の拡大による視認性の向上が可能であり、しかも、視野角特性を拡大することが可能であり、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。

次に、上述した実施の形態の構成において、第２位相差板ＲＦ２のリタデーションの波長分散特性について検討する。

まず、第２位相差板ＲＦ２として適用可能な１／４波長板としての機能を有する各部材、すなわち、ノルボルネン系ポリマーからなるもの（例えば、ゼオノア（オプテス（株）製）、アートン（ＪＳＲ（株）製）など）、ポリカーボネート（ＰＣ）に既存のＷＶフィルム（富士写真フィルム（株）製）を貼合したもの、既存のＮＨフィルム（新日本石油化学（株）製）、及び、逆波長分散型の異方性フィルムのそれぞれについて、可視域（３８０ｎｍ程度から７８０ｎｍ程度までの範囲）における各波長におけるリタデーションを測定した。

図７Ａは、各部材及び理想的な１／４波長板について、５５０ｎｍのリタデーションで規格化した規格化リタデーション値（Ｒ／Ｒ_５５０）の波長分散特性を示したものである。図７Ａに示したように、ポリカーボネートとＷＶフィルムとを組み合わせた異方性フィルム、及び、逆波長分散型の異方性フィルムは、５５０ｎｍより短波長側での規格化リタデーション値が１未満となるとともに５５０ｎｍより長波長側での規格化リタデーション値が１を越えている。これは、理想的な１／４波長板と同様の傾向である。一方、ノルボルネン系ポリマーからなる位相差板については、可視域の全波長について規格化リタデーション値がほぼ一定である。また、ＮＨフィルムは、５５０ｎｍより短波長側での規格化リタデーション値が１を越えるとともに５５０ｎｍより長波長側での規格化リタデーション値が１未満となる。

このように、ポリカーボネートとＷＶフィルムとを組み合わせた異方性フィルム、ノルボルネン系ポリマーからなる位相差板、及び、ＮＨフィルムは、理想的な１／４波長板と比較して、５５０ｎｍより短波長側での規格化リタデーション値が理想的な１／４波長板の値を上回り、且つ、５５０ｎｍより長波長側での規格化リタデーション値が理想的な１／４波長板の値を下回るような波長分散特性を有している。一方で、逆波長分散型の異方性フィルムは、可視域のほぼ全波長について理想的な１／４波長板よりも規格化リタデーション値が下回るような波長分散特性を有している。

また、これらの部材を第２位相差板ＲＦ２として適用し、液晶表示装置において主に透過部を利用した透過表示を行った際、画面の法線方向でのコントラストを測定した。なお、第１位相差板ＲＦ１、第３位相差板ＲＦ３、及び、第４位相差板ＲＦ４は、いずれもゼオノアを適用した。

図７Ｂは、ポリカーボネートとＷＶフィルムとを組み合わせた異方性フィルムを第２位相差板ＲＦ２として適用した場合の正面コントラスト比（正面ＣＲ）を１としたときの、各部材での正面コントラスト比の値を示したものである。図７Ｂに示したように、第２位相差板ＲＦ２としてポリカーボネートとＷＶフィルムとを組み合わせた異方性フィルムを適用した場合には正面コントラスト比が最も高く、逆波長分散型の異方性フィルムを適用した場合には正面コントラスト比が最も低かった。

これは以下のような理由に基づくものである。すなわち、ポリカーボネートとＷＶフィルムとを組み合わせた異方性フィルムを適用した場合に得られた正面コントラスト比が最も高くなるのは、λ／２相当の位相差を有する第１位相差板ＲＦ１として適用されたゼオノアとの組み合わせにより、理想的なλ／４板の波長分散特性に最も近づいたためである。また、ノルボルネン系ポリマーを適用した場合にも同様の理由により、比較的高い正面コントラスト比が得られた。ＮＨフィルムを適用した場合であっても、ポリカーボネートとＷＶフィルムとを組み合わせた異方性フィルムを適用した場合の約半分の正面コントラスト比が得られた。

つまり、液晶層ＬＱについても、各波長におけるリタデーションを測定したとき、少なからず波長によってリタデーションが異なるような波長分散特性を示す。ここで、第２位相差板として上述したような部材を適用した場合には、液晶層ＬＱが持つリタデーションの波長分散特性とのマッチングが良好であり、液晶層ＬＱの波長分散特性を各光学素子における位相差板の波長分散特性によって補償するような作用が得られる。このため、液晶層及び各光学素子を通過する際にこれらを透過する各波長の光が受けるリタデーションの影響はほぼ同程度となり、いずれの波長においてもほぼ同等の楕円率の偏光状態が得られる。これにより、透過表示を行った際に、特に黒表示の色味の劣化が抑制され、高い正面コントラスト比が得られる。

一方、逆波長分散型の異方性フィルムを適用した場合に得られた正面コントラスト比が最も低くなるのは、λ／２相当の位相差を有する第１位相差板ＲＦ１として適用されたゼオノアとの組み合わせにより、理想的なλ／４板の波長分散特性と最も乖離したためである。

つまり、第２位相差板として逆波長分散型の異方性フィルムを適用した場合には、液晶層ＬＱが持つリタデーションの波長分散特性とのマッチングが悪く、液晶層ＬＱの波長分散特性に対して各光学素子における位相差板の波長分散特性がさらに乖離する方向に（補償する方向とは逆に）作用する。このため、液晶層及び各光学素子を通過する際にこれらを透過する各波長の光が受けるリタデーションの影響の差が拡大し、各波長において異なる楕円率の偏光状態となる。これにより、透過表示を行った際に、特に黒表示の色味が劣化し、正面コントラスト比の低下を招く結果となる。

図８は、第２位相差板ＲＦ２としてＮＨフィルムを適用した液晶表示装置の４７０ｎｍ（Ｂ）、５５０ｎｍ（Ｇ）、６１０ｎｍ（Ｒ）の各波長におけるＴ−Ｖ特性（つまり、液晶層に印加する電圧対透過率の関係）を示したものである。また、図９は、第２位相差板ＲＦ２として逆波長分散型の異方性フィルムを適用した液晶表示装置の各波長におけるＴ−Ｖ特性を示したものである。

図８に示したように、第２位相差板ＲＦ２としてＮＨフィルムを適用した液晶表示装置については、各波長におけるＴ−Ｖ特性は、いずれの波長においても実際の駆動電圧である４．５ＶでＴｍｉｎ（＝黒表示状態）を示し、全波長領域で十分な光学補償がされていることがわかる。つまり、先に述べたように、いずれの波長においてもほぼ同等の楕円率の偏光状態が得られたことにより、黒表示を行うための電圧のばらつきが小さく、実際の駆動電圧により良好な正面コントラスト比が得られたのである。この傾向は、理想的な１／４波長板の波長分散特性に対し、５５０ｎｍより短波長側では分散が大（すなわち規格化リタデーション値が１／４波長板の値より大）かつ５５０ｎｍより長波長側では分散が小である部材を適用した場合において全て同様な結果を示した。

一方、図９に示したように、逆波長分散型の異方性フィルムを適用した液晶表示装置については、Ｒ、Ｇ、Ｂの各波長における黒表示を行うための電圧にばらつきが生じている。すなわち、実際の駆動電圧である４．５Ｖでは、５５０ｎｍの光だけがＴｍｉｎ（＝黒表示状態）となっており、５５０ｎｍの光だけが光学補償され、他の波長領域の光については光学補償が不十分であることを示している。つまり、先に述べたように、各波長において異なる楕円率の偏光状態となるため、黒表示を行うための電圧が大きくばらつく。これに起因して、各波長の画素について実際の駆動電圧（４．５Ｖ）で駆動した場合には、正面コントラスト比の低下を招くことになる。

このような検討に基づき、図３に示したような構成の液晶表示装置においては、第２位相差板ＲＦ２として、可視域のほぼ全波長においてそのリタデーションの波長分散が理想的な１／４波長板の波長分散特性とＮＨフィルムの波長分散特性との間にあるような位相差板を適用することにより、高い正面コントラスト比を得ることが可能となる。

つまり、第２位相差板ＲＦ２については、５５０ｎｍより短波長側の波長として４００ｎｍでの規格化リタデーション値が理想的な１／４波長板の値に相当する０．７以上であり、且つ、５５０ｎｍより長波長側の波長として６５０ｎｍでの規格化リタデーション値が理想的な１／４波長板の値に相当する１．２以下となるような波長分散特性を有する部材が適用される。しかも、この第２位相差板ＲＦ２については、５５０ｎｍより短波長側の波長として４００ｎｍでの規格化リタデーション値が既存のＮＨフィルムと同等の値に相当する１．３以下であり、且つ、５５０ｎｍより長波長側の波長として６５０ｎｍでの規格化リタデーション値が既存のＮＨフィルムと同等の値に相当する０．９以上となるような波長分散特性を有する部材が適用される。

上述したような範囲の波長分散特性を有する位相差板としては、ノルボルネン系ポリマーからなるもの、ＮＨフィルム、及び、ポリカーボネートとＷＶフィルムとの組み合わせを例に挙げたが、ノルボルネン系ポリマーからなるものについては、視野角拡大機能はない。つまり、正面コントラスト比を向上させつつ視野角を拡大させるためには、上述したような範囲の波長分散特性を有するのみならず、光学的に異方性を有するものであることが必要である。この実施の形態では、第２位相差板ＲＦ２として適用可能なものとして、ＮＨフィルム、及び、ポリカーボネートとＷＶフィルムとの組み合わせを挙げたが上述した条件に該当するものであればこれらに限らない。

以上説明したように、所定波長の光の間に１／４波長の位相差を与えるとともに光学的に異方性を有する第２位相差板ＲＦ２を、上記の波長分散特性を有する部材によって構成したことにより、第２位相差板ＲＦ２における平均傾斜角及び第５位相差板ＲＦ５における法線位相差の最適化による視野角特性の改善効果に加え、広視野角化且つ高コントラスト化が可能となり、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することが可能となる。

また、第２位相差板ＲＦ２と組み合わせられる第１位相差板ＲＦ１が有するリタデーションの波長分散特性、及び、液晶層が有するリタデーションの波長分散特性を考慮して、ノルボルネン系ポリマー並に小さい分散の部材を第２位相差板ＲＦ２に適用することが望ましい。つまり、第２位相差板ＲＦ２は、４００ｎｍでの規格化リタデーション値が０．８以上１．２以下となり且つ６５０ｎｍでの規格化リタデーション値が０．９以上１．１以下となるような波長分散特性を有することが望ましい。

さらに、第２位相差板ＲＦ２に相当する異方性フィルムとしてＷＶフィルムを適用する場合にはポリカーボネートなどの１／４波長板としての機能を有する基材との組み合わせが必要となり、低コスト化、薄型化の妨げとなる。このため、第２位相差板としては、ネマティック液晶分子を法線方向に沿ってハイブリッド配向した状態で固定化させた液晶フィルム（例えば既存のものよりも低波長分散のＮＨフィルム）を適用することが望ましい。

（実施例）
次に、上述した実施の形態に係る表示モードがノーマリーホワイトモードの液晶表示装置の構成例について図１０を参照して説明する。

図１０に示したＲ値とは、所定波長ここでは５５０ｎｍの波長におけるリタデーション値を示している。また、軸角度とは、偏光板の吸収軸及び位相差板の遅相軸が基準方位Ｘ軸に対して反時計回りになす角度であり、図１１によって定義されるものである。図１１において、Ａ１及びＡ２は、それぞれ第１偏光板５１及び第２偏光板６１の吸収軸を表し、Ｄ１乃至Ｄ４は、それぞれ第１位相差板ＲＦ１乃至第４位相差板ＲＦ４の遅相軸を表したものである。

第１位相差板ＲＦ１、第３位相差板ＲＦ３、及び、第４位相差板ＲＦ４は、ゼオノアを延伸したフィルムを適用し、そのＮｚ係数は１．０であった。また、第２位相差板ＲＦ２は、既存のＮＨフィルムを適用し、実施例においては第２位相差板ＲＦ２を構成する液晶分子の平均傾斜角βは、比較例の場合は２８ｄｅｇ、本実施例の場合は３７ｄｅｇとした。さらに、本実施例においては、第２光学素子ＯＤ２は第５位相差板ＲＦ５を備えており、第５位相差板ＲＦ５としてＶＡＣフィルム（住友化学（株）製）を適用し他。この第５位相差板ＲＦ５の面内位相差Ｒｏはほぼ０ｎｍであり、法線位相差Ｒｔｈは１００ｎｍであった。

液晶表示パネルＬＰＮに入射する円偏光は、偏光板の吸収軸を１／４波長相当の位相差を有する位相差板の遅相軸に対して４５°の角度で配置することで形成することができる。良好な光学補償を実現するためには、３８０ｎｍ乃至７８０ｎｍの波長域において均一な円偏光を形成しなければならないが、現存する位相差板（ポリカーボネート、シクロオレフィン系ポリマーなど）の屈折率の波長分散特性は理想的な１／４波長板の特性には至らず、そのため、１／２波長相当の位相差を有する位相差板と１／４波長相当の位相差を有する位相差板とを組み合わせて理想的な１／４波長板の特性に近づける必要がある。そこで、偏光板（ｐｏｌ）の吸収軸、１／２波長板（λ／２）の遅相軸及び１／４波長板（λ／４）の遅相軸の軸角度は、以下に示すような考え方に基づき設計される。

偏光板を通過した光は直線偏光に変換され、１／２波長板相当の位相差を有する１／２波長板に入射する。１／２波長板は旋光子であり、偏光板の吸収軸と１／２波長板の遅相軸のなす角度×２だけ直線偏光の振動方向を回転させる機能を有する。例えば、偏光板の吸収軸と１／２波長板の遅相軸のなす角度をＡとすると１／２波長板を通過した後の光は、偏光板の吸収軸と２×Ａの角度をなす直線偏光に変換される。

この直線偏光に対し、１／４波長板の遅相軸を４５°近傍に配置すれば円偏光板を作製することが可能となる。この考えに基づき、第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２を設計することができ、液晶表示パネルＬＰＮに対して最適化を図ることができる。

液晶表示パネルＬＰＮについて、液晶層ＬＱは、ホモジニアス配向した液晶分子４０を含む液晶組成物によって構成されており、例えば、液晶組成物としてＭＪ０４１１１３（メルク社製、Δｎ＝０．０６５）を適用した。このとき、液晶分子４０のダイレクタ（液晶分子の長軸方位）４０Ｄは、Ｘ軸に対して２２５°の角度をなすように設定した。また、液晶層ＬＱにおける透過部のギャップは４．９μｍに設定した。

このような構成により透過部を利用した透過表示を行った際、画面の法線方向での正面コントラスト比は、比較例では１８０であったのに対して、本実施例によれば３５０であった。

また、コントラスト比の視野角依存性をシミュレーションしたところ、コントラスト比１０：１以上の領域は、比較例によれば、上下方位についてそれぞれ５６°及び８０°であり、左右方位についてはそれぞれ８０°及び６２°であった。これに対して、本実施例によれば、ほぼ全方位にわたって高コントラスト領域を拡大することができ、特に、画面の上下方位についてそれぞれ８０°及び８０°であり、画面の左右方位についてはそれぞれ８０°及び８０°であった。

上述した実施例では、第１位相差板ＲＦ１、第３位相差板ＲＦ３、及び、第４位相差板ＲＦ４のそれぞれは、一軸性の位相差板であるゼオノアを採用したが、同様の一軸性の位相差板や、２軸の位相差板など要求される性能及び補償すべき位相差などに応じて適宜採用可能である。また、第２位相差板（異方性フィルム）についても、ＮＨフィルムに限らず、ポリカーボネートにＷＶフィルムを貼合してなる異方性フィルム、理想的なλ／４板の波長分散特性とＮＨフィルムの波長分散特性との間に波長分散特性を有する異方性フィルムを適宜採用可能である。また、第５位相差板についても他の位相差板を適宜採用可能である。

以上説明したように、この実施の形態によれば、視野角を拡大できるとともにコントラストを改善することができ、表示品位の良好な画像を表示することが可能となる。

なお、この発明は、上記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。

例えば、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。

また、上述した実施形態において、第１光学素子ＯＤ１を液晶表示パネルＬＰＮにおける対向基板側の外面に配置し、第２光学素子ＯＤ２をアレイ基板側の外面に配置しても同様の効果が得られる。

第１光学素子ＯＤ１を構成する第１偏光板５１及び第１位相差板ＲＦ１の組み合わせ、及び、第２光学素子ＯＤ２を構成する第２偏光板６１及び第３位相差板ＲＦ３の組み合わせの少なくとも一方は、図１２に示すように、支持体層１０１、この支持体層１０１上に配置された偏光子層１０２、及び、この偏光子層１０２上に配置されたシクロオレフィン系ポリマーによって形成され、その進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／２波長の位相差を与える位相差層１０３を有する光学素子１００によって構成しても良い。この支持体層１０１としては、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）によって形成可能である。偏光子層１０２は、染色されたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）によって形成可能である。このような光学素子１００を適用することにより、第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２を構成する部品点数を削減することができ、薄型化及び低コスト化が可能となる。

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は、図２に示した液晶表示装置に適用可能な第１光学素子及び第２光学素子の構成を概略的に示す図である。 図４Ａは、参照例の液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。 図４Ｂは、参照例の液晶表示装置におけるコントラスト比の視野角依存性の特性図である。 図５Ａは、平均傾斜角が２８°の第２位相差板を適用した液晶表示装置におけるコントラスト比の視野角依存性の特性図である。 図５Ｂは、平均傾斜角が３７°の第２位相差板を適用した液晶表示装置におけるコントラスト比の視野角依存性の特性図である。 図５Ｃは、平均傾斜角が４４°の第２位相差板を適用した液晶表示装置におけるコントラスト比の視野角依存性の特性図である。 図６Ａは、法線位相差が８０ｎｍの第５位相差板を適用した液晶表示装置におけるコントラスト比の視野角依存性の特性図である。 図６Ｂは、法線位相差が１００ｎｍの第５位相差板を適用した液晶表示装置におけるコントラスト比の視野角依存性の特性図である。 図６Ｃは、法線位相差が１５０ｎｍの第５位相差板を適用した液晶表示装置におけるコントラスト比の視野角依存性の特性図である。 図７Ａは、１／４波長板として適用可能な各部材と理想的な１／４波長板について、５５０ｎｍのリタデーションで規格化した規格化リタデーション値（Ｒ／Ｒ_５５０）の波長分散特性を示す図である。 図７Ｂは、透過部を利用した透過表示を行った際の画面の法線方向でのコントラスト比の比較結果を示す図である。 図８は、第２位相差板としてＮＨフィルムを適用した場合のＴ−Ｖ特性を示す図である。 図９は、第２位相差板として逆波長分散型の異方性フィルムを適用した場合のＴ−Ｖ特性を示す図である。 図１０は、比較例及び実施例の構成及びそれぞれの特性を説明するための図である。 図１１は、比較例及び実施例の構成の相差板の遅相軸の方位及び偏光板の吸収軸の方位を説明するための図である。 図１２は、第１光学素子及び第２光学素子に適用可能な光学素子の構成を概略的に示す図である。

符号の説明

ＬＰＮ…液晶表示パネル ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板 ＬＱ…液晶層 ＢＬ…バックライトユニット ＤＳＰ…表示領域 ＰＸ…画素 ＰＲ…反射部 ＰＴ…透過部 β…平均傾斜角 Ｒｏ…面内位相差 Ｒｔｈ…法線位相差 ＯＤ１…第１光学素子 ＯＤ２…第２光学素子 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

Claims (7)

1. 互いに対向して配置された第１基板と第２基板との間にホモジニアス配向した液晶分子を含む液晶層を保持した液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの一方の外面に設けられ、第１偏光板、この第１偏光板と前記液晶表示パネルとの間に配置され進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／２波長の位相差を与える第１位相差板、及び、この第１位相差板と前記液晶表示パネルとの間に配置され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とともに光学的に異方性を有する第２位相差板、を含む第１光学素子と、
   前記液晶表示パネルの他方の外面に設けられ、第２偏光板、この第２偏光板と前記液晶表示パネルとの間に配置され進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／２波長の位相差を与える第３位相差板、この第３位相差板と前記液晶表示パネルとの間に配置され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第４位相差板、及び、この第４位相差板と前記液晶表示パネルとの間に配置された第５位相差板、を含む第２光学素子と、を備え、
   前記第２位相差板における液晶分子の平均傾斜角βは、２８°＜β＜４４°の範囲に設定され、かつ、
   前記第５位相差板は、そ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、その法線方位の屈折率をｎｚとしたときに、ｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚの関係の屈折率異方性を有し、しかも、前記第５位相差板の厚みをｄとし、法線位相差をＲｔｈ＝［（ｎｘ−ｎｙ）／２−ｎｚ］×ｄとしたとき、８０ｎｍ＜Ｒｔｈ＜１５０ｎｍの範囲に設定されたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第２位相差板は、各波長におけるリタデーションを５５０ｎｍのリタデーションで規格化したとき、４００ｎｍでの規格化リタデーション値が０．７以上１．３以下となり且つ６５０ｎｍでの規格化リタデーション値が０．９以上１．２以下となるような波長分散特性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。
3. 前記第２位相差板は、ネマティック液晶分子を法線方向に沿ってハイブリッド配向した状態で固定化させた液晶フィルム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。
4. 前記第１位相差板及び前記第３位相差板及び前記第４位相差板は、１軸の位相差板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。
5. さらに、前記第１光学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。
6. 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。
7. 前記第１偏光板及び第１位相差板の組み合わせ、及び、前記第２偏光板及び第３位相差板の組み合わせの少なくとも一方は、支持体層、この支持体層上に配置された偏光子層、及び、この偏光子層上に配置されたシクロオレフィン系ポリマーによって形成されその進相軸及び遅相軸を透過する所定波長の光の間に１／２波長の位相差を与える位相差層を有する光学素子によって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。

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