JP2011253059A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源側の楕円偏向板にＷＶフィルムを位相差板として使用した液晶表示装置において、広視野角で、高湿または高温環境下においても、最適黒表示電圧の変化による透過方式の正面コントラストの低下を防止する。
【解決手段】 アレイ基板１側に、背面光源側から順次、第１の直線偏光子６、第１の位相差フィルム８、第２の位相差フィルム１０、第１のＴＡＣフィルム１２、第２のＴＡＣフィルム１５とディスコティック液晶フィルム１４の順の視野角補償フィルム１３が配置され、対向基板２側に、液晶層３と反対側の面より順次、第３の位相差フィルム１１、第４の位相差フィルム９、第２の直線偏光子７が配置され、第１および第２のＴＡＣフィルム１２、１５の正面位相差の遅相軸同士は直交するように配置され、第１および第４の位相差フィルム８、９はλ／２板であり、第２および第３の位相差フィルム１０、１１はλ／４板である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。特に、周囲環境によらず良好な表示が可能な半透過型液晶表示装置に好適なものである。

液晶表示装置の表示方式は透過型、反射型、半透過型に大別できる。透過型はバックライトと呼ばれる背面光源を、液晶表示装置の表示を行う主要部である液晶表示セルの背面に配置して、液晶表示セルを通過した光で表示を行う表示方式である。外光の無い暗所での視認性は高いが、屋外の強い太陽光下の明所での視認性は低い。

一方、反射型は液晶表示装置に入射した外光を反射して表示を行う表示方式である。明所での視認性は高いが、外光の無い暗所での視認性が低い。半透過型は、透過型と反射型の機能を合わせ持ち、常に視認性の高い表示が得られる。そのため、半透過型液晶表示装置は、携帯機器や移動体機器用の表示装置として広く用いられている。通常、半透過型液晶表示装置は、表示領域を構成する各画素内に、透過方式で表示を行う領域（透過領域）と、反射方式で表示を行う領域（反射領域）とを有している。

なお、設計における光の波長λとしては、視感度の高い緑の波長領域である５５０ｎｍ前後を設定する場合が多い。半透過型液晶表示装置は、液晶表示セルの両側に楕円偏光板を配置し、反射領域では、液晶層厚と液晶分子の屈折率異方性（△ｎ）の積である位相差（リタデーション）が、略１／４波長（λ/４）になるように構成されている。また、透過領域では、液晶層厚と液晶分子の屈折率異方性の積が、略１／２波長（λ/２）になるように構成されている。このように、反射領域と透過領域の液晶層の厚さを別々に設定することにより、反射方式でも透過方式でも、ノーマリホワイト（液晶層に電圧を印加しない状態が白表示の方式）での表示が可能となり、比較的良好な表示特性を得ることができる。

通常、楕円偏光板は、直線偏光子に、位相差板である１／４波長板（λ/４板）および１／２波長板（λ/２板）を組み合わせて構成されている。楕円偏光板の光学特性には、波長依存性（波長分散）が存在するが、位相差板の組み合わせ方を適切に設定することによって波長分散を小さくして、より良好な表示特性を得ている。楕円偏光板の中でも、特に、円偏光になる構成の場合は、円偏向板と呼ばれることが多い。

近年、半透過型液晶表示装置において、楕円偏光板の構成のうち、位相差板であるλ/４板またはその一部分として、視野角補償フィルムを用いることで、視野角特性も向上させているものがある。具体的には、新日本石油（株）より製造、販売されている棒状高分子液晶をハイブリッド配向させた視野角補償フィルムであるＮＨフィルム（Ｎｅｗ Ｈｙｂｒｉｄ Ｆｉｌｍ）を用いた半透過型液晶表示装置（特許文献１）や、富士フィルム（株）より製造、販売されているディスコティック液晶をハイブリッド配向させた視野角補償フィルムであるＷＶフィルム（Ｗｉｄｅ Ｖｉｅｗ Ｆｉｌｍ）を用いた半透過型液晶表示装置（特許文献２）である。

特許文献１、２はどちらもハイブリッド配向させた液晶フィルムを用いた液晶表示装置であるが、特許文献１は、ＮＨフィルム自体でλ/４板を形成しているのに対し、特許文献２は、ＷＶフィルムともう１枚の位相差フィルムによってλ/４板を構成している。

特開２００４−３４１２０７号公報 特開２００５−１０７５０１号公報

アレイ基板側の楕円偏光板を構成している位相差板として、視野角補償フィルムであるＷＶフィルムを用いた半透過型液晶表示装置において、高湿または高温環境下において、透過方式の表示で最適黒電圧が変化して正面コントラスト（ＣＲ：Ｃｏｎｔｒａｓｔ）の低下が発生するという問題が生じた。

その原因を解析したところ、高湿または高温環境下において、特に、位相差板としても使用しているＷＶフィルム内のＴＡＣ（Ｔｒｉ Ａｃｅｔｙｌ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムの正面位相差が変化していることが判った。

位相差板の正面位相差がずれると、黒を表示させるために設定した液晶層への最適黒電圧が変化するため、最適黒表示の状態からずれて、透過方式の表示で正面コントラストの低下が発生する。

したがって、楕円偏光板を構成している位相差板の位相差と液晶層の位相差は、高い精度で管理されていなければならない。しかし、視野角補償フィルムであるＷＶフィルムを位相差板としても使用している従来の液晶表示装置では、高湿または高温環境下において、ＷＶフィルムの位相差の変化を抑制することに限界があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、特に、視野角補償フィルムであるＷＶフィルムを位相差板としても使用している液晶表示装置において、高湿または高温環境下においても、最適黒電圧が変化して、透過方式の表示で正面コントラストが低下するという表示特性の劣化を防止することを目的とする。

本発明の液晶表示装置は、画素電極が形成されているアレイ基板と液晶層を介して対向配置されている対向基板を有する液晶表示セルと、アレイ基板側に、背面光源側から順次、第１の直線偏光子と、第１の位相差フィルムと、第２の位相差フィルムと、第１のＴＡＣフィルムと、第２のＴＡＣフィルムとハイブリッド配向されたディスコティック液晶フィルムの順の視野角補償フィルムとが配置され、対向基板側に、液晶層とは反対側の面より順次、第３の位相差フィルムと、第４の位相差フィルムと、第２の直線偏光子とが配置され、第１のＴＡＣフィルムおよび第２のＴＡＣフィルムの正面位相差の遅相軸同士は直交するように配置され、第１の位相差フィルムおよび第４の位相差フィルムは、１／２波長板であり、第２の位相差フィルムおよび第３の位相差フィルムは、１／４波長板であるものである。

本発明によれば、視野角が広く、高湿または高温環境下においても、透過方式の表示で正面コントラストの低下がなく、耐久性の向上が図られ、良好な表示が可能な液晶表示装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 比較例として、従来の液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 ＷＶフィルムの概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の透過方式の正面コントラストのＴＡＣ位相差ずれの依存性を示す図（計算）である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の透過方式の等コントラスト線図（計算）である。 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の透過方式の正面コントラストのＴＡＣ位相差ずれの依存性を示す図（計算）である。 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の透過方式の等コントラスト線図（計算）である。 本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の透過方式の等コントラスト線図（計算）である。

以下、本発明の表示装置についての実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施の形態を説明するための各図において、同一符号は、同一または相当部分を示しているので、適宜、重複する説明は省略する。

実施の形態１．
はじめに、液晶表示装置の構成を簡単に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置１００の概略構成を示す断面図である。

液晶表示装置１００の表示を行う主要部分である液晶表示セル５０は、表示部に多数の画素が配置され、各画素に画素電極４が形成されたアレイ基板１と、液晶層３を介して対向配置されている対向基板２等から構成されている。ここでは、半透過型液晶表示装置であり、アレイ基板１の画素電極４は、透過画素電極４ａと反射画素電極４ｂとを有している。

対向基板２には、ギャップ制御層５、対向電極２１や、図示しないカラーフィルタ、ブラックマトリクス（遮光膜）等が形成されている。

アレイ基板１と対向基板２と間の液晶層３の厚さ（セルギャップ）は、透過領域ではセルギャップＤ１、反射領域ではセルギャップＤ２となっている。反射領域では光は反射画素電極４ｂで反射されて液晶層３を往復するので、セルギャップＤ２は、ギャップ制御層５によりセルギャップＤ１の略半分となっており、液晶層３を通過する光の光路長は、透過領域と略同一になっている。

図１において、アレイ基板１側の第１の楕円偏向板６１は、背面光源（図示せず）側に対応する下側から順次、第１の直線偏光子６と、第１の位相差フィルム８と、第２の位相差フィルム１０と、第１のＴＡＣフィルム１２と、第２のＴＡＣフィルム１５と、ディスコティック液晶フィルム１４とが積層され、構成されている。また、視野角補償フィルムであるＷＶフィルム１３は、第２のＴＡＣフィルム１５とディスコティック液晶フィルム１４の順で配置されている。

対向基板２側の第２の楕円偏向板７１は、対向基板２の液晶層３とは反対側の面から順次、第３の位相差フィルム１１と、第４の位相差フィルム９と、第２の直線偏光子７とが積層され、構成されている。

第１のＴＡＣフィルム１２の正面位相差の遅相軸は、ＷＶフィルム１３を構成している第２のＴＡＣフィルム１５の正面位相差の遅相軸と直交するように配置されている。

液晶層３は、印加される電界に応じて複屈折状態が変化する平行配向型の液晶材料からなる。

第１の位相差フィルム８および第４の位相差フィルム９は、正面位相差が入射光の波長λの略半分（λ／２）の複屈折率を有するλ／２板（２００〜２８０ｎｍ）で構成されている。

第２の位相差フィルム１０および第３の位相差フィルム１１の各々は、正面位相差が入射光の波長λの略４分の１（λ／４）の複屈折率を有するλ／４板（１００〜１４０ｎｍ）で構成されている。

次に、実施の形態１の作用、効果について説明する。第１のＴＡＣフィルム１２を配置する理由は、第１のＴＡＣフィルム１２の正面位相差の遅相軸を、第２のＴＡＣフィルム１５の正面位相差の遅相軸と直交するように配置することで、第２のＴＡＣフィルム１５の正面位相差の変化を相殺させるためである。

例えば、Ｘａ（ｎｍ）の位相差を持つ位相差板Ａと、Ｘｂ（ｎｍ）の位相差を持つ位相差板Ｂがあるとする。位相差板Ａの遅相軸と位相差板Ｂの遅相軸とが平行関係にある場合は、位相差板Ａと位相差板Ｂを通過した時に、光に与える正面位相差はＸａ＋Ｘｂ（ｎｍ）となる。

一方、位相差板Ａの遅相軸と位相差板Ｂの遅相軸とが直交関係にある場合は、位相差板Ａおよび位相差板Ｂを通過した時に、光に与える正面位相差はＸａ−Ｘｂ（ｎｍ）となる。これより、同一の位相差Ｘａ＝Ｘｂの関係であれば、第１のＴＡＣフィルム１２の遅相軸を、第２のＴＡＣフィルム１５の遅相軸と直交するように配置することで、第１のＴＡＣフィルム１２と第２のＴＡＣフィルム１５の位相差は相殺され、正面位相差は０ｎｍとなる。

従って、同一の位相差を有する２つのＴＡＣフィルムの正面位相差の遅相軸同士を直交して配置することで、高湿または高温環境下において、２つのＴＡＣフィルムの各々の正面位相差が変化したとしても、２つのＴＡＣフィルム全体としての正面位相差の変化を相殺することができる。

図２に、比較例として、従来の液晶表示装置１００を示す断面図を示す。また、図３に、ＷＶフィルムの概略構成を示す斜視図を示す。

図２の従来の構成は、液晶表示セル５０および第２の楕円偏向板７０の基本的構成は、実施の形態１と同一である。実施の形態１と異なる点は、第１の楕円偏向板６０に、第１のＴＡＣフィルム１２がない点である。従来の構成においては、高湿または高温環境下において、ＷＶフィルム１３を構成している第２のＴＡＣフィルム１５の正面位相差が変化して、最適黒電圧が変化して、透過方式の表示で正面コントラストの低下が発生するという問題が生じていた。

図３に示すように、ＷＶフィルム１３は、第２のＴＡＣフィルム１５上に、ディスコティック液晶フィルム１４が積層された構成となっている。第２のＴＡＣフィルム１５は、ディスコティック液晶を塗布する基材（基板）としての役割を担う。ディスコティック液晶フィルム１４側の第２のＴＡＣフィルム１５上には、液晶配向膜（図示せず）が塗布されており、ラビング処理（配向処理）が施されている。ディスコティック液晶フィルム１４は、ディスコティック液晶分子２４の配向方向が一様でないハイブリッド配向した状態で固定化された液晶フィルムである。ディスコティック液晶分子２４は、第２のＴＡＣフィルム１５界面では、フィルム面に対して平行にかつ１軸配向している。ＷＶフィルム１３の光軸は、ハイブリッド配向で積層構造のため、通常の均一で単層の位相差板の光軸とは異なるので、ここでは、第２のＴＡＣフィルム１５上に塗布されている液晶配向膜のラビング方向を、仮の「光軸」方向として扱うものとする。

ディスコティック液晶フィルム１４の界面で、第２のＴＡＣフィルム１５と接していない側においては、ディスコティック液晶分子２４は、高チルト角にて配向している。ディスコティック液晶分子２４の立ち上がり方向は、ラビング方向に平行になるため、ディスコティック液晶フィルム１４は、正面方向から見た場合、ラビング方向に負の位相差が発生する。

一方、第２のＴＡＣフィルム１５は、正面方向から見た場合、ラビング方向を遅相軸にして５〜１０ｎｍ程度の正の位相差を持っている。

ＷＶフィルム１３を構成するディスコティック液晶フィルム１４は、液晶層３に電圧を印加して液晶分子を立ち上がらせた時の、液晶表示セル５０における液晶層３のアレイ基板１および対向基板２との界面近傍における完全に立ち上がらない液晶分子の視野角依存性を補償する役割を担っている。ここでは、ディスコティック液晶分子２４の高チルト角を有する側を液晶層３に近い方に配置した。

第１〜第４の位相差フィルム８〜１１は、１軸位相差フィルムでも、２軸位相差フィルムでもよい。２軸位相差フィルムでは、さらに広視野角化が可能となる。その際、２軸位相差板のＮｚ係数は０〜０.８であることが望ましい。

ここで、Ｎｚ係数は、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で定義される値であり、位相差板面内の遅相軸方位の屈折率をｎｘ、位相差板面内においてｎｘと直交する方位の屈折率をｎｙ、位相差板面に対する垂直方向の屈折率をｎｚとしている。

液晶表示装置１００の光学特性は、楕円偏光板を構成する種々の位相差板の位相差および遅相軸角度と、直線偏光子の吸収軸角度、反射領域と透過領域の各々のセルギャップＤ１、Ｄ２と、液晶層３の捩れ角（アレイ基板１と対向基板２の配向処理方向の角度差）と、液晶材料の物性値（屈折率）で決まる。これらのパラメータにより所望の光学特性を設計できる。

表１に、実施の形態１で採用した光学設計の種々のパラメータ値を示す。各々の位相差板の位相差や液晶材料の屈折率は、光の波長λが５５０ｎｍでの値で記述している。

実施の形態１では、第２の位相差フィルム１０を２軸位相差フィルムとしている。ここで用いた第２の位相差フィルム１０は、正面位相差＝１４０ｎｍ、Ｎｚ＝０.１である。第１の位相差フィルム８、第３の位相差フィルム１１、第４の位相差フィルム９は、正面位相差のみもつ１軸位相差フィルムとした。

また、軸角度は、０°が時計の３時方向、９０°が１２時方向、１８０°が９時方向、２７０°が６時方向である。

図４に、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置１００の透過方式の正面コントラストのＴＡＣ位相差ずれの依存性を示す図（計算）を示す。また、比較例として、図２の従来構成で計算した結果も示している。従来構成は、第１の楕円偏向板６０に第１のＴＡＣフィルム１２がない以外は、表１と略同一のパラメータ値とした。実施の形態１の構成に、表１のパラメータ値を用いた場合、高湿または高温環境下において、ＴＡＣフィルム１２、１５に位相差の変化が発生しても、遅相軸同士が直交関係にある２枚のＴＡＣフィルム１２、１５を用いることで互いの位相差の変化を相殺できるので、最適黒電圧が変化せず、正面コントラスト（ＣＲ）の低下がない液晶表示装置１００が得られる。

図４より、実施の形態１では、ＷＶフィルム１３を構成する第２のＴＡＣフィルム１５の位相差が正、負のどちら側にずれても正面コントラストの低下は殆どなく、従来構成の結果と比較して大幅な改善ができている。

また、図５に、実施の形態１に係る液晶表示装置１００の透過方式の等コントラスト線図（計算）を示す。点線で示された同心円は視野角度が、中心から０°、２０°、４０°、６０°、８０°を示している。実線は正面コントラストが１０となる線を示している。第１の楕円偏向板６１にＷＶフィルム１３を使用することで、−１０°（３５０°）〜１５°、７０°〜１００°、１７０°〜２２０°方向近傍では視野角度８０°でも、コントラスト１０以上の広視野角特性が得られている。

以上の結果より、実施の形態１によって、高湿または高温環境下においても、透過方式での正面コントラストの低下がなく、耐久性の向上が図られ、かつ広視野角特性の液晶表示装置１００を得ることができる。

実施の形態２.
図６は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置１００の概略構成を示す断面図である。図６において、アレイ基板１側の第１の楕円偏向板６２は、背面光源（図示せず）側に対応する下側から順次、第１の直線偏光子６と、第１の位相差フィルム８と、第２の位相差フィルム１０と、第２のＴＡＣフィルム１５ａと、ディスコティック液晶フィルム１４ａとが積層され、構成されている。また、視野角補償フィルムであるＷＶフィルム１３ａは、第２のＴＡＣフィルム１５ａとディスコティック液晶フィルム１４ａの順で配置されている。

液晶表示セル５０の基本的構成は、実施の形態１と同一である。

対向基板２側の第２の楕円偏向板７２は、対向基板２の液晶層３とは反対側の面から順次、ディスコティック液晶フィルム１４ｂと、第２のＴＡＣフィルム１５ｂと、第３の位相差フィルム１１と、第４の位相差フィルム９と、第２の直線偏光子７とが積層され、構成されている。また、視野角補償フィルムであるＷＶフィルム１３ｂは、ディスコティック液晶フィルム１４ｂと第２のＴＡＣフィルム１５ｂの順で配置されている。

実施の形態２では、アレイ基板１側および対向基板２側の両方に配置されている２枚のＷＶフィルム１３ａ、１３ｂは、ＷＶフィルム１３ａ、１３ｂを構成している第２のＴＡＣフィルム１５ａ、１５ｂの正面位相差の遅相軸同士が直交するように配置されている。このように配置することで、各々のＴＡＣフィルム１５ａ、１５ｂの正面位相差の変化を相殺させることができる。

液晶層１３は、印加される電界に応じて複屈折状態が変化する平行配向型の液晶材料からなる。

第１の位相差フィルム８および第４の位相差フィルム９は、正面位相差が入射光の波長λの略半分（λ／２）の複屈折率を有するλ／２板（２００〜２８０ｎｍ）で構成されている。

第２の位相差フィルム１０および第３の位相差フィルム１１の各々は、正面位相差が入射光の波長λの略４分の１（λ／４）の複屈折率を有するλ／４板（１００〜１４０ｎｍ）で構成されている。

第１〜第４の位相差フィルム８〜１１は、１軸位相差フィルムでも、２軸位相差フィルムでもよい。２軸位相差フィルムでは、さらに広視野角化が可能となる。その際、２軸位相差板のＮｚ係数は０から０.８であることが望ましい。

表２に、実施の形態２で採用した光学設計の種々のパラメータ値を示す。各々の位相差板の位相差や液晶材料の屈折率は、光の波長λが５５０ｎｍでの値で記述している。

実施の形態２では、第２の位相差フィルム１０と第３の位相差フィルム１１を２軸位相差フィルムとしている。２軸の位相差フィルムの正面位相差＝１４０ｎｍ、Ｎｚ係数＝０.１、第１の位相差フィルム８、第４の位相差フィルム９は、正面位相差のみもつ１軸位相差フィルムとした。

図７に、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置１００の透過方式の正面コントラストのＴＡＣ位相差ずれの依存性を示す図（計算）を示す。また、比較例として、図２の従来構成で、表１と略同一のパラメータ値で計算した結果も示している。実施の形態２の構成に、表２のパラメータ値を用いた場合、高湿または高温環境下において、ＷＶフィルム１３ａ、１３ｂを構成する第２のＴＡＣフィルム１５ａ、１５ｂに位相差の変化が発生しても、遅相軸同士が直交関係にある２枚の第２のＴＡＣフィルム１５ａ、１５ｂを用いることで互いの位相差の変化を相殺できるので、最適黒電圧が変化せず、正面コントラスト（ＣＲ）の低下がない液晶表示装置１００が得られる。

図７より、実施の形態２では、ＷＶフィルム１３を構成するＴＡＣフィルム１５ａ、１５ｂの位相差が正、負のどちら側にずれても正面コントラストの低下はなく、従来構成の結果と比較して大幅な改善ができている。

また、図８に、実施の形態２に係る液晶表示装置１００の透過方式の等コントラスト線図（計算）を示す。点線で示された同心円は視野角度が、中心から０°、２０°、４０°、６０°、８０°を示している。実線は正面コントラストが１０となる線を示している。−５°（３５５°）〜６５°、１０５°〜１９０°方向近傍では視野角度８０°でも、コントラスト１０以上の広視野角特性が得られている。

以上の結果より、実施の形態２によって、高湿または高温環境下においても、透過方式での正面コントラストの低下がなく、耐久性の向上が図られ、かつ広視野角特性の液晶表示装置１００を得ることができる。

実施の形態３.
図７は、本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置１００の概略構成を示す断面図である。図９において、アレイ基板１側の第１の楕円偏向板６３は、背面光源（図示せず）側に対応する下側から順次、第１の直線偏光子６と、第１の位相差フィルム８と、第２の位相差フィルム１０と、第２のＴＡＣフィルム１５と、ディスコティック液晶フィルム１４とが積層され、構成されている。また、視野角補償フィルムであるＷＶフィルム１３は、第２のＴＡＣフィルム１５とディスコティック液晶フィルム１４の順で配置されている。

液晶表示セル５０の基本的構成は、実施の形態１と同一である。

対向基板２側の第２の楕円偏向板７３は、対向基板２の液晶層３とは反対側の面から順次、第３の位相差フィルム１１と、第４の位相差フィルム９と、第２の直線偏光子７とが積層され、構成されている。

液晶層１３は、印加される電界に応じて複屈折状態が変化する平行配向型の液晶材料からなる。

第１の位相差フィルム８および第４の位相差フィルム９は、正面位相差が入射光の波長λの略半分（λ／２）の複屈折率を有するλ／２板（２００〜２８０ｎｍ）で構成されている。

第２の位相差フィルム１０および第３の位相差フィルム１１の各々は、正面位相差が入射光の波長λの略４分の１（λ／４）の複屈折率を有するλ／４板（１００〜１４０ｎｍ）で構成されている。

実施の形態３では、第２のＴＡＣフィルム１５の正面位相差は略０ｎｍである。略０ｎｍとは、−１〜１ｎｍの誤差範囲を含むものとする。ＷＶフィルム１３を構成する第２のＴＡＣフィルム１５の正面位相差を略０ｎｍにすることで、高湿または高温環境下においても正面位相差は殆ど発生することはない。この正面位相差が略０ｎｍのＴＡＣフィルムは、近年、富士フィルム社やコニカミノルタ社から開発、量産されている。通常、このＴＡＣフィルムは、液晶動作がＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の偏光板の保護フィルムとして用いられているものである。これを、楕円偏向板６３の一部に適用したものである。

第１〜第４の位相差フィルム８〜１１は、１軸位相差フィルムでも、２軸位相差フィルムでもよい。２軸位相差フィルムでは、さらに広視野角化が可能となる。その際、２軸位相差板のＮｚ係数は０から０.８であることが望ましい。

表３に、実施の形態３で採用した光学設計の種々のパラメータ値を示す。各々の位相差板の位相差や液晶材料の屈折率は、光の波長λが５５０ｎｍでの値で記述している。

実施の形態３では、第２の位相差フィルム１０を２軸位相差フィルムとしている。第２の位相差フィルム１０は、正面位相差＝１４０ｎｍ、Ｎｚ＝０.１である。第１の位相差フィルム８、第３の位相差フィルム１１、第４の位相差フィルム９は、正面位相差のみもつ１軸位相差フィルムとした。

図１０に、実施の形態３に係る液晶表示装置１００の透過方式の等コントラスト線図（計算）を示す。点線で示された同心円は視野角度が、中心から０°、２０°、４０°、６０°、８０°を示している。実線は正面コントラストが１０となる線を示している。０°、５０°〜７５°、１１０°〜１８５°、２１５°〜２５０°、２９０°〜３１５°方向近傍では視野角度８０°でも、コントラスト１０以上の広視野角特性が得られている。

以上の結果より、実施の形態３によって、高湿または高温環境下においても、透過方式でのコントラストの低下がなく、耐久性の向上が図られ、かつ広視野角特性の液晶表示装置１００を得ることができる。

なお、以上の実施の形態では、表示領域を構成する複数の各画素に透過表示領域と反射表示領域を有する半透過型液晶表示装置の場合を示したが、表示領域全体が透過表示領域のみ、または、透過表示領域と反射表示領域が分離した液晶表示装置にも適用できる。

また、液晶表示装置は、アクティブマトリクス型が望ましいが、単純マトリクス型にも適用できる。

１ アレイ基板
２ 対向基板
３ 液晶層
４ 画素電極
４ａ 透過画素電極
４ｂ 反射画素電極
５ ギャップ制御層
６ 第１の偏光子
７ 第２の偏光子
８ 第１の位相差フィルム
９ 第４の位相差フィルム
１０ 第２の位相差フィルム
１１ 第３の位相差フィルム
１２ 第１のＴＡＣフィルム
１３、１３ａ、１３ｂ ＷＶフィルム
１４、１４ａ、１４ｂ ディスコティック液晶フィルム
１５、１５ａ、１５ｂ 第２のＴＡＣフィルム
２１ 対向電極
２４ ディスコティック液晶分子
５０ 液晶表示セル
６０、６１、６２、６３ 第１の楕円偏光板
７０、７１、７２、７３ 第２の楕円偏光板
１００ 液晶表示装置
Ｄ１ 透過領域セルギャップ
Ｄ２ 反射領域セルギャップ

Claims (5)

1. 画素電極が形成されているアレイ基板と液晶層を介して対向配置されている対向基板を有する液晶表示セルと、
   前記アレイ基板側に、背面光源側から順次、第１の直線偏光子と、第１の位相差フィルムと、第２の位相差フィルムと、第１のＴＡＣフィルムと、第２のＴＡＣフィルムとハイブリッド配向されたディスコティック液晶フィルムの順の視野角補償フィルムとが配置され、
   前記対向基板側に、前記液晶層と反対側の面より順次、第３の位相差フィルムと、第４の位相差フィルムと、第２の直線偏光子とが配置され、
   前記第１のＴＡＣフィルムおよび前記第２のＴＡＣフィルムの正面位相差の遅相軸同士は直交するように配置され、
   前記第１の位相差フィルムおよび前記第４の位相差フィルムは、１／２波長板であり、
   前記第２の位相差フィルムおよび前記第３の位相差フィルムは、１／４波長板であることを特徴とする液晶表示装置。
2. 画素電極が形成されているアレイ基板と液晶層を介して対向配置されている対向基板を有する液晶表示セルと、
   前記アレイ基板側に、背面光源側から順次、第１の直線偏光子と、第１の位相差フィルムと、第２の位相差フィルムと、第２のＴＡＣフィルムとハイブリッド配向されたディスコティック液晶フィルムの順の第１の視野角補償フィルムとが配置され、
   前記対向基板側に、前記液晶層と反対側の面より順次、ハイブリッド配向されたディスコティック液晶フィルムと第２のＴＡＣフィルムの順の第２の視野角補償フィルムと、第３の位相差フィルムと、第４の位相差フィルムと、第２の直線偏光子とが配置され、
   前記第１の視野角補償フィルムおよび前記第２の視野角補償フィルム内の前記第２のＴＡＣフィルムの正面位相差の遅相軸同士は直交するように配置され、
   前記第１の位相差フィルムおよび前記第４の位相差フィルムは、１／２波長板であり、
   前記第２の位相差フィルムおよび前記第３の位相差フィルムは、１／４波長板であることを特徴とする液晶表示装置。
3. 画素電極が形成されているアレイ基板と液晶層を介して対向配置されている対向基板を有する液晶表示セルと、
   前記アレイ基板側に、背面光源側から順次、第１の直線偏光子と、第１の位相差フィルムと、第２の位相差フィルムと、第２のＴＡＣフィルムとハイブリッド配向されたディスコティック液晶フィルムの順の視野角補償フィルムとが配置され、
   前記対向基板側に、前記液晶層とは反対側の面より順次、第３の位相差フィルムと、第４の位相差フィルムと、第２の直線偏光子とが配置され、
   前記第２のＴＡＣフィルムの正面位相差は略０ｎｍであり、
   前記第１の位相差フィルムおよび前記第４の位相差フィルムは、１／２波長板であり、
   前記第２の位相差フィルムおよび前記第３の位相差フィルムは、１／４波長板であることを特徴とする液晶表示装置。
4. 前記画素電極は、透過画素電極および反射画素電極を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記液晶層は、印加される電界に応じて複屈折状態が変化する平行配向型の液晶材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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