WO2015194498A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2015194498A1
WO2015194498A1 PCT/JP2015/067146 JP2015067146W WO2015194498A1 WO 2015194498 A1 WO2015194498 A1 WO 2015194498A1 JP 2015067146 W JP2015067146 W JP 2015067146W WO 2015194498 A1 WO2015194498 A1 WO 2015194498A1
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WO
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liquid crystal
electrode
crystal display
phase difference
display device
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PCT/JP2015/067146
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English (en)
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Inventor
佐々木　貴啓
裕一 喜夛
伊織 青山
中谷　喜紀
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シャープ株式会社
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    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device suitably used as a see-through display.
  • see-through displays have attracted attention as display devices for information displays and digital signage.
  • the background the back side of the display panel
  • the see-through display is excellent in appealing effect and eye catching effect. It has also been proposed to use a see-through display for a showcase or a show window.
  • a liquid crystal display device When a liquid crystal display device is used as a see-through display, its light utilization efficiency is low. The reason why the light use efficiency of the liquid crystal display device is low is due to a color filter and a polarizing plate provided in a general liquid crystal display device.
  • the color filter and the polarizing plate absorb light in a specific wavelength range and light in a specific polarization direction.
  • a field sequential type liquid crystal display device In the field sequential method, color display is performed by switching the color of light emitted from the illumination element to the liquid crystal display panel in a time-sharing manner. This eliminates the need for a color filter and improves the light utilization efficiency. However, in the field sequential method, high-speed response is required for the liquid crystal display device.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose liquid crystal display devices having improved response characteristics by providing an electrode structure that can be generated by switching a vertical electric field and a horizontal electric field in a liquid crystal layer.
  • a vertical electric field is generated in the liquid crystal layer, while a horizontal electric field (fringe field) is generated in the liquid crystal layer. Therefore, since the torque due to voltage application acts on the liquid crystal molecules both at the rising edge and the falling edge, excellent response characteristics can be obtained.
  • Patent Document 3 proposes a liquid crystal display device that realizes high-speed response by applying an alignment regulating force due to an electric field to liquid crystal molecules at both rising and falling.
  • Patent Documents 1, 2, and 3 themselves do not mention such use (application to a see-through display), and the inventors of the present application have newly found that the above-described problems occur. It is knowledge.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that is excellent in both response characteristics and display quality and is suitably used as a see-through display.
  • a liquid crystal display device includes a first substrate and a second substrate facing each other, a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate, and both sides of the liquid crystal layer.
  • a liquid crystal display device having a plurality of pixels arranged in a matrix, and performing display in an ECB mode, wherein the first substrate includes the plurality of pixels.
  • a second electrode that generates a lateral electric field in the liquid crystal layer together with the first electrode, and the second substrate faces the first electrode and the second electrode.
  • a third electrode that generates a vertical electric field in the liquid crystal layer together with the first electrode and the second electrode, and each of the plurality of pixels has a vertical electric field generated in the liquid crystal layer.
  • Black display in which black display is performed A white display state in which white display is performed in a state where a horizontal electric field is generated in the liquid crystal layer, and a transparent display state in which the back side of the liquid crystal display panel can be seen through when no voltage is applied to the liquid crystal layer
  • the liquid crystal display panel further includes at least one phase difference compensation element provided between the pair of polarizing plates and the liquid crystal layer, and the at least one phase difference
  • the compensation element includes at least one of a first phase difference compensation element that is a positive uniaxial phase difference compensation element and a second phase difference compensation element that is a tilt type phase difference compensation element.
  • the at least one phase difference compensation element includes the first phase difference compensation element and does not include the second phase difference compensation element.
  • the at least one phase difference compensation element includes the second phase difference compensation element and does not include the first phase difference compensation element.
  • the at least one phase difference compensation element includes both the first phase difference compensation element and the second phase difference compensation element.
  • the slow axis of the first retardation compensation element is orthogonal to the slow axis of the liquid crystal layer.
  • the slow axis of the first retardation compensation element forms an angle exceeding 0 ° with a direction orthogonal to the slow axis of the liquid crystal layer.
  • the second retardation compensation element includes a medium having a negative refractive index anisotropy and a hybrid-oriented medium.
  • the medium is a discotic liquid crystal compound.
  • the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer in the transparent display state, have a homogeneous orientation or a twist orientation with a twist angle of less than 90 °.
  • the first electrode has a plurality of slits and is provided on the second electrode via an insulating layer.
  • the first substrate further includes a fourth electrode that generates a vertical electric field in the liquid crystal layer together with the first electrode, the second electrode, and the third electrode, and the first electrode and the first electrode The two electrodes are provided on the fourth electrode through an insulating layer.
  • the liquid crystal layer includes liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy.
  • the liquid crystal display device having the above-described configuration further includes an illumination element that can switch and irradiate the liquid crystal display panel with a plurality of color lights including red light, green light, and blue light.
  • the liquid crystal display device having the above-described configuration performs color display by a field sequential method.
  • the liquid crystal display panel does not have a color filter.
  • a liquid crystal display device excellent in both response characteristics and display quality and suitably used as a see-through display is provided.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a liquid crystal display device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a plan view showing an example of a specific wiring structure on the back substrate 10 of the liquid crystal display device 100.
  • FIG. (A) And (b) is sectional drawing and the top view which show the orientation state of the liquid crystal molecule 31 in the black display state of the liquid crystal display device 100.
  • FIG. (A) And (b) is sectional drawing and the top view which show the orientation state of the liquid crystal molecule 31 in the white display state of the liquid crystal display device 100.
  • FIG. It is a graph which shows the example of the relationship between an applied voltage and brightness about ECB mode and TN mode. It is a graph which shows the relationship between cell thickness (micrometer) and the brightness in a voltage non-application state about the case where a twist angle is 0 degree, 45 degrees, 60 degrees, 75 degrees, and 90 degrees. It is a graph which shows the relationship between a twist angle (degree) and optimal cell thickness (micrometer).
  • (A) and (b) show the contrast ratio when a positive uniaxial phase difference compensation element is arranged on a panel with a twist angle of 45 ° (with black compensation) and without (without black compensation). It is a graph which shows the viewing angle dependence (isocontrast ratio curve).
  • (A) and (b) show the contrast ratio when a positive uniaxial phase difference compensation element is arranged (with black compensation) and when it is not arranged (no black compensation) on a panel having a twist angle of 60 °. It is a graph which shows the viewing angle dependence (isocontrast ratio curve).
  • (A) and (b) show the contrast ratio when a positive uniaxial phase difference compensation element is arranged on a panel with a twist angle of 75 ° (with black compensation) and without (without black compensation). It is a graph which shows the viewing angle dependence (isocontrast ratio curve).
  • (A) is a graph showing the viewing angle dependence (equal contrast ratio curve) of the contrast ratio of a panel having a twist angle of 90 ° (without black compensation)
  • (b) is a graph showing a panel having a twist angle of 90 °.
  • 5 is a graph showing the viewing angle dependence (equal contrast ratio curve) of the contrast ratio when the tilt type phase difference compensation element is arranged. It is sectional drawing which shows typically the other structure of the liquid crystal display device 100 by embodiment of this invention.
  • (A) and (b) are contrast ratios when black compensation is performed by arranging positive uniaxial phase difference compensation elements and inclined phase difference compensation elements on panels having twist angles of 60 ° and 75 °. It is a graph which shows the viewing angle dependence (isocontrast ratio curve). It is sectional drawing which shows typically the liquid crystal display device 300 by embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows typically the liquid crystal display device 400 by embodiment of this invention. It is a top view which shows typically the liquid crystal display device 400 by embodiment of this invention. (A) And (b) is the perspective view and sectional drawing which show typically the other structure of the liquid crystal display device 100 by embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 100
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing the liquid crystal display device 100.
  • the liquid crystal display device 100 includes a liquid crystal display panel 1 and an illumination element 2 as shown in FIG.
  • the liquid crystal display device 100 has a plurality of pixels arranged in a matrix. 1 and 2 show an electrode structure corresponding to one pixel. As will be described later, the liquid crystal display device 100 performs color display in a field sequential manner. In addition, the liquid crystal display device 100 performs display in an ECB (Electrically Controlled Birefringence) mode.
  • ECB Electrical Controlled Birefringence
  • the liquid crystal display panel 1 includes a first substrate 10 and a second substrate 20 facing each other, a liquid crystal layer 30 provided between the first substrate 10 and the second substrate 20, and both sides of the liquid crystal layer 30 (back side and front side).
  • the first substrate 10 that is relatively located on the back side is referred to as a “back substrate”
  • the second substrate that is relatively located on the front side observeer side
  • the substrate 20 is referred to as a “front substrate”.
  • the back substrate 10 includes a first electrode 11 provided in each of a plurality of pixels, and a second electrode 12 that generates a lateral electric field in the liquid crystal layer 30 together with the first electrode 11.
  • the first electrode 11 is provided on the second electrode 12 with the insulating layer 13 interposed therebetween.
  • the second electrode 12 is provided so as to be positioned below the first electrode 11 with the insulating layer 13 interposed therebetween.
  • the first electrode 11 positioned on the relatively upper side is referred to as “upper layer electrode”
  • the second electrode 12 positioned on the lower side is referred to as “lower layer electrode”.
  • the lower layer electrode 12, the insulating layer 13, and the upper layer electrode 11 are supported by an insulating transparent substrate (for example, a glass substrate) 10a.
  • the upper layer electrode 11 has a plurality of slits 11a extending in a predetermined direction and a plurality of branch portions 11b extending in parallel to the slit 11a.
  • the numbers of the slits 11a and the branch portions 11b are not limited to the examples shown in FIGS.
  • the width w1 of the slit 11a is typically 2 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the width w2 of the branch portion 11b is typically 2 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the upper electrode 11 is made of a transparent conductive material (for example, ITO).
  • the lower layer electrode 12 does not have a slit. That is, the lower layer electrode 12 is a so-called solid electrode.
  • the lower layer electrode 12 is also formed from a transparent conductive material (for example, ITO).
  • the material of the insulating layer 13 there are no particular restrictions on the material of the insulating layer 13.
  • a material of the insulating layer 13 for example, an inorganic material such as silicon oxide (SiO 2 ) and silicon nitride (SiN) or an organic material such as a photosensitive resin can be used.
  • the front substrate 20 has a third electrode (hereinafter referred to as “counter electrode”) 21 provided to face the upper layer electrode (first electrode) 11 and the lower layer electrode (second electrode) 12.
  • the counter electrode 21 is supported by an insulating transparent substrate (for example, a glass substrate) 20a.
  • the counter electrode 21 generates a vertical electric field in the liquid crystal layer 30 together with the upper layer electrode 11 and the lower layer electrode 12.
  • the counter electrode 21 is made of a transparent conductive material (for example, ITO).
  • the liquid crystal layer 30 includes liquid crystal molecules 31 having positive dielectric anisotropy.
  • the alignment direction of the liquid crystal molecules 31 shown in FIGS. 1 and 2 is the alignment direction when no voltage is applied to the liquid crystal layer 30.
  • a first horizontal alignment film 14 and a second horizontal alignment film 24 are formed on the surfaces of the rear substrate 10 and the front substrate 20 on the liquid crystal layer 30 side, respectively.
  • Each of the first horizontal alignment film 14 and the second horizontal alignment film 24 is subjected to an alignment process, and alignment regulation for aligning the liquid crystal molecules 31 of the liquid crystal layer 30 in a predetermined direction (referred to as a “pretilt direction”).
  • a predetermined direction referred to as a “pretilt direction”.
  • the alignment process for example, a rubbing process or an optical alignment process is performed.
  • the pretilt direction defined by each of the first horizontal alignment film 14 and the second horizontal alignment film 24 indicates that the liquid crystal molecules 31 are homogeneous in a state where no voltage is applied to the liquid crystal layer 30 (a state where no electric field is generated).
  • the orientation or the twist orientation ⁇ is set to take a twist orientation of less than 90 °. 1 and 2 illustrate the case where the liquid crystal molecules 31 are twisted.
  • the pretilt direction is substantially the direction in which the alignment direction of the liquid crystal molecules 31 near the center in the thickness direction of the liquid crystal layer 30 (which becomes the slow axis 30a of the liquid crystal layer 30) extends the slit 11a of the upper electrode 11. It is set to be orthogonal.
  • the transmission axes 41a and 42a of the first polarizing plate 41 and the second polarizing plate 42 are respectively connected to the slow axis 30a of the liquid crystal layer 30 (the liquid crystal molecules 31 near the center in the thickness direction of the liquid crystal layer 30). It forms an angle of approximately 45 ° with respect to the (orientation direction). Accordingly, the transmission axes 41 a and 42 a of the first polarizing plate 41 and the second polarizing plate 42 form an angle of about 45 ° with respect to the direction in which the slit 11 a of the upper electrode 11 extends.
  • the first polarizing plate 41 and the second polarizing plate 42 may be linear polarizing plates or circular polarizing plates.
  • the liquid crystal display panel 1 includes a phase difference compensation element 51 provided between a pair of polarizing plates 41 and 42 and the liquid crystal layer 30 as shown in FIG.
  • the phase difference compensation element 51 is provided between the liquid crystal layer 30 and a polarizing plate (first polarizing plate) 41 on the back side of the liquid crystal layer 30.
  • the phase difference compensation element 51 is positive uniaxial.
  • the positive uniaxial phase difference compensation element 51 is referred to as a “first phase difference compensation element”.
  • the slow axis 51 a of the first phase difference compensation element 51 is orthogonal to the slow axis 30 a of the liquid crystal layer 30.
  • the illumination element (sometimes called “backlight”) 2 is arranged on the back side of the liquid crystal display panel 1.
  • the illumination element 2 can switch and irradiate the liquid crystal display panel 1 with a plurality of color lights including red light, green light, and blue light.
  • the edge-light type backlight 2 includes a light source unit 2a and a light guide plate 2b.
  • the light source unit 2a can emit a plurality of color lights including red light, green light, and blue light.
  • the light source unit 2a includes, for example, a red LED, a green LED, and a blue LED.
  • the light guide plate 2b guides the color light emitted from the light source unit 2a to the liquid crystal display panel 1.
  • the liquid crystal display device 100 performs color display by a field sequential method. Therefore, the liquid crystal display panel 1 does not have a color filter.
  • a horizontal electric field is generated in the liquid crystal layer 30.
  • the “lateral electric field” is an electric field including a component substantially parallel to the substrate surface.
  • the direction of the transverse electric field generated by the upper layer electrode 11 and the lower layer electrode 12 is substantially orthogonal to the direction in which the slit 11a of the upper layer electrode 11 extends.
  • the “longitudinal electric field” is an electric field whose direction is substantially parallel to the normal direction of the substrate surface.
  • the liquid crystal display device 100 has a configuration capable of controlling the strength of the horizontal electric field and the vertical electric field for each pixel.
  • the liquid crystal display device 100 has a configuration capable of supplying different voltages for each pixel for each of the upper layer electrode 11 and the lower layer electrode 12.
  • both the upper layer electrode 11 and the lower layer electrode 12 are formed separately for each pixel, and each pixel includes a switching element (for example, a thin film transistor; not shown) electrically connected to the upper layer electrode 11.
  • a switching element for example, a thin film transistor; not shown
  • a predetermined voltage is supplied to the upper layer electrode 11 and the lower layer electrode 12 via corresponding switching elements.
  • the counter electrode 21 is formed as a single conductive film that is continuous over all the pixels. Accordingly, a common potential is applied to the counter electrode 21 in all the pixels.
  • FIG. 3 shows an example of a specific wiring structure on the back substrate 10.
  • each pixel is provided with a first TFT 16 ⁇ / b> A corresponding to the upper layer electrode 11 and a second TFT 16 ⁇ / b> B corresponding to the lower layer electrode 12.
  • Each gate electrode 16g of the first TFT 16A and the second TFT 16B is electrically connected to a gate bus line (scanning wiring) 17.
  • the portion of the gate bus line 17 that overlaps the channel regions of the first TFT 16A and the second TFT 16B functions as the gate electrode 16g.
  • the source electrodes 16s of the first TFT 16A and the second TFT 16B are electrically connected to a source bus line (signal wiring) 18.
  • the drain electrode 16d of the first TFT 16A is electrically connected to the upper layer electrode 11.
  • the drain electrode 16d of the second TFT 16B is electrically connected to the lower layer electrode 12.
  • the wiring structure of the back substrate 10 is not limited to that illustrated in FIG.
  • each of the plurality of pixels generates a “black display state” in which black display is performed in a state where a vertical electric field is generated in the liquid crystal layer 30, and a horizontal electric field is generated in the liquid crystal layer 30.
  • a “black display state” in which black display is performed in a state where a vertical electric field is generated in the liquid crystal layer 30, and a horizontal electric field is generated in the liquid crystal layer 30.
  • Switching between the “white display state” in which white display is performed and the “transparent display state” in which the back side (that is, the background) of the liquid crystal display panel 1 can be seen through when no voltage is applied to the liquid crystal layer 30 Can be presented.
  • FIG. 4 (a) and 4 (b) show the alignment state of the liquid crystal molecules 31 in the black display state.
  • a predetermined voltage is applied between the counter electrode 21 and the upper layer electrode 11 and the lower layer electrode 12 (for example, a potential of 0 V is applied to the counter electrode 21, and the upper layer electrode 11 and the lower layer electrode 12 are applied).
  • a vertical electric field is generated in the liquid crystal layer 30.
  • FIG. 4A the electric lines of force at this time are schematically shown by broken lines.
  • the liquid crystal molecules 31 of the liquid crystal layer 30 are substantially perpendicular to the substrate surfaces (the surfaces of the rear substrate 10 and the front substrate 20) (that is, the liquid crystal molecules as shown in FIGS. 4A and 4B). Oriented (substantially parallel to the layer normal direction of layer 30). Although the liquid crystal molecules 31 in most regions of the liquid crystal layer 30 are aligned substantially perpendicular to the substrate surface, the liquid crystal molecules 31 in the immediate vicinity of the first horizontal alignment film 14 and the second horizontal alignment film 24 Since it is strongly influenced by the alignment regulating force of the first horizontal alignment film 14 and the second horizontal alignment film 24, it remains aligned substantially parallel to the substrate surface.
  • 5A and 5B show the alignment state of the liquid crystal molecules 31 in the white display state.
  • a predetermined voltage is applied between the upper layer electrode 11 and the lower layer electrode 12 (for example, a potential of 0 V is applied to the upper layer electrode 11 and the counter electrode 21, and a potential of 7.5 V is applied to the lower layer electrode 12. ),
  • a lateral electric field is generated in the liquid crystal layer 30.
  • FIG. 5A the electric lines of force at this time are schematically shown by broken lines.
  • the liquid crystal molecules 31 of the liquid crystal layer 30 are substantially parallel to the substrate surface (that is, substantially perpendicular to the layer normal direction of the liquid crystal layer 30). ) Orient. More specifically, the liquid crystal molecules 31 have a twist alignment with a twist angle ⁇ of less than 90 ° (or a homogeneous alignment with a twist angle ⁇ of 0 °), and the liquid crystal molecules 31 near the center in the thickness direction of the liquid crystal layer 30.
  • FIGS. 6A and 6B show the alignment state of the liquid crystal molecules 31 in the transparent display state.
  • no voltage is applied to the liquid crystal layer 30 (for example, a potential of 0 V is applied to the upper layer electrode 11, the lower layer electrode 12, and the counter electrode 21). None of the electric field is generated.
  • the liquid crystal molecules 31 of the liquid crystal layer 30 are twisted with a twist angle ⁇ of less than 90 ° (or homogeneous with a twist angle ⁇ of 0 °). Orientation). That is, the liquid crystal molecules 31 are aligned substantially parallel to the substrate surface (that is, substantially perpendicular to the layer normal direction of the liquid crystal layer 30).
  • the liquid crystal molecules 31 near the center in the thickness direction of the liquid crystal layer 30 are substantially orthogonal to the direction in which the slits 11a of the upper electrode 11 extend (that is, the transmission axes of the first polarizing plate 15 and the second polarizing plate 25). Oriented so as to form an angle of approximately 45 ° with respect to 15a and 25a.
  • Each pixel of the liquid crystal display device 100 has the highest light transmittance in this transparent display state (that is, in any of the black display state and the white display state).
  • FIG. 2 shows the rising direction D of the liquid crystal molecules 31 when the display is switched from the transparent display state or the white display state to the black display state (or “halftone display state” described later).
  • the liquid crystal display device 100 since the liquid crystal display device 100 according to the present embodiment performs color display by the field sequential method, the liquid crystal display panel 1 does not need a color filter. Therefore, the light use efficiency is improved.
  • a vertical electric field is generated in the liquid crystal layer 30 in the black display state, and a horizontal electric field is generated in the liquid crystal layer 30 in the white display state.
  • a rise transition from the black display state to the white display state
  • the torque due to voltage application can be applied to the liquid crystal molecules 31. Therefore, excellent response characteristics can be obtained.
  • each pixel can exhibit not only a black display state and a white display state but also a transparent display state in which no voltage is applied to the liquid crystal layer 30.
  • a transparent display state By performing the background display in this transparent display state, it is possible to prevent the occurrence of the problem that the background is blurred (recognized twice). The reason why this problem (double blur) occurs in the liquid crystal display devices of Patent Documents 1 to 3 will be described below with reference to a liquid crystal display device of a comparative example.
  • the liquid crystal display device 800 of the comparative example has the same configuration as the liquid crystal display device shown in FIGS.
  • the liquid crystal display device 800 includes an array substrate 810 and a counter substrate 820, and a liquid crystal layer 830 provided therebetween.
  • the array substrate 810 includes a glass substrate 810a, a lower layer electrode 812, an insulating layer 813, and a pair of comb electrodes (upper layer electrodes) 817 and 818 stacked in this order on the glass substrate 810a.
  • the counter substrate 820 includes a glass substrate 820a and a counter electrode 821 formed on the glass substrate 820a.
  • the liquid crystal layer 830 includes liquid crystal molecules 831 having positive dielectric anisotropy.
  • the liquid crystal molecules 831 of the liquid crystal layer 830 are in a vertical alignment state when no voltage is applied.
  • liquid crystal display device 800 of the comparative example when black display is performed, a predetermined voltage is applied between the counter electrode 821, the lower layer electrode 812, and the upper layer electrode (a pair of comb electrodes) 817 and 818 (for example, A potential of 7 V is applied to the counter electrode 821 and a potential of 14 V is applied to the lower layer electrode 812 and the upper layer electrodes 817 and 818), and a vertical electric field is generated in the liquid crystal layer 830.
  • the liquid crystal molecules 831 are aligned substantially perpendicular to the substrate surface as shown in FIG.
  • liquid crystal display device 800 of the comparative example when white display is performed, a predetermined voltage is applied between the pair of comb electrodes 817 and 818 (for example, a potential of 0 V is applied to one comb electrode 817, A potential of 14V is applied to the other comb electrode 818), and a horizontal electric field is generated in the liquid crystal layer 830. Thereby, as shown in FIG. 30B, the liquid crystal molecules 831 are aligned with respect to the normal direction of the substrate surface.
  • the liquid crystal display device 800 of the comparative example when performing a see-through display, that is, a display in which the background can be seen through, white display in which the light transmittance of the pixel is high. Will be done in the state.
  • the state for performing white display is a state in which the liquid crystal molecules 830 are aligned by applying a voltage to the liquid crystal layer 830, the refractive index is distributed within the pixel. Therefore, the light L from the back side is scattered due to this refractive index distribution (that is, the traveling direction of the light L changes; see FIG. 30B), and the background is blurred.
  • the background BG is visually recognized twice by the observer V who observes the background BG via the see-through display STDP.
  • the white display state of the liquid crystal display device 100 when used for see-through display, double blurring still occurs. This is because, in the white display state, a refractive index distribution is generated in the pixel due to the influence of the electric field generated in the liquid crystal layer 30.
  • FIG. 5A shows an ideal alignment state, but in the white display state, the liquid crystal molecules 31 actually have a uniform twist alignment (or homogeneous alignment) as in the transparent display state. Therefore, the transmittance is also lower than the transparent display state.
  • the light transmittance is low when the voltage is not applied to the liquid crystal layer 830 (the transmittance is almost the same as the state where black display is performed). Can't do it.
  • each of the plurality of pixels of the liquid crystal display device 100 has a black display state showing luminance corresponding to the lowest gradation, a white display state showing luminance corresponding to the highest gradation, and a transparent display state performing see-through display.
  • a “halftone display state” indicating the luminance corresponding to the halftone can also be exhibited.
  • the strength of the lateral electric field (fringe field) generated in the liquid crystal layer 30 is adjusted (for example, a potential of 0 V is applied to the counter electrode 21 and a potential of 7.5 V is applied to the lower electrode 12, and the upper electrode 11 is given a potential of more than 0V and less than 7.5V), a desired transmittance can be realized.
  • the relationship between the potentials applied to the upper layer electrode 11 and the lower layer electrode 12 is not limited to that illustrated here.
  • halftone display may be realized by fixing the potential applied to the upper layer electrode 11 and making the potential applied to the lower layer electrode 12 variable.
  • the liquid crystal display device 100 of the present embodiment display is performed in the ECB mode.
  • display is performed in the TN mode.
  • the liquid crystal molecules 30 are twisted with a twist angle of 90 ° when no voltage is applied.
  • the configuration in which the display is performed in the ECB mode as in the present embodiment is adopted, the same brightness can be realized with a smaller cell thickness as compared with the case in which the display is performed in the TN mode. As will be described in detail later, the response characteristics can be further improved.
  • FIG. 7 shows an example of the relationship between applied voltage and brightness for the ECB mode and the TN mode. From FIG. 7, it can be seen that the black display is not sufficiently darkened in the ECB mode. This is due to retardation (hereinafter also referred to as “residual retardation”) due to the liquid crystal molecules 31 that remain horizontally aligned in the vicinity of the horizontal alignment films 14 and 24 even in a state where a vertical electric field is applied.
  • retardation hereinafter also referred to as “residual retardation” due to the liquid crystal molecules 31 that remain horizontally aligned in the vicinity of the horizontal alignment films 14 and 24 even in a state where a vertical electric field is applied.
  • the liquid crystal display panel 1 includes a first phase difference compensation element 51 that is a positive uniaxial phase difference compensation element.
  • the first phase difference compensation element 51 The residual retardation of the liquid crystal layer 30 in the black display state can be compensated (cancelled). Therefore, the black display can be sufficiently darkened and the contrast ratio can be improved.
  • the optimum cell thickness (cell thickness that maximizes brightness) was calculated.
  • FIG. 8 shows the relationship between the cell thickness ( ⁇ m) and the brightness when the twist angle is 0 °, 45 °, 60 °, 75 °, and 90 °.
  • the brightness in the state where no voltage is applied is shown, the pretilt angle is 3 °, and the simulation is performed on the assumption that Mercury ZLI4792 is used as the liquid crystal material. Further, it is assumed that there is no phase difference compensation element in any case where the twist angle is 0 °, 45 °, 60 °, 75 °, and 90 °.
  • FIG. 8 shows that the smaller the twist angle, the smaller the cell thickness (optimum cell thickness) at which the brightness is maximum.
  • FIG. 9 shows the relationship between the twist angle (°) and the optimum cell thickness ( ⁇ m).
  • the optimum cell thickness when the twist angle is 90 ° is about 5 ⁇ m
  • the optimum cell thickness when the twist angle is 75 °, 60 °, 45 °, and 0 ° is about They were 4.2 ⁇ m, about 3.6 ⁇ m, about 3.2 ⁇ m, and about 2.8 ⁇ m.
  • the cell thickness was set to the optimum cell thickness for each panel having a twist angle of 0 °, 45 °, 60 °, 75 °, and 90 °.
  • FIG. 10 shows the retardation (nm) of the positive uniaxial phase difference compensation element and the brightness in the black display state (vertical electric field applied state) for each of the panels having twist angles of 0 °, 45 °, 60 °, and 75 °. Shows the relationship.
  • the magnitude of the voltage applied to the liquid crystal layer was 5 V
  • the slow axis of the phase difference compensation element was arranged to be orthogonal to the slow axis of the liquid crystal layer. From FIG. 10, it can be seen that the brightness in the black display state has a minimum value when the retardation of the phase difference compensation element is increased for any twist angle.
  • FIG. 11 shows the relationship between the twist angle (°) and the retardation value of the phase difference compensation element (hereinafter referred to as “black compensation retardation value”) at which the brightness in the black display state is a minimum value.
  • black compensation retardation value the black compensation retardation values when the twist angles were 0 °, 45 °, 60 °, and 75 ° were 53 nm, 44 nm, 39 nm, and 24 nm, respectively.
  • FIGS. 12 to 15 show the contrast ratio fields with and without a positive uniaxial phase difference compensation element disposed on each of the panels having twist angles of 0 °, 45 °, 60 °, and 75 °. Angle dependence (equal contrast ratio curve) is shown.
  • the retardation value of the phase difference compensation element is set to the value shown in FIG. 11 (black compensation retardation value).
  • the isocontrast ratio curve in the figure shows the contrast ratios 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000 and 1500 in order from the outside. The contrast ratio was calculated from the ratio between the brightness when no voltage was applied and the brightness when a voltage of 5 V was applied.
  • FIG. 12A, 13A, 14A, and 15A correspond to the case where a positive uniaxial phase difference compensation element is disposed (with black compensation), and FIG. b), FIG. 13B, FIG. 14B, and FIG. 15B correspond to the case where no positive uniaxial phase difference compensation element is arranged (no black compensation).
  • FIG. 16A shows an isocontrast ratio curve of a panel having a twist angle of 90 °
  • FIG. 16B shows an inclined type panel as described later on a panel having a twist angle of 90 °.
  • An equal contrast ratio curve when a phase difference compensation element is arranged is shown.
  • the contrast ratio in the front direction is improved by black compensation using a positive uniaxial phase difference compensation element, and the TN mode (see FIG. 16A) in the front direction is improved. Similar characteristics are obtained.
  • the liquid crystal display panel 1 includes the first phase difference compensation element 51 that is a positive uniaxial phase difference compensation element.
  • the residual retardation of the liquid crystal layer 30 in the black display state can be compensated (cancelled). Therefore, the black display can be sufficiently darkened and the contrast ratio can be improved.
  • the first retardation compensation element 51 is provided on the back side of the liquid crystal layer 30 (between the liquid crystal layer 30 and the first polarizing plate 41).
  • the arrangement of the elements 51 is not limited to this.
  • the first retardation compensation element 51 may be provided on the front side of the liquid crystal layer 30 (between the liquid crystal layer 30 and the second polarizing plate 42).
  • first phase difference compensation elements 51 ′ may be provided on the back side and the front side of the liquid crystal layer 30, respectively. In this case, the sum of the retardation values of the two first phase difference compensation elements 51 ′ is equal to the retardation value of one first phase difference compensation element 51 in the arrangement of FIGS. 1 and 17.
  • the first retardation compensation element 51 provided on the back side of the liquid crystal layer 30 is located on the opposite side of the liquid crystal layer 30 with respect to the transparent substrate 10a. It may be located on the liquid crystal layer 30 side of the substrate 10a.
  • the first retardation compensation element 51 provided on the front side of the liquid crystal layer 30 is located on the opposite side of the liquid crystal layer 30 with respect to the transparent substrate 20a. It may be located on the liquid crystal layer 30 side of the transparent substrate 20a. That is, the first phase difference compensation element 51 may be an in-cell type. The same applies to the first phase difference compensation element 51 'in the example shown in FIG.
  • the liquid crystal display device 100 is excellent in both response characteristics and display quality, and is therefore preferably used as a see-through display.
  • the pixels of the display area where the information is to be displayed are in the black display state, the white display state, or the halftone display.
  • the display state is exhibited, and the other pixels are in a transparent display state.
  • a typical driving circuit for a liquid crystal display device includes an 8-bit driver IC and generates an output voltage for 256 gradations (0 to 255 gradations).
  • 0 gradation is assigned to a black display state
  • 1 to 254 gradations are assigned to a halftone display state
  • 255 gradations are assigned to a white display state.
  • the liquid crystal display device 100 of the present embodiment for example, by assigning 0 gradation to a transparent display state, 1 gradation to a black display state, 2 to 254 gradation to a halftone display state, and 255 gradation to a white display state. Switching between the black display state, the halftone display state, the white display state, and the transparent display state can be realized.
  • the transparent display state is not necessarily assigned to the 0 gradation, and any gradation may be assigned to the transparent display state.
  • a specific gradation may be assigned to the transparent display state.
  • each pixel can be switched between a black display state, a white display state, and a transparent display state.
  • see-through display regardless of the type (liquid crystal display device, PDLC display, organic EL display, etc.), see-through display is performed in either a black display state or a white display state (that is, a black display state or a white display state). Since the gradation for the display state is assigned to the see-through display), the see-through display cannot be performed in a state where the applied voltage is different in both the black display state and the white display state.
  • each pixel can exhibit a transparent display state in which an applied voltage is different from the black display state and the white display state in addition to the black display state and the white display state. Double blurring can be prevented.
  • FIG. 19 and 20 show a liquid crystal display device 200 according to this embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 200
  • FIG. 20 is a plan view schematically showing the liquid crystal display device 200.
  • the liquid crystal display panel 1 includes a further retardation compensation element (hereinafter referred to as “a phase difference compensation element”) provided between the pair of polarizing plates 41 and 42 and the liquid crystal layer 30. It differs from the liquid crystal display device 100 of Embodiment 1 in that it has 52 and 53) (referred to as “second phase difference compensation element”).
  • a phase difference compensation element provided between the pair of polarizing plates 41 and 42 and the liquid crystal layer 30. It differs from the liquid crystal display device 100 of Embodiment 1 in that it has 52 and 53) (referred to as “second phase difference compensation element”).
  • the arrangement of optical components other than the second phase difference compensation elements 52 and 53 is the same as that of the liquid crystal display device 100 of the first embodiment, as shown in FIG.
  • One 52 of the second retardation compensation elements 52 and 53 is provided on the back side of the liquid crystal layer 30 (between the liquid crystal layer 30 and the first polarizing plate 41), and the other 53 is the front side of the liquid crystal layer 30. (Between the liquid crystal layer 30 and the second polarizing plate 42).
  • Each of the second phase difference compensation elements 52 and 53 is a tilt type phase difference compensation element.
  • the second phase difference compensating elements 52 and 53 are media having negative refractive index anisotropy, and include hybrid-oriented media.
  • the medium includes a medium whose optical axis is inclined with respect to the normal direction of the display surface.
  • the medium is, for example, a discotic liquid crystal compound.
  • FIG. 21 is a diagram showing the relationship between the alignment directions of the media 52m and 53m included in the second retardation compensation elements 52 and 53 and the alignment direction of the liquid crystal molecules 31 of the liquid crystal layer 30 in the black display state.
  • the optical axes 52a and 53a are aligned in the orientation direction (major axis direction) of the liquid crystal molecules 31 that cause residual retardation.
  • the hybrid orientation is made to be in the same direction.
  • the double-headed arrows in FIG. 21 indicate pairs of the liquid crystal molecules 31 and the media 52 m and 53 m that compensate each other (the optical axes 52 a and 53 a are aligned in the same direction).
  • the liquid crystal display device 200 of the present embodiment includes not only the first phase difference compensation element 51 but also the second phase difference compensation elements 52 and 53, not only the residual retardation in the front direction but also the oblique direction. It is also possible to compensate for residual retardation. Therefore, not only the contrast ratio in the front direction but also the contrast ratio in the oblique direction can be improved. Therefore, good viewing angle characteristics can be obtained over a wide viewing angle range.
  • the liquid crystal display device 100 according to the first embodiment has an advantage that the configuration is simple and the manufacturing cost can be reduced because the second phase difference compensation elements 52 and 53 are omitted.
  • the medium constituting the tilt type phase difference compensation element (having negative refractive index anisotropy) is the value of the extraordinary refractive index ne of ZLI4792 and the value of ordinary refractive index no in the software (LCD MASTER 1D) database described above. Obtained by replacing each other.
  • This medium was hybrid-oriented at a thickness half the cell thickness of each panel, and a voltage of 5 V was applied in the vertical direction to realize an inclined phase difference compensation element on simulation software.
  • the positive uniaxial phase difference compensation element is arranged on the panel having the tilt type phase difference compensation element thus obtained on both sides of the liquid crystal layer, and has been described with reference to FIGS. Similarly, a retardation value (black compensation retardation value of a positive uniaxial phase difference compensation element) at which the brightness in the black display state becomes a minimum value was calculated.
  • the calculated black compensation retardation values were 29 nm, 24 nm, 19 nm, and 15 nm, respectively, when the twist angles were 0 °, 45 °, 60 °, and 75 °.
  • the calculated black compensation retardation value is smaller than that calculated in the first embodiment because the tilted phase difference compensation element has the same compensation effect as the positive uniaxial phase difference compensation element. Because.
  • each panel having a twist angle of 0 °, 45 °, 60 ° and 75 ° has a positive uniaxial phase difference compensation element and
  • the viewing angle dependence (equal contrast ratio curve) of the contrast ratio in the case where the tilt type phase difference compensation element is arranged is shown.
  • the retardation value of the positive uniaxial phase difference compensation element is set to the above-described value (black compensation retardation value).
  • An inclined phase difference compensation element for compensating for residual retardation in a black display state of a TN mode liquid crystal display device is known as, for example, a wide view (WV) film.
  • the wide view film is a tilt type retardation compensation element (for example, disclosed in JP-A-8-50206) using a hybrid-aligned discotic liquid crystal compound.
  • the second phase difference compensating elements 52 and 53 in the present embodiment can be manufactured by the same method as the tilt type phase difference compensating element for TN mode.
  • the tilt type phase difference compensation element for the TN mode is for compensating the residual retardation of the liquid crystal layer (twist angle is 90 °) in the TN mode, whereas the second phase difference compensation in the present embodiment.
  • the elements 52 and 53 are for compensating for residual retardation of the ECB mode liquid crystal layer 30 (twist angle ⁇ is less than 90 °). Therefore, as a matter of course, the retardation of the second phase difference compensation elements 52 and 53 is set so as to compensate (cancel) the residual retardation of the liquid crystal layer 30 in the ECB mode.
  • the retardation of the second phase difference compensation elements 52 and 53 can be adjusted by appropriately changing the physical property values and orientation states of the media 52m and 53m.
  • the liquid crystal display panel 1 includes the first phase difference compensation element 51 and the tilt type phase difference compensation element, which are positive uniaxial phase difference compensation elements.
  • the second phase difference compensation elements 52 and 53 the residual retardation of the liquid crystal layer 30 in the black display state can be compensated (cancelled) not only in the front direction but also in the oblique direction. Therefore, higher viewing angle characteristics can be obtained.
  • one of the second phase difference compensating elements 52 and 53 is provided on the back side of the liquid crystal layer 30 (between the liquid crystal layer 30 and the first polarizing plate 41), and the other 53 is provided on the front side of the liquid crystal layer 30 (between the liquid crystal layer 30 and the second polarizing plate 42), but the arrangement of the second retardation compensation elements 52 and 53 is not limited to this.
  • Both of the second phase difference compensating elements 52 and 53 may be provided on the front side (or the back side) of the liquid crystal layer 30, and in this case, the second phase difference compensating elements 52 and 53 may be integrated. .
  • FIG. 24 shows a liquid crystal display device 300 in the present embodiment.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 300.
  • the liquid crystal display device 300 of the present embodiment is different from the liquid crystal display device 200 of the second embodiment in that the liquid crystal display panel 1 does not have the first phase difference compensation element 51, as shown in FIG.
  • the second retardation difference elements 52 and 53 are set like the liquid crystal display device 300 of the present embodiment. Even if the one phase difference compensation element 51 is omitted, the same viewing angle characteristic improvement effect as that of the liquid crystal display device 200 of Embodiment 2 can be obtained.
  • the retardation of the second phase difference compensation elements 52 and 53 can be adjusted by appropriately changing the physical property values and orientation states of the media 52m and 53m constituting the second phase difference compensation elements 52 and 53.
  • FIG. 25 and 26 show a liquid crystal display device 400 in the present embodiment.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal display device 400
  • FIG. 26 is a plan view schematically showing the liquid crystal display device 400.
  • the liquid crystal display device 400 of the present embodiment has substantially the same configuration as the liquid crystal display device 100 of the first embodiment, as shown in FIGS.
  • the slow axis 51a of the first phase difference compensation element 51 is orthogonal to the slow axis 30a of the liquid crystal layer 30, whereas the liquid crystal display device 400 of the present embodiment.
  • the slow axis 51a of the first phase difference compensation element 51 forms an angle ⁇ ′ exceeding 0 ° with the direction orthogonal to the slow axis 30a of the liquid crystal layer 30 (that is, the orthogonal direction).
  • the configuration of the present embodiment (that is, the first phase difference compensation element 51). It is effective to adopt a configuration in which the slow axis 51a forms an angle ⁇ ′ exceeding 0 ° with the direction orthogonal to the slow axis 30a of the liquid crystal layer 30.
  • the angle ⁇ ′ is not particularly limited, but typically, the angle ⁇ ′ is 45 ° or less.
  • FIG. 1 and the like a configuration in which an edge light type backlight as the lighting element 2 is arranged on the back side of the liquid crystal display panel 1 so as to overlap the liquid crystal display panel 1 is illustrated. It is not limited.
  • the configuration shown in FIG. 27 may be adopted.
  • the liquid crystal display panel 1 and the illumination element 2 of the liquid crystal display device 100 are attached to a box-shaped transparent case 60.
  • the case 60 to which the liquid crystal display panel 1 and the lighting element 2 are attached is used as a showcase, for example.
  • the liquid crystal display panel 1 is attached to a certain side surface 60 s among a plurality of side surfaces of the case 60.
  • the illumination element 2 is attached to the upper surface 60t of the case 60.
  • the illumination element 2 can switch and irradiate the liquid crystal display panel 1 with a plurality of color lights including red light, green light, and blue light.
  • the inner surface of the case 60 preferably has light diffusion characteristics.
  • the electrode structure is not limited to that illustrated in FIG.
  • an electrode structure as shown in FIGS. 28 and 29 may be employed.
  • the example shown in FIG. 28 is different from the example shown in FIG. 1 in that the lower layer electrode (second electrode) 12 has a slit 12a.
  • An electrode structure in which the lower layer electrode has a slit is disclosed in International Publication No. 2013/001980. Since the lower layer electrode 12 has the slit 12a, as described in International Publication No. 2013/001980, further improvement in response characteristics and light transmittance can be achieved.
  • a fourth electrode 19 is provided as a lower layer electrode, and the first electrode 11 and the second electrode are formed as upper layer electrodes via the insulating layer 13 on the fourth electrode (lower layer electrode) 14. 12 is provided.
  • the first electrode 11 has a comb-like shape and includes a plurality of slits 11a and a plurality of branch portions 11b.
  • the second electrode 12 is also comb-shaped and has a plurality of slits 12a and a plurality of branch portions 12b.
  • the branch part 11 b of the first electrode 11 is located in the slit 12 a of the second electrode 12, and the branch part 12 b of the second electrode 12 is located in the slit 11 a of the first electrode 11. That is, the comb-shaped first electrode 11 and second electrode 12 are arranged so that the respective branch portions 11b and 12b mesh with each other.
  • a horizontal electric field is generated by the first electrode 11 and the second electrode 12, and a vertical electric field is generated by the first electrode 11, the second electrode 12, the third electrode 13, and the fourth electrode 14. . That is, the transverse electric field is generated by a pair of comb-like electrodes (first electrode 11 and second electrode 12) provided as upper layer electrodes. Even a pixel having an electrode structure as shown in FIG. 29 can be switched between a black display state, a white display state, and a transparent display state.
  • the liquid crystal display device does not necessarily have to perform color display by the field sequential method. Even if the liquid crystal display panel is a type of liquid crystal display device having a color filter, the pixel can be switched between a black display state, a white display state, and a transparent display state, thereby preventing double blurring. .
  • a liquid crystal display device excellent in both response characteristics and display quality and suitably used as a see-through display is provided.
  • the liquid crystal display device (see-through display) according to the embodiment of the present invention is used as a display device for information display or digital signage, for example.

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Abstract

　液晶表示装置（１００）は、第１基板（１０）、第２基板（２０）、液晶層（３０）および一対の偏光板（４１、４２）を有する液晶表示パネル（１）を備え、ＥＣＢモードで表示を行う。各画素は、液晶層に縦電界が生成された状態で黒表示が行われる黒表示状態と、液晶層に横電界が生成された状態で白表示が行われる白表示状態と、液晶層に電圧が印加されていない状態で液晶表示パネルの背面側が透けて見える透明表示状態と、を切り替えて呈し得る。液晶表示パネルは、正の一軸性の位相差補償素子である第１位相差補償素子（５１）、および、傾斜型位相差補償素子である第２位相差補償素子（５２、５３）の少なくとも一方を含む。

Description

液晶表示装置
　本発明は、液晶表示装置に関し、特に、シースルーディスプレイとして好適に用いられる液晶表示装置に関する。
　近年、インフォメーションディスプレイ用やデジタルサイネイジ用の表示装置として、シースルーディスプレイが注目を集めている。シースルーディスプレイでは、背景（表示パネルの背面側）が透けて見えるので、表示パネルに表示される情報と、背景とを重ね合せた表示が可能である。そのため、シースルーディスプレイは、訴求効果およびアイキャッチ効果に優れる。また、シースルーディスプレイを、ショーケースやショーウィンドウに用いることも提案されている。
　シースルーディスプレイとして液晶表示装置を用いる場合、その光利用効率が低いことがネックとなる。液晶表示装置の光利用効率が低いのは、一般的な液晶表示装置に設けられる、カラーフィルタや偏光板に起因している。カラーフィルタおよび偏光板は、特定の波長域の光や、特定の偏光方向の光を吸収する。
　そこで、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を用いることが考えられる。フィールドシーケンシャル方式では、照明素子から液晶表示パネルに照射される光の色が時分割で切り替えられることによってカラー表示が行われる。そのため、カラーフィルタが不要となり、光利用効率が向上する。ただし、フィールドシーケンシャル方式では、液晶表示装置に高速応答性が要求される。
　特許文献１および２には、液晶層に縦電界および横電界を切り替えて生成し得る電極構造が設けられることによって応答特性が向上した液晶表示装置が開示されている。特許文献１および２に開示されている液晶表示装置では、黒表示状態から白表示状態への遷移（立ち上がり）、および、白表示状態から黒表示状態への遷移（立ち下がり）の一方においては、液晶層に縦電界が生成され、他方においては、液晶層に横電界（フリンジ電界）が生成される。そのため、立ち上がりおよび立ち下がりの両方において、電圧印加によるトルクが液晶分子に作用するので、優れた応答特性が得られる。
　また、特許文献３にも、立ち上がりおよび立ち下がりの両方において電界による配向規制力を液晶分子に作用させることによって高速応答性を実現させた液晶表示装置が提案されている。
特表２００６－５２３８５０号公報 特開２００２－３６５６５７号公報 国際公開第２０１３／００１９７９号
　しかしながら、特許文献１、２および３に開示されているような液晶表示装置をシースルーディスプレイに用いると、後に詳述する理由から、背景がぼける（二重に視認される）という問題が発生し、表示品位が低下してしまうことがわかった。なお、特許文献１、２および３自体には、そのような用途（シースルーディスプレイへの適用）は言及されておらず、上述したような問題が発生することは、本願発明者が新たに見出した知見である。
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、応答特性および表示品位の両方に優れ、シースルーディスプレイとして好適に用いられる液晶表示装置を提供することにある。
　本発明の実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた液晶層と、前記液晶層の両側に設けられた一対の偏光板とを有する液晶表示パネルを備え、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、ＥＣＢモードで表示を行う液晶表示装置であって、前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに設けられた第１電極と、前記第１電極とともに前記液晶層に横電界を生成する第２電極とを有し、前記第２基板は、前記第１電極および前記第２電極に対向するように設けられ、前記第１電極および前記第２電極とともに前記液晶層に縦電界を生成する第３電極を有し、前記複数の画素のそれぞれは、前記液晶層に縦電界が生成された状態で黒表示が行われる黒表示状態と、前記液晶層に横電界が生成された状態で白表示が行われる白表示状態と、前記液晶層に電圧が印加されていない状態で前記液晶表示パネルの背面側が透けて見える透明表示状態と、を切り替えて呈することができ、前記液晶表示パネルは、前記一対の偏光板と前記液晶層との間に設けられた少なくとも１つの位相差補償素子をさらに有し、前記少なくとも１つの位相差補償素子は、正の一軸性の位相差補償素子である第１位相差補償素子、および、傾斜型位相差補償素子である第２位相差補償素子の少なくとも一方を含む。
　ある実施形態において、前記少なくとも１つの位相差補償素子は、前記第１位相差補償素子を含み、前記第２位相差補償素子を含まない。
　ある実施形態において、前記少なくとも１つの位相差補償素子は、前記第２位相差補償素子を含み、前記第１位相差補償素子を含まない。
　ある実施形態において、前記少なくとも１つの位相差補償素子は、前記第１位相差補償素子および前記第２位相差補償素子の両方を含む。
　ある実施形態において、前記第１位相差補償素子の遅相軸は、前記液晶層の遅相軸に直交する。
　ある実施形態において、前記第１位相差補償素子の遅相軸は、前記液晶層の遅相軸に直交する方向と０°を超える角度をなす。
　ある実施形態において、前記第２位相差補償素子は、負の屈折率異方性を有する媒体であって、ハイブリッド配向した媒体を含む。
　ある実施形態において、前記媒体は、ディスコティック液晶化合物である。
　ある実施形態において、前記透明表示状態において、前記液晶層の液晶分子は、ホモジニアス配向、または、ツイスト角が９０°未満のツイスト配向をとる。
　ある実施形態において、前記第１電極は、複数のスリットを有し、絶縁層を介して前記第２電極上に位置するように設けられている。
　ある実施形態において、前記第１基板は、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極とともに前記液晶層に縦電界を生成する第４電極をさらに有し、前記第１電極および前記第２電極は、絶縁層を介して前記第４電極上に位置するように設けられている。
　ある実施形態において、前記液晶層は、正の誘電異方性を有する液晶分子を含む。
　ある実施形態において、上述の構成を有する液晶表示装置は、前記液晶表示パネルに、赤色光、緑色光および青色光を含む複数の色光を切り替えて照射し得る照明素子をさらに備える。
　ある実施形態において、上述の構成を有する液晶表示装置は、フィールドシーケンシャル方式でカラー表示を行う。
　ある実施形態において、前記液晶表示パネルは、カラーフィルタを有していない。
　本発明の実施形態によると、応答特性および表示品位の両方に優れ、シースルーディスプレイとして好適に用いられる液晶表示装置が提供される。
本発明の実施形態による液晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置１００を模式的に示す平面図である。 液晶表示装置１００の背面基板１０における具体的な配線構造の一例を示す平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、液晶表示装置１００の黒表示状態における液晶分子３１の配向状態を示す断面図および平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、液晶表示装置１００の白表示状態における液晶分子３１の配向状態を示す断面図および平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、液晶表示装置１００の透明表示状態における液晶分子３１の配向状態を示す断面図および平面図である。 ＥＣＢモードおよびＴＮモードについて、印加電圧と明るさとの関係の例を示すグラフである。 ツイスト角が０°、４５°、６０°、７５°および９０°の場合について、セル厚（μｍ）と電圧無印加状態における明るさとの関係を示すグラフである。 ツイスト角（°）と最適セル厚（μｍ）との関係を示すグラフである。 ツイスト角が０°、４５°、６０°および７５°の各パネルについて、正の一軸性の位相差補償素子のリタデーション（ｎｍ）と、黒表示状態（縦電界印加状態）における明るさとの関係を示すグラフである。 ツイスト角（°）と黒補償リタデーション値（ｎｍ）との関係を示すグラフである。 （ａ）および（ｂ）は、ツイスト角が０°のパネルに、正の一軸性の位相差補償素子を配置した場合（黒補償あり）と配置しなかった場合（黒補償なし）のコントラスト比の視野角依存性（等コントラスト比曲線）を示すグラフである。 （ａ）および（ｂ）は、ツイスト角が４５°のパネルに、正の一軸性の位相差補償素子を配置した場合（黒補償あり）と配置しなかった場合（黒補償なし）のコントラスト比の視野角依存性（等コントラスト比曲線）を示すグラフである。 （ａ）および（ｂ）は、ツイスト角が６０°のパネルに、正の一軸性の位相差補償素子を配置した場合（黒補償あり）と配置しなかった場合（黒補償なし）のコントラスト比の視野角依存性（等コントラスト比曲線）を示すグラフである。 （ａ）および（ｂ）は、ツイスト角が７５°のパネルに、正の一軸性の位相差補償素子を配置した場合（黒補償あり）と配置しなかった場合（黒補償なし）のコントラスト比の視野角依存性（等コントラスト比曲線）を示すグラフである。 （ａ）は、ツイスト角が９０°のパネル（黒補償なし）のコントラスト比の視野角依存性（等コントラスト比曲線）を示すグラフであり、（ｂ）は、ツイスト角が９０°のパネルに、傾斜型位相差補償素子を配置した場合のコントラスト比の視野角依存性（等コントラスト比曲線）を示すグラフである。 本発明の実施形態による液晶表示装置１００の他の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置１００のさらに他の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置２００を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置２００を模式的に示す平面図である。 液晶表示装置２００が備える第２位相差補償素子５２および５３に含まれる媒体５２ｍおよび５３ｍの配向方向と、黒表示状態における液晶層３０の液晶分子３１の配向方向との関係を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、ツイスト角が０°および４５°のパネルに、正の一軸性の位相差補償素子および傾斜型位相差補償素子を配置して黒補償を行った場合のコントラスト比の視野角依存性（等コントラスト比曲線）を示すグラフである。 （ａ）および（ｂ）は、ツイスト角が６０°および７５°のパネルに、正の一軸性の位相差補償素子および傾斜型位相差補償素子を配置して黒補償を行った場合のコントラスト比の視野角依存性（等コントラスト比曲線）を示すグラフである。 本発明の実施形態による液晶表示装置３００を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置４００を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置４００を模式的に示す平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態による液晶表示装置１００のさらに他の構成を模式的に示す斜視図および断面図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置１００のさらに他の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置１００のさらに他の構成を模式的に示す断面図である。 比較例の液晶表示装置８００を模式的に示す断面図であり、（ａ）は黒表示を行っている状態を示し、（ｂ）は白表示を行っている状態を示す。 二重ぼけが発生している様子を模式的に示す図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
　（実施形態１）
　図１および図２に、本実施形態における液晶表示装置１００を示す。図１は、液晶表示装置１００を模式的に示す断面図であり、図２は、液晶表示装置１００を模式的に示す平面図である。
　液晶表示装置１００は、図１に示すように、液晶表示パネル１と、照明素子２とを備える。また、液晶表示装置１００は、マトリクス状に配列された複数の画素を有する。図１および図２には、１つの画素に対応する電極構造が示されている。液晶表示装置１００は、後述するように、フィールドシーケンシャル方式でカラー表示を行う。また、液晶表示装置１００は、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モードで表示を行う。
　液晶表示パネル１は、互いに対向する第１基板１０および第２基板２０と、第１基板１０および第２基板２０の間に設けられた液晶層３０と、液晶層３０の両側（背面側および前面側）に設けられた一対の偏光板４１および４２とを有する。以下では、第１基板１０および第２基板２０のうち、相対的に背面側に位置する第１基板１０を「背面基板」と呼び、相対的に前面側（観察者側）に位置する第２基板２０を「前面基板」と呼ぶ。
　背面基板１０は、複数の画素のそれぞれに設けられた第１電極１１と、第１電極１１とともに液晶層３０に横電界を生成する第２電極１２とを有する。第１電極１１は、絶縁層１３を介して第２電極１２上に位置するように設けられている。言い換えると、第２電極１２は、絶縁層１３を介して第１電極１１下に位置するように設けられている。以下では、第１電極１１および第２電極１２のうち、相対的に上側に位置する第１電極１１を「上層電極」と呼び、相対的に下側に位置する第２電極１２を「下層電極」と呼ぶ。下層電極１２、絶縁層１３および上層電極１１は、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板）１０ａによって支持されている。
　上層電極１１は、図１および図２に示すように、所定の方向に延びる複数のスリット１１ａと、スリット１１ａに平行に延びる複数の枝状部１１ｂとを有する。なお、スリット１１ａおよび枝状部１１ｂの本数は、図１および図２に示している例に限定されるものではない。また、スリット１１ａの幅ｗ１に特に制限はない。スリット１１ａの幅ｗ１は、典型的には、２μｍ以上１０μｍ以下である。枝状部１１ｂの幅ｗ２にも特に制限はない。枝状部１１ｂの幅ｗ２は、典型的には、２μｍ以上１０μｍ以下である。上層電極１１は、透明な導電材料（例えばＩＴＯ）から形成されている。
　下層電極１２は、スリットを有していない。つまり、下層電極１２は、いわゆるべた電極である。下層電極１２も、透明な導電材料（例えばＩＴＯ）から形成されている。
　絶縁層１３の材料に特に制限はない。絶縁層１３の材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）および窒化シリコン（ＳｉＮ）のような無機材料や、感光性樹脂のような有機材料を用いることができる。
　前面基板２０は、上層電極（第１電極）１１および下層電極（第２電極）１２に対向するように設けられた第３電極（以下では「対向電極」と呼ぶ）２１を有する。対向電極２１は、絶縁性を有する透明基板（例えばガラス基板）２０ａによって支持されている。
　対向電極２１は、上層電極１１および下層電極１２とともに液晶層３０に縦電界を生成する。対向電極２１は、透明な導電材料（例えばＩＴＯ）から形成されている。
　液晶層３０は、正の誘電異方性を有する液晶分子３１を含む。なお、図１および図２に示されている液晶分子３１の配向方向は、液晶層３０に電圧が印加されていない状態における配向方向である。
　背面基板１０および前面基板２０の液晶層３０側の表面には、それぞれ第１水平配向膜１４および第２水平配向膜２４が形成されている。第１水平配向膜１４および第２水平配向膜２４のそれぞれには、配向処理が施されており、液晶層３０の液晶分子３１を所定の方向（「プレチルト方向」と呼ばれる）に配向させる配向規制力を有する。配向処理としては、例えば、ラビング処理や光配向処理が行われる。
　第１水平配向膜１４および第２水平配向膜２４のそれぞれによって規定されるプレチルト方向は、液晶層３０に電圧が印加されていない状態（電界が生成されていない状態）において、液晶分子３１がホモジニアス配向、または、ツイスト角θが９０°未満のツイスト配向をとるように設定されている。図１および図２には、液晶分子３１がツイスト配向をとる場合が例示されている。また、上記のプレチルト方向は、液晶層３０の厚さ方向の中央付近における液晶分子３１の配向方向（液晶層３０の遅相軸３０ａとなる）が、上層電極１１のスリット１１ａの延びる方向に略直交するように設定されている。
　一対の偏光板４１および４２の一方（以下では「第１偏光板」とも呼ぶ）４１の透過軸（偏光軸）４１ａと、他方（以下では「第２偏光板」とも呼ぶ）４２の透過軸（偏光軸）４２ａとは、図２に示すように、略直交している。つまり、第１偏光板４１および第２偏光板４２は、クロスニコルに配置されている。本実施形態では、第１偏光板４１および第２偏光板４２のそれぞれの透過軸４１ａおよび４２ａは、液晶層３０の遅相軸３０ａ（液晶層３０の厚さ方向の中央付近における液晶分子３１の配向方向）に対して略４５°の角をなす。従って、第１偏光板４１および第２偏光板４２のそれぞれの透過軸４１ａおよび４２ａは、上層電極１１のスリット１１ａの延びる方向に対して略４５°の角をなす。なお、第１偏光板４１および第２偏光板４２は、直線偏光板であってもよいし、円偏光板であってもよい。
　液晶表示パネル１は、図１に示すように、一対の偏光板４１および４２と液晶層３０との間に設けられた位相差補償素子５１を有する。図１に示す例では、位相差補償素子５１は、液晶層３０と、液晶層３０の背面側の偏光板（第１偏光板）４１との間に設けられている。この位相差補償素子５１は、正の一軸性である。本願明細書では、正の一軸性の位相差補償素子５１を、「第１位相差補償素子」と呼ぶ。図２に示すように、第１位相差補償素子５１の遅相軸５１ａは、液晶層３０の遅相軸３０ａに直交する。
　照明素子（「バックライト」と呼ばれることもある）２は、液晶表示パネル１の背面側に配置されている。照明素子２は、液晶表示パネル１に、赤色光、緑色光および青色光を含む複数の色光を切り替えて照射することができる。
　照明素子２としては、例えば、図１に示されているような、エッジライト方式のバックライトを用いることができる。エッジライト方式のバックライト２は、光源ユニット２ａと、導光板２ｂとを有する。光源ユニット２ａは、赤色光、緑色光および青色光を含む複数の色光を発し得る。光源ユニット２ａは、例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを含む。導光板２ｂは、光源ユニット２ａから発せられた色光を、液晶表示パネル１に導く。
　液晶表示装置１００は、フィールドシーケンシャル方式でカラー表示を行う。そのため、液晶表示パネル１は、カラーフィルタを有していない。
　上層電極１１と下層電極１２との間に所定の電圧が印加されると（つまり所定の電位差が与えられると）、液晶層３０に横電界（フリンジ電界）が生成される。「横電界」は、基板面に略平行な成分を含む電界である。上層電極１１および下層電極１２によって生成される横電界の向きは、上層電極１１のスリット１１ａの延びる方向に対して略直交する。
　対向電極２１と、上層電極１１および下層電極１２との間に所定の電圧が印加されると（つまり所定の電位差が与えられると）、縦電界が生成される。「縦電界」は、その向きが基板面法線方向に略平行な電界である。
　液晶表示装置１００は、横電界および縦電界の強さを画素ごとに制御し得る構成を有している。典型的には、液晶表示装置１００は、上層電極１１および下層電極１２のそれぞれについて、画素ごとに異なる電圧を供給し得る構成を有する。具体的には、上層電極１１および下層電極１２の両方が画素ごとに分離して形成されており、各画素に、上層電極１１に電気的に接続されたスイッチング素子（例えば薄膜トランジスタ；不図示）と、下層電極１２に電気的に接続されたスイッチング素子（例えば薄膜トランジスタ；不図示）とが設けられている。上層電極１１および下層電極１２には、対応するスイッチング素子を介してそれぞれ所定の電圧が供給される。また、対向電極２１は、すべての画素にわたって連続した単一の導電膜として形成されている。従って、対向電極２１には、すべての画素において共通の電位が与えられる。
　図３に、背面基板１０における具体的な配線構造の一例を示す。図３に示す構成では、各画素には、上層電極１１に対応する第１ＴＦＴ１６Ａと、下層電極１２に対応する第２ＴＦＴ１６Ｂとが設けられている。第１ＴＦＴ１６Ａおよび第２ＴＦＴ１６Ｂのそれぞれのゲート電極１６ｇは、ゲートバスライン（走査配線）１７に電気的に接続されている。ここでは、ゲートバスライン１７の、第１ＴＦＴ１６Ａおよび第２ＴＦＴ１６Ｂのチャネル領域に重なる部分がゲート電極１６ｇとして機能する。第１ＴＦＴ１６Ａおよび第２ＴＦＴ１６Ｂのそれぞれのソース電極１６ｓは、ソースバスライン（信号配線）１８に電気的に接続されている。ここでは、ソースバスライン１８から分岐した部分がソース電極１６ｓとして機能する。第１ＴＦＴ１６Ａのドレイン電極１６ｄは、上層電極１１に電気的に接続されている。これに対し、第２ＴＦＴ１６Ｂのドレイン電極１６ｄは、下層電極１２に電気的に接続されている。なお、背面基板１０の配線構造は、図３に例示したものに限定されない。
　本実施形態における液晶表示装置１００では、複数の画素のそれぞれは、液晶層３０に縦電界が生成された状態で黒表示が行われる「黒表示状態」と、液晶層３０に横電界が生成された状態で白表示が行われる「白表示状態」と、液晶層３０に電圧が印加されていない状態で液晶表示パネル１の背面側（つまり背景）が透けて見える「透明表示状態」とを切り替えて呈し得る。
　以下、図４、図５および図６を参照しながら、黒表示状態、白表示状態および透明表示状態をより詳しく説明する。
　図４（ａ）および（ｂ）は、黒表示状態における液晶分子３１の配向状態を示している。黒表示状態では、対向電極２１と、上層電極１１および下層電極１２との間に所定の電圧が印加されており（例えば対向電極２１に０Ｖの電位が与えられ、上層電極１１および下層電極１２に７．５Ｖの電位が与えられる）、液晶層３０には縦電界が生成されている。図４（ａ）には、このときの電気力線が破線で模式的に示されている。
　この黒表示状態においては、液晶層３０の液晶分子３１は、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、基板面（背面基板１０および前面基板２０の表面）に略垂直に（つまり液晶層３０の層法線方向に略平行に）配向する。なお、液晶層３０の大部分の領域における液晶分子３１は基板面に略垂直に配向しているものの、第１水平配向膜１４および第２水平配向膜２４のごく近傍の液晶分子３１は、第１水平配向膜１４および第２水平配向膜２４の配向規制力の影響を強く受けるので、基板面に略平行に配向したままである。
　図５（ａ）および（ｂ）は、白表示状態における液晶分子３１の配向状態を示している。白表示状態では、上層電極１１と下層電極１２との間に所定の電圧が印加されており（例えば上層電極１１および対向電極２１に０Ｖの電位が与えられ、下層電極１２に７．５Ｖの電位が与えられる）、液晶層３０には横電界（フリンジ電界）が生成されている。図５（ａ）には、このときの電気力線が破線で模式的に示されている。
　この白表示状態においては、液晶層３０の液晶分子３１は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、基板面に略平行に（つまり液晶層３０の層法線方向に略垂直に）配向する。より具体的には、液晶分子３１は、ツイスト角θが９０°未満のツイスト配向（あるいはツイスト角θが０°のホモジニアス配向）をとり、液晶層３０の厚さ方向における中央付近の液晶分子３１は、上層電極１１のスリット１１ａの延びる方向に略直交するように（つまり第１偏光板１５および第２偏光板２５のそれぞれの透過軸１５ａおよび２５ａに対して略４５°の角をなすように）配向する。
　図６（ａ）および（ｂ）は、透明表示状態における液晶分子３１の配向状態を示している。透明表示状態では、液晶層３０には電圧が印加されておらず（例えば上層電極１１、下層電極１２および対向電極２１にいずれも０Ｖの電位が与えられる）、液晶層３０には縦電界および横電界のいずれも生成されていない。
　この透明表示状態においては、液晶層３０の液晶分子３１は、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、ツイスト角θが９０°未満のツイスト配向（あるいはツイスト角θが０°のホモジニアス配向）をとる。つまり、液晶分子３１は、基板面に略平行に（つまり液晶層３０の層法線方向に略垂直に）配向する。液晶層３０の厚さ方向における中央付近の液晶分子３１は、上層電極１１のスリット１１ａの延びる方向に略直交するように（つまり、第１偏光板１５および第２偏光板２５のそれぞれの透過軸１５ａおよび２５ａに対して略４５°の角をなすように）配向する。液晶表示装置１００の各画素は、この透明表示状態において、もっとも（つまり黒表示状態および白表示状態のいずれにおいてよりも）光透過率が高くなる。
　なお、図２には、透明表示状態または白表示状態から黒表示状態（あるいは後述する「中間調表示状態」）への表示の切り替えの際の液晶分子３１の立ち上がり方向Ｄが示されている。
　上述したように、本実施形態における液晶表示装置１００では、フィールドシーケンシャル方式でカラー表示を行うので、液晶表示パネル１にはカラーフィルタが不要である。そのため、光利用効率が向上する。また、液晶表示装置１００では、黒表示状態においては液晶層３０に縦電界が生成され、白表示状態においては液晶層３０に横電界が生成されるので、立ち下がり（白表示状態から黒表示状態への遷移）および立ち上がり（黒表示状態から白表示状態への遷移）の両方において、電圧印加によるトルクを液晶分子３１に作用させることができる。そのため、優れた応答特性が得られる。
　さらに、本実施形態における液晶表示装置１００では、各画素は、黒表示状態および白表示状態だけでなく、液晶層３０に電圧が印加されていない状態である透明表示状態も呈し得る。この透明表示状態で背景表示を行うことにより、背景がぼける（二重に視認される）という問題の発生を防止することができる。以下、特許文献１～３の液晶表示装置においてこの問題（二重ぼけ）が発生する理由を、比較例の液晶表示装置を参照しながら説明する。
　図３０（ａ）および（ｂ）は、比較例の液晶表示装置８００において黒表示を行っている状態および白表示を行っている状態をそれぞれ示している。比較例の液晶表示装置８００は、特許文献３の図１および図２に示されている液晶表示装置と同じ構成を有する。
　液晶表示装置８００は、アレイ基板８１０および対向基板８２０と、これらの間に設けられた液晶層８３０とを有する。アレイ基板８１０は、ガラス基板８１０ａと、ガラス基板８１０ａ上にこの順で積層された下層電極８１２、絶縁層８１３および一対の櫛歯電極（上層電極）８１７、８１８を有する。一方、対向基板８２０は、ガラス基板８２０ａと、ガラス基板８２０ａ上に形成された対向電極８２１とを有する。
　液晶層８３０は、正の誘電異方性を有する液晶分子８３１を含む。液晶表示装置８００では、液晶層８３０の液晶分子８３１は、電圧無印加状態において垂直配向状態をとる。
　比較例の液晶表示装置８００では、黒表示を行う際には、対向電極８２１と、下層電極８１２および上層電極（一対の櫛歯電極）８１７、８１８との間に所定の電圧を印加し（例えば対向電極８２１に７Ｖの電位を与え、下層電極８１２および上層電極８１７、８１８に１４Ｖの電位を与える）、液晶層８３０に縦電界を生成する。これにより、液晶分子８３１は、図３０（ａ）に示すように、基板面に略垂直に配向する。
　また、比較例の液晶表示装置８００では、白表示を行う際には、一対の櫛歯電極８１７および８１８間に所定の電圧を印加し（例えば一方の櫛歯電極８１７に０Ｖの電位を与え、他方の櫛歯電極８１８に１４Ｖの電位を与える）、液晶層８３０に横電界を生成する。これにより、液晶分子８３１は、図３０（ｂ）に示すように、基板面法線方向に対して傾斜した配向状態をとる。
　比較例の液晶表示装置８００を、単純にシースルーディスプレイに用いる場合、シースルー表示を行う、つまり、背景が透けて見えるような表示を行う際には、画素の光透過率が高い状態である白表示状態で行うことになる。しかしながら、白表示を行うための状態は、液晶層８３０に電圧を印加することによって液晶分子８３０を配向させた状態であるので、画素内で屈折率に分布が生じてしまう。そのため、この屈折率分布に起因して背面側からの光Ｌが散乱され（つまり光Ｌの進行方向が変わり；図３０（ｂ）参照）、背景がぼけてしまう。その結果、図３１に示すように、シースルーディスプレイＳＴＤＰを介して背景ＢＧを観察する観察者Ｖには、背景ＢＧが二重に視認されてしまう。
　このように、液晶層３０に電圧が印加された状態である白表示状態でシースルー表示を行うと、二重ぼけが発生してしまう。これに対し、本実施形態における液晶表示装置１００では、液晶層３０に電圧が印加されていない状態（透明表示状態）の画素で背景表示（シースルー表示）を行うので、二重ぼけの発生が防止され、シースルー表示の品位を向上させることができる。
　なお、液晶表示装置１００の白表示状態をシースルー表示に用いると、やはり二重ぼけが発生してしまう。白表示状態においては、液晶層３０に生成されている電界の影響により、画素内で屈折率の分布が生じてしまうからである。図５（ａ）には理想的な配向状態が示されているが、白表示状態においては、実際には、液晶分子３１は透明表示状態のような一様なツイスト配向（あるいはホモジニアス配向）とはならず、そのために透過率も透明表示状態より低い。また、比較例の液晶表示装置８００では、液晶層８３０に電圧が印加されていない状態では、光透過率が低い（黒表示を行っている状態とほぼ同じ透過率である）ので、シースルー表示を行うことはできない。
　なお、液晶表示装置１００の複数の画素のそれぞれは、最低階調に対応した輝度を示す黒表示状態、最高階調に対応した輝度を示す白表示状態およびシースルー表示を行う透明表示状態に加えて、中間調に対応した輝度を示す「中間調表示状態」も呈し得る。中間調表示状態においては、液晶層３０に生成される横電界（フリンジ電界）の強さを調節する（例えば対向電極２１に０Ｖ、下層電極１２に７．５Ｖの電位が与えられるとともに、上層電極１１に０Ｖを超え７．５Ｖ未満の電位が与えられる）ことにより、所望の透過率を実現することができる。なお、上層電極１１および下層電極１２に与えられる電位の関係は、勿論ここで例示したものに限定されない。例えば、上層電極１１に与える電位を固定し、下層電極１２に与える電位を可変とすることによって、中間調表示を実現してもよい。
　また、本実施形態の液晶表示装置１００では、ＥＣＢモードで表示が行われる。これに対し、ＴＮモードで表示が行われる構成を採用することが考えられる。ＴＮモードの場合、電圧無印加状態において、液晶分子３０はツイスト角が９０°のツイスト配向をとる。本実施形態のようにＥＣＢモードで表示を行う構成を採用すると、ＴＮモードで表示を行う場合に比べ、より小さなセル厚で同等の明るさを実現することができる（このことについてはシミュレーション結果を示しながら後に詳述する）ので、応答特性のさらなる向上を図ることができる。
　ただし、ＥＣＢモードで表示を行う構成を単純に採用すると、黒表示が十分に暗くならず、コントラスト比が低くなってしまう。図７に、ＥＣＢモードおよびＴＮモードについて、印加電圧と明るさとの関係の例を示す。図７から、ＥＣＢモードでは、黒表示が十分に暗くならないことがわかる。これは、縦電界印加状態においても水平配向膜１４および２４の近傍で水平配向したままの液晶分子３１によるリタデーション（以下では「残留リタデーション」とも呼ぶ）に起因している。
　本実施形態の液晶表示装置１００では、液晶表示パネル１は、正の一軸性の位相差補償素子である第１位相差補償素子５１を有しており、この第１位相差補償素子５１により、黒表示状態における液晶層３０の残留リタデーションを補償（相殺）することができる。そのため、黒表示を十分に暗くし、コントラスト比を向上させることができる。
　以下、シミュレーションによって上記の効果を検証した結果を説明する。シミュレーションに際しては、シミュレーションソフトとして、シンテック株式会社製LCD MASTER 1Dを用いた。
　まず、複数のツイスト角について、最適セル厚（明るさが最大となるセル厚）を算出した。
　図８に、ツイスト角が０°、４５°、６０°、７５°および９０°の場合について、セル厚（μｍ）と明るさとの関係を示す。ここでは、電圧無印加状態における明るさを示しており、プレチルト角は３°、液晶材料としてメルク社製ＺＬＩ４７９２を用いるものとしてシミュレーションを行った。また、ツイスト角が０°、４５°、６０°、７５°および９０°のいずれの場合についても、位相差補償素子はないものとしている。図８から、ツイスト角が小さいほど、明るさが最大となるセル厚（最適セル厚）が小さいことがわかる。
　図９に、ツイスト角（°）と最適セル厚（μｍ）との関係を示す。図９に示す例では、ツイスト角が９０°の場合の最適セル厚が約５μｍであるのに対し、ツイスト角が７５°、６０°、４５°および０°の場合の最適セル厚はそれぞれ約４．２μｍ、約３．６μｍ、約３．２μｍおよび約２．８μｍであった。以降の検証では、ツイスト角が０°、４５°、６０°、７５°および９０°の各パネルについてセル厚を最適セル厚に設定した。
　図１０に、ツイスト角が０°、４５°、６０°および７５°の各パネルについて、正の一軸性の位相差補償素子のリタデーション（ｎｍ）と、黒表示状態（縦電界印加状態）における明るさとの関係を示す。液晶層への印加電圧の大きさは５Ｖとし、位相差補償素子の遅相軸は、液晶層の遅相軸に直交するように配置されているものとした。図１０から、いずれのツイスト角についても、位相差補償素子のリタデーションを増加させていくと、黒表示状態の明るさが極小値を持つことがわかる。
　図１１に、ツイスト角（°）と、黒表示状態の明るさが極小値となる、位相差補償素子のリタデーション値（以下では「黒補償リタデーション値」と呼ぶ）との関係を示す。図１１に示す例では、ツイスト角が０°、４５°、６０°および７５°の場合の黒補償リタデーション値は、それぞれ５３ｎｍ、４４ｎｍ、３９ｎｍおよび２４ｎｍであった。
　図１２～図１５に、ツイスト角が０°、４５°、６０°および７５°の各パネルに、正の一軸性の位相差補償素子を配置した場合と配置しなかった場合のコントラスト比の視野角依存性（等コントラスト比曲線）を示す。位相差補償素子のリタデーション値は、図１１に示した値（黒補償リタデーション値）に設定されている。図中の等コントラスト比曲線は、外側から順に、コントラスト比１０、２０、５０、１００、２００、５００、１０００および１５００を示している。コントラスト比は、電圧無印加時の明るさと、５Ｖの電圧印加時の明るさとの比から算出した。図１２（ａ）、図１３（ａ）、図１４（ａ）および図１５（ａ）は、正の一軸性の位相差補償素子を配置した場合（黒補償あり）に対応し、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）および図１５（ｂ）は、正の一軸性の位相差補償素子を配置しなかった場合（黒補償なし）に対応する。また、参考までに、図１６（ａ）に、ツイスト角が９０°のパネルの等コントラスト比曲線を示し、図１６（ｂ）に、ツイスト角が９０°のパネルに、後述するような傾斜型位相差補償素子を配置した場合の等コントラスト比曲線を示す。
　図１２～図１５からわかるように、正の一軸性の位相差補償素子を用いた黒補償によって正面方向のコントラスト比が改善しており、正面方向についてＴＮモード（図１６（ａ）参照）と同様の特性が得られている。
　以上の検証結果からもわかるように、本実施形態の液晶表示装置１００では、液晶表示パネル１が正の一軸性の位相差補償素子である第１位相差補償素子５１を有していることにより、黒表示状態における液晶層３０の残留リタデーションを補償（相殺）することができる。そのため、黒表示を十分に暗くし、コントラスト比を向上させることができる。
　なお、図１に示す例では、第１位相差補償素子５１は、液晶層３０の背面側（液晶層３０と第１偏光板４１との間）に設けられているが、第１位相差補償素子５１の配置は、これに限定されるものではない。例えば、図１７に示すように、第１位相差補償素子５１は、液晶層３０の前面側（液晶層３０と第２偏光板４２との間）に設けられていてもよい。あるいは、図１８に示すように、液晶層３０の背面側と前面側とにそれぞれ第１位相差補償素子５１’が設けられていてもよい。この場合、２つの第１位相差補償素子５１’のリタデーション値の合計は、図１および図１７の配置における１つの第１位相差補償素子５１のリタデーション値に等しい。
　また、図１に示す例において、液晶層３０の背面側に設けられている第１位相差補償素子５１は、透明基板１０ａに対して液晶層３０とは反対側に位置しているが、透明基板１０ａの液晶層３０側に位置してもよい。同様に、図１７に示す例において、液晶層３０の前面側に設けられている第１位相差補償素子５１は、透明基板２０ａに対して液晶層３０とは反対側に位置しているが、透明基板２０ａの液晶層３０側に位置してもよい。つまり、第１位相差補償素子５１は、インセル型であってもよい。図１８に示した例における第１位相差補償素子５１’についても同様である。
　上述したように、本実施形態における液晶表示装置１００は、応答特性および表示品位の両方に優れているので、シースルーディスプレイとして好適に用いられる。
　液晶表示装置１００では、液晶表示パネル１に表示される情報と背景とを重ねあわせた表示を行う場合、表示領域のうち情報を表示したい部分の画素は、黒表示状態、白表示状態または中間調表示状態を呈し、それ以外の部分の画素は透明表示状態を呈する。これらの表示状態の切り替えは、例えば、以下のようにして行うことができる。
　一般的な液晶表示装置用の駆動回路は、８ビットのドライバＩＣを備えており、２５６階調（０～２５５階調）分の出力電圧を発生させる。一般的な液晶表示装置では、０階調が黒表示状態、１～２５４階調が中間調表示状態、２５５階調が白表示状態に割り当てられる。
　本実施形態の液晶表示装置１００では、例えば、０階調を透明表示状態、１階調を黒表示状態、２～２５４階調を中間調表示状態、２５５階調を白表示状態に割り当てることにより、黒表示状態、中間調表示状態、白表示状態および透明表示状態の切り替えを実現することができる。なお、透明表示状態を必ずしも０階調に割り当てる必要はなく、どの階調を透明表示状態に割り当ててもよい。また、例示した２５６階調表示以外の場合も同様に、特定の階調を透明表示状態に割り当てればよい。
　上述したように、本実施形態の液晶表示装置１００では、各画素は、黒表示状態、白表示状態および透明表示状態を切り替えて呈し得る。従来のシースルーディスプレイでは、その種類（液晶表示装置、ＰＤＬＣディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等）を問わず、黒表示状態および白表示状態のいずれかでシースルー表示を行うことになる（つまり黒表示状態または白表示状態用の階調が、シースルー表示に割り当てられることになる）ので、黒表示状態および白表示状態のいずれとも印加電圧が異なった状態でシースルー表示を行うことはできない。これに対し、本実施形態の液晶表示装置１００では、各画素が、黒表示状態および白表示状態に加え、黒表示状態および白表示状態のいずれとも印加電圧の異なる透明表示状態を呈し得るので、二重ぼけの発生を防止することができる。
　（実施形態２）
　図１９および図２０に、本実施形態における液晶表示装置２００を示す。図１９は、液晶表示装置２００を模式的に示す断面図であり、図２０は、液晶表示装置２００を模式的に示す平面図である。
　本実施形態の液晶表示装置２００は、図１９に示すように、液晶表示パネル１が、一対の偏光板４１および４２と液晶層３０との間に設けられたさらなる位相差補償素子（以下では「第２位相差補償素子」と呼ぶ）５２および５３を有する点において、実施形態１の液晶表示装置１００と異なっている。第２位相差補償素子５２および５３以外の光学的な構成要素の配置は、図２０に示すように、実施形態１の液晶表示装置１００と同じである。
　第２位相差補償素子５２および５３の一方５２は、液晶層３０の背面側（液晶層３０と第１偏光板４１との間）に設けられており、他方５３は、液晶層３０の前面側（液晶層３０と第２偏光板４２との間）に設けられている。
　第２位相差補償素子５２および５３のそれぞれは、傾斜型位相差補償素子である。第２位相差補償素子５２および５３は、負の屈折率異方性を有する媒体であって、ハイブリッド配向した媒体を含む。媒体は、その光学軸が表示面法線方向に対して傾斜したものを含んでいる。媒体は、例えば、ディスコティック液晶化合物である。
　図２１は、第２位相差補償素子５２および５３に含まれる媒体５２ｍおよび５３ｍの配向方向と、黒表示状態における液晶層３０の液晶分子３１の配向方向との関係を示す図である。図２１からわかるように、第２位相差補償素子５２および５３に含まれる媒体５２ｍおよび５３ｍは、その光学軸５２ａおよび５３ａが、残留リタデーションの原因となる液晶分子３１の配向方向（長軸方向）と同一方向となるように、ハイブリッド配向している。図２１中の両矢印は、互いに補償し合う（光学軸５２ａおよび５３ａと配向方向とが同一方向となる）媒体５２ｍおよび５３ｍと液晶分子３１の対を示している。
　本実施形態の液晶表示装置２００は、第１位相差補償素子５１だけでなく、第２位相差補償素子５２および５３を有しているので、正面方向についての残留リタデーションだけでなく、斜め方向についての残留リタデーションも補償することができる。従って、正面方向のコントラスト比だけでなく、斜め方向のコントラスト比も向上させることができる。そのため、広い視角範囲にわたって良好な視野角特性が得られる。一方、実施形態１の液晶表示装置１００は、第２位相差補償素子５２および５３が省略されている分、構成が簡易で製造コストを低減できるという利点がある。
　ここで、本実施形態の液晶表示装置２００について、シミュレーションによって上記の効果を検証した結果を説明する。
　複数のツイスト角についての最適セル厚は、実施形態１の液晶表示装置１００について算出した値（図９に示した値）を用いた。
　傾斜型位相差補償素子を構成する媒体（負の屈折率異方性を有する）は、上述したソフト（LCD MASTER 1D）のデータベースにおけるＺＬＩ４７９２の異常光屈折率ｎｅの値と常光屈折率ｎｏの値とを互いに入れ替えることによって得た。この媒体を、各パネルのセル厚の半分の厚さでハイブリッド配向させ、縦方向に５Ｖの電圧を印加することにより、傾斜型位相差補償素子をシミュレーションソフト上で実現させた。
　このようにして得た傾斜型位相差補償素子を液晶層の両側に備えたパネルに対し、正の一軸性の位相差補償素子を配置し、図１０および図１１を参照しながら説明したのと同様にして、黒表示状態の明るさが極小値となるリタデーション値（正の一軸性の位相差補償素子の黒補償リタデーション値）を算出した。算出された黒補償リタデーション値は、ツイスト角が０°、４５°、６０°および７５°の場合について、それぞれ２９ｎｍ、２４ｎｍ、１９ｎｍおよび１５ｎｍであった。算出された黒補償リタデーション値が、実施形態１で算出されたものよりも小さいのは、傾斜型位相差補償素子が、正の一軸性の位相差補償素子と同様の補償効果を有しているからである。
　図２２（ａ）、（ｂ）および図２３（ａ）、（ｂ）に、ツイスト角が０°、４５°、６０°および７５°の各パネルに、正の一軸性の位相差補償素子および傾斜型位相差補償素子を配置した場合のコントラスト比の視野角依存性（等コントラスト比曲線）を示す。正の一軸性の位相差補償素子のリタデーション値は、上述した値（黒補償リタデーション値）に設定されている。
　図２２（ａ）、（ｂ）および図２３（ａ）、（ｂ）と、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）および図１５（ｂ）（つまり黒補償なしの場合）との比較からわかるように、正の一軸性の位相差補償素子および傾斜型位相差補償素子を用いた黒補償によって、正面方向だけでなく斜め方向のコントラスト比も改善しており、ＴＮモードのパネルに傾斜型位相差補償素子を配置した場合（図１６（ｂ）参照）とほぼ同様の視野角特性が得られている。
　なお、ＴＮモードの液晶表示装置の黒表示状態における残留リタデーションを補償するための傾斜型位相差補償素子は、例えばワイドビュー（ＷＶ）フィルムとして知られている。ワイドビューフィルムは、ハイブリッド配向したディスコティック液晶化合物を用いた傾斜型位相差補償素子（例えば特開平８－５０２０６号公報に開示されている）である。本実施形態における第２位相差補償素子５２および５３は、ＴＮモード用の傾斜型位相差補償素子と同様の手法で製造することができる。ただし、ＴＮモード用の傾斜型位相差補償素子は、ＴＮモードの液晶層（ツイスト角は９０°）の残留リタデーションを補償するためのものであるのに対し、本実施形態における第２位相差補償素子５２および５３は、ＥＣＢモードの液晶層３０（ツイスト角θは９０°未満）の残留リタデーションを補償するためのものである。そのため、当然ながら、第２位相差補償素子５２および５３のリタデーションは、ＥＣＢモードの液晶層３０の残留リタデーションを補償（相殺）できるように設定される。第２位相差補償素子５２および５３のリタデーションの調整は、媒体５２ｍおよび５３ｍの物性値や配向状態を適宜変更することにより行うことができる。
　以上の検証結果からもわかるように、本実施形態の液晶表示装置２００では、液晶表示パネル１が正の一軸性の位相差補償素子である第１位相差補償素子５１と傾斜型位相差補償素子である第２位相差補償素子５２および５３とを有していることにより、黒表示状態における液晶層３０の残留リタデーションを正面方向についてだけでなく斜め方向についても補償（相殺）することができる。そのため、いっそう高い視野角特性が得られる。
　なお、図１９に示す例では、第２位相差補償素子５２および５３の一方５２が、液晶層３０の背面側（液晶層３０と第１偏光板４１との間）に設けられており、他方５３が液晶層３０の前面側（液晶層３０と第２偏光板４２との間）に設けられているが、第２位相差補償素子５２および５３の配置は、これに限定されるものではない。第２位相差補償素子５２および５３の両方を、液晶層３０の前面側（または背面側）に設けてもよく、その場合、第２位相差補償素子５２および５３は一体化されていてもよい。
　（実施形態３）
　図２４に、本実施形態における液晶表示装置３００を示す。図２４は、液晶表示装置３００を模式的に示す断面図である。
　本実施形態の液晶表示装置３００は、図２４に示すように、液晶表示パネル１が第１位相差補償素子５１を有していない点において、実施形態２の液晶表示装置２００と異なっている。
　黒表示状態における正面方向の残留リタデーションが十分に補償（相殺）されるように、第２位相差補償素子５２および５３のリタデーションを設定することにより、本実施形態の液晶表示装置３００のように第１位相差補償素子５１を省略しても、実施形態２の液晶表示装置２００と同等の視野角特性の改善効果が得られる。第２位相差補償素子５２および５３のリタデーションの調整は、第２位相差補償素子５２および５３を構成する媒体５２ｍおよび５３ｍの物性値や配向状態を適宜変更することにより行うことができる。
　（実施形態４）
　図２５および図２６に、本実施形態における液晶表示装置４００を示す。図２５は、液晶表示装置４００を模式的に示す断面図であり、図２６は、液晶表示装置４００を模式的に示す平面図である。
　本実施形態の液晶表示装置４００は、図２５および図２６に示すように、実施形態１の液晶表示装置１００とほぼ同じ構成を有する。ただし、実施形態１の液晶表示装置１００では、第１位相差補償素子５１の遅相軸５１ａが液晶層３０の遅相軸３０ａに直交しているのに対し、本実施形態の液晶表示装置４００では、図２６に示すように、第１位相差補償素子５１の遅相軸５１ａは、液晶層３０の遅相軸３０ａに直交する方向と０°を超える角度θ’をなす（つまり直交する方向からずれている）。
　第１位相差補償素子５１を上述したように配置した場合、第１位相差補償素子５１のリタデーションにｃｏｓθ’を乗じたものが、実効的なリタデーション値となる。そのため、所望のリタデーション値の第１位相差補償素子５１を用意することが難しい場合や、黒補償リタデーション値を微調整したい場合には、本実施形態の構成（つまり第１位相差補償素子５１の遅相軸５１ａが、液晶層３０の遅相軸３０ａに直交する方向と０°を超える角度θ’をなす構成）を採用することが有効である。
　なお、角度θ’に特に制限はないが、典型的には、角度θ’は４５°以下である。
　上述したように、本発明の実施形態によれば、シースルーディスプレイ用の液晶表示装置の応答特性および表示品位を向上させることができる。なお、本発明の実施形態による液晶表示装置の具体的な構成は、上記の実施形態１～４で例示したものに限定されない。
　図１などには、照明素子２としてエッジライト方式のバックライトが液晶表示パネル１の背面側に液晶表示パネル１に重なるように配置されている構成を例示したが、照明素子２はこの例に限定されるものではない。
　例えば、図２７に示す構成を採用してもよい。図２７に示す構成では、液晶表示装置１００の液晶表示パネル１および照明素子２は、箱型の透明なケース６０に取り付けられている。液晶表示パネル１および照明素子２が取り付けられたケース６０は、例えばショーケースとして用いられる。
　液晶表示パネル１は、ケース６０の複数の側面のうちのある側面６０ｓに取り付けられている。照明素子２は、ケース６０の上面６０ｔに取り付けられている。照明素子２は、既に説明したように、液晶表示パネル１に、赤色光、緑色光および青色光を含む複数の色光を切り替えて照射することができる。光の利用効率を高くする（照明素子２からの光をなるべく多く液晶表示パネル１に入射させる）観点からは、ケース６０の内側表面は、光拡散特性を有することが好ましい。
　また、電極構造も、図１などに例示したものに限定されない。例えば、図２８および図２９に示すような電極構造を採用してもよい。図２８に示す例は、下層電極（第２電極）１２がスリット１２ａを有している点において、図１に示した例と異なっている。下層電極がスリットを有する電極構造は、国際公開第２０１３／００１９８０号に開示されている。下層電極１２がスリット１２ａを有していることにより、国際公開第２０１３／００１９８０号に記載されているように、さらなる応答特性および光透過率の向上を図ることができる。
　図２９に示す例では、下層電極として第４電極１９が設けられており、この第４電極（下層電極）１４の上に、絶縁層１３を介して上層電極として第１電極１１および第２電極１２が設けられている。
　第１電極１１は、櫛歯状であり、複数のスリット１１ａおよび複数の枝状部１１ｂを有する。また、第２電極１２も、櫛歯状であり、複数のスリット１２ａおよび複数の枝状部１２ｂを有する。第１電極１１の枝状部１１ｂは、第２電極１２のスリット１２ａ内に位置し、第２電極１２の枝状部１２ｂは、第１電極１１のスリット１１ａ内に位置している。つまり、櫛歯状の第１電極１１および第２電極１２は、それぞれの枝状部１１ｂ、１２ｂが互いに噛合するように配置されている。
　図２９に示した例では、第１電極１１および第２電極１２によって横電界が生成され、第１電極１１、第２電極１２、第３電極１３および第４電極１４によって縦電界が生成される。つまり、横電界は、上層電極として設けられた一対の櫛歯状の電極（第１電極１１および第２電極１２）によって生成される。図２９に示したような電極構造を有する画素であっても、黒表示状態、白表示状態および透明表示状態を切り替えて呈することができる。
　なお、上記の説明では、フィールドシーケンシャル方式でカラー表示を行う場合について述べたが、本発明による実施形態の液晶表示装置は、必ずしもフィールドシーケンシャル方式でカラー表示を行うものでなくてもよい。液晶表示パネルがカラーフィルタを有するタイプの液晶表示装置であっても、画素が黒表示状態、白表示状態および透明表示状態を切り替えて呈し得ることにより、二重ぼけの発生を防止することができる。
　本発明の実施形態によると、応答特性および表示品位の両方に優れ、シースルーディスプレイとして好適に用いられる液晶表示装置が提供される。本発明の実施形態による液晶表示装置（シースルーディスプレイ）は、例えば、インフォメーションディスプレイ用やデジタルサイネイジ用の表示装置として用いられる。
　１　　液晶表示パネル
　２　　照明素子
　２ａ　　光源ユニット
　２ｂ　　導光板
　１０　　第１基板（背面基板）
　１０ａ　　透明基板
　１１　　第１電極（上層電極）
　１１ａ　　スリット
　１１ｂ　　枝状部
　１２　　第２電極（下層電極、上層電極）
　１２ａ　　スリット
　１２ｂ　　枝状部
　１３　　絶縁層
　１４　　第１水平配向膜
　１６Ａ　　第１ＴＦＴ
　１６Ｂ　　第２ＴＦＴ
　１７　　ゲートバスライン
　１８　　ソースバスライン
　１９　　第４電極（下層電極）
　２０　　第２基板（前面基板）
　２０ａ　　透明基板
　２１　　第３電極（対向電極）
　２４　　第２水平配向膜
　３０　　液晶層
　３０ａ　　液晶層の遅相軸
　３１　　液晶分子
　４１　　第１偏光板
　４１ａ　　第１偏光板の透過軸
　４２　　第２偏光板
　４２ａ　　第２偏光板の透過軸
　５１　　第１位相差補償素子（正の一軸性の位相差補償素子）
　５１ａ　　第１位相差補償素子の遅相軸
　５２、５３　　第２位相差補償素子（傾斜型位相差補償素子）
　５２ｍ、５３ｍ　　媒体
　５２ａ、５３ａ　　媒体の光学軸
　６０　　ケース
　１００、２００、３００、４００　　液晶表示装置

Claims (15)

  1. 　互いに対向する第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた液晶層と、前記液晶層の両側に設けられた一対の偏光板とを有する液晶表示パネルを備え、
    　マトリクス状に配列された複数の画素を有し、
    　ＥＣＢモードで表示を行う液晶表示装置であって、
    　前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに設けられた第１電極と、前記第１電極とともに前記液晶層に横電界を生成する第２電極とを有し、
    　前記第２基板は、前記第１電極および前記第２電極に対向するように設けられ、前記第１電極および前記第２電極とともに前記液晶層に縦電界を生成する第３電極を有し、
    　前記複数の画素のそれぞれは、
    　前記液晶層に縦電界が生成された状態で黒表示が行われる黒表示状態と、
    　前記液晶層に横電界が生成された状態で白表示が行われる白表示状態と、
    　前記液晶層に電圧が印加されていない状態で前記液晶表示パネルの背面側が透けて見える透明表示状態と、を切り替えて呈することができ、
    　前記液晶表示パネルは、前記一対の偏光板と前記液晶層との間に設けられた少なくとも１つの位相差補償素子をさらに有し、
    　前記少なくとも１つの位相差補償素子は、正の一軸性の位相差補償素子である第１位相差補償素子、および、傾斜型位相差補償素子である第２位相差補償素子の少なくとも一方を含む液晶表示装置。
  2. 　前記少なくとも１つの位相差補償素子は、前記第１位相差補償素子を含み、前記第２位相差補償素子を含まない請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 　前記少なくとも１つの位相差補償素子は、前記第２位相差補償素子を含み、前記第１位相差補償素子を含まない請求項１に記載の液晶表示装置。
  4. 　前記少なくとも１つの位相差補償素子は、前記第１位相差補償素子および前記第２位相差補償素子の両方を含む請求項１に記載の液晶表示装置。
  5. 　前記第１位相差補償素子の遅相軸は、前記液晶層の遅相軸に直交する請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
  6. 　前記第１位相差補償素子の遅相軸は、前記液晶層の遅相軸に直交する方向と０°を超える角度をなす請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
  7. 　前記第２位相差補償素子は、負の屈折率異方性を有する媒体であって、ハイブリッド配向した媒体を含む請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
  8. 　前記媒体は、ディスコティック液晶化合物である請求項７に記載の液晶表示装置。
  9. 　前記透明表示状態において、前記液晶層の液晶分子は、ホモジニアス配向、または、ツイスト角が９０°未満のツイスト配向をとる請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
  10. 　前記第１電極は、複数のスリットを有し、絶縁層を介して前記第２電極上に位置するように設けられている請求項１から９のいずれかに記載の液晶表示装置。
  11. 　前記第１基板は、前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極とともに前記液晶層に縦電界を生成する第４電極をさらに有し、
    　前記第１電極および前記第２電極は、絶縁層を介して前記第４電極上に位置するように設けられている請求項１から９のいずれかに記載の液晶表示装置。
  12. 　前記液晶層は、正の誘電異方性を有する液晶分子を含む請求項１から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
  13. 　前記液晶表示パネルに、赤色光、緑色光および青色光を含む複数の色光を切り替えて照射し得る照明素子をさらに備える請求項１から１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
  14. 　フィールドシーケンシャル方式でカラー表示を行う請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
  15. 　前記液晶表示パネルは、カラーフィルタを有していない請求項１から１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
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