JP2013238784A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】コントラストが高いポジ表示を行うことができるＶＡ型の液晶表示素子を提供する。
【解決手段】液晶層の両外側のうち少なくともいずれか一方に位相差板が配置され、位相差板は、配向処理がなされた方向とその位相差板の延伸軸とがほぼ直交する方向に配置され、配置された位相差板のリタデーションの合計が２００〜３２０ｎｍを満たし、液晶層の両外側に、互いの吸収軸がほぼ直交するように一対の偏光板が配置され、個々の偏光板は、配向処理がなされた方向と吸収軸方向とのなす角がほぼ４５°に配置され、位相差板が配置された場合には位相差板における液晶層の反対側に配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＶＡ（Vertical Alignment）型の液晶表示素子に関する。

液晶表示素子として、電圧が印加されないときの液晶層における液晶分子の配向（初期配向）が基板面に対して略垂直な垂直配向となる液晶表示素子がある。このような液晶表示素子をＶＡ（Vertical Alignment）型の液晶表示素子と呼ぶ。ＶＡ型の液晶表示素子では、誘電異方性が負である液晶が用いられる。そして、液晶層に電圧を印加することによって、液晶（液晶分子）の配向方向を基板面に平行な方向に変化させる。このようなＶＡ型の液晶表示素子の例が特許文献１に記載されている。ＴＮ（Twisted Nematic ）型の液晶表示素子やＳＴＮ（Super Twisted Nematic ）型の液晶表示素子と比較すると、ＶＡ型の液晶表示素子では応答性が高く、高コントラストの表示を実現することができる（特許文献２参照）。

電圧を印加していないときの液晶の配向が基板に対して完全に垂直である場合には、電圧を印加したときに液晶が傾く方向を規定することができない。その結果、液晶の配向が一様にならず表示品位が低下する。そのため、何らかの方法で、プレチルト角を付けるか、電圧印加時に液晶が傾く方向を規定する必要がある。プレチルト角を付ける方法または電圧印加時に液晶が傾く方向を規定する方法として、印加電圧による電界方向を基板面に対して斜めにする斜め電界法、電極等にリブ構造を設けるリブ法、酸化珪素（ＳｉＯ_２）を基板に斜めに蒸着する斜め蒸着法等がある。また、垂直配向性の配向膜にラビング処理を施すことによって液晶の配向方向を規定することもできる。

特開２００３−２０７７８２号公報（段落０００２−０００４） 特開２００６−１１３６２号公報（段落００１４）

通常、ＶＡ型の液晶表示素子は、電圧非印加時（すなわち、電源オフ時）には良好な遮光度と黒色表示が得られ、液晶に電圧を印加した時（すなわち、電源オン時）には、明るい白色表示が得られるネガ表示を行う。

一方、ＶＡ型の液晶表示素子は、電圧非印加時（電源オフ時）における遮光度が非常に良好なため、外光などを利用する半透過型や、反射型には不向きである。そのため、ＶＡ型の液晶表示素子を用いてコントラストが高いポジ表示を行うことは困難であった。

そこで、本発明は、コントラストが高いポジ表示を行うことができるＶＡ型の液晶表示素子を提供することを目的とする。

本発明による液晶表示素子は、第１の透明電極（例えば、第１の透明電極３）が配置された第１透明基板（例えば、第１透明基板１）と、第１の透明電極に対向する第２の透明電極（例えば、第２の透明電極４）が配置された第２透明基板（例えば、第２透明基板２）と、第１透明基板と第２透明基板との間に封止され、電圧が印加されていないときに垂直配向となる負の誘電異方性を有する液晶を含む液晶層（例えば、液晶層７）とを備え、液晶が所定のプレチルト角を有して垂直配向するように配向処理され、液晶層の両外側のうち少なくともいずれか一方に位相差板（例えば、第１位相差板５，第２位相差板６）が配置され、位相差板が、配向処理がなされた方向と位相差板の延伸軸とがほぼ直交する方向に配置され、配置された位相差板のリタデーションの合計が２００〜３２０ｎｍを満たし、液晶層の両外側に、互いの吸収軸がほぼ直交するように一対の偏光板が配置され、個々の偏光板が、配向処理がなされた方向と吸収軸方向とのなす角がほぼ４５°に配置され、位相差板が配置された場合には位相差板における液晶層の反対側に配置されることにより、液晶層に電圧を印加していない場合に白色表示され、液晶層に電圧を印加した場合に黒色表示されるポジ表示を行うことを特徴とする。

具体的には、液晶層の両外側に位相差板が配置されてもよい。この場合、位相差板のうち、一方の位相差板における液晶層の反対側に第一の偏光板が配置され、他方の位相差板における液晶層の反対側に第二の偏光板が配置され、第一の偏光板と第二の偏光板は、互いの吸収軸がほぼ直交するように配置される。

また、液晶層の両外側のうちいずれか一方に位相差板が配置されてもよい。この場合、位相差板における液晶層の反対側に第一の偏光板が配置され、位相差板が配置された側とは異なる液晶層の外側に第二の偏光板が配置され、第一の偏光板と第二の偏光板は、互いの吸収軸がほぼ直交するように配置される。

また、各位相差板の面内方向の屈折率ｎ_ｘ、ｎ_ｙ（ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ）、および、厚み方向の屈折率をｎ_ｚとしたとき、１．４≦（ｎ_ｘ−ｎ_ｚ）／（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）≦２．４を満たすことが好ましい。

本発明によれば、コントラストが高いポジ表示を行うことができる。

本発明の液晶表示素子の構成例を示す模式的断面図。 液晶表示素子における偏光板および位相差板の軸配置の例を示す説明図。 位相差板の屈折率を示す説明図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の液晶表示素子の構成例を示す模式的断面図である。本発明の液晶表示素子はＶＡ型である。液晶表示素子は、第１透明基板１および第２透明基板２を含み、第１透明基板１と第２透明基板２との間に液晶層７が封止される。

以下、第１透明基板１および第２透明基板２を単に透明基板１，２と記す場合がある。なお、透明基板１，２間に液晶層７を封止するために用いられる周辺シール材の図示は省略している。

第１透明基板１には、第１の透明電極３が配置される。また、第２透明基板２には、第１の透明電極３に対向するように第２の透明電極４が配置される。本実施形態では、ＶＡ型の液晶表示素子を用いてセグメント表示が行われる場合を例に説明する。

具体的には、１つ以上の第１の透明電極３（セグメント電極）が表示パターンの形状に合わせて設けられ、第２の透明電極４（コモン電極）が、少なくとも表示パターンに対向する領域に配置される。なお、第１の透明電極３をコモン電極とし、第２の透明電極４をセグメント電極としてもよい。

ただし、ＶＡ型の液晶表示素子を用いて行う表示内容は、セグメント表示に限定されない。ＶＡ型の液晶表示素子を用いてフルドット表示を行ってもよい。この場合、第１の透明電極３として複数の列電極が配置され、第２の透明電極４として列電極に直交する複数の行電極が配置される。なお、第１の透明電極３として複数の行電極が配置され、第２の透明電極４として行電極に直交する複数の列電極が配置されるようにしてもよい。

透明基板１，２は、例えば、ガラス基板である。また、第１の透明電極３および第２の透明電極４は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）によって形成される。

液晶層７の液晶は、電圧が印加されていないときに垂直配向となる負の誘電異方性を有し、所定のプレチルト角を有して垂直配向するように配向処理される。液晶の配向状態は、垂直配向性の配向膜に対して、例えば、ラビング処理をすることによっても規定できる。この場合、液晶はラビング処理方向に傾く。すなわち、この方向は、電界が印加されたときに液晶が傾く方向になる。

例えば、第１透明基板１の液晶層側の面に成膜した配向膜に、液晶表示素子の長辺方向に対して垂直方向にラビング処理を施すことで配向処理を行い、第２透明基板２の液晶層側の面に成膜した配向膜に対して、上述する垂直方向と反対方向にラビング処理を施すことで配向処理を行ってもよい。

このようにすることで、液晶層７の液晶分子は、電圧が印加されていないときに垂直配向となり、電圧が印加されると、第１透明基板１および第２透明基板２に対して水平に配向する。

なお、液晶の配向状態を規定する方法は、ラビング処理に限定されない。印加電圧による電界方向を基板面に対して斜めにする斜め電界法、電極等にリブ構造を設けるリブ法、酸化珪素（ＳｉＯ_２）を基板に斜めに蒸着する斜め蒸着法等によっても、液晶の配向方向を規定できる。

液晶のプレチルト角は８５°〜８９．８°が好ましい。液晶のプレチルト角が８５°より小さい場合、電圧無印加時やオフ時の明るさが暗くなりコントラスト比が低下してしまうからである。また、液晶のプレチルト角が８９．８°より大きい場合、特に９０°になると、電圧が印加されたときに液晶分子の傾く方向がバラバラとなり、配向乱れやドメインを生じ、表示品位が低下するからである。

第１透明基板１には、液晶層７と反対側の面に第１位相差板５が設けられる。また、第２透明基板２にも、液晶層７と反対側の面に第２位相差板６が設けられる。

なお、本実施形態では、液晶表示素子が第１位相差板５と第２位相差板６の２つの位相差板を設けている場合について説明するが、液晶表示素子には、第１位相差板５と第２位相差板６のいずれか一方の位相差板が設けられていればよい。すなわち、液晶層７のいずれか一方の外側、または、液晶層７の両外側に位相差板が配置される。

液晶表示素子に第１位相差板５および第２位相差板６の両方が設けられている場合、各位相差板（第１位相差板５および第２位相差板６）は、液晶層７の液晶が垂直配向するように配向処理がなされた方向と、位相差板自身の延伸軸とがほぼ直交する方向に配置される。このように配置することで、液晶に電圧を印加した際、透過率が低い黒色表示が得られる。

なお、液晶表示素子に第１位相差板５と第２位相差板６のいずれか一方の位相差板が設けられる場合（すなわち、位相差板が１枚の場合）、その１枚の位相差板に関して、液晶層７の液晶が垂直配向するように配向処理がなされた方向と、位相差板自身の延伸軸とがほぼ直交する方向に配置されればよい。

さらに、第１位相差板５における第１透明基板１と反対側の面に第１偏光板８が設けられる。また、第２位相差板６における第２透明基板２と反対側の面に第２偏光板９が設けられる。偏光板８，９は、互いの吸収軸がほぼ直交するように配置され、かつ、配向処理がなされた方向と吸収軸方向とのなす角がほぼ４５°方向に配置される。

換言すれば、偏光板８，９は、互いの偏光軸がほぼ直交するように配置され、かつ、配向処理がなされた方向と偏光軸方向とのなす角がほぼ４５°方向に配置される。

なお、上述するように、液晶表示素子には、第１位相差板５と第２位相差板６のいずれか一方の位相差板が設けられていればよい。そのため、一対の偏光板８，９は、第１の位相差板５または第２の位相差板６における液晶層７の反対側に、互いの吸収軸がほぼ直交する方向に配置される。

例えば、液晶表示素子に第１位相差板５が設けられている場合、偏光板８は、第１位相差板５における液晶層７の反対側に配置される。また、偏光板９は、第１位相差板５が配置された側とは異なる液晶層７の外側（具体的には、第２透明基板２の外側）に配置される。そして、偏光板８と偏光板９は、互いの吸収軸がほぼ直交する方向に配置される。

一方、液晶表示素子に第２位相差板６が設けられている場合、偏光板９は、第２位相差板６における液晶層７の反対側に配置される。また、偏光板８は、第２位相差板６が配置された側とは異なる液晶層７の外側（具体的には、第１透明基板１の外側）に配置される。そして、偏光板８と偏光板９は、互いの吸収軸がほぼ直交する方向に配置される。

以下、第１偏光板８側の面の方向から画像を観察する場合を例に説明する。この場合、図１に例示するように、第２偏光板９側にバックライト１１が配置され、第２偏光板９とバックライト１１との間に半透過反射板１０が配置される。ただし、第１偏光板８側に半透過反射板１０およびバックライト１１を設け、第２偏光板９側の面から画像を観察する構成であってもよい。

図２は、液晶表示素子における偏光板および位相差板の軸配置の例を示す説明図である。図２に示す例は、液晶表示素子を第１偏光板８側の正面方向から観察したものである。また、図２に例示する液晶表示素子は、第１位相差板５および第２位相差板６の両方設けられている。また、第１透明基板１と第２透明基板２と、これらの透明基板に挟まれた部分をまとめて、液晶表示パネル１２と記すこともある。

図１に例示する液晶表示素子を第１偏光板８側の正面方向から観察した場合、液晶表示パネル１２には、第１透明基板１の液晶層側の面に成膜した配向膜に下方向（図２における矢印Ｏ２）の配向処理がなされ、第２透明基板２の液晶層側の面に成膜した配向膜に上方向（図２における矢印Ｏ１）の配向処理がなされている。すなわち、図２では、液晶表示パネル１２において、視認側の面には下方向の配向処理がなされ、反視認側の面には、視認側の面の配向処理方向と１８０°異なる上方向の配向処理がなされていることを示している。

また、図２に示す例では、第１位相差板５および第２位相差板６は、液晶表示パネル１２において配向処理がなされた方向（図２における矢印Ｏ３）と各位相差板の延伸軸Ａ１，Ａ２とが直交する方向に配置されていることを示している。

さらに、図２に示す例では、第１位相差板５および第２位相差板６における液晶表示パネル１２（液晶層７）の反対側に、吸収軸Ａ３と吸収軸Ａ４が直交するように一対の偏光板８，９が配置されていることを示している。さらに、図２に示す例では、各偏光板は、配向処理がなされた方向（図２における矢印Ｏ３）と吸収軸方向とのなす角が４５°に配置されることを示している。

図２のように配置することで、液晶表示素子では、液晶層７に電圧を印加していない場合に白色表示され、液晶層７に電圧を印加した場合に黒色表示されるポジ表示が行われる。

なお、上述するように、液晶表示素子は、第１位相差板５と第２位相差板６のいずれか一方を備えていればよい。この場合、図２に例示する液晶表示素子において、第１位相差板５または第２位相差板６のいずれか一方が含まれていればよい。この場合の各偏光板および位相差板の軸の方向は、図２に例示する方向と同様である。この場合にも、液晶表示素子がポジ表示を行うことが可能になる。

また、図２に示す例では、各偏光板の吸収軸の方向と液晶表示パネル１２において配向処理が行われた方向との関係を示したが、各偏光板の偏光軸の方向と液晶表示パネル１２において配向処理が行われた方向との間にも、同様の関係が成立する。

第１位相差板５と第２位相差板６のリタデーションΔｎｆ・ｄｆの合計は、１／２波長板と同程度の値になることが好ましい。具体的には、リタデーションΔｎｆ・ｄｆの合計は、２００〜３２０ｎｍを満たすことが好ましい。特に、リタデーションΔｎｆ・ｄｆの合計が、２２０〜３００ｎｍを満たすことがより好ましい。リタデーションΔｎｆ・ｄｆが２００ｎｍ未満である場合、電圧非印加時（電源オフ時）の透過率が低下するからである。一方、リタデーションΔｎｆ・ｄｆが３２０ｎｍよりも大きい場合、電圧非印加時（電源オフ時）の背景色が、黄色からオレンジ色方向に着色しやすく、特に、正面方向から左右方向に傾けて視認すると、さらに着色しやすくなるからである。

なお、液晶表示素子に第１位相差板５または第２位相差板６のいずれか一方のみ設けられている場合、リタデーションΔｎｆ・ｄｆの合計とは、その一方のみ設けられた位相差板のリタデーションΔｎｆ・ｄｆに相当する。

図３は、位相差板の屈折率を示す説明図である。図３の例に示すように、各位相差板の面内の直交する２方向ｘ、ｙにおける屈折率をそれぞれｎ_ｘ、ｎ_ｙ（ただし、ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ）とし、厚み方向（ｄ方向）の屈折率をｎ_ｚとした場合、ｎ_ｘ、ｎ_ｙおよびｎ_ｚを用いて算出される値Ｎｚが、以下に示す式１の関係を満たすことが好ましい。なお、ｎ_ｘ方向が、位相差板の延伸軸方向と同じになる。また、位相差板のリタデーションは、Δｎｆ・ｄｆ＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）・ｄの関係を満たす。

Ｎｚ＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｚ）／（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）＝１．４〜２．４ （式１）

特に、Ｎｚが１．４〜２．０の範囲内に設定されることが好ましい。Ｎｚが１．４〜２．４になるようにｎ_ｘ、ｎ_ｙおよびｎ_ｚが設定されることで、電圧非印加時（電源オフ時）の背景色や、左右方向から見た背景色の着色を低減できるため、良好な白色表示を得ることができる。

液晶表示素子に位相差板が２枚設けられている場合、各位相差板についてのＮｚは、同一であってもよく、異なっていてもよい。

また、式１に示す関係は、液晶層のリタデーションΔｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣが大きいときに効果的である。液晶層のリタデーションΔｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣを大きくすると、電圧に対する透過率特性の急峻性が良好になるため、高デューティ化することができ、より多くの情報を表示することが可能になる。具体的には、液晶層のリタデーションΔｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣが大きいときとはΔｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣ≧４８０ｎｍのときであり、高デューティ化とは１／８デューティを超える駆動のことである。

以上のような構成により、液晶層７に電圧を印加していない場合に白色表示され、液晶層７に電圧を印加した場合に黒色表示されるポジ表示が得られる。すなわち、ＶＡ型の液晶表示素子において、バックライトが無くても外光等を有効利用し、電圧非印加時（電源オフ時）には明るい白色表示が得られ、電圧印加時（電源オン時）には、黒色表示が得られるポジ表示（ノーマリーホワイト）を行うことができる。

具体的には、本実施形態の液晶表示素子は、液晶層７のいずれか一方、あるいは両外側に、配向処理がされた方向と位相差板の延伸軸とがほぼ直交する方向に位相差板が配置されることにより、電圧を印加した場合（電源オン時）に、透過率が低い黒色表示が得られる。

また、位相差板のリタデーションΔｎｆ・ｄｆの合計が、２００〜３２０ｎｍに設定されることで、良好な白色表示が得られる。

また、各位相差板について、上記の式１の関係を満たすようにｎ_ｘ、ｎ_ｙおよびｎ_ｚが設定されることで、良好な白色表示が得られる。式１に示す関係は、液晶層７のリタデーションΔｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣが大きいときに効果的である。液晶層７のリタデーションΔｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣを大きくできると、電圧に対する透過率特性の急峻性が良好になるため、高デューティ化することができ、より多くの情報を表示することが可能になる。

また、ＴＮ型の液晶表示素子に比べて電圧に対する透過率特性の急峻性が良好になるため、高デューティ化することでき、より多くの情報を表示することが可能になる。

第１の実施例は、上記実施形態の液晶表示素子を実現した例である。

第１の実施例では、セグメント表示を行うため、透明基板１，２に所定のセグメント電極およびコモン電極をパターニングした。

次に、第１透明基板１および第２透明基板２の液晶層側の面に、垂直性の配向膜を成膜し、一方向にアンチパラレル（反平行）ラビング処理を施して、プレチルト角を８９．６°、リタデーションΔｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣを４００ｎｍにした。また、液晶材料として、誘電異方性（Δε）が−５．６のものを用い、第１透明基板および第２透明基板の間に液晶層７（図１参照）を封止した。

第１偏光板８として、日東電工株式会社製のＳＷＱ１４２３ＣＵＡＧ３０Ｇを用い、第２偏光板９として、日東電工株式会社製のＳＷＱ１４２３ＣＵを用いた。また、リタデーションΔｎ_Ｆ・ｄ_Ｆ＝１３５ｎｍ、Ｎｚ＝１．０を満たす日本ゼオン株式会社製の位相差板を用いた。本実施例では、位相差板は、液晶層７の両外側に配置される。したがって、液晶層７の両外側に配置されるリタデーションΔｎｆ・ｄｆの合計は２７０ｎｍである。

液晶表示素子の長辺方向を基準軸として、観察者方向から見たときの基準軸から第１偏光板８（図１参照）の吸収軸までの反時計回りの角度をθ１とした場合、θ１＝４５゜になるように第１偏光板８を配置した。また、基準軸から第２偏光板９（図１参照）の吸収軸までの反時計回りの角度をθ２とした場合、θ２＝１３５゜になるように第２偏光板９を配置した。なお、本実施例では、第１偏光板８と第２偏光板９の吸収軸が直交するように配置したが、第１偏光板８と第２偏光板９の偏光軸が直交するように配置してもよい。

また、液晶表示素子の長辺方向を基準軸として、観察者方向から見たときの基準軸から第１位相差板５（図１参照）の延伸軸までの反時計回りの角度をθ３とした場合、θ３＝０゜になるように第１位相差板５を配置した。また、基準軸から第２位相差板６（図１参照）の延伸軸までの反時計回りの角度をθ４とした場合、θ４＝０゜になるように第２位相差板６を配置した。

さらに、半透過反射板１０（図１参照）として、株式会社ツジデン製のＬＴＯ−ＦＷ１を配置した。

以上のように作製した液晶表示素子を、デューティ比１／４駆動したところ、良好な視認性が得られた。すなわち、電圧非印加時や電源オフ時には良好な白色表示が得られ、電源をオンとして液晶に電圧を印加した場合には、黒色表示が得られた。また、後述する比較例の場合と比較すると、電源オン時の透過率が低いため、コントラストが高い表示品位が得られた。

第２の実施例も、上記実施形態の液晶表示素子を実現した例である。ただし、第２の実施例は、液晶層７の一方の外側にのみ位相差板を配置した例である。すなわち、第２の実施例は、第１の実施例と比較して、第２の位相差板６を設けていない点において第１の実施例と異なる。

第２の実施例では、第１の実施例と同様、セグメント表示を行うため、透明基板１，２に所定のセグメント電極およびコモン電極をパターニングした。

透明基板１，２に成膜する配向膜、配向膜の配向処理方法および液晶層７に封止される液晶材料は、第１の実施例と同様である。また、第１偏光板８および第２偏光板９に用いられた素材および配置方法も、第１の実施例と同様である。また、配置される半透過反射板１０（図１参照）の材料も、第１の実施例と同様である。

一方、本実施例では、リタデーションΔｎ_Ｆ・ｄ_Ｆ＝２７０ｎｍ、Ｎｚ＝１．０を満たす日本ゼオン株式会社製の位相差板を用いた。本実施例では、第１位相差板のみ、液晶層７の外側のうち第１偏光板８側（すなわち、第１の透明基板１と第１偏光板８の間）に配置される。したがって、液晶層７の一方の外側に配置されるリタデーションΔｎｆ・ｄｆの合計は２７０ｎｍになる。

液晶表示素子の長辺方向を基準軸として、観察者方向から見たときの基準軸から第１位相差板５（図１参照）の延伸軸までの反時計回りの角度をθ３とした場合、θ３＝０゜になるように第１位相差板５を配置した。

以上のように作製した液晶表示素子を、デューティ比１／４駆動したところ、良好な視認性が得られた。すなわち、電圧非印加時や電源オフ時には良好な白色表示が得られ、電源をオンとして液晶に電圧を印加した場合には、黒色表示が得られた。また、後述する比較例の場合と比較すると、電源オン時の透過率が低いため、コントラストが高い表示品位が得られた。

第３の実施例では、フルドット表示を行うため、透明基板１，２に、縦方向に伸びる短冊状の複数の列電極と、これに交差する短冊状の複数の行電極をそれぞれパターニングした。具体的には、各列電極および各行電極は、それぞれ線幅３５０μｍ、線間１０μｍとした。

次に、第１透明基板１および第２透明基板２の液晶層側の面に、垂直性の配向膜を成膜し、一方向にアンチパラレル（反平行）ラビング処理を施して、プレチルト角を８９．６°、リタデーションΔｎ_ＬＣ・ｄ_ＬＣを５９０ｎｍにした。また、液晶材料として、誘電異方性（Δε）が−２．７のものを用い、第１透明基板および第２透明基板の間に液晶層７（図１参照）を封止した。

また、リタデーションΔｎ_Ｆ・ｄ_Ｆ＝１４０ｎｍ、Ｎｚ＝１．５５を満たす日本ゼオン株式会社製の位相差板を用いた。本実施例では、位相差板は、液晶層７の両外側に配置される。したがって、液晶層７の両外側に配置されるリタデーションΔｎｆ・ｄｆの合計は２８０ｎｍである。

なお、第１偏光板８および第２偏光板９に用いられた素材および配置方法は、第１の実施例と同様である。また、第１位相差板５（図１参照）および第２位相差板６（図１参照）の配置方法も、第１の実施例と同様である。また、配置される半透過反射板１０（図１参照）の材料も、第１の実施例と同様である。

以上のように作製した液晶表示素子を、デューティ比１／１６駆動したところ、良好な視認性が得られた。すなわち、電圧非印加時や電源オフ時には良好な白色表示が得られ、電源をオンとして液晶に電圧を印加した場合には、黒色表示が得られた。本実施例の構成でも電源オン時の透過率が低いため、コントラストが高い表示品位が得られた。

［比較例］
比較例では、液晶表示素子に位相差板を設けない構成としている。具体的には、比較例は、第１位相差板５及び第２の位相差板６を設けていない点において第１の実施例と異なる。それ以外については、第１の実施例と同様である。

すなわち、各透明基板１，２に電極をパターニングする方法、透明基板１，２に成膜する配向膜、配向膜の配向処理方法および液晶層７に封止される液晶材料は、第１の実施例と同様である。また、第１偏光板８および第２偏光板９に用いられた素材、配置される半透過反射板１０（図１参照）の材料も、第１の実施例と同様である。

一方、第１偏光板８および第２偏光板９の配置方法が、第１の実施例と異なる。具体的には、液晶表示素子の長辺方向を基準軸として、観察者方向から見たときの基準軸から第１偏光板８（図１参照）の吸収軸までの反時計回りの角度をθ１とした場合、θ１＝４５゜になるように第１偏光板８を配置した。また、基準軸から第２偏光板９（図１参照）の吸収軸までの反時計回りの角度をθ２とした場合、θ２＝４５゜になるように第２偏光板９を配置した。なお、本実施例では、第１偏光板８と第２偏光板９の吸収軸が平行になるように配置したが、第１偏光板８と第２偏光板９の偏光軸が平行になるように配置してもよい。

以上のように作製した液晶表示素子を、デューティ比１／４駆動したところ、良好な視認性が得られた。すなわち、電圧非印加時や電源オフ時には良好な白色表示が得られた。しかし、電源をオンとして液晶に電圧を印加した場合には、黒色表示と比べて少し透過率が高い褐色〜青紫色表示になり、コントラストが低くなる結果が得られた。

この結果から、上記実施例に示すように、液晶層７のいずれか一方、あるいは両外側に、配向処理がされた方向と位相差板の延伸軸とがほぼ直交する方向に位相差板を配置することにより、電圧を印加した場合（電源オン時）に、透過率が低い黒色表示が得られる。

本発明は、ＶＡ型の液晶表示素子に好適に適用可能である。

１ 第１透明基板
２ 第２透明基板
３ 第１の透明電極
４ 第２の透明電極
５ 第１位相差板
６ 第２位相差板
７ 液晶層
８ 第１偏光板
９ 第２偏光板
１０ 半透過反射板
１１ バックライト

Claims (4)

1. 第１の透明電極が配置された第１透明基板と、
   前記第１の透明電極に対向する第２の透明電極が配置された第２透明基板と、
   前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に封止され、電圧が印加されていないときに垂直配向となる負の誘電異方性を有する液晶を含む液晶層とを備え、
   前記液晶が所定のプレチルト角を有して垂直配向するように配向処理され、
   前記液晶層の両外側のうち少なくともいずれか一方に位相差板が配置され、
   前記位相差板は、前記配向処理がなされた方向と当該位相差板の延伸軸とがほぼ直交する方向に配置され、配置された前記位相差板のリタデーションの合計が２００〜３２０ｎｍを満たし、
   前記液晶層の両外側に、互いの吸収軸がほぼ直交するように一対の偏光板が配置され、
   個々の偏光板は、前記配向処理がなされた方向と吸収軸方向とのなす角がほぼ４５°に配置され、前記位相差板が配置された場合には当該位相差板における当該液晶層の反対側に配置されることにより、
   前記液晶層に電圧を印加していない場合に白色表示され、前記液晶層に電圧を印加した場合に黒色表示されるポジ表示を行う
   ことを特徴とする液晶表示素子。
2. 液晶層の両外側に位相差板が配置され、
   前記位相差板のうち、一方の位相差板における液晶層の反対側に第一の偏光板が配置され、他方の位相差板における液晶層の反対側に第二の偏光板が配置され、
   前記第一の偏光板と前記第二の偏光板は、互いの吸収軸がほぼ直交するように配置される
   請求項１記載の液晶表示素子。
3. 液晶層の両外側のうちいずれか一方に位相差板が配置され、
   前記位相差板における液晶層の反対側に第一の偏光板が配置され、
   前記位相差板が配置された側とは異なる液晶層の外側に第二の偏光板が配置され、
   前記第一の偏光板と前記第二の偏光板は、互いの吸収軸がほぼ直交するように配置される
   請求項１記載の液晶表示素子。
4. 各位相差板の面内方向の屈折率ｎ_ｘ、ｎ_ｙ（ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ）、および、厚み方向の屈折率をｎ_ｚとしたとき、
   １．４≦（ｎ_ｘ−ｎ_ｚ）／（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）≦２．４
   を満たす
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の液晶表示素子。

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