CN1211746A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示装置,可以消除反转现象及与视角对应的相位差,能有效地改善反视角方向的色调反转,因而能显示高质量的图象。本发明的液晶显示装置,在液晶显示元件1与一对偏振片4、5之间至少设置一个光学相位差片2、3,以不同比率分割液晶层8并分别按不同方向定向,同时将预倾斜角设定为在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不发生反视角方向的色调反转的范围。

Description

液晶显示装置
本发明涉及液晶显示装置，尤其是通过将光学相位差片与液晶显示元件组合而改善显示画面的视角依赖性的液晶显示装置。
以往，采用向列型液晶显示元件的液晶显示装置，广泛应用于钟表和台式电子计算器等数字段式显示装置，但最近以来，也应用于文字处理器、笔记本式个人计算机、车用液晶电视等。
液晶显示元件，一般具有透光性基板，在该基板上形成用于接通、断开象素的电极线等。例如，在有源矩阵型液晶显示装置中，在上述基板上与上述电极线一起形成薄膜晶体管等有源元件，用作选择和驱动对液晶施加电压的象素电极的开关装置。另外，在进行彩色显示的液晶显示装置中，在基板上设有红色、绿色、蓝色等滤色层。
作为在如上所述的液晶显示元件中采用的液晶显示方式，应根据液晶的扭转角适当选择不同的方式。例如，有源驱动型扭转向列液晶显示方式(以下，称TN方式)、及多路驱动型超扭转向列液晶显示方式(以下，称STN方式)，是众所周知的方式。
TN方式，通过将向列液晶分子定向为扭转90°的状态并沿着该扭转方向对光进行导向而进行显示。STN方式，利用这样一种特性，即通过将向列液晶分子的扭转角扩大到90°以上从而使液晶施加电压阈值附近的透射率急剧变化。
STN方式，由于利用液晶的双折射效应，所以在显示画面的背景上将会因色干涉而附加特有的颜色。为了消除这种不正常的情况并以STN方式进行黑白显示，采用光学补偿片被认为是有效的。作为采用光学补偿片的显示方式，大致可区分为双超扭转向列型相位补偿方式(以下，称DSTN方式)、及配置具有光学各向异性的薄膜的薄膜型相位补偿方式(以下，称薄膜附加型方式)。
DSTN方式，采用具有显示用液晶单元及以与该显示用液晶单元反向的扭转角扭转定向的液晶单元的2层型结构。薄膜附加型方式，采用配置具有光学各向异性的薄膜的结构。从重量轻和低成本的观点考虑，薄膜附加方式被认为是前景最好的方式。由于采用上述相位补偿方式可以改善黑白显示特性，所以已经实现了通过在STN方式的显示装置中设置滤色层从而能进行彩色显示的彩色STN液晶显示装置。
另一方面，TN方式，大致可区分为正常黑色方式及正常白色方式。正常黑色方式，将一对偏振片配置成使其偏振方向相互平行，并在不对液晶层施加接通电压的状态(断开状态)下显示黑色。正常白色方式，将一对偏振片配置成使其偏振方向相互正交，并在断开状态下显示白色。从显示对比度、彩色再现性、显示的视角依赖性等观点考虑，正常白色方式是前景最好的方式。
可是，在上述TN液晶显示装置中，在液晶分子内存在着折射率各向异性Δn，而且，液晶分子相对于上下基板倾斜定向，所以，显示图象的对比度将随着观看者的观看方向和角度而变化，因而存在着视角依赖性大的问题。
图12是表示TN液晶显示元件31的断面结构的示意图。图中的状态表示施加中间色调显示的电压而使液晶分子32稍稍向上倾起的情况。在该TN液晶显示元件31中，沿着一对基板33、34的表面的法线方向通过的直线偏振光35、及相对于法线方向以一定倾斜度通过的直线偏振光36、37，与液晶分子32相交的角度各不相同。由于在液晶分子内存在着折射率各向异性Δn，所以，当各方向的直线偏振光35、36、37通过液晶分子32时，将产生正常光和异常光，并随着二者间产生的相位差而变成椭圆偏振光，这就构成了产生视角依赖性的原因。
另外，在实际的液晶层内部，液晶分子32在基板33和基板34的中间部附近及靠近基板33或基板34的部位具有不同的倾斜角，并且，液晶分子32处于以法线方向为轴扭转90°的状态。
由于上述原因，通过液晶层的直线偏振光35、36、37，因其方向和角度而受到各种双折射效应的作用，因而显示出复杂的视角依赖性。
关于上述视角依赖性，具体地说，就是当使视角从显示画面的法线方向向显示屏面的下方即正视角方向倾斜时，如超过一定角度，则将发生显示图象着色的现象(以下，称「着色现象」)、及黑白反转的现象(以下，称「反转现象」)。而当使视角向显示画面的上方即反视角方向倾斜时，对比度急剧降低。
另外，在上述液晶显示装置中，随着显示画面的增大，还存在着视野角变窄的问题。如果在近距离从正面方向观看大的液晶显示画面，则因视角依赖性的影响有时在显示画面的上部和下部显示的颜色不同。其原因是，能看到整个显示画面的预计角度的加大相当于从更斜的方向观看显示画面。
为改善上述的视角依赖性，已提出了在液晶显示元件与一侧的偏振片之间插入作为具有光学各向异性的光学元件的光学相位差片(相位差薄膜)的方案(例如，可参照特开昭55-600号公报、特开昭56-97318号公报等)。
这种方法，使因通过具有折射率各向异性的液晶分子而从直线偏振光变换成椭圆偏振光的光通过配置在具有折射率各向异性的液晶层的一侧或两侧的光学相位差板，从而可以对在视角内产生的正常光和异常光的相位差变化进行补偿并重新变换成直线偏振光，因而可以改善视角依赖性。
作为这种光学相位差片，是使折射率椭圆体的一个主折射率方向与光学相位差片的表面法线方向平行，例如，特开平-313159号公报所公开的就是这种形式。但是，采用这种光学相位差片，在对正视角方向的反转现象的改善上仍是有限的。
因此，在特开平6-75116号公报中，作为光学相位差片，提出采用使折射率椭圆体的主折射率方向相对于光学相位差片的表面法线方向倾斜的方法。在该方法中，作为光学相位差片，采用以下两种形式。
其中一种，是使折射率椭圆体的3个主折射率中的最小主折射率的方向与其表面平行，且使其余2个主折射率之一的方向相对于光学相位差片的表面倾斜θ角度，使另一个的方向相对于光学相位差片的表面法线方向也倾斜同样的θ角度，并使该θ的值满足20°≤θ≤70°。
另一种，是使折射率椭圆体的3个主折射率na、nb、nc具有na=nc＞nb这样的关系，并使与表面法线方向平行的主折射率nb的方向及表面内的主折射率nc或na的方向以表面内的主折射率na或nc的方向为轴顺时针或反时针倾斜，从而使折射率椭圆体倾斜。
在上述两种光学相位差片中，前者可分别采用单轴的和双轴的光学相位差片。而后者不仅可以只采用一个光学相位差片，而且可以采用将两个该光学相位差片组合并将各自的主折射率nb的倾斜方向设定为彼此成90°的角度。
在通过将至少一个上述折射率椭圆体倾斜的光学相位差片插入液晶显示元件与偏振片之间而构成的液晶显示装置中，与采用折射率椭圆体的主折射方向相对于表面法线方向不倾斜的光学相位差片的情况相比，可以使显示图象的因受视角影响而产生的对比度变化、着色现象、及反转现象得到改善。
另外，为消除反转现象也提出了种种方案，例如在特开昭57-186735号公报中，公开了所谓的象素分割法，就是将各显示图形(象素)分割为多个部分，并进行定向控制，使分割后的各部分具有独立的视角特性。按照这种方法，由于在各分割部分中液晶分子按彼此不同的方向向上倾斜，因此可以消除使视角向上下方向倾斜时的视角依赖性。
另外，在特开平6-118406号公报和特开平6-194645号公报中，公开了一种将光学相位差片与上述象素分割法组合的技术。
在特开平6-118406号公报中公开的液晶显示装置，通过在液晶板与偏振片之间插入光学各向异性薄膜(光学相位差片)，可以达到提高对比度等的目的。在特开平6-194645号公报中公开的补偿片(光学相位差片)，在与补偿片表面平行方向的面内几乎没有折射率各向异性，而且，将与补偿片表面垂直方向的折射率设定得小于表面内的折射率，从而具有负的折射率。因此，当施加电压时，可以补偿在液晶显示元件内产生的正折射率，因而能减小视角依赖性。
可是，在当前进一步需要宽视野角、高显示质量的液晶显示装置的情况下，要求进一步改善视角依赖性，因而仅采用上述特开平6-75116号公报所公开的折射率椭圆体倾斜的光学相位差片就未必能说是很充分的了，仍有着改善的余地。
另外，在用于消除反转现象的上述象素分割法中，的确能够消除使视角向上下方向倾斜时的反转现象，但这时也存在着这样一些缺点，即引起对比度的降低、所显示的黑色带有白色而好象是灰色、且当使视角向左右方向倾斜时将会产生视角依赖性。
另外，将光学相位差片与上述象素分割法结合的技术，当视角倾斜时，在倾斜45°的方向上将发生着色现象。而且，由于采用的是象素分割比率相同(按相等的体积分割象素)的液晶显示元件，所以，当使视角向上下方向倾斜时在抑制对比度的降低上存在着限制。其原因如下。
在如上所述的象素分割法中，由于象素的分割比率相同，所以使TN液晶显示元件的正视角方向(从与画面垂直的方向起显示对比度提高的方向)与反视角方向(从与画面垂直的方向起显示对比度降低的方向)的视角特性平均化。可是，由于实际的正视角方向的视角特性与反视角方向的视角特性相反，所以，即使将光学相位差片与上述象素分割法结合，也很难均匀地抑制上下方向的对比度降低。尤其是，当使视角向正视角方向倾斜时，存在着发生反转现象、或显示图象容易变黑而看不清的倾向。
本发明是鉴于上述课题而开发的，其目的在于，除了如上所述的折射率椭圆体倾斜的光学相位差片的补偿效果外，进一步改善视角依赖性，尤其是，抑制使视角向上下方向倾斜时产生的反转现象，同时基本上均匀地抑制此时的对比度降低及显示图象看上去变白的倾向，而且，有效地改善在施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下的反视角方向的色调反转。
为解决上述课题，本发明的第1结构的液晶显示装置，包含：将液晶层封入各自备有定向膜的一对基板之间的液晶显示元件、设置在上述液晶显示元件两侧的一对偏振器、及在上述液晶显示元件与上述偏振器之间至少设置一个的其折射率椭圆体倾斜的光学相位差片，上述定向膜，在上述各象素中将液晶层分割为体积不同的多个分割部，并将该分割部按各自不同的方向定向，同时，将上述液晶层的液晶分子的长轴与定向膜所成的角度即预倾斜角设定为在对上述液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不发生反视角方向的色调反转的范围。
按照上述第1结构，即使直线偏振光通过具有双折射性的液晶层而产生正常光和异常光并随着二者的相位差而变换成椭圆偏振光，也能由折射率椭圆体倾斜的光学相位差片进行补偿。
但是，仅采用这种补偿功能还不能说已经充分地满足了进一步改善视角依赖性的要求，本发明者们，进一步反复研究的结果发现，液晶层的液晶分子的长轴与定向膜所成的预倾斜角，尤其是在向液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下会影响到反视角方向的色调反转，从而导致本发明的完成。
在本发明的第1结构的液晶显示装置中，将封入液晶显示元件的液晶层的上述预倾斜角设定为在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不产生反视角方向的色调反转的范围。因此，可以消除显示该中间色调的画面的反视角方向的色调反转，从而能更进一步地防止画面的视角依赖性。此外，与仅具有光学相位差片的补偿功能的情况相比，即使发生对比度变化或着色，也能进一步改善。
而且，在本发明的第1结构的液晶显示装置中，液晶层还形成以不同比率分割后的分割液晶层，并按彼此不同的方向定向。
因此，可以消除相反的正视角方向的视角特性和反视角方向的视角特性之差，并能使两视角特性彼此接近。所以，基本上可以均匀地抑制使视角向上下方向倾斜时所产生的对比度降低及显示图象看上去变白的倾向，特别是，可以更鲜明地显示黑色。
可是，虽然已经判明了上述预倾斜角越大则在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下越是不可能发生反视角方向的色调反转，但相反也已经判明，如预倾斜角过大，则在显示该中间色调的状态下正视角方向的亮度会急剧降低。因此，本发明的第1结构的液晶显示装置，在上述结构中，最好进一步将预倾斜角设定为在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不发生正视角方向的亮度急剧降低的范围。由此，可以防止在显示该中间色调的状态下正视角方向的亮度急剧降低。
为解决上述课题，本发明的第2结构的液晶显示装置，包含：将液晶层封入各自备有定向膜的一对基板之间的液晶显示元件、设置在上述液晶显示元件两侧的一对偏振器、及在上述液晶显示元件与上述偏振器之间至少设置一个的其折射率椭圆体倾斜的光学相位差片，上述定向膜，在上述各象素中将液晶层分割为体积不同的多个分割部，并将该分割部按各自不同的方向定向，同时，将用于显示在对上述液晶施加接近于液晶阈值电压的电压的情况下得到的中间色调的施加电压值设定为在该中间色调的显示状态下不发生反视角方向的色调反转的范围。
按照该第2结构，与上述第1结构相同，即使直线偏振光通过具有双折射性的液晶层而产生正常光和异常光并随着二者的相位差而变换成椭圆偏振光，也能由折射率椭圆体倾斜的光学相位差片进行补偿。
但是，仅采用这种补偿功能还不能说已经充分地满足了进一步改善视角依赖性的要求，本发明者们，进一步反复研究的结果发现，用于显示在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压的情况下得到的中间色调的施加电压值，在显示该中间色调的状态下会影响到反视角方向的色调反转，从而导致本发明的完成。
在本发明的第2结构的液晶显示装置中，将用于显示在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压的情况下得到的中间色调的施加电压值设定为在该中间色调的显示状态下不发生反视角方向的色调反转的范围。因此，可以消除显示该中间色调的画面的反视角方向的色调反转，从而能更进一步地防止画面的视角依赖性。此外，与仅具有光学相位差片的补偿功能的情况相比，即使发生对比度变化或着色，也能进一步改善。
而且，在本发明的第2结构的液晶显示装置中，与第1结构相同，液晶层还在以不同比率分割后的分割液晶层中，按彼此不同的方向定向，因此，可以消除相反的正视角方向的视角特性和反视角方向的视角特性之差，并能使两视角特性彼此接近。所以，基本上可以均匀地抑制使视角向上下方向倾斜时所产生的对比度降低及显示图象看上去变白的倾向，特别是，可以更鲜明地显示黑色。
用于显示该中间色调的电压，例如在正常白色显示的情况下，以与断开状态的透射率对应的白色调的透射率为基础进行设定，可是，虽然已经判明了该透射率越低则越不可能发生白色调时的反视角方向的色调反转，但相反也已经判明，如将透射率设定得太低，则会使正视角方向的亮度急剧降低。因此，本发明的第2结构的液晶显示装置，在上述结构中，最好进一步将用于显示在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压的情况下得到的中间色调的施加电压值设定为在显示该中间色调的状态下不发生正视角方向的亮度急剧降低的范围。由此，可以防止在显示该中间色调的状态下正视角方向的亮度急剧降低。
本发明的其他目的、特征、及优点，通过以下所给出的说明即可完全理解。此外，本发明的优点，在以下参照附图的说明中将变得十分清楚。
图1是以分解形式表示本发明一实施形态的液晶显示装置的结构的断面图。
图2是表示液晶分子的长轴与定向膜所成角度即预倾斜角的说明图。
图3是表示上述液晶显示装置的光学相位差片的主折射率的斜视图。
图4是将液晶显示装置的各部分解后表示上述液晶显示装置的偏振片和光学相位差片的光学配置的斜视图。
图5是表示上述液晶显示装置中备有的1个象素的液晶分子的预倾斜方向的说明图。
图6是表示用于测定上述液晶显示装置的视角依赖性的测定系统的斜视图。
图7(a)、图7(b)、图7(c)是与实施例1有关的图，图7(a)是表示液晶层的定向分割比为6∶4时的上述液晶显示装置的透射率-液晶施加电压特性的曲线图，图7(b)是表示液晶层的定向分割比为17∶3时的上述液晶显示装置的透射率-液晶施加电压特性的曲线图，图7(c)是表示液晶层的定向分割比为19∶1时的上述液晶显示装置的透射率-液晶施加电压特性的曲线图。
图8是与实施例1的比较例有关的图，即表示液晶层的定向分割比为1∶1的上述液晶显示装置的透射率-液晶施加电压特性的曲线图。
图9(a)、图9(b)、图9(c)是表示实施例2的液晶显示装置的透射率-液晶施加电压特性的曲线图。
图10(a)、图10(b)、图10(c)是表示实施例3的液晶显示装置的透射率-液晶施加电压特性的曲线图。
图11(a)、图11(b)、图11(c)是表示实施例3的比较例的液晶显示装置的透射率-液晶施加电压特性的曲线图。
图12是表示TN液晶显示元件的液晶分子的扭转定向的示意图。
[实施形态1]
参照图1至图5对本发明一实施形态说明如下。
本实施形态的液晶显示装置，如图1所示，备有液晶显示元件1、一对光学相位差片2、3、及一对偏振片(偏振器)4、5。
液晶显示元件1，构成将液晶层8夹在相对配置的电极基板6、7之间的结构。电极基板6，在作为基底的玻璃基板(透光性基板)9的靠液晶层8一侧的表面上形成由ITO(铟锡氧化物)构成的透明电极10，并在其上形成定向膜11。电极基板7，在作为基底的玻璃基板(透光性基板)12的靠液晶层8一侧的表面上形成由ITO构成的透明电极13，并在其上形成定向膜14。
为简化起见，图1示出对应于1个象素的结构，但在整个液晶显示元件1中，将规定宽度的带状透明电极10、13以预定间隔分别配置在玻璃基板9、12上，而且，其形成方式是，在玻璃基板9、12之间从垂直于基板面的方向看去使其相互正交。两个透明电极10、13交叉的部分相当于进行显示的象素，这些象素按矩阵的形式配置在整个液晶显示装置内。
电极基板6、7由密封树脂15粘合，并将液晶层8封入由电极基板6、7和密封树脂形成的空间内。从驱动电路17通过透明电极10、13向液晶层8施加基于显示数据的电压。
在本液晶显示装置中，在上述液晶显示元件1上形成光学相位差片2、3及偏振片4、5而构成的单元为液晶单元16。
定向膜11、14，具有彼此状态不同的2个区域。因此，可以进行控制，使液晶层8内在面向上述2个区域的第1分割部(分割液晶层、第1分割液晶层)8a及第2分割部(分割液晶层、第2分割液晶层)8b中的液晶分子的定向状态不同。定向膜11、14，在该2个区域之间，使赋予液晶分子的预倾斜角不同、或使液晶分子的预倾斜方向相对于与基板面垂直的方向为相反方向，从而产生如上所述的不同定向状态。
如图2所示，所谓预倾斜角，是指液晶分子20的长轴与定向膜14(11)所成的角度φ，由对定向膜11、14的摩擦与液晶材料的组合决定。
详细情况将在后文中说明，在本实施形态的液晶显示装置中，为了提高使视角向上下方向和左右方向倾斜时的视角特性，将液晶层8按不同比率分割，而且，将上述液晶层8的预倾斜角设定为与光学相位差片2、3的相位差补偿功能形成具有最佳特性的组合。
光学相位差片2、3分别介于液晶显示元件1和配置在其两侧的偏振片4、5之间。光学相位差片2、3，通过使迪斯科(デイスコテイック)液晶在由透明的有机高分子构成的支承体上倾斜定向或混合定向并交联而形成。因此，后文所述的光学相位差片2、3的折射率椭圆体是相对于光学相位差片2、3倾斜形成的。
通常适用于偏振片的三乙酰纤维素(TAC)，也能以高的可靠性用作上述光学相位差片2、3的支承体。除此以外，聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等环境适应性和抗化学药品性优良的无色透明有机高分子薄膜也适用。
如图3所示，光学相位差片2、3具有不同的3个方向的主折射率na、nb、nc。主折射率na的方向，与相互正交的坐标xyz的各坐标轴中的y坐标轴的方向一致。主折射率nb的方向，相对于与光学相位差片2、3的对应于画面的表面垂直的z坐标轴(表面法线方向)，沿箭头A的方向倾斜θ角。主折射率nc的方向，相对于x坐标轴(上述的表面)沿箭头B的方向倾斜θ角。
光学相位差片2、3的各主折射率，满足na=nc＞nb的关系。因此，由于只有一个光学轴，所以光学相位差片2、3具有单轴特性，并且，折射率各向异性是负的。光学相位差片2、3的第1延迟值(nc-na)×d，因na=nc，所以近似为0nm。第2延迟值(nc-nb)×d，设定为80nm～250nm范围内的任意值。在将第2延迟值(nc-nb)×d，设定在上述范围内的情况下，能够可靠地获得光学相位差片2、3的相位差补偿功能。此外，上述的nc-na和nc-nb表示折射率各向异性Δn,d表示光学相位差片2、3的厚度。
一般说来，在液晶或光学相位差片(相位差薄膜)这样的光学各向异性体中，如上所述的三维方向的主折射率na、nb、nc的各向异性，以折射率椭圆体表示。折射率各向异性Δn，根据从哪个方向观察该折射率椭圆体而为不同值。
另外，光学相位差片2、3的主折射率nb倾斜的角度θ、即折射率椭圆体的倾斜角度θ，在15°≤θ≤75°范围内设定为任意值。在将倾斜角度θ设定在上述范围内的情况下，能够可靠地获得光学相位差片2、3的相位差补偿功能，而与折射率椭圆体的倾斜方向是顺时针还是反时针无关。
另外，关于光学相位差片2、3的配置，在结构上，可以只将光学相位差片2、3中的任何一个配置在一侧，也可以将光学相位差片2、3彼此重叠地配置在一侧。另外，也可以采用3个以上的光学相位差片。
如图4所示，在本液晶显示装置中，液晶显示元件1的偏振片4、5，配置成使其吸收轴AX1、AX2分别与和上述定向膜11、14(参照图1)接触的液晶分子的长轴L1、L2正交。在本液晶显示装置中，因长轴L1、L2彼此正交，所以吸收轴AX1、AX2也彼此正交。
这里，如图3所示，将向为光学相位差片2、3提供各向异性的方向倾斜的主折射率nb的方向在光学相位差片2、3的表面上的投影的方向定义为D。如图4所示，将光学相位差片2配置成使方向D(D1)与长轴L1平行，将光学相位差片3配置成使方向D(D2)与长轴L2平行。
按照如上所述的光学相位差片2、3及偏振片4、5的配置，本液晶显示装置，进行所谓的正常白色显示，即在断开时使光透过而进行白色显示。
以下，详细说明液晶层8的分割、以及在液晶层8的分割状态下与光学相位差片2、3的相位差补偿功能构成具有最佳特性的组合的液晶层8的预倾斜角的设定。
如上所述，在液晶层8中，为了提高使视角向上下方向和左右方向倾斜时的视角特性，将1个象素按不同比率分割为第1分割部8a和第2分割部8b。具体地说，是将第1分割部8a和第2分割部8b设定为使其比率在6∶4至19∶1的范围内。
另外，如图5所示，定向膜11、14将液晶分子定向为分别与第1分割部8a和第2分割部8b正交的预倾斜方向。将定向膜11的预倾斜方向P1、P2在第1分割部8a和第2分割部8b上设定为彼此相反的方向。定向膜14的预倾斜方向P3、P4，同样也设定为彼此相反的方向。此外，液晶层8也可以沿着透明电极10、13的任何一个的纵向进行分割。
如果将光学相位差片2、3与具有上述液晶层8的液晶显示元件1组合，则可以获得适合于正视角方向的视角特性及反视角方向的视角特性的定向状态。因此，可以抑制使视角向上下方向倾斜时所产生的对比度降低及显示图象看上去变白的倾向，特别是，能够以更黑的色彩鲜明地显示受对比度降低的影响大的黑色。
另外，在液晶显示元件1中，对于每1个象素的液晶层8内的最大的第1分割部8a，最好是设定为使上述折射率椭圆体相对于光学相位差片2、3的倾斜方向与配置在定向膜11、14附近的液晶分子的预倾斜方向相反。
因此，可以由光学相位差片2、3补偿在对液晶显示元件1施加电压时受定向影响而仍处在倾斜状态的上述液晶分子引起的光学特性偏差。
其结果是，可以抑制当使视角向正视角方向倾斜时的反转现象，并能获得不会黑得看不清的良好显示图象。此外，还可以抑制当使视角向反视角方向倾斜时的对比度的降低，所以，可以获得不带白色的良好的显示图象。而且，也可以抑制在左右方向上的反转现象。
另外，在液晶层8内，如前所述，将液晶层8的预倾斜角设定为能够与光学相位差片2、3的相位差补偿功能构成具有最佳特性的组合。
详细地说，就是将预倾斜角设定为在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压的中间色调显示状态下而不发生反视角方向的色调反转的范围，这里，由于是正常白色显示，所以是接近白色的中间色调显示状态。以下，将接近白色的中间色调称作白色调。
另一方面，通过实验已确认了预倾斜角越大则白色调时的反视角方向的色调反转越不容易发生，但相反也已确认，如预倾斜角过大，则正视角方向的白色调时的亮度将会急剧降低。就是说，还必须将预倾斜角设定为在白色调时不发生正视角方向的亮度急剧降低的范围。
具体地说，至少作为定向膜11或定向膜14中的任何一个的材料及液晶材料，可采用使预倾斜角在大于4°小于15°的范围内的定向膜材料与液晶材料的组合。在这种情况下，更为理想的是，采用使预倾斜角在大于6°小于14°的范围内的定向膜材料与液晶材料的组合。该设定范围，是对液晶层8按上述的分割比分割的所有情况通用的范围。
如上所述，通过将至少相对的一侧的预倾斜角设定在大于4°小于15°的范围内，在通常的液晶显示装置所要求的50°视角内，不会发生成为问题的白色调时的反视角方向的色调反转，无论从哪个方向观看都能充分地继续使用。
特别是，在将预倾斜角设定在大于6°小于14°的范围内的情况下，在70°视角内，可以完全不发生白色调时的反视角方向的色调反转。
另外，在本实施形态的液晶显示装置中，作为液晶层8的液晶材料，选择的是将与波长550nm的光对应的折射率各向异性Δn(550)设计在大于0.060小于0.120的范围内的材料。更为理想的是，采用将上述Δn(550)设计在0.070以上0.095以下的范围内的液晶材料。
因此，除了光学相位差片2、3的相位差补偿功能及将预倾斜角设定在上述范围内而产生的补偿功能外，还可以更进一步地改善反视角方向的对比度降低、及左右方向的反转现象。
如上所述，本实施形态的液晶显示装置，在液晶显示元件1和偏振片4、5之间备有光学相位差片2、3，该光学相位差片2、3的折射率椭圆体的3个主折射率na、nb、nc，具有na=nc＞nb的关系，并使与表面法线方向平行的主折射率nb的方向及表面内的主折射率nc或na的方向以表面内的主折射率na或nc的方向为轴顺时针或反时针倾斜，从而使上述折射率椭圆体倾斜，在该液晶显示装置中，将各象素的液晶层8以不同比率进行分割并按不同的方向定向，同时，将液晶层8的预倾斜角设定为在对液晶施加接近液晶阈值电压的电压而显示中间色调的状态下不发生反视角方向的色调反转的范围。
因此，借助于上述光学相位差片2、3对在液晶显示元件1内产生的与视角对应的相位差的补偿功能、分割液晶层8而产生的补偿功能、以及将预倾斜角设定在上述范围而与光学相位差片2、3的补偿功能构成最佳组合的补偿功能，可以抑制使视角向上下方向倾斜时产生的反转现象，同时基本上能均匀地抑制此时的对比度降低及显示图象看上去变白的倾向，而且，能特别有效地改善与视角有依赖关系的在白色调时(由于是正常白色显示)发生的反视角方向的色调反转，因而能显示高画质的图象。
而且，在本实施形态的液晶显示装置中，作为液晶层8的液晶材料，由于采用的是将与波长550nm的光对应的折射率各向异性Δn(550)设计在大于0.060小于0.120的范围内的材料，所以，除了光学相位差片2、3的相位差补偿功能及将预倾斜角设定在上述范围内而产生的补偿功能外，还可以更进一步地改善反视角方向的对比度降低、及左右方向的反转现象。
另外，这里，举例说明了正常白色显示的液晶显示装置，但在正常黑色显示的液晶显示装置中，与光学相位差片2、3的补偿效果相配合，通过将预倾斜角设定为在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调(黑色调)的状态下不发生反视角方向的色调反转的范围并利用由此而得到的补偿作用，也可以获得与上述同样的效果。
另外，在本实施形态中，说明了单纯矩阵式的液晶显示装置，但除此以外，本发明也可以应用于采用TET等有源开关元件的有源矩阵式液晶显示装置。
[实施形态2]
参照图1对本发明另一实施形态说明如下。而为便于说明，对与上述实施形态中示出的构件具有相同功能的构件标以同一符号，其说明从略。
本实施形态的液晶显示装置，具有与上述实施形态1中示出的图1的液晶显示装置基本相同的结构。不同点在于，在实施形态1的液晶显示装置中，将上述液晶层8的预倾斜角设定为在对液晶层8施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不发生反视角方向的色调反转的范围，以便与光学相位差片2、3的相位差补偿功能构成具有最佳特性的组合，与此不同，在本实施形态的液晶显示装置中，将用于显示在对液晶层8施加与液晶阈值电压接近的电压的情况下得到的中间色调的施加电压值设定为在该中间色调的显示状态下不发生反视角方向的色调反转的范围，以便与光学相位差片2、3的相位差补偿功能构成具有最佳特性的组合。
以下，对该不同点进行详细的说明。
本实施形态的液晶显示装置，由于是正常白色显示，所以将用于实现对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压后的中间色调显示状态、即白色调的施加电压值设定为在施加该电压的状态下不发生反视角方向的色调反转的范围。
另一方面，通过实验已确认了白色调时的透射率越低则白色调时的反视角方向的色调反转越不容易发生，但相反也已确认，如将透射率设定得过低，则正视角方向、左右方向的亮度将会急剧降低。就是说，还必须将决定白色调时的透射率的液晶施加电压设定在白色调时不发生正视角方向、左右方向的亮度急剧降低的范围。
具体地说，相对于液晶施加电压为0时的断开状态的100％透射率，将白色调时的液晶施加电压设定为可以获得大于85％的透射率。在这种情况下，更为理想的是，相对于断开状态的100％透射率，将白色调时的液晶施加电压设定为可以获得进入90％以上97％以下范围的透射率。该设定范围，是对液晶层8按上述的分割比分割的所有情况通用的范围。
通过按如上方式相对于断开状态的100％透射率而将白色调时的液晶施加电压设定为可以获得大于85％的透射率，在通常的液晶显示装置所要求的50°视角内，不会发生成为问题的白色调时的反视角方向的色调反转，无论从哪个方向观看都能充分继续使用。
特别是，在相对于断开状态的100％透射率而按照90％以上97％以下的范围设定白色调时的液晶施加电压的情况下，在70°视角内，可以完全不发生白色调时的反视角方向的色调反转。
即，本实施形态的液晶显示装置，在液晶显示元件1和偏振片4、5之间备有光学相位差片2、3，该光学相位差片2、3的折射率椭圆体的3个主折射率na、nb、nc，具有na=nc＞nb的关系，并使与表面法线方向平行的主折射率nb的方向及表面内的主折射率nc或na的方向以表面内的主折射率na或nc的方向为轴顺时针或反时针倾斜，从而使上述折射率椭圆体倾斜，在该液晶显示装置中，将各象素的液晶层8以不同比率进行分割并按不同的方向定向，同时，将用于实现对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压后的中间色调显示状态的施加电压值设定为在施加该电压的状态下不发生反视角方向的色调反转的范围。
因此，借助于上述光学相位差片2、3对在液晶显示元件1内产生的与视角对应的相位差的补偿功能、分割液晶层8而产生的补偿功能、以及将白色调时的液晶施加电压设定在上述范围而产生的补偿功能，可以抑制使视角向上下方向倾斜时产生的反转现象，同时基本上能均匀地抑制此时的对比度降低及显示图象看上去变白的倾向，而且，能特别有效地改善与视角有依赖关系的在白色调时(由于是正常白色显示)发生的反视角方向的色调反转，因而能显示高画质的图象。
另外，在本实施形态的液晶显示装置中，作为液晶层8的液晶材料，也采用将与波长550nm的光对应的折射率各向异性Δn(550)设计在大于0.060小于0.120的范围内的材料，更为理想的是，采用将上述Δn(550)设计在0.070以上0.095以下的范围内的液晶材料，所以，除了光学相位差片2、3的相位差补偿功能及将白色调时的液晶施加电压设定在上述范围内而产生的补偿功能外，还可以更进一步地改善反视角方向的对比度降低、及左右方向的反转现象。
另外，这里，也举例说明了正常白色显示的液晶显示装置，但在正常黑色显示的液晶显示装置中，与光学相位差片2、3的补偿效果相配合，通过将用于显示对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而得到的中间色调(黑色调)的液晶施加电压设定为在该中间色调下不发生反视角方向的色调反转的范围，并利用由此而得到的补偿作用，也可以获得与上述同样的效果。
另外，与上述本实施形态1一样，除单纯矩阵式的液晶显示装置以外，也可以应用于采用TET等有源开关元件的有源矩阵式液晶显示装置。
[实施例]
以下，参照图1、及图6～图11(a)、图11(b)、和图11(c)，对本实施形态1、2的液晶显示装置的实施例与比较例一起进行如下的说明。
(实施例1)
在本实施例中，如图6所示，采用备有光接收元件21、放大器22及记录装置23的测定系统，测定了液晶显示装置的视角依赖性。液晶显示装置的液晶单元16，设置成使上述玻璃基板9侧的面16a位于正交坐标xyz的基准面x-y。光接收元件21是能以一定的立体光接收角接收光的元件，在与垂直于面16a的z方向成角度Φ(视角)的方向上，配置在与坐标原点相距规定距离的位置。
在测定时，对设置在本测定系统内的液晶单元16，从与面16a相反一侧的面照射波长550nm的单色光。透过液晶单元16后的单色先的一部分，入射到光接收元件21。光接收元件21的输出由放大器22放大到规定的电平后，由波形存储器、记录仪等记录装置23进行记录。
这里，准备了3个试样#1～#3，在试样中作为图1的液晶显示装置的液晶单元16的定向膜11、14，采用日本合成橡胶公司生产的OptomerAL(商品名)，作为液晶层8，采用将第1分割部8a：第2分割部8b设定为6∶4、17∶3、19∶1的液晶材料，单元厚度(液晶层8的厚度)为5μm。
作为试样#1～#3的光学相位差片2、3，采用的结构是，通过将迪斯科(デイスコテイック)液晶涂布在透明的支承体(例如，三乙酰基纤维素(TAC)等)上，使迪斯科(デイスコティック)液晶倾斜定向并交联而形成，上述第1延迟值为0nm，上述第2延迟值为100nm，图3所示的主折射率nb的方向，相对于xyz轴坐标的z轴方向，沿箭头A指示的方向倾斜约20°，同样，主折射率nc的方向，相对于x轴沿箭头B指示的方向构成约20°的角度(即，折射率椭圆体的倾斜角度θ=20°)。
将上述的试样#1～#3设置在图6所示的测定系统内，并在将光接收元件21以一定的角度Φ固定的情况下测定了与对试样#1～#3的施加电压对应的光接收元件21的输出电平。
进行测定时，将光接收元件21配置成使角度Φ为30°，假定y方向为画面的上侧、x方向为画面的左侧，并将光接收元件21的配置位置分别向上方向、下方向、左方向、右方向移动。此外，还在将光接收元件21配置在z轴方向的状态下进行了测定。
其结果示于图7(a)～(c)。图7(a)～(c)是表示与对试样#1～#3施加的电压对应的光的透射率(透射率-液晶施加电压特性)的曲线图。图7(a)是分割比为6∶4的试样#1的测定结果，图7(b)是分割比为17∶3的试样#2的测定结果，图7(c)是分割比为19∶1的试样#3的测定结果。
在上述的(a)～(c)中，用实线表示的曲线L1为z轴方向的特性，用虚线表示的曲线L2为下方向的特性，用点线表示的曲线L3为右方向的特性，用单点锁线表示的曲线L4为上方向的特性，用双点锁线表示的曲线L5为左方向的特性。
从图7(b)可以确认，在分割比为17∶3的试样#2中，对中间色调显示区域的透射率-施加电压特性来说，曲线L2、L3、L4、L5接近于曲线L1。因此，在中间色调显示区域，使视角向画面的上下左右任意方向倾斜时都能得到基本相同的视角特性。
在下方向的测定中，在接通状态下透射率大致保持在7％这样低的一定值，没有观察到反转现象。而在上方向的测定中，确认了在接通状态下透射率为比在下方向测定中测定的透射率低的值，并且是充分降低的值。
在图7(a)、(c)所示的试样#1·#3中，也确认了与上述基本相同的视角特性的改善。
具体地说，如图7(a)所示，由于分割比为6∶4，所以在中间色调显示区域及接通状态下，开始出现曲线L2(下方向)与曲线L4趋近的倾向，随着分割比的加大，该倾向增强。另一方面，如图7(c)所示，由于分割比为19∶1，所以开始出现曲线L2(下方向)与曲线L1(z轴方向)趋近的倾向，随着分割比的减小该倾向增强。因此，在下方向(正视角方向)，可以抑制显示图象变黑而看不清的现象。
另外，使分割比以更小的步距变化而进行检查后的结果，确认了在将分割比设定在7∶3至9∶1的范围内的情况下，如上述的17∶3的情况所示，可以观察到在上方向和下方向达到均衡的良好的视角特性的改善。
在本液晶显示装置中，在液晶显示元件1的两侧设置着2个光学相位差片2、3，但即使仅设置其中的任何一个，仍可以获得如上所述的视角特性。在设置一个的情况下，上下方向的视角特性虽能达到均衡而得到改善，但左右方向的视角特性却变成非对称的。与此不同，在设置2个的情况下，上下方向的视角特性与设置1个时一样可以得到改善，同时左右方向的视角特性也变成对称的，因而与上下方向同样地得到改善。
这里，为进行比较，制作了将第1分割部8a∶第2分割部8b设定为1∶1的比较用试样#101，同样将其设置在图6所示的测定系统内，并测定了视角依赖性。在图8中示出作为其结果的透射率-施加电压特性曲线。
在该曲线图中，用实线表示的曲线L11为z轴方向的特性，用虚线表示的曲线L12为下方向的特性，用点线表示的曲线L13为右方向的特性，用单点锁线表示的曲线L14为上方向的特性，用双点锁线表示的曲线L15为左方向的特性。
从其结果可以确认，在左右方向上，在接通状态下得到足够低的透射率，在视角特性上不存在问题。与此不同，在上下方向上，确认出在接通状态下透射率没有得到充分的降低。这样，本比较例的液晶显示装置在上下方向具有视角依赖性。
(实施例2)
在本实施例中，准备了7个试样#11～#17，在试样中作为图1的液晶显示装置的液晶单元16的定向膜11、14，采用日本合成橡胶公司生产的OptomerAL(商品名)，作为液晶层8，采用了相对于上述定向膜11、14的预倾斜角为2.0°、4.0°、6.0°、8.0°、14.0°、15.0°、16.0°的液晶材料，单元厚度(液晶层8的厚度)为5μm。液晶层8的第1分割部8a∶第2分割部8b假定为17∶3。
这些试样#11～#17的预倾斜角的测定，是制备注入了试样#11～#17的材料的均质单元并以NSMAP-3000LCD型预倾斜角测定装置(Sigma光学设备公司制)进行测定的。
作为试样#11～#17的光学相位差片2、3，采用的是与上述实施例1相同的使デイスコテイック液晶倾斜定向的光学相位差片2、3。
对这些试样#11～#17，以不同的白色调时的施加电压在白色光下进行目视检查后的结果，示于表1～表7。
[表1]
白色调时的电压设定：断开状态的透射率为100％的电压值
視角(θ)                                 预倾斜角(°)
    2.0     4.0     6.0     8.0     14.0     15.0 16.0
    #11     #12     #13     #14     #15     #16 #17
    50°     ×1     ○     ○     ○     ○     ○ ×2
60° ×1 ○ ○ ○ ○ ○ ×2
    70°     ×1    △2     △1     ○ ○    ×2     ×2
(表中，○：不发生反视角方向的色调反转，△1：色调虽有畸变但未发生反视角方向的色调反转因而仍在能继续使用的程度内，△2：发生仍能继续使用的程度内的反视角方向的色调反转，×1：发生反视角方向的色调反转，×2：在正视角方向发生不能继续使用的程度的亮度降低)
表1是检查了白色调时的显示状态后所得到的结果，作为用于得到白色调的液晶施加电压，是这样设定的，即假定对液晶的施加电压为0时的断开状态下的液晶单元16的表面法线方向的透射率为100％，并对每个试样将该施加电压设定为在法线方向上得到该100％透射率的值。
从表1可知，在将白色调时的电压设定为使透射率为100％的情况下，在使预倾斜角为8.0°、14.0°的试样#14、#15中，在视角为70°时，即使从反视角方向观看也能显示不会发生色调反转的良好的画质。
另外，在使预倾斜角为6.0°的试样#13中，在小于60°的视角下完全不存在问题，可显示良好的画质。而在70°的视角下，在反视角方向色调稍有畸变，但仍可以显示不发生色调反转的能充分使用的画质。
在使预倾斜角为4.0°的试样#12中，在小于60°的视角下完全不存在问题，可显示良好的画质。而在70°的视角下，确认发生了色调反转，但仍可以继续使用。
在使预倾斜角为15.0°的试样#16中，在小于60°的视角下可显示良好的画质，但在70°的视角下，确认了从正视角方向观看时亮度降低到不能继续使用的程度。
另一方面，在使预倾斜角为2.0°的试样#11中，即使在50°的视角下也确认了从反视角方向观看时发生了色调反转，而在使预倾斜角为16.0°的试样#17中，即使在50°的视角下也确认了从正视角方向观看时亮度降低到不能继续使用的程度。
[表2]
白色调时的电压设定：断开状态的透射率为97％的电压值
    視角(θ)                        预倾斜角(°)
    2.0     4.0     6.0     8.0     14.0     15.0     16.0
    #11     #12     #13     #14     #15     #16     #17
    50°     ×1     ○     ○     ○     ○     ○     ×2
    60°     ×1     △1     ○     ○     ○     ×2     ×2
    70°     ×1     ×1     ○     ○     ○     ×2     ×2
(表中，○：不发生反视角方向的色调反转，△1：色调虽有畸变但未发生反视角方向的色调反转因而仍在能继续使用的程度内，×1：发生反视角方向的色调反转，×2：在正视角方向发生不能继续使用的程度的亮度降低)
表2是对每个试样将白色调时的电压设定为使与断开状态的透射率对应的透射率为97％的情况下的检查结果。
从表2可知，在将白色调时的电压设定为使透射率为97％的情况下，在使预倾斜角为6.0°、8.0°、14.0°的试样#13、#14、#15中，在视角为70°时，即使从反视角方向观看也确认能显示不会发生色调反转的良好的画质。
在使预倾斜角为4.0°的试样#12中，在小于50°的视角下，即使从反视角方向观看也确认能显示不会发生色调反转的良好画质，但在60°的视角下色调发生畸变。但是，由于确认没有发生色调反转，所以在60°的视角下仍能继续使用。在使预倾斜角为15.0°的试样#16中，在小于50°的视角下可显示良好的画质。但在60°的视角下，确认了从正视角观看时亮度降低到不能继续使用的程度。
另一方面，在使预倾斜角为2.0°的试样#11中，即使在50°的视角下也确认了从反视角方向观看时发生了色调反转，而在使预倾斜角为16.0°的试样#17中，即使在50°的视角下也确认了从正视角方向观看时亮度降低到不能继续使用的程度。
[表3]
白色调时的电压设定：断开状态的透射率为95％的电压值
    視角(θ)                          预倾斜角(°)
    2.0     4.0     6.0     8.0     14.0     15.0     16.0
    #11     #12     #13     #14     #15     #16     #17
    50°     ×1     ○     ○     ○     ○     ○     ×2
    60°     ×1     △1     ○     ○     ○     ×2     ×2
    70°     ×1     ×1     ○     ○     ○     ×2     ×2
(表中，○：不发生反视角方向的色调反转，△1：色调虽有畸变但未发生反视角方向的色调反转因而仍在能继续使用的程度内，×1：发生反视角方向的色调反转，×2：在正视角方向发生不能继续使用的程度的亮度降低)
表3是对每个试样将白色调时的电压设定为使与断开状态的透射率对应的透射率为95％的情况下的检查结果。该表与进行使透射率为97％的电压设定的表2的结果相同。
[表4]
白色调时的电压设定：断开状态的透射率为92％的电压值
    視角(θ)                                 预倾斜角(°)
    2.0     4.0     6.0     8.0     14.0     15.0.     16.0
    #11     #12     #13     #14     #15     #16     #17
50° △2 ○ ○ ○ ○ ○ ×2
    60°     ×1     ○     ○     ○     ○     ×2     ×2
    70°     ×1     △2     ○     ○     ○     ×2     ×2
(表中，○：不发生反视角方向的色调反转，△2：发生仍能继续使用的程度内的反视角方向的色调反转，×1：发生反视角方向的色调反转，×2：在正视角方向发生不能继续使用的程度的亮度降低)
表4是对每个试样将白色调时的电压设定为使与断开状态的透射率对应的透射率为92％的情况下的检查结果。
从表4可知，在将白色调时的电压设定为使透射率为92％的情况下，在使预倾斜角为6.0°、8.0°、14.0°的试样#13、#14、#15中，在视角为70°时，即使从反视角方向观看也确认能显示不会发生色调反转的良好画质。
在使预倾斜角为4.0°的试样#12中，在小于60°的视角下，即使从反视角方向观看也确认能显示不会发生色调反转的良好画质，而在70°的视角下则发生色调反转。但是，仍在可以继续使用的程度内。在使预倾斜角为15.0°的试样#16中，在小于50°的视角下可显示良好的画质，但在60°的视角下，确认了从正视角观看时亮度降低到不能继续使用的程度。在使预倾斜角为2.0°的试样#11中，在50°的视角下发生了色调反转，但仍在可以继续使用的程度内。
另一方面，在使预倾斜角为16.0°的试样#17中，即使在50°的视角下也确认了从正视角方向观看时亮度降低到不能继续使用的程度。
[表5]
白色调时的电压设定：断开状态的透射率为90％的电压值
    視角(θ)                             预倾斜角(°)
    2.0     4.0     6.0    8.0     14.0     15.0     16.0
    #11     #12     #13    #14     #15     #16     #17
    50°     △1     ○     ○    ○     ○     △3     ×2
    60°     △2     ○     ○    ○     △3     ×2     ×2
    70°     ×1     △1     ○    ○     ×2     ×2     ×2
(表中，○：不发生反视角方向的色调反转，△1：色调虽有畸变但未发生反视角方向的色调反转因而仍在能继续使用的程度内，△2：发生仍能继续使用的程度内的反视角方向的色调反转，△3：在正视角方向发生仍在能继续使用的程度内的亮度降低，×1：发生反视角方向的色调反转，×2：在正视角方向发生不能继续使用的程度的亮度降低)
表5是对每个试样将白色调时的电压设定为使与断开状态的透射率对应的透射率为90％的情况下的检查结果。
从表5可知，在将白色调时的电压设定为使透射率为90％的情况下，在使预倾斜角为6.0°、8.0°的试样#13、#14中，在视角为70°时，即使从反视角方向观看也能显示不会发生色调反转的良好画质。
在使预倾斜角为14.0°的试样#15中，在小于50°的视角下可显示良好的画质，但在60°的视角下，确认了从正视角观看时亮度降低。但是，该亮度的降低仍在可以继续使用的程度内。在使预倾斜角为4.0°的试样#12中，在小于60°的视角下，即使从反视角方向观看也确认能显示不会发生色调反转的良好画质，但在70°的视角下，色调发生了畸变。但是，尚未发生色调反转，因而仍在可以继续使用的程度内。在使预倾斜角为15.0°的试样#16中，在50°的视角下，确认了从正视角观看时亮度降低。但该亮度的降低仍在可以继续使用的程度内。在使预倾斜角为2.0°的试样#11中，在50°的视角下发生了色调畸变，在60°的视角下，发生了色调反转，但仍都在可以继续使用的程度内。
另一方面，在使预倾斜角为16.0°的试样#17中，即使在50°的视角下也确认了从正视角方向观看时亮度降低到不能继续使用的程度。
[表6]
白色调时的电压设定：断开状态的透射率为87％的电压值
    視角(θ)                                   预倾斜角(°)
    2.0     4.0     6.0     8.0     14.0     15.0     16.0
    #11     #12     #13     #14     #15     #16     #17
    50°     ○     ○     ○     ○     △3     ×2     ×2
    60°     △3     △3     △3     △3     △3     ×2     ×2
    70°     ×2     ×2     ×2     ×2     ×2     ×2     ×2
(表中，○：不发生反视角方向的色调反转，△3：在正视角方向发生仍在能继续使用的程度内的亮度降低，×2：在正视角方向发生不能继续使用的程度的亮度降低)
表6是对每个试样将白色调时的电压设定为使与断开状态的透射率对应的透射率为87％的情况下的检查结果。
从表6可知，在将白色调时的电压设定为使透射率为87％的情况下，在使预倾斜角为4.0°、6.0°、8.0°的试样#12、#13、#14中，在小于50°的视角下可显示良好的画质。但在60°的视角下，确认了从正视角观看时亮度降低。但是，该亮度的降低仍在可以继续使用的程度内。而在70°的视角下，确认了从正视角方向观看时亮度降低到不能继续使用的程度。
在使预倾斜角为14.0°的试样#15中，在50°的视角、60°的视角下，确认了从正视角观看时亮度降低，但仍在可以继续使用的程度内。而在70°的视角下，确认了从正视角方向观看时亮度降低到不能继续使用的程度。
在使预倾斜角为15.0°、16.0°的试样#16、#17中，即使在50°的视角下从正视角方向观看时也确认了亮度降低到不能继续使用的程度。
在使预倾斜角为2.0°的试样#11中，在小于50°的视角下，即使从反视角方向观看也确认能显示不会发生色调反转的良好画质，但在60°的视角下，确认了从正视角观看时亮度降低。但是，仍在可以继续使用的程度内。而在70°的视角下，确认了从正视角方向观看时亮度降低到不能继续使用的程度。
[表7]
白色调时的电压设定：断开状态的透射率为85％的电压值
視角(θ)                                      预倾斜角(°)
     2.0     4.0     6.0     8.0     14.0     15.0     16.0
    #11     #12     #13     #14     #15     #16     #17
    50°     △3     ×3     ×3     ×3     ×3     ×3     ×3
    60°     ×3     ×3     ×3     ×3     ×3     ×3     ×3
    70°     ×3     ×3     ×3     ×3     ×3     ×3     ×3
(表中，△3：在正视角方向发生仍在能继续使用的程度内的亮度降低，×3：在正视角方向、左右方向上发生不能继续使用的程度的亮度降低)
表7是对每个试样将白色调时的电压设定为使与断开状态的透射率对应的透射率为85％的情况下的检查结果。
从表7可知，在将白色调时的电压设定为使透射率为85％的情况下，在使预倾斜角为4.0°、6.0°、8.0°、14.0°、15.0°、16.0°的试样#12、#13、#14、#15、#16、#17中，即使在50°的视角下也确认了从正视角方向、左右方向观看时亮度降低到不能继续使用的程度。
另一方面，在使预倾斜角为2.0°的试样#11中，在50°视角下，确认了从正视角观看时亮度降低。但是，仍在可以继续使用的程度内。而在60°的视角下，确认了从正视角方向观看时亮度降低到不能继续使用的程度。
即，从表1～表7可知，在调整预倾斜角、或调整白色调的透射率的情况下，能够改善反视角方向的色调反转。在这种情况下，可以断定，当作为白色调的透射率为通常设定的95％～97％左右、预倾斜角设定在大于4°小于15°的范围内时，在50°的视角内，能够进行使反视角方向的色调反转得到改善、且正视角方向的亮度不降低的良好显示。而且，进而在60°以上14°以下的范围内，即使在宽视野角的70°视角下，也能改善反视角方向的色调反转，而且在正视角方向也能得亮度不降低的良好显示。
另外，可以断定，在通常设定的4°～14°的预倾斜角下，当白色调时的透射率设定为可以得到大于85％的透射率时，在50°的视角内，能够进行反视角方向的色调反转得到改善、且正视角方向的亮度不降低的良好显示。进一步，可以断定，如可以使透射率进入90％以上97％以下的范围，则即使在宽视野角的70°视角下也能进行使反视角方向的色调反转得到改善、且正视角方向的亮度不降低的良好显示。
另外，还可以断定，如果将预倾斜角的调整和白色调时的透射率的调整结合起来，则可以获得进一步的改善效果。
接着，对与上述相同的试样#11和试样#14，如图6所示，采用备有光接收元件21、放大器22及记录装置23的测定系统，测定了液晶显示装置的视角依赖性。
在该测定系统中，液晶显示装置的液晶单元16，设置成使上述玻璃基板9侧的面16a位于正交坐标xyz的基准面x-y。光接收元件21是能以一定的立体光接收角接收光的元件，在与垂直于面16a的z方向成角度Φ(视角)的方向上，配置在与坐标原点相距规定距离的位置。
在测定时，对设置在本测定系统内的液晶单元16，从与面16a相反一侧的面照射波长550nm的单色光。透过液晶单元16后的单色光的一部分，入射到光接收元件21。光接收元件21的输出由放大器22放大到规定的电平后，由波形存储器、记录仪等记录装置23进行记录。
这里，在将光接收元件21以一定的角度Φ固定的情况下测定了与对上述实施例的试样#11、#14的施加电压对应的光接收元件21的输出电平。
进行测定时，将光接收元件21配置成使角度Φ为50°，假定y方向为画面的左侧、x方向为画面的下侧(正视角方向)，并将光接收元件21的配置位置分别向上方向(反视角方向)、下方向(正视角方向)、左方向、右方向移动。
其结果示于图9(a)～(c)。图9(a)～(c)是表示与对使预倾斜角为8.0°的试样#14及使预倾斜角为2.0°的试样#11施加的电压对应的光的透射率(透射率-液晶施加电压特性)的曲线图。
图9(a)是从图5的上方向进行测定的结果，图9(b)和图9(c)是分别从图5的下方向和左方向进行测定的结果。而从右方向的测定与图9(c)相同。以下，将左方向、右方向总称为横向。
在图9(a)中，用单点锁线表示的曲线L21，是从正面、即表面法线方向测定的结果，试样#11、#14都具有相同的透射率-液晶施加电压特性。
在图9(a)～(c)中，用实线表示的L22、L24、L26是试样#14的特性，用虚线表示的L23、L25、L27是试样#11的特性。
在将试样#11、#14的上方向的透射率-液晶施加电压特性进行比较时，从图9(a)可以确认，试样#11的曲线L23，从1V附近到2V附近透射率一度上升后下降，具有一个凸起部分，与此不同，试样#14的曲线L22，从1V附近到2V附近透射率基本保持一定，消除了凸起部分，因而不发生反转现象。
另外，在图9(b)、(c)中，在将下方向和横向的透射率-液晶施加电压特性进行比较时，试样#14的曲线L24、L26，开始时比试样#11的曲线L25、L27透射率下降得稍微快一些，而在图9(b)中的2V附近、图9(c)中的2.7V附近，试样#14和试样#11的透射率基本上趋于一致，可以确认使预倾斜角大到8.0°不会引起不利影响。
另外，对于除了作为光学相位差片2、3使迪斯科(デイスコテイック)液晶在透明支承体上混合定向外与上述试样#11～#17相同的试样，也可以得到与上述同样的结果。
(实施例3)
在本实施例中，准备了3个试样#21～#23，在试样中作为图1的液晶显示装置的液晶单元16的定向膜11、14，采用日本合成橡胶公司生产的OptomerAL(商品名)，作为液晶层8(分割比17∶3)，采用相对于上述定向膜11、14的预倾斜角为6°、且将波长550nm的折射率各向异性Δn(550)分别设定为0.070、0.080、0.095的液晶材料，单元厚度(液晶层8的厚度)为5μm。
另外，预倾斜角的测定，是制备注入了试样#21～#23的材料的均质单元并以NSMAP-3000型预倾斜角测定装置进行测定的。
作为试样#21～#23的光学相位差片2、3，采用的是与上述实施例1相同的使迪斯科(デイスコテイック)液晶倾斜定向的光学相位差片2、3。
将上述的试样#21～#23设置在图6所示的测定系统内，并在将光接收元件21以一定的角度Φ固定的情况下测定了与对试样#21～#23的施加电压对应的光接收元件21的输出电平。
进行测定时，将光接收元件21配置成使角度Φ为50°，假定y方向为画面的左侧、x方向为画面的下侧(正视角方向)，并将光接收元件21的配置位置分别向上方向(反视角方向)、左方向、右方向移动。
其结果示于图10(a)～(c)。图10(a)～(c)是表示与对试样#21～#23施加的电压对应的光的透射率(透射率-液晶施加电压特性)的曲线图。
在图10(a)～(c)中，用单点锁线表示的曲线L31、L34、L37是对液晶层8采用Δn(550)=0.070的液晶材料的试样#21的特性，用实线表示的曲线L32、L35、L38是对液晶层8采用Δn(550)=0.080的液晶材料的试样#22的特性，用虚线表示的曲线L33、L36、L39是对液晶层8采用Δn(550)=0.095的液晶材料的试样#23的特性。
另外，作为与实施例对应的比较例，准备了2个除了对图1的液晶单元16的液晶层8(分割比17∶3)采用将波长550nm的折射率各向异性Δn(550)分别设定为0.060、0.120的液晶材料以外与本实施例相同的比较用的试样#201、#202，将其设置在图6所示的测定系统内，并按照与本实施例同样的方法在将光接收元件21以一定的角度Φ固定的情况下测定了与对试样#201、#202的施加电压对应的光接收元件21的输出电平。
进行测定时，与本实施例相同，将光接收元件21配置成使角度Φ为50°，假定y方向为画面的上侧、x方向为画面的下侧(正视角方向)，并将光接收元件21的配置位置分别向上方向、左方向、右方向移动。
其结果示于图11(a)～(c)。图11(a)～(c)是表示与对比较用试样#201、#202施加的电压对应的光的透射率(透射率-液晶施加电压特性)的曲线图。
图11(a)是从图5的上方向进行测定的结果，图11(b)是从图5的右方向、图11(c)是从左方向进行测定的结果。
在图11(a)～(c)中，用实线表示的曲线L40、L42、L44是对液晶层8采用Δn(550)=0.060的液晶材料的试样#201的特性，用虚线表示的曲线L41、L43、L45是对液晶层8采用Δn(550)=0.120的液晶材料的试样#202的特性。
在将试样#21～#23与试样#201、#202的上方向的透射率-液晶施加电压特性进行比较时，从图10(a)可以确认，曲线L31、L32、L33随着电压的升高透射率充分地下降。与此不同，在图11(a)中，曲线L41，与图10(a)的曲线L31、L32、L33相比，即使提高电压也不能使透射率充分地下降。而曲线L40则可以观察到随着电压的升高透射率一度下降后又上升的反转现象。
同样，在将试样#21～#23与试样#201、#202的右方向的透射率-液晶施加电压特性进行比较时，从图10(b)可以确认，曲线L34、L35、L36随着电压的升高透射率下降到几乎接近于0。而在图11(b)中，当电压升高时，曲线42与图10(b)相同，透射率下降到几乎接近于0，但从曲线43却观察到上述的反转现象。
同样，在将试样#21～#23与试样#201、#202的左方向的透射率-液晶施加电压特性进行比较时，图10(c)的曲线L37、L38、L39和图11(c)曲的线L44，当电压升高时，透射率全都下降到几乎接近于0，但只有图11(c)的曲线L45可以观察到反转现象。
进一步，对试样#21～#23和试样#201、#202，在白色光下进行目视检查。
在50°的视角下无论从哪个方向对试样#21～#23和试样#201进行观察，都能显示观察不到着色现象的良好画质。与此不同，当在50°的视角下从左右方向对试样#202进行观察时，可以确认发生了从黄色到橙色的着色。
从以上结果可知，如图10(a)～(c)所示，在对液晶层8采用将波长550nm的折射率各向异性Δn(550)分别设定为0.070、0.080、0.095的液晶材料的情况下，当施加着电压时，透射率充分降低，也看不到反转现象，因而使视野角扩大，并且也不会发生着色现象，从而使液晶显示装置的显示质量显著提高。
与此不同，从图11(a)～(c)所示可以看出，在对液晶层8采用将波长550nm的折射率各向异性Δn(550)分别设定为0.060、0.120的液晶材料的情况下，不能充分地改善视角依赖性。
另外，对于除了作为光学相位差片2、3迪斯科(使デイスコテイック)液晶在透明支承体上混合定向以外与上述试样#21～#23及试样#201、#202相同的试样，也可以得到与上述同样的结果。
另外，还通过改变上述光学相位差片2、3的折射率椭圆体的倾斜角度θ检查了与倾斜角度θ对应的透射率-液晶施加电压特性的依赖性，其结果表明，只要是在15°≤θ≤75°的范围内，则透射率-液晶施加电压特性基本保持不变，而与光学相位差片2、3的迪斯科(デイスコテイック)液晶的定向状态无关。当超出上述范围时，可以确认反视角方向的视野角不能扩大。
进一步，还通过改变上述光学相位差片2、3的第2延迟值检查了与第2延迟值对应的透射率-液晶施加电压特性的依赖性，其结果表明，只要第2延迟值在80nm～250nm范围内，则透射率-液晶施加电压特性基本保持不变，而与光学相位差片2、3的迪斯科(デイスコテイック)液晶的定向状态无关。当超出上述范围时，可以确认横向的视野角不能扩大。
另外，基于对上述比较用试样#201、#202的目视检查结果，又准备了3个除了对图1的液晶单元16的液晶层8采用将波长550nm的折射率各向异性Δn(550)分别设定为0.065、0.100、0.115的液晶材料以外与本实施例相同的试样#24～#26，并采用图6所示的测定系统，按照与本实施例同样的方法在将光接收元件21以一定的角度Φ固定的情况下测定了与对试样#24～#26的施加电压对应的光接收元件21的输出电平。此外，还分别在白色光下进行了目视检查。
从其结果可以确认，在使折射率各向异性Δn(550)为0.100的试样#25、及使折射率各向异性Δn(550)为0.115的试样#26中，在角度Φ为50°的情况下，当电压升高时，在左右方向透射率稍有上升。但是，在目视检查中没有观察到发生反转现象，所以该透射率的上升仍在能继续使用的程度内。在上方向的检查结果表明，不存在任何问题。
另一方面，在使折射率各向异性Δn(550)为0.065的试样#24中，与图11(a)所示的比较用试样#201相同，当电压升高时，在上方向是透射率一度下沉后又升起的曲线，但与试样#201的曲线相比，其透射率上升的程度小，所以仍可以继续使用。在左右方向的检查结果表明，不存在任何问题。
另外，在目视检查中，对试样#25、#26，观察到从黄色到橙色的一定程度的着色，但仍在不发生任何问题的程度内。对试样#24，则观察到呈现出一定程度的蓝色。但是，该程度的蓝色也不会存在任何问题。
另外，作为补充，对试样#24和试样#201施加1V左右的电压，测定了液晶单元16的表面法线方向的白色显示时的透射率。其结果表明，试样#201的透射率降低到不能继续使用的程度。与此不同，对试样#24观察到一定程度的透射率降低，但仍在能继续使用的程度内。
进一步，在对图1的液晶显示装置的液晶单元16的定向膜11、14采用日本合成橡胶公司生产的OptomerAL(商品名)、对液晶层8分别采用相对于上述定向膜11、14的预倾斜角为4.0°、8.0°、14°的液晶材料的情况下，也得到了同样的结果。
如上所述，本发明的液晶显示装置，在结构上包含：将大致扭转90°并定向后的液晶层封入在相对的表面上各自形成透明电极层和定向膜的一对透光性基板之间的液晶显示元件、配置在上述液晶显示元件两侧的一对偏振器、及在上述液晶显示元件与上述偏振器之间至少设置一个的光学相位差片、即其折射率椭圆体的3个主折射率na、nb、nc具有na=nc＞nb的关系并使与表面法线方向平行的主折射率nb的方向及表面内的主折射率nc或na的方向以表面内的主折射率na或nc的方向为轴顺时针或反时针倾斜从而使折射率椭圆体倾斜的光学相位差片，上述定向膜，将各象素中的液晶层以不同比率分割，并将分割后的分割液晶层按各自不同的方向定向，而且，将上述液晶层的液晶分子的长轴与定向膜所成的角度即预倾斜角设定为在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不发生反视角方向的色调反转的范围。
另外，本发明的液晶显示装置，在上述结构中，液晶层的液晶分子的长轴与定向膜所成的角度即预倾斜角，进一步，最好设定为在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不发生正视角方向的亮度急剧降低的范围。
因此，在本发明的上述液晶显示装置中，与仅利用光学相位差片的补偿功能的情况相比，能使液晶显示元件的相位差变化得到进一步改善，特别是，能够消除对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的画面上的反视角方向的色调反转，从而可以更进一步地防止画面的视角依赖性。因此，包含上述光学相位差片和液晶显示元件的液晶显示装置，能够防止色调反转现象及视角方向的对比率的降低。
此外，利用以不同比率分割后的分割液晶层的补偿效果，可以消除相反的正视角方向的视角特性和反视角方向的视角特性之差，并能使两视角特性彼此接近。所以，基本上可以均匀地抑制使视角向上下方向倾斜时所产生的对比度降低及显示图象看上去变白的倾向。
所谓在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不发生反视角方向的色调反转、以及在显示该中间色调的状态下不发生正视角方向的亮度急剧降低的范围，具体地说，指的是将上述分割液晶层的各定向部分中在至少一侧的基板上的预倾斜角设定在大于4°小于15°的范围内。
因此，本发明的液晶显示装置，在上述结构中，最好将上述分割液晶层的各定向部分中在至少一边的基板上的预倾斜角设定在大于4°小于15°的范围内。
按照如上方式，在通常的液晶显示装置所要求的50°视角上，虽然有时会发生一定程度的反视角方向的色调反转，但无论从哪个方向观看都能够将液晶画面的色调反转现象抑制到能充分继续使用的程度。
而且，在视角为70°的进一步的宽视野角的液晶显示装置中，所谓在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不发生反视角方向的色调反转、以及在显示该中间色调的状态下不发生正视角方向的亮度急剧降低的范围，指的是将上述预倾斜角设定在6°以上14°以下的范围内。
因此，本发明的液晶显示装置，在上述结构中，最好将预倾斜角设定在6°以上14°以下的范围内。
按照如上方式，在视角为70°的宽视野角的液晶显示装置中，能够实现将施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的画面上的反视角方向的色调反转完全消除的状态。
因此，在采用上述结构时，与现有的液晶显示装置相比，可以起到能使液晶显示装置的显示图象的质量显著提高的作用。
本发明的另一中液晶显示装置，在结构上包含：将大致扭转90°并定向后的液晶层封入在相对的表面上各自形成透明电极层和定向膜的一对透光性基板之间的液晶显示元件、配置在上述液晶显示元件两侧的一对偏振器、及在上述液晶显示元件与上述偏振器之间至少设置一个的光学相位差片、即其折射率椭圆体的3个主折射率na、nb、nc具有na=nc＞nb的关系并使与表面法线方向平行的主折射率nb的方向及表面内的主折射率nc或na的方向以表面内的主折射率na或nc的方向为轴顺时针或反时针倾斜从而使上述折射率椭圆体倾斜的光学相位差片，上述定向膜，将各象素中的液晶层以不同比率分割，并将分割后的分割液晶层按各自不同的方向定向，而且，将用于显示在对液晶施加接近于液晶阈值电压的电压的情况下得到的中间色调的施加电压值设定为在显示该中间色调的状态下不发生反视角方向的色调反转的范围。
另外，本发明的液晶显示装置，在上述结构中，进一步将用于显示在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压的情况下得到的中间色调的施加电压值设定为在显示该中间色调的状态下不发生正视角方向的亮度急剧降低的范围。
因此，在本发明的上述结构的液晶显示装置中，与仅利用光学相位差片的补偿功能的情况相比，能使液晶显示元件的相位差变化得到进一步改善，特别是，能够消除对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的画面上的反视角方向的色调反转，从而可以更进一步地防止画面的视角依赖性。因此，包含上述光学相位差片和液晶显示元件的液晶显示装置，能够防止色调反转现象及反射角方向的对比率的降低。
此外，利用以不同比率分割后的分割液晶层的补偿效果，可以消除相反的正视角方向的视角特性和反视角方向的视角特性之差，并能使两视角特性彼此接近。所以，基本上可以均匀地抑制使视角向上下方向倾斜时所产生的对比度降低及显示图象看上去变白的倾向。
所谓在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不发生反视角方向的色调反转、以及在显示该中间色调的状态下不发生正视角方向的亮度急剧降低的范围，具体地说，指的是将用于显示在对液晶施加接近于液晶阈值电压的电压的情况下得到的中间色调的施加电压值设定为可以得到比不对液晶施加电压的白色状态(断开状态)时的透射率的85％大的透射率。
因此，本发明的液晶显示装置，在上述结构中，最好将用于显示在对液晶施加接近于液晶阈值电压的电压的情况下得到的中间色调的施加电压值设定为可以得到比不对液晶施加电压的白色状态时的透射率的85％大的透射率。
按照如上方式，在通常的液晶显示装置所要求的50°视角上，虽然有时会发生一定程度的反视角方向的色调反转，但无论从哪个方向观看都能够将液晶画面的色调反转现象抑制到能充分继续使用的程度。
而且，在视角为70°的进一步的宽视野角的液晶显示装置中，所谓在对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不发生反视角方向的色调反转、以及在显示该中间色调的状态下不发生正视角方向的亮度急剧降低的范围，指的是将用于显示在对液晶施加接近于液晶阈值电压的电压的情况下得到的中间色调的施加电压值设定为可以得到进入不对液晶施加电压的白色状态(断开状态)时的透射率的90％以上97％以下范围的透射率。
因此，本发明的液晶显示装置，在上述结构中，最好将用于显示在对液晶施加接近于液晶阈值电压的电压的情况下得到的中间色调的施加电压值设定为可以得到进入不对液晶施加电压的白色状态时的透射率的90％以上97％以下范围内的透射率。
按照如上方式，在本发明的液晶显示装置中，在视角为70°的宽视野角的液晶显示装置中，能够实现将对液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的画面上的反视角方向的色调反转完全消除的状态。
因此，在采用上述发明的结构时，与现有的液晶显示装置相比，可以起到能使显示图象质量显著提高的作用。
另外，在本实施形态的上述结构的液晶显示装置中，液晶层的液晶材料的与波长550nm的光对应的折射率各向异性Δn(550)，最好设定在大于0.060小于0.120的范围内。
这样设定的原因是，已经确认，当与作为可见光范围的中心区域的波长550nm的光对应的液晶材料的折射率各向异性Δn(550)在0.060以下、0.120以上时，将因视角方向而发生反转现象或对比度的降低。因此，通过将液晶材料的与波长550nm的光对应的折射率各向异性Δn(550)设定在大于0.060小于0.120的范围内，可以消除在液晶显示元件内产生的与视角对应的相位差，所以，在液晶画面中无论是因视角而产生的着色现象还是对比度的变化、左右方向的反转现象等，都能得到进一步的改善。
因此，在采用将折射率各向异性Δn(550)设定在大于0.060小于0.120的范围内的结构的情况下，可以起到能使本发明的上述液晶显示装置的显示图象质量进一步提高的作用。
在该情况下，进一步，通过将液晶层的液晶材料的与波长550nm的光对应的折射率各向异性Δn(550)设定在大于0.070小于0.095的范围内，可以更有效地将在液晶显示元件内产生的与视角对应的相位差消除。按照这种方式，与本发明的上述结构的液晶显示装置相比，能可靠地改善因视角而产生的液晶显示图象的对比度的变化、左右方向的反转现象、着色现象等，因而可以起到实现极其良好的显示图象质量的作用。
本发明的上述结构的液晶显示装置，在全部光学相位差片中，都将折射率椭圆体的倾斜角设定在15°至75°之间。
这样，在设在液晶显示装置内的所有光学相位差片中通过将折射率椭圆体的倾斜角都设定在15°至75°之间，能够可靠地获得上述的本发明备有的光学相位差片的相位差补偿功能，所以可以起到能可靠地提高本发明的上述结构的液晶显示装置的可视性的作用。
本发明的上述结构的液晶显示装置，在全部光学相位差片中，都最好将主折射率na和主折射率nb之差与光学相位差片的厚度d的乘积(na-nb)×d设定在80nm～250nm之间。
这样，在设在液晶显示装置内的全部光学相位差片中，通过将主折射率na和主折射率nb之差与光学相位差片的厚度d的乘积(na-nb)×d设定在80nm～250nm之间，能够可靠地获得上述的本发明备有的光学相位差片的相位差补偿功能，所以可以起到能可靠地提高本发明的上述结构的液晶显示装置的可视性的作用。
另外，如上所述，在本发明的液晶显示装置中，对上述象素内的最大的上述分割液晶层，最好是将上述光学相位差片配置成使上述定向膜内侧附近的液晶分子在由上述透明电极施加电压时的倾斜方向与折射率椭圆体的倾斜方向相反。
在上述结构中，对最大的分割液晶层，只要对应于光学相位差片的表面的折射率椭圆体的倾斜方向与施加电压时的上述液晶分子的倾斜方向相反，就可以将该液晶分子的光学特性与折射率椭圆体即光学相位差片的光学特性设定成彼此相反。因此，尽管定向膜内侧附近的液晶分子由于受定向影响在施加电压时不能立起，但该液晶分子的光学特性的偏差，可以由光学相位差片补偿。
因此，当使视角向正视角方向倾斜时，可以抑制反转现象，而且能获得不会黑得看不清的良好显示图象。此外，还可以抑制当使视角向反视角方向倾斜时的对比度的降低，所以，可以获得不带白色的良好显示图象。而且，也可以抑制在左右方向上的反转现象。
因此，如采用这种结构，可以起到能使本发明的上述结构的液晶显示装置的视角特性大幅度改进的作用。
另外，如上所述，在本发明的液晶显示装置中，作为分割液晶层设置了第1分割液晶层和第2分割液晶层，并最好将第1分割液晶层和第2分割液晶层的大小比例设定为6∶4至19∶1的范围。
因此，在限定折射率椭圆体的倾斜方向的上述结构中，能够更可靠地改进视角特性。
在本发明的各项详细说明中所列举的具体实施形态或实施例，主要是用于说明本发明的技术内容，并不限定于这些具体例，不应狭义地进行解释，在本发明的主旨和以下所述的各项权利要求的范围内，可以实施各种变更。

Claims (24)

1．一种液晶显示装置，它包含：将液晶层封入各自备有定向膜的一对基板之间的液晶显示元件、设置在上述液晶显示元件两侧的一对偏振器、及在上述液晶显示元件与上述偏振器之间至少设置一个的其折射率椭圆体倾斜的光学相位差片，该液晶显示装置的特征在于：上述定向膜，在上述各象素中将液晶层分割为体积不同的多个分割部，并将该分割部按各自不同的方向定向，同时，将上述液晶层的液晶分子的长轴与定向膜所成的角度即预倾斜角设定为在对上述液晶施加与液晶阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不发生反视角方向的色调反转的范围。
2．根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：使上述折射率椭圆体的3个主折射率na、nb、nc满足nz=nc＞nb，并使与表面法线方向平行的主折射率nb的方向以表面内的主折射率na或nc为轴从表面法线方向顺时针或反时针倾斜，从而使上述折射率椭圆体倾斜。
3．根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：上述光学相位差片，通过使迪斯科(デイスコテイック)液晶在由透明的有机高分子构成的支承体上倾斜定向或混合定向并交联而形成。
4．根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：上述分割部是2个，上述定向膜在这两个分割部中具有彼此相反的预倾斜方向。
5．根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述各预倾斜角设定为在对该液晶施加与上述液晶的阈值电压接近的电压而显示中间色调的状态下不发生正视角方向的亮度急剧降低的范围。
6．根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述预倾斜角设定在大于4°小于15°的范围内。
7．根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述预倾斜角设定在大于6°小于14°的范围内。
8．一种液晶显示装置，它包含：将液晶层封入各自备有定向膜的一对基板之间的液晶显示元件、设置在上述液晶显示元件两侧的一对偏振器、及在上述液晶显示元件与上述偏振器之间至少设置一个的其折射率椭圆体倾斜的光学相位差片，其特征在于：上述定向膜，在上述各象素中将液晶层分割为体积不同的多个分割部，并将该分割部按各自不同的方向定向，同时，将用于显示在对上述液晶施加接近于上述液晶阈值电压的电压的情况下得到的中间色调的施加电压值设定为在显示该中间色调的状态下不发生反视角方向的色调反转的范围。
9．根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：使上述折射率椭圆体的3个主折射率na、nb、nc满足na=nc＞nb，并使与表面法线方向平行的主折射率nb的方向以表面内的主折射率na或nc为轴从表面法线方向顺时针或反时针倾斜，从而使折射率椭圆体倾斜。
10．根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述施加电压设定在在显示上述中间色调的状态下不发生正视角方向的亮度急剧降低的范围。
11．根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述施加电压值设定为可以得到比不对上述液晶施加电压的白色状态时的透射率的85％大的透射率。
12．根据权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述施加电压值设定为可以得到进入在不对上述液晶施加电压的白色状态时的透射率的90％以上97％以下范围的透射率。
13．根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述液晶层的液晶材料的与波长550nm的光对应的折射率各向异性Δn(550)设定在大于0.060小于0.120的范围内。
14．根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述液晶层的液晶材料的与波长550nm的光对应的折射率各向异性Δn(550)设定在大于0.060小于0.120的范围内。
15．根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述Δn(550)设定在大于0.70小于0.095的范围内。
16．根据权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述Δn(550)设定在大于0.70小于0.095的范围内。
17．根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述光学相位差片的折射率椭圆体的倾斜角设定在15°至75°之间。
18．根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述光学相位差片的折射率椭圆体的倾斜角设定在15°至75°之间。
19．根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述光学相位差片的主折射率na和主折射率nb之差与该光学相位差片的厚度d的乘积(na-nb)×d设定在80nm至250nm之间。
20．根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：将上述光学相位差片的主折射率na和主折射率nb之差与该光学相位差片的厚度d的乘积(na-nb)×d设定在80nm至250nm之间。
21．根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：对上述象素内的上述分割部中的最大分割部，将上述光学相位差片配置成使上述定向膜内侧附近的液晶分子在施加电压时的倾斜方向与折射率椭圆体的倾斜方向相反。
22．根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：对上述象素内的上述分割部中的最大分割部，将上述光学相位差片配置成使上述定向膜内侧附近的液晶分子在施加电压时的倾斜方向与折射率椭圆体的倾斜方向相反。
23．根据权利要求21所述的液晶显示装置，其特征在于：作为上述分割部，设有第1分割部及体积比其小的第2分割部，将上述第1分割部与上述第2分割部的体积比设定为6∶4至19∶1的范围。
24．根据权利要求22所述的液晶显示装置，其特征在于：作为上述分割部，设有第1分割部及体积比其小的第2分割部，将上述第1分割部与上述第2分割部的体积比设定为6∶4至19∶1的范围。
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