JP2001311948A - 液晶表示装置、並びに、そのリターデーション選択方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 垂直配向モードの液晶表示装置において、位
相差フィルムと液晶層とのリターデーションが最適な値
に設定された液晶表示装置、並びに、当該範囲を少ない
手間で導出可能な方法および演算装置を提供する。 【解決手段】 液晶表示装置１において、液晶セル３の
リターデーションと、位相差フィルム７ａ・７ｂのリタ
ーデーションとを適切な組み合わせに設定する際、ある
組み合わせにおいて、所望とする視野角のうちで最も傾
き、かつ、面内方向で、偏光素子５ａ・５ｂの吸収軸５
１ａ・５１ｂと４５度の角度となる方向Ａでの電圧−透
過率曲線Ｔａを導出する。さらに、当該曲線Ｔａの極大
値となる電圧を白電圧Ｖｗとして設定する。その後、当
該白電圧Ｖｗに基づいて、方向Ａでのコントラストなど
の表示品位を評価して、最適な組み合わせを導出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、垂直配向モードの
液晶表示装置に関するものであり、位相差フィルムと液
晶層とのリターデーションが最適な値に設定された液晶
表示装置、並びに、当該範囲を少ない手間で導出可能な
リターデーション選択方法および装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＣＲＴに比べて消費電力や寸法を削減し
やすい液晶表示装置は、例えば、ワードプロセッサやコ
ンピュータあるいはテレビジョンの画面として、広く普
及している。ここで、近年、ＴＮ方式に比べて表示のコ
ントラストが高く、応答速度の速い方式として、負の誘
電率異方性を有するネガ型液晶材料と、垂直方向の配向
膜とを組み合わせたＶＡ（Verticically Aligned) 方式
の液晶表示装置が注目されている。

【０００３】当該ＶＡ方式の液晶表示装置は、例えば、
特開平１１−２５８６０５号公報に開示されているよう
に、液晶分子の旋光モードではなく、複屈折モードを利
用するものであって、電圧無印加状態では、垂直に配向
した液晶分子が殆ど複屈折性を示さず、黒表示になると
共に、電圧印加時には、液晶分子が傾斜して、基板に略
水平となり、大きな複屈折性を示して白表示になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の液晶表示装置では、複屈折モードで動作するため、
視野角の拡大が難しく、位相差フィルムが設けられるこ
とが多い。ところが、視野角を拡大するためには、位相
差フィルムのリターデーションと液晶層のリターデーシ
ョンとを好適な値に設定する必要があるにも拘らず、リ
ターデーションの適切な組み合わせの導出方法は確立さ
れていないため、多くの計算量や測定数などが必要とな
ってしまう。この結果、好適な値に設定された液晶表示
装置を実現することが難しいという問題を生じる。

【０００５】具体的には、実験で表示品位を測定する場
合には、液晶表示装置を作成する必要があり、手間がか
かる。一方、シミュレーションで算出する場合であって
も、液晶分子の平衡状態を計算して、配向状態を算出す
る必要があるため、計算量が大きくなってしまう。した
がって、好適な組み合わせを導出するために、無作為に
リターデーションを設定し、任意の方向での実験／表示
品位評価を繰り返したとすると、非常に大きな手間がか
かってしまう。

【０００６】また、液晶表示装置では、印加電圧によっ
て、透過率が変化するが、電圧−透過率曲線は、線形で
ないだけでなく、視角によって大きく変化する。したが
って、白表示時の印加電圧の設定によっても、視角特性
が変化する。この結果、さらに、好適なリターデーショ
ン選定に必要な手間が多くなってしまう。

【０００７】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、垂直配向モードの液晶表示装
置において、位相差フィルムと液晶層とのリターデーシ
ョンが最適な値に設定された液晶表示装置、並びに、当
該範囲を少ない手間で導出可能なリターデーション選択
方法および装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示装
置は、上記課題を解決するために、基板表面に垂直配向
膜が塗布され、負の誘電率異方性を有する液晶を含む液
晶層と、液晶層の両側に配された偏光素子と、両偏光素
子間に配された位相差フィルムとを有し、液晶分子が概
ね基板に対して垂直に配向している状態に黒表示を行う
液晶表示装置において、上記位相差フィルムの厚さ方向
のリターデーションの合計Ｒｔｈと、上記液晶層のリタ
ーデーションＲｌｃとが、Ｒｔｈ ≦ Ｒｌｃ ＋ １
５０ｎｍ、Ｒｔｈ ≧ １．２５・Ｒｌｃ − ２６
２．５ｎｍ、Ｒｌｃ ≧ ７５ｎｍ、および、Ｒｔｈ
≧ ３０ｎｍを満たしていることを特徴としている。

【０００９】上記構成では、液晶層および位相差フィル
ムのリターデーション組み合わせについて上限および下
限が設定されており、当該範囲に設定すれば、基板の法
線方向から６０度傾いた方向までの視角範囲全般におい
て、階調反転することなく、コントラスト５以上を維持
できる。この結果、斜め視角の表示品位の良好な液晶表
示装置を確実に実現できる。

【００１０】上記構成の液晶表示装置は、さらに、上記
位相差フィルムの厚さ方向のリターデーションの合計Ｒ
ｔｈと、上記液晶層のリターデーションＲｌｃとが、Ｒ
ｔｈ≦ １．５・Ｒｌｃ ＋ ８０ｎｍ、かつ、Ｒｌｃ
≧ １５５ｎｍを満たしている方が好ましい。

【００１１】当該構成によれば、液晶表示装置の正面方
向の透過率を空気の透過率の０．２倍以上に保つことが
できる。この結果、正面方向の輝度、コントラストを損
なうことなく、斜め視角の表示品位が良好な液晶表示装
置を確実に実現できる。

【００１２】また、本発明に係る液晶表示装置は、上記
課題を解決するために、基板表面に垂直配向膜が塗布さ
れ、負の誘電率異方性を有する液晶を含む液晶層と、液
晶層の両側に配された偏光素子と、両偏光素子間に配さ
れた位相差フィルムとを有し、液晶分子が概ね基板に対
して垂直に配向している状態に黒表示を行う液晶表示装
置において、上記位相差フィルムの厚さ方向のリターデ
ーションの合計Ｒｔｈと、上記液晶層のリターデーショ
ンＲｌｃとが、Ｒｔｈ ≦ １．５・Ｒｌｃ＋ ８０ｎ
ｍ、かつ、Ｒｌｃ ≧ １５５ｎｍを満たしていること
を特徴としている。

【００１３】上記構成でも、液晶層および位相差フィル
ムのリターデーション組み合わせについて上限および下
限が設定されており、当該範囲に設定すれば、基板の法
線方向から６０度傾いた方向までの視角範囲全般におい
て、階調反転することなく、しかも、正面方向の透過率
を空気の透過率の０．２倍以上に保つことができる。こ
の結果、正面方向の輝度、コントラストを損なうことな
く、斜め視角の表示品位が良好な液晶表示装置を確実に
実現できる。

【００１４】さらに、上記各構成の液晶表示装置は、上
記位相差フィルムの厚さ方向のリターデーションの合計
Ｒｔｈが、Ｒｔｈ ≦ ２５０ｎｍ、かつ、Ｒｌｃ ≧
３０ｎｍを満たしている方が望ましい。

【００１５】当該構成によれば、基板の法線方向から６
０度傾いた方向までの視角範囲全般において、正面方向
における電圧−透過率特性と概ね相似した電圧−透過率
特性を保つことができる。この結果、液晶表示装置に表
示される画像は、上記視角範囲のいずれの方向から見て
も、各階調間の明るさの比率が概ね同様の値になり、斜
め視角の階調特性が良好な液晶表示装置を実現できる。

【００１６】また、上記各構成の液晶表示装置におい
て、上記液晶層には、画素毎に液晶分子の応答方向が異
なる複数の領域が設けられていてもよい。さらに、上記
液晶層では、画素毎に液晶分子の応答方向が概ね軸対称
に設定されていてもよい。加えて、上記軸対称配向の軸
は、各画素毎に複数設けられていてもよい。これらの構
成によれば、画素の配向分割によって、互いの領域が光
学補償しあうので、より斜め視角の表示品位が良好な液
晶表示装置を実現できる。

【００１７】一方、本発明に係る液晶表示装置のリター
デーション選択方法は、基板表面に垂直配向膜が塗布さ
れ、負の誘電率異方性を有する液晶を含む液晶層と、液
晶層の両側に配された偏光素子と、両偏光素子間に配さ
れた位相差フィルムとを有し、液晶分子が概ね基板に対
して垂直に配向している状態に黒表示を行う液晶表示装
置のリターデーション選択方法であって、上記課題を解
決するために、上記液晶層のリターデーションと位相差
フィルムのリターデーションとの組み合わせを導出する
際、所望の表示品位と、当該表示品位を確保したい視野
角とを設定する条件設定工程と、上記視野角のうち、上
記基板の法線方向から最も傾き、かつ、上記基板の面内
方位が、上記偏光素子の吸収軸と４５度の角度をなす第
１の方向における上記液晶表示装置の電圧−透過率特性
を導出し、極大点を白電圧として決定する印加電圧決定
工程と、決定された白電圧に基づいて、表示品位が上記
所望の表示品位を満足するか否かを判定する判定工程と
を含んでいることを特徴としている。なお、例えば、電
圧−透過率特性など、液晶表示装置の特性は、シミュレ
ーションによって算出してもよいし、実験して導出して
もよい。

【００１８】上記構成では、所望の視野角と、偏光素子
の吸収軸の方向とに基づいて、表示品位が最も悪い第１
の方向を決定し、当該第１の方向の電圧−透過率曲線の
極大値を白電圧として決定する。これにより、例えば、
所定の電圧を白電圧として決定したり、他の方向の透過
率に基づいて白電圧を決定する場合などに比べて、より
少ない計算量または測定量で、上記視野角内で階調反転
しない範囲で最も高く白電圧を設定できる。この結果、
視野角内で階調反転せず、しかも、最も表示品位の高い
リターデーションの組み合わせを、比較的少ない手間で
導出できる。

【００１９】また、上記構成において、上記条件設定工
程で設定される表示品位は、上記視野角内で維持すべき
最低コントラストであり、上記判定工程は、上記第１の
方向におけるコントラストと上記最低コントラストとを
比較して判定してもよい。

【００２０】当該構成によれば、上記視野角内で最も表
示品位の悪い第１の方向のコントラストが所望の条件を
満たす組み合わせを導出できる。したがって、上記視野
角内全域で、少なくとも上記最低コントラストを確保可
能なリターデーション組み合わせを比較的少ない手間で
導出できる。

【００２１】さらに、上記各構成において、上記条件設
定工程で設定される表示品位は、上記基板の正面方向に
おける白電圧印加時の透過率であってもよい。当該構成
によれば、正面方向の輝度およびコントラストが良好な
液晶表示装置を実現するためのリターデーション組み合
わせを導出できる。

【００２２】また、上記各構成において、さらに、上記
白電圧と、上記基板の正面方向における電圧−透過率特
性とに基づいて、中間階調の印加電圧を決定する中間階
調電圧決定工程を含み、上記条件設定工程で設定される
表示品位は、上記正面方向における各階調電圧−透過率
特性と、上記第１方向における各階調電圧−透過率特性
との相似の程度であってもよい。

【００２３】上記構成では、上記印加電圧決定工程で決
められた白電圧に基づいて、中間階調電圧を決定した
後、第１の方向と正面方向と階調電圧−透過率特性の相
似の程度を判定する。この結果、液晶表示装置に表示さ
れる画像を上記視野角内のいずれの方向から見た場合で
あっても、各階調間の明るさの比率が類似するような、
リターデーション組み合わせを、比較的少ない手間で導
出できる。

【００２４】また、本発明に係る液晶表示装置のリター
デーション選択装置は、基板表面に垂直配向膜が塗布さ
れ、負の誘電率異方性を有する液晶を含む液晶層と、液
晶層の両側に配された偏光素子と、両偏光素子間に配さ
れた位相差フィルムとを有し、液晶分子が概ね基板に対
して垂直に配向している状態に黒表示を行う液晶表示装
置のリターデーション選択装置であって、上記課題を解
決するために、上記液晶層のリターデーションと位相差
フィルムのリターデーションとの組み合わせを導出する
際、所望の表示品位と、当該表示品位を確保したい視野
角とを設定する条件設定手段と、上記視野角のうち、上
記基板の法線方向から最も傾き、かつ、上記基板の面内
方位が、上記偏光素子の吸収軸と４５度の角度をなす第
１の方向における上記液晶表示装置の電圧−透過率特性
を導出し、極大点を白電圧として決定する印加電圧決定
手段と、決定された白電圧に基づいて、表示品位が上記
所望の表示品位を満足するか否かを判定する判定手段と
を備えていることを特徴としている。なお、上記印加電
圧決定手段および判定手段は、シミュレーションによっ
て、液晶表示装置の特性を算出してもよいし、実験結果
の入力に基づいて液晶表示装置の特性を導出してもよ
い。

【００２５】上記リターデーション選択装置は、上述の
リターデーション選択方法で液晶層のリターデーション
と位相差フィルムのリターデーションとの組み合わせを
導出するので、例えば、所定の電圧を白電圧として決定
したり、他の方向の透過率に基づいて白電圧を決定する
場合などに比べて、より少ない計算量または測定量で、
上記視野角内で階調反転しない範囲で最も高く白電圧を
設定できる。この結果、視野角内で階調反転せず、しか
も、最も表示品位の高いリターデーションの組み合わせ
を、比較的少ない手間で導出できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】〔第１の実施形態〕本発明の一実
施形態について図１ないし図７に基づいて説明すると以
下の通りである。すなわち、本実施形態に係る液晶表示
装置１は、図１に示すように、基板３１ａ・３１ｂで挟
持された液晶層３２を含む液晶セル３と、液晶セル３の
両側に配された偏光素子５ａ・５ｂと、液晶セル３と偏
光素子５ａとの間、および液晶セル３と偏光素子５ｂと
の間に、それぞれ配された負フィルムの位相差フィルム
７ａ・７ｂとを備えている。

【００２７】上記両偏光素子５ａ・５ｂの吸収軸５１ａ
・５１ｂの方向は、直交するように設定されている。ま
た、位相差フィルム７ａ・７ｂの遅相軸の向き（面内方
向）は、偏光素子５ａ・５ｂの吸収軸５１ａ・５１ｂに
対して４５度になるように設定されている。

【００２８】一方、上記液晶セル３は、垂直配向（Ｖ
Ａ）方式の液晶セルであって、薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）と画素電極３３（後述）とをマトリクス状に配列し
たＴＦＴ基板（基板３１ａ・３１ｂの一方）と、対向電
極を有するカラーフィルター（ＣＦ）基板（基板３１ａ
・３１ｂの他方）とに、図示しない垂直配向膜を印刷
し、両基板３１ａ・３１ｂを貼り合わせると共に、両基
板３１ａ・３１ｂの間隙に負の誘電率異方性を有する液
晶層３２を封入して作成する。これにより、電圧無印加
時には、液晶層３２の液晶分子が略垂直に配向すると共
に、電圧印加時には、液晶分子が傾斜して水平に配向で
きる。さらに、本実施形態に係る液晶セル３では、図２
に示すように、一方の基板３１ａ（３１ｂ）に設けられ
た各画素電極３３に、略四角錐状の突起３４が形成され
ている。上記突起３４は、各斜面の方向、より詳細に
は、各斜面に垂直な方向を基板３１ａ・３２ａの面内に
投影した方向が、上記偏光素子５ａ・５ｂの吸収軸５１
ａ・５１ｂと４５度の角度をなすように設定されてお
り、突起３４の近傍では、液晶分子が各斜面に垂直にな
るように配向する。加えて、電圧印加時において、突起
３４の部分の電界は、突起３４の斜面に平行になる方向
に傾く。これらの結果、電圧印加時に液晶分子が傾斜す
る際、面内方向では、吸収軸５１ａ・５１ｂに対して４
５度方向に傾きやすくなっている。なお、上記各突起３
４は、上記ＴＦＴ基板上に、光感応性樹脂を塗布し、フ
ォトリソグラフィー工程で加工することで形成できる。

【００２９】上記構成の液晶表示装置１において、液晶
層３２の液晶分子は、電圧無印加時には、突起３４近傍
の少数分子を除いて、基板３１ａ（３１ａ）の表面に対
して、略垂直に配向し、液晶層３２が殆ど複屈折性を持
たない。この結果、良好な黒表示が得られる。一方、画
素電極３３に電極を印加した場合、画素電極３３に対応
する画素の液晶分子は、面内方向で吸収軸５１ａ・５１
ｂと４５度の角度をなすように傾斜して、基板３１ａ・
３１ｂの表面に対して略水平に配向する。この結果、液
晶層３２が強い複屈折性を持ち、当該画素が白表示にな
る。

【００３０】また、中間階調の電圧が印加された場合、
当該画素の液晶分子は、基板３１ａ・３１ｂと水平にな
らないので、液晶表示装置１の使用者（観察者）が、液
晶分子の長軸方向から見ると、黒表示に見えてしまう。
ところが、本実施形態では、１画素が各斜面に対応して
複数（この例では４つ）に配向分割されているため、当
該画素のうち、液晶分子が他の方向に配向している部分
からの透過光が、上記方向の使用者に伝えられる。この
結果、配向分割していない場合に比べて、より広い視角
から、中間階調を識別できる。

【００３１】ここで、斜め視角からの表示品位は、上記
両位相差フィルム７ａ・７ｂのリターデーションの合計
Ｒｔｈと、液晶セル３のリターデーションＲｌｃとに応
じて大きく変動するため、良好な表示品位を持った液晶
表示装置１を実現するためには、これらの値を適切な値
に選定する必要がある。ところが、上述したように、好
適な組み合わせを導出するために、無作為にリターデー
ションを設定し、任意の方向での実験／表示品位評価を
繰り返したとすると、非常に大きな手間がかかってしま
う。

【００３２】本実施形態では、液晶表示装置１の構造と
視野角αとから決定される方向Ａでの電圧−透過率曲線
Ｔａに基づいて、白電圧Ｖｗを決定し、表示品位が所望
の条件を満たすか否かを判定することによって、大きな
手間をかけることなく、特に、斜め視角時に高いコント
ラストが得られる数値範囲を見出した。

【００３３】ここで、本実施形態では、液晶表示装置１
の特性をシミュレーションで求めており、以下の各ステ
ップは、例えば、図３に示す演算装置（リターデーショ
ン選択装置）１０１によって実施される。当該演算装置
１０１には、指定された電圧が印加された液晶表示装置
１の任意の角度における透過率をシミュレーションによ
って導出するシミュレーション処理部１０２と、シミュ
レーションに必要なパラメータを記憶するパラメータ記
憶部１０３と、視野角αやコントラストなど所望の条件
を設定する条件設定部（条件選択手段）１０４と、リタ
ーデーションＲｔｈおよびＲｌｃを選択するリターデー
ション設定部１０５と、上記シミュレーション処理部１
０２を制御して、上記リターデーションＲｔｈ・Ｒｌｃ
を有する液晶表示装置１が所望の視野角α内で階調反転
しない範囲の白電圧および黒電圧を導出する印加電圧決
定部（印加電圧決定手段）１０６と、上記シミュレーシ
ョン処理部１０２を制御して当該電圧が印加される液晶
表示装置１のコントラストを評価する評価部（判定手
段）１０７とが設けられている。なお、上記各部材１０
２〜１０７は、例えば、ＣＰＵなどの演算部がＲＯＭや
ＲＡＭなどの記憶部に格納されたプログラムを実行する
ことで実現される機能ブロックであり、演算部や記憶部
を有するコンピュータが、上記プログラムを記録した記
録媒体から読み出したり、通信路を介して伝送するなど
して、上記プログラムを取得し、実行することによっ
て、当該コンピュータは、演算装置１０１として動作で
きる。

【００３４】上記構成の演算装置１０１では、図４に示
すステップ１（以下では、Ｓ１のように略称する）にお
いて、例えば、使用者の指示などに基づいて、任意の電
圧が印加した場合の任意方向における液晶表示装置１の
透過率を導出するためのパラメータがパラメータ記憶部
１０３に設定される。当該パラメータには、液晶のパラ
メータとして、例えば、弾性定数、誘電率、屈折率およ
びヘリカルピッチなどが含まれる。また、上記パラメー
タには、液晶セル３のパラメータとして、例えば、セル
厚、アンカリングエネルギー、プレチルト角、並びに、
セル構造を示すパラメータなどが含まれる。上記Ｓ１に
て、パラメータが設定されると、演算装置１０１のシミ
ュレーション処理部１０２は、Ｓ２において、上記パラ
メータに基づき、各電圧における平衡状態を計算し、各
電圧での液晶分子の配向状態を計算する。

【００３５】一方、条件設定部１０４は、Ｓ３におい
て、例えば、使用者の指示などに基づいて、所望の視野
角α（例えば、６０度）と、最小限必要なコントラスト
（例えば、５）とを入力する。さらに、Ｓ４では、リタ
ーデーション設定部１０５が、例えば、位相差フィルム
７ａ・７ｂを形成する屈折率楕円体およびフィルム厚な
どに基づいて、位相差フィルム７ａ・７ｂのリターデー
ションＲｔｈの初期値（例えば、１０ｎｍ）を設定す
る。具体的には、位相差フィルム７ａ・７ｂは、負フィ
ルムであり、面内の屈折率をｎ１およびｎ２として、法
線方向の屈折率をｎ３としたとき、ｎ１＝ｎ２＞ｎ３に
設定されているので、位相差フィルム７ａ・７ｂのリタ
ーデーションＲｔｈは、以下の式（１）に示すように、 Ｒｔｈ＝ｄｔｈ・｛（ｎ１＋ｎ２）／２−ｎ３｝ ＝ｄｔｈ・（ｎ１−ｎ３） …（１） となる。なお、上式（１）において、ｄｔｈは、位相差
フィルム７ａ・７ｂのフィルム厚の合計である。一方、
液晶セル３のリターデーションＲｌｃは、以下の式
（２）に示すように、 Ｒｌｃ＝ｄｌｃ・Δｎ …（２） であり、リターデーションＲｌｃの初期値（例えば、１
０ｎｍ）は、複屈折率Δｎと、上記Ｓ１で設定した液晶
セル３のセル厚ｄｌｃと、複屈折率Δｎとに基づいて導
出される。なお、リターデーションＲｌｃおよびＲｔｈ
として設定可能な値であれば、先にリターデーションＲ
ｌｃ、Ｒｔｈを設定し、上記式（１）、式（２）に基づ
いて、厚みｄｌｃ、ｄｔｈを逆算してもよい。

【００３６】上記Ｓ１およびＳ４にて、リターデーショ
ンＲｌｃおよびＲｔｈの初期値が設定されると、Ｓ５に
おいて、印加電圧決定部１０６は、最も表示品位の悪い
方向（方向Ａ）として、面内方向で偏光素子５ａ・５ｂ
の吸収軸５１ａ・５１ｂと４５度をなし、かつ、上記Ｓ
３にて決定された最大視角（例えば、基板３１ａ・３１
ｂの表面の法線方向とのなす角度が６０度）の方向を選
択する。さらに、印加電圧決定部１０６は、シミュレー
ション処理部１０２を制御して、図５中、破線に示すよ
うに、当該方向Ａにおける電圧−透過率曲線Ｔａを導出
し、透過率が極大（Ｘｗ点）となる電圧を白電圧Ｖｗと
して設定する。また、透過率の最小となる電圧を黒電圧
Ｖｂとして設定する。

【００３７】ここで、上記方向Ａは、面内で、上記吸収
軸５１ａ・５１ｂと４５度をなす角度であり、上記Ｓ３
にて設定された視野角αの中で、法線方向から最も離れ
ている。この結果、図５に示すように、正面方向の電圧
−透過率曲線Ｔｆや、面内方向が吸収軸５１ａ・５１ｂ
と平行で最大視角の方向Ｂにおける電圧−透過率曲線Ｔ
ｂに比べて、表示品位が悪く、透過率の変動範囲が狭い
だけではなく、透過率の極大値が存在し、透過率が単調
増加する範囲も狭くなっている。したがって、仮に、上
記極大値となる電圧を超えた電圧も印加するように設定
すると、上記方向Ａでは、階調反転が発生し、表示画像
において、他の方向と明暗が逆転する箇所が出現してし
まう。なお、同図では、透過率を空気の透過率を１倍と
する値で示している。また、電圧の単位は、〔Ｖ〕であ
る。

【００３８】ところが、上記Ｓ５では、方向Ａにおい
て、透過率が単調増加する範囲のうち、最も高い電圧を
白電圧（Ｖｗ）として設定する。この結果、例えば、所
定の電圧を白電圧として決定したり、他の方向の透過率
に基づいて白電圧を決定する場合などに比べて、より少
ない計算量で、上記Ｓ３で設定した視野角α内で階調反
転しない範囲で最も高く、白電圧を設定できる。

【００３９】上記Ｓ５にて、白電圧Ｖｗおよび黒電圧Ｖ
ｂが決定されると、評価部１０７は、シミュレーション
処理部１０２を制御して、Ｓ６において、当該電圧が印
加された場合の液晶表示装置１の表示品位を評価し、Ｓ
７において、良好な視角特性が得られたか否かを判定す
る。

【００４０】本実施形態では、コントラストの最小値
が、予め設定された値（例えば５）以上であるか否か
で、液晶表示装置１の表示品位を評価しており、評価部
１０７は、コントラストの最小値として、上記方向Ａに
おいて、白電圧Ｖｗ印加時の透過率Ｔａｗと黒電圧Ｖｂ
印加時の透過率Ｔａｂとの比率を算出し、当該値が上記
設定値以上であるか否かで表示品位を評価する。なお、
両透過率Ｔａｗ、Ｔａｂは、上記Ｓ４にて、電圧−透過
率曲線Ｔａを導出する際に導出されているので、少ない
計算量でコントラストの最小値を算出できる。

【００４１】上記Ｓ７の判定で良好な視角特性が得られ
た場合は、リターデーションＲｌｃ、Ｒｔｈの組み合わ
せが適切なので、演算装置１０１は、最適化を終了す
る。一方、良好な視角特性が得られなかった場合（上記
Ｓ７にて、NOの場合）、評価部１０７は、Ｓ８におい
て、現在設定されている液晶セル３のリターデーション
Ｒｌｃで、これまでにリターデーションＲｔｈを変更し
たときの表示品位の変動履歴に基づいて、リターデーシ
ョンＲｔｈをさらに大きくすると特性が悪化するか否か
を推定し、上記リターデーションＲｌｃを変更する必要
があるか否かを判定する。例えば、上記表示品位の変動
の履歴から現在のリターデーションＲｔｈが極大と判断
される場合、評価部１０７は、Ｓ９において、例えば、
パラメータ記憶部１０３の値を変更するなどして、液晶
セル３のセル厚や屈折率を変化させ、液晶セル３のリタ
ーデーションＲｌｃを、例えば、１０ｎｍずつなど、所
定の値刻みで変更する。その後は、上記Ｓ２以降の処理
が繰り返される。一方、リターデーションＲｔｈを増加
させても、表示品位が低下しないと推定される場合（上
記Ｓ８にて、NOの場合）、評価部１０７は、上記Ｓ４以
降を繰り返し、リターデーション設定部１０５は、例え
ば、１０ｎｍずつなど、位相差フィルム７ａ・７ｂのリ
ターデーションＲｔｈを所定の値刻みで増加させて、表
示品位を再評価する。

【００４２】上記構成では、偏光素子５ａ・５ｂの吸収
軸５１ａ・５１ｂと、所望の視野角αとにより決定され
る特定の方向Ａにおける電圧−透過率曲線Ｔａに基づい
て、白および黒電圧が決定される。この結果、例えば、
所定の電圧を白電圧として決定したり、他の方向の透過
率に基づいて白電圧を決定する場合などに比べて、より
少ない計算量で、上記視野角α内で階調反転しない範囲
で最も高く、白電圧を設定できる。したがって、より少
ない労力で、所望の視野角α内で階調反転せず、しか
も、最も透過率が高い（最も明るい）液晶表示装置１を
製造できる。

【００４３】なお、図４のフローチャートでは、良好な
視角特性が得られた時点で検索を打ち切っているが、良
好な視角特性が得られた後もリターデーションＲｌｃ、
Ｒｔｈを変化させて、良好な視角特性が得られる範囲を
算出すると、図６および図７のようになる。この場合で
も、リターデーションＲｌｃ、Ｒｔｈの各組み合わせに
おいて、視野角α内で階調しない範囲で最も明るくなる
ように、白電圧を設定した状態で視角特性を判定するの
で、各組み合わせ毎の実験や計算量を削減できる。

【００４４】ここで、図６の各線は、上記Ｓ３で条件と
して設定される最低コントラストを２．５〜１２．５ま
で２．５刻みで変化させた場合のそれぞれにおいて、最
低コントラストを達成可能なリターデーションＲｌｃ、
Ｒｔｈの範囲を示す等高線である。上記のうち、実用的
な使用に何ら問題がない値として、コントラスト５を選
択すると、図７の範囲となる。同図を詳細に検討する
と、視角６０度までの範囲で階調反転せず、しかも、当
該範囲内で少なくともコントラスト５を維持するために
は、液晶セル３のリターデーションＲｌｃと、位相差フ
ィルム７ａ・７ｂのリターデーションの合計Ｒｔｈは、
以下に示すように、 Ｒｔｈ ≦ Ｒｌｃ ＋ １５０ｎｍ …（３） Ｒｔｈ ≧ １．２５・Ｒｌｃ − ２６２．５ｎｍ …（４） Ｒｌｃ ≧ ７５ｎｍ …（５） Ｒｔｈ ≧ ３０ｎｍ …（６） を満足する必要があることがわかる。

【００４５】したがって、液晶表示装置１を製造する
際、上記の式（３）〜式（６）を満足するように、液晶
セル３および位相差フィルム７ａ・７ｂのリターデーシ
ョンＲｌｃ、Ｒｔｈを設定すれば、斜め視角においても
良好なコントラストを確保できる。

【００４６】〔第２の実施形態〕ところで、第１の実施
形態では、所望の視野角α範囲内で所望のコントラスト
を維持できるか否かによって、液晶表示装置の表示品位
を判定した。これに対して、本実施形態では、液晶表示
装置の正面方向の輝度およびコントラストに影響する正
面方向の白電圧時の透過率に基づいて、表示品位を判定
する場合について説明する。

【００４７】すなわち、本実施形態では、図８に示すよ
うに、図４に示すＳ３に代えて設けられたＳ２１におい
て、条件設定部１０４は、良好な視角特性の条件とし
て、正面方向の透過率（例えば、空気の透過率を１倍と
したときの０．２倍など）を設定する。また、Ｓ６に代
えて設けられたＳ２２において、評価部１０７は、シミ
ュレーション処理部１０２を制御して、上記Ｓ５で決定
された白電圧Ｖｗを印加した場合の正面方向の透過率Ｔ
ｆｗを導出し、当該透過率Ｔｆｗが上記Ｓ２１で設定さ
れた値以上か否かを評価する。例えば、図９に示す例で
は、上記Ｓ５で決定された白電圧Ｖｗから、正面方向の
透過率Ｔｆｗが０．４００１程度であり、上記条件を満
たしていることが判る。なお、上記透過率は、空気の透
過率を１倍とした値である。また、この場合でも、第１
の実施形態と同様に、方向Ａの電圧−透過率曲線Ｔａに
基づいて白電圧Ｖｗが決定される。したがって、より少
ない労力で、所望の視野角α内で階調反転せず、しか
も、最も透過率が高く（明るく）なるように、液晶表示
装置１のパラメータを設定できる。

【００４８】ここで、図６および図７と同様に、良好な
視角特性が得られた後もリターデーションＲｌｃ、Ｒｔ
ｈを変化させて、良好な視角特性が得られる範囲を算出
すると、図１０および図１１のようになる。図１０にお
いて、各線は、上記Ｓ２１で条件として設定される正面
方向の白電圧時の透過率Ｔｆｗを０．０５〜０．４５ま
で０．０５刻みに変化させた場合のそれぞれにおいて、
当該透過率を達成可能なリターデーションＲｌｃ、Ｒｔ
ｈの範囲を示す等高線である。上記のうち、実用的な使
用に何ら問題がない値として、正面方向の白電圧時の透
過率Ｔｆｗ＝０．２を選択すると、図１１の範囲とな
る。同図を詳細に検討すると、視角６０度までの範囲で
階調反転せず、しかも、正面方向の白電圧時の透過率Ｔ
ｆｗを０．２以上にするためには、液晶セル３のリター
デーションＲｌｃと、位相差フィルム７ａ・７ｂのリタ
ーデーションの合計Ｒｔｈは、以下に示すように、 Ｒｔｈ ≦ １．５・Ｒｌｃ ＋ ８０ｎｍ …（７） Ｒｌｃ ≧ １５５ｎｍ …（８） を満足する必要があることがわかる。

【００４９】したがって、液晶表示装置１を製造する
際、上記の式（７）および式（８）を満足するように、
液晶セル３および位相差フィルム７ａ・７ｂのリターデ
ーションＲｌｃ、Ｒｔｈを設定すれば、正面の輝度およ
びコントラストを損なわずに、斜め視角の階調反転を抑
制できる。

【００５０】〔第３の実施形態〕ところで、液晶表示装
置１が階調表示する場合、各階調の輝度の比率は、視聴
者の視角に拘らず、互いに同一に保たれている方が好ま
しい。本実施形態では、所望の視野角範囲内で、階調表
示時にも良好な表示品位を確保するため、さらに他の評
価基準として、各階調ｎにおける方向Ａの透過率Ｔａｎ
と、正面方向の透過率Ｔｆｎとの比率が所定の範囲内で
あるか否かに基づいて表示品位を判定する場合について
説明する。

【００５１】すなわち、本実施形態では、図１２に示す
ように、図４に示すＳ３に代えて設けられたＳ３１にお
いて、条件設定部１０４は、良好な視角特性の条件とし
て、各階調ｎにおける方向Ａの透過率Ｔａｎと、正面方
向の透過率Ｔｆｎとが満足すべき比率を設定する。な
お、比率自体を設定してもよいが、本実施形態では、方
向Ａにおける透過率Ｔａｎの範囲を設定する。具体的に
は、例えば、８階調の場合、すなわち、黒が第０階調
で、白が第７階調の場合において、正面方向における白
電圧時の透過率Ｔｆｗを１００％として正規化すると、
正面方向における第６階調の透過率Ｔｆ６は、６／７、
すなわち、約８５．７％となる。この場合、良好な視角
特性の条件として、方向Ａにおける第６階調の透過率Ｔ
ａ６は、方向Ａにおける白電圧時の透過率Ｔａｗを１０
０％として、例えば、８０％〜９５％の範囲に設定され
る。

【００５２】また、本実施形態では、上述のＳ５にて、
白電圧Ｖｗおよび黒電圧Ｖｂを設定した後、印加電圧決
定部１０６は、Ｓ３２において、シミュレーション処理
部１０２を制御して、白電圧Ｖｗにおける正面方向の透
過率Ｔｆｗと、黒電圧Ｖｂにおける正面方向の透過率Ｔ
ｆｂとに基づいて、各階調における正面方向の透過率Ｔ
ｆｎを算出する。さらに、正面方向の電圧−透過率曲線
Ｔｆから、各階調毎に、各透過率Ｔｆｎとなる印加電圧
を決定する。上述のように、８階調の場合を例にする
と、正面方向における第６階調の透過率Ｔｆ６は、白電
圧時の透過率Ｔｆｗの約８５．７％になるので、図１３
に示す正面方向の電圧−透過率曲線Ｔｆ上において、透
過率Ｔｆ６の点Ｘ６に対応する電圧Ｖ６が、第６階調の
印加電圧Ｖ６として設定される。

【００５３】さらに、各階調の印加電圧が決定される
と、Ｓ６に代えて設けられたＳ３３において、評価部１
０７は、シミュレーション処理部１０２を制御して、上
記Ｓ３２で決定された各印加電圧における方向Ａの透過
率Ｔａｎを導出し、当該透過率Ｔａｎが、上記Ｓ３１で
設定された範囲内か否かを判定する。なお、この場合で
も、第１の実施形態と同様に、方向Ａの電圧−透過率曲
線Ｔａに基づいて白電圧Ｖｗが決定される。したがっ
て、より少ない労力で、所望の視野角α内で階調反転せ
ず、しかも、当該視野角α内で最も表示品位が悪い方向
でも、正面方向の階調と類似した階調になるように、液
晶表示装置１のパラメータを設定できる。

【００５４】ここで、図６および図７と同様に、良好な
視角特性が得られた後もリターデーションＲｌｃ、Ｒｔ
ｈを変化させて、良好な視角特性が得られる範囲を算出
すると、図１４および図１５のようになる。図１４にお
いて、各線は、第６階調の印加電圧Ｖ６を加えた場合の
方向Ａにおける透過率Ｔａ６が所定の値になるリターデ
ーションＲｌｃおよびＲｔｈの範囲を示す等高線であ
り、方向Ａにおける白電圧印加時の透過率Ｔａｗを１０
０％としたとき、５７．５％から９５％まで、０．７５
％刻みの等高線である。上記のうち、実用的な使用に何
ら問題がない値として、第６階調の場合で９５％から８
０％の範囲を選択すると、図１５の範囲となる。同図を
詳細に検討すると、視角６０度までの範囲で階調反転せ
ず、しかも、方向Ａでの階調特性を正面方向の特性と概
ね相似形にするためには、液晶セル３のリターデーショ
ンＲｌｃと、位相差フィルム７ａ・７ｂのリターデーシ
ョンの合計Ｒｔｈは、以下に示すように、 Ｒｔｈ ≦ ２５０ｎｍ …（９） Ｒｌｃ ≧ ３０ｎｍ …（10） を満足する必要があることがわかる。

【００５５】したがって、上記の式（９）および式（1
0）を満足するように、液晶セル３および位相差フィル
ム７ａ・７ｂのリターデーションＲｌｃ、Ｒｔｈを設定
すれば、所望の視野角αの範囲内で、階調反転せず、し
かも、正面方向の階調特性と類似の特性を示す液晶表示
装置１を実現できる。

【００５６】〔第４の実施形態〕本実施形態では、上記
第１ないし第３の実施形態での判定基準全てで表示品位
を判定する場合について説明する。すなわち、図１６に
示すように、本実施形態では、図４のＳ３に代わるＳ４
１において、方向Ａでのコントラストと、正面方向の明
るさと、各階調における方向Ａの透過率および正面方向
の透過率の関係とが、良好な表示品位の条件として設定
される。

【００５７】また、図１２のＳ３２と同様のＳ４２に
て、各階調の印加電圧が決定された後、Ｓ６に代わるＳ
４３では、方向Ａでのコントラストと、正面方向の明る
さと、各階調における方向Ａの透過率および正面方向の
透過率の関係とが導出され、液晶表示装置１の表示品位
が判定される。なお、この場合でも、第１の実施形態と
同様に、方向Ａの電圧−透過率曲線Ｔａに基づいて白電
圧Ｖｗが決定される。したがって、より少ない労力で、
所望の視野角α内で階調反転せず、しかも、第１ないし
第３の液晶表示装置の効果を兼ね備えるように、液晶表
示装置１のパラメータを設定できる。

【００５８】ここで、図７と同様に、良好な視角特性が
得られた後もリターデーションＲｌｃ、Ｒｔｈを変化さ
せて、良好な視角特性が得られる範囲を算出すると、図
１７に示すように、図７に示す範囲と、図１１に示す範
囲と、図１５に示す範囲とが重なり合った範囲が得られ
る。したがって、上述の式（３）〜式（10）全てを満足
するように、液晶セル３および位相差フィルム７ａ・７
ｂのリターデーションＲｌｃ、Ｒｔｈを設定すれば、正
面方向の透過率を損ねることなく、所望の視野角αの範
囲内で階調反転せず、最低のコントラストが所定の値以
上で、しかも、正面方向と任意方向の階調特性とが類似
した液晶表示装置１を実現できる。

【００５９】ところで、第１ないし第４の実施形態で
は、位相差フィルム７ａ・７ｂのリターデーションの合
計Ｒｔｈを初期値から変化させると共に、表示品位が悪
化した時点で、液晶セル３のリターデーションＲｌｃを
変化させて、上記リターデーションＲｔｈの変更を繰り
返しているが、評価地点（リターデーションＲｌｃおよ
びＲｔｈの組み合わせ）の選択方法は、これに限るもの
ではない。例えば、図１８に示すように、評価結果に基
づいて、両リターデーションＲｌｃ、Ｒｔｈの双方を変
更しながら、最適値を検索してもよい。

【００６０】具体的には、リターデーションＲｌｃおよ
びリターデーションＲｔｈを軸とする２次元マップ上
で、最初は、任意に３点（Ｒｌｃ，Ｒｔｈ）を選び、各
点における液晶表示装置１の表示品位を評価する。例え
ば、第１の実施形態の例では、各点毎に、図４に示すＳ
５およびＳ６の処理を行って、方向Ａのコントラストを
評価する。

【００６１】ここで、各点のうち、評価の低い順から点
Ｃ１、Ｃ２およびＣ３としたとき、点Ｃ２および点Ｃ３
の中点を算出し、点Ｃ４とする。さらに、上記点Ｃ１と
点Ｃ４とを基準に、１：２の外分点、中点、２：１の外
分点および３：２の外分点を、それぞれＤ１〜点Ｄ４と
して算出する。また、各点Ｄ１〜Ｄ４について、液晶表
示装置１の表示品位を評価する。

【００６２】さらに、点Ｄ１〜Ｄ４のうち、最も評価の
高い点Ｅを点Ｃ１と置き換え、点Ｅ、点Ｃ２および点Ｃ
３の評価を比較し、評価の低い順に、新たな点Ｃ１、Ｃ
２およびＣ３として、点Ｄ１〜点Ｄ４の算出および表示
品位の評価を繰り返す。なお、評価は、方向Ａのコント
ラストなどに限るものではなく、方向Ａのコントラス
ト、正面方向の輝度および階調特性などから所定の評価
関数で算出される総合評価値に基づいて、総合的に判定
してもよい。

【００６３】上記方法でも、白電圧Ｖｗが方向Ａの電圧
−透過率曲線Ｔａに基づいて決定されているので、より
少ない計算量で、所望の条件を満たすリターデーション
ＲｌｃおよびＲｔｈを算出できる。さらに、当該方法で
は、図４、図８、図１２および図１６とは異なり、所望
の条件を満たす範囲が算出できないものの、両リターデ
ーションＲｌｃおよびＲｔｈの双方を評価結果に応じて
調整しているので、上記各図よりも、さらに少ない計算
量で、最適な表示品位を持つ液晶表示装置１を製造する
ためのリターデーションＲｌｃおよびＲｔｈを算出でき
る。

【００６４】〔第５の実施形態〕ところで、上記第１な
いし第４の実施形態では、例えば、電圧−透過率曲線な
ど、液晶表示装置１の諸特性を導出する際、シミュレー
ションで算出する場合を例にして説明した。これに対し
て、本実施形態では、実験によって、諸特性を導出する
場合について説明する。

【００６５】すなわち、図１９に示す演算装置１０１ａ
では、図３に示すシミュレーション処理部１０２および
パラメータ記憶部１０３に代えて、例えば、演算装置１
０１ａの使用者や測定装置などから、測定結果が入力さ
れる測定値入力部１０８が設けられており、印加電圧決
定部１０６および評価部１０７は、シミュレーション処
理部１０２からの値と同様の値を測定値入力部１０８か
ら受け取っている。これにより、第１ないし第４の実施
形態と同様の方法で各リターデーションＲｌｃおよびＲ
ｔｈを決定でき、同様の結果を導出できる。また、当該
構成でも、白電圧Ｖｗが方向Ａの電圧−透過率曲線Ｔａ
に基づいて決定されるので、より少ない測定回数で、所
望の条件を満たすリターデーションＲｌｃおよびＲｔｈ
を算出できる。

【００６６】ところで、第１ないし第５の実施形態で
は、位相差フィルム７ａ・７ｂとして、負フィルムを用
いた場合を例にして説明したが、これに限らず、正フィ
ルムを用いた場合でも、同様の方法で、最適なリターデ
ーションＲｌｃおよびＲｔｈの組み合わせを導出でき
る。正フィルムは、面内の屈折率ｎ１、ｎ２、法線方向
の屈折率ｎ３とした場合に、ｎ１＞ｎ２＝ｎ３となるフ
ィルムであって、そのリターデーションＲｔｈは、ｄｔ
ｈを両位相差フィルムの厚みの合計とすると、 Ｒｔｈ＝ｄｔｈ・｛（ｎ１＋ｎ２）／２−ｎ３｝ …（11） として算出される。

【００６７】この液晶表示装置でも、第１ないし第５の
実施形態と同様の方法によって、最適なリターデーショ
ンＲｌｃおよびＲｔｈの範囲を求めると、それぞれの範
囲と同一であることが確認された。

【００６８】また、位相差フィルム７ａ・７ｂは、２軸
屈折率楕円体で表現される位相差フィルムであってもよ
い。なお、当該フィルムのリターデーションＲｔｈも上
記式（11）によって算出される。この液晶表示装置で
も、第１ないし第５の実施形態と同様の方法で、最適な
リターデーションＲｌｃおよびＲｔｈの範囲を導出で
き、それぞれの範囲と同一であることを確認できた。

【００６９】さらに、上記各実施形態では、位相差フィ
ルム７ａ・７ｂが液晶セル３の両側に配されている場合
を例にして説明したが、片側だけに配してもよい。ま
た、複数種類の位相差フィルムを重ねて、位相差フィル
ム７ａ（７ｂ）を実現しても良い。いずれの場合であっ
ても、同様の方法で、リターデーションＲｌｃおよびＲ
ｔｈの最適な範囲を導出でき、両偏光素子５ａ・５ｂ間
に配される位相差フィルムのリターデーションの合計Ｒ
ｔｈと液晶セル３のリターデーションＲｌｃとの最適な
範囲は、第１ないし第５の実施形態が示す範囲と同一で
あることが確認された。

【００７０】なお、上記各実施形態では、図２に示す突
起３４によって、液晶セル３を４分割の垂直配向モード
に設定する場合を例にして説明したが、これに限るもの
ではない。例えば、図２０に示すように、画素電極３３
に、面内の形状がＬ字状で法線方向の形状が山形の突起
３５を設けると共に、ＣＦ基板の対向電極にも、同様形
状の突起３６を設けてもよい。なお、基板３１ａ・３１
ｂの面内方向における両突起３５・３６の間隔は、突起
３５の斜面の法線と突起３６の斜面の法線とが一致する
ように配されている。また、上記各突起３５・３６は、
突起３４などと同様に、上記画素電極３３および対向電
極上に光感応性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィー工
程で加工することで形成できる。

【００７１】上記構造では、突起３５のうち、Ｌ字の角
部の一方部分では、当該部分近傍の領域３７・３８の液
晶分子が山形の両斜面に沿って配向し、基板３１ａ・３
１ｂの面内方向において、図１に示す偏光素子５ａ・５
ｂの吸収軸５１ａ・５１ｂを基準にすると、４５度の方
向と２２５度の方向とに配向する。一方、突起３５のう
ち、Ｌ字の角部の他方の部分では、当該部分近傍の領域
３９・４０の液晶分子が山形の両斜面に沿って配向し、
面内方向において、吸収軸５１ａ・５１ｂを基準にする
と、１３５度と３１５度の方向に配向する。これによ
り、図２の場合と同様に、各画素において、液晶分子を
４方向に配向分割できる。

【００７２】また、配向分割の数も４に限るものではな
く、複数に配向分割した垂直配向モードにも適用でき
る。さらに、図２１に示すように、画素電極３３に半球
状の突起３４ａを設け、軸対称配向した垂直配向モード
の場合に適用してもよい。突起３４ａは、画素電極（３
３）をマトリクス状に配列したＴＦＴ基板（３１ａまた
は３１ｂ）上に、光感応性樹脂を塗布し、フォトリソグ
ラフィー工程で加工することで、各画素毎に１つずつ突
起３４ａを形成できる。いずれの場合であっても、同一
の方法でリターデーションＲｌｃおよびＲｔｈの最適な
範囲を算出でき、同様の範囲が最適であることを確認で
きた。

【００７３】また、例えば、４０インチのような大型の
液晶テレビを形成する場合、各画素のサイズは、１ｍｍ
四方程度と大きくなり、画素電極に１つずつ突起（３４
・３４ａ）を設けただけでは、配向規制力が弱まり、配
向が不安定になる虞れがある。したがって、配向規制力
が不足する場合には、各画素電極３３上に複数の突起を
設ける方が望ましい。

【００７４】

【発明の効果】本発明に係る液晶表示装置は、以上のよ
うに、位相差フィルムの厚さ方向のリターデーションの
合計Ｒｔｈと、液晶層のリターデーションＲｌｃとが、
Ｒｔｈ≦ Ｒｌｃ ＋ １５０ｎｍ、Ｒｔｈ ≧ １．
２５・Ｒｌｃ − ２６２．５ｎｍ、Ｒｌｃ ≧ ７５
ｎｍ、および、Ｒｔｈ ≧ ３０ｎｍを満たしている構
成である。

【００７５】上記構成では、液晶層および位相差フィル
ムのリターデーション組み合わせについて上限および下
限が設定されており、当該範囲に設定すれば、基板の法
線方向から６０度傾いた方向までの視角範囲全般におい
て、階調反転することなく、コントラスト５以上を維持
できる。この結果、斜め視角の表示品位の良好な液晶表
示装置を確実に実現できるという効果を奏する。

【００７６】本発明に係る液晶表示装置は、以上のよう
に、上記構成に加えて、さらに、上記位相差フィルムの
厚さ方向のリターデーションの合計Ｒｔｈと、上記液晶
層のリターデーションＲｌｃとが、Ｒｔｈ ≦ １．５
・Ｒｌｃ ＋ ８０ｎｍ、かつ、Ｒｌｃ ≧ １５５ｎ
ｍを満たしている構成である。

【００７７】当該構成によれば、液晶表示装置の正面方
向の透過率を空気の透過率の０．２倍以上に保つことが
できる。この結果、正面方向の輝度、コントラストを損
なうことなく、斜め視角の表示品位が良好な液晶表示装
置を確実に実現できるという効果を奏する。

【００７８】本発明に係る液晶表示装置は、以上のよう
に、位相差フィルムの厚さ方向のリターデーションの合
計Ｒｔｈと、液晶層のリターデーションＲｌｃとが、Ｒ
ｔｈ≦ １．５・Ｒｌｃ ＋ ８０ｎｍ、かつ、Ｒｌｃ
≧ １５５ｎｍを満たしている構成である。

【００７９】上記構成でも、液晶層および位相差フィル
ムのリターデーション組み合わせについて上限および下
限が設定されており、当該範囲に設定すれば、基板の法
線方向から６０度傾いた方向までの視角範囲全般におい
て、階調反転することなく、しかも、正面方向の透過率
を空気の透過率の０．２倍以上に保つことができる。こ
の結果、正面方向の輝度、コントラストを損なうことな
く、斜め視角の表示品位が良好な液晶表示装置を確実に
実現できるという効果を奏する。

【００８０】本発明に係る液晶表示装置は、以上のよう
に、上記構成において、上記位相差フィルムの厚さ方向
のリターデーションの合計Ｒｔｈが、Ｒｔｈ ≦ ２５
０ｎｍ、かつ、Ｒｌｃ ≧ ３０ｎｍを満たしている構
成である。

【００８１】当該構成によれば、基板の法線方向から６
０度傾いた方向までの視角範囲全般において、正面方向
における電圧−透過率特性と概ね相似した電圧−透過率
特性を保つことができる。この結果、液晶表示装置に表
示される画像は、上記視角範囲のいずれの方向から見て
も、各階調間の明るさの比率が概ね同様の値になり、斜
め視角の階調特性が良好な液晶表示装置を実現できると
いう効果を奏する。

【００８２】本発明に係る液晶表示装置は、上記各構成
に加えて、上記液晶層には、画素毎に液晶分子の応答方
向が異なる複数の領域が設けられている構成である。ま
た、本発明に係る液晶表示装置は、上記各構成に加え
て、上記液晶層では、画素毎に液晶分子の応答方向が概
ね軸対称に設定されている構成である。さらに、本発明
に係る液晶表示装置は、上記構成において、上記軸対称
配向の軸が各画素毎に複数設けられていている構成であ
る。これらの構成によれば、画素の配向分割によって、
互いの領域が光学補償しあうので、より斜め視角の表示
品位が良好な液晶表示装置を実現できるという効果を奏
する。

【００８３】本発明に係る液晶表示装置のリターデーシ
ョン選択方法は、以上のように、液晶層のリターデーシ
ョンと位相差フィルムのリターデーションとの組み合わ
せを導出する際、所望の視野角のうち、基板の法線方向
から最も傾き、かつ、基板の面内方位が偏光素子の吸収
軸と４５度の角度をなす第１の方向における液晶表示装
置の電圧−透過率特性を導出し、極大点を白電圧として
決定する印加電圧決定工程と、決定された白電圧に基づ
いて、表示品位が所望の表示品位を満足するか否かを判
定する判定工程とを含んでいる構成である。

【００８４】上記構成では、所望の視野角と、偏光素子
の吸収軸の方向とに基づいて、表示品位が最も悪い第１
の方向を決定し、当該第１の方向の電圧−透過率曲線の
極大値を白電圧として決定する。この結果、視野角内で
階調反転せず、しかも、最も表示品位の高いリターデー
ションの組み合わせを、比較的少ない手間で導出できる
という効果を奏する。

【００８５】本発明に係るリターデーション選択方法
は、以上のように、上記構成において、上記判定工程
は、上記第１の方向におけるコントラストと視野角内で
維持すべき最低コントラストとを比較して判定する構成
である。

【００８６】当該構成によれば、上記視野角内で最も表
示品位の悪い第１の方向のコントラストが所望の条件を
満たす組み合わせを導出できる。したがって、上記視野
角内全域で、少なくとも上記最低コントラストを確保可
能なリターデーション組み合わせを比較的少ない手間で
導出できるという効果を奏する。

【００８７】本発明に係るリターデーション選択方法
は、以上のように、上記各構成において、上記条件設定
工程で設定される表示品位として、上記基板の正面方向
における白電圧印加時の透過率を設定する構成である。
当該構成によれば、正面方向の輝度およびコントラスト
が良好な液晶表示装置を実現するためのリターデーショ
ン組み合わせを導出できるという効果を奏する。

【００８８】本発明に係るリターデーション選択方法
は、以上のように、上記各構成において、さらに、上記
白電圧と、上記基板の正面方向における電圧−透過率特
性とに基づいて、中間階調の印加電圧を決定する中間階
調電圧決定工程を含み、上記条件設定工程で設定される
表示品位として、上記正面方向における各階調電圧−透
過率特性と、上記第１方向における各階調電圧−透過率
特性との相似の程度を設定する構成である。

【００８９】上記構成では、上記印加電圧決定工程で決
められた白電圧に基づいて、中間階調電圧を決定した
後、第１の方向と正面方向との階調電圧−透過率特性に
ついて、相似の程度を判定する。この結果、液晶表示装
置に表示される画像を上記視野角内のいずれの方向から
見た場合であっても、各階調間の明るさの比率が類似す
るような、リターデーション組み合わせを、比較的少な
い手間で導出できるという効果を奏する。

【００９０】本発明に係る液晶表示装置のリターデーシ
ョン選択装置は、以上のように、液晶層のリターデーシ
ョンと位相差フィルムのリターデーションとの組み合わ
せを導出する際、所望の視野角のうち、基板の法線方向
から最も傾き、かつ、基板の面内方位が偏光素子の吸収
軸と４５度の角度をなす第１の方向における液晶表示装
置の電圧−透過率特性を導出し、極大点を白電圧として
決定する印加電圧決定手段と、決定された白電圧に基づ
いて、表示品位が所望の表示品位を満足するか否かを判
定する判定手段とを備えている構成である。

【００９１】当該構成のリターデーション選択装置は、
上述のリターデーション選択方法で液晶層のリターデー
ションと位相差フィルムのリターデーションとの組み合
わせを導出するので、視野角内で階調反転せず、しか
も、最も表示品位の高いリターデーションの組み合わせ
を、比較的少ない手間で導出できるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、液晶表
示装置の要部構成を示す構成図である。

【図２】上記液晶表示装置において、画素電極の構造を
示す斜視図である。

【図３】上記構成の液晶表示装置において、液晶層のリ
ターデーションと位相差フィルムのリターデーションと
の最適な組み合わせを導出する演算装置の要部構成を示
すブロック図である。

【図４】上記リターデーション組み合わせの導出方法を
示すフローチャートである。

【図５】上記方法で参照される値を説明するものであ
り、液晶表示装置の電圧−透過率曲線を示すグラフであ
る。

【図６】上記方法で導出されたリターデーション組み合
わせの範囲を示すグラフである。

【図７】上記方法で導出されたリターデーション組み合
わせの範囲のうち、好適な範囲を示すグラフである。

【図８】本発明の他の実施形態を示すものであり、上記
リターデーション組み合わせの導出方法を示すフローチ
ャートである。

【図９】上記方法で参照される値を説明するものであ
り、液晶表示装置の電圧−透過率曲線を示すグラフであ
る。

【図１０】上記方法で導出されたリターデーション組み
合わせの範囲を示すグラフである。

【図１１】上記方法で導出されたリターデーション組み
合わせの範囲のうち、好適な範囲を示すグラフである。

【図１２】本発明のさらに他の実施形態を示すものであ
り、上記リターデーション組み合わせの導出方法を示す
フローチャートである。

【図１３】上記方法で参照される値を説明するものであ
り、液晶表示装置の電圧−透過率曲線を示すグラフであ
る。

【図１４】上記方法で導出されたリターデーション組み
合わせの範囲を示すグラフである。

【図１５】上記方法で導出されたリターデーション組み
合わせの範囲のうち、好適な範囲を示すグラフである。

【図１６】本発明のまた別の実施形態を示すものであ
り、上記リターデーション組み合わせの導出方法を示す
フローチャートである。

【図１７】上記方法で導出されたリターデーション組み
合わせの範囲を示すグラフである。

【図１８】上記各実施形態の変形例を示すものであり、
評価対象となるリターデーション組み合わせの選択方法
を説明する説明図である。

【図１９】本発明の他の実施形態を示すものであり、上
記演算装置の他の構成例を示すブロック図である。

【図２０】上記各実施形態の変形例を示すものであり、
画素電極の構造を示す平面図である。

【図２１】上記各実施形態の他の変形例を示すものであ
り、画素電極の構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 液晶表示装置 ５ａ・５ｂ 偏光素子 ７ａ・７ｂ 位相差フィルム ３１ａ・３１ｂ 基板 ３２ 液晶層 ５１ａ・５１ｂ 吸収軸 １０１・１０１ａ 演算装置（リターデーション選択装
置） １０４ 条件設定部（条件設定手段） １０６ 印加電圧決定部（印加電圧決定手
段） １０７ 評価部（判定手段）

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板表面に垂直配向膜が塗布され、負の誘
   電率異方性を有する液晶を含む液晶層と、液晶層の両側
   に配された偏光素子と、両偏光素子間に配された位相差
   フィルムとを有し、液晶分子が概ね基板に対して垂直に
   配向している状態に黒表示を行う液晶表示装置におい
   て、 上記位相差フィルムの厚さ方向のリターデーションの合
   計Ｒｔｈと、上記液晶層のリターデーションＲｌｃと
   が、 Ｒｔｈ ≦ Ｒｌｃ ＋ １５０ｎｍ Ｒｔｈ ≧ １．２５・Ｒｌｃ − ２６２．５ｎｍ Ｒｌｃ ≧ ７５ｎｍ 、および、 Ｒｔｈ ≧ ３０ｎｍ を満たしていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】上記位相差フィルムの厚さ方向のリターデ
   ーションの合計Ｒｔｈと、上記液晶層のリターデーショ
   ンＲｌｃとが、 Ｒｔｈ ≦ １．５・Ｒｌｃ ＋ ８０ｎｍ 、かつ、 Ｒｌｃ ≧ １５５ｎｍ を満たしていることを特徴とする請求項１記載の液晶表
   示装置。
3. 【請求項３】基板表面に垂直配向膜が塗布され、負の誘
   電率異方性を有する液晶を含む液晶層と、液晶層の両側
   に配された偏光素子と、両偏光素子間に配された位相差
   フィルムとを有し、液晶分子が概ね基板に対して垂直に
   配向している状態に黒表示を行う液晶表示装置におい
   て、 上記位相差フィルムの厚さ方向のリターデーションの合
   計Ｒｔｈと、上記液晶層のリターデーションＲｌｃと
   が、 Ｒｔｈ ≦ １．５・Ｒｌｃ ＋ ８０ｎｍ 、かつ、 Ｒｌｃ ≧ １５５ｎｍ を満たしていることを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】上記位相差フィルムの厚さ方向のリターデ
   ーションの合計Ｒｔｈが、 Ｒｔｈ ≦ ２５０ｎｍ 、かつ、 Ｒｌｃ ≧ ３０ｎｍ を満たしていることを特徴とする請求項１、２または３
   記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】上記液晶層には、画素毎に液晶分子の応答
   方向が異なる複数の領域が設けられていることを特徴と
   する請求項１、２、３または４記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】上記液晶層では、画素毎に液晶分子の応答
   方向が概ね軸対称に設定されていることを特徴とする請
   求項１、２、３または４記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】上記軸対称配向の軸は、各画素毎に複数設
   けられていることを特徴とする請求項６記載の液晶表示
   装置。
8. 【請求項８】基板表面に垂直配向膜が塗布され、負の誘
   電率異方性を有する液晶を含む液晶層と、液晶層の両側
   に配された偏光素子と、両偏光素子間に配された位相差
   フィルムとを有し、液晶分子が概ね基板に対して垂直に
   配向している状態に黒表示を行う液晶表示装置のリター
   デーション選択方法であって、 上記液晶層のリターデーションと位相差フィルムのリタ
   ーデーションとの組み合わせを導出する際、所望の表示
   品位と、当該表示品位を確保したい視野角とを設定する
   条件設定工程と、 上記視野角のうち、上記基板の法線方向から最も傾き、
   かつ、上記基板の面内方位が、上記偏光素子の吸収軸と
   ４５度の角度をなす第１の方向における上記液晶表示装
   置の電圧−透過率特性を導出し、極大点を白電圧として
   決定する印加電圧決定工程と、 決定された白電圧に基づいて、表示品位が上記所望の表
   示品位を満足するか否かを判定する判定工程とを含んで
   いることを特徴とする液晶表示装置のリターデーション
   選択方法。
9. 【請求項９】上記条件設定工程で設定される表示品位
   は、上記視野角内で維持すべき最低コントラストであ
   り、 上記判定工程は、上記第１の方向におけるコントラスト
   と上記最低コントラストとを比較して判定することを特
   徴とする請求項８記載の液晶表示装置のリターデーショ
   ン選択方法。
10. 【請求項１０】上記条件設定工程で設定される表示品位
    は、上記基板の正面方向における白電圧印加時の透過率
    であることを特徴とする請求項８または９記載の液晶表
    示装置のリターデーション選択方法。
11. 【請求項１１】さらに、上記白電圧と、上記基板の正面
    方向における電圧−透過率特性とに基づいて、中間階調
    の印加電圧を決定する中間階調電圧決定工程を含み、 上記条件設定工程で設定される表示品位は、上記正面方
    向における各階調電圧−透過率特性と、上記第１方向に
    おける各階調電圧−透過率特性との相似の程度であるこ
    とを特徴とする請求項８、９または１０記載の液晶表示
    装置のリターデーション選択方法。
12. 【請求項１２】基板表面に垂直配向膜が塗布され、負の
    誘電率異方性を有する液晶を含む液晶層と、液晶層の両
    側に配された偏光素子と、両偏光素子間に配された位相
    差フィルムとを有し、液晶分子が概ね基板に対して垂直
    に配向している状態に黒表示を行う液晶表示装置のリタ
    ーデーション選択装置であって、 上記液晶層のリターデーションと位相差フィルムのリタ
    ーデーションとの組み合わせを導出する際、所望の表示
    品位と、当該表示品位を確保したい視野角とを設定する
    条件設定手段と、 上記視野角のうち、上記基板の法線方向から最も傾き、
    かつ、上記基板の面内方位が、上記偏光素子の吸収軸と
    ４５度の角度をなす第１の方向における上記液晶表示装
    置の電圧−透過率特性を導出し、極大点を白電圧として
    決定する印加電圧決定手段と、 決定された白電圧に基づいて、表示品位が上記所望の表
    示品位を満足するか否かを判定する判定手段とを備えて
    いることを特徴とする液晶表示装置のリターデーション
    選択装置。