JP2003121848A

JP2003121848A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2003121848A
Application number: JP2001315114A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Nagae; 伸和長江
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】階調反転の発生を抑えた、優れた視角特性を
有するＯＣＢモードの液晶表示装置を提供する。【解決手段】一対の基板１４ａおよび１４ｂと、一対
の基板の間に設けられた液晶層１２と、液晶層１２の両
側に設けられた一対の偏光板３４ａおよび３４ｂと、一
対の偏光板と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（２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂ）
とを有し、ＯＣＢモードで表示を行う。位相差補償素子
は、負の一軸性の第１位相差層（２４ａ、２４ｂ）を有
し、且つ、位相差補償素子の液晶層の法線方向のリタデ
ーションの合計Ｒｔｈｆと液晶層の黒表示時の面内リタ
デーションＲｅとの関係が、８．０≦Ｒｔｈｆ／Ｒｅ≦
９．７を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に、ＯＣＢモードの液晶表示装置に関する。

【従来の技術】ワードプロセッサやデスクトップパソコ
ン等のＯＡ機器の表示装置の主流であるＣＲＴは、薄型
軽量、低消費電力という大きな利点をもった液晶表示装
置に代わられつつある。また、最近では、ＣＲＴ代替の
表示装置としての期待が高まり、大型の液晶表示装置
（液晶ディスプレイ）が開発され、製品化されている。
このような画面の大型化に伴い、液晶表示装置に対し
て、より一層の広視角化が要求されるようになってき
た。

【０００２】このような広視角を実現する表示モードは
いくつかあるが、なかでもＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ
ＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃ
ｅ）モードは、そのスイッチング速度が数ｍｓｅｃ程度
と高速であるため、動画表示用の表示装置として注目さ
れている。

【０００３】このＯＣＢモードの液晶表示装置において
は、液晶層の液晶分子はベンド配向しており、液晶層に
印加する電圧の大きさにより液晶層の実効的なリタデー
ションを変化させることによって、透過光量を変化させ
て表示を行っている。

【０００４】特開平７−４９５０９号公報には、ベンド
配向の液晶層を有する液晶セルに負の位相差を有する部
材を付加し、駆動電圧を低下させるとともに、視角特性
を拡大する技術が開示されている。これにより液晶分子
の配向方向を含む面内において階調反転が起こらない視
角範囲が位相差板の無い場合に比べ広がっている。しか
しながら、黒表示の視角依存性は依然として大きいた
め、表示面法線方向（液晶層の法線方向に平行）からの
傾き角（視角）が大きくなるにつれて表示に黒浮きが発
生してしまう。

【０００５】なお、負の位相差を発生させる部材として
は、正の複屈折媒体を液晶セルの光軸と直交させる、あ
るいは負の複屈折媒体を液晶セルの光軸に平行に配置さ
せるなどが考えられるが、この公報にはそれらに関して
詳細な開示は無い。また、負の位相差を発生させる部材
として特開平９−１９７３９７号公報に開示されている
ようにディスコティック液晶化合物がハイブリッド配向
した位相差フィルムも考えられる。

【０００６】また、特開平１１−２１２０７８号公報に
記載されているように、透明フィルムとディスコティッ
ク化合物を含む光学異方性層とを有する光学補償フィル
ムを用い、液晶セルの正面リタデーションを補正するよ
うに透明フィルムの光学特性を調整することによって、
視角特性を改善する試みもなされている。

【０００７】さらに、特開平１１−２７１２５９号公報
は、ベンド配向の液晶層を有する液晶セルに一軸性位相
差フィルムを付加することにって、黒表示の視角依存
性、特に液晶分子の配向方向（遅相軸）に直交する方向
における黒表示の視角依存性を改善した液晶表示装置を
開示している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者の検討によると、上記特開平１１−２７１２５９号公
報に記載されている技術は、黒表示状態の視角依存性を
改善することによって、コントラスト比の視角依存性は
改善されるものの、他の階調表示状態の視角依存性は十
分に改善されない。特に液晶層の遅相軸と直交する方向
（方位角方向）において、階調反転が起こるという問題
点を有している。また、この階調反転は、特に白に近い
側の中間調において顕著となる。

【０００９】本発明は上記諸点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、階調反転の発生を抑えた、優れた視
角特性を有するＯＣＢモードの液晶表示装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示装
置は、一対の基板と、前記一対の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、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とを有し、ＯＣＢモー
ドで表示を行う液晶表示装置であって、前記位相差補償
素子は、負の一軸性の第１位相差層を有し、且つ、前記
位相差補償素子の前記液晶層の法線方向のリタデーショ
ンの合計Ｒｔｈｆと黒表示状態における前記液晶層の面
内リタデーションＲｅとの関係が、８．０≦Ｒｔｈｆ／
Ｒｅ≦９．７を満足することを特徴とし、そのことによ
って上記目的が達成される。

【００１１】前記液晶層は黒表示状態においてベンド配
向をとり、黒表示状態における前記液晶層の面内リタデ
ーションＲｅが５０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲にあ
ることが好ましい。

【００１２】前記位相差補償素子は、屈折率異方性が負
の第２位相差層を有し、前記第２位相差層の主軸は、前
記液晶層の遅相軸を含む面内にあって、前記液晶層の法
線方向に対して傾斜していることが好ましい。

【００１３】前記第２位相差層の前記主軸は、前記液晶
層の層面に対して、３０°以上３８°以下の角度で傾斜
していることが好ましい。

【００１４】前記第２位相差層は、ディスコティック液
晶化合物を含む構成であってよい。

【００１５】前記ディスコティック液晶化合物は、配向
膜によって配向させられていることが好ましい。

【００１６】本発明による液晶表示装置は、ノーマリー
ホワイトモードで表示を行うことが好ましい。

【００１７】本発明は、従来検討されていなかったＯＣ
Ｂモードの液晶表示装置の液晶層の残留リタデーション
が視角依存性に及ぼす影響を検討した結果なされたもの
であり、本発明のＯＣＢモードの液晶表示装置が備える
位相差補償素子は、負の一軸性の第１位相差層を有し、
且つ、位相差補償素子の液晶層の法線方向のリタデーシ
ョンの合計Ｒｔｈｆと液晶層の黒表示時の面内リタデー
ションＲｅとの関係が、８．０≦Ｒｔｈｆ／Ｒｅ≦９．
７を満足するので、コントラスト比を十分なレベルに維
持しつつ、中間調表示における階調反転を抑制すること
ができる。この位相差補償素子は、液晶層を挟んで両側
に配置される一対の位相差補償素子として配置され、全
体として上記条件を満足するように構成されることが好
ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形態による液晶表示装置の構成と動作を説明す
る。図１に本発明の実施形態による液晶表示装置１００
の構成を模式的に示す。

【００１９】液晶表示装置１００は、液晶セル１０と、
その両側に配置された偏光板３２ａおよび３２ｂと、偏
光板３２ａと液晶セル１０との間に設けられた位相差層
２２ａおよび２４ａと、偏光板３２ｂと液晶セル１０と
の間に設けられた位相差層２２ｂおよび２４ｂとを有し
ている。偏光板３２ｂの液晶層１２とは反対側（図の下
側）にはバックライト（不図示）が設けられている。な
お、ここでは、偏光板３２ａおよび２３ｂはそれぞれ偏
光機能だけを有し、位相差を有しないものとする。一般
に市販されている偏光板は、偏光機能を有する層の他に
支持層などを有しており、これらは位相差を有してい
る。ここでは、偏光板の支持層などが有する位相差は、
位相差補償素子が有する位相差として扱う。また、位相
差層２２ａと２４ａ、および位相差層２２ｂと２４ｂと
は、それぞれ一体に形成されてよい。さらに、全ての位
相差層は２２ａ、２４ａ、２２ｂおよび２４ｂを一体に
形成してもよく、この場合は液晶層１２の観察者側に配
置される。なお、本明細書においては、位相差層２２
ａ、２４ａ、２２ｂおよび２４ｂをまとめて位相差補償
素子と称することがある。

【００２０】液晶表示装置１００が有する液晶セル１０
は、液晶分子１２ａがベンド配向する液晶層１２を有し
ている。液晶分子１２ａの配向は、液晶層１２の両側に
設けられている基板１４ａおよび１４ｂの表面に形成さ
れた配向膜（不図示）によって規制されている。液晶層
１２に接するように形成されている配向膜は、矢印Ｒの
方向にラビング処理されており、液晶層１２の液晶材料
は正の誘電異方性を有するネマチック液晶である。一対
の基板１４ａおよび１４ｂには、液晶層１２に電圧を印
加する電極（不図示）が形成されている。液晶層１２
は、少なくとも表示のための電圧が印加されているとき
にはベンド配向をとり、液晶表示装置１００は、液晶層
１２のベンド配向を利用してＯＣＢモードで表示を行
う。

【００２１】ここで、液晶表示装置１００が有する種々
の構成要素の光学的な配置を説明するためのＸ−Ｙ−Ｚ
直交座標系を図１に示したように規定する。ベンド配向
状態にある液晶層１２の液晶分子１２ａの長軸の液晶層
１２の面内における向き（すなわち液晶層１２の遅相
軸）をＸ軸にとる。液晶層１２の層面（すなわち、基板
１４ａおよび１４ｂの基板面）に平行面をＸ−Ｙ面と
し、Ｚ軸は液晶層１２の層法線に平行であり、液晶分子
１２ａの長軸はＺ−Ｘ面内にある。液晶表示装置１００
の表示を観察者が見るとき、典型的には、Ｘ軸は左右方
向に平行で、Ｙ軸は上下方向に平行となるように配置さ
れる。

【００２２】一対の偏光板３２ａおよび３２ｂは、それ
ぞれの偏光軸ＰＡが互いに直交するように配置されてお
り、それぞれ、Ｘ軸（およびＹ軸）と４５°の角度をな
すように配置されている。すなわち、液晶表示装置１０
０は、ノーマリホワイトモードで表示を行うように構成
されている。なお、偏光板３２ａおよび３２ｂの偏光軸
ＰＡを互いに平行となるように配置し、ノーマリブラッ
クモードの液晶表示装置を構成することもできるが、コ
ントラスト比の観点からは、ノーマリホワイトモードと
することが好ましい。

【００２３】一対の偏光板３２ａおよび３２ｂと、これ
らの間に設けられた液晶層１２とのみを有する構成（す
なわち、位相差補償素子を設けない構成）の電圧−透過
率特性は、図２に示すように、なだらかな曲線となり、
良好な黒表示を行うためには、例えば６Ｖを超える比較
的高い電圧を印加する必要がある。

【００２４】そこで、駆動電圧を低下させるために、黒
表示状態における液晶層１２の面内リタデーション
（「残留面内リタデーション」と称することもある。）
を補償（相殺）するための位相差層２２ａおよび２２ｂ
を設ける。

【００２５】液晶層１２の残留面内リタデーションは、
液晶層１２の遅相軸（Ｘ軸に平行）に直交する方向（Ｙ
軸に平行）に主軸（遅相軸）を有する正の一軸性位相差
層によって相殺することもできるし、あるいは、負の屈
折率異方性を有し、主軸（進相軸）が液晶層１２の遅相
軸を含む面内で液晶層の法線方向に対して傾斜した位相
差層（「傾斜型位相差層」と呼ぶことがある。）を用い
てもよい。ここでは、位相差層２２ａおよび２２ｂとし
て、傾斜型位相差層を用いる。傾斜型位相差層は、正面
方向からの光に対する面内残留リタデーションだけな
く、広視角側におけるリタデーションを補償するように
構成することができるという利点がある。これに対し、
正の一軸性位相差層は、正面からの面内リタデーション
を補償することはできるが、広視角側からの光に対して
は逆に位相差を生じさせるので、位相差補償素子の全体
の構成が複雑になる。

【００２６】この位相差層２２ａおよび２２ｂは互いに
等価な位相差層であり、それぞれ、互いに直交する主軸
ａ、ｂおよびｃ有する屈折率楕円体で表される屈折率異
方性を有している。位相差層２２ａおよび２２ｂの層面
は、Ｘ−Ｙ面に平行である。屈折率楕円体のａ軸および
ｂ軸方向の屈折率をそれぞれｎａおよびｎｂとし、ｃ軸
の屈折率をｎｃとする。位相差層２２ａおよび２２ｂ
は、ｎａ＝ｎｂ＞ｎｃの関係を有している。

【００２７】位相差層２２ａおよび２２ｂのｂ軸はＹ軸
に平行であり、ｃ軸とａ軸はＹ軸（ｂ軸）を中心にＺ−
Ｘ面内でＸ軸の負方向に傾斜している。ここで、ｃ軸は
Ｚ軸と傾斜角θ（０°＜θ＜９０°）をなし、ａ軸はＸ
軸と傾斜角θをなしている（図１参照）。

【００２８】この位相差層２２ａおよび２２ｂのＸ−Ｙ
面内のリタデーションは、下記の（数１）で表される。

【００２９】

【数１】

【００３０】（数１）において、θは上記の傾斜角で、
ｄは位相差層２２ａおよび２２ｂのそれぞれの厚さ（Ｚ
方向）である。なお、傾斜角θが位相差層２２ａおよび
２２ｂの厚さ方向において分布を有する場合、傾斜角θ
はその平均値を表すものとする。

【００３１】位相差層２２ａおよび２２ｂのそれぞれの
厚さ方向（Ｚ軸方向）のリタデーションは下記の（数
２）で表される。

【００３２】

【数２】

【００３３】上述の傾斜型位相差層は、例えば、特開平
９−１９７３９７号公報に記載されているようなハイブ
リッド配向したディスコティック液晶化合物を用いて形
成される。このような傾斜型位相差層は、その厚さ方向
に傾斜角θの分布を持つ。

【００３４】位相差層２２ａおよび２２ｂの合計の面内
リタデーションが液晶層１２の残留面内リタデーション
と同程度になるように設定することによって、その電圧
において最も高品位の黒表示を実現することができる。

【００３５】負の一軸性位相差層２４ａおよび２４ｂ
は、黒表示状態における液晶層１２のリタデーション
と、位相差層２２ａおよび２２ｂのリタデーションの視
角依存性（視角は液晶層の法線に対して視線がなす角で
あり、極角ともいう。）を補償するために、その主軸
（進相軸）がＺ軸とほぼ平行になるように配置されてい
る。

【００３６】図１に示した構成で黒表示を最適化した場
合の液晶表示装置の典型的な視角特性を図３（ａ）およ
び（ｂ）に示す。図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ
の視角（極角）における白表示状態の透過率（すなわち
最高輝度）を１として、種々の階調（印加電圧：２．０
０Ｖ、２．２５Ｖ、２．５０Ｖ、２．８５Ｖ、３．４０
Ｖ、６．００Ｖ）における透過率の視角依存性を相対値
で示したグラフである。図３（ａ）および（ｂ）から階
調反転の有無を明確に判断することができる。

【００３７】まず、図３（ａ）からわかるように、液晶
層１２の遅相軸（ラビング方向Ｒに平行）に平行なＸ軸
方向では、ベンド配向状態にある液晶層１２のリタデー
ションの視角による見掛け上の変化は、液晶層１２によ
って自己補償されるので、どの視角から観察しても階調
反転は生じない。

【００３８】これに対し、図３（ｂ）からわかるよう
に、液晶層１２の遅相軸に垂直なＹ軸方向では、視角
（極角）が６０°付近で白側（相対透過率が１に近い
側）で階調反転が発生している。上述した特開平１１−
２７１２５９号公報に記載されている構成ではこの階調
反転の問題が発生する。

【００３９】この階調反転の発生を抑えるために種々の
検討を行った結果、傾斜型位相差層の傾斜角θを小さく
することによって、白側の階調反転を抑えられることが
分かった。この傾向を図４（ａ）〜（ｃ）に示す。図３
（ｂ）に示した構成におけるθは３７．５°で、図４
（ａ）はθが３０°、図４（ｂ）はθが３２．５°、図
４（ｃ）はθが３５°の構成にそれぞれ対応する。ここ
では、ｎａ＝ｎｂ＝１．５９、ｎｃ＝１．５２の傾斜型
位相差層を用いた。このような傾斜型位相差層は、主屈
折率（ｎａ’、ｎｂ’およびｎｃ’）の値が、液晶層を
構成する液晶分子の主屈折率をｎａ’_lc、ｎｂ’_lcおよ
びｎｃ’_lcとし、ｎａ’_lc、ｎｂ’_lcおよびｎｃ’_lcが
ｎａ’_lc＞ｎｂ’_lc＝ｎｃ’_lcの関係を満足する場合
に、ｎｃ’がｎｂ’_lc＝ｎｃ’_lcに概ね等しく、ｎａ’
＝ｎｂ’がｎａ’_lcに概ね等しいディスコティック液晶
分子を用いて形成することが好ましい。

【００４０】図４（ｃ）から図４（ａ）へと順にθを小
さくすることによって、白側の階調反転は抑制されるも
のの、黒側（相対透過率が小さい側）の透過率が上昇す
る。特に、黒側の透過率の上昇は広視角側で顕著であ
り、傾斜型位相差層２２ａおよび２２ｂの傾斜角θが小
さくなりすぎると、広視角側で黒側の階調反転が生じる
ようになる（図３（ａ）の視角８０°付近）。また、黒
側の透過率の上昇によってコントラスト比が低下するの
で、傾斜角θが小さすぎると良好な表示が得られないこ
とがわかる。

【００４１】この結果から、表示のコントラスト比を考
慮すると、傾斜型位相差層２２ａおよび２２ｂの傾斜角
θは、白側の階調反転が起こらない範囲内で出来るだけ
大きい方が好ましいと考えられる。

【００４２】次に、負の一軸性位相差層２４ａおよび２
４ｂの厚さ方向（Ｚ方向）のリタデーションと階調特性
およびコントラスト比との関係を検討した結果を図５を
参照しながら説明する。図５は、位相差層２４ａおよび
２４ｂのＺ方向のリタデーションＲｔｈ（横軸）と視角
８０°におけるコントラスト比（左側縦軸）をＸ軸方向
およびＹ軸方向について示している。また、図５は、１
０階調レベルが最高透過率を示す表示を行った場合の９
階調レベルの透過率の最高透過率に対する比（右側の縦
軸）のリタデーションＲｔｈに対する依存性をあわせて
示している。この９階調レベルの透過率の最高透過率に
対する比が１を超えるということは、９階調レベルと１
０階調レベルとの間で階調反転が起こっていることを示
す。

【００４３】図５からわかるように、位相差層２４ａお
よび２４ｂのリタデーションＲｔｈを大きくするにつれ
てコントラスト比は増大するが、ある値を超えると階調
反転が発生し、その程度が大きくなっていく。逆に、リ
タデーションＲｔｈを小さくすると、コントラスト比は
減少し、ある値以下では階調反転は発生しない。

【００４４】このことから、階調反転が発生せず、且
つ、視角８０°におけるコントラスト比が１０以上とい
う条件を満たすためには、傾斜型位相差層２２ａおよび
２２ｂの傾斜角θと同様、位相差層２４ａおよび２４ｂ
のリタデーションＲｔｈの範囲が限定される必要がある
ことが分かった。例えば、残留リタデーションが７６ｎ
ｍで、傾斜角θが３４°の傾斜型位相差層を用いた場合
には、図５中の破線で囲んだ領域（２９７ｎｍ≦Ｒｔｈ
≦３００ｎｍ）となる。

【００４５】さらに、液晶層１２の残留面内リタデーシ
ョンＲｅにも依存して視角特性は大きく変化することが
分かった。すなわち、液晶層１２の残留面内リタデーシ
ョンがある範囲内にある場合に、上述した条件を満足す
る位相差層２２ａ、２２ｂ、２４ａおよび２４ｂを用い
ることによって、反転現象の発生の抑制および高いコン
トラスト比を得ることができる。液晶層１２の残留面内
リタデーションのコントラスト比および階調特性への影
響を種々検討した結果、下記の実施例および比較例で示
すように、液晶層１２の残留面内リタデーションＲｅと
位相差層２２ａ、２２ｂ、２２ｃおよび２２ｄの液晶層
の法線方向のリタデーションの合計Ｒｔｈｆが８．０≦
Ｒｔｈｆ／Ｒｅ≦９．７の関係を満足することが好まし
いことがわかった。

【００４６】但し、全ての方位角方向において視角８０
°におけるコントラスト比が１０以上で、且つ、階調反
転が発生しない表示を実現するためには、液晶層１２の
残留面内リタデーションＲｅは５０ｎｍ以上であること
が好ましい。また逆に、液晶層１２の残留面内リタデー
ションＲｅが１２０ｎｍを超えると、リタデーションの
波長分散の影響が顕著となり、視角によって表示色が異
なるという問題が生じる可能性があるので、残留面内リ
タデーションＲｅは１２０ｎｍ以下であることが好まし
い。また、残留面内リタデーションが大きいほど、階調
反転が発生しない条件で、より高いコントラスト比を得
ることができると考えられるが、液晶層の残留面内リタ
デーションを大きくするためには、駆動電圧の設定にも
依存するが、一般的に液晶層の厚さを大きくする必要が
ある。液晶層の厚さを大きくすると、応答速度が低下す
る可能性があるので、残留面内リタデーションＲｅを大
きくし過ぎるのは好ましくない。これらのことから、液
晶層１２の残留面内リタデーションＲｅは５０ｎｍ以上
１２０ｎｍ以下の範囲にあることが好ましい。

【００４７】上述した条件を満足する位相差補償素子
（全ての位相差層を含む）は、傾斜型位相差層と負の一
軸性位相差層とで実現することが好ましい。２枚の傾斜
型位相差層によってベンド配向の液晶層の両方の基板近
傍の液晶分子による位相差を補償し、一軸性の負の位相
差層によって液晶層の中央付近の液晶分子による位相差
を補償する構成を採用すると、比較的簡単な構成によっ
て、広い視角範囲に亘って液晶層の位相差を効率的に補
償することができる。このような場合には、階調反転が
発生しない良好な表示を実現するために、傾斜型位相差
層の傾斜角θを３０°以上３８°以下とすることが好ま
しい。一般的なＯＣＢモード用の液晶材料の屈折率を考
慮すると、主屈折率が、ｎａ＝ｎｂ＝１．４８〜１．６
３、ｎｃ＝１．４６〜１．５５の範囲の傾斜型位相差層
を用いることが好ましい。

【００４８】さらに、傾斜型位相差層は、ディスコティ
ック液晶化合物を用いて形成されたものであることが好
ましく、特に、配向膜によってディスコティック液晶化
合物の配向が制御された位相差層であることが好まし
い。このような構成を採用すると、配向膜の配向規制方
向（典型的にはラビング方向）に沿って位相差層の全面
において均一に単一の方向に光学軸が傾斜した位相差層
を得ることができる。また、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ることによって、傾斜型
位相差層を容易に制御性良く作製することが出来る。

【００４９】上述の実施形態では、ノーマリホワイトの
液晶表示装置について説明したが、偏光板３２ａおよび
３２ｂの偏光軸ＰＡを互いに平行となるように配置する
ことによってノーマリブラックの液晶表示装置を得るこ
とができる。この場合にも、黒表示状態の液晶層の面内
リタデーションに基づいて、液晶表示装置を構成するこ
とによって、反転現象の発生が抑制され、高いコントラ
スト比の表示が可能なＯＣＢモードの液晶表示装置を得
ることができる。但し、ノーマリブラックモードを採用
した場合、ＯＣＢモードにおいては黒表示の電圧をベン
ド配向が安定する電圧よりも高く設定する必要があるの
で、黒表示の品位が十分に得られないことがあるので、
黒表示の品位やコントラスト比の観点からは、高電圧側
で黒表示を行うノーマリホワイトモードの液晶表示装置
とすることが好ましい。

【００５０】

【実施例】次に実施例によってこの発明をさらに具体的
に説明する。

【００５１】（実施例１）図１に示した構成を有するＯ
ＣＢモードの液晶表示装置を作製した。この液晶表示装
置は、ノーマリホワイトモードの透過型液晶表示装置で
あり、公知の方法で作製され得るので、その説明は省略
する。

【００５２】液晶層１２の厚さは約６．４μｍで、パラ
レルラビング処理した配向膜を用いることによってベン
ド配向の液晶層１２を形成した。但し、ネマチック液晶
材料（ＺＬＩ４８０１−１００）を注入した後、Ｔｎｉ
点以上の加熱することによってスプレイ配向させ、これ
に所定の電圧を印加することによって、ベンド配向に転
移させた。得られた液晶層１２の残留面内リタデーショ
ンＲｅは７６ｎｍであった。

【００５３】傾斜型位相差層２２ａおよび２２ｂとし
て、ハイブリッド配向したディスコティック液晶化合物
から形成された位相差層を用いた。この傾斜型位相差層
２２ａおよび２２ｂの傾斜角θは３２°とした。また、
この傾斜型位相差層２２ａおよび２２ｂの面内位相差
（Ｘ−Ｙ面内）は、それぞれ３８ｎｍに調整した。傾斜
型位相差層２２ａおよび２２ｂそれぞれのＺ方向のリタ
デーションＲｔｈは７５．８ｎｍとした。

【００５４】さらに、広視角側の黒浮きを抑えるための
負の一軸位相差層２４ａおよび２４ｂとして、それぞれ
のＺ方向リタデーションＲｔｈが２８０ｎｍのものを用
いた。

【００５５】この構成においては、位相差補償素子の全
体のＺ方向のリタデーションＲｔｈｆは７１３ｎｍであ
った。なお、このＲｔｈｆの値は、実際に用いた偏光板
が有する支持層のリタデーションを含んでいる。この実
施例１の液晶表示装置のＲｔｈｆ／Ｒｅは９．３８であ
った。

【００５６】実施例１の液晶表示装置のＸ方向およびＹ
方向における視角特性をそれぞれ図６（ａ）および
（ｂ）に示す。

【００５７】図６からわかるように、白表示の透過率を
１としたときの中間調の透過率はいずれも１以下であ
り、広視角側においても、階調反転が生じていないこと
が分かる。

【００５８】また、実施例１の液晶表示装置の等コント
ラスト線図を図７に示す。この液晶表示装置の視角８０
°におけるコントラスト比はＸ軸方向（ラビング方向に
平行）において１２、Ｙ軸方向（ラビング方向に直交）
において１６であった。

【００５９】このように、実施例１の液晶表示装置は、
階調反転が発生せず、且つ、視角８０°でコントラスト
比１０以上という、優れた視角特性を有することがわか
る。

【００６０】（実施例２）実施例１と同様に、ノーマリ
ホワイトモードの液晶表示装置を作製した。液晶層１２
の厚さは約７．０μｍとし、液晶層１２の残留面内リタ
デーションＲｅは１０４ｎｍとした。

【００６１】傾斜型位相差層２２ａおよび２２ｂとし
て、傾斜角θが３６°の位相差層を用いた。この傾斜型
位相差層２２ａおよび２２ｂの面内位相差（Ｘ−Ｙ面
内）は、それぞれ５２ｎｍに調整した。傾斜型位相差層
２２ａおよび２２ｂそれぞれのＺ方向のリタデーション
Ｒｔｈは７１ｎｍとした。この位相差層２２ａおよび２
２ｂは、実施例１の位相層２２ａおよび２２ｂと同様に
ハイブリッド配向したディスコティック液晶化合物から
形成されたフィルムを用いた。

【００６２】負の一軸位相差層２４ａおよび２４ｂとし
て、それぞれのＺ方向リタデーションＲｔｈが３６２ｎ
ｍのものを用いた。

【００６３】この構成においては、位相差補償素子の全
体のＺ方向のリタデーションＲｔｈｆは８６７ｎｍであ
り、実施例２の液晶表示装置のＲｔｈｆ／Ｒｅは８．３
３であった。

【００６４】実施例２の液晶表示装置のＸ方向およびＹ
方向における視角特性をそれぞれ図８（ａ）および
（ｂ）に示す。

【００６５】図８からわかるように、白表示の透過率を
１としたときの中間調の透過率はいずれも１以下であ
り、広視角側においても、階調反転が生じていないこと
が分かる。また、実施例２の液晶表示装置の視角８０°
におけるコントラスト比はＸ軸方向（ラビング方向に平
行）において１２０、Ｙ軸方向（ラビング方向に直交）
において５０であった。

【００６６】このように、実施例２の液晶表示装置で
も、階調反転が発生せず、且つ、視角８０°でコントラ
スト比１０以上という、優れた視角特性を有することが
わかる。

【００６７】（比較例１）実施例１と同様に、ノーマリ
ホワイトモードの液晶表示装置を作製した。液晶層１２
の厚さは約５．０μｍとし、液晶層１２の残留面内リタ
デーションＲｅは５８ｎｍであった。

【００６８】傾斜型位相差層２２ａおよび２２ｂとし
て、階調反転しないような面内リタデーションの半分の
位相差を有する（傾斜角θが２３°）を用いた。この位
相差層２２ａおよび２２ｂのＺ軸方向のリタデーション
はそれぞれ４７ｎｍであった。

【００６９】負の一軸位相差層２４ａおよび２４ｂとし
て、それぞれのＺ方向のリタデーションＲｔｈが１２６
ｎｍのものを用いた。

【００７０】この構成においては、位相差補償素子の全
体のＺ方向のリタデーションＲｔｈｆは３４８ｎｍであ
り、比較例１の液晶表示装置のＲｔｈｆ／Ｒｅは６であ
った。

【００７１】比較例１の液晶表示装置は、図９に示した
視角特性から分かるように、広視角側において、白側で
階調反転が生じている。また、比較例１の液晶表示装置
の等コントラスト線図を図１０に示す。視角８０°にお
けるコントラスト比は、Ｘ軸方向で２．８、Ｙ軸方向で
５であった。

【００７２】（比較例２）実施例１と同様に液晶表示装
置を作製した。液晶層１２の厚さは約６．４μｍとし、
液晶層１２の残留面内リタデーションＲｅは７６ｎｍで
あった。傾斜型位相差層２２ａおよび２２ｂとして、傾
斜角θが３４°の位相差層を用いた。この位相差層２２
ａおよび２２ｂのそれぞれの面内位相差（Ｘ−Ｙ面内）
はそれぞれ３８ｎｍに調整し、Ｚ方向のリタデーション
Ｒｔｈは６２ｎｍとした。

【００７３】負の一軸位相差層２４ａおよび２４ｂとし
て、それぞれのＺ方向のリタデーションＲｔｈが３２０
ｎｍのものを用いた。

【００７４】この構成においては、位相差補償素子の全
体のＺ方向のリタデーションＲｔｈｆは７６５ｎｍであ
り、比較例２の液晶表示装置のＲｔｈｆ／Ｒｅは１０．
０７であった。

【００７５】比較例２の液晶表示装置は、図１１に示し
た視角特性から分かるように、広視角側において、白側
で階調反転が生じている。この液晶表示装置の視角８０
°におけるコントラスト比は、Ｘ軸方向で６０、Ｙ軸方
向で３０であった。このように、比較例２の構成では、
広視角まで高いコントラスト比が得られているが、Ｙ方
向（ラビング方向に対して直交）で白側の階調反転を生
じており、広視角側からの観察において良好な表示を行
うことができない。

【００７６】

【発明の効果】本発明によると、階調反転の発生を抑え
た、優れた視角特性を有するＯＣＢモードの液晶表示装
置が提供される。本発明による液晶表示装置は、ＯＣＢ
モードの液晶表示装置が有する高速応答性とともに、広
視角特性を有しているので、特に、動画表示に用いられ
る大型の表示装置として好適に利用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態の液晶表示装置を模式的
に示す図である。

【図２】ベンド配向セルの電圧−透過率特性を示すグラ
フである。

【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態の液
晶表示装置の透過率の視角依存性を示すグラフであり、
（ａ）はＸ軸方向、（ｂ）はＹ軸方向である。

【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、液晶表示装置
の透過率の視角依存性を示すグラフであり、（ａ）は傾
斜型位相差層の傾斜角が３０°、（ｂ）は３２．５°、
（ｃ）は３５°の場合を示す。

【図５】負の一軸性位相差層２４ａおよび２４ｂの厚さ
方向（Ｚ方向）のリタデーションと階調特性およびコン
トラスト比との関係を示すグラフである。

【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施例１の液
晶表示装置の透過率の視角依存性を示すグラフであり、
（ａ）はＸ軸方向、（ｂ）はＹ軸方向である。

【図７】実施例１の液晶表示装置の等コントラスト線図
である。

【図８】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施例２の液
晶表示装置の透過率の視角依存性を示すグラフであり、
（ａ）はＸ軸方向、（ｂ）はＹ軸方向である。

【図９】比較例１の液晶表示装置のＹ軸方向における透
過率の視角依存性を示すグラフである。

【図１０】比較例１の液晶表示装置の等コントラスト線
図である。

【図１１】比較例２の液晶表示装置のＹ軸方向における
透過率の視角依存性を示すグラフである。

【符号の説明】

１０液晶セル１２液晶層１２液晶分子１４ａ、１４ｂ基板２２ａ、２２ｂ位相差層（傾斜型位相差層）２４ａ、２４ｂ位相差層（負の一軸性位相差層）３２ａ、３２ｂ偏光板Ｒラビング方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板と、前記一対の基板の間に設
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、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とを有し、Ｏ
ＣＢモードで表示を行う液晶表示装置であって、前記位相差補償素子は、負の一軸性の第１位相差層を有
し、且つ、前記位相差補償素子の前記液晶層の法線方向
のリタデーションの合計Ｒｔｈｆと黒表示状態における
前記液晶層の面内リタデーションＲｅとの関係が、８．
０≦Ｒｔｈｆ／Ｒｅ≦９．７を満足する、液晶表示装
置。
【請求項２】前記液晶層は黒表示状態においてベンド
配向をとり、黒表示状態における前記液晶層の面内リタ
デーションＲｅが５０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲に
ある、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記位相差補償素子は、屈折率異方性が
負の第２位相差層を有し、前記第２位相差層の主軸は、
前記液晶層の遅相軸を含む面内にあって、前記液晶層の
法線方向に対して傾斜している、請求項１または２に記
載の液晶表示装置。
【請求項４】前記第２位相差層の前記主軸は、前記液
晶層の層面に対して、３０°以上３８°以下の角度で傾
斜している、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記第２位相差層は、ディスコティック
液晶化合物を含む、請求項３または４に記載の液晶表示
装置。
【請求項６】前記ディスコティック液晶化合物は、配
向膜によって配向させられている請求項５記載の液晶表
示装置。
【請求項７】ノーマリーホワイトモードで表示を行う
請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示素子。