JP2003202570A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示素子に生じる視角に応じた位相差を
解消し、特に視角が大きくなるにつれて生じる液晶画面
の着色現象を効果的に防止し、高品質の画像を表示でき
る液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 一対の電極基板６・７の間に液晶層８を
封入することによって構成される液晶表示素子１と、液
晶表示素子１の両側に配置される一対の偏光子４・５と
の間に、屈折率異方性が負（ｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b ）であ
り、表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向を軸とし
て、表面の法線方向に平行な主屈折率ｎ_b の方向と、表
面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向とが時計まわり、
または反時計まわりに傾斜している位相差板２・３を少
なくとも１枚介在され、かつ、液晶層８における液晶材
料の、波長４５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ
（４５０）と波長６５０ｎｍの光に対する屈折率異方性
Δｎ（６５０）の差が、０以上０．０１０未満の範囲に
設定されている。

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、液晶表示素子に位相差板を組み合わせること
により表示画面の視角依存性を改善する液晶表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ネマティック液晶表示素子を用いた液晶
表示装置は、従来、時計や電卓などの数値セグメント型
表示装置に広く用いられていたが、最近においては、ワ
ードプロセッサ、ノート型パーソナルコンピュータ、車
載用液晶テレビなどにも用いられるようになっている。

【０００３】液晶表示素子は、一般に透光性の基板を有
しており、この基板上に、画素をオン・オフさせるため
に電極線などが形成されている。例えば、アクティブマ
トリクス型の液晶表示装置においては、薄膜トランジス
タなどの能動素子が、液晶に電圧を印加する画素電極を
選択駆動するスイッチング手段として上記の電極線とと
もに上記の基板上に形成されている。さらに、カラー表
示を行う液晶表示装置では、基板上に赤色、緑色、青色
などのカラーフィルタ層が設けられている。

【０００４】上記のような液晶表示素子に用いられる液
晶表示方式としては、液晶のツイスト角に応じて異なる
方式が適宜選択される。例えば、アクティブ駆動型ツイ
ストネマティック液晶表示方式（以降、ＴＮ方式と称す
る）や、マルチプレックス駆動型スーパーツイストネマ
ティック液晶表示方式（以降、ＳＴＮ方式と称する）が
よく知られている。

【０００５】ＴＮ方式は、ネマティック液晶分子を９０
°捩じれた状態に配向し、その捩じれの方向にそって光
を導くことにより表示を行う。ＳＴＮ方式は、ネマティ
ック液晶分子のツイスト角を９０°以上に拡大すること
によって、液晶印加電圧のしきい値付近での透過率が急
峻に変化することを利用している。

【０００６】ＳＴＮ方式は、液晶の複屈折効果を利用す
るため、色の干渉によって表示画面の背景に特有の色が
付く。このような不都合を解消し、ＳＴＮ方式で白黒表
示を行うためには、光学補償板を用いることが有効であ
ると考えられている。光学補償板を用いた表示方式とし
ては、ダブルスーパーツイストネマティック位相補償方
式（以降、ＤＳＴＮ方式と称する）と、光学的異方性を
有するフィルムを配置したフィルム型位相補償方式（以
降、フィルム付加型方式と称する）とに大別される。

【０００７】ＤＳＴＮ方式は、表示用液晶セルおよびこ
の表示用液晶セルと逆方向のツイスト角で捩じれ配向さ
せた液晶セルを有する２層型の構造を用いている。フィ
ルム付加型方式は、光学的異方性を有するフィルムを配
置した構造を用いる。軽量性、低コスト性の観点から、
フィルム付加型方式が有力であると考えられている。こ
のような位相補償方式の採用により白黒表示特性が改善
されたため、ＳＴＮ方式の表示装置にカラーフィルタ層
を設けてカラー表示を可能にしたカラーＳＴＮ液晶表示
装置が実現されている。

【０００８】一方、ＴＮ方式は、ノーマリブラック方式
とノーマリホワイト方式とに大別される。ノーマリブラ
ック方式は、一対の偏光板をその偏光方向が相互に平行
になるように配置して、液晶層にオン電圧を印加しない
状態（オフ状態）で黒を表示する。ノーマリホワイト方
式は、一対の偏光板をその偏光方向が相互に直交するよ
うに配置して、オフ状態で白色を表示する。表示コント
ラスト、色再現性、表示の視角依存性などの観点からノ
ーマリホワイト方式が有力である。

【０００９】ところで、上記のＴＮ液晶表示装置におい
ては、液晶分子に屈折率異方性Δｎが存在しているこ
と、および、液晶分子が上下基板に対して傾斜して配向
していることのために、観視者の見る方向や角度によっ
て表示画像のコントラストが変化して、視角依存性が大
きくなるという問題がある。

【００１０】図１０は、ＴＮ液晶表示素子３１の断面構
造を模式的に表したものである。この状態は中間調表示
の電圧が印加され、液晶分子３２がやや立ち上がってい
る場合を示している。このＴＮ液晶表示素子３１におい
て、一対の基板３３・３４の表面の法線方向を通過する
直線偏光３５、および法線方向に対して傾きを持って通
過する直線偏光３６・３７は、液晶分子３２と交わる角
度がそれぞれ異なっている。液晶分子３２には屈折率異
方性Δｎが存在するため、各方向の直線偏光３５・３６
・３７が液晶分子３２を通過すると正常光と異常光とが
発生し、これらの位相差に伴って楕円偏光に変換される
ことになり、これが視角依存性の発生源となる。

【００１１】さらに、実際の液晶層の内部では、液晶分
子３２は、基板３３と基板３４との中間部付近と基板３
３または基板３４の近傍とではチルト角が異なってお
り、また法線方向を軸として液晶分子３２が９０°捩れ
ている状態にある。

【００１２】以上のことにより、液晶層を通過する直線
偏光３５・３６・３７は、その方向や角度によりさまざ
まな複屈折効果を受け、複雑な視角依存性を示すことに
なる。

【００１３】上記の視角依存性として、具体的には、表
示画面の法線方向から表示面の下方向である正視角方向
に視角を傾けて行くと、ある角度以上で表示画像が着色
する現象（以下、「着色現象」という）や、白黒が反転
する現象（以下、「反転現象」という）が発生する。ま
た、表示画面の上方向である反視角方向に視角を傾けて
行くと、急激にコントラストが低下する。

【００１４】また、上記の液晶表示装置では、表示画面
が大きくなるにつれて、視野角が狭くなるという問題も
ある。大きな液晶表示画面を近い距離で正面方向から見
ると、視角依存性の影響のため表示画面の上部と下部と
で表示された色が異なる場合がある。これは表示画面全
体を見る見込み角が大きくなり、表示画面をより斜めの
方向から見るのと同じことになるからである。

【００１５】このような視角依存性を改善するために、
光学異方性を有する光学素子としての位相差板（位相差
フィルム）を液晶表示素子と一方の偏光板との間に挿入
することが提案されている（例えば、特開昭５５−６０
０号公報、特開昭５６−９７３１８号公報等参照）。

【００１６】この方法は、屈折率異方性を有する液晶分
子を通過したために直線偏光から楕円偏光へ変換された
光を、屈折率異方性を有する液晶層の片側または両側に
介在させた位相差板を通過させることによって、視角に
生ずる正常光と異常光の位相差変化を補償して直線偏光
の光に再変換し、視角依存性の改善を可能にするもので
ある。

【００１７】このような位相差板として、屈折率楕円体
の１つの主屈折率方向を位相差板表面の法線方向に対し
て平行にしたものが、例えば特開平５−３１３１５９号
公報に記載されている。しかしながら、この位相差板を
用いても、正視角方向の反転現象を改善するには限界が
ある。

【００１８】そこで、特開平６−７５１１６号公報に
は、位相差板として、屈折率楕円体の主屈折率方向が位
相差板の表面の法線方向に対して傾斜しているものを用
いる方法が提案されている。この方法では、位相差板と
して次の２種類のものを用いている。

【００１９】一つは、屈折率楕円体の３つの主屈折率の
うち、最小の主屈折率の方向が表面に対して平行であ
り、かつ残り２つの主屈折率の一方の方向が位相差板の
表面に対してθの角度で傾斜し、他方の方向も位相差板
表面の法線方向に対して同様にθの角度で傾斜してお
り、このθの値が２０°≦θ≦７０°を満たしている位
相差板である。

【００２０】もう一つは、屈折率楕円体の３つの主屈折
率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b という関係を有
し、表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向を軸とし
て、表面の法線方向に平行な主屈折率ｎ_b の方向と、表
面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_cの方向とが時計まわり、
または反時計まわりに傾斜している、屈折率楕円体が傾
斜した位相差板である。

【００２１】上記の２種類の位相差板について、前者は
それぞれ一軸性のものと二軸性のものを用いることがで
きる。また、後者は位相差板を１枚のみ用いるだけでな
く、該位相差板を２枚組み合わせ、各々の主屈折率ｎ_b
の傾斜方向が互いに９０°の角度をなすように設定した
ものを用いることができる。

【００２２】このような位相差板を液晶表示素子と偏光
板との間に少なくとも１枚以上介在させることによって
構成される液晶表示装置では、表示画像の視角に依存し
て生ずるコントラスト変化、着色現象、及び反転現象を
ある程度まで改善することができる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、今日のさら
なる広視野角、高表示品位の液晶表示装置が望まれ状況
下において、さらなる視角依存性の改善が要求されてお
り、上記の特開平６−７５１１６号公報で示された位相
差板を用いただけでは必ずしも充分であるとは言えず、
未だ改善の余地を有している。

【００２４】本発明は、上記した課題に鑑みなされたも
ので、その目的は、上記位相差板を介在した液晶表示装
置において、液晶層に用いる液晶材料の波長に対する屈
折率異方性Δｎの変化を最良な範囲に設定することで、
位相差板による補償効果に加えてさらに視角依存性を改
善することにあり、特に着色現象を効果的に改善するこ
とにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、発明に係る各液晶表示装置は、対向する表面に透
明電極層及び配向膜がそれぞれ形成された一対の透光性
基板の間に液晶層を封入することによって構成される液
晶表示素子と、上記液晶表示素子の両側に配置される一
対の偏光子と、上記液晶表示素子と上記偏光子との間に
少なくとも１枚介在された位相差板であって、屈折率楕
円体の３つの主屈折率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_cがｎ_a ＝ｎ_c ＞
ｎ_b という関係を有し、表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ
_c の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率
ｎ_b の方向と、表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向
とが時計まわり、または反時計まわりに傾斜することに
より、上記屈折率楕円体が傾斜している位相差板とを備
えた液晶表示装置において、以下の点を特徴としてい
る。

【００２６】本発明の第１の液晶表示装置では、液晶表
示素子に封入された液晶層における液晶材料の、波長４
５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（４５０）と波
長６５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（６５０）
の差Δｎ（４５０）−Δｎ（６５０）が、０以上０．０
１０未満の範囲に設定されている。

【００２７】本発明の第２の液晶表示装置では、液晶表
示素子に封入された液晶層における液晶材料の、波長４
５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（４５０）と波
長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）
の比Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）が、１以上１．０
７未満の範囲に設定されている。

【００２８】本発明の第３の液晶表示装置では、液晶表
示素子に封入された液晶層における液晶材料の、波長６
５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（６５０）と波
長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）
の比Δｎ（６５０）／Δｎ（５５０）が、０．９６より
大きく１以下の範囲に設定されている。

【００２９】上記構成によれば、直線偏光が複屈折性を
有する液晶層を通過して、正常光と異常光とが発生し、
これらの位相差に伴って楕円偏光に変換される場合、主
屈折率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b という関係
にあり、主屈折率ｎ_b を含む屈折率楕円体の短軸を位相
差板の表面の法線方向に対し傾斜させた位相差板を液晶
層と偏光子との間に介在させれば、視角に応じて生ずる
正常光と異常光との位相差変化が位相差板によって補償
される。

【００３０】しかしながら、このような補償機能のみに
よっては、さらなる視角依存性の改善が要求されるな
か、必ずしも充分であるとは言えない。

【００３１】そこで、本願発明者らは、研究を重ねた結
果、液晶層における液晶材料の屈折率異方性Δｎの光の
波長に対する変化が、特に液晶画面（表示画面）の着色
に影響することを見い出し、本発明を完成させるに至っ
た。

【００３２】液晶層における液晶材料の屈折率異方性Δ
ｎの光の波長に対する変化を、上記第１〜第３の各液晶
表示装置において記載した、少なくとも何れかの範囲と
することで、通常の液晶表示装置にて要求される視角５
０°において、若干の色付きはあるものの、どの方向か
ら見ても充分に使用に耐えうるものとできる。

【００３３】これにより、画面の着色をより一層防止す
ることが可能となった。尚、コントラスト変化や反転現
象においても、位相差板の補償機能のみの場合よりも、
改善することができた。

【００３４】そして、視角７０°といったさらに広視野
角の液晶表示装置においては、液晶材料の屈折率異方性
Δｎの光の波長に対する変化の範囲を、以下の範囲とす
ることが好ましい。

【００３５】即ち、液晶層における液晶材料の、波長４
５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（４５０）と波
長６５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（６５０）
の差Δｎ（４５０）−Δｎ（６５０）を、０以上０．０
０５５以下の範囲に設定する。

【００３６】または、液晶層における液晶材料の、波長
４５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（４５０）と
波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５
０）の比Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）を、１以上
１．０５以下の範囲に設定する。

【００３７】または、液晶層における液晶材料の、波長
６５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（６５０）と
波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５
０）の比Δｎ（６５０）／Δｎ（５５０）を、０．９７
５以上１以下の範囲に設定する。

【００３８】これらの何れかの範囲とすることで、広視
野角の液晶表示装置にて要求される視角７０°において
あらゆる方向から見ても、全く着色現象のないものとで
きる。

【００３９】また、上記した本発明の第１〜第３の液晶
表示装置においては、液晶層における液晶材料の、波長
５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）
を、０．０６０より大きく０．１２０より小さい範囲に
設定することが好ましい。

【００４０】これは、可視光領域の中心領域となる波長
５５０ｎｍの光に対する液晶材料の屈折率異方性Δｎ
（５５０）が０．０６０以下または０．１２０以上の場
合、視角方向によっては反転現象やコントラスト比の低
下が発生することが確認されたためである。そこで、液
晶材料の波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ
（５５０）を、０．０６０より大きく０．１２０より小
さい範囲に設定することにより、液晶表示素子に生じる
視角に対応する位相差を解消することができるため、液
晶画面において、視角に依存して生じる着色現象はもち
ろんのこと、コントラスト変化、左右方向の反転現象等
もさらに改善することができる。

【００４１】この場合、さらに、液晶層における液晶材
料の、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ
（５５０）を、０．０７０以上０．０９５以下の範囲に
設定することで、液晶表示素子に生じる視角に対応する
位相差をより効果的に解消することができるため、液晶
表示画像におけるコントラスト変化、左右方向の反転現
象、着色現象を確実に改善することができる。

【００４２】また、上記した本発明の第１〜第３の液晶
表示装置においては、全ての位相差板において、屈折率
楕円体の傾斜角が１５°から７５°の間に設定されてい
ることが好ましい。

【００４３】このように、液晶表示装置に介在される全
ての位相差板において、屈折率楕円体の傾斜角を１５°
から７５°の間に設定することで、前述した本発明の備
えた位相差板による位相差の補償機能を確実に得ること
ができる。

【００４４】また、上記した本発明の第１〜第３の液晶
表示装置においては、全ての位相差板において、主屈折
率ｎ_a と主屈折率ｎ_b との差と、位相差板の厚さｄとの
積（ｎ_a −ｎ_b ）×ｄが、８０ｎｍから２５０ｎｍの間
に設定されていることが好ましい。

【００４５】このように、液晶表示装置に介在される全
ての位相差板において、主屈折率ｎ _a と主屈折率ｎ_b と
の差と、位相差板の厚さｄとの積（ｎ_a −ｎ_b ）×ｄ
を、８０ｎｍから２５０ｎｍの間に設定することで、前
述した本発明の備えた位相差板による位相差の補償機能
を確実に得ることができる。

【００４６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図９に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。

【００４７】本実施の形態に係る液晶表示装置は、図１
に示すように、液晶表示素子１と、一対の位相差板２・
３と、一対の偏光板（偏光子）４・５とを備えている。

【００４８】液晶表示素子１は、対向して配される電極
基板６・７の間に液晶層８を挟む構造をなしている。電
極基板６は、ベースとなるガラス基板（透光性基板）９
の液晶層８側の表面にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）か
らなる透明電極１０が形成され、その上に配向膜１１が
形成されている。電極基板７は、ベースとなるガラス基
板（透光性基板）１２の液晶層８側の表面にＩＴＯから
なる透明電極１３が形成され、その上に配向膜１４が形
成されている。

【００４９】簡略化のため、図１は２画素分の構成を示
しているが、液晶表示素子１の全体において、所定幅の
帯状の透明電極１０・１３は、ガラス基板９・１２のそ
れぞれに所定間隔をおいて配され、かつ、ガラス基板９
・１２間では基板面に垂直な方向から見て相互に直交す
るように形成されている。両透明電極１０・１３が交差
する部分は表示を行なう画素に相当し、これらの画素は
本液晶表示装置の全体においてマトリクス状に配設され
ている。尚、透明電極１０・１３は、図示しない駆動回
路により表示データに基づいた電圧が印加される。

【００５０】電極基板６・７は、シール樹脂１５により
貼り合わされており、電極基板６・７とシール樹脂１５
とによって形成される空間内に液晶層８が封入されてい
る。尚、詳細については後述するが、本液晶表示装置に
おける液晶層８は、位相差板２・３による位相差の補償
機能と最良な特性を有する組み合わせとなるように、液
晶層８を構成する液晶材料にその屈折率異方性Δｎが所
定の条件を満たすようなものが選択されている。

【００５１】本液晶表示装置において、上記の液晶表示
素子１に位相差板２・３と偏光板（偏光子）４・５とが
形成されてなるユニットが液晶セル１６である。

【００５２】配向膜１１・１４は、介在する液晶分子が
約９０°の捩れ配向するように、予めラビング処理が施
されている。図２に示すように、配向膜１１のラビング
方向Ｒ₁ と、配向膜１４のラビング方向Ｒ₂ とは、互い
に直交する方向に設定されている。

【００５３】位相差板２・３は、液晶表示素子１とその
両側に配される偏光板４・５との間にそれぞれ介在され
る。位相差板２・３は、透明な有機高分子からなる支持
体にディスコティック液晶が傾斜配向またはハイブリッ
ド配向され、かつ架橋されることにより形成されてい
る。これにより、位相差板２・３における後述の屈折率
楕円体が、位相差板２・３に対し傾斜するように形成さ
れる。

【００５４】位相差板２・３の支持体としては、一般に
偏光板によく用いられるトリアセチルセルロース（ＴＡ
Ｃ）が信頼性も高く適している。それ以外では、ポリカ
ーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）などの耐環境性や耐薬品性に優れた無色透明の有
機高分子フィルムが適している。

【００５５】図３に示すように、位相差板２・３は、異
なる３方向の主屈折率ｎ_a ・ｎ_b ・ｎ_c を有している。
主屈折率ｎ_a の方向は、互いに直交座標ｘｙｚにおける
各座標軸のうちｙ座標軸と方向が一致している。主屈折
率ｎ_b の方向は、位相差板２・３において画面に対応す
る表面に垂直なｚ座標軸（表面の法線方向）に対し矢印
Ａの方向にθ傾いている。

【００５６】位相差板２・３は、各主屈折率がｎ_a ＝ｎ
_c ＞ｎ_b という関係を満たしている。これにより、光学
軸が１つのみ存在するので、位相差板２・３は一軸性を
備え、また、屈折率異方性が負になる。位相差板２・３
の第１のリタデーション値（ｎ_c −ｎ_a ）×ｄは、ｎ_a
＝ｎ_c であるため、ほぼ０ｎｍである。第２のリタデー
ション値（ｎ_c −ｎ_b ）×ｄは、８０ｎｍ〜２５０ｎｍ
の範囲内で任意の値に設定される。第２のリタデーショ
ン値（ｎ_c −ｎ_b ）×ｄをこのような範囲内に設定する
ことで、位相差板２・３による位相差の補償機能を確実
に得ることができる。尚、上記のｎ_c −ｎ_a およびｎ_c
−ｎ_b は屈折率異方性Δｎを表し、ｄは位相差板２・３
の厚みを表している。

【００５７】また、位相差板２・３の主屈折率ｎ_b が傾
いている角度θ、即ち、屈折率楕円体の傾斜角度θは、
１５°≦θ≦７５°の範囲内で任意の値に設定される。
傾斜角度θをこのような範囲内に設定することで、屈折
率楕円体の傾斜の方向が時計回り反時計回りに係わら
ず、位相差板２・３による位相差の補償機能を確実に得
ることができる。

【００５８】尚、位相差板２・３の配置については、位
相差板２・３のうちの何れか一方のみを片側に配置した
構成でも、また、位相差板２・３を片側に重ねて配置す
ることもできる。さらに、３枚以上の位相差板を用いる
こともできる。

【００５９】そして、図４に示すように、本液晶表示装
置においては、液晶表示素子１における偏光板４・５
は、その吸収軸ＡＸ₁ ・ＡＸ₂ が前記の配向膜１１・１
４（図１参照）のラビング方向Ｒ₁ ・Ｒ₂ とそれぞれ平
行となるように配置される。本液晶表示装置では、ラビ
ング方向Ｒ₁ ・Ｒ₂ が互いに直交しているため、吸収軸
ＡＸ₁ ・ＡＸ₂ も互いに直交している。

【００６０】ここで、図３に示すように、位相差板２・
３に異方性を与える方向に傾斜する主屈折率ｎ_b の方向
が位相差板２・３の表面に投影された方向をＤと定義す
る。図４に示すように、位相差板２は方向Ｄ（方向
Ｄ₁ ）がラビング方向Ｒ₁ と平行になるように配され、
位相差板３は方向Ｄ（方向Ｄ₂ ）がラビング方向Ｒ₂ と
平行になるように配される。

【００６１】上記のような位相差板２・３および偏光板
４・５の配置により、本液晶表示装置は、オフ時におい
て光を透過して白色表示を行ういわゆるノーマリホワイ
ト表示を行う。

【００６２】一般に、液晶や位相差板（位相差フィル
ム）といった光学異方体においては、上記のような３次
元方向の主屈折率ｎ_a ・ｎ_c ・ｎ_b の異方性が屈折率楕
円体で表される。屈折率異方性Δｎは、この屈折率楕円
体をどの方向から観察するかによって異なる値になる。

【００６３】次に、前述した、液晶層８について詳細に
説明する。前述したように、液晶層８においては、位相
差板２・３による位相差の補償機能と最良な特性を有す
る組み合わせとなるように、液晶層８を構成する液晶材
料にその屈折率異方性Δｎが所定の条件、即ち、屈折率
異方性Δｎの光の波長に対する変化が視角に依存した液
晶画面の着色が発生しない範囲に設定された液晶材料が
用いられている。

【００６４】具体的には、以下に示す〜の少なくと
も１つの設定範囲の条件を満たすように設計された液晶
材料が注入されている。

【００６５】 液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対す
る屈折率異方性Δｎ（４５０）と波長６５０ｎｍの光に
対する屈折率異方性Δｎ（６５０）の差であるΔｎ（４
５０）−Δｎ（６５０）を、０以上０．０１０未満の範
囲に設定する。より好ましくは、上記のΔｎ（４５０）
−Δｎ（６５０）を０以上０．００７０以下の範囲に設
定することで、さらに好ましくは、上記のΔｎ（４５
０）−Δｎ（６５０）を０以上０．００５５以下の範囲
に設定することである。

【００６６】 液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対す
る屈折率異方性Δｎ（４５０）と波長５５０ｎｍの光に
対する屈折率異方性Δｎ（５５０）の比であるΔｎ（４
５０）／Δｎ（５５０）を、１以上１．０７未満の範囲
に設定する。より好ましくは、上記Δｎ（４５０）／Δ
ｎ（５５０）を１以上１．０６以下の範囲に設定するこ
とで、さらに好ましくは、上記Δｎ（４５０）／Δｎ
（５５０）を１以上１．０５以下の範囲に設定する 液晶材料の波長６５０ｎｍの光に対する屈折率異方
性Δｎ（６５０）と波長５５０ｎｍの光に対する屈折率
異方性Δｎ（５５０）の比であるΔｎ（６５０）／Δｎ
（５５０）を、０．９６０より大きく１以下の範囲に設
定する。より好ましくは、上記Δｎ（６５０）／Δｎ
（５５０）を０．９７０以上１以下の範囲に設定するこ
とで、さらに好ましくは、上記Δｎ（６５０）／Δｎ
（５５０）を０．９７５以上１以下の範囲に設定するこ
とである。

【００６７】このような〜の少なくとも１つを満た
すように設計された液晶材料を用いることで、位相差板
２・３による位相差の補償機能による表示画面の視角に
依存して生ずるコントラスト変化、反転現象、着色現象
の改善のみならず、表示画面の着色現象を特に効果的に
改善できる。

【００６８】詳しく述べると、〜の広い方の範囲を
少なくとも１つを満たすように設計された液晶材料を用
いることで、通常の液晶表示装置にて要求される視角５
０°において、若干の色付きはあるものの、どの方向か
ら見ても充分に使用に耐えうるものとできる。

【００６９】また、上記〜におけるより好ましいと
した範囲を少なくとも一つ満たすことで、視角６０°で
若干の色付きはあるものの、どの方向から見ても充分に
使用に耐えうるものとできる。そして、特に上記〜
におけるさらに好ましいとした範囲を少なくとも一つ満
たすことで、どの方向から見ても着色の一切ないものと
できる。

【００７０】また、〜の少なくとも１つを満たすよ
うに設計された液晶材料を用いることで、コントラスト
変化、反転現象についても、位相差板２・３の補償機能
のみの場合よりも改善が図れる。

【００７１】そして、さらに好ましくは、上記〜の
少なくとも１つの設定範囲の条件が満たされていると共
に、以下に示すの設定範囲の条件が同時に満たされて
いることであり、本液晶表示装置の液晶層８において
は、の設定範囲の条件をも満たすものである。

【００７２】 液晶材料の波長５５０ｎｍの光に対す
る屈折率異方性Δｎ（５５０）を、０．０６０より大き
く０．１２０より小さい範囲に設定する。より好ましく
は、上記Δｎ（５５０）を、０．０７０以上０．０９５
以下の範囲に設定することである。

【００７３】このようなの設定条件をも満たすこと
で、位相差板２・３による位相差の補償機能、及び〜
の設定範囲の条件としたことによる補償機能による視
角依存性の改善に加えて、反視角方向のコントラスト比
の低下、左右方向の反転現象をより一層改善することが
可能となる。

【００７４】図５に、本液晶表示装置における液晶層８
に用いることのできる一液晶材料の、波長（λ）に対す
るΔｎ（λ）（波長−屈折率異方性Δｎ特性）を、実線
の曲線ａにて示す。尚、図５には、従来の液晶表示装置
における液晶層に用いられている一液晶材料の波長
（λ）に対するΔｎ（λ）を、一点鎖線の曲線ｂにて比
較のために示す。

【００７５】曲線ａと曲線ｂとを比べて見ることで明ら
かなように、本液晶表示装置の液晶層８に用いることの
できる液晶材料の波長（λ）に対するΔｎ（λ）は、従
来の液晶表示装置の液晶材料のものに比べて傾斜が緩や
かで、やや右下がりのほぼ平らな状態である。

【００７６】また、図６には、本液晶表示装置における
液晶層８に用いることのできる他の一液晶材料の、波長
（λ）に対するΔｎ（λ）／Δｎ（５５０）を、実線の
曲線ｃにて示す。尚、図６には、従来の液晶表示装置に
おける液晶層に用いられている他の一液晶材料の波長
（λ）に対するΔｎ（λ）／Δｎ（５５０）を、一点鎖
線の曲線ｄにて比較のために示す。

【００７７】曲線ｃと曲線ｄとを比べて見ることで明ら
かなように、本液晶表示装置の液晶層８に用いることの
できる液晶材料の波長（λ）に対するΔｎ（λ）／Δｎ
（５５０）も、従来の液晶表示装置の液晶材料のものに
比べて傾斜が緩やかなものとなる。

【００７８】このような構成とすることで、本実施の形
態の液晶表示装置では、液晶表示素子１に生じる視角に
対応する位相差を位相差板２・３による補償機能と共
に、液晶層８における液晶材料の波長に対する屈折率異
方性Δｎの変化を、液晶画面の着色が生じない範囲に設
定することによる補償機能により、視角に依存した表示
画面の着色が特に効果的に改善され、同時に、コントラ
スト変化、反転現象も改善され、高品質の画像を表示で
きる。

【００７９】次に、上記のように構成される本実施の形
態に係る実施例を、比較例と共に説明する。

【００８０】（実施例１）本実施例では、図１の液晶表
示装置における液晶セル１６の液晶層８に、波長４５０
ｎｍにおける屈折率異方性Δｎ（４５０）と波長６５０
ｎｍにおける屈折率異方性Δｎ（６５０）との差である
Δｎ（４５０）−Δｎ（６５０）がそれぞれ、０、０．
００３０、０．００５５、０．００７０、０．００９０
に設定された液晶材料を用い、セル厚（液晶層８の厚
み）を５μｍとした、５つのサンプル♯１〜♯５を用意
した。

【００８１】サンプル♯１〜♯５における位相差板２・
３としては、透明な支持体（例えば、トリアセチルセル
ロース（ＴＡＣ）等）にディスコティック液晶を塗布
し、ディスコティック液晶を傾斜配向させて架橋して形
成してなる、上述の第１のリタデーション値が０ｎｍ、
上述の第２のリタデーション値が１００ｎｍであり、主
屈折率ｎ_b の方向がｘｙｚ軸座標におけるｚ軸方向に対
して矢印Ａで示す方向に約２０°となるように傾いてお
り、同様に主屈折率ｎ_c の方向がｘ軸に対して矢印Ｂで
示す方向に約２０°の角度をなしているもの（即ち、屈
折率楕円体の傾斜角度θ＝２０°のもの）を用いた。

【００８２】また、本実施例に対する比較例として、図
１の液晶表示装置における液晶セル１６の液晶層８に、
上記Δｎ（４５０）−Δｎ（６５０）が０．０１０の液
晶材料を用いた以外は本実施例と同様の比較サンプル♯
１００を用意した。

【００８３】上記のサンプル♯１〜♯５及び比較サンプ
ル♯１００について、白色光のもと目視試験を行なった
結果を表１に示す。

【００８４】

【表１】

【００８５】実施例のサンプル♯１〜♯３については、
視角を７０°としてどの方向から見ても着色は確認され
ず良好な画質であった。サンプル♯４では、視角６０°
まではどの方向から見ても着色は確認されず良好な画質
であった。サンプル♯５では、視角５０°にて左右方向
から見た場合に若干の着色が確認されたが、使用に耐え
うる程度の着色であった。

【００８６】これに対し、比較例サンプル♯１００で
は、視角５０°においてでさえ左右方向から見た場合
に、使用に耐えない程の黄色からだいだい色の着色が確
認された。

【００８７】また、位相差板２・３として、透明な支持
体にディスコティック液晶をハイブリッド配向させた以
外は、本実施例のサンプル♯１〜サンプル♯５、比較サ
ンプル♯１００と同様のサンプル、比較サンプルについ
ても、上記と同様の結果が得られた。

【００８８】（実施例２）本実施例では、図１の液晶表
示装置における液晶セル１６の液晶層８に、波長４５０
ｎｍにおける屈折率異方性Δｎ（４５０）と波長５５０
ｎｍにおける屈折率異方性Δｎ（５５０）との比である
Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）がそれぞれ、１、１．
０３、１．０５、１．０６、１．０７に設定された液晶
材料を用い、セル厚（液晶層８の厚み）を５μｍとし
た、５つのサンプル♯６〜♯１０を用意した。

【００８９】サンプル♯６〜♯１０における位相差板２
・３としては、ディスコティック液晶を傾斜配向した前
述の実施例１における位相差板２・３と同様のものを用
いた。

【００９０】また、本実施例に対する比較例として、図
１の液晶表示装置における液晶セル１６の液晶層８に、
上記Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）が、１．０７の液
晶材料を用いた以外は本実施例と同様の比較サンプル♯
１０１を用意した。

【００９１】上記のサンプル♯６〜♯１０及び比較サン
プル♯１０１について、白色光のもと目視試験を行なっ
た結果を表２に示す。

【００９２】

【表２】

【００９３】実施例のサンプル♯６〜♯８については、
視角を７０°としてどの方向から見ても着色は確認され
ず良好な画質であった。サンプル♯９では、視角５０°
ではどの方向から見ても着色は確認されなかったが、視
角６０°においては、左右方向から見た場合に若干の着
色が確認された。しかしながら、これは充分使用に耐え
うる程度の着色であった。サンプル♯１０では、視角５
０°にて左右方向から見た場合に若干の着色が確認され
たが、これも使用に耐えうる程度のものであった。

【００９４】これに対し、比較例サンプル♯１０１で
は、視角５０°においてでさえ左右方向から見た場合
に、使用に耐えない程の黄色からだいだい色の着色が確
認された。

【００９５】また、位相差板２・３として、透明な支持
体にディスコティック液晶をハイブリッド配向させた以
外は、本実施例のサンプル♯６〜サンプル♯１０、比較
サンプル♯１０１と同様のサンプル、比較サンプルにつ
いても、上記と同様の結果が得られた。

【００９６】（実施例３）本実施例では、図１の液晶表
示装置における液晶セル１６の液晶層８に、波長６５０
ｎｍにおける屈折率異方性Δｎ（６５０）と波長５５０
ｎｍにおける屈折率異方性Δｎ（５５０）との比である
Δｎ（６５０）／Δｎ（５５０）がそれぞれ、１、０．
９８０、０．９７５、０．９７０、０．９６５に設定さ
れた液晶材料を用い、セル厚（液晶層８の厚み）を５μ
ｍとした、５つのサンプル♯１１〜♯１５を用意した。

【００９７】サンプル♯１１〜♯１５における位相差板
２・３としては、ディスコティック液晶を傾斜配向した
前述の実施例１における位相差板２・３と同様のものを
用いた。

【００９８】また、本実施例に対する比較例として、図
１の液晶表示装置における液晶セル１６の液晶層８に、
上記Δｎ（６５０）／Δｎ（５５０）が、０．９６０の
液晶材料を用いた以外は本実施例と同様の比較サンプル
♯１０２を用意した。

【００９９】上記のサンプル♯１１〜♯１５及び比較サ
ンプル♯１０２について、白色光のもと目視試験を行な
った結果を表３に示す。

【０１００】

【表３】

【０１０１】実施例のサンプル♯１１〜♯１３について
は、視角を７０°としてどの方向から見ても着色は確認
されず良好な画質であった。サンプル♯１４では、視角
５０°ではどの方向から見ても着色は確認されなかった
が、視角６０°においては、左右方向から見た場合に若
干の着色が確認された。しかしながら、これは充分に使
用に耐えうる程度の着色であった。サンプル♯１５で
は、視角５０°にて左右方向から見た場合に若干の着色
が確認されたが、これも使用に耐えうる程度であった。

【０１０２】これに対し、比較例サンプル♯１０２で
は、視角５０°においてでさえ左右方向から見た場合
に、使用に耐えない程の黄色からだいだい色の着色が確
認された。

【０１０３】また、位相差板２・３として、透明な支持
体にディスコティック液晶をハイブリッド配向させた以
外は、本実施例のサンプル♯１１〜サンプル♯１５、比
較サンプル♯１０２と同様のサンプル、比較サンプルに
ついても、上記と同様の結果が得られた。

【０１０４】（実施例４）ここでは、図７に示すよう
に、受光素子２１、増幅器２２および記録装置２３を備
えた測定系を用いて、液晶表示装置の視角依存性を測定
した。液晶表示装置の液晶セル１６は、前記のガラス基
板９側の面１６ａが直交座標ｘｙｚの基準面ｘ−ｙに位
置するように設置されている。受光素子２１は、一定の
立体受光角で受光し得る素子であり、面１６ａに垂直な
ｚ方向に対して角度φ（視角）をなす方向における、座
標原点から所定距離をおいた位置に配置されている。

【０１０５】測定時には、本測定系に設置された液晶セ
ル１６に対し、面１６ａの反対側の面から波長５５０ｎ
ｍの単色光を照射する。液晶セル１６を透過した単色光
の一部は、受光素子２１に入射する。受光素子２１の出
力は、増幅器２２で所定のレベルに増幅された後、波形
メモリ、レコーダなどの記録装置２３によって記録され
る。

【０１０６】本実施例では、図１の液晶セル１６におけ
る液晶層８に波長５５０ｎｍにおける屈折率異方性Δｎ
（５５０）がそれぞれ、０．０７０、０．０８０、０．
０９５に設定された液晶材料を用い、セル厚（液晶層８
の厚み）を５μｍとした３つのサンプル♯１６〜♯１８
を用意した。

【０１０７】サンプル♯１６〜♯１８における位相差板
２・３としては、ディスコティック液晶を傾斜配向した
前述の実施例１における位相差板２・３と同様のものを
用いた。

【０１０８】このようなサンプル♯１６〜♯１８を、図
７に示す測定系に設置して、受光素子２１が一定の角度
φで固定された場合の、サンプル♯１６〜♯１８への印
加電圧に対する受光素子２１の出力レベルを測定した。

【０１０９】測定は、５０°の角度φとなるように受光
素子２１を配置し、ｙ方向が画面の上側であり、ｘ方向
が画面の左側であると仮定して、受光素子２１の配置位
置を上方向（反視角方向）、左方向、右方向にそれぞれ
変えて行われた。

【０１１０】その結果を、図８（ａ）〜（ｃ）に示す。
図８（ａ）〜（ｃ）は、サンプル♯１６〜♯１８に印加
される電圧に対する光の透過率（透過率−液晶印加電圧
特性）を表したグラフである。

【０１１１】図８（ａ）が図２の上方向から測定を行っ
た結果であり、図８（ｂ）が図２の右方向、図８（ｃ）
が左方向から測定をそれぞれ行った結果である。

【０１１２】図８（ａ）〜（ｃ）において、それぞれ一
点鎖線で示す曲線Ｌ１・Ｌ４・Ｌ７が、液晶層８にΔｎ
（５５０）＝０．０７０の液晶材料を用いたサンプル♯
１６のもので、実線で示す曲線Ｌ２・Ｌ５・Ｌ８が、液
晶層８にΔｎ（５５０）＝０．０８０の液晶材料を用い
たサンプル♯１７のもので、破線で示す曲線Ｌ３・Ｌ６
・Ｌ９が、液晶層８にΔｎ（５５０）＝０．０９５の液
晶材料を用いたサンプル♯１８のものである。

【０１１３】また、実施例に対する比較例として、図１
の液晶セル１６における液晶層８に波長５５０ｎｍにお
ける屈折率異方性Δｎ（５５０）がそれぞれ、０．０６
０、０．１２０に設定された液晶材料を用いた以外は実
施例と同様の２つの比較サンプル♯１０３・♯１０４を
用意し、図７に示す測定系に設置して、本実施例と同様
の方法で受光素子２１が一定の角度φで固定された場合
の比較サンプル♯１０３・♯１０４への印加電圧に対す
る受光素子２１の出力レベルを測定した。

【０１１４】測定は、本実施例と同様に、５０°の角度
φとなるように受光素子２１を配置し、ｙ方向が画面の
上側であり、ｘ方向が画面の左側であると仮定して、受
光素子２１の配置位置を上方向、左方向、右方向にそれ
ぞれ変えて行われた。

【０１１５】その結果を、図９（ａ）〜（ｃ）に示す。
図９（ａ）〜（ｃ）は、比較サンプル♯１０３・♯１０
４に印加される電圧に対する光の透過率（透過率−液晶
印加電圧特性）を表したグラフである。

【０１１６】図９（ａ）が図２の上方向からの測定を行
った結果であり、図９（ｂ）が図２の右方向、図９
（ｃ）が左方向からの測定をそれぞれ行った結果であ
る。

【０１１７】図９（ａ）〜（ｃ）において、それぞれ実
線で示す曲線Ｌ１０・Ｌ１２・Ｌ１４が、液晶層８にΔ
ｎ（５５０）＝０．０６０の液晶材料を用いた比較サン
プル♯１０３のもので、破線で示す曲線Ｌ１１・Ｌ１３
・Ｌ１５が、液晶層８にΔｎ（５５０）が０．１２０の
液晶材料を用いた比較サンプル♯１０４のものである。

【０１１８】本実施例のサンプル♯１６〜♯１８と、比
較例の比較サンプル♯１０３・♯１０４とについて、上
方向の透過率−液晶印加電圧特性を比較した場合、図８
（ａ）では、曲線Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３とも電圧を高くする
に伴って透過率が充分下がることが確認された。これに
対して、図９（ａ）では、曲線Ｌ１１は、図８（ａ）の
曲線Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３と比較して、電圧を高くしていっ
ても充分に透過率が下がっていない。また、曲線Ｌ１０
は、電圧を高くしていくに伴い透過率は一度低下してか
ら再び上昇する反転現象が確認された。

【０１１９】同様に、サンプル♯１６〜♯１８と比較サ
ンプル♯１０３・♯１０４とについて、右方向の透過率
−液晶印加電圧特性を比較した場合、図８（ｂ）では、
曲線Ｌ４・Ｌ５・Ｌ６とも電圧を高くしていくと透過率
はほぼ０近くになるまで低下していることが確認され
た。また、図９（ｂ）でも、曲線Ｌ１２は電圧を高くし
ていくと、図５（ｂ）と同様に透過率がほぼ０近くにな
るまで低下するが、曲線Ｌ１３については上記の反転現
象が確認された。

【０１２０】同様に、サンプル♯１６〜♯１８と比較サ
ンプル♯１０３・♯１０４とについて、左方向の場合で
も右方向と同様に、図８（ｃ）の曲線Ｌ７・Ｌ８・Ｌ９
および図９（ｃ）の曲線Ｌ１４は電圧を高くしていく
と、すべて透過率はほぼ０近くになるまで低下するが、
図９（ｃ）の曲線Ｌ１５のみ、反転現象が確認された。

【０１２１】さらに、サンプル♯１６〜♯１８と比較サ
ンプル♯１０３・♯１０４とについて、白色光のもとで
目視確認を行った。

【０１２２】実施例のサンプル♯１６〜♯１８及び比較
サンプル♯１０３については、視角を５０°としてどの
方向から見ても、着色は確認されず良好な画質であっ
た。これに対し、比較サンプル♯１０４については、視
角を５０°として左右方向から見た場合に、黄色からだ
いだい色に着色していることが確認された。

【０１２３】以上の結果から、図８（ａ）〜（ｃ）で示
したように、液晶層８に波長５５０ｎｍにおける屈折率
異方性Δｎ（５５０）がそれぞれ、０．０７０、０．０
８０、０．０９５に設定された液晶材料を用いた場合に
は、電圧を印加していくと透過率は充分低下し、反転現
象も見られないため、視野角が拡大し、また、着色現象
もなく、液晶表示装置の表示品位が格段に向上している
ことがわかる。

【０１２４】それに対して、図９（ａ）〜（ｃ）で示し
たように、液晶層８に波長５５０ｎｍにおける屈折率異
方性Δｎ（５５０）がそれぞれ、０．０６０、０．１２
０に設定された液晶材料を用いた場合には、視角依存性
は充分に改善されないことがわかる。

【０１２５】また、位相差板２・３として、透明な支持
体にディスコティック液晶をハイブリッド配向させた以
外は、上記サンプル♯１６〜♯１８、比較サンプル♯１
０３・♯１０４と同様の、サンプル、比較サンプルに対
しても、同様の結果が得られた。

【０１２６】また、上記位相差板２・３の屈折率楕円体
の傾斜角度θを変化させて、傾斜角度θに対する透過率
−液晶印加電圧特性の依存性を調べた結果、１５°≦θ
≦７５°の範囲内であれば、位相差板２・３におけるデ
ィスコティック液晶の配向の状態に関係なく、基本的に
変化しなかった。尚、上記範囲を越えた場合には、反視
角方向の視野角が広がらないことが確認された。

【０１２７】さらに、上記位相差板２・３の第２のリタ
デーション値を変化させて、第２のリタデーション値に
対する透過率−液晶印加電圧特性の依存性を調べた結
果、第２のリタデーション値が８０ｎｍ〜２５０ｎｍの
範囲内であれば、位相差板２・３におけるディスコティ
ック液晶の配向の状態に関係なく、基本的に変化しなか
った。尚、上記範囲を越えた場合には、横方向（左右方
向）の視野角が広がらないことが確認された。

【０１２８】また、上記比較サンプル♯１０３・♯１０
４の目視試験の結果を基に、図１の液晶セル１６におけ
る液晶層８に波長５５０ｎｍにおける屈折率異方性Δｎ
（５５０）がそれぞれ、０．０６５、０．１００、０．
１１５の液晶材料を用いた以外は本実施例と同様の３つ
のサンプル♯１９〜♯２１を用意し、図７に示した測定
系を用いて、本実施例と同様の方法で受光素子２１が一
定の角度φで固定された場合のサンプル♯１９〜♯２１
への印加電圧に対する受光素子２１の出力レベルを測定
した。また、それぞれ白色光のもとで目視確認を行っ
た。

【０１２９】その結果、屈折率異方性Δｎ（５５０）を
０．１００としたサンプル♯２０、及び屈折率異方性Δ
ｎ（５５０）を０．１１５としたサンプル♯２１では、
角度φ５０°とした場合、左右方向において電圧を高く
するとわずかに透過率の上昇が確認された。しかしなが
ら、目視においては反転現象は生じておらず、この程度
の透過率の上昇は使用に耐えうるものであった。上方向
の結果においては何ら問題なかった。一方、屈折率異方
性Δｎ（５５０）を０．０６５としたサンプル♯１９で
は、前述した比較サンプル♯１０３と同様に、上方向に
おいて電圧を高くすると透過率は一度沈んで浮き上がる
ような曲線となったが、図９（ａ）に示した比較サンプ
ル１０３のものに比べて透過率の上昇の度合は小さく、
使用に耐えうるものであった。左右方向の結果において
は何ら問題なかった。

【０１３０】また、目視検査においては、サンプル♯２
０・♯２１では、黄色からだいだい色の若干の着色が確
認されたが、問題にならない程度であった。サンプル♯
１９では、若干ではあるが青みを呈していることが確認
された。しかしながら、この程度の青みも問題にならな
いものであった。

【０１３１】また、補足として、サンプル♯１９と比較
サンプル♯１０３について、１Ｖ程度の電圧を印加し、
液晶セル１６の表面の法線方向の白表示時の透過率を測
定した。その結果、比較サンプル♯１０３では、使用に
耐えない程度の透過率の低下が見られた。これに対し、
サンプル♯１９では、若干の透過率の低下が確認された
が、使用に耐えうる程度のものであった。

【０１３２】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る第１の液晶
表示装置は、対向する表面に透明電極層及び配向膜がそ
れぞれ形成された一対の透光性基板の間に液晶層を封入
することによって構成される液晶表示素子と、上記液晶
表示素子の両側に配置される一対の偏光子と、上記液晶
表示素子と上記偏光子との間に少なくとも１枚介在され
た位相差板であって、屈折率楕円体の３つの主屈折率ｎ
_a 、ｎ_b 、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b という関係を有し、
表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向を軸として、表
面の法線方向に平行な主屈折率ｎ_b の方向と、表面内の
主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向とが時計まわり、または
反時計まわりに傾斜することにより、上記屈折率楕円体
が傾斜している位相差板とを備えた液晶表示装置におい
て、上記液晶表示素子に封入された液晶層における液晶
材料の、波長４５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ
（４５０）と波長６５０ｎｍの光に対する屈折率異方性
Δｎ（６５０）の差Δｎ（４５０）−Δｎ（６５０）
が、０以上０．０１０未満の範囲に設定されている構成
である。

【０１３３】本発明に係る第２の液晶表示装置は、対向
する表面に透明電極層及び配向膜がそれぞれ形成された
一対の透光性基板の間に液晶層を封入することによって
構成される液晶表示素子と、上記液晶表示素子の両側に
配置される一対の偏光子と、上記液晶表示素子と上記偏
光子との間に少なくとも１枚介在された位相差板であっ
て、屈折率楕円体の３つの主屈折率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_c が
ｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b という関係を有し、表面内の主屈折率
ｎ_a またはｎ_c の方向を軸として、表面の法線方向に平
行な主屈折率ｎ_b の方向と、表面内の主屈折率ｎ_a また
はｎ_c の方向とが時計まわり、または反時計まわりに傾
斜することにより、上記屈折率楕円体が傾斜している位
相差板とを備えた液晶表示装置において、上記液晶表示
素子に封入された液晶層における液晶材料の、波長４５
０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（４５０）と波長
５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）の
比Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）が、１以上１．０７
未満の範囲に設定されている構成である。

【０１３４】本発明に係る第３の液晶表示装置は、対向
する表面に透明電極層及び配向膜がそれぞれ形成された
一対の透光性基板の間に液晶層を封入することによって
構成される液晶表示素子と、上記液晶表示素子の両側に
配置される一対の偏光子と、上記液晶表示素子と上記偏
光子との間に少なくとも１枚介在された位相差板であっ
て、屈折率楕円体の３つの主屈折率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_c が
ｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b という関係を有し、表面内の主屈折率
ｎ_a またはｎ_c の方向を軸として、表面の法線方向に平
行な主屈折率ｎ_b の方向と、表面内の主屈折率ｎ_a また
はｎ_c の方向とが時計まわり、または反時計まわりに傾
斜することにより、上記屈折率楕円体が傾斜している位
相差板とを備えた液晶表示装置において、上記液晶表示
素子に封入された液晶層における液晶材料の、波長６５
０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（６５０）と波長
５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）の
比Δｎ（６５０）／Δｎ（５５０）が、０．９６より大
きく１以下の範囲に設定されている構成である。

【０１３５】これにより、本発明に係る第１〜第３の液
晶表示装置では、液晶表示素子の位相差変化を位相差板
による補償機能のみの場合よりもさらに改善し、特に視
角に依存した液晶画面の着色現象を、通常の液晶表示装
置にて要求される視角５０°であらゆる方向から見た場
合においても、充分に使用に耐えうる程度にまで液晶画
面の着色を抑えることが可能となるので、このような位
相差板と液晶表示素子とを含む液晶表示装置は、反転現
象や反視角方向のコントラスト比の低下、着色現象を防
止することができる。

【０１３６】それゆえ、上記構成は、白黒表示における
コントラスト比が観視者の視角方向によって影響されな
いため、液晶表示装置の表示画像の品質が格段に向上す
るという効果を奏する。

【０１３７】また、本発明に係る第１〜第３の液晶表示
装置においては、さらに、液晶層における液晶材料の、
波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５
０）が、０．０６０より大きく０．１２０より小さい範
囲に設定されている構成とすることが好ましい。

【０１３８】これにより、液晶表示素子に生じる視角に
対応する位相差を解消することができるため、表示画面
において、視角に依存して生じる着色現象はもちろんの
こと、コントラスト変化、左右方向の反転現象等もさら
に改善することができる。

【０１３９】また、この場合、波長５５０ｎｍの光に対
する屈折率異方性Δｎ（５５０）が、０．０７０以上
０．０９５以下に範囲に設定されている構成とすること
がより好ましく、これにより、より一層、視角に依存し
て生じるコントラスト変化、左右方向の反転現象等を改
善することができる。

【０１４０】また、本発明に係る第１〜第３の液晶表示
装置においては、さらに、全ての位相差板において、屈
折率楕円体の傾斜角が１５°から７５°の間に設定され
ている構成とすることが好ましい。

【０１４１】このように、液晶表示装置に介在される全
ての位相差板において、屈折率楕円体の傾斜角を１５°
から７５°の間に設定することで、前述した本発明の備
えた位相差板による位相差の補償機能を確実に得ること
ができ、視認性を確実に向上し得る。

【０１４２】また、本発明に係る第１〜第３の液晶表示
装置においては、さらに、全ての位相差板において、主
屈折率ｎ_a と主屈折率ｎ_b との差と、位相差板の厚さｄ
との積（ｎ_a −ｎ_b ）×ｄが、８０ｎｍから２５０ｎｍ
の間に設定されている構成とすることが好ましい。

【０１４３】このように、液晶表示装置に介在される全
ての位相差板において、主屈折率ｎ _a と主屈折率ｎ_b と
の差と、位相差板の厚さｄとの積（ｎ_a −ｎ_b ）×ｄ
を、８０ｎｍから２５０ｎｍの間に設定することで、前
述した本発明の備えた位相差板による位相差の補償機能
を確実に得ることができ、視認性を確実に向上し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る液晶表示装置の構
成を分解して示す断面図である。

【図２】上記液晶表示装置における配向膜のラビング方
向と正視角方向との関係を示す説明図である。

【図３】上記液晶表示装置の位相差板における主屈折率
を示す斜視図である。

【図４】上記液晶表示装置における偏光板および位相差
板の光学的な配置を液晶表示装置の各部を分解して示す
斜視図である。

【図５】上記液晶表示装置の液晶層に用いられる一液晶
材料の波長に対する屈折率異方性Δｎを示すグラフであ
る。

【図６】上記液晶表示装置の液晶層に用いられる一液晶
材料の波長に対するΔｎ（λ）／Δｎ（５５０）を示す
グラフである。

【図７】上記液晶表示装置の視角依存性を測定する測定
系を示す斜視図である。

【図８】実施例１における液晶表示装置の透過率−液晶
印加電圧特性を示すグラフである。

【図９】実施例１に対する比較例の液晶表示装置の透過
率−液晶印加電圧特性を示すグラフである。

【図１０】ＴＮ液晶表示素子における液晶分子のねじれ
配向を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 液晶表示素子 ２・３ 位相差板 ４・５ 偏光板（偏光子） ８ 液晶層 ９・１２ ガラス基板（透光性基板） １０・１３ 透明電極（透明電極層） １１・１４ 配向膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 BA06 BA42 BB03 BB44 BB49 BC09 BC22 2H088 GA02 HA15 HA16 HA18 JA05 JA13 KA05 KA06 KA07 KA11 KA29 KA30 MA02 MA07 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA12X FA12Z FB02 FB06 HA06 HA07 HA10 KA01 KA02 KA03 KA10 LA17 LA19

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向する表面に透明電極層及び配向膜がそ
   れぞれ形成された一対の透光性基板の間に液晶層を封入
   することによって構成される液晶表示素子と、 上記液晶表示素子の両側に配置される一対の偏光子と、 上記液晶表示素子と上記偏光子との間に少なくとも１枚
   介在された位相差板であって、屈折率楕円体の３つの主
   屈折率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b という関係
   を有し、表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向を軸と
   して、表面の法線方向に平行な主屈折率ｎ_b の方向と、
   表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向とが時計まわ
   り、または反時計まわりに傾斜することにより、上記屈
   折率楕円体が傾斜している位相差板とを備えた液晶表示
   装置において、 上記液晶表示素子に封入された液晶層における液晶材料
   の、波長４５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（４
   ５０）と波長６５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ
   （６５０）の差Δｎ（４５０）−Δｎ（６５０）が、０
   以上０．０１０未満の範囲に設定されていることを特徴
   とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】上記液晶層における液晶材料の、波長４５
   ０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（４５０）と波長
   ６５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（６５０）の
   差Δｎ（４５０）−Δｎ（６５０）が、０以上０．００
   ５５以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求
   項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】対向する表面に透明電極層及び配向膜がそ
   れぞれ形成された一対の透光性基板の間に液晶層を封入
   することによって構成される液晶表示素子と、 上記液晶表示素子の両側に配置される一対の偏光子と、 上記液晶表示素子と上記偏光子との間に少なくとも１枚
   介在された位相差板であって、屈折率楕円体の３つの主
   屈折率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b という関係
   を有し、表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向を軸と
   して、表面の法線方向に平行な主屈折率ｎ_b の方向と、
   表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向とが時計まわ
   り、または反時計まわりに傾斜することにより、上記屈
   折率楕円体が傾斜している位相差板とを備えた液晶表示
   装置において、 上記液晶表示素子に封入された液晶層における液晶材料
   の、波長４５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（４
   ５０）と波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ
   （５５０）の比Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）が、１
   以上１．０７未満の範囲に設定されていることを特徴と
   する液晶表示装置。
4. 【請求項４】上記液晶層における液晶材料の、波長４５
   ０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（４５０）と波長
   ５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）の
   比Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）が、１以上１．０５
   以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項３
   に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】対向する表面に透明電極層及び配向膜がそ
   れぞれ形成された一対の透光性基板の間に液晶層を封入
   することによって構成される液晶表示素子と、 上記液晶表示素子の両側に配置される一対の偏光子と、 上記液晶表示素子と上記偏光子との間に少なくとも１枚
   介在された位相差板であって、屈折率楕円体の３つの主
   屈折率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b という関係
   を有し、表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向を軸と
   して、表面の法線方向に平行な主屈折率ｎ_b の方向と、
   表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向とが時計まわ
   り、または反時計まわりに傾斜することにより、上記屈
   折率楕円体が傾斜している位相差板とを備えた液晶表示
   装置において、 上記液晶表示素子に封入された液晶層における液晶材料
   の、波長６５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（６
   ５０）と波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ
   （５５０）の比Δｎ（６５０）／Δｎ（５５０）が、
   ０．９６より大きく１以下の範囲に設定されていること
   を特徴とする液晶表示装置。
6. 【請求項６】上記液晶層における液晶材料の、波長６５
   ０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（６５０）と波長
   ５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）の
   比Δｎ（６５０）／Δｎ（５５０）が、０．９７５以上
   １以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項
   ５に記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】上記液晶層における液晶材料の、波長５５
   ０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）が、
   ０．０６０より大きく０．１２０より小さい範囲に設定
   されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記
   載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】上記液晶層における液晶材料の、波長５５
   ０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）が、
   ０．０７０以上０．０９５以下の範囲に設定されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】全ての位相差板において、屈折率楕円体の
   傾斜角が１５°から７５°の間に設定されていることを
   特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の液晶表示装
   置。
10. 【請求項１０】全ての位相差板において、主屈折率ｎ_a
    と主屈折率ｎ_b との差と、位相差板の厚さｄとの積（ｎ
    _a −ｎ_b ）×ｄが、８０ｎｍから２５０ｎｍの間に設定
    されていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記
    載の液晶表示装置。
11. 【請求項１１】上記液晶層は、約９０°捩れ配向してい
    ることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の液
    晶表示装置。