JP2006145566A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 左右方向の視野角特性を向上した液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 液晶表示装置１００は、光入射側から光出射側に向かって順に、第１偏光層１０１、第１光学補償層１０２、第１ガラス基板１０３、第１配向膜１０４、液晶層１０５、第２配向膜１０６、第２ガラス基板１０７、第２光学補償層１０８、及び、第２偏光層１０９を備える。液晶表示装置１００は、ノーマリホワイトのＴＮ型の液晶表示装置として構成され、白表示時の印加電圧Ｖｗが、液晶のしきい値電圧をＶｔｈ、液晶層１０５のプレチルト角をθとして、
Ｖｗ≦Ｖｔｈ×ｅｘｐ（−０．２３５×θ＋７．３６×１０^-3）
を満たす値に設定される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、更に詳しくは、液晶のツイスト角がほぼ９０度のノーマリホワイトのＴＮ（ツイストネマチック）型の液晶表示装置に関する。

一般にＴＮ型の液晶表示装置は、光入射側から順に、第１偏光層、第１ガラス基板、液晶層、第２ガラス基板、及び、第２偏光層を有する。液晶層は、電界を印加しない状態では、分子長軸方向が基板面に平行となるように配列された液晶分子を有しており、この液晶分子は、第１基板側から第２基板側に向かう間に、分子長軸方向が９０度ツイストするように配列されている。ノーマリホワイトのＴＮ型液晶表示装置では、第１偏光層と第２偏光層とが、互いの偏光軸が直交するように配置されており、電界無印加時には、白を表示する。

ここで、ＴＮ型液晶表示装置の性能を示す指標の一つとして、所定のコントラスト比を実現できる視野角範囲を示す視野角特性がある。所定のコントラスト比としては、例えば、白色の上質紙に黒色のインクで印刷された印刷物の白と黒との比である１０：１が採用される。通常、液晶表示装置では、白表示時における液晶層の中央の層の液晶分子の分子長軸方向に直交する方向を左右方向としている。また、中央の層の液晶分子の分子長軸方向に沿った方向のうち、階調反転が、狭い視野角から生じやすい反視野角方向を下方向とし、それと反対方向の正視野角方向を上方向としている。例えば液晶表示装置のカタログ等には、上下方向の視野角特性、及び、左右方向の視野角特性が、それぞれ記載されている。

ＴＮ型液晶表示装置では、液晶の屈折率異方性等により、斜め視野角で、コントラスト比が低下して、視野角特性が悪いという問題がある。この問題を改善できる技術としては、特許文献１や特許文献２に記載された技術がある。これら文献に記載の技術では、液晶層とは光学的に極性が異なる光学補償層（位相差板）を、第１偏光層と第１ガラス基板の間、及び、第２ガラス基板と第２偏光層の間にそれぞれ配置して、液晶層で生じる偏光状態の変化を、光学補償層によって補償している。
特開平９−１５５８６号公報（図１、段落０００８） 特開２００４−１３３４８７号公報（図１、段落００４５〜００５６、０１５３）

ところで、ノーマリホワイトのＴＮ型液晶表示装置では、電極を駆動するドライバの制約等により、白表示時にも、わずかながら、電極に電圧が印加されている。このわずかな電圧によって、液晶分子の配向が変化すると、白表示時の光の透過量が減少し、各視野角で白輝度が低下する。このため、ＴＮ型液晶表示装置では、コントラスト比が全体的に悪化し、コントラスト比１０：１を実現する視野角範囲が狭くなるという問題がある。

特許文献２では、視覚に依存した着色現象を改善することを目的に、液晶層に電界を印加しない状態での第１偏光層側から第２偏光層側への光の透過量を基準（透過率１００％）として、白表示時の印加電圧を、透過率が９０％〜９７％の範囲になるように設定している。しかし、白表示時の電圧をこのように規定しても、十分に視野角特性を向上させることはできず、左右方向でそれぞれ視野角８０度以上の視野角特性を実現することはできない。

通常、ＴＮ型液晶表示装置は、第１ガラス基板と液晶層の間、及び、液晶層と第２ガラス基板との間にそれぞれ配向膜を有しており、液晶分子は、この配向膜によって、基板面に対して所定のプレチルト角を有している。白表示時の印加電圧と光の透過率との関係は、液晶の物性やプレチルト角に依存して変化する。しかしながら、従来、液晶の物性とプレチルト角とに応じて、白表示時の印加電圧をどのような値に設定すれば、視野角範囲を広くとることができ、左右方向でそれぞれ視野角８０度以上を実現できるかは知られていなかった。

本発明は、視野角特性を改善し、左右方向でそれぞれ視野角８０度以上の視野角特性を実現できる液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、光入射側から光出射側に向かって順次に、第１偏光層、第１光学補償層、第１基板、第１配向膜、ツイスト角が９０度付近にあるツイストネマチック（ＴＮ）型の液晶層、第２配向膜、第２基板、第２光学補償層、及び、第２偏光層を有するノーマリホワイト型の液晶表示装置において、前記第１及び第２光学補償層がそれぞれ、液晶層の光学特性とは逆の負の光学特性を有し、ＴＮ型液晶のしきい値電圧Ｖｔｈを、

（但し、Ｋ₁₁、Ｋ₂₂、Ｋ₃₃はそれぞれ、液晶分子の光学軸のスプレイ変形、ツイスト変形、及び、ベンド変形に対する弾性係数）と定義すると、前記液晶層におけるツイスト角θと白表示時に液晶層に印加する印加電圧Ｖｗとの関係が、
Ｖｗ≦Ｖｔｈ×ｅｘｐ（−０．２３５×θ＋７．３６×１０^-3）
にあることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置では、白表示時の印加電圧を、プレチルト角に応じて、上記式を満たす値に設定する。このようにすることで、白表示時の透過率を９９．９％以上とすることができ、白輝度を上げることにより、所定のコントラスト比を実現する視野角範囲を広くすることができる。

本発明の液晶表示装置では、コントラスト比が１０：１以上となる左右方向の視野角がそれぞれ８０度以上であることが好ましい。

本発明の液晶表示装置では、前記第１光学補償層は、前記液晶層の第１基板に近い側の液晶層部分によるリタデーションを補償し、前記第２光学補償層は、前記液晶層の第２基板に近い側の液晶層部分によるリタデーションを補償することが好ましい。この場合、特に斜め視野における液晶表示装置の表示品質を向上できる。

本発明の液晶表示装置では、前記第１光学補償層が、光入射側から光出射側に向かって順次に積層された、それぞれが負の一軸光学特性を有するｎ層（ｎは２以上の整数）のディスコチック液晶膜を有し、各ディスコチック液晶膜は、前記第１光学補償層が補償する液晶層部分をｎ層の薄層に分割したと考えると、前記第１基板側から数えて第ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）のディスコチック液晶膜が、前記第１基板側から数えて第ｉ番目の薄層の黒表示時における液晶分子の長軸方向とほぼ同じ向きの光軸を有し、前記第２光学補償層が、光入射側から光出射側に向かって順次に積層された、それぞれが負の一軸光学特性を有するｎ層のディスコチック液晶膜を有し、各ディスコチック液晶膜は、前記第２光学補償層が補償する液晶層部分をｎ層の薄層に分割したと考えると、前記第２基板側から数えて第ｉ番目のディスコチック液晶膜が、前記第２基板側から数えて第ｉ番目の薄層の黒表示時における液晶分子の長軸方向とほぼ同じ向きの光軸を有する構成を採用することができる。この場合、第１光学補償層及び第２光学補償層によるリタデーションの補償効果を高めることができ、液晶表示装置の表示品質を向上できる。これにより、コントラスト比が１０：１以上となる左右方向及び上方向の視野角を、それぞれ８０度以上とすることができる。

本発明の液晶表示装置では、前記第１光学補償層が、負の一軸光学特性を有し、かつ、前記液晶層の第１基板近傍の液晶分子の黒表示時における分子長軸方向とほぼ同じ向きの光軸を有する屈折率楕円体を有し、前記第２光学補償層が、負の一軸光学特性を有し、かつ、前記液晶層の第２基板近傍の液晶分子の黒表示時における分子長軸方向とほぼ同じ向きの光軸を有する屈折率楕円体を有する構成を採用できる。この場合にも、第１光学補償層及び第２光学補償層によって、液晶層のリタデーションを補償することができ、液晶表示装置の表示品質を向上できる。

本発明の液晶表示装置は、白表示時の印加電圧を、
Ｖｗ≦Ｖｔｈ×ｅｘｐ（−０．２３５×θ＋７．３６×１０^-3）
を満たす値に設定している。このように、プレチルト角に応じて白表示時の印加電圧を設定することにより、各プレチルト角について、白輝度を向上することができ、所定のコントラスト比を実現する視野角範囲を広くすることによって、液晶表示装置の表示品質を向上できる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態の液晶表示装置の構成を断面図で示している。液晶表示装置１００は、ノーマリホワイトのＴＮ型の液晶表示装置として構成され、光入射側から光出射側に向かって順に、第１偏光層１０１、第１光学補償層１０２、第１ガラス基板１０３、第１配向膜１０４、液晶層１０５、第２配向膜１０６、第２ガラス基板１０７、第２光学補償層１０８、及び、第２偏光層１０９を備える。

第１偏光層１０１及び第２偏光層１０９は、それぞれ入射光の偏光方向を揃える働きを有する。第１偏光層１０１及び第２偏光層１０９は、互いの偏光軸が直交するように配置されている。第１ガラス基板１０３は、例えばＴＦＴ基板として構成され、第２ガラス基板１０７は、例えばＣＦ基板等の対向基板として構成される。液晶層１０５は、ＴＮモードの液晶を有しており、そのツイスト角は９０度付近の角度に設定される。第１ガラス基板１０３及び第２ガラス基板１０７上には、それぞれ透明電極１１０、１１１が形成されており、液晶層１０５の液晶分子は、それら透明電極１１０、１１１により印加される電界によって制御される。

第１配向膜１０４は、液晶層１０５の第１ガラス基板１０３側の界面の液晶分子の配向を制御する。第２配向膜１０６は、液晶層１０５の第２ガラス基板１０７側の界面の液晶分子の配向を制御する。液晶層１０５の液晶分子は、第１ガラス基板１０３側の界面では、第１配向膜１０４によって、基板面に対して所定のプレチルト角で立ち上がっており、第２ガラス基板１０７側の界面では、第２配向膜１０６によって、基板面に対して所定のプレチルト角で立ち上がっている。第１光学補償層１０２及び第２光学補償層１０８は、それぞれ屈折率異方性が負の光学特性を有し、その等価的な光軸は、基板垂直方向に対してそれぞれ所定の角度で傾いている。第１光学補償層１０２及び第２光学補償層１０８には、例えば富士写真フィルム社製のＷＶフィルム（商標）を用いることができる。

図２は、黒表示時の液晶層１０５における液晶分子の配列の様子と、第１光学補償層１０２及び第２光学補償層１０８の光学特性とを模式的に示している。なお、同図では、第１ガラス基板１０３及び第２ガラス基板１０７については省略して図示している。また、液晶のツイスト角については考慮しないで図示している。

液晶層１０５では、黒表示時には、第１ガラス基板１０３（図１）上に形成された透明電極１１０と、第２ガラス基板１０７上に形成された透明電極１１によって印加される電界により、液晶分子が立ち上がる。しかしながら、第１ガラス基板１０３と液晶層１０５の界面、及び、液晶層１０５と第２ガラス基板１０７の界面の液晶分子の配向方向は、第１配向膜１０４及び第２配向膜１０６によって固定されるため、図２に示すように、それぞれの界面付近では、液晶分子は完全には立ち上がらない。

第１光学補償層１０２は、液晶層１０５を上下２つの層に分割して考えたときに、黒表示時における下層側（第１光学補償層１０２側）の液晶の残留リタデーションを補償する。第１光学補償層１０２は、光軸の傾きが相互に異なる複数のディスコチック液晶が積層されたディスクチック液晶部分１０２ａと、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム１０２ｂとを有する。例えば、図２に示すように、ディスクティック液晶部分１０２ａが、３つの層を有する場合について考えると、最も液晶層１０５に近い層のディスコチック液晶は、その光軸が、液晶層１０５の第１光学補償層１０２に最も近い層の黒表示時の液晶分子長軸方向とほぼ同じ方向を向くように配置され、その層の液晶による残留リタデーションを補償する。

また、中間の層のディスコチック液晶は、その光軸が、液晶層１０５の第１光学補償層１０２に最も近い層よりも少し上層の黒表示時の液晶分子長軸方向とほぼ同じ方向を向くように配置され、その層の液晶による残留リタデーションを補償する。最下層のディスコチック液晶は、その光軸が、液晶層１０５の中央よりやや下の層の黒表示時の液晶分子長軸方向とほぼ同じ方向を向くように配置され、その層の液晶による残留リタデーションを補償する。ＴＡＣフィルム１０２ｂは、負の一軸光学特性を有し、その光軸が、基板垂直方向を向くように配置され、液晶層１０５の中央の層の液晶の残留リタデーションを補償する。

第２光学補償層１０８は、黒表示時における上層側（第２光学補償層１０８側）の液晶の残留リタデーションを補償する。第２光学補償層１０８は、光軸の傾きが相互に異なる複数のディスコチック液晶が積層されたディスクティック液晶部分１０８ａと、ＴＡＣフィルム１０８ｂとを有する。図２に示すように、ディスクチック液晶部分１０８ａが、３つの層を有する場合について考えると、最も液晶層１０５に近い層のディスコチック液晶は、その光軸が、液晶層１０５の第２光学補償層１０８に最も近い層の黒表示時の液晶分子長軸方向とほぼ同じ方向を向くように配置され、その層の液晶による残留リタデーションを補償する。

また、中間の層のディスコチック液晶は、その光軸が、液晶層１０５の第２光学補償層１０８に最も近い層よりも少し下層の黒表示時の液晶分子長軸方向とほぼ同じ方向を向くように配置され、その層の液晶による残留リタデーションを補償する。最下層のディスコチック液晶は、その光軸が、液晶層１０５の中央よりやや上層の層の黒表示時の液晶分子長軸方向とほぼ同じ方向を向くように配置され、その層の液晶による残留リタデーションを補償する。ＴＡＣフィルム１０８ｂは、負の一軸光学特性を有し、その光軸が、基板垂直方向を向くように配置され、液晶層１０５の中央の層の液晶の残留リタデーションを補償する。

図３は、シミュレーションにより得られた印加電圧と液晶層の透過率との関係を示している。本発明者らは、上記構成を有する液晶表示装置１００において、液晶の物性やプレチルト角に応じて、白表示時の印加電圧をどのように設定すれば、視野角特性を改善できるかについてシミュレーションを行った。シミュレーションでは、プレチルト角が０．５度のものから５度のものまでについて、印加電圧を変化させ、電圧無印加時の液晶層１０５の光透過量を１００％として、各印加電圧での透過率を求めた。同図に示すように、プレチルト角が大きいほど、透過率がより低電圧側で１００％からの減少が始まる。

ここで、図４（ａ）は、白表示時の液晶層の透過率が９６％であるときのコントラストビューイングコーンを示し、同図（ｂ）は、白表示時の液晶層の透過率が９９．９％であるときのコントラストビューイングコーンを示している。同図（ａ）及び（ｂ）では、方位角０度〜３６０度、及び、極角０度〜８０度について、コントラスト比を、等高線で示していている。従来の液晶表示装置では、白表示時には、透過率が９６％程度となる印加電圧が印加されており、この場合には、同図（ａ）に示すように、左右方向で、それぞれ視野角が７５度程度である。これに対し、同図（ｂ）に示すように、白表示時の透過率を９９．９％とする場合には、左右方向の視野角をそれぞれ８０度以上とすることができることがわかる。

図５は、図３に示すグラフの透過率１００％付近を拡大して示している。図５に示すように、各プレチルト角での透過率曲線と透過率９９．９％との交点を求め、プレチルト角０度〜１０度について、透過率が９９．９％となる印加電圧を求めると、図６に示す関係が得られる。この関係から、ほぼ９０度のツイスト角を有する液晶層１０５のしきい値電圧Ｖｔｈと、プレチルト角θとを用いて、各プレチルト角において、白表示時に９９．９％以上の透過率となる白表示時の印加電圧Ｖｗを求めると、
Ｖｗ≦Ｖｔｈ×ｅｘｐ（−０．２３５×θ＋７．３６×１０^-3） （１）
（０度＜θ≦１０度）
が得られる。

なお、上記しきい値電圧Ｖｔｈは、ツイスト角９０度における液晶のフレデリクス転移点を示しており、「液晶 第６巻 第４号 ２００２ 液晶化学実験講座 第４回：液晶材料特性の測定技術（２） 岡村 維彦／一ノ瀬秀男」に記載されるように、誘電率異方性Δε、スプレイ、ツイスト、ベンドのそれぞれの弾性定数Ｋ₁₁、Ｋ₂₂、Ｋ₃₃を用いて、以下のように表される。

ここで、誘電率異方性Δεについては、同文献に記載されるように、液晶分子長軸方向に平行な方向の比誘電率、及び、液晶分子長軸方向に垂直な方向の比誘電率を、それぞれ垂直配向セル及び水平配向セルを用いてＬＣＲメータによって測定することで算出できる。弾性定数Ｋ₁₁、Ｋ₂₂、Ｋ₃₃については、外部磁場又は電場の強度変化に対する液晶セルの透過光強度の変化を測定し、理論式に対してカーブフィッティングを行うことによって、求めることができる。また、プレチルト角θについては、例えば名菱テクニカＬＣＡ−ＬＡＵなどにより測定することができる。

図７は、シミュレーションにより得られた、各プレチルト角における液晶表示装置の視野角特性を示している。シミュレーションでは、Ｋ₁₁＝９．１ｐＮ、Ｋ₂₂＝８．６ｐＮ、Ｋ₃₃＝１８．８ｐＮ、Δε＝６．１Ｖ、リタデーションΔｎｄ＝３９０ｎｍの液晶層１０５を用いた。また、第１光学補償層１０２及び第２光学補償層１０８として、波長５５０ｎｍにおける基板垂直方向のリタデーションＲｔｈが１２０ｎｍであるディスコチック液晶部分（図２）と、Ｒｔｈが１５０ｎｍであり、光軸の傾き基板垂直方向に対する傾きが１８度であるＴＡＣフィルムを有するものを用いた。

シミュレーションにより、白表示時の印加電圧を、式（１）の上限値に設定した場合と、プレチルト角とは無関係に１．１Ｖに設定した場合とのそれぞれについて、上下左右方向のそれぞれの視野角特性を求めると、図７に示すシミュレーション結果が得られた。プレチルト角が１度から１０度までの液晶表示装置のそれぞれについて、白表示時の印加電圧を１．１Ｖとした場合には、同図に示すように、上下左右方向の何れについても、コントラスト比１０：１以上を実現する視野角は８０度より小さく、広視野角を実現することができない。これに対し、白表示時の印加電圧を式（１）により算出される値の上限値としたときしたときには、同図に示すように、各プレチルト角において、左右方向及び上方向の視野で、視野角８０度以上の広い視野角を実現できることがわかる。

白表示時の印加電圧を、プレチルト角とは無関係に一定に設定すると、あるプレチルト角では透過率９９．９％以上を実現できるものの、そのプレチルト角よりも大きなプレチルト角では透過率９９．９％以上を実現できない場合がある。本実施形態では、白表示時の印加電圧を、プレチルト角に応じて式（１）を満たす値に設定するため、各プレチルト角について、白表示時の液晶層１０５の透過率を９９．９％以上にすることができる。このため、特に左右方向の視野角特性を改善して、左右方向のそれぞれで、視野角８０度以上の広い視野角を実現でき、表示品質が高い液晶表示装置を提供できる。

図８は、本発明の第２実施形態の液晶表示装置の第１光学補償層及び第２光学補償層の光学特性を模式的に示している。本実施形態の液晶表示装置は、図１に示す第１実施形態の液晶表示装置と同様な構成を有し、第１光学補償層及び第２光学補償層の光学特性が第１実施形態と相違する。

図８に示すように、本実施形態では、第１光学補償層１０２は、ディスコチック液晶部分１０２ａ（図２）に代えて、光軸が基板面に対して所定の角度傾いた負の一軸の光学特性を有する補償フィルム１０２ｃを有する。この補償フィルム１０２ｃは、光軸の傾きが、黒表示時の、液晶層１０５の第１ガラス基板１０３（図１参照）との界面付近の液晶の光軸の傾きの平均とほぼ一致するように配置され、その界面付近の液晶による残留リタデーションを補償する。第２光学補償層１０８は、ディスコチック液晶部分１０８ａに代えて、光軸が基板面に対して所定の角度傾いた負の一軸の光学特性を有する補償フィルム１０２ｃを有する。この補償フィルム１０８ｃは、光軸の傾きが、黒表示時の、液晶層１０５の第２ガラス基板１０７との界面付近の液晶の光軸の傾きの平均とほぼ一致するように配置され、その界面付近の液晶による残留リタデーションを補償する。

液晶層１０５の透過率と印加電圧との関係は、液晶の物性によって変化するため、本実施形態においても、各プレチルトにおける白表示時の液晶層１０５の透過率と印加電圧とは、第１実施形態と同様に、図３に示す関係を有する。従って、本実施形態の液晶表示装置においても、白表示時の印加電圧を、プレチルト角に応じて、式（１）を満たすように設定することで、白表示時の透過率を９９．９％とすることができ、視野角特性を改善できる。

図９は、シミュレーションにより得られた、各プレチルト角における液晶表示装置の視野角特性を示している。シミュレーションでは、図７のシミュレーションと同様に、Ｋ₁₁＝９．１ｐＮ、Ｋ₂₂＝８．６ｐＮ、Ｋ₃₃＝１８．８ｐＮ、Δε＝６．１Ｖ、リタデーションΔｎｄ＝３９０ｎｍの液晶層１０５を用いた。また、第１光学補償層１０２及び第２光学補償層１０８として、Ｒｔｈ＝１２０ｎｍ、β＝３５度の補償フィルムと、Ｒｔｈが１５０ｎｍであり、光軸の傾き基板垂直方向に対する傾きが１８度であるＴＡＣフィルムとを有するものを用いた。シミュレーションにより、白表示時の印加電圧を、式（１）の上限値に設定した場合と、プレチルト角とは無関係に１．１Ｖに設定した場合とのそれぞれについて、上下左右方向のそれぞれの視野角特性を求めると、図９に示すシミュレーション結果が得られた。

プレチルト角が１度から１０度までの液晶表示装置のそれぞれについて、白表示時の印加電圧を１．１Ｖとした場合には、同図に示すように、上下左右方向の何れについても、８０度以上の視野角を実現することはできない。これに対し、白表示時の印加電圧を式（１）により算出される値の上限値としたときの、左右方向及び上下方向でのコントラスト比１０：１以上を実現する視野角を求めると、同図に示すような結果が得られる。

図９に示す結果と、図７に示す結果とを比較すると、白表示時の印加電圧を式（１）で算出される上限値としたとき、上方向での視野角が第１実施形態よりやや狭いものの、左右方向では、第１実施形態と同様に、視野角８０度以上の広い視野角を実現できることがわかる。このように、第１光学補償層１０２及び第２光学補償層１０８において、傾きが順次に変化するディスコチック液晶が積層された部分を、負の一軸光学特性を有するものに代えた場合にも、白表示時の印加電圧を、式（１）を満たすように設定することで、左右方向のそれぞれで、視野角８０度以上の広い視野角を実現でき、表示品質が高い液晶表示装置を提供できる。

なお、第１及び第２光学補償層のＲｔｈやβの値は、上記実施形態で示した値に限定されず、液晶の特性等に応じて適宜設定可能である。一例として、第２実施形態において、Ｒｔｈ＝１００ｎｍ、β＝３５度の補償フィルム１０２ｃ及び補償フィルム１０８ｃを用いてシミュレーションを行ったところ、第２実施形態と同様な効果が得られることが確認できた。このように、第１及び第２光学補償層の光学特性を適宜設定した場合でも、白表示時の印加電圧を、式（１）を満たすように設定することで、特に左右方向で視野角特性を向上させることができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の液晶表示装置は、上記実施形態例にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

本発明の第１実施形態の液晶表示装置の構成を示す断面図。 黒表示時の液晶層１０５における液晶分子の配列の様子と、第１光学補償層１０２及び第２光学補償層１０８の光学特性とを示す模式図。 シミュレーションにより得られた印加電圧と液晶層の透過率との関係を示すグラフ。 （ａ）は、白表示時の液晶層の透過率が９６％であるときのコントラストビューイングコーン、（ｂ）は、白表示時の液晶層の透過率が９９．９％であるときのコントラストビューイングコーン。 図３に示すグラフの透過率１００％付近を拡大して示すグラフ。 プレチルト角と透過率が９９．９％になる印加電圧値との関係を示すテーブル。 シミュレーションにより得られた、各プレチルト角における液晶表示装置の視野角特性を示す表。 本発明の第２実施形態の液晶表示装置の第１光学補償層及び第２光学補償層の光学特性を示す模式図。 シミュレーションにより得られた、各プレチルト角における液晶表示装置の視野角特性を示す表。

符号の説明

１００：液晶表示装置
１０１：第１偏光層
１０２：第１光学補償層
１０３：第１ガラス基板
１０４：第１配向膜
１０５：液晶層
１０６：第２配向膜
１０７：第２ガラス基板
１０８：第２光学補償層
１０９：第２偏光層
１１０、１１１：透明電極

Claims (6)

1. 光入射側から光出射側に向かって順次に、第１偏光層、第１光学補償層、第１基板、第１配向膜、ツイスト角が９０度付近にあるツイストネマチック（ＴＮ）型の液晶層、第２配向膜、第２基板、第２光学補償層、及び、第２偏光層を有するノーマリホワイト型の液晶表示装置において、
   前記第１及び第２光学補償層がそれぞれ、液晶層の光学特性とは逆の負の光学特性を有し、
   ＴＮ型液晶のしきい値電圧Ｖｔｈを、
   

   

   （但し、Ｋ₁₁、Ｋ₂₂、Ｋ₃₃はそれぞれ、液晶分子の光学軸のスプレイ変形、ツイスト変形、及び、ベンド変形に対する弾性係数）と定義すると、前記液晶層におけるツイスト角θと白表示時に液晶層に印加する印加電圧Ｖｗとの関係が、
   Ｖｗ≦Ｖｔｈ×ｅｘｐ（−０．２３５×θ＋７．３６×１０^-3）
   にあることを特徴とする液晶表示装置。
2. コントラスト比が１０：１以上となる左右方向の視野角がそれぞれ８０度以上である、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１光学補償層は、前記液晶層の第１基板に近い側の液晶層部分によるリタデーションを補償し、前記第２光学補償層は、前記液晶層の第２基板に近い側の液晶層部分によるリタデーションを補償する、請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１光学補償層が、光入射側から光出射側に向かって順次に積層された、それぞれが負の一軸光学特性を有するｎ層（ｎは２以上の整数）のディスコチック液晶膜を有し、各ディスコチック液晶膜は、前記第１光学補償層が補償する液晶層部分をｎ層の薄層に分割したと考えると、前記第１基板側から数えて第ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）のディスコチック液晶膜が、前記第１基板側から数えて第ｉ番目の薄層の黒表示時における液晶分子の長軸方向とほぼ同じ向きの光軸を有し、
   前記第２光学補償層が、光入射側から光出射側に向かって順次に積層された、それぞれが負の一軸光学特性を有するｎ層のディスコチック液晶膜を有し、各ディスコチック液晶膜は、前記第２光学補償層が補償する液晶層部分をｎ層の薄層に分割したと考えると、前記第２基板側から数えて第ｉ番目のディスコチック液晶膜が、前記第２基板側から数えて第ｉ番目の薄層の黒表示時における液晶分子の長軸方向とほぼ同じ向きの光軸を有する、請求項３に記載の液晶表示装置。
5. コントラスト比が１０：１以上となる左右方向及び上方向の視野角がそれぞれ８０度以上である、請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１光学補償層が、負の一軸光学特性を有し、かつ、前記液晶層の第１基板近傍の液晶分子の黒表示時における分子長軸方向とほぼ同じ向きの光軸を有する屈折率楕円体を有し、
   前記第２光学補償層が、負の一軸光学特性を有し、かつ、前記液晶層の第２基板近傍の液晶分子の黒表示時における分子長軸方向とほぼ同じ向きの光軸を有する屈折率楕円体を有する、請求項３に記載の液晶表示装置。

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