JP3204182B2 - 横電界方式の液晶表示装置 - Google Patents
横電界方式の液晶表示装置Info
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- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
- G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関
し、特に横電界駆動（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈ
ｉｎｇ：ＩＰＳ）方式のアクティブマトリックス型液晶
表示装置に関するものである。
し、特に横電界駆動（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈ
ｉｎｇ：ＩＰＳ）方式のアクティブマトリックス型液晶
表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に液晶表示装置（Liquid Crystal D
isplay：ＬＣＤ）は薄型軽量・低消費電力といった特徴
を有する。特に、縦横のマトリックス状に配列した個々
の画素を能動素子によって駆動するアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置（ＡＭ−ＬＣＤ）は高画質のフラッ
トパネルディスプレイとして期待が高い。アクティブマ
トリックス型液晶表示装置の中でも、個々の画素をスイ
ッチングする能動素子として薄膜トランジスタ（Thin F
ilm Transistor：ＴＦＴ）を用いた薄膜トランジスタ型
液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）が急速に普及しつつあ
る。
isplay：ＬＣＤ）は薄型軽量・低消費電力といった特徴
を有する。特に、縦横のマトリックス状に配列した個々
の画素を能動素子によって駆動するアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置（ＡＭ−ＬＣＤ）は高画質のフラッ
トパネルディスプレイとして期待が高い。アクティブマ
トリックス型液晶表示装置の中でも、個々の画素をスイ
ッチングする能動素子として薄膜トランジスタ（Thin F
ilm Transistor：ＴＦＴ）を用いた薄膜トランジスタ型
液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）が急速に普及しつつあ
る。
【０００３】従来のＡＭ−ＬＣＤは、ツイステッドネマ
チック（Twisted Nematic ：ＴＮ）型の電気光学効果を
利用しており、２枚の基板間に挟持された液晶に対し
て、基板面に概ね垂直な電界を印加して、液晶を動作さ
せている。一方、基板面に概ね水平な電界により液晶を
動作させる横電界方式の液晶表示装置として、相互に咬
合する櫛歯電極を用いた構造が米国特許第３８０７８３
１号明細書に開示されている。
チック（Twisted Nematic ：ＴＮ）型の電気光学効果を
利用しており、２枚の基板間に挟持された液晶に対し
て、基板面に概ね垂直な電界を印加して、液晶を動作さ
せている。一方、基板面に概ね水平な電界により液晶を
動作させる横電界方式の液晶表示装置として、相互に咬
合する櫛歯電極を用いた構造が米国特許第３８０７８３
１号明細書に開示されている。
【０００４】また、特公昭６３−２１９０７号公報に
は、ＴＮ型の電気光学効果を利用したＡＭ−ＬＣＤにお
ける共通電極とドレインバスラインとの間の寄生容量、
あるいは、共通電極とゲートバスラインとの間の寄生容
量の低減を目的として、上記と同様の相互に咬合する櫛
歯電極を用いた構造が開示されている。図１９は、上述
した従来の横電界方式の液晶表示装置の構成及び動作を
説明する図である。この図に示されるように従来の液晶
表示装置は、一対のガラス基板１１，１２と、これらの
ガラス基板１１，１２の間に挟持された液晶層２０と、
一方のガラス基板１１上に形成された相互に咬合する櫛
歯電極７０と、ガラス基板１１、１２の外側に位置され
た偏光板（図示せず）とからなっている。相互の櫛歯電
極７０の間に電圧を印加することにより、２枚の基板１
１，１２の基板面に平行で、かつ、櫛歯電極７０の櫛の
歯が延在する方向に対して垂直な方向に液晶駆動電界Ｅ
１が生じ、この液晶駆動電界Ｅ１によって液晶分子２１
の配向方位が変化する。すなわち、櫛歯電極７０の間に
印加される電圧の大きさによって、光の透過率を制御す
ることができるようになっている。
は、ＴＮ型の電気光学効果を利用したＡＭ−ＬＣＤにお
ける共通電極とドレインバスラインとの間の寄生容量、
あるいは、共通電極とゲートバスラインとの間の寄生容
量の低減を目的として、上記と同様の相互に咬合する櫛
歯電極を用いた構造が開示されている。図１９は、上述
した従来の横電界方式の液晶表示装置の構成及び動作を
説明する図である。この図に示されるように従来の液晶
表示装置は、一対のガラス基板１１，１２と、これらの
ガラス基板１１，１２の間に挟持された液晶層２０と、
一方のガラス基板１１上に形成された相互に咬合する櫛
歯電極７０と、ガラス基板１１、１２の外側に位置され
た偏光板（図示せず）とからなっている。相互の櫛歯電
極７０の間に電圧を印加することにより、２枚の基板１
１，１２の基板面に平行で、かつ、櫛歯電極７０の櫛の
歯が延在する方向に対して垂直な方向に液晶駆動電界Ｅ
１が生じ、この液晶駆動電界Ｅ１によって液晶分子２１
の配向方位が変化する。すなわち、櫛歯電極７０の間に
印加される電圧の大きさによって、光の透過率を制御す
ることができるようになっている。
【０００５】図１９に示したような横電界方式の液晶表
示装置においては、安定した均一な表示を行うために電
圧印加時の液晶分子２１の回転方向を一方向に定める必
要がある。そのため通常は液晶分子２１の初期配向方位
が液晶駆動電界Ｅ１の方向に垂直な方向から若干ずれた
方向になるように配向処理が施されている。すなわち、
櫛歯電極７０の櫛の歯からなる平行電極対の延在する方
向に対して垂直な方位を基準とした液晶の初期配向方位
φＬＣ０がφＬＣ０＜９０度となるように、配向処理が
行われている（以下、本明細書においては、電界の方位
及び液晶の配向方位については、櫛歯電極７０の櫛の歯
からなる平行電極対の延在する方向に対して垂直な方位
を基準とし［φ＝０度］、反時計回りを正として記述す
る）。
示装置においては、安定した均一な表示を行うために電
圧印加時の液晶分子２１の回転方向を一方向に定める必
要がある。そのため通常は液晶分子２１の初期配向方位
が液晶駆動電界Ｅ１の方向に垂直な方向から若干ずれた
方向になるように配向処理が施されている。すなわち、
櫛歯電極７０の櫛の歯からなる平行電極対の延在する方
向に対して垂直な方位を基準とした液晶の初期配向方位
φＬＣ０がφＬＣ０＜９０度となるように、配向処理が
行われている（以下、本明細書においては、電界の方位
及び液晶の配向方位については、櫛歯電極７０の櫛の歯
からなる平行電極対の延在する方向に対して垂直な方位
を基準とし［φ＝０度］、反時計回りを正として記述す
る）。
【０００６】また、後に述べるように、図１９に示した
ような横電界方式の液晶表示装置において、十分な表示
コントラストを実現するためには、液晶分子２１を初期
配向方位に対して４５度回転させてやる必要がある。こ
のため、結局、４５度≦φＬＣ０＜９０度となるように
液晶分子２１の配向処理を実施することが望ましい。図
１９に示した液晶表示装置においては、液晶の初期配向
方位は平行電極対の延在する方向に対して時計回り（上
側の基板１２側から見て）に若干ずれているため、電圧
印加時には、図中矢印Ａで示したように、時計回りに液
晶分子が回転する。
ような横電界方式の液晶表示装置において、十分な表示
コントラストを実現するためには、液晶分子２１を初期
配向方位に対して４５度回転させてやる必要がある。こ
のため、結局、４５度≦φＬＣ０＜９０度となるように
液晶分子２１の配向処理を実施することが望ましい。図
１９に示した液晶表示装置においては、液晶の初期配向
方位は平行電極対の延在する方向に対して時計回り（上
側の基板１２側から見て）に若干ずれているため、電圧
印加時には、図中矢印Ａで示したように、時計回りに液
晶分子が回転する。
【０００７】図１９に示した液晶表示装置において、偏
光板（図示せず）が、その偏光透過軸（偏光方向）が相
互に直交するように、配置されている場合には、光の透
過率Ｔは次式（１）の様に表される。 Ｔ＝（ｓｉｎ２Ａ×ｓｉｎ２Ｂ）／２ （１） Ａ＝２（φＰ−φＬＣ） Ｂ＝πΔｎｄ／λ ここに、φＬＣは電圧印加時の液晶分子２１の配向方位
であり、φＰは入射側の偏光板１２の透過軸の方位であ
り、Δｎは液晶の屈折率異方性、ｄはセル厚（液晶層２
０の厚み）、λは光の波長である。出射側の偏光板１１
の透過軸の方位φＡは、φＡ＝φＰ＋９０度あるいはφ
Ａ＝φＰ−９０度である。この（１）式の関係に基づい
て、基板面に平行な液晶駆動電界E1により液晶の配向方
位（φＬＣ）を変化させ、もって光の透過率を制御する
ことができる。
光板（図示せず）が、その偏光透過軸（偏光方向）が相
互に直交するように、配置されている場合には、光の透
過率Ｔは次式（１）の様に表される。 Ｔ＝（ｓｉｎ２Ａ×ｓｉｎ２Ｂ）／２ （１） Ａ＝２（φＰ−φＬＣ） Ｂ＝πΔｎｄ／λ ここに、φＬＣは電圧印加時の液晶分子２１の配向方位
であり、φＰは入射側の偏光板１２の透過軸の方位であ
り、Δｎは液晶の屈折率異方性、ｄはセル厚（液晶層２
０の厚み）、λは光の波長である。出射側の偏光板１１
の透過軸の方位φＡは、φＡ＝φＰ＋９０度あるいはφ
Ａ＝φＰ−９０度である。この（１）式の関係に基づい
て、基板面に平行な液晶駆動電界E1により液晶の配向方
位（φＬＣ）を変化させ、もって光の透過率を制御する
ことができる。
【０００８】ここで、片方の偏光板の透過軸の方向と液
晶の初期配向方位とが一致するように配置した場合（φ
ＬＣ０＝φＰあるいはφＬＣ０＝φＡ）には、電圧無印
加時に暗状態を示し、液晶駆動電界E1により液晶の配向
方位が実質的に４５度変化した時に最も透過率が高くな
り、明状態を示す。あるいは、偏光板の配置を変えるこ
とにより、電圧印加時に暗状態を表示するように構成す
ることもできる。
晶の初期配向方位とが一致するように配置した場合（φ
ＬＣ０＝φＰあるいはφＬＣ０＝φＡ）には、電圧無印
加時に暗状態を示し、液晶駆動電界E1により液晶の配向
方位が実質的に４５度変化した時に最も透過率が高くな
り、明状態を示す。あるいは、偏光板の配置を変えるこ
とにより、電圧印加時に暗状態を表示するように構成す
ることもできる。
【０００９】以上の説明では、説明を簡単にするため
に、上下基板間の液晶層中の液晶分子が一様に回転する
ものと仮定して議論した。しかしながら、実際には、上
および下基板の界面に存在する液晶分子は比較的強固に
固定されており、その方位はほとんど変わらない。上記
のような複屈折の効果を利用した表示モードでは、上述
の式（１）より、Δｎ・ｄ＝λ／２の関係を満たす波長
を有する光が最も効率よく透過することがわかる。この
ため、良好な白色表示あるいはカラーフィルターを用い
ての多色表示を実現するためには、透過スペクトルの中
心波長が５５０ｎｍ程度になるように、すなわち、Δｎ
・ｄ＝５５０／２＝２７５ｎｍとなるように液晶層の屈
折率異方性およびセル厚を調整すればよい。しかしなが
ら、実際には、上記のような理由から、この値が若干大
きめ（Δｎ・ｄ＝２８０ｎｍ〜３３０ｎｍ程度）になる
ように設計することが好ましい。
に、上下基板間の液晶層中の液晶分子が一様に回転する
ものと仮定して議論した。しかしながら、実際には、上
および下基板の界面に存在する液晶分子は比較的強固に
固定されており、その方位はほとんど変わらない。上記
のような複屈折の効果を利用した表示モードでは、上述
の式（１）より、Δｎ・ｄ＝λ／２の関係を満たす波長
を有する光が最も効率よく透過することがわかる。この
ため、良好な白色表示あるいはカラーフィルターを用い
ての多色表示を実現するためには、透過スペクトルの中
心波長が５５０ｎｍ程度になるように、すなわち、Δｎ
・ｄ＝５５０／２＝２７５ｎｍとなるように液晶層の屈
折率異方性およびセル厚を調整すればよい。しかしなが
ら、実際には、上記のような理由から、この値が若干大
きめ（Δｎ・ｄ＝２８０ｎｍ〜３３０ｎｍ程度）になる
ように設計することが好ましい。
【００１０】特表平５−５０５２４７号公報（国際公開
番号ＷＯ９１／１０９３６）に、上記のような横電界方
式の液晶表示装置によるＴＮ型の液晶表示装置の欠点で
ある視角特性の改善の効果が記述されている。最近で
は、特にこの優れた視角特性が注目され、横電界方式の
アクティブマトリックス型液晶表示装置が大型モニター
等へ応用されている。
番号ＷＯ９１／１０９３６）に、上記のような横電界方
式の液晶表示装置によるＴＮ型の液晶表示装置の欠点で
ある視角特性の改善の効果が記述されている。最近で
は、特にこの優れた視角特性が注目され、横電界方式の
アクティブマトリックス型液晶表示装置が大型モニター
等へ応用されている。
【００１１】図２０は横電界方式の液晶表示装置におい
て、観察方向の違いによって電圧と透過率との関係がど
のように変化するかを示す電圧−透過率特性図である。
観察方向はφｏｂｓ及びθｏｂｓにより定義する。ここ
に、φｏｂｓは電極の延在する方向に垂直な方向を基準
とした方位角であり、θｏｂｓは基板に垂直な方向から
の傾き角である。この測定に用いた液晶セルのサンプル
はφＬＣ０＝８５度、φＰ＝８５度、φＡ＝−５度とな
るように構成されている。電極構造は、相互に咬合する
櫛歯状であり、櫛の歯の部分の幅が５μｍであり、隣り
合う櫛の歯の間隔は１５μｍである。また、用いた液晶
材の屈折率異方性Δｎは０．０６７であり、セル厚はｄ
＝４．９μｍである。図２０に示すように、横電界方式
の液晶表示装置においては、視角の変化による電圧−透
過率特性の変化は小さく、優れた視角特性を有すること
がわかる。
て、観察方向の違いによって電圧と透過率との関係がど
のように変化するかを示す電圧−透過率特性図である。
観察方向はφｏｂｓ及びθｏｂｓにより定義する。ここ
に、φｏｂｓは電極の延在する方向に垂直な方向を基準
とした方位角であり、θｏｂｓは基板に垂直な方向から
の傾き角である。この測定に用いた液晶セルのサンプル
はφＬＣ０＝８５度、φＰ＝８５度、φＡ＝−５度とな
るように構成されている。電極構造は、相互に咬合する
櫛歯状であり、櫛の歯の部分の幅が５μｍであり、隣り
合う櫛の歯の間隔は１５μｍである。また、用いた液晶
材の屈折率異方性Δｎは０．０６７であり、セル厚はｄ
＝４．９μｍである。図２０に示すように、横電界方式
の液晶表示装置においては、視角の変化による電圧−透
過率特性の変化は小さく、優れた視角特性を有すること
がわかる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような横電界方式の液晶表示装置においては、観察方向
によっては、表示に青みがかって見えたり、赤みがかっ
て見えたりするという問題がある。図２１は観察方向の
違いによる明状態表示時の透過スペクトルの変化を示す
図である。この測定に用いた液晶セルのサンプルは図２
０に示した測定に用いたものと同一である。この液晶セ
ルにおいては、液晶分子の配向方位は電圧無印加時にお
ける初期配向方位φＬＣ０＝８５度から、明状態表示時
（電圧印加時）における配向方位φＬＣまで、概ね４５
度変化しているため、φＬＣ＝８５−４５＝４０度とな
っている。このような明状態表示時のセルについては、
図２１に示すように、φｏｂｓ＝４０度の方位では透過
スペクトルのピークが短波長側にずれ、表示に青みがか
ることがわかる。
ような横電界方式の液晶表示装置においては、観察方向
によっては、表示に青みがかって見えたり、赤みがかっ
て見えたりするという問題がある。図２１は観察方向の
違いによる明状態表示時の透過スペクトルの変化を示す
図である。この測定に用いた液晶セルのサンプルは図２
０に示した測定に用いたものと同一である。この液晶セ
ルにおいては、液晶分子の配向方位は電圧無印加時にお
ける初期配向方位φＬＣ０＝８５度から、明状態表示時
（電圧印加時）における配向方位φＬＣまで、概ね４５
度変化しているため、φＬＣ＝８５−４５＝４０度とな
っている。このような明状態表示時のセルについては、
図２１に示すように、φｏｂｓ＝４０度の方位では透過
スペクトルのピークが短波長側にずれ、表示に青みがか
ることがわかる。
【００１３】一方、φｏｂｓ＝−５０度の方位では透過
スペクトルのピークが長波長側にずれ、表示に赤みがか
ることがわかる。なお、それぞれの方位に対し１８０度
逆の方位でも同様の傾向が見られた。図２２は、観察方
向の極角を５０度に固定し、観察方向の方位角を０度か
ら３６０度まで変化させた場合の透過スペクトルから求
めた色度の変化の軌跡を示す図である。図２２（Ａ）は
中間調表示状態における色度変化を示し、図２２（Ｂ）
は明状態表示時における色度変化を示している。
スペクトルのピークが長波長側にずれ、表示に赤みがか
ることがわかる。なお、それぞれの方位に対し１８０度
逆の方位でも同様の傾向が見られた。図２２は、観察方
向の極角を５０度に固定し、観察方向の方位角を０度か
ら３６０度まで変化させた場合の透過スペクトルから求
めた色度の変化の軌跡を示す図である。図２２（Ａ）は
中間調表示状態における色度変化を示し、図２２（Ｂ）
は明状態表示時における色度変化を示している。
【００１４】上述のように、横電界方式の液晶表示装置
は、表示コントラスト、階調反転の有無などの点に関し
ては、従来の縦電界方式（ＴＮ方式）の液晶表示装置と
比較して、格段に良好な視角特性を有すると言える。し
かし、それでもなお、視角方向による色づきの問題が未
解決のまま残っている。上記の液晶セルにおいては、液
晶分子は電圧無印加時には初期配向方位φＬＣ０＝８５
度の方位に配向している。電極に電圧を印加して、明状
態を表示した場合には、液晶分子の配向方位φＬＣは初
期配向方位φＬＣ０から概ね４５度変化しているため、
φＬＣ＝８５−４５＝４０度となっている。図２０にお
いて青く見える方位は、この方位に相当し、赤く見える
方位はこれに垂直な方位に相当する。すでに述べたよう
に、上記の液晶セルにおける透過光スペクトルは液晶層
の複屈折量（Δｎ・ｄ）に依存する。視角による色味の
変化は、液晶層の見かけの複屈折量の視角依存性による
ものである。この点について以下に詳しく説明する。
は、表示コントラスト、階調反転の有無などの点に関し
ては、従来の縦電界方式（ＴＮ方式）の液晶表示装置と
比較して、格段に良好な視角特性を有すると言える。し
かし、それでもなお、視角方向による色づきの問題が未
解決のまま残っている。上記の液晶セルにおいては、液
晶分子は電圧無印加時には初期配向方位φＬＣ０＝８５
度の方位に配向している。電極に電圧を印加して、明状
態を表示した場合には、液晶分子の配向方位φＬＣは初
期配向方位φＬＣ０から概ね４５度変化しているため、
φＬＣ＝８５−４５＝４０度となっている。図２０にお
いて青く見える方位は、この方位に相当し、赤く見える
方位はこれに垂直な方位に相当する。すでに述べたよう
に、上記の液晶セルにおける透過光スペクトルは液晶層
の複屈折量（Δｎ・ｄ）に依存する。視角による色味の
変化は、液晶層の見かけの複屈折量の視角依存性による
ものである。この点について以下に詳しく説明する。
【００１５】上記のセルに光が斜めに入射した場合の実
効的な屈折率異方性ΔN は、光の進行方向と液晶分子の
長軸方向とのなす角をθ２とし、結晶の光軸と呼ばれる
方向（＝液晶分子の長軸方向）と垂直な方向に振動（偏
光）する光である常光線に対する屈折率をｎ０とし、前
記の光軸に平行に振動（偏光）する光である異常光線に
対する屈折率をｎｅとすると、次式（２）で与えられ
る。
効的な屈折率異方性ΔN は、光の進行方向と液晶分子の
長軸方向とのなす角をθ２とし、結晶の光軸と呼ばれる
方向（＝液晶分子の長軸方向）と垂直な方向に振動（偏
光）する光である常光線に対する屈折率をｎ０とし、前
記の光軸に平行に振動（偏光）する光である異常光線に
対する屈折率をｎｅとすると、次式（２）で与えられ
る。
【００１６】ΔＮ＝ｎe ｎo ／Ｃ1/2 −ｎo Ｃ＝ｎe 2cos2 θ2 ＋ｎO 2sin2 θ2 垂直入射の場合はθ2 ＝９０度であるため、屈折率異方
性ΔＮは、ΔＮ＝Δｎ＝ｎe −ｎo で与えられるのに対
し、上記の青く見える方向では、液晶分子の長軸方向に
視角を傾けるので、θ2 ＜９０度となり、ΔＮが小さく
なる。一方、赤く見える方向では、液晶分子の短軸方向
に視角を傾けるので、θ2 ＝９０度のままであり、ΔＮ
＝Δｎである。なお、図２３は屈折率異方性の視角によ
る変化を説明する図である。
性ΔＮは、ΔＮ＝Δｎ＝ｎe −ｎo で与えられるのに対
し、上記の青く見える方向では、液晶分子の長軸方向に
視角を傾けるので、θ2 ＜９０度となり、ΔＮが小さく
なる。一方、赤く見える方向では、液晶分子の短軸方向
に視角を傾けるので、θ2 ＝９０度のままであり、ΔＮ
＝Δｎである。なお、図２３は屈折率異方性の視角によ
る変化を説明する図である。
【００１７】一方、斜め入射の場合の実質的な液晶層の
厚みＤは、Ｄ＝ｄ／ｃｏｓθｏｂｓで与えられるため、
視角を傾ける方向に依存することなく、液晶層の実質的
な厚みＤは大きくなる。上記の、屈折率異方性Δｎ及び
液晶層の厚みｄの両方の変化により、複屈折量（Δｎ・
ｄ）が変化し、これによって視角による色味の変化が生
じる。
厚みＤは、Ｄ＝ｄ／ｃｏｓθｏｂｓで与えられるため、
視角を傾ける方向に依存することなく、液晶層の実質的
な厚みＤは大きくなる。上記の、屈折率異方性Δｎ及び
液晶層の厚みｄの両方の変化により、複屈折量（Δｎ・
ｄ）が変化し、これによって視角による色味の変化が生
じる。
【００１８】以上をまとめると次のようになる。青く見
える方向は明状態表示時の液晶分子の長軸方向と同一で
あり、この場合には、屈折率異方性Δｎは減少し、液晶
層の厚みｄは増加が、屈折率異方性Δｎの減少の効果の
方が大きいため、結局、複屈折量（Δｎ・ｄ）は減少す
る。これに対して、赤く見える方向は明状態表示時の液
晶分子の短軸方向と同一であり、この場合には、屈折率
異方性Δｎは変化せず、液晶層の厚みｄは増加し、結
局、複屈折量（Δｎ・ｄ）は増加する。
える方向は明状態表示時の液晶分子の長軸方向と同一で
あり、この場合には、屈折率異方性Δｎは減少し、液晶
層の厚みｄは増加が、屈折率異方性Δｎの減少の効果の
方が大きいため、結局、複屈折量（Δｎ・ｄ）は減少す
る。これに対して、赤く見える方向は明状態表示時の液
晶分子の短軸方向と同一であり、この場合には、屈折率
異方性Δｎは変化せず、液晶層の厚みｄは増加し、結
局、複屈折量（Δｎ・ｄ）は増加する。
【００１９】図２４は、上記の視角の変化による見かけ
の複屈折量（Δｎ・ｄ）の変化を実際に計算して得られ
た結果を示す図である。図２４の縦軸はΔｎ・ｄ×２の
値であり、前述の式（１）より、透過光スペクトルの中
心波長に相当する。計算に用いた液晶層の屈折率異方性
Δｎと層厚ｄは、正面からの観察時において、Δｎ・ｄ
×２＝５５０ｎｍとなるように設定した。ここでは、上
下基板間の液晶が一様に回転すると仮定して計算した。
の複屈折量（Δｎ・ｄ）の変化を実際に計算して得られ
た結果を示す図である。図２４の縦軸はΔｎ・ｄ×２の
値であり、前述の式（１）より、透過光スペクトルの中
心波長に相当する。計算に用いた液晶層の屈折率異方性
Δｎと層厚ｄは、正面からの観察時において、Δｎ・ｄ
×２＝５５０ｎｍとなるように設定した。ここでは、上
下基板間の液晶が一様に回転すると仮定して計算した。
【００２０】この図から、液晶分子の長軸方向に視角を
傾けると、見かけの複屈折量が小さくなり、透過光スペ
クトルの中心波長が短波長側にずれて、表示に青みがか
って見え、逆に、液晶分子の短軸方向に視角を傾ける
と、見かけの複屈折量が大きくなり、透過光スペクトル
の中心波長が長波長側にずれて、表示に赤みがかって見
える様子がわかる。
傾けると、見かけの複屈折量が小さくなり、透過光スペ
クトルの中心波長が短波長側にずれて、表示に青みがか
って見え、逆に、液晶分子の短軸方向に視角を傾ける
と、見かけの複屈折量が大きくなり、透過光スペクトル
の中心波長が長波長側にずれて、表示に赤みがかって見
える様子がわかる。
【００２１】特開平９−８０４２４号公報は、上記のよ
うな横電界方式の液晶表示装置における色つきの問題を
軽減する手段として、液晶層の複屈折量の増減を補償す
る複屈折媒体を用いる技術を開示している。図２５は同
公報に記載された液晶表示装置の構成を示す斜視図であ
る。一対の偏光板１５，１６の間に、第１の補償層２
５，第２の補償層２６及び液晶層２０が挟み込まれてい
る。特開平９−８０４２４号公報によれば、２つの複屈
折媒体２５，２６を用い、正面では互いの位相差を消去
するように光軸を交差させ、それぞれの複屈折媒体２
５，２６の傾斜時の複屈折量の増減が異なるようにする
ことにより、液晶層２０の傾斜時の複屈折量の増減を補
償することができる。
うな横電界方式の液晶表示装置における色つきの問題を
軽減する手段として、液晶層の複屈折量の増減を補償す
る複屈折媒体を用いる技術を開示している。図２５は同
公報に記載された液晶表示装置の構成を示す斜視図であ
る。一対の偏光板１５，１６の間に、第１の補償層２
５，第２の補償層２６及び液晶層２０が挟み込まれてい
る。特開平９−８０４２４号公報によれば、２つの複屈
折媒体２５，２６を用い、正面では互いの位相差を消去
するように光軸を交差させ、それぞれの複屈折媒体２
５，２６の傾斜時の複屈折量の増減が異なるようにする
ことにより、液晶層２０の傾斜時の複屈折量の増減を補
償することができる。
【００２２】しかしながら、本発明者らの計算（光学シ
ミュレーション）によると、特開平９−８０４２４号公
報に開示された構成では、その視角特性は決して良好な
ものではないことが確認された。例えば、図２６及び図
２７は、それぞれ特開平９−８０４２４号公報において
実施例３として示された液晶表示装置における電圧透過
率特性と色度変化の軌跡を示す図である。
ミュレーション）によると、特開平９−８０４２４号公
報に開示された構成では、その視角特性は決して良好な
ものではないことが確認された。例えば、図２６及び図
２７は、それぞれ特開平９−８０４２４号公報において
実施例３として示された液晶表示装置における電圧透過
率特性と色度変化の軌跡を示す図である。
【００２３】第１の補償層２５はｎｓ＝１．５８５０、
ｎｆ＝１．５８００、ｎｚ＝１．５８０、第２の補償層
２６はｎｓ＝１．５８４５、ｎｆ＝１．５８２０、ｎｚ
＝１．５８１０の複屈折媒体である。ここにｎｓ、ｎｆ
は基板面に平行な２つの光学主軸に対応する屈折率であ
り、ｎｚは基板に垂直な方向（補償層２５，２６の厚み
方向）の光学主軸に対応する屈折率である。第１の補償
層２５の厚みは１００μｍ、第２の補償層２６の厚みは
２００μｍである。第１の補償層２５は、屈折率ｎｓに
対応する光学主軸が明状態表示時の液晶の光学軸に一致
するように、配置し、第２の補償層２６は屈折率ｎｓに
対応する光学主軸が、これに直交するように、配置し
た。
ｎｆ＝１．５８００、ｎｚ＝１．５８０、第２の補償層
２６はｎｓ＝１．５８４５、ｎｆ＝１．５８２０、ｎｚ
＝１．５８１０の複屈折媒体である。ここにｎｓ、ｎｆ
は基板面に平行な２つの光学主軸に対応する屈折率であ
り、ｎｚは基板に垂直な方向（補償層２５，２６の厚み
方向）の光学主軸に対応する屈折率である。第１の補償
層２５の厚みは１００μｍ、第２の補償層２６の厚みは
２００μｍである。第１の補償層２５は、屈折率ｎｓに
対応する光学主軸が明状態表示時の液晶の光学軸に一致
するように、配置し、第２の補償層２６は屈折率ｎｓに
対応する光学主軸が、これに直交するように、配置し
た。
【００２４】図２６及び図２７から明らかなように、特
開平９−８０４２４号公報において実施例３として示さ
れた液晶表示装置では、視角を変化させた場合の表示の
色つきは軽減されるどころか、一層悪化し、さらに、電
圧透過率特性をみると、階調の反転が見られることがわ
かった。すなわち、視角変化に対する色度変化が大きな
軌跡を描いており、電圧透過率特性においては、正面で
は、電圧の上昇に対し透過率が上昇するのに対し、第１
あるいは第２の補償層２５，２６の光学主軸の方位で
は、この逆になっている。特開平９−８０４２４号公報
に示された他の実施例の構成においてもほぼ同様の結果
が確認された。
開平９−８０４２４号公報において実施例３として示さ
れた液晶表示装置では、視角を変化させた場合の表示の
色つきは軽減されるどころか、一層悪化し、さらに、電
圧透過率特性をみると、階調の反転が見られることがわ
かった。すなわち、視角変化に対する色度変化が大きな
軌跡を描いており、電圧透過率特性においては、正面で
は、電圧の上昇に対し透過率が上昇するのに対し、第１
あるいは第２の補償層２５，２６の光学主軸の方位で
は、この逆になっている。特開平９−８０４２４号公報
に示された他の実施例の構成においてもほぼ同様の結果
が確認された。
【００２５】また、特開平６−１１７１４号公報は、単
純マトリクス方式やアクティブ方式の液晶表示装置にお
いて、見る角度によって、表示が反転して見えたり、表
示が全く見えなくなったり、表示が色付いたりする問題
を解決する液晶表示装置を提案している。この液晶表示
装置は、一対の偏光板間に配置され、一対の基板間で液
晶が電圧無印加時にねじれた配向をしている駆動用液晶
セル及び光軸が連続的にねじれた配列をした光学異方素
子を備えており、光が最終的に抜ける側の偏光板の吸収
軸又は透過軸に対して、光学異方素子の光入射側の光軸
角度を所定の角度ずらして配置するものである。
純マトリクス方式やアクティブ方式の液晶表示装置にお
いて、見る角度によって、表示が反転して見えたり、表
示が全く見えなくなったり、表示が色付いたりする問題
を解決する液晶表示装置を提案している。この液晶表示
装置は、一対の偏光板間に配置され、一対の基板間で液
晶が電圧無印加時にねじれた配向をしている駆動用液晶
セル及び光軸が連続的にねじれた配列をした光学異方素
子を備えており、光が最終的に抜ける側の偏光板の吸収
軸又は透過軸に対して、光学異方素子の光入射側の光軸
角度を所定の角度ずらして配置するものである。
【００２６】しかしながら、本発明者の実験によれば、
この液晶表示装置によっても、視角方向の相違に起因す
る色付きの問題は完全には解決されていない。また、特
開平２−２８５３０３号公報、特開平４−１６９１６号
公報、特開平４−３２８１８号公報、特開平５−２７２
３５号公報及び特開平５−２９７２２３号公報には、ST
N 方式の液晶表示装置において、厚さ方向の屈折率が、
面内の少なくとも一方向の屈折率より大きいことを特徴
とする光学補償層を用いて、視角特性の改善を図る技術
が記述されている。しかしながら、その視角特性改善の
効果は十分ではなく、依然として、視角の変化に起因す
る表示の反転や色付きの問題は解決されていない。
この液晶表示装置によっても、視角方向の相違に起因す
る色付きの問題は完全には解決されていない。また、特
開平２−２８５３０３号公報、特開平４−１６９１６号
公報、特開平４−３２８１８号公報、特開平５−２７２
３５号公報及び特開平５−２９７２２３号公報には、ST
N 方式の液晶表示装置において、厚さ方向の屈折率が、
面内の少なくとも一方向の屈折率より大きいことを特徴
とする光学補償層を用いて、視角特性の改善を図る技術
が記述されている。しかしながら、その視角特性改善の
効果は十分ではなく、依然として、視角の変化に起因す
る表示の反転や色付きの問題は解決されていない。
【００２７】また、特開平６−１１７１４号公報は、二
枚の偏光板間に配置され、二枚の基板間で液晶が電圧無
印加時にねじれた配向をしている駆動的液晶セル及び光
軸が連続的にねじれた配列をした光学異方素子を備え、
光が最終的に抜ける側の偏光板の吸収軸に対して、光学
異方素子の光入射側の光軸角度を次式により決まる角度
φ分ずらして配置する液晶表示素子を開示している。
枚の偏光板間に配置され、二枚の基板間で液晶が電圧無
印加時にねじれた配向をしている駆動的液晶セル及び光
軸が連続的にねじれた配列をした光学異方素子を備え、
光が最終的に抜ける側の偏光板の吸収軸に対して、光学
異方素子の光入射側の光軸角度を次式により決まる角度
φ分ずらして配置する液晶表示素子を開示している。
【００２８】φ= Δｎ2 ×ｐ×ｄ×１８０°/ ４λ2 Δｎ：光学異方素子の光学異方性 ｐ：光学異方素子の光軸のねじれピッチ長 ｄ：光学異方素子の厚み λ：可視の波長範囲の波長 しかしながら、この液晶表示素子によっても、視角特性
改善の効果は十分ではなく、視角の変化に起因する表示
の反転や色付きの問題は完全には解決されていない。
改善の効果は十分ではなく、視角の変化に起因する表示
の反転や色付きの問題は完全には解決されていない。
【００２９】本発明は上記従来技術の問題に鑑みてなさ
れたものであり、横電界方式の液晶表示装置において、
視角方向の変化に起因する色づきの少ない、画質の優れ
た液晶表示装置を確実かつ簡単な構造で提供することを
目的とする。
れたものであり、横電界方式の液晶表示装置において、
視角方向の変化に起因する色づきの少ない、画質の優れ
た液晶表示装置を確実かつ簡単な構造で提供することを
目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】以上のように、従来の横
電界方式の液晶表示装置においては、特定の方向におけ
る表示の色つきの問題を避けることができない。上述の
実験ならび考察をふまえた結果、本発明者は横電界方式
によるアクティブマトリクス型液晶表示装置における色
つきを抑制するために、以下の液晶表示装置を発明する
に至った。
電界方式の液晶表示装置においては、特定の方向におけ
る表示の色つきの問題を避けることができない。上述の
実験ならび考察をふまえた結果、本発明者は横電界方式
によるアクティブマトリクス型液晶表示装置における色
つきを抑制するために、以下の液晶表示装置を発明する
に至った。
【００３１】本発明は、対向して配置されている一対の
偏光板と、該一対の偏光板の間に配置され、基板面に平
行な電界により配向方位が変化する液晶層と、一対の偏
光板の間に配置された第１の補償層であって、正の一軸
性の光学異方性を有しており、基板面に垂直な方向に光
軸を有している第１の補償層とからなり、該第１の補償
層はその複屈折量の変化によって、視角変化による液晶
層の複屈折量の変化を補償するものである横電界方式の
液晶表示装置を提供する。
偏光板と、該一対の偏光板の間に配置され、基板面に平
行な電界により配向方位が変化する液晶層と、一対の偏
光板の間に配置された第１の補償層であって、正の一軸
性の光学異方性を有しており、基板面に垂直な方向に光
軸を有している第１の補償層とからなり、該第１の補償
層はその複屈折量の変化によって、視角変化による液晶
層の複屈折量の変化を補償するものである横電界方式の
液晶表示装置を提供する。
【００３２】この液晶表示装置によれば、正の屈折率異
方性を有し、基板面に垂直な方向に光学的異方軸を有す
る補償層の複屈折量が、垂直入射（正面）では０である
が、光の入射方向の傾きとともに、液晶層の複屈折量の
変化を打ち消すように変化するため、視角変化による表
示の色づきを抑制することができる。更に、対向して配
置されている一対の偏光板と、該一対の偏光板の間に配
置され、基板面に平行な電界により配向方位が変化する
液晶層と、一対の偏光板の間に配置され、正の一軸性の
光学異方性を有し、かつ、基板面に垂直な方向に光軸を
有している第１の補償層であって、その複屈折量の変化
によって、視角変化による液晶層の複屈折量の変化を補
償する第１の補償層と、一対の偏光板の間に配置され、
正の一軸性の光学異方性を有している第２の補償層であ
って、基板面に平行な方向に、かつ、前期液晶層の初期
配向方向に直交する方向に光軸を有している第２の補償
層と、からなる横電界方式の液晶表示装置を提供する。
方性を有し、基板面に垂直な方向に光学的異方軸を有す
る補償層の複屈折量が、垂直入射（正面）では０である
が、光の入射方向の傾きとともに、液晶層の複屈折量の
変化を打ち消すように変化するため、視角変化による表
示の色づきを抑制することができる。更に、対向して配
置されている一対の偏光板と、該一対の偏光板の間に配
置され、基板面に平行な電界により配向方位が変化する
液晶層と、一対の偏光板の間に配置され、正の一軸性の
光学異方性を有し、かつ、基板面に垂直な方向に光軸を
有している第１の補償層であって、その複屈折量の変化
によって、視角変化による液晶層の複屈折量の変化を補
償する第１の補償層と、一対の偏光板の間に配置され、
正の一軸性の光学異方性を有している第２の補償層であ
って、基板面に平行な方向に、かつ、前期液晶層の初期
配向方向に直交する方向に光軸を有している第２の補償
層と、からなる横電界方式の液晶表示装置を提供する。
【００３３】この液晶表示装置によれば、視角変化によ
る表示の色つきを抑制することができ、さらに、黒表示
時においても、斜め視野において光の抜けが生じること
がなく、コントラストの低下、階調の反転といった問題
が起こることがない。本発明のうち、請求項３は、請求
項２に記載の横電界方式の液晶表示装置において、第２
の補償層の屈折率異方性ΔｎF2（＝ｎｚF2−ｎｘF2，ｎ
ｙF2）と層厚ｄF2との積ΔｎF2・ｄF2が、液晶層の屈折
率異方性Δｎと液晶層の層厚ｄとの積Δｎ・ｄの約４分
の１程度であることを特徴とする液晶表示装置を提供す
る。
る表示の色つきを抑制することができ、さらに、黒表示
時においても、斜め視野において光の抜けが生じること
がなく、コントラストの低下、階調の反転といった問題
が起こることがない。本発明のうち、請求項３は、請求
項２に記載の横電界方式の液晶表示装置において、第２
の補償層の屈折率異方性ΔｎF2（＝ｎｚF2−ｎｘF2，ｎ
ｙF2）と層厚ｄF2との積ΔｎF2・ｄF2が、液晶層の屈折
率異方性Δｎと液晶層の層厚ｄとの積Δｎ・ｄの約４分
の１程度であることを特徴とする液晶表示装置を提供す
る。
【００３４】この第１の補償層と前期第２の補償層とは
隣接して配置されていることを特徴とする液晶表示装置
を提供する。ただし、第１の補償層と第２の補償層とが
隣接して配置されていることは必ずしも必要ではなく、
相互に離れて配置されていてもよい。例えば、第１の補
償層と第２の補償層は液晶層の両側にそれぞれ配置され
ていてもよい。
隣接して配置されていることを特徴とする液晶表示装置
を提供する。ただし、第１の補償層と第２の補償層とが
隣接して配置されていることは必ずしも必要ではなく、
相互に離れて配置されていてもよい。例えば、第１の補
償層と第２の補償層は液晶層の両側にそれぞれ配置され
ていてもよい。
【００３５】また、第２の補償層が一対の偏光板の間に
おいて複数の層に分割されて配置されていることを特徴
とする液晶表示装置を提供する。第２の補償層は必ずし
も一つの層のみから構成する必要はなく、分割された複
数の層から構成することも可能である。
おいて複数の層に分割されて配置されていることを特徴
とする液晶表示装置を提供する。第２の補償層は必ずし
も一つの層のみから構成する必要はなく、分割された複
数の層から構成することも可能である。
【００３６】横電界方式の液晶表示装置において、第１
の補償層の屈折率異方性ΔｎF1（＝ｎｚF1−ｎｘF1，ｎ
ｙF1）と層厚ｄF1との積ΔｎF1・ｄF1が、液晶層の屈折
率異方性Δｎと液晶層の層厚ｄとの積Δｎ・ｄの約半分
程度であることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
の補償層の屈折率異方性ΔｎF1（＝ｎｚF1−ｎｘF1，ｎ
ｙF1）と層厚ｄF1との積ΔｎF1・ｄF1が、液晶層の屈折
率異方性Δｎと液晶層の層厚ｄとの積Δｎ・ｄの約半分
程度であることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００３７】この液晶表示装置によれば、液晶層の複屈
折量の増加（又は減少）と、補償層の複屈折量の減少
（又は増加）が一致し、効率的に光学補償の効果を得る
ことができる。第１の補償層は前期液晶層の両側に分割
して設けられていることを特徴とする液晶表示装置を提
供する。
折量の増加（又は減少）と、補償層の複屈折量の減少
（又は増加）が一致し、効率的に光学補償の効果を得る
ことができる。第１の補償層は前期液晶層の両側に分割
して設けられていることを特徴とする液晶表示装置を提
供する。
【００３８】第１の補償層又は第２の補償層は１枚のフ
ィルムから形成してもよく、あるいは、複数の膜を積層
したフィルムから形成してもよい。また、第１の補償層
又は第２の補償層は一対の偏光板の何れか一方と一体的
に形成することができる。ただし、第１の補償層又は第
２の補償層は必ずしも偏光板と一体に形成する必要はな
く、別体のものとして形成してもよい。
ィルムから形成してもよく、あるいは、複数の膜を積層
したフィルムから形成してもよい。また、第１の補償層
又は第２の補償層は一対の偏光板の何れか一方と一体的
に形成することができる。ただし、第１の補償層又は第
２の補償層は必ずしも偏光板と一体に形成する必要はな
く、別体のものとして形成してもよい。
【００３９】横電界方式の液晶表示装置において、液晶
層の屈折率異方性Δｎと液晶層の層厚ｄとの積Δｎ・ｄ
と、第１の補償層の屈折率異方性ΔｎF1と層厚ｄF1との
積ΔｎF1・ｄF1と、第２の補償層の屈折率異方性ΔｎF2
と層厚ｄF2との積ΔｎF2・ｄF2とが、Δｎ・ｄ：ΔｎF1
・ｄF1：ΔｎF2・ｄF2≒１：０．５：０．２５ （１）
の関係を満たすように設定されていることを特徴とする
液晶表示装置を提供する。
層の屈折率異方性Δｎと液晶層の層厚ｄとの積Δｎ・ｄ
と、第１の補償層の屈折率異方性ΔｎF1と層厚ｄF1との
積ΔｎF1・ｄF1と、第２の補償層の屈折率異方性ΔｎF2
と層厚ｄF2との積ΔｎF2・ｄF2とが、Δｎ・ｄ：ΔｎF1
・ｄF1：ΔｎF2・ｄF2≒１：０．５：０．２５ （１）
の関係を満たすように設定されていることを特徴とする
液晶表示装置を提供する。
【００４０】上式（１）を満足するように各層の屈折率
異方性及び層厚を設定することにより、斜め視野での色
度変化を良好に抑制することができるとともに、黒表示
時の光の抜けを防止することもできる。また、第２の補
償層の屈折率異方性ΔｎF2と層厚ｄF2との積ΔｎF2・ｄ
F2を、（１）式を満足する値よりも小さな値に設定する
ことにより、色度変化の抑制の効果を向上させることが
できる。
異方性及び層厚を設定することにより、斜め視野での色
度変化を良好に抑制することができるとともに、黒表示
時の光の抜けを防止することもできる。また、第２の補
償層の屈折率異方性ΔｎF2と層厚ｄF2との積ΔｎF2・ｄ
F2を、（１）式を満足する値よりも小さな値に設定する
ことにより、色度変化の抑制の効果を向上させることが
できる。
【００４１】第２の補償層の屈折率異方性ΔｎF2と層厚
ｄF2との積ΔｎF2・ｄF2を、（１）式を満足する値より
も大きな値に設定することにより、黒表示時の光の抜け
をより一層防止することができる。対向して配置されて
いる一対の偏光板と、該一対の偏光板の間に配置され、
基板面に平行な電界により配向方位が変化する液晶層
と、２軸性の複屈折媒体からなり、基板面に垂直な方向
の主屈折率が基板面に平行な方向の主屈折率よりも大き
い補償層と、からなる横電界方式の液晶表示装置を提供
する。
ｄF2との積ΔｎF2・ｄF2を、（１）式を満足する値より
も大きな値に設定することにより、黒表示時の光の抜け
をより一層防止することができる。対向して配置されて
いる一対の偏光板と、該一対の偏光板の間に配置され、
基板面に平行な電界により配向方位が変化する液晶層
と、２軸性の複屈折媒体からなり、基板面に垂直な方向
の主屈折率が基板面に平行な方向の主屈折率よりも大き
い補償層と、からなる横電界方式の液晶表示装置を提供
する。
【００４２】この横電界方式の液晶表示装置によれば、
補償層が前述の第１の補償層と第２の補償層の双方の作
用を奏し得るので、より簡略化された構成の液晶表示装
置によって、得ることができる。視角傾斜時の補償層の
複屈折量の変化により、液晶層の複屈折量の増減を補償
するという概念は特開平９―８０４２４号公報に示され
た技術と共通するものであるが、本発明の構成において
は、補償層における厚み方向の光学主軸に対応する屈折
率が他の光学主軸に対応する屈折率よりも大きく設定さ
れているという特徴により、確実な光学補償効果が得ら
れる。
補償層が前述の第１の補償層と第２の補償層の双方の作
用を奏し得るので、より簡略化された構成の液晶表示装
置によって、得ることができる。視角傾斜時の補償層の
複屈折量の変化により、液晶層の複屈折量の増減を補償
するという概念は特開平９―８０４２４号公報に示され
た技術と共通するものであるが、本発明の構成において
は、補償層における厚み方向の光学主軸に対応する屈折
率が他の光学主軸に対応する屈折率よりも大きく設定さ
れているという特徴により、確実な光学補償効果が得ら
れる。
【００４３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の第一の実施
形態に係る液晶表示装置を示す斜視図である。本実施形
態に係る液晶表示装置は、第１及び第２の一対の偏光板
１５，１６と、該一対の偏光板１５，１６の間に挟持さ
れた一対の基板（図示せず。図１９に示したガラス基板
１１，１２と同様のもの。）と、該一対の基板１１，１
２の間に挟持された液晶層２０及び補償層２５とからな
っている。
て図面を参照して説明する。図１は本発明の第一の実施
形態に係る液晶表示装置を示す斜視図である。本実施形
態に係る液晶表示装置は、第１及び第２の一対の偏光板
１５，１６と、該一対の偏光板１５，１６の間に挟持さ
れた一対の基板（図示せず。図１９に示したガラス基板
１１，１２と同様のもの。）と、該一対の基板１１，１
２の間に挟持された液晶層２０及び補償層２５とからな
っている。
【００４４】なお、下側の基板１１の表面上には、図１
９に示したものと同様の液晶駆動電界を発生させる櫛歯
状電極７０（図示せず）が形成されている。補償層２５
は、例えば、上側の基板と第２の偏光板１６との間、又
は、下側の基板と第１の偏光板１５との間に挿入すれば
よく、あるいは、第１又は第２の偏光板１５，１６と液
晶層２０との間に挿入してもよい。また、補償層２５は
複数の層に分割させた状態で一対の偏光板１５，１６の
間に配置させることも可能である。例えば、補償層２５
を二つの層に分割し、それらを液晶層２０の両側に分割
して設けることもできる。
９に示したものと同様の液晶駆動電界を発生させる櫛歯
状電極７０（図示せず）が形成されている。補償層２５
は、例えば、上側の基板と第２の偏光板１６との間、又
は、下側の基板と第１の偏光板１５との間に挿入すれば
よく、あるいは、第１又は第２の偏光板１５，１６と液
晶層２０との間に挿入してもよい。また、補償層２５は
複数の層に分割させた状態で一対の偏光板１５，１６の
間に配置させることも可能である。例えば、補償層２５
を二つの層に分割し、それらを液晶層２０の両側に分割
して設けることもできる。
【００４５】図１において、液晶層２０は正の複屈折異
方性Δｎを有するネマティック液晶からなり、その配向
方位は、基板面に平行な電界によって変化する。液晶層
２０の誘電率異方性Δεは正でも負でもよい。ただし、
液晶の初期配向方位は誘電率異方性Δεの符号に応じて
設定する必要がある。補償層２５は、正の一軸性の光学
異方性を有しており、その光軸は基板面に対して垂直な
方向（ｚ方向）に延びている。すなわち、ｎｚF ＞ｎｘ
F ＝ｎｙF である。
方性Δｎを有するネマティック液晶からなり、その配向
方位は、基板面に平行な電界によって変化する。液晶層
２０の誘電率異方性Δεは正でも負でもよい。ただし、
液晶の初期配向方位は誘電率異方性Δεの符号に応じて
設定する必要がある。補償層２５は、正の一軸性の光学
異方性を有しており、その光軸は基板面に対して垂直な
方向（ｚ方向）に延びている。すなわち、ｎｚF ＞ｎｘ
F ＝ｎｙF である。
【００４６】本実施形態においては、補償層２５の屈折
率異方性ΔｎF （＝ｎｚF −ｎｘF，ｎｙF ）と補償層
２５の層厚ｄF との積ΔｎF ・ｄF は、液晶層２０の屈
折率異方性Δｎと液晶層２０の層厚ｄとの積Δｎ・ｄの
約１／２に設定されている。図１に示した液晶表示装置
においては、視角変化による液晶層２０の見かけの複屈
折量の変化が、補償層２５の複屈折量の変化により補償
されるため、視角変化による表示の色付きを効率よく抑
制することができる。
率異方性ΔｎF （＝ｎｚF −ｎｘF，ｎｙF ）と補償層
２５の層厚ｄF との積ΔｎF ・ｄF は、液晶層２０の屈
折率異方性Δｎと液晶層２０の層厚ｄとの積Δｎ・ｄの
約１／２に設定されている。図１に示した液晶表示装置
においては、視角変化による液晶層２０の見かけの複屈
折量の変化が、補償層２５の複屈折量の変化により補償
されるため、視角変化による表示の色付きを効率よく抑
制することができる。
【００４７】図２は本発明の第二の実施形態に係る液晶
表示装置を示す斜視図である。本実施形態に係る液晶表
示装置は、一対の基板（図示せず。図１９に示したガラ
ス基板１１，１２と同様のもの。）と、該一対の基板の
間に挟持された第１及び第２の一対の偏光板１５，１６
と、一対の偏光板１５，１６の間に挟持された液晶層２
０、第１の補償層２５及び第２の補償層２６とからなっ
ている。すなわち、第二の実施形態に係る液晶表示装置
は、第一の実施形態に係る液晶表示装置に、さらにもう
１つの補償層として第２の補償層２６を加えた構成とな
っている。
表示装置を示す斜視図である。本実施形態に係る液晶表
示装置は、一対の基板（図示せず。図１９に示したガラ
ス基板１１，１２と同様のもの。）と、該一対の基板の
間に挟持された第１及び第２の一対の偏光板１５，１６
と、一対の偏光板１５，１６の間に挟持された液晶層２
０、第１の補償層２５及び第２の補償層２６とからなっ
ている。すなわち、第二の実施形態に係る液晶表示装置
は、第一の実施形態に係る液晶表示装置に、さらにもう
１つの補償層として第２の補償層２６を加えた構成とな
っている。
【００４８】第一の実施形態に係る液晶表示装置によれ
ば、視角変化による表示の色付きを効率よく抑制するこ
とができるが、その反面、黒表示時において、斜め視野
において光の抜けが生じ、コントラストの低下、階調の
反転が起こることがある。第二の実施形態に係る液晶表
示装置によれば、第一の実施形態に係る液晶表示装置に
より得られる効果を維持しつつ、このような黒表示時の
光の抜けを防止することができる。
ば、視角変化による表示の色付きを効率よく抑制するこ
とができるが、その反面、黒表示時において、斜め視野
において光の抜けが生じ、コントラストの低下、階調の
反転が起こることがある。第二の実施形態に係る液晶表
示装置によれば、第一の実施形態に係る液晶表示装置に
より得られる効果を維持しつつ、このような黒表示時の
光の抜けを防止することができる。
【００４９】第２の補償層２６は、正の一軸性の光学異
方性を有しており、その光軸は基板面に平行な方向に延
びている。さらに、第２の補償層２６の光軸は液晶層２
０の初期配向方位に直交する方向になるように配置され
ている。本実施形態においては、第２の補償層２６の屈
折率異方性ΔｎF2と層厚ｄF2との積は、液晶層２０の屈
折率異方性Δｎと液晶層２０の層厚ｄとの積Δｎ・ｄの
約４分の１の値に設定されている。
方性を有しており、その光軸は基板面に平行な方向に延
びている。さらに、第２の補償層２６の光軸は液晶層２
０の初期配向方位に直交する方向になるように配置され
ている。本実施形態においては、第２の補償層２６の屈
折率異方性ΔｎF2と層厚ｄF2との積は、液晶層２０の屈
折率異方性Δｎと液晶層２０の層厚ｄとの積Δｎ・ｄの
約４分の１の値に設定されている。
【００５０】両偏光板１５，１６の間に配置される液晶
層２０、第１の補償層２５及び第２の補償層２６の順序
は任意である。本実施形態においては、第２の補償層２
６は第１の補償層２５と液晶層２０との間に挟持されて
いるが、第２の補償層２６は、例えば、第１の偏光板１
６と第１の補償層２５との間に挿入してもよい。また、
第１の補償層２５及び第２の補償層２６はそれぞれを適
宜複数に分割して設けることもできる。
層２０、第１の補償層２５及び第２の補償層２６の順序
は任意である。本実施形態においては、第２の補償層２
６は第１の補償層２５と液晶層２０との間に挟持されて
いるが、第２の補償層２６は、例えば、第１の偏光板１
６と第１の補償層２５との間に挿入してもよい。また、
第１の補償層２５及び第２の補償層２６はそれぞれを適
宜複数に分割して設けることもできる。
【００５１】また、第１の補償層２５及び第２の補償層
２６に代えて、２軸の複屈折媒体からなる一つの補償層
を用いることもできる。この補償層は、第１の補償層２
５と第２の補償層２６の両方の複屈折の作用を一つの層
で行うものである。第１の補償層２５又は第２の補償層
２６は、１枚のフィルムから構成してもよく、あるい
は、複数の膜を積層したフィルムから構成してもよい。
また、これらの補償層２５，２６は偏光板１５，１６と
一体的に形成してもよく、あるいは、別体のものとして
形成してもよい。
２６に代えて、２軸の複屈折媒体からなる一つの補償層
を用いることもできる。この補償層は、第１の補償層２
５と第２の補償層２６の両方の複屈折の作用を一つの層
で行うものである。第１の補償層２５又は第２の補償層
２６は、１枚のフィルムから構成してもよく、あるい
は、複数の膜を積層したフィルムから構成してもよい。
また、これらの補償層２５，２６は偏光板１５，１６と
一体的に形成してもよく、あるいは、別体のものとして
形成してもよい。
【００５２】本発明に係る横電界方式の液晶表示装置
は、セグメント型、単純マトリックス型又はアクティブ
マトリックス型の何れの駆動方式に対しても適用するこ
とができる。
は、セグメント型、単純マトリックス型又はアクティブ
マトリックス型の何れの駆動方式に対しても適用するこ
とができる。
【００５３】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 （実施例１）図３乃至図１０は、図１に示した第１の実
施形態に係る液晶表示装置において、液晶分子２０の長
軸方向と短軸方向とに視角を傾けた場合について、図２
３と同様に、見かけの複屈折量の値の変化をそれぞれ計
算した結果を示したグラフである。図３，図４，図５，
図６，図７，図８，図９，図１０は、それぞれ補償層２
５の屈折率異方性ΔｎF と層厚ｄF との積ΔｎF ・ｄF
が、６７ｎｍ，１０７ｎｍ，１２１ｎｍ，１３４ｎｍ，
１４７ｎｍ，１６１ｎｍ，１７４ｎｍ，２０１ｎｍの場
合についての計算結果である。液晶層２０の屈折率異方
性Δｎと層厚ｄとの積Δｎ・ｄは、Δｎ・ｄ×２＝５５
０ｎｍとなるように設定した。これらの計算において
は、液晶層２０の液晶が上下基板間で一様に回転すると
仮定している。
て説明する。 （実施例１）図３乃至図１０は、図１に示した第１の実
施形態に係る液晶表示装置において、液晶分子２０の長
軸方向と短軸方向とに視角を傾けた場合について、図２
３と同様に、見かけの複屈折量の値の変化をそれぞれ計
算した結果を示したグラフである。図３，図４，図５，
図６，図７，図８，図９，図１０は、それぞれ補償層２
５の屈折率異方性ΔｎF と層厚ｄF との積ΔｎF ・ｄF
が、６７ｎｍ，１０７ｎｍ，１２１ｎｍ，１３４ｎｍ，
１４７ｎｍ，１６１ｎｍ，１７４ｎｍ，２０１ｎｍの場
合についての計算結果である。液晶層２０の屈折率異方
性Δｎと層厚ｄとの積Δｎ・ｄは、Δｎ・ｄ×２＝５５
０ｎｍとなるように設定した。これらの計算において
は、液晶層２０の液晶が上下基板間で一様に回転すると
仮定している。
【００５４】図３乃至図１０を図２３と比較すると、視
角変化による見かけの複屈折量の変化が抑制されている
様子がよくわかる。また、特に、補償層２５のΔｎF ・
ｄFの値が液晶層２０のΔｎ・ｄの約１／２程度、すな
わち、１２０ｎｍ程度〜１６０ｎｍ程度である場合に
は、複屈折量の変化が小さく、補償層２５の効果が顕著
であることがわかる。このような作用は、正の屈折率異
方性を有し、基板面に垂直な方向に光学的異方軸を有す
る補償層２５の複屈折量が、垂直入射（正面）では０で
あるが、入射方向の傾きとともに、液晶層２０の複屈折
量の変化を打ち消すように変化するためである。 （実施例２）実施例１では、見かけの複屈折量の視角に
よる変化について計算したが、実施例２では、図１に示
した横電界方式の液晶表示装置を実際に構成した場合の
電気光学特性について、シミュレーションを実行するこ
とにより、評価を行った。このシミュレーションでは、
電界が基板面に平行な方向において一様なものであると
仮定して、液晶配向方位の層厚方向（ｚ方向）の分布
（ダイレクタ・プロファイル）を計算し、このダイレク
タ分布を用いて、液晶層２０と補償層２５を積層した場
合の光学特性を計算した。
角変化による見かけの複屈折量の変化が抑制されている
様子がよくわかる。また、特に、補償層２５のΔｎF ・
ｄFの値が液晶層２０のΔｎ・ｄの約１／２程度、すな
わち、１２０ｎｍ程度〜１６０ｎｍ程度である場合に
は、複屈折量の変化が小さく、補償層２５の効果が顕著
であることがわかる。このような作用は、正の屈折率異
方性を有し、基板面に垂直な方向に光学的異方軸を有す
る補償層２５の複屈折量が、垂直入射（正面）では０で
あるが、入射方向の傾きとともに、液晶層２０の複屈折
量の変化を打ち消すように変化するためである。 （実施例２）実施例１では、見かけの複屈折量の視角に
よる変化について計算したが、実施例２では、図１に示
した横電界方式の液晶表示装置を実際に構成した場合の
電気光学特性について、シミュレーションを実行するこ
とにより、評価を行った。このシミュレーションでは、
電界が基板面に平行な方向において一様なものであると
仮定して、液晶配向方位の層厚方向（ｚ方向）の分布
（ダイレクタ・プロファイル）を計算し、このダイレク
タ分布を用いて、液晶層２０と補償層２５を積層した場
合の光学特性を計算した。
【００５５】図１１は、光学特性の計算に用いた液晶層
２０のダイレクタ・プロファイルを示す。液晶の初期配
向方位は、電界の方向（φ＝０）に対して、７５度の方
向に設定してあり、セル厚（液晶層２０の厚さ）ｄは
４．５μｍである。ダイレクタ・プロファイルは、０
Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、５Ｖ、６Ｖ、７Ｖ、８Ｖ、９Ｖ、１０
Ｖの各場合について、計算を実施した。
２０のダイレクタ・プロファイルを示す。液晶の初期配
向方位は、電界の方向（φ＝０）に対して、７５度の方
向に設定してあり、セル厚（液晶層２０の厚さ）ｄは
４．５μｍである。ダイレクタ・プロファイルは、０
Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、５Ｖ、６Ｖ、７Ｖ、８Ｖ、９Ｖ、１０
Ｖの各場合について、計算を実施した。
【００５６】図１１に示した各電圧についてのダイレク
タ・プロファイルを用いて、さらに、補償層２５を液晶
層２０上に積層した構造について、光学特性を計算し
た。液晶層２０の屈折率異方性Δｎは０．０６７であ
り、屈折率異方性Δｎと層厚ｄとの積Δｎ・ｄは３０２
ｎｍである。また、補償層２５の屈折率異方性ΔｎF と
層厚ｄF との積ΔｎF ・ｄF は１５１ｎｍとした。
タ・プロファイルを用いて、さらに、補償層２５を液晶
層２０上に積層した構造について、光学特性を計算し
た。液晶層２０の屈折率異方性Δｎは０．０６７であ
り、屈折率異方性Δｎと層厚ｄとの積Δｎ・ｄは３０２
ｎｍである。また、補償層２５の屈折率異方性ΔｎF と
層厚ｄF との積ΔｎF ・ｄF は１５１ｎｍとした。
【００５７】図１２は、本実施例に係る液晶表示装置に
おいて、観察方向の極角を５０度に固定して、観察方向
の方位角を０度から３６０度まで変化させた場合の色度
の変化の軌跡についてのシミュレーション結果を示す図
である。図１２（Ａ）は、中間調表示状態についてのシ
ミュレーション結果を示し、図１２（Ｂ）は明状態表示
時についてのシミュレーション結果を示す。また、図１
３は、本実施例に係る液晶表示装置において、観察方向
を変化させた場合の電圧−透過率特性の計算結果であ
る。
おいて、観察方向の極角を５０度に固定して、観察方向
の方位角を０度から３６０度まで変化させた場合の色度
の変化の軌跡についてのシミュレーション結果を示す図
である。図１２（Ａ）は、中間調表示状態についてのシ
ミュレーション結果を示し、図１２（Ｂ）は明状態表示
時についてのシミュレーション結果を示す。また、図１
３は、本実施例に係る液晶表示装置において、観察方向
を変化させた場合の電圧−透過率特性の計算結果であ
る。
【００５８】本実施例に係る液晶表示装置におけるシミ
ュレーション結果を示す図１２と、従来技術に係る液晶
表示装置におけるシミュレーション結果を示す図２１と
を比較すると、図１２の軌跡に示される色度変化は、図
２１の軌跡に示される色度変化よりも遙かに小さく、本
実施例の構成によって、視角の変化による色つきが大幅
に抑制されていることがわかる。 （実施例３）本実施例においては、図２に示した第二の
実施形態に係る液晶表示装置について、シミュレーショ
ンを実行することにより、評価を行った。計算の手法は
実施例２と同様である。
ュレーション結果を示す図１２と、従来技術に係る液晶
表示装置におけるシミュレーション結果を示す図２１と
を比較すると、図１２の軌跡に示される色度変化は、図
２１の軌跡に示される色度変化よりも遙かに小さく、本
実施例の構成によって、視角の変化による色つきが大幅
に抑制されていることがわかる。 （実施例３）本実施例においては、図２に示した第二の
実施形態に係る液晶表示装置について、シミュレーショ
ンを実行することにより、評価を行った。計算の手法は
実施例２と同様である。
【００５９】液晶層２０の屈折率異方性Δｎは０．０６
７であり、屈折率異方性Δｎと層厚ｄとの積Δｎ・ｄは
３０２ｎｍである。第１の補償層２５の屈折率異方性と
層厚との積ΔｎF ・ｄF は１５１ｎｍ、第２の補償層２
６の屈折率異方性と層厚との積ΔｎF2・ｄF2は６７ｎｍ
とした。図１４は、本実施例の構成において、観察方向
の極角を５０度に固定して、観察方向の方位角を０度か
ら３６０度まで変化させた場合の色度の変化の軌跡につ
いてのシミュレーション結果を示す図である。図１４
（Ａ）は、中間調表示時の色度変化を示し、図１４
（Ｂ）は明状態表示時の色度変化を示す。また、図１５
は、本実施例の構成において、観察方向を変化させた場
合の電圧−透過率特性の計算結果を示す図である。
７であり、屈折率異方性Δｎと層厚ｄとの積Δｎ・ｄは
３０２ｎｍである。第１の補償層２５の屈折率異方性と
層厚との積ΔｎF ・ｄF は１５１ｎｍ、第２の補償層２
６の屈折率異方性と層厚との積ΔｎF2・ｄF2は６７ｎｍ
とした。図１４は、本実施例の構成において、観察方向
の極角を５０度に固定して、観察方向の方位角を０度か
ら３６０度まで変化させた場合の色度の変化の軌跡につ
いてのシミュレーション結果を示す図である。図１４
（Ａ）は、中間調表示時の色度変化を示し、図１４
（Ｂ）は明状態表示時の色度変化を示す。また、図１５
は、本実施例の構成において、観察方向を変化させた場
合の電圧−透過率特性の計算結果を示す図である。
【００６０】本実施例に係る液晶表示装置におけるシミ
ュレーション結果を示す図１４と、従来技術に係る液晶
表示装置におけるシミュレーション結果を示す図２１と
を比較すると、図１４の軌跡に示される色度変化は図２
１の軌跡に示される色度変化の半分程度におさえられて
おり、本実施例の構成によって、視角の変化による色つ
きが大幅に抑制されていることがわかる。
ュレーション結果を示す図１４と、従来技術に係る液晶
表示装置におけるシミュレーション結果を示す図２１と
を比較すると、図１４の軌跡に示される色度変化は図２
１の軌跡に示される色度変化の半分程度におさえられて
おり、本実施例の構成によって、視角の変化による色つ
きが大幅に抑制されていることがわかる。
【００６１】また、図１５に示されるように、黒表示時
（０〜２Ｖ程度）には、斜め視野においても光の抜けは
なく、第２の補償層２６の効果が見られる。この第２の
補償層２６の効果は、特に、θｏｂｓ＝５０度、φｏｂ
ｓ＝１２０度の場合について、図１３と図１５とを比較
することによって、明らかに確認することができる。 （実施例４）本実施例においては、第１の補償層２５の
ΔｎF ・ｄF と第２の補償層２６のΔｎF2・ｄF2とを種
々変化させたうえで、実施例３と同様の計算を行った。
第１の補償層２５のΔｎF ・ｄF と第２の補償層２６の
ΔｎF2・ｄF2の双方の値について、１６．７５ｎｍから
３０１．５ｎｍまで、１６．７５ｎｍ間隔で変化させ
た。すべての計算結果について、観察方向を変化させた
場合の電圧−透過率特性と色度変化の軌跡の双方を比較
したところ、液晶層２０の屈折率異方性と層厚との積Δ
ｎ・ｄと、第１の補償層２５のΔｎF ・ｄF と、第２の
補償層２６のΔｎ F2・ｄF2とが概ね次式のような関係を
満たす場合に、斜め視野での色度変化が良好に抑制さ
れ、なおかつ、黒表示時の光の抜けがないことがわかっ
た。
（０〜２Ｖ程度）には、斜め視野においても光の抜けは
なく、第２の補償層２６の効果が見られる。この第２の
補償層２６の効果は、特に、θｏｂｓ＝５０度、φｏｂ
ｓ＝１２０度の場合について、図１３と図１５とを比較
することによって、明らかに確認することができる。 （実施例４）本実施例においては、第１の補償層２５の
ΔｎF ・ｄF と第２の補償層２６のΔｎF2・ｄF2とを種
々変化させたうえで、実施例３と同様の計算を行った。
第１の補償層２５のΔｎF ・ｄF と第２の補償層２６の
ΔｎF2・ｄF2の双方の値について、１６．７５ｎｍから
３０１．５ｎｍまで、１６．７５ｎｍ間隔で変化させ
た。すべての計算結果について、観察方向を変化させた
場合の電圧−透過率特性と色度変化の軌跡の双方を比較
したところ、液晶層２０の屈折率異方性と層厚との積Δ
ｎ・ｄと、第１の補償層２５のΔｎF ・ｄF と、第２の
補償層２６のΔｎ F2・ｄF2とが概ね次式のような関係を
満たす場合に、斜め視野での色度変化が良好に抑制さ
れ、なおかつ、黒表示時の光の抜けがないことがわかっ
た。
【００６２】Δｎ・ｄ：ΔｎF ・ｄF ：ΔｎF2・ｄF2≒
１：０．５：０．２５ この式を満足するΔｎF2・ｄF2の値よりもΔｎF2・ｄF2
の値を小さめにすると、色度変化の抑制の効果が向上
し、逆に大きめにすると、黒表示時の光の抜けの抑制の
効果が向上した。 （実施例５）本実施例においては、実施例３に係る液晶
表示装置における第１の補償層２５と第２の補償層２６
に代えて一つの補償層のみを用いた液晶表示装置につい
てシミュレーションにより評価を行った。この補償層は
２軸性の複屈折媒体からなり、第１の補償層２５と第２
の補償層２６との両方の作用を奏し得るものである。本
実施例に係る液晶表示装置の構成は、図１に示した第１
の実施形態に係る液晶表示装置の構成と同様である。
１：０．５：０．２５ この式を満足するΔｎF2・ｄF2の値よりもΔｎF2・ｄF2
の値を小さめにすると、色度変化の抑制の効果が向上
し、逆に大きめにすると、黒表示時の光の抜けの抑制の
効果が向上した。 （実施例５）本実施例においては、実施例３に係る液晶
表示装置における第１の補償層２５と第２の補償層２６
に代えて一つの補償層のみを用いた液晶表示装置につい
てシミュレーションにより評価を行った。この補償層は
２軸性の複屈折媒体からなり、第１の補償層２５と第２
の補償層２６との両方の作用を奏し得るものである。本
実施例に係る液晶表示装置の構成は、図１に示した第１
の実施形態に係る液晶表示装置の構成と同様である。
【００６３】液晶層２０の屈折率異方性Δｎは０．０６
７であり、屈折率異方性Δｎと層厚ｄとの積Δｎ・ｄは
３０２ｎｍである。２軸性の複屈折媒体である補償層の
主屈折率はｎｚF ＝１．５１２０７、ｎｓF ＝１．５１
１４０、ｎｆF ＝１．５１０７３であり、層厚は１００
μｍである。主屈折率ｎｓに対応する光軸が液晶層２０
の初期配向方位に直交するように配置した。
７であり、屈折率異方性Δｎと層厚ｄとの積Δｎ・ｄは
３０２ｎｍである。２軸性の複屈折媒体である補償層の
主屈折率はｎｚF ＝１．５１２０７、ｎｓF ＝１．５１
１４０、ｎｆF ＝１．５１０７３であり、層厚は１００
μｍである。主屈折率ｎｓに対応する光軸が液晶層２０
の初期配向方位に直交するように配置した。
【００６４】図１６は、本実施例に係る液晶表示装置に
おいて、観察方向の極角を５０度に固定して、観察方向
の方位角を０度から３６０度まで変化させた場合の色度
の変化の軌跡についてのシミュレーション結果を示す図
である。図１６（Ａ）は中間調表示状態についての色度
変化を示し、図１６（Ｂ）は明状態表示時についての色
度変化をす。また、図１７は、本実施例に係る液晶表示
装置において、観察方向を変化させた場合の電圧−透過
率特性の計算結果を示す図である。
おいて、観察方向の極角を５０度に固定して、観察方向
の方位角を０度から３６０度まで変化させた場合の色度
の変化の軌跡についてのシミュレーション結果を示す図
である。図１６（Ａ）は中間調表示状態についての色度
変化を示し、図１６（Ｂ）は明状態表示時についての色
度変化をす。また、図１７は、本実施例に係る液晶表示
装置において、観察方向を変化させた場合の電圧−透過
率特性の計算結果を示す図である。
【００６５】本実施例に係る液晶表示装置によっても、
視角変化による色つきを抑制することができるととも
に、黒表示時（０−２V ）における光の抜けは見られな
い。 （実施例６）本実施例においては、本発明に係る横電界
方式の液晶表示装置の実際の構成例を説明する。
視角変化による色つきを抑制することができるととも
に、黒表示時（０−２V ）における光の抜けは見られな
い。 （実施例６）本実施例においては、本発明に係る横電界
方式の液晶表示装置の実際の構成例を説明する。
【００６６】本実施例の横電界方式の液晶表示装置は、
図１９に示した従来の横電界方式の液晶表示装置と同様
に、一対のガラス基板１１，１２と、一対のガラス基板
１１，１２の間に挟持された液晶層２０と、一方のガラ
ス基板１１上に形成された櫛歯電極７０とからなる。櫛
歯電極７０は、相互に交合して配置されている櫛状の複
数の歯を備えている。
図１９に示した従来の横電界方式の液晶表示装置と同様
に、一対のガラス基板１１，１２と、一対のガラス基板
１１，１２の間に挟持された液晶層２０と、一方のガラ
ス基板１１上に形成された櫛歯電極７０とからなる。櫛
歯電極７０は、相互に交合して配置されている櫛状の複
数の歯を備えている。
【００６７】液晶層２０の液晶分子２１の初期配向方位
φＬＣ０は７５度、両基板１１，１２の外側に設けられ
た偏光板１５，１６（図１参照）の透過軸の方位φＰ、
φＡはそれぞれ７５度、−１５度である。液晶層２０の
屈折率異方性Δｎは０．０６７、屈折率異方性と層厚の
積Δｎ・ｄは３０２ｎｍとした。櫛歯電極７０の櫛の歯
の部分の幅は３μｍ、隣接する櫛の間の間隔は１０μｍ
とした。
φＬＣ０は７５度、両基板１１，１２の外側に設けられ
た偏光板１５，１６（図１参照）の透過軸の方位φＰ、
φＡはそれぞれ７５度、−１５度である。液晶層２０の
屈折率異方性Δｎは０．０６７、屈折率異方性と層厚の
積Δｎ・ｄは３０２ｎｍとした。櫛歯電極７０の櫛の歯
の部分の幅は３μｍ、隣接する櫛の間の間隔は１０μｍ
とした。
【００６８】本実施例に係る液晶表示装置は、さらに、
補償層２５を有する。補償層２５は実施例５のシミュレ
ーションに用いたものと同じ特性のものを用いた。すな
わち、補償層２５は２軸性の複屈折媒体であり、主屈折
率はｎｚF ＝１．５１２０７、ｎｓF ＝１．５１１４
０、ｎｆF ＝１．５１０７３であり、層厚は１００μｍ
である。補償層２５は、上側の基板１２と、その外側に
配置された偏光板１６との間において、主屈折率ｎｓに
対応する光軸の方位が−１５度になるように配置した。
補償層２５を有する。補償層２５は実施例５のシミュレ
ーションに用いたものと同じ特性のものを用いた。すな
わち、補償層２５は２軸性の複屈折媒体であり、主屈折
率はｎｚF ＝１．５１２０７、ｎｓF ＝１．５１１４
０、ｎｆF ＝１．５１０７３であり、層厚は１００μｍ
である。補償層２５は、上側の基板１２と、その外側に
配置された偏光板１６との間において、主屈折率ｎｓに
対応する光軸の方位が−１５度になるように配置した。
【００６９】以上のような構成を有する本実施例に係る
横電界方式の液晶表示装置においては、黒表示時には斜
め視野でも光の抜けが無く、中間調状態および白表示状
態では色付きが抑制されていることが実際に確認され
た。 （実施例７）本実施例においては、本発明に係る液晶表
示装置をアクティブマトリックス型の液晶表示装置に適
用した。本実施例に係るアクティブマトリックス型液晶
表示装置を図１８に示す。
横電界方式の液晶表示装置においては、黒表示時には斜
め視野でも光の抜けが無く、中間調状態および白表示状
態では色付きが抑制されていることが実際に確認され
た。 （実施例７）本実施例においては、本発明に係る液晶表
示装置をアクティブマトリックス型の液晶表示装置に適
用した。本実施例に係るアクティブマトリックス型液晶
表示装置を図１８に示す。
【００７０】下側の基板１１は、その結晶層に接する側
の表面に、薄膜トランジスタ５６、ゲートバスライン５
５、ドレインバスライン５６、共通バスライン７５が形
成されたアクティブマトリックス基板である。各画素に
対応する領域には、薄膜トランジスタ５６のドレイン電
極に接続された画素電極と、共通バスライン７５に接続
された共通電極とで、相互に咬合する櫛歯電極対が形成
されている。
の表面に、薄膜トランジスタ５６、ゲートバスライン５
５、ドレインバスライン５６、共通バスライン７５が形
成されたアクティブマトリックス基板である。各画素に
対応する領域には、薄膜トランジスタ５６のドレイン電
極に接続された画素電極と、共通バスライン７５に接続
された共通電極とで、相互に咬合する櫛歯電極対が形成
されている。
【００７１】上側の基板１２は、その液晶層に対する側
の表面に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色層
と、遮光用のブラックマトリックスとが形成されたカラ
ーフィルター基板である。偏光板１５及び１６、液晶層
２０及び補償層２５の仕様は実施例６に係る液晶表示装
置の場合と同様である。
の表面に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色層
と、遮光用のブラックマトリックスとが形成されたカラ
ーフィルター基板である。偏光板１５及び１６、液晶層
２０及び補償層２５の仕様は実施例６に係る液晶表示装
置の場合と同様である。
【００７２】本実施例の構成によっても、広い視角範囲
において階調の反転が無く、表示の色付きが抑制された
良好な表示を得ることができた。
において階調の反転が無く、表示の色付きが抑制された
良好な表示を得ることができた。
【００７３】
【発明の効果】以上、実施例を用いて説明したように、
本発明に係る横電界方式の液晶表示装置においては、視
角変化による補償層の複屈折量の変化が液晶層の複屈折
率の変化を打ち消す構成となっているため、視角方向の
変化による色付きの少ない、画質の優れた液晶表示装置
を提供することができる。
本発明に係る横電界方式の液晶表示装置においては、視
角変化による補償層の複屈折量の変化が液晶層の複屈折
率の変化を打ち消す構成となっているため、視角方向の
変化による色付きの少ない、画質の優れた液晶表示装置
を提供することができる。
【図１】本発明の第一の実施形態に係る液晶表示装置の
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る液晶表示装置の
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図３】実施例１に係る液晶表示装置の視角による見か
けの複屈折量の変化を説明する図である。
けの複屈折量の変化を説明する図である。
【図４】実施例１に係る液晶表示装置の視角による見か
けの複屈折量の変化を説明する図である。
けの複屈折量の変化を説明する図である。
【図５】実施例１に係る液晶表示装置の視角による見か
けの複屈折量の変化を説明する図である。
けの複屈折量の変化を説明する図である。
【図６】実施例１に係る液晶表示装置の視角による見か
けの複屈折量の変化を説明する図である。
けの複屈折量の変化を説明する図である。
【図７】実施例１に係る液晶表示装置の視角による見か
けの複屈折量の変化を説明する図である。
けの複屈折量の変化を説明する図である。
【図８】実施例１に係る液晶表示装置の視角による見か
けの複屈折量の変化を説明する図である。
けの複屈折量の変化を説明する図である。
【図９】実施例１に係る液晶表示装置の視角による見か
けの複屈折量の変化を説明する図である。
けの複屈折量の変化を説明する図である。
【図１０】実施例１に係る液晶表示装置の視角による見
かけの複屈折量の変化を説明する図である。
かけの複屈折量の変化を説明する図である。
【図１１】液晶層のダイレクタ・プロファイルの電圧に
よる変化を示す図である。
よる変化を示す図である。
【図１２】実施例２に係る液晶表示装置における、観察
方向の変化に伴う色度の変化の軌跡を示す図である。
方向の変化に伴う色度の変化の軌跡を示す図である。
【図１３】実施例２に係る液晶表示装置における、観察
方向の違いによる電圧−透過率特性の変化を示す図であ
る。
方向の違いによる電圧−透過率特性の変化を示す図であ
る。
【図１４】実施例３に係る液晶表示装置における、観察
方向の変化に伴う色度の変化の軌跡を示す図である。
方向の変化に伴う色度の変化の軌跡を示す図である。
【図１５】実施例３に係る液晶表示装置における、観察
方向の違いによる電圧−透過率特性の変化を説明する図
である。
方向の違いによる電圧−透過率特性の変化を説明する図
である。
【図１６】実施例５による液晶表示装置における、観察
方向の変化に伴う色度の変化の軌跡を示す図である。
方向の変化に伴う色度の変化の軌跡を示す図である。
【図１７】実施例５による液晶表示装置における、観察
方向の違いによる電圧−透過率特性の変化を説明する図
である。
方向の違いによる電圧−透過率特性の変化を説明する図
である。
【図１８】実施例７に係る液晶表示装置の概略的な斜視
図である。
図である。
【図１９】従来の横電界方式の液晶表示装置の分解斜視
図である。
図である。
【図２０】従来の横電界方式の液晶表示装置における、
観察方向の違いによる電圧−透過率特性の変化を説明す
る図である。
観察方向の違いによる電圧−透過率特性の変化を説明す
る図である。
【図２１】従来の横電界方式の液晶表示装置における、
観察方向の違いによる明状態表示時の透過光スペクトル
の変化を説明する図である。
観察方向の違いによる明状態表示時の透過光スペクトル
の変化を説明する図である。
【図２２】従来の横電界方式の液晶表示装置における、
観察方向の変化に伴う色度の変化の軌跡を示す図であ
る。
観察方向の変化に伴う色度の変化の軌跡を示す図であ
る。
【図２３】屈折率異方性の視角による変化を説明する図
である。
である。
【図２４】従来の横電界方式の液晶表示装置における、
視角による見かけの複屈折量の変化を説明する図であ
る。
視角による見かけの複屈折量の変化を説明する図であ
る。
【図２５】従来の他の横電界方式の液晶表示装置の分解
斜視図である。
斜視図である。
【図２６】図２５に示した従来の横電界方式の液晶表示
装置における、観察方向の違いによる電圧−透過率特性
の変化を説明する図である。
装置における、観察方向の違いによる電圧−透過率特性
の変化を説明する図である。
【図２７】図２５に示した従来の横電界方式の液晶表示
装置における、観察方向の変化に伴う色度の変化の軌跡
を示す図である。
装置における、観察方向の変化に伴う色度の変化の軌跡
を示す図である。
１１、１２ 基板 １５、１６ 偏光板 ２０ 液晶層 ２１ 液晶分子 ２５ 第１の補償層 ２６ 第２の補償層 ３２ アルミニウム膜 ３３ 透明誘電体膜 ３４ ソース電極 ３５ ドレイン電極 ３６ 櫛歯電極 ３７ 半導体層 ３８ ゲート絶縁膜 ３９ ゲート電極 ４０ 薄膜トランジスタ ４１ カラーフィルター層 ４２ 共通電極 ５４ 薄膜トランジスタ ５５ ゲートバスライン ５６ ドレインバスライン ７０ 電極 ７５ 共通バスライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−328969（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 - 1/13363 G02F 1/1368
Claims (11)
- 【請求項１】 対向して配置されている一対の偏光板
と、 該一対の偏光板の間に配置され、基板面に平行な電界に
より配向方位が変化する液晶層と、 前記一対の偏光板の間に配置され、正の一軸性の光学異
方性を有し、かつ、基板面に垂直な方向に光軸を有して
いる第１の補償層であって、その複屈折量の変化によっ
て、視角変化による前記液晶層の複屈折量の変化を補償
する第１の補償層と、 前記一対の偏光板の間に配置され、正の一軸性の光学異
方性を有している第２の補償層であって、基板面に平行
な方向に、かつ、前記液晶層の初期配向方向に直交する
方向に光軸を有している第２の補償層とからなる横電界
方式の液晶表示装置。 - 【請求項２】 前記第２の補償層の屈折率異方性ΔｎF2
（＝ｎｚF2−ｎｘF2，ｎｙF2）と層厚ｄF2との積ΔｎF2
・ｄF2が、前記液晶層の屈折率異方性Δｎと前記液晶層
の層厚ｄとの積Δｎ・ｄの４分の１であることを特徴と
する請求項１に記載の横電界方式の液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記第１の補償層と前記第２の補償層と
は隣接して配置されていることを特徴とする請求項１又
は２のいずれかに記載の横電界方式の液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記第２の補償層は前記一対の偏光板の
間において複数の層に分割されて配置されていること特
徴とする請求項１に記載の横電界方式の液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記第１の補償層及び前記第２の補償層
のうち少なくとも何れか一方は１枚のフィルムからなる
ものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の横電界方式の液晶表示装置。 - 【請求項６】 前記第１の補償層及び前記第２の補償層
のうち少なくとも何れか一方は複数の膜を積層したフィ
ルムからなるものであることを特徴とする請求項１乃至
３のいずれかに記載の横電界方式の液晶表示装置。 - 【請求項７】 前記第１の補償層及び前記第２の補償層
のうち少なくとも何れか一方は前記一対の偏光板の何れ
か一方と一体的に形成されているものであることを特徴
とする請求項１に記載の横電界方式の液晶表示装置。 - 【請求項８】 前記液晶層の屈折率異方性Δｎと前記液
晶層の層厚ｄとの積Δｎ・ｄと、前記第１の補償層の屈
折率異方性ΔｎF1と層厚ｄF1との積ΔｎF1・ｄF1と、前
記第２の補償層の屈折率異方性ΔｎF2と層厚ｄF2との積
ΔｎF2・ｄF2とが、 Δｎ・ｄ：ΔｎF1・ｄF1：ΔｎF2・ｄF2＝１：０．５：０．２５ （１） の関係を満たすように設定されていることを特徴とする
請求項１に記載の横電界方式の液晶表示装置。 - 【請求項９】前記第２の補償層の屈折率異方性ΔｎF2と
層厚ｄF2との積ΔｎF2・ｄF2が前記（１）式を満足する
値よりも小さな値に設定されていることを特徴とする請
求項１に記載の横電界方式の液晶表示装置。 - 【請求項１０】前記第２の補償層の屈折率異方性ΔｎF2
と層厚ｄF2との積ΔｎF2・ｄF2が前記（１）式を満足す
る値よりも大きな値に設定されていることを特徴とする
請求項１に記載の横電界方式の液晶表示装置。 - 【請求項１１】 対向して配置されている一対の偏光板
と、 該一対の偏光板の間に配置され、基板面に平行な電界に
より配向方位が変化する液晶層と、 二軸性の複屈折媒体からなり、基板面に垂直な方向の主
屈折率（ｎｚF）が基板面に平行な方向の二つの主屈折
率（ｎｓF，ｎｆF）の何れよりも大きい補償層と、から
なる横電界方式の液晶表示装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29285697A JP3204182B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 横電界方式の液晶表示装置 |
| KR1019980044539A KR100307988B1 (ko) | 1997-10-24 | 1998-10-23 | 횡전계구동방식액정표시장치 |
| US09/177,970 US6115095A (en) | 1997-10-24 | 1998-10-26 | In-plane switching type liquid crystal display having a compensation layer with the principal optical axis extending perpendicularly to the substrate |
| TW087117695A TW550419B (en) | 1997-10-24 | 1998-10-26 | In-plane switching type liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29285697A JP3204182B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 横電界方式の液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11133408A JPH11133408A (ja) | 1999-05-21 |
| JP3204182B2 true JP3204182B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=17787264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29285697A Expired - Lifetime JP3204182B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 横電界方式の液晶表示装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6115095A (ja) |
| JP (1) | JP3204182B2 (ja) |
| KR (1) | KR100307988B1 (ja) |
| TW (1) | TW550419B (ja) |
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| KR100773875B1 (ko) * | 2001-02-14 | 2007-11-06 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 횡전계모드 액정 표시장치 |
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