JP3773056B2 - Liquid crystal display - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、液晶表示素子に光学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ものである。   The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device that improves the viewing angle dependency of a display screen by combining an optical retardation plate with a liquid crystal display element.

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。   Conventionally, liquid crystal display devices using nematic liquid crystal display elements have been widely used in numerical segment type display devices such as watches and calculators. Recently, however, they have been used in word processors, notebook personal computers, in-vehicle liquid crystal televisions, and the like. It has come to be used.

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。   The liquid crystal display element generally has a light-transmitting substrate, and electrode lines and the like are formed on the substrate for turning on / off pixels. For example, in an active matrix liquid crystal display device, an active element such as a thin film transistor is formed on the substrate together with the electrode line as switching means for selectively driving a pixel electrode that applies a voltage to the liquid crystal. Further, in a liquid crystal display device that performs color display, color filter layers such as red, green, and blue are provided on a substrate.

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。   As a liquid crystal display method used for the liquid crystal display element as described above, a different method is appropriately selected according to the twist angle of the liquid crystal. For example, an active drive type twisted nematic liquid crystal display system (hereinafter referred to as TN system) and a multiplex drive type super twisted nematic liquid crystal display system (hereinafter referred to as STN system) are well known.

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。   In the TN system, nematic liquid crystal molecules are aligned in a 90 ° twisted state, and display is performed by guiding light along the twisted direction. The STN method utilizes the fact that the transmittance near the threshold value of the liquid crystal applied voltage changes sharply by expanding the twist angle of nematic liquid crystal molecules to 90 ° or more.

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。   Since the STN method uses the birefringence effect of liquid crystal, a specific color is added to the background of the display screen due to color interference. In order to eliminate such inconvenience and perform monochrome display by the STN method, it is considered effective to use an optical compensator. As a display method using an optical compensator, a double super twist nematic phase compensation method (hereinafter referred to as a DSTN method) and a film type phase compensation method (hereinafter referred to as a film addition type) in which a film having optical anisotropy is arranged. (Referred to as a method).

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。   The DSTN system uses a two-layer structure having a display liquid crystal cell and a liquid crystal cell that is twisted and aligned with a twist angle opposite to that of the display liquid crystal cell. The film addition type system uses a structure in which a film having optical anisotropy is arranged. From the viewpoints of light weight and low cost, the film addition type is considered to be promising. Since the monochrome display characteristics are improved by adopting such a phase compensation method, a color STN liquid crystal display device in which a color filter layer is provided in an STN display device to enable color display is realized.

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。   On the other hand, the TN system is roughly classified into a normally black system and a normally white system. In the normally black method, a pair of polarizing plates are arranged so that their polarization directions are parallel to each other, and black is displayed in a state where no on-voltage is applied to the liquid crystal layer (off state). In the normally white system, a pair of polarizing plates are arranged so that their polarization directions are orthogonal to each other, and white is displayed in an off state. From the viewpoint of display contrast, color reproducibility, display viewing angle dependency, and the like, the normally white method is effective.

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。   In the above TN liquid crystal display device, the liquid crystal molecules have a refractive index anisotropy Δn, and the liquid crystal molecules are inclined with respect to the upper and lower substrates. There is a problem in that the contrast of the display image changes depending on the viewing direction and angle of the viewer, and the viewing angle dependency increases.

図11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。この状態は中間の色調(以下、中間調と称する)を表示するための電圧が印加され、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。   FIG. 11 schematically shows a cross-sectional structure of the TN liquid crystal display element 31. This state shows a case where a voltage for displaying an intermediate color tone (hereinafter referred to as an intermediate tone) is applied and the liquid crystal molecules 32 are slightly raised. In this TN liquid crystal display element 31, the linearly polarized light 35 that passes through the normal direction of the surfaces of the pair of substrates 33 and 34, and the linearly polarized light 36 and 37 that passes through the normal direction with an inclination are liquid crystal molecules 32. The angle at which they intersect is different. Since the liquid crystal molecules 32 have a refractive index anisotropy Δn, normal light and extraordinary light are generated when the linearly polarized light 35, 36, and 37 in each direction passes through the liquid crystal molecules 32. It is converted into elliptically polarized light, which becomes a source of viewing angle dependency.

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33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°捻じれている状態にある。   Further, inside the actual liquid crystal layer, the liquid crystal molecules 32 have different tilt angles between the vicinity of the intermediate portion between the substrate 33 and the substrate 34 and the vicinity of the substrate 33 or the substrate 34, and the liquid crystal molecules 32 have the normal direction as an axis. The molecule 32 is twisted by 90 °.

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。   As described above, the linearly polarized light 35, 36, and 37 passing through the liquid crystal layer is subjected to various birefringence effects depending on the direction and angle thereof, and exhibits complicated viewing angle dependency.

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。   As the above viewing angle dependency, specifically, when the viewing angle is tilted from the normal direction of the display screen to the normal viewing angle direction which is the downward direction of the display surface, the display image is colored at a certain angle or more (hereinafter referred to as the viewing angle dependency). A phenomenon called “coloring phenomenon” and a phenomenon in which black and white are reversed (hereinafter referred to as “inversion phenomenon”). Further, when the viewing angle is tilted in the anti-viewing angle direction, which is the upper direction of the display screen, the contrast rapidly decreases.

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。   In addition, the liquid crystal display device has a problem that the viewing angle becomes narrower as the display screen becomes larger. When a large liquid crystal display screen is viewed from the front direction at a short distance, the colors displayed on the upper and lower portions of the display screen may differ due to the effect of viewing angle dependency. This is because the prospective angle for viewing the entire display screen is large, which is the same as viewing the display screen from a more oblique direction.

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光学位相差板(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55−600号公報、特開昭56−97318号公報等参照)。   In order to improve such viewing angle dependency, it has been proposed to insert an optical retardation plate (retardation film) as an optical element having optical anisotropy between the liquid crystal display element and one polarizing plate. (See, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 55-600 and 56-97318).

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光学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。   This method is an optical retardation plate in which light that has been converted from linearly polarized light to elliptically polarized light because it has passed through liquid crystal molecules having refractive index anisotropy is interposed on one or both sides of a liquid crystal layer having refractive index anisotropy. By passing the light, the phase difference change between normal light and abnormal light generated at the viewing angle is compensated and re-converted into linearly polarized light, and the viewing angle dependency can be improved.

このような光学位相差板として、屈折率楕円体の1つの主屈折率方向を光学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、この光学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。   As such an optical phase difference plate, one in which one main refractive index direction of the refractive index ellipsoid is parallel to the normal direction of the surface of the optical phase difference plate is described in, for example, JP-A-5-313159. ing. However, even if this optical retardation plate is used, there is a limit in improving the reversal phenomenon in the normal viewing angle direction.

また、反転現象を解消するために、例えば、特開昭57−186735号公報には、各表示パターン(画素)を複数に区分し、区分されたそれぞれの部分が独立した視角特性を有するように配向制御を施す、いわゆる画素分割法が開示されている。この方法によれば、それぞれの区分において、液晶分子が互いに異なる方向に立ち上がるので、視角依存性を解消することができる。しかしながら、上下方向に視角を傾けたときにコントラストが低下するという問題は解消されない。   In order to eliminate the inversion phenomenon, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-186735, each display pattern (pixel) is divided into a plurality of parts so that each divided part has independent viewing angle characteristics. A so-called pixel division method for performing orientation control is disclosed. According to this method, since the liquid crystal molecules rise in different directions in each section, the viewing angle dependency can be eliminated. However, the problem that the contrast is lowered when the viewing angle is tilted in the vertical direction cannot be solved.

また、特開平6−118406号公報及び特開平6−194645号公報には、上記の画素分割法に光学位相差板を組み合わせる技術が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-118406 and 6-194645 disclose a technique for combining an optical phase difference plate with the above pixel division method.

特開平6−118406号公報に開示されている液晶表示装置は、液晶パネルと偏光板との間に光学異方性フィルム(光学位相差板)が挿入されることにより、コントラストの向上などが図られている。特開平6−194645号公報に開示されている補償板(光学位相差板)は、補償板面に平行な方向の面内の屈折率がほぼなく、かつ補償板面に垂直な方向の屈折率が面内の屈折率より小さくなるように設定されていることにより、負の屈折率を有する。このため、電圧が印加されたときに、液晶表示素子に生じる正の屈折率を補償して、視角依存性を低減させることができる。   In the liquid crystal display device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-118406, an optical anisotropic film (optical retardation plate) is inserted between the liquid crystal panel and the polarizing plate, thereby improving the contrast. It has been. The compensation plate (optical retardation plate) disclosed in JP-A-6-194645 has almost no in-plane refractive index in a direction parallel to the compensation plate surface, and a refractive index in a direction perpendicular to the compensation plate surface. Is set to be smaller than the in-plane refractive index, thereby having a negative refractive index. For this reason, when a voltage is applied, the positive refractive index generated in the liquid crystal display element can be compensated, and the viewing angle dependency can be reduced.

しかしながら、画素分割法にこの光学位相差板を用いても、視角を傾けたときに斜め45°方向で着色現象が発生したり、上下方向のコントラストの低下を均一に抑制することが難しい。   However, even when this optical phase difference plate is used for the pixel division method, it is difficult to cause a coloring phenomenon in an oblique 45 ° direction when the viewing angle is tilted or to uniformly suppress a decrease in contrast in the vertical direction.

したがって、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である屈折率楕円体が傾斜していない光学位相差板を用いて視角に依存して生じるコントラスト変化、着色現象、反転現象を改善するには限界がある。   Therefore, one main refractive index direction of the refractive index ellipsoid is generated depending on the viewing angle by using an optical phase difference plate in which the refractive index ellipsoid parallel to the normal direction of the phase difference plate surface is not inclined. There is a limit to improving contrast change, coloring phenomenon, and inversion phenomenon.

そこで、特開平6−75116号公報には、光学位相差板として、屈折率楕円体の主屈折率方向が光学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、光学位相差板として次の2種類のものを用いている。   Japanese Patent Laid-Open No. 6-75116 discloses a method using an optical phase difference plate in which the main refractive index direction of the refractive index ellipsoid is inclined with respect to the normal direction of the surface of the optical phase difference plate. Proposed. In this method, the following two types of optical retardation plates are used.

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光学位相差板の表面に対してθの角度で傾斜し、他方の方向も光学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°を満たしている光学位相差板である。   One of the three main refractive indexes of the refractive index ellipsoid is that the direction of the minimum main refractive index is parallel to the surface, and one of the remaining two main refractive indexes is the optical retardation plate. It is inclined at an angle of θ with respect to the surface, and the other direction is similarly inclined at an angle of θ with respect to the normal direction of the surface of the optical phase difference plate. The value of θ is 20 ° ≦ θ ≦ 70 °. Is an optical retardation plate satisfying the above.

もう一つは、屈折率楕円体の3つの主屈折率na 、nb 、nc がna =nc >nb という関係を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率na またはnc 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光学位相差板である。 The other is that the three main refractive indexes n a , n b and n c of the refractive index ellipsoid have a relationship of n a = n c > n b , and the main refractive index n a or n c in the surface is as the axial direction, and a direction parallel principal refractive index n b in the direction normal to the surface, the direction of the principal refractive index n a or n c in the surface is inclined clockwise or counterclockwise, It is an optical phase difference plate with an inclined refractive index ellipsoid.

上記の2種類の光学位相差板について、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、後者は光学位相差板を1枚のみ用いるだけでなく、該光学位相差板を2枚組み合わせ、各々の主屈折率nb 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。 As for the above-described two types of optical retardation plates, the former can be uniaxial and biaxial. Moreover, those latter to use not only only one optical phase difference plate, a combination of two sheets of light degree retardation plate, each of the inclination direction of the principal refractive index n b is set at an angle of 90 ° to each other Can be used.

このような光学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。   In a liquid crystal display device configured by interposing at least one optical retardation plate between a liquid crystal display element and a polarizing plate, contrast change, coloring phenomenon, and inversion that occur depending on the viewing angle of a display image The phenomenon can be improved to some extent.

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る状況下において、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号公報で示された光学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。   However, under the circumstances where today's liquid crystal display device with a wider viewing angle and higher display quality is desired, further improvement in viewing angle dependency is demanded, and the optical position disclosed in the above-mentioned JP-A-6-75116 is required. The use of a phase difference plate is not always sufficient, and there is still room for improvement.

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、上記の光学位相差板による補償効果に加えて視角依存性をさらに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。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to further improve the viewing angle dependency in addition to the compensation effect by the optical retardation plate, and particularly to effectively improve the coloring phenomenon. There is.

本発明の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、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ほぼ90°捻じれ配向した液晶層が封入されてなる液晶表示素子と、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枚介在された光学位相差板であって、屈折率楕円体の3つの主屈折率na 、nb 、nc を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率nc またはna 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光学位相差板、或いは、屈折率楕円体の3つの主屈折率na 、nb 、nc を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率nc またはna 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おり、光学位相差板の厚さをdとして、第1のリタデーション値(nc −na )×dがほぼ0nmであり、第2のリタデーション値(nc −nb )×dが80nm〜250nmの範囲内に設定された光学位相差板とを備えると共に、以下の点を特徴としている。 In order to achieve the object of the present invention, the liquid crystal display device according to the present invention is twisted and aligned by approximately 90 ° between a pair of translucent substrates each having a transparent electrode layer and an alignment film formed on opposite surfaces. A liquid crystal display element in which a liquid crystal layer is enclosed, a pair of polarizers disposed on both sides of the liquid crystal display element, and an optical retardation plate interposed between at least one liquid crystal display element and the polarizer a is, three principal refractive index n a of the refractive index ellipsoid, n b, has a n c, the direction of the principal refractive index n a or n c in the surface as an axis, parallel to the direction normal to the surface the direction of a principal refractive index n b, by the direction of the principal refractive index n c or n a in the surface is inclined clockwise or counterclockwise, the optical position of the refractive index ellipsoid is inclined retardation plate, or a three principal refractive index n a of the refractive index ellipsoid, n b, and n c, the surface The direction of the principal refractive index n a or n c of the inner as an axis and a direction parallel principal refractive index n b in the direction normal to the surface, the direction of the principal refractive index n c or n a watch in the surface around or by tilting counterclockwise, and the refractive index ellipsoid is inclined, the thickness of the optical retardation plate as d, a first retardation value (n c -n a) × d approximately 0nm And the second retardation value (n c −n b ) × d includes an optical phase difference plate set within a range of 80 nm to 250 nm, and is characterized by the following points.

第1の液晶表示装置では、上記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ΔnL (450)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnL (550)の比であるΔnL (450)/ΔnL (550)と、上記光学位相差板の波長450nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (450)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (550)の比であるΔnF (450)/ΔnF (550)とが、 In the first liquid crystal display device, the liquid crystal material in the liquid crystal layer has a refractive index anisotropy Δn L (450) for light having a wavelength of 450 nm and a refractive index anisotropy Δn L (550) for light having a wavelength of 550 nm. there Δn L (450) / Δn L (550), the refractive index anisotropy [Delta] n F (550 with respect to light having a wavelength of 450nm of the optical retardation plate anisotropy [Delta] n F and (450) of wavelength 550nm to light ) Δn F (450) / Δn F (550)

Figure 0003773056
Figure 0003773056

の関係を満たすように設定されている。 It is set to satisfy the relationship.

第2の液晶表示装置では、上記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ΔnL (650)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnL (550)の比であるΔnL (650)/ΔnL (550)と、上記光学位相差板の波長650nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (650)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (550)の比であるΔnF (650)/ΔnF (550)とが、 In the second liquid crystal display device, the ratio of the refractive index anisotropy Δn L (650) with respect to light having a wavelength of 650 nm and the refractive index anisotropy Δn L (550) with respect to light having a wavelength of 550 nm of the liquid crystal material in the liquid crystal layer. there Δn L (650) / Δn L (550), the refractive index anisotropy [Delta] n F (550 with respect to light having a wavelength of 650nm of the optical retardation plate anisotropy [Delta] n F and (650) of wavelength 550nm to light ) Δn F (650) / Δn F (550)

Figure 0003773056
Figure 0003773056

の関係を満たすように設定されている。 It is set to satisfy the relationship.

上記構成によれば、屈折率楕円体の3つの主屈折率na 、nb 、nc を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率nc またはna 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光学位相差板、或いは、屈折率楕円体の3つの主屈折率na 、nb 、nc を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率nc またはna 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おり、光学位相差板の厚さをdとして、第1のリタデーション値(nc −na )×dがほぼ0nmであり、第2のリタデーション値(nc −nb )×dが80nm〜250nmの範囲内に設定された光学位相差板が液晶層と偏光子との間に介在されているので、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、視角に応じて生ずる正常光と異常光との位相差変化がこの光学位相差板によって補償される。 According to the above configuration, the three principal refractive index n a of the refractive index ellipsoid, n b, has a n c, the direction of the principal refractive index n a or n c in the surfaces as the axis, the normal direction of the surface the direction of the principal refractive index n b parallel to the direction of the principal refractive index n c or n a in surface by inclined clockwise or counterclockwise, the refractive index ellipsoid is inclined optical retardation plate, or three principal refractive index n a of the refractive index ellipsoid, n b, has a n c, the direction of the principal refractive index n a or n c in the surface as an axis normal to the surface the direction of the principal refractive index n b parallel to the direction, by which the direction of the principal refractive index n c or n a in the surface is inclined clockwise or counter-clockwise, and the refractive index ellipsoid is inclined cage, the thickness of the optical retardation plate as d, a first retardation value (n c -n a) a × d is approximately 0 nm, the second Rita Since Shon value (n c -n b) × d is an optical retardation plate is set within a range of 80nm~250nm is interposed between the polarizer and the liquid crystal layer, the linearly polarized light having birefringence When normal light and extraordinary light are generated through the liquid crystal layer and are converted into elliptically polarized light according to their phase difference, the phase difference change between normal light and extraordinary light that occurs according to the viewing angle is caused by this optical Compensated by the phase difference plate.

しかしながら、このような補償機能によっても、さらなる視角依存性の改善が要求されるなかでは必ずしも充分であるとは言えず、本願発明者らは、さらなる研究を重ねた結果、上記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と、上記光学位相差板の屈折率異方性Δnの光の波長に対する変化との変化度合が、視角に依存した液晶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。   However, even with such a compensation function, it cannot always be said that further improvement in viewing angle dependency is required. As a result of further research, the inventors of the present application have found that the liquid crystal material in the liquid crystal layer The degree of change between the change in refractive index anisotropy Δn with respect to the wavelength of light and the change in refractive index anisotropy Δn of the optical phase difference plate with respect to the wavelength of light affects the coloring of the liquid crystal screen depending on the viewing angle. As a result, the present invention has been completed.

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を、上記第1、第2の液晶表示装置において記載した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50°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、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。   The change in the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal material in the liquid crystal layer with respect to the wavelength of the light is set in any of the ranges described in the first and second liquid crystal display devices, so that it is required in a normal liquid crystal display device. At a viewing angle of 50 °, although there is some coloration, it can be sufficiently used from any direction, and the coloration of the screen can be further prevented. In contrast, the contrast change and the reversal phenomenon can be improved as compared with the case of only the compensation function of the retardation plate.

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。   In a liquid crystal display device having a wider viewing angle such as a viewing angle of 70 °, the range of change of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal material with respect to the wavelength of light is preferably set to the following range.

即ち、   That is,

Figure 0003773056
Figure 0003773056

の関係を満たすように設定する。 Set to satisfy the relationship.

または、   Or

Figure 0003773056
Figure 0003773056

の関係を満たすように設定する。 Set to satisfy the relationship.

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。   By setting to any one of these ranges, even when viewed from all directions at a viewing angle of 70 ° required for a liquid crystal display device with a wide viewing angle, there can be no coloring phenomenon at all.

また、上記した本発明の各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。   In each liquid crystal display device of the present invention described above, the refractive index anisotropy Δn (550) of the liquid crystal material in the liquid crystal layer with respect to light having a wavelength of 550 nm is set in a range larger than 0.060 and smaller than 0.120. It is preferable to do.

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。   This is because, when the refractive index anisotropy Δn (550) of the liquid crystal material with respect to light having a wavelength of 550 nm, which is the central region of the visible light region, is 0.060 or less or 0.120 or more, depending on the viewing angle direction, the inversion phenomenon or contrast ratio This is because it has been confirmed that a decrease in the occurrence of this occurs. Therefore, by setting the refractive index anisotropy Δn (550) for light having a wavelength of 550 nm of the liquid crystal material in a range larger than 0.060 and smaller than 0.120, a phase difference corresponding to a viewing angle generated in the liquid crystal display element is obtained. Since it can be eliminated, not only the coloring phenomenon that occurs depending on the viewing angle, but also the contrast change, the left-right reversal phenomenon, etc. can be further improved in the liquid crystal screen.

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を確実に改善することができる。   In this case, the viewing angle generated in the liquid crystal display element is further set by setting the refractive index anisotropy Δn (550) of the liquid crystal material in the liquid crystal layer to light having a wavelength of 550 nm in the range of 0.070 to 0.095. Since the phase difference corresponding to the above can be more effectively eliminated, it is possible to surely improve the contrast change and the left-right reversal phenomenon in the liquid crystal display image.

また、上記した本発明の各液晶表示装置においては、全ての光学位相差板において、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。   In each liquid crystal display device of the present invention described above, it is preferable that the inclination angle of the refractive index ellipsoid is set between 15 ° and 75 ° in all the optical retardation plates.

このように、液晶表示装置に介在される全ての光学位相差板において、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光学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。   Thus, in all the optical phase difference plates interposed in the liquid crystal display device, the inclination angle of the refractive index ellipsoid is set between 15 ° and 75 °, so that the optical phase difference provided by the present invention described above is provided. The compensation function of the phase difference by the plate can be obtained with certainty.

本発明の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、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ほぼ90°捻じれ配向した液晶層が封入されてなる液晶表示素子と、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枚介在された光学位相差板であって、屈折率楕円体の3つの主屈折率na 、nb 、nc を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率nc またはna 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光学位相差板、或いは、屈折率楕円体の3つの主屈折率na 、nb 、nc を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率nc またはna 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おり、光学位相差板の厚さをdとして、第1のリタデーション値(nc −na )×dがほぼ0nmであり、第2のリタデーション値(nc −nb )×dが80nm〜250nmの範囲内に設定された光学位相差板とを備えると共に、以下の点を特徴としている。 In order to achieve the object of the present invention, the liquid crystal display device according to the present invention is twisted and aligned by approximately 90 ° between a pair of translucent substrates each having a transparent electrode layer and an alignment film formed on opposite surfaces. A liquid crystal display element in which a liquid crystal layer is enclosed, a pair of polarizers disposed on both sides of the liquid crystal display element, and an optical retardation plate interposed between at least one liquid crystal display element and the polarizer a is, three principal refractive index n a of the refractive index ellipsoid, n b, has a n c, the direction of the principal refractive index n a or n c in the surface as an axis, parallel to the direction normal to the surface the direction of a principal refractive index n b, by the direction of the principal refractive index n c or n a in the surface is inclined clockwise or counterclockwise, the optical position of the refractive index ellipsoid is inclined retardation plate, or a three principal refractive index n a of the refractive index ellipsoid, n b, and n c, the surface The direction of the principal refractive index n a or n c of the inner as an axis and a direction parallel principal refractive index n b in the direction normal to the surface, the direction of the principal refractive index n c or n a watch in the surface around or by tilting counterclockwise, and the refractive index ellipsoid is inclined, the thickness of the optical retardation plate as d, a first retardation value (n c -n a) × d approximately 0nm And the second retardation value (n c −n b ) × d includes an optical phase difference plate set within a range of 80 nm to 250 nm, and is characterized by the following points.

第1の液晶表示装置では、上記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ΔnL (450)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnL (550)の比であるΔnL (450)/ΔnL (550)と、上記光学位相差板の波長450nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (450)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (550)の比であるΔnF (450)/ΔnF (550)とが、 In the first liquid crystal display device, the liquid crystal material in the liquid crystal layer has a refractive index anisotropy Δn L (450) for light having a wavelength of 450 nm and a refractive index anisotropy Δn L (550) for light having a wavelength of 550 nm. there Δn L (450) / Δn L (550), the refractive index anisotropy [Delta] n F (550 with respect to light having a wavelength of 450nm of the optical retardation plate anisotropy [Delta] n F and (450) of wavelength 550nm to light ) Δn F (450) / Δn F (550)

Figure 0003773056
Figure 0003773056

の関係を満たすように設定されている。 It is set to satisfy the relationship.

第2の液晶表示装置では、上記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ΔnL (650)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnL (550)の比であるΔnL (650)/ΔnL (550)と、上記光学位相差板の波長650nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (650)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (550)の比であるΔnF (650)/ΔnF (550)とが、 In the second liquid crystal display device, the ratio of the refractive index anisotropy Δn L (650) with respect to light having a wavelength of 650 nm and the refractive index anisotropy Δn L (550) with respect to light having a wavelength of 550 nm of the liquid crystal material in the liquid crystal layer. there Δn L (650) / Δn L (550), the refractive index anisotropy [Delta] n F (550 with respect to light having a wavelength of 650nm of the optical retardation plate anisotropy [Delta] n F and (650) of wavelength 550nm to light ) Δn F (650) / Δn F (550)

Figure 0003773056
Figure 0003773056

の関係を満たすように設定されている。 It is set to satisfy the relationship.

これにより、本発明に係る第1、第2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より一層防止することができるので、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。   As a result, in the first and second liquid crystal display devices according to the present invention, the change in the phase difference of the liquid crystal display element is further improved as compared with the case of only the compensation function by the phase difference plate, and the coloration of the liquid crystal screen particularly depending on the viewing angle. Since the phenomenon can be further prevented, a liquid crystal display device including such a retardation plate and a liquid crystal display element can prevent a reversal phenomenon, a decrease in contrast ratio in the counter viewing angle direction, and a coloring phenomenon.

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。   Therefore, the above configuration has an effect that the quality of the display image of the liquid crystal display device is remarkably improved because the contrast ratio in the monochrome display is not influenced by the viewing angle direction of the viewer.

本発明の実施の一形態について図1ないし図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

まず、本発明の実施の形態を説明する前に、参考例の液晶表示装置について説明する。この液晶表示装置は、図1に示すように、液晶表示素子1と、一対の光学位相差板2・3と、一対の偏光板(偏光子)4・5とを備えている。   First, before describing an embodiment of the present invention, a liquid crystal display device of a reference example will be described. As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device includes a liquid crystal display element 1, a pair of optical retardation plates 2 and 3, and a pair of polarizing plates (polarizers) 4 and 5.

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。   The liquid crystal display element 1 has a structure in which a liquid crystal layer 8 is sandwiched between electrode substrates 6 and 7 arranged to face each other. In the electrode substrate 6, a transparent electrode 10 made of ITO (indium tin oxide) is formed on the surface of the glass substrate 9 (translucent substrate) 9 on the liquid crystal layer 8 side, and an alignment film 11 is formed thereon. ing. In the electrode substrate 7, a transparent electrode 13 made of ITO is formed on the surface of the glass substrate (translucent substrate) 12 serving as a base on the liquid crystal layer 8 side, and an alignment film 14 is formed thereon.

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う画素に相当し、これらの画素は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。   For simplification, FIG. 1 shows a configuration for two pixels. In the entire liquid crystal display element 1, the strip-shaped transparent electrodes 10 and 13 having a predetermined width are spaced apart from each other by a predetermined interval on the glass substrates 9 and 12. The glass substrates 9 and 12 are formed so as to be orthogonal to each other when viewed from the direction perpendicular to the substrate surface. A portion where the transparent electrodes 10 and 13 intersect corresponds to a pixel for display, and these pixels are arranged in a matrix in the entire liquid crystal display device.

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。液晶層8には、透明電極10・13を介して、駆動回路(電圧印加手段)17より表示データに基づいた電圧が印加される。   The electrode substrates 6 and 7 are bonded together with a seal resin 15, and a liquid crystal layer 8 is sealed in a space formed by the electrode substrates 6 and 7 and the seal resin 15. A voltage based on display data is applied to the liquid crystal layer 8 from the drive circuit (voltage applying means) 17 through the transparent electrodes 10 and 13.

尚、詳細については後述するが、本液晶表示装置においては、光学位相差板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、上記液晶層8のプレティルト角が設定されている。   Although the details will be described later, in the present liquid crystal display device, the pretilt angle of the liquid crystal layer 8 is set so as to achieve a combination having a phase difference compensation function by the optical phase difference plates 2 and 3 and the best characteristics. Has been.

液晶表示装置において、上記の液晶表示素子1に光学位相差板2・3と偏光板4・5とが形成されてなるユニットが液晶セル16である。   In the liquid crystal display device, the liquid crystal cell 16 is a unit in which the optical phase difference plates 2 and 3 and the polarizing plates 4 and 5 are formed on the liquid crystal display element 1.

配向膜11・14は、介在する液晶分子が約90°の捻じれ配向となるように、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。   The alignment films 11 and 14 are preliminarily rubbed so that the intervening liquid crystal molecules are twisted by about 90 °. As shown in FIG. 2, the rubbing direction R1 of the alignment film 11 and the rubbing direction R2 of the alignment film 14 are set in directions orthogonal to each other.

光学位相差板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。光学位相差板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、光学位相差板2・3における後述の屈折率楕円体が、光学位相差板2・3に対して傾斜するように形成される。   The optical phase difference plates 2 and 3 are respectively interposed between the liquid crystal display element 1 and polarizing plates 4 and 5 disposed on both sides thereof. The optical phase difference plates 2 and 3 are formed by tilting or hybridly aligning and crosslinking a discotic liquid crystal on a support made of a transparent organic polymer. Thereby, a later-described refractive index ellipsoid in the optical phase difference plates 2 and 3 is formed to be inclined with respect to the optical phase difference plates 2 and 3.

光学位相差板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(TAC)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(PET)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。   As a support for the optical retardation plates 2 and 3, triacetyl cellulose (TAC), which is generally used for polarizing plates, is suitable because of its high reliability. Other than that, a colorless and transparent organic polymer film excellent in environmental resistance and chemical resistance such as polycarbonate (PC) and polyethylene terephthalate (PET) is suitable.

図3に示すように、光学位相差板2・3は、異なる3方向の主屈折率na ・nb ・nc を有している。主屈折率na 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nb の方向は、光学位相差板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。 As shown in FIG. 3, the optical phase difference plates 2 and 3, has a main refractive index n a · n b · n c of three different directions. Direction of the principal refractive index n a is, y coordinate and direction of each coordinate axis in the orthogonal coordinates xyz is coincident with each other. Direction of the principal refractive index n b is inclined θ in the direction of arrow A with respect to the vertical z axis on a surface corresponding to the screen in the optical phase difference plates 2 and 3 (direction normal to the surface).

光学位相差板2・3は、各主屈折率がna =nc >nb 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、光学位相差板2・3は一軸性を備え、また、屈折率異方性が負になる。光学位相差板2・3の第1のリタデーション値(nc −na )×dは、na =nc であるため、ほぼ0nmである。第2のリタデーション値(nc −nb )×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(nc −nb )×dをこのような範囲内に設定することで、光学位相差板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nc −na およびnc −nb は屈折率異方性Δnを表し、dは光学位相差板2・3の厚みを表している。 The optical phase difference plates 2 and 3 satisfy the relationship that the main refractive indexes are n a = n c > n b . Thereby, since there is only one optical axis, the optical phase difference plates 2 and 3 are uniaxial and the refractive index anisotropy is negative. The first retardation value (n c −n a ) × d of the optical phase difference plates 2 and 3 is approximately 0 nm because n a = n c . The second retardation value (n c −n b ) × d is set to an arbitrary value within the range of 80 nm to 250 nm. By setting the second retardation value (n c −n b ) × d within such a range, the phase difference compensation function by the optical phase difference plates 2 and 3 can be reliably obtained. The above n c -n a and n c -n b represents refractive index anisotropy [Delta] n, d represents the thickness of the optical phase difference plates 2, 3.

また、光学位相差板2・3の主屈折率nb 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、光学位相差板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。 The angle theta of principal refractive index n b of the optical phase difference plates 2 and 3 is inclined, i.e., the inclination angle theta of the refractive index ellipsoid, set to any value within the range of 15 ° ≦ θ ≦ 75 ° Is done. By setting the inclination angle θ within such a range, the compensation function of the phase difference by the optical phase difference plates 2 and 3 can be reliably obtained regardless of the direction of inclination of the refractive index ellipsoid in the counterclockwise direction. be able to.

尚、光学位相差板2・3の配置については、光学位相差板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、光学位相差板2・3を片側に重ねて配置することもできる。さらに、3枚以上の光学位相差板を用いることもできる。   As for the arrangement of the optical retardation plates 2 and 3, even if only one of the optical retardation plates 2 and 3 is arranged on one side, the optical retardation plates 2 and 3 are stacked on one side. It can also be arranged. Further, three or more optical phase difference plates can be used.

そして、図4に示すように、参考例の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・14(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。 As shown in FIG. 4, in the liquid crystal display device of the reference example, the polarizing plates 4 and 5 in the liquid crystal display element 1 have the absorption axes AX 1 and AX 2 of the alignment films 11 and 14 (see FIG. 1). ) In the rubbing directions R 1 and R 2 . In the present liquid crystal display device, since the rubbing directions R 1 and R 2 are orthogonal to each other, the absorption axes AX 1 and AX 2 are also orthogonal to each other.

ここで、図3に示すように、光学位相差板2・3に異方性を与える方向に傾斜する主屈折率nb の方向が光学位相差板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、光学位相差板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、光学位相差板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。 Here, as shown in FIG. 3, a direction in which the direction of the principal refractive index n b is projected on the surface of the optical phase difference plates 2 and 3 which is inclined in a direction to give anisotropy to the optical phase difference plates 2 and 3 Define D. As shown in FIG. 4, the optical phase difference plate 2 is arranged so that the direction D (direction D 1 ) is parallel to the rubbing direction R 1, and the optical phase difference plate 3 has the direction D (direction D 2 ) in the rubbing direction. Arranged so as to be parallel to R 2 .

上記のような光学位相差板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。   With the arrangement of the optical retardation plates 2 and 3 and the polarizing plates 4 and 5 as described above, the present liquid crystal display device performs a so-called normally white display that transmits light and displays a white color when off.

一般に、液晶や光学位相差板(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na ・nc ・nb 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。 Generally, in the optically anisotropic member such as a liquid crystal and an optical phase difference plate (phase difference film), the three-dimensional directions of the anisotropy of the principal refractive index n a · n c · n b as described above with the refractive index ellipsoid expressed. The refractive index anisotropy Δn varies depending on the direction from which this refractive index ellipsoid is observed.

次に、前述した、液晶層8におけるプレティルト角の設定について詳細に説明する。   Next, the setting of the pretilt angle in the liquid crystal layer 8 will be described in detail.

プレティルト角とは、図5に示すように、液晶分子20の長軸と配向膜14(11)とがなす角ψのことであり、配向膜11・14に対するラビングと、液晶材料との組み合わせによって決定されるものである。   As shown in FIG. 5, the pretilt angle is an angle ψ formed by the long axis of the liquid crystal molecules 20 and the alignment film 14 (11). The pretilt angle depends on the combination of the rubbing with respect to the alignment films 11 and 14 and the liquid crystal material. It is to be decided.

前述したように、参考例の液晶表示装置では、光学位相差板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、上記液晶層8のプレティルト角が設定されており、詳細に言えば、このプレティルト角が、液晶の閾値電圧に近い電圧を液晶に印加した中間調表示状態、ここではノーマリホワイト表示であるので白に近い中間調表示状態で、反視角方向の階調反転が発生しない範囲に設定されている。以下、白に近い中間調を白階調と呼ぶ。   As described above, in the liquid crystal display device of the reference example, the pretilt angle of the liquid crystal layer 8 is set so as to achieve a combination having a phase difference compensation function by the optical phase difference plates 2 and 3 and the best characteristics. More specifically, this pretilt angle is a halftone display state in which a voltage close to the threshold voltage of the liquid crystal is applied to the liquid crystal, here a normally white display, so in a halftone display state close to white, The range is set so that gradation inversion does not occur. Hereinafter, a halftone close to white is called a white gradation.

一方、プレティルト角は大きくするほど、白階調時の反視角方向の階調反転が起こらなくなることが実験的に確認されたが、その反面、プレティルト角を大きくし過ぎると、正視角方向での白階調時の輝度の急激な低下が発生することも確認された。つまり、プレティルト角の設定には、白階調時に正視角方向の急激な輝度低下が発生しない範囲とすることも必要となる。   On the other hand, it has been experimentally confirmed that as the pretilt angle increases, gradation inversion in the anti-viewing angle direction during white gradation does not occur, but on the other hand, if the pretilt angle is too large, It was also confirmed that there was a sharp drop in brightness at the time of white gradation. That is, for setting the pretilt angle, it is necessary to set the pretilt angle within a range in which a sharp luminance decrease in the normal viewing angle direction does not occur during white gradation.

具体的には、配向膜11・14及び液晶材料として、プレティルト角が2°より大きく12°未満の範囲となるような配向膜と液晶材料との組み合わせが用いられている。この場合、より好ましくは、プレティルト角が4°以上10°以下の範囲となるような配向膜と液晶材料との組み合わせとすることである。   Specifically, as the alignment films 11 and 14 and the liquid crystal material, a combination of an alignment film and a liquid crystal material having a pretilt angle in the range of more than 2 ° and less than 12 ° is used. In this case, it is more preferable to use a combination of an alignment film and a liquid crystal material so that the pretilt angle is in the range of 4 ° to 10 °.

このようにプレティルト角を2°より大きく12°未満の範囲内に設定することで、通常の液晶表示装置にて要求される視角50°において、問題となるような白階調時の反視角方向の階調反転のない、どの方向から見ても充分に使用に耐え得るものとできる。   In this way, by setting the pretilt angle within the range of more than 2 ° and less than 12 °, the anti-viewing angle direction at the time of white gradation which becomes a problem at a viewing angle of 50 ° required in a normal liquid crystal display device. Therefore, it can be used sufficiently from any direction without gradation inversion.

そして特に、プレティルト角を4°以上10°以下の範囲内に設定することで、視角70°において、白階調時の反視角方向の階調反転の全く無いものとできる。   In particular, by setting the pretilt angle within the range of 4 ° or more and 10 ° or less, there can be no gradation reversal in the counter-viewing angle direction during white gradation at a viewing angle of 70 °.

さらに、参考例の液晶表示装置では、液晶層8における液晶材料として、波長550nm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計されたものが選択されている。この場合、より好ましくは、上記Δn(550)が、0.070以上0.095以下の範囲に設計された液晶材料を用いることである。   Furthermore, in the liquid crystal display device of the reference example, the liquid crystal material in the liquid crystal layer 8 is designed such that the refractive index anisotropy Δn (550) for light with a wavelength of 550 nm is greater than 0.060 and less than 0.120. Is selected. In this case, it is more preferable to use a liquid crystal material designed so that Δn (550) is in a range of 0.070 to 0.095.

これにより、光学位相差板2・3による位相差の補償機能、及びプレティルト角を上記の範囲に設定したことによる補償機能に加えて、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。   As a result, in addition to the compensation function for the phase difference by the optical retardation plates 2 and 3 and the compensation function for setting the pretilt angle within the above range, the contrast ratio in the anti-viewing angle direction is reduced, and the inversion phenomenon in the left-right direction is reduced. Further improvement is possible.

以上のように、参考例の液晶表示装置は、液晶表示素子1と偏光板4・5の間に、屈折率楕円体の3つの主屈折率na 、nb 、nc がna =nc >nb という関係を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率nc またはna 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光学位相差板2・3を備えた構成の液晶表示装置において、液晶層8におけるプレティルト角を、液晶の閾値電圧に近い電圧を液晶に印加した中間調表示状態で、反視角方向の階調反転が発生しない範囲に設定した構成である。 As described above, in the liquid crystal display device of the reference example, the three main refractive indexes n a , n b , and n c of the refractive index ellipsoid are n a = n between the liquid crystal display element 1 and the polarizing plates 4 and 5. have the relationship of c> n b, a direction of the principal refractive index n a or n c in the surface as an axis, the direction of the principal refractive index n b parallel to the direction normal to the surface, the main refractive index in the surface by the direction of n c or n a is inclined around clockwise or counterclockwise, in the liquid crystal display device configured to include an optical phase difference plates 2 and 3 in which the refractive index ellipsoid is inclined, the liquid crystal In this configuration, the pretilt angle in the layer 8 is set in a range in which gradation inversion in the counter viewing angle direction does not occur in a halftone display state in which a voltage close to the threshold voltage of the liquid crystal is applied to the liquid crystal.

これにより、液晶表示素子1に生じる視角に対応する位相差の上記の光学位相差板2・3による補償機能と共に、プレティルト角を上記の範囲に設定したことによる補償機能により、視角に依存した反視角方向の白階調時(ノーマリホワイト表示であるので)に発生する反転現象を特に効果的に改善することが可能であり、同時に、コントラスト変化も改善して、高品質の画像を表示できる。   As a result, the compensation function by the optical retardation plates 2 and 3 for the phase difference corresponding to the viewing angle generated in the liquid crystal display element 1 and the compensation function by setting the pretilt angle in the above range can be used. It is possible to particularly effectively improve the reversal phenomenon that occurs during the white gradation in the viewing angle direction (because of normally white display), and at the same time, the contrast change is also improved and a high-quality image can be displayed. .

しかも、この液晶表示装置では、液晶層8における液晶材料として、波長550nm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計されたものを用いているので、光学位相差板2・3による位相差の補償機能、及びプレティルト角を上記の範囲に設定したことによる補償機能に加えて、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。   Moreover, in this liquid crystal display device, the liquid crystal material in the liquid crystal layer 8 is designed so that the refractive index anisotropy Δn (550) with respect to light having a wavelength of 550 nm is larger than 0.060 and smaller than 0.120. Therefore, in addition to the compensation function for the phase difference by the optical retardation plates 2 and 3 and the compensation function for setting the pretilt angle in the above range, the contrast ratio in the anti-viewing angle direction is reduced, and the reversal phenomenon in the left-right direction is performed. Can be further improved.

なお、ここでは、ノーマリホワイト表示の液晶表示装置を例示して説明したが、ノーマリブラック表示の液晶表示装置においても、光学位相差板2・3による補償効果に合わせて、プレティルト角を液晶の閾値電圧に近い電圧を液晶に印加した中間調表示(黒階調)で反視角方向の階調反転が発生しない範囲に設定し、これによる補償効果を得ることで、上記と同様の効果を得ることができる。   Here, the liquid crystal display device for normally white display has been described as an example. However, in the liquid crystal display device for normally black display, the pretilt angle is adjusted to the liquid crystal display according to the compensation effect by the optical phase difference plates 2 and 3. By setting a range in which gradation inversion in the anti-viewing angle direction does not occur in halftone display (black gradation) when a voltage close to the threshold voltage is applied to the liquid crystal, and obtaining a compensation effect by this, the same effect as described above can be obtained. Obtainable.

また、ここでは、単純マトリクス方式の液晶表示装置について述べたが、本発明は、これ以外に、TFTなどの能動スイッチング素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置についても適用が可能である。   Although a simple matrix liquid crystal display device has been described here, the present invention can also be applied to an active matrix liquid crystal display device using an active switching element such as a TFT.

次に、他の参考例の液晶表示装置について、図1に基づいて説明する。尚、説明の便宜上、前述した参考例(以下、第1の参考例)の液晶表示装置にて示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。   Next, a liquid crystal display device of another reference example will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the liquid crystal display device of the reference example described above (hereinafter referred to as the first reference example) are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. .

ここで説明する第2の参考例の液晶表示装置は、前述した第1の参考例である図1の液晶表示装置とほぼ同様の構成を有している。異なる点は、第1の参考例の液晶表示装置では、光学位相差板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、上記液晶層8のプレティルト角が、液晶層8に液晶の閾値電圧に近い電圧を印加した中間調表示状態で反視角方向の階調反転が発生しない範囲に設定されていたのに対し、第2の参考例の液晶表示装置では、光学位相差板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に液晶の閾値電圧に近い電圧を印加することで得られる中間調を表示するための印加電圧値を、当該中間調の表示状態で反視角方向の階調反転が発生しない範囲に設定している点である。   The liquid crystal display device of the second reference example described here has substantially the same configuration as the liquid crystal display device of FIG. 1 which is the first reference example described above. The difference is that in the liquid crystal display device of the first reference example, the pretilt angle of the liquid crystal layer 8 is a liquid crystal so that the combination of the retardation compensation function by the optical retardation plates 2 and 3 and the best characteristic is obtained. In the halftone display state in which a voltage close to the threshold voltage of the liquid crystal is applied to the layer 8, the range is set in a range where gradation inversion in the anti-viewing angle direction does not occur, whereas in the liquid crystal display device of the second reference example, the optical Application for displaying a halftone obtained by applying a voltage close to the threshold voltage of the liquid crystal to the liquid crystal layer 8 so as to obtain a combination having a phase difference compensation function by the phase difference plates 2 and 3 and the best characteristics. The voltage value is set in a range in which gradation inversion in the counter-viewing angle direction does not occur in the halftone display state.

以下、この点を詳細に説明する。第2の参考例の液晶表示装置は、ノーマリホワイト表示であるので、液晶の閾値電圧に近い電圧を液晶に印加した中間調表示状態、即ち、白階調を行うための印加電圧値が、該電圧を印加した状態で反視角方向の階調反転が発生しない範囲に設定されている。   Hereinafter, this point will be described in detail. Since the liquid crystal display device of the second reference example is normally white display, the halftone display state in which a voltage close to the threshold voltage of the liquid crystal is applied to the liquid crystal, that is, the applied voltage value for white gradation is It is set in a range where gradation inversion in the direction opposite to the viewing angle does not occur when the voltage is applied.

一方、白階調時の透過率を下げるほど、白階調時の反視角方向の階調反転が起こらなくなることが実験的に確認されたが、その反面、透過率を低く設定し過ぎると、正視角方向、左右方向で輝度が急激に低下してしまう。つまり、白階調時の透過率を決定する液晶印加電圧の設定には、白階調時に正視角方向、左右方向の急激な輝度低下が発生しない範囲に設定することも必要となる。   On the other hand, it has been experimentally confirmed that as the transmittance at the white gradation is lowered, gradation inversion in the anti-viewing angle direction at the white gradation does not occur, but on the other hand, if the transmittance is set too low, Luminance decreases sharply in the normal viewing angle direction and the left-right direction. In other words, the liquid crystal application voltage that determines the transmissivity at the time of white gradation needs to be set within a range in which a sharp luminance decrease in the normal viewing angle direction and the horizontal direction does not occur at the time of white gradation.

具体的には、白階調時における液晶印加電圧が、液晶印加電圧がゼロのオフ状態の透過率100%に対して85%より大きい透過率を得るように設定されている。この場合、より好ましくは、白階調時における液晶印加電圧を、オフ状態の透過率100%に対して90%以上97%以下の範囲に入る透過率を得るように設定することである。   Specifically, the liquid crystal applied voltage at the time of white gradation is set so as to obtain a transmittance greater than 85% with respect to the transmittance of 100% in the off state where the liquid crystal applied voltage is zero. In this case, more preferably, the liquid crystal applied voltage at the time of white gradation is set so as to obtain a transmittance that falls within the range of 90% to 97% with respect to the transmittance of 100% in the off state.

このように白階調時の液晶印加電圧をオフ状態の透過率100%に対して85%より大きい透過率を得るように設定することで、通常の液晶表示装置にて要求される視角50°において、問題となるような白階調時の反視角方向の階調反転のない、どの方向から見ても充分に使用に耐え得るものとできる。   Thus, by setting the liquid crystal applied voltage at the time of white gradation so as to obtain a transmittance greater than 85% with respect to the transmittance of 100% in the off state, a viewing angle of 50 ° required for a normal liquid crystal display device is obtained. However, there is no gradation reversal in the anti-viewing angle direction at the time of white gradation, which can be a problem.

そして特に、白階調時の液晶印加電圧をオフ状態の透過率100%に対して90%以上97%以下の範囲に設定することで、視角70°において、白階調時の反視角方向の階調反転の全く無いものとできる。   In particular, by setting the voltage applied to the liquid crystal at the time of white gradation to a range of 90% to 97% with respect to the transmittance of 100% in the off state, at the viewing angle of 70 °, There can be no gradation inversion.

即ち、第2の参考例の液晶表示装置は、液晶表示素子1と偏光板4・5の間に、屈折率楕円体の3つの主屈折率na 、nb 、nc がna =nc >nb という関係を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率nc またはna 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光学位相差板2・3を備えた構成の液晶表示装置において、液晶の閾値電圧に近い電圧を液晶に印加した中間調表示状態を行うための印加電圧値を、該電圧を印加した状態で反視角方向の階調反転が発生しない範囲に設定した構成である。 That is, in the liquid crystal display device of the second reference example, the three main refractive indexes n a , n b and n c of the refractive index ellipsoid are n a = n between the liquid crystal display element 1 and the polarizing plates 4 and 5. have the relationship of c> n b, a direction of the principal refractive index n a or n c in the surface as an axis, the direction of the principal refractive index n b parallel to the direction normal to the surface, the main refractive index in the surface by the direction of n c or n a is inclined around clockwise or counterclockwise, in the liquid crystal display device configured to include an optical phase difference plates 2 and 3 in which the refractive index ellipsoid is inclined, the liquid crystal The applied voltage value for performing a halftone display state in which a voltage close to the threshold voltage is applied to the liquid crystal is set in a range in which gradation inversion in the counter-viewing angle direction does not occur in the state where the voltage is applied.

これにより、液晶表示素子1に生じる視角に対応する位相差の上記の光学位相差板2・3による補償機能と共に、白階調時の液晶印加電圧を上記の範囲に設定したことによる補償機能により、視角に依存した反視角方向の白階調時(ノーマリホワイト表示であるので)に発生する反転現象を特に効果的に改善することが可能であり、同時に、コントラスト変化も改善して、高品質の画像を表示できる。   Thus, the compensation function by setting the liquid crystal application voltage at the time of white gradation within the above range as well as the compensation function by the optical retardation plates 2 and 3 for the phase difference corresponding to the viewing angle generated in the liquid crystal display element 1. It is possible to particularly effectively improve the reversal phenomenon that occurs during white gradation in the anti-viewing angle direction depending on the viewing angle (because of normally white display), and at the same time, the contrast change is also improved and high Can display quality images.

さらに、第2の参考例の液晶表示装置でも、液晶層8における液晶材料として、波長550nm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計されたものを、より好ましくは、上記Δn(550)が、0.070以上0.095以下の範囲に設計された液晶材料を用いることで、光学位相差板2・3による位相差の補償機能、及び白階調時の液晶印加電圧を上記の範囲に設定したことによる補償機能に加えて、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。   Further, the liquid crystal display device of the second reference example is also designed so that the refractive index anisotropy Δn (550) with respect to light having a wavelength of 550 nm is larger than 0.060 and smaller than 0.120 as the liquid crystal material in the liquid crystal layer 8. More preferably, by using a liquid crystal material designed so that Δn (550) is in a range of 0.070 or more and 0.095 or less, a retardation compensation function by the optical retardation plates 2 and 3 is used. In addition to the compensation function by setting the voltage applied to the liquid crystal at the time of white gradation within the above range, it is possible to further improve the reduction in contrast ratio in the anti-viewing angle direction and the inversion phenomenon in the left-right direction.

なお、ここでも、ノーマリホワイト表示の液晶表示装置を例示して説明したが、ノーマリブラック表示の液晶表示装置においても、光学位相差板2・3による補償効果に合わせて、液晶の閾値電圧に近い電圧を液晶に印加して得られる中間調を表示(黒階調)するための液晶印加電圧を、該中間調で反視角方向の階調反転が発生しない範囲に設定し、これによる補償効果を得ることで、上記と同様の効果を得ることができる。   Here, the liquid crystal display device for normally white display has been described as an example. However, in the liquid crystal display device for normally black display, the threshold voltage of the liquid crystal is adjusted in accordance with the compensation effect by the optical phase difference plates 2 and 3. The liquid crystal application voltage for displaying the halftone (black gradation) obtained by applying a voltage close to the liquid crystal to the liquid crystal is set in a range in which the gradation inversion in the anti-viewing angle direction does not occur in the halftone, and compensation is thereby performed. By obtaining the effect, the same effect as described above can be obtained.

また、前述の第1の参考例の液晶表示装置と同様に、単純マトリクス方式の液晶表示装置以外に、TFTなどの能動スイッチング素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置についても適用が可能である。   In addition to the liquid crystal display device of the first reference example, the present invention can be applied to an active matrix liquid crystal display device using active switching elements such as TFTs in addition to the simple matrix liquid crystal display device. .

以下、本発明に係る実施の形態の液晶表示装置について説明する。尚、説明の便宜上、前述した第1及び第2の各参考例にて示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。   Hereinafter, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described. For convenience of explanation, members having the same functions as the members shown in the first and second reference examples described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施の形態に係る液晶表示装置(以下、本液晶表示装置)は、前述した図1に示す第1の参考例の液晶表示装置とほぼ同様の構成を有している。異なる点は、第1の参考例の液晶表示装置では、光学位相差板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、上記液晶層8のプレティルト角が、液晶層8に液晶の閾値電圧に近い電圧を印加した中間調表示状態で反視角方向の階調反転が発生しない範囲に設定されていたのに対し、本実施の形態の液晶表示装置では、光学位相差板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と、上記光学位相差板の屈折率異方性Δnの光の波長に対する変化との変化度合を、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している点である。   The liquid crystal display device according to the present embodiment (hereinafter referred to as the present liquid crystal display device) has substantially the same configuration as the liquid crystal display device of the first reference example shown in FIG. The difference is that in the liquid crystal display device of the first reference example, the pretilt angle of the liquid crystal layer 8 is a liquid crystal so that the combination of the retardation compensation function by the optical retardation plates 2 and 3 and the best characteristic is obtained. In the halftone display state in which a voltage close to the threshold voltage of the liquid crystal is applied to the layer 8, the range is set so that gradation inversion in the anti-viewing angle direction does not occur. In the liquid crystal display device of the present embodiment, the optical position is The change of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal material in the liquid crystal layer 8 with respect to the wavelength of the light in the liquid crystal layer 8 and the optical retardation plate of the optical retardation plate so as to obtain a combination having the best characteristic and the retardation compensation function by the retardation plates 2 and 3 This is that the degree of change of the refractive index anisotropy Δn with respect to the light wavelength is set in a range in which coloring of the liquid crystal screen depending on the viewing angle does not occur.

以下、この点を詳細に説明する。液晶層8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と、上記光学位相差板の屈折率異方性Δnの光の波長に対する変化との変化度合を、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することとは、具体的には、以下に示すイ・ロの少なくとも1つの設定範囲の条件を満たすような組み合わせで光学位相差板2・3及び液晶材料を用いれば良い。   Hereinafter, this point will be described in detail. The degree of change between the change in refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal material in the liquid crystal layer 8 with respect to the wavelength of light and the change in the refractive index anisotropy Δn of the optical retardation plate with respect to the wavelength of light depends on the viewing angle. Specifically, the setting of the optical retardation films 2 and 3 and the liquid crystal material in such a combination that satisfies the conditions of at least one setting range of (i) and (b) below is set to a range where coloring of the screen does not occur. Use it.

イ 上記液晶層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ΔnL (450)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnL (550)の比であるΔnL (450)/ΔnL (550)と、光学位相差板2・3の波長450nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (450)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (550)の比であるΔnF (450)/ΔnF (550)とを、 (B) The ratio of refractive index anisotropy Δn L (450) with respect to light having a wavelength of 450 nm and refractive index anisotropy Δn L (550) with respect to light having a wavelength of 550 nm in the liquid crystal layer 8 is Δn L (450) / Δn L (550) is the ratio of refractive index anisotropy Δn F (450) for light of wavelength 450 nm of the optical retardation plate 2, 3 and refractive index anisotropy Δn F (550) for light of wavelength 550 nm. Δn F (450) / Δn F (550)

Figure 0003773056
Figure 0003773056

の関係を満たすように設定すればよい。そして、より好ましくは、 It may be set so as to satisfy the relationship. And more preferably,

Figure 0003773056
Figure 0003773056

さらに好ましくは、 More preferably,

Figure 0003773056
Figure 0003773056

の関係を満たすように設定することである。 It is set to satisfy the relationship.

ロ 上記液晶層8における液晶材料の波長650nmの光に対する屈折率異方性ΔnL (650)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnL (550)の比であるΔnL (650)/ΔnL (550)と、光学位相差板2・3の波長650nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (650)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (550)の比であるΔnF (650)/ΔnF (550)とを、 B The ratio of refractive index anisotropy Δn L (650) of the liquid crystal material in the liquid crystal layer 8 to light having a wavelength of 650 nm and refractive index anisotropy Δn L (550) of light having a wavelength of 550 nm is Δn L (650) / Δn L (550) is the ratio of refractive index anisotropy Δn F (650) for light of wavelength 650 nm of the optical phase difference plate 2, 3 and refractive index anisotropy Δn F (550) for light of wavelength 550 nm. Δn F (650) / Δn F (550)

Figure 0003773056
Figure 0003773056

の関係を満たすように設定すればよい。そして、より好ましくは、 It may be set so as to satisfy the relationship. And more preferably,

Figure 0003773056
Figure 0003773056

さらに好ましくは、 More preferably,

Figure 0003773056
Figure 0003773056

の関係を満たすように設定することである。 It is set to satisfy the relationship.

このようなイ・ロの少なくとも何れか一方を満たすように設計された液晶材料と光学位相差板とを用いることで、光学位相差板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。   By using a liquid crystal material and an optical retardation plate designed to satisfy at least one of the above-mentioned conditions, the viewing angle of the display screen can be increased by the phase difference compensation function of the optical retardation plates 2 and 3. In addition to improving the contrast change, reversal phenomenon, and coloring phenomenon that occur depending on this, the coloring phenomenon of the display screen can be particularly effectively improved.

詳しく述べると、イ・ロの広い方の範囲を少なくとも一方満たすことで、通常の液晶表示装置にて要求される視角50°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。また、上記イ・ロにおけるより好ましいとした範囲を少なくとも一方満たすことで、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、特に上記イ・ロにおけるさらに好ましいとした範囲を少なくとも一方満たすことで、どの方向から見ても着色の一切ないものとできる。   More specifically, by satisfying at least one of the wide range of Lo and Lo, there is a slight coloration at a viewing angle of 50 ° required for a normal liquid crystal display device, but it can be used from any direction. Can withstand. Further, by satisfying at least one of the more preferable ranges in the above (ii), although there is a slight coloration at a viewing angle of 60 °, it can be sufficiently used from any direction. In particular, by satisfying at least one of the more preferable ranges in the above-mentioned (1) and (2), it is possible to achieve no coloring from any direction.

また、イ・ロの少なくとも1つを満たすことで、コントラスト変化、反転現象についても、光学位相差板2・3の補償機能のみの場合よりも改善が図れる。   Further, by satisfying at least one of (i) and (b), the contrast change and the inversion phenomenon can be improved as compared with the case of only the compensation function of the optical phase difference plates 2 and 3.

図10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液晶材料と、光学位相差板2・3に用いることのできる光学位相差板の一組み合わせにおける、それぞれの波長(λ)に対するΔn(λ)/Δn(550)を示す。実線にて示す曲線aが、一液晶材料の波長(λ)に対するΔn(λ)/Δn(550)であり、一点鎖線にて示す曲線bが、一光学位相差板の波長(λ)に対するΔn(λ)/Δn(550)である。   FIG. 10 shows Δn for each wavelength (λ) in one combination of a liquid crystal material that can be used for the liquid crystal layer 8 in the present liquid crystal display device and an optical retardation plate that can be used for the optical retardation plates 2 and 3. (Λ) / Δn (550) is shown. A curve a indicated by a solid line is Δn (λ) / Δn (550) with respect to the wavelength (λ) of one liquid crystal material, and a curve b indicated by a one-dot chain line is Δn with respect to the wavelength (λ) of one optical retardation plate. (Λ) / Δn (550).

以上のように、本実施の形態の液晶表示装置は、液晶表示素子1と偏光板4・5の間に、屈折率楕円体の3つの主屈折率na 、nb 、nc がna =nc >nb という関係を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率nc またはna 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光学位相差板2・3を備えた構成の液晶表示装置において、液晶層8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と、上記光学位相差板の屈折率異方性Δnの光の波長に対する変化との変化度合を、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した構成である。 As described above, the liquid crystal display device of this embodiment, between the liquid crystal display element 1 and the polarizing plate 4 and 5, three principal refractive index n a of the refractive index ellipsoid, n b, n c is n a = N c > n b, the direction of the main refractive index n b parallel to the normal direction of the surface with the direction of the main refractive index n a or n c in the surface as the axis, and the main in the surface by the direction of the refractive index n c or n a is inclined clockwise or counter-clockwise, the liquid crystal display device configured to include an optical phase difference plates 2 and 3 in which the refractive index ellipsoid is inclined The degree of change between the change of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal material in the liquid crystal layer 8 with respect to the wavelength of light and the change of the refractive index anisotropy Δn of the optical retardation plate with respect to the wavelength of light depended on the viewing angle. In this configuration, the liquid crystal screen is set in a range where coloring does not occur.

これにより、液晶表示素子1に生じる視角に対応する位相差の上記の光学位相差板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屈折率異方性Δnの光の波長に対する変化と、上記光学位相差板の屈折率異方性Δnの光の波長に対する変化との変化度合を上記の範囲に設定した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を特に効果的に改善することが可能で、同時に、コントラスト変化、階調反転も改善して、高品質の画像を表示できる。   As a result, the phase difference corresponding to the viewing angle generated in the liquid crystal display element 1 is compensated by the optical phase difference plates 2 and 3, and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal material in the liquid crystal layer 8 is changed with respect to the wavelength of light. The compensation function by setting the degree of change of the refractive index anisotropy Δn of the optical phase difference plate with respect to the wavelength of the light within the above range particularly effectively improves the coloring of the display screen depending on the viewing angle. At the same time, the contrast change and gradation inversion can be improved, and a high-quality image can be displayed.

さらに、本実施の形態の液晶表示装置でも、液晶層8における液晶材料として、波長550nm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計されたものを、より好ましくは、上記Δn(550)が、0.070以上0.095以下の範囲に設計された液晶材料を用いることで、光学位相差板2・3による位相差の補償機能、及び上記の変化度合を上記の範囲に設定したことによる補償機能に加えて、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。   Further, in the liquid crystal display device of the present embodiment, the liquid crystal material in the liquid crystal layer 8 is designed such that the refractive index anisotropy Δn (550) for light having a wavelength of 550 nm is greater than 0.060 and less than 0.120. More preferably, by using a liquid crystal material designed so that Δn (550) is in a range of 0.070 or more and 0.095 or less, a retardation compensation function by the optical retardation plates 2 and 3; Further, in addition to the compensation function by setting the above degree of change in the above range, it is possible to further improve the reduction in contrast ratio in the counter viewing angle direction and the inversion phenomenon in the left-right direction.

なお、ここでも、ノーマリホワイト表示の液晶表示装置を例示して説明したが、ノーマリブラック表示の液晶表示装置においても、上記と同様の効果を得ることができる。   Here, the liquid crystal display device of normally white display has been described as an example, but the same effect as described above can be obtained also in the liquid crystal display device of normally black display.

また、前述の参考例1の液晶表示装置と同様に、単純マトリクス方式の液晶表示装置以外に、TFTなどの能動スイッチング素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置についても適用が可能である。   Further, similarly to the liquid crystal display device of Reference Example 1 described above, the present invention can be applied to an active matrix liquid crystal display device using active switching elements such as TFTs in addition to the simple matrix liquid crystal display device.

次に、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の効果を裏付ける実施例を説明する。   Next, examples that support the effects of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention will be described.

(参考例1)
本参考例は、上記の第1の参考例及び第2の参考例に係る液晶表示装置の効果を裏付けるためのものであり、ここでは、図1の液晶表示装置における液晶セル16の配向膜11・14に、日本合成ゴム社製のオプトマーAL(商品名)を用い、上記配向膜11・14に対してプレティルト角が、2.0°,3.0°,4.0°,5.0°,10.0°,11.0°,12.0°となる液晶材料を用い、セル厚(液晶層8の厚み)を5μmとした、5つのサンプルセル♯1〜♯7を用意した。
(Reference Example 1)
This reference example is for supporting the effects of the liquid crystal display devices according to the first reference example and the second reference example, and here, the alignment film 11 of the liquid crystal cell 16 in the liquid crystal display device of FIG. 14 is made of Nippon Synthetic Rubber's Optomer AL (trade name), and the pretilt angles are 2.0 °, 3.0 °, 4.0 °, 5.0 with respect to the alignment films 11 and 14. Five sample cells # 1 to # 7 were prepared using a liquid crystal material of °, 10.0 °, 11.0 °, 12.0 ° and a cell thickness (the thickness of the liquid crystal layer 8) of 5 μm.

これらサンプルセル♯1〜♯7のプレティルト角の測定は、サンプルセル♯1〜♯7の材料を注入したホモジニアスセルを作成し、プレティルト角測定装置NSMAP−3000LCD(シグマ光機社製)で測定した。   The pretilt angles of these sample cells # 1 to # 7 were measured by preparing homogeneous cells into which the materials of the sample cells # 1 to # 7 were injected and measuring with a pretilt angle measuring device NSMAP-3000LCD (manufactured by Sigma Koki Co., Ltd.). .

また、サンプルセル♯1〜♯7における光学位相差板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nb 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nc 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。 Further, as the optical phase difference plates 2 and 3 in the sample cells # 1 to # 7, a discotic liquid crystal is applied to a transparent support (for example, triacetyl cellulose (TAC)), and the discotic liquid crystal is tilted and aligned. made by forming crosslinked Te, a first retardation value of the above 0 nm, a second retardation value of the above 100 nm, the direction of the principal refractive index n b is an arrow with respect to the z-axis direction in the xyz-axis coordinate Inclined so as to be approximately 20 ° in the direction indicated by A, and similarly, the direction of the main refractive index nc forms an angle of approximately 20 ° in the direction indicated by arrow B with respect to the x axis (ie, A refractive index ellipsoid having an inclination angle θ = 20 ° was used.

これらサンプルセル♯1〜♯7に対して、白階調時の印加電圧を種々変えて、白色光のもと目視試験を行った結果を表1〜表7に示す。   Tables 1 to 7 show the results of visual tests performed on white light with respect to these sample cells # 1 to # 7 with various applied voltages during white gradation.

Figure 0003773056
Figure 0003773056

表1は、白階調を得るための液晶印加電圧として、液晶への印加電圧がゼロのオフ状態における、液晶セル16の表面の法線方向の透過率を100%としてその100%の透過率を法線方向において得る値を個々のサンプルセル毎に設定し、白階調時の表示状態を調べた結果である。   Table 1 shows 100% transmittance as the liquid crystal applied voltage for obtaining the white gradation, assuming that the transmittance in the normal direction of the surface of the liquid crystal cell 16 is 100% in the off state where the applied voltage to the liquid crystal is zero. The value obtained in the normal direction is set for each sample cell, and the display state at the time of white gradation is examined.

表1より、透過率を100%として白階調時の電圧を設定した場合、プレティルト角を5.0°,10.0°としたサンプルセル♯4,♯5では、視角を70°として反視角方向から見ても階調反転は確認されず良好な画質であった。   From Table 1, when the transmittance is set to 100% and the voltage at the time of white gradation is set, the sample cells # 4 and # 5 having the pretilt angles of 5.0 ° and 10.0 ° have the viewing angle of 70 ° and the opposite angle. Even when viewed from the viewing angle direction, gradation inversion was not confirmed and the image quality was good.

また、プレティルト角を3.0°としたサンプルセル♯2、プレティルト角を4.0°としたサンプルセル♯3では、何れも視角60°までは反視角方向から見ても階調反転は確認されず良好な画質であったが、視角70°とすると、サンプルセル♯2では、使用に耐えうる程度の階調反転が確認され、サンプルセル♯3では階調反転は無いものの、階調がつぶれた。しかしながら、何れも、視角70°で充分に使用に耐え得るものであった。   In addition, in sample cell # 2 with a pretilt angle of 3.0 ° and sample cell # 3 with a pretilt angle of 4.0 °, the gradation inversion is confirmed even when viewed from the opposite viewing angle direction up to a viewing angle of 60 °. However, if the viewing angle is 70 °, the sample cell # 2 confirms gradation inversion that can be used, and the sample cell # 3 has no gradation inversion, but the gradation is It was crushed. However, all of them were able to withstand use at a viewing angle of 70 °.

プレティルト角を11.0°としたサンプルセル♯6では、視角60°までは良好な画質であったが、視角70°で正視角方向から見た場合に使用に耐えない程輝度が低下することが確認された。   In sample cell # 6 with a pretilt angle of 11.0 °, the image quality was good up to a viewing angle of 60 °, but the luminance was lowered to the extent that it could not be used when viewed from the normal viewing angle direction at a viewing angle of 70 °. Was confirmed.

一方、プレティルト角を2.0°としたサンプルセル♯1では、視角50°においてでさえ反視角方向から見た場合に、階調反転が確認され、また、プレティルト角を12.0°としたサンプルセル♯7では、視角50°においてでさえ正視角方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度低下が確認された。   On the other hand, in sample cell # 1 with a pretilt angle of 2.0 °, gradation inversion is confirmed when viewed from the opposite viewing angle direction even at a viewing angle of 50 °, and the pretilt angle is 12.0 °. In sample cell # 7, it was confirmed that the luminance was lowered to such an extent that it could not be used when viewed from the normal viewing angle direction even at a viewing angle of 50 °.

Figure 0003773056
Figure 0003773056

表2は、オフ状態の透過率に対する透過率を97%として白階調時の電圧を個々のサンプルセル毎に設定して調べた結果である。   Table 2 shows the results obtained by checking the transmittance for the off-state transmittance at 97% and setting the voltage during white gradation for each sample cell.

表2より、透過率を97%として白階調時の電圧を設定した場合、プレティルト角を4.0°,5.0°,10.0°としたサンプルセル♯3,♯4,♯5では、視角を70°として反視角方向から見ても階調反転は確認されず良好な画質であった。   From Table 2, sample cells # 3, # 4, and # 5 with pretilt angles of 4.0 °, 5.0 °, and 10.0 ° when the white gradation voltage is set with a transmittance of 97% are shown. Then, even when viewed from the opposite viewing angle direction with a viewing angle of 70 °, tone inversion was not confirmed and the image quality was good.

プレティルト角を3.0°としたサンプルセル♯2では、視角50°までは反視角方向から見ても階調反転は確認されず良好な画質であったが、視角60°で階調がつぶれた。しかしながら、階調反転は確認されなかったので、視角60°でも使用に耐え得るものであった。プレティルト角を11.0°としたサンプルセル♯6では、視角50°までは良好な画質であったが、視角60°で正視角方向から見た場合に、使用に耐えない程輝度が低下することが確認された。   In sample cell # 2 with a pretilt angle of 3.0 °, tone inversion was not confirmed up to a viewing angle of 50 ° even when viewed from the counter-viewing angle direction, but the tone was lost at a viewing angle of 60 °. It was. However, since gradation inversion was not confirmed, it could withstand use even at a viewing angle of 60 °. In sample cell # 6 with a pretilt angle of 11.0 °, the image quality was good up to a viewing angle of 50 °, but when viewed from the normal viewing angle direction at a viewing angle of 60 °, the luminance was lowered to the extent that it could not be used. It was confirmed.

一方、プレティルト角を2.0°としたサンプルセル♯1では、視角50°においてでさえ反視角方向から見た場合に階調反転が確認された。また、プレティルト角を12.0°としたサンプルセル♯7では、視角50°においてでさえ正視角方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度低下が確認された。   On the other hand, in sample cell # 1 with a pretilt angle of 2.0 °, gradation inversion was confirmed when viewed from the opposite viewing angle direction even at a viewing angle of 50 °. Further, in sample cell # 7 in which the pretilt angle was 12.0 °, it was confirmed that the luminance was lowered enough to be unusable when viewed from the normal viewing angle direction even at a viewing angle of 50 °.

Figure 0003773056
Figure 0003773056

表3は、オフ状態の透過率に対する透過率を95%として白階調時の電圧を個々のサンプルセル毎に設定して調べた結果である。これは、透過率を95%として電圧設定を行った表2と同じ結果であった。   Table 3 shows the results obtained by setting the transmissivity with respect to the off-state transmissivity to 95% and setting the voltage during white gradation for each sample cell. This was the same result as in Table 2 in which the voltage was set with a transmittance of 95%.

Figure 0003773056
Figure 0003773056

表4は、オフ状態の透過率に対する透過率を92%として白階調時の電圧を個々のサンプルセル毎に設定して調べた結果である。   Table 4 shows the results obtained by checking the transmittance for the off-state transmittance at 92% and setting the voltage during white gradation for each sample cell.

表4より、透過率を92%として白階調時の電圧を設定した場合、プレティルト角を4.0°,5.0°,10.0°としたサンプルセル♯3,♯4,♯5では、視角を70°として反視角方向から見ても階調反転は確認されず良好な画質であった。   From Table 4, sample cells # 3, # 4, and # 5 with pretilt angles of 4.0 °, 5.0 °, and 10.0 ° when the voltage at white gradation is set at a transmittance of 92%. Then, even when viewed from the opposite viewing angle direction with a viewing angle of 70 °, tone inversion was not confirmed and the image quality was good.

プレティルト角を3.0°としたサンプルセル♯2では、視角60°までは反視角方向から見ても階調反転は確認されず良好な画質であったが、視角70°で階調が反転した。しかしながら、使用に耐え得る程度のものであった。プレティルト角を11.0°としたサンプルセル♯6では、視角50°までは良好な画質であったが、視角60°で正視角方向から見た場合に使用に耐えない程輝度が低下することが確認された。プレティルト角を2.0°としたサンプルセル♯1では、視角50°で階調が反転したが、使用に耐え得る程度のものであった。   In sample cell # 2 with a pretilt angle of 3.0 °, gradation inversion was not confirmed even when viewed from the opposite viewing angle direction up to a viewing angle of 60 °, but the gradation was reversed at a viewing angle of 70 °. did. However, it was enough to withstand use. In sample cell # 6 with a pretilt angle of 11.0 °, the image quality was good up to a viewing angle of 50 °, but the luminance was lowered to the extent that it could not be used when viewed from the normal viewing angle direction at a viewing angle of 60 °. Was confirmed. In sample cell # 1 with a pretilt angle of 2.0 °, the gradation was inverted at a viewing angle of 50 °, but it was of a level that could withstand use.

一方、プレティルト角を12.0°としたサンプルセル♯7では、視角50°においてでさえ正視角方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度低下が確認された。   On the other hand, in sample cell # 7 having a pretilt angle of 12.0 °, a luminance drop that could not be used when viewed from the normal viewing angle direction was confirmed even at a viewing angle of 50 °.

Figure 0003773056
Figure 0003773056

表5は、オフ状態の透過率に対する透過率を90%として白階調時の電圧を個々のサンプルセル毎に設定して調べた結果である。   Table 5 shows the results obtained by checking the transmittance for the off-state transmittance at 90% and setting the voltage during white gradation for each sample cell.

表5より、透過率を90%として白階調時の電圧を設定した場合、プレティルト角を4.0°,5.0°としたサンプルセル♯3,♯4では、視角を70°として反視角方向から見ても階調反転は確認されず良好な画質であった。   From Table 5, when the white gradation voltage is set with a transmittance of 90%, sample cells # 3 and # 4 with pretilt angles of 4.0 ° and 5.0 ° are set to a viewing angle of 70 °. Even when viewed from the viewing angle direction, gradation inversion was not confirmed and the image quality was good.

プレティルト角を10.0°としたサンプルセル♯5では、視角50°までは良好な画質であったが、視角60°で正視角方向から見た場合に輝度が低下することが確認された。しかしながら、この輝度低下は使用に耐え得る程度のものであった。プレティルト角を3.0°としたサンプルセル♯2では、視角60°までは反視角方向から見ても階調反転は確認されず良好な画質であったが、視角70°で階調がつぶれた。しかしながら、階調反転は無く、使用に耐え得る程度のものであった。プレティルト角を11.0°としたサンプルセル♯6では、視角50°で正視角方向から見た場合に輝度が低下することが確認されたが、この輝度低下は使用に耐え得る程度のものであった。プレティルト角を2.0°としたサンプルセル♯1では、視角50°で階調がつぶれ、視角60で階調が反転したが、使用に耐え得る程度のものであった。   In sample cell # 5 with a pretilt angle of 10.0 °, the image quality was good up to a viewing angle of 50 °, but it was confirmed that the luminance decreased when viewed from the normal viewing angle direction at a viewing angle of 60 °. However, this decrease in luminance was enough to withstand use. In sample cell # 2 with a pretilt angle of 3.0 °, tone inversion was not confirmed even when viewed from the opposite viewing angle direction up to a viewing angle of 60 °, but the gradation was lost at a viewing angle of 70 °. It was. However, there was no gradation inversion, and it was enough to withstand use. In sample cell # 6 with a pretilt angle of 11.0 °, it was confirmed that the luminance decreased when viewed from the normal viewing angle direction at a viewing angle of 50 °. there were. In sample cell # 1 with a pretilt angle of 2.0 °, the gray level collapsed at a viewing angle of 50 ° and the gray level was inverted at a viewing angle of 60.

一方、プレティルト角を12.0°としたサンプルセル♯7では、視角50°においてでさえ正視角方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度低下が確認された。   On the other hand, in sample cell # 7 having a pretilt angle of 12.0 °, a luminance drop that could not be used when viewed from the normal viewing angle direction was confirmed even at a viewing angle of 50 °.

Figure 0003773056
Figure 0003773056

表6は、オフ状態の透過率に対する透過率を87%として白階調時の電圧を個々のサンプルセル毎に設定して調べた結果である。   Table 6 shows the results obtained by setting the white gradation voltage for each sample cell with the transmittance with respect to the transmittance in the off state being 87%.

表6より、透過率を87%として白階調時の電圧を設定した場合、プレティルト角を3.0°,4.0°,5.0°としたサンプルセル♯2,♯3,♯4では、視角50°までは良好な画質であったが、視角60°で正視角方向から見た場合に輝度が低下することが確認された。しかしながら、この輝度低下は使用に耐え得る程度のものであった。なお、視角70°では、正視角方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度低下が確認された。   From Table 6, sample cells # 2, # 3, and # 4 with pretilt angles of 3.0 °, 4.0 °, and 5.0 ° when the transmissivity is 87% and the white gradation voltage is set. Thus, although the image quality was good up to a viewing angle of 50 °, it was confirmed that the luminance decreased when viewed from the normal viewing angle direction at a viewing angle of 60 °. However, this decrease in luminance was enough to withstand use. In addition, at a viewing angle of 70 °, it was confirmed that the luminance was lowered to an extent that could not be used when viewed from the normal viewing angle direction.

プレティルト角を10.0°としたサンプルセル♯5では、視角50°、視角60°で正視角方向から見た場合に輝度が低下することが確認されたが、使用に耐え得る程度のものであった。なお、視角70°では、正視角方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度低下が確認された。   In sample cell # 5 with a pretilt angle of 10.0 °, it was confirmed that the luminance decreased when viewed from the normal viewing angle direction at a viewing angle of 50 ° and a viewing angle of 60 °. there were. In addition, at a viewing angle of 70 °, it was confirmed that the luminance was lowered to an extent that could not be used when viewed from the normal viewing angle direction.

プレティルト角を11.0°,12.0°としたサンプルセル♯6,♯7では、視角50°においてでさえ、正視角方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度低下が確認された。   In sample cells # 6 and # 7 with pretilt angles of 11.0 ° and 12.0 °, a luminance drop that could not be used when viewed from the normal viewing angle direction was confirmed even at a viewing angle of 50 °. .

プレティルト角を2.0としたサンプルセル♯1では、視角50°までは反視角方向から見ても階調反転は確認されず良好な画質であったが、視角60°で正視角方向から見た場合に輝度低下が確認された。しかしながら、使用に耐え得る程度のものであった。なお、視角70°では、正視角方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度低下が確認された。   In sample cell # 1 with a pretilt angle of 2.0, tone reversal was not confirmed even when viewed from the opposite viewing angle direction until a viewing angle of 50 °, but the image quality was good, but when viewed from the normal viewing angle direction at a viewing angle of 60 °. In this case, a decrease in luminance was confirmed. However, it was enough to withstand use. In addition, at a viewing angle of 70 °, it was confirmed that the luminance was lowered to such an extent that it could not be used when viewed from the normal viewing angle direction.

Figure 0003773056
Figure 0003773056

表7は、オフ状態の透過率に対する透過率を85%として白階調時の電圧を個々のサンプルセル毎に設定して調べた結果である。   Table 7 shows the results obtained by setting the white gradation voltage for each sample cell with the transmittance with respect to the transmittance in the off state being 85%.

表7より、透過率を85%として白階調時の電圧を設定した場合、プレティルト角を3.0°,4.0°,5.0°,10.0°,11.0°,12.0°としたサンプルセル♯2,♯3,♯4,♯5,♯6,♯7では、視角50°においてでさえ正視角方向、左右方向から見た場合に、使用に耐えない程の輝度低下が確認された。   From Table 7, when the transmittance is 85% and the white gradation voltage is set, the pretilt angles are 3.0 °, 4.0 °, 5.0 °, 10.0 °, 11.0 °, 12 The sample cells # 2, # 3, # 4, # 5, # 6, and # 7 set at .0 ° are not suitable for use when viewed from the normal viewing angle direction and the left-right direction even at a viewing angle of 50 °. A decrease in brightness was confirmed.

一方、プレティルト角を2.0としたサンプルセル♯1では、視角50°で正視角方向から見た場合に輝度低下が確認されたが、使用に耐え得るものであった。なお、視角60°では、正視角方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度低下が確認された。   On the other hand, in sample cell # 1 with a pretilt angle of 2.0, a decrease in luminance was confirmed when viewed from the normal viewing angle direction at a viewing angle of 50 °, but it could withstand use. In addition, at a viewing angle of 60 °, it was confirmed that the luminance was lowered to such an extent that it could not be used when viewed from the normal viewing angle direction.

即ち、表1〜表7より、プレティルト角を調整すること、或いは、白階調時の透過率を調整することで、反視角方向の階調反転を改善できると言える。その場合、白階調の透過率として通常設定される95〜97%程度では、プレティルト角を2°より大きく12°未満の範囲とすることで、視角50°において反視角方向の階調反転を改善し、かつ、正視角方向の輝度低下もない良好な表示とできると言える。そして、さらに、4°以上10°以下の範囲とすることで、広視野角の視角70°においても反視角方向の階調反転を改善し、かつ、正視角方向の輝度低下もない良好な表示とできると言える。   That is, from Tables 1 to 7, it can be said that the gradation inversion in the counter viewing angle direction can be improved by adjusting the pretilt angle or adjusting the transmittance at the time of white gradation. In that case, when the white gradation transmittance is normally set to about 95 to 97%, the pretilt angle is set in the range of more than 2 ° and less than 12 °, so that the gradation inversion in the counter viewing angle direction is performed at the viewing angle of 50 °. It can be said that the display can be improved with no improvement in luminance in the normal viewing angle direction. Further, by setting the range to 4 ° or more and 10 ° or less, the gray level inversion in the anti-viewing angle direction is improved even at a viewing angle of 70 ° with a wide viewing angle, and the luminance is not reduced in the normal viewing angle direction. It can be said that.

また、通常設定される2°〜10°のプレティルト角では、白階調時の透過率として85%より大きい透過率を得るようにすることで、視角50°において反視角方向の階調反転を改善し、かつ、正視角方向の輝度低下もない良好な表示とできると言える。そして、さらに、90%以上97%以下の範囲に入る透過率を得るようにすることで、プレティルト角を調整することで、広視野角の視角70°においても反視角方向の階調反転を改善し、かつ、正視角方向の輝度低下もない良好な表示とできると言える。   In addition, at a pretilt angle of 2 ° to 10 ° that is normally set, a transmissivity greater than 85% is obtained as a transmissivity at the time of white gradation, so that gradation inversion in the counter viewing angle direction is achieved at a viewing angle of 50 °. It can be said that the display can be improved with no improvement in luminance in the normal viewing angle direction. Furthermore, by adjusting the pretilt angle by obtaining a transmittance that falls within the range of 90% or more and 97% or less, gradation inversion in the counter viewing angle direction is improved even at a viewing angle of 70 ° with a wide viewing angle. In addition, it can be said that the display can be performed satisfactorily without luminance reduction in the normal viewing angle direction.

また、プレティルト角の調整と白階調時の透過率の調整とを組み合わせることで、さらに、改善の効果が得られると言える。   Further, it can be said that an improvement effect can be obtained by combining the adjustment of the pretilt angle and the adjustment of the transmittance at the time of white gradation.

次に、上記と同じサンプルセル♯1とサンプルセル♯4に対して、図6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調べた。   Next, with respect to the same sample cell # 1 and sample cell # 4 as described above, as shown in FIG. 6, the viewing angle of the liquid crystal display device is measured using a measurement system including a light receiving element 21, an amplifier 22 and a recording device 23. Dependency was examined.

この測定系において、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。   In this measurement system, the liquid crystal cell 16 of the liquid crystal display device is installed so that the surface 16a on the glass substrate 9 side is positioned on the reference plane XY of the orthogonal coordinates XYZ. The light receiving element 21 is an element that can receive light at a constant three-dimensional light receiving angle, and is disposed at a position that is a predetermined distance from the coordinate origin in a direction that forms an angle φ (viewing angle) with respect to the Z direction perpendicular to the surface 16a. ing.

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550nm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。   At the time of measurement, the liquid crystal cell 16 installed in the measurement system is irradiated with monochromatic light having a wavelength of 550 nm from the surface opposite to the surface 16a. Part of the monochromatic light transmitted through the liquid crystal cell 16 enters the light receiving element 21. The output of the light receiving element 21 is amplified to a predetermined level by the amplifier 22 and then recorded by a recording device 23 such as a waveform memory or a recorder.

ここでは、受光素子21が一定の角度φで固定された場合の、上記のサンプルセル♯1,♯4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。   Here, the output level of the light receiving element 21 with respect to the voltage applied to the sample cells # 1 and # 4 when the light receiving element 21 is fixed at a constant angle φ was measured.

測定は、50°の角度φとなるように受光素子21を配置し、Y方向が画面の左側であり、X方向が画面の下側(正視角方向)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)、下方向(正視角方向)、左右方向にそれぞれ変えて行われた。   In the measurement, the light receiving element 21 is arranged so as to have an angle φ of 50 °, and it is assumed that the Y direction is the left side of the screen and the X direction is the lower side (normal viewing angle direction) of the screen. This was performed by changing the arrangement position in the upward direction (anti-viewing angle direction), downward direction (normal viewing angle direction), and left-right direction.

その結果を、図7(a)〜(c)に示す。図7(a)〜(c)は、プレティルト角を5.0°としたサンプルセル♯4及びプレティルト角を2.0°としたサンプルセル♯1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。   The result is shown to Fig.7 (a)-(c). FIGS. 7A to 7C show the light transmittance (transmission) with respect to the voltage applied to the sample cell # 4 having a pretilt angle of 5.0 ° and the sample cell # 1 having a pretilt angle of 2.0 °. It is a graph showing a ratio-liquid crystal applied voltage characteristic).

図7(a)が図2の上方向から測定を行った結果であり、図7(b)が図2の下方向、図7(c)が左右方向から測定をそれぞれ行った結果である。   FIG. 7A shows the result of measurement from the upper direction of FIG. 2, FIG. 7B shows the result of measurement from the lower direction of FIG. 2, and FIG. 7C shows the result of measurement from the left and right direction.

図7(a)において、一点鎖線で示す曲線L1は、正面、即ち表面の法線方向から測定した結果であり、サンプルセル♯1,♯4とも、同じ透過率−液晶印加電圧特性となる。   In FIG. 7A, a curve L1 indicated by a one-dot chain line is a result measured from the front, that is, from the normal direction of the surface, and the sample cells # 1 and # 4 have the same transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics.

図7(a)〜(c)において、実線で表すL2・L4・L6が、サンプルセル♯4のもので、破線で示す曲線L3・L5・L7が、サンプルセル♯1のものである。   In FIGS. 7A to 7C, L2, L4, and L6 indicated by solid lines are for sample cell # 4, and curves L3, L5, and L7 indicated by broken lines are for sample cell # 1.

サンプルセル♯4及びサンプルセル♯1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7(a)より、サンプルセル♯1の曲線L3は、1V付近から2V付近に欠けて透過率が一度上がってから下がり、こぶを持っているのに対し、サンプルセル♯4の曲線L2は、1V付近から2V付近に欠けて透過率がほぼ一定であり、こぶが消滅し、反転現象が無いことが確認された。   When comparing the upward transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics of sample cell # 4 and sample cell # 1, from FIG. 7A, the curve L3 of sample cell # 1 is missing from around 1V to around 2V. While the transmittance once increases and then decreases and has a hump, the curve L2 of the sample cell # 4 lacks near 1V to 2V, the transmittance is almost constant, the hump disappears, and the inversion phenomenon It was confirmed that there was no.

また、図7(b)(c)にて、下方向及び左右方向の透過率−液晶印加電圧特性を比較すると、サンプルセル♯4の曲線L4・L6はそれぞれサンプルセル♯1の曲線L5・L7に対して少し速く透過率が落ちはじめることを示しているが、図7(b)では2.5V付近、図7(c)では3V付近から、サンプルセル♯4の透過率はサンプルセル♯1のものにほぼ一致しており、プレティルト角を5.0°と大きくしたことによる悪影響はないことが確認できる。   7B and 7C, when the transmittance and the liquid crystal applied voltage characteristics in the downward direction and the horizontal direction are compared, the curves L4 and L6 of the sample cell # 4 are respectively the curves L5 and L7 of the sample cell # 1. However, the transmittance of the sample cell # 4 is about 2.5 V in FIG. 7B and about 3 V in FIG. It can be confirmed that there is no adverse effect caused by increasing the pretilt angle to 5.0 °.

また、光学位相差板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、上記のサンプルセル♯1〜♯7と同様のサンプルセルに対しても、上記と同様の結果が得られた。   Further, as the optical retardation plates 2 and 3, the same sample cells as the above sample cells # 1 to # 7 except that the discotic liquid crystal is hybrid-aligned on a transparent support. Results were obtained.

(実施例1)
本実施例は、上記の第1及び第2の各参考例、及び実施の形態に係る液晶表示装置の効果を裏付けるためのものであり、ここでは、図1の液晶表示装置における液晶セル16の配向膜11・14に、日本合成ゴム社製のオプトマーAL(商品名)を用い、上記配向膜11・14に対してプレティルト角が3°で、かつ波長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液晶層8に用い、セル厚(液晶層8の厚み)を5μmとした、3つのサンプルセル♯16〜♯18を用意した。
Example 1
This example is for supporting the effects of the first and second reference examples and the liquid crystal display device according to the embodiment. Here, the liquid crystal cell 16 in the liquid crystal display device of FIG. Optomer AL (trade name) manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co. is used for the alignment films 11 and 14, and the refractive index anisotropy Δn (550) at a wavelength of 550 nm with a pretilt angle of 3 ° with respect to the alignment films 11 and 14. ) Are used for the liquid crystal layer 8 with liquid crystal materials set to 0.070, 0.080, and 0.095, respectively, and the cell thickness (the thickness of the liquid crystal layer 8) is 5 μm. 18 were prepared.

ここでも、プレティルト角は、サンプルセル♯16〜♯18の材料を注入したホモジニアスセルを作成し、プレティルト角測定装置NSMAP−3000にて測定した。   Here, the pretilt angle was measured with a pretilt angle measuring device NSMAP-3000 by preparing homogeneous cells into which the materials of sample cells # 16 to # 18 were injected.

また、これらサンプルセル♯16〜♯18における光学位相差板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比較例1における光学位相差板2・3と同様のものを用いた。   Further, as the optical phase difference plates 2 and 3 in these sample cells # 16 to # 18, the same optical phase difference plates 2 and 3 in the above-described Comparative Example 1 in which the discotic liquid crystal is tilted are used.

そして、前述の参考例1で説明したと同様の図6に示す測定系を用いて、受光素子21が一定の角度φで固定された場合の、サンプルセル♯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。   Then, using the measurement system shown in FIG. 6 similar to that described in Reference Example 1, the voltage applied to the sample cells # 16 to # 18 when the light receiving element 21 is fixed at a constant angle φ is used. The output level of the light receiving element 21 was measured.

測定は、参考例1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方向が画面の左側であり、X方向が画面の下側(正視角方向)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)、下方向(正視角方向)、左右方向にそれぞれ変えて行われた。   In the measurement, as in Reference Example 1, the light receiving element 21 is arranged so as to have an angle φ of 50 °, the Y direction is the left side of the screen, and the X direction is the lower side of the screen (normal viewing angle direction). Assuming that the arrangement position of the light receiving element 21 is changed in the upward direction (counter viewing angle direction), the downward direction (normal viewing angle direction), and the left and right direction, respectively.

その結果を、図8(a)〜(c)に示す。図8(a)〜(c)は、サンプルセル♯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。   The result is shown to Fig.8 (a)-(c). 8A to 8C are graphs showing the light transmittance (transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics) with respect to the voltage applied to the sample cells # 16 to # 18.

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。   FIG. 8A shows the result of measurement from the upper direction of FIG. 2, FIG. 8B shows the result of measurement from the right direction of FIG. 2, and FIG. 8C shows the result of measurement from the left direction.

図8(a)〜(c)において、それぞれ一点鎖線で示す曲線L8・L11・L4が、液晶層8にΔn(550)=0.070の液晶材料を用いたサンプルセル♯16のもので、実線で示す曲線L9・L12・L15が、液晶層8にΔn(550)=0.080の液晶材料を用いたサンプルセル♯17のもので、破線で示す曲線L10・L13・L16が、液晶層8にΔn(550)=0.095の液晶材料を用いたサンプルセル♯18のものである。   8A to 8C, curves L8, L11, and L4 indicated by alternate long and short dash lines are for the sample cell # 16 using a liquid crystal material of Δn (550) = 0.070 for the liquid crystal layer 8, Curves L9, L12, and L15 indicated by solid lines are for sample cell # 17 using the liquid crystal material of Δn (550) = 0.080 for the liquid crystal layer 8, and curves L10, L13, and L16 indicated by broken lines are the liquid crystal layers. 8 is a sample cell # 18 using a liquid crystal material of Δn (550) = 0.095.

また、本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、0.060、0.120に設定された液晶材料を用いた以外は本実施例と同様の2つの比較用サンプルセル♯103,♯104を用意し、図6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用サンプルセル♯103,♯104への印加電圧に対する受光素子21の出力レベルも測定した。   As a comparative example for the present embodiment, a liquid crystal material in which the refractive index anisotropy Δn (550) at a wavelength of 550 nm is set to 0.060 and 0.120, respectively, in the liquid crystal layer 8 in the liquid crystal cell 16 of FIG. Two sample cells for comparison # 103 and # 104 are prepared in the same manner as in this embodiment except that they are used, and they are installed in the measurement system shown in FIG. 6, and the light receiving element 21 is fixed in the same manner as in this embodiment. The output level of the light receiving element 21 with respect to the voltage applied to the comparative sample cells # 103 and # 104 when fixed at the angle φ was also measured.

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方向が画面の左側であり、X方向が画面の下側(正視角方向)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)、右方向、左方向にそれぞれ変えて行われた。   In the measurement, the light receiving element 21 is arranged so as to have an angle φ of 50 ° as in the present embodiment, the Y direction is the left side of the screen, and the X direction is the lower side of the screen (normal viewing angle direction). Assuming that the arrangement position of the light receiving element 21 is changed in the upward direction (counterview angle direction), the right direction, and the left direction, respectively.

その結果を、図9(a)〜(c)に示す。図9(a)〜(c)は、比較例サンプル♯103,♯104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。   The results are shown in FIGS. 9 (a) to (c). FIGS. 9A to 9C are graphs showing the light transmittance (transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics) with respect to the voltage applied to the comparative example samples # 103 and # 104.

図9(a)が図2の上方向から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。   FIG. 9A shows the result of measurement from the upper direction of FIG. 2, FIG. 9B shows the result of measurement from the right direction of FIG. 2, and FIG. 9C shows the result of measurement from the left direction. .

図9(a)〜(c)において、実線で示す曲線L17・L19・L21が、液晶層8にΔn(550)=0.060の液晶材料を用いた比較用サンプルセル♯103のもので、破線で示す曲線L18・L20・L22が、液晶層8にΔn(550)が0.120の液晶材料を用いた比較用サンプルセル♯104のものである。   9A to 9C, curves L17, L19, and L21 indicated by solid lines are for the comparative sample cell # 103 using the liquid crystal material of Δn (550) = 0.060 for the liquid crystal layer 8, Curves L18, L20, and L22 indicated by broken lines are for the comparative sample cell # 104 in which the liquid crystal layer 8 is made of a liquid crystal material having Δn (550) of 0.120.

サンプルセル♯16〜♯18と、比較用サンプルセル♯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L9・L8・L10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L18は、図8(a)の曲線L8・L9・L10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L17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。   When comparing the upward transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics of the sample cells # 16 to # 18 and the comparative sample cells # 103 and # 104, in FIG. 8A, curves L9, L8, and L10 are shown. It was confirmed that the transmittance was sufficiently lowered as the voltage was increased. On the other hand, in FIG. 9A, the curve L18 does not sufficiently reduce the transmittance even when the voltage is increased as compared with the curves L8, L9, and L10 in FIG. Further, it was confirmed that the curve L17 has an inversion phenomenon in which the transmittance decreases once and then increases again as the voltage is increased.

同様に、サンプルセル♯16〜♯18と比較用サンプルセル♯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L11・L12・L13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L19は電圧を高くしていくと、図8(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L20については上記の反転現象が確認された。   Similarly, when the right-direction transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics of the sample cells # 16 to # 18 and the comparative sample cells # 103 and # 104 are compared, the curves L11, L12,. It was confirmed that the transmittance decreased to almost zero when the voltage was increased for both L13. Also in FIG. 9B, when the voltage of the curve L19 is increased, the transmittance decreases until the transmittance becomes almost zero as in FIG. 8B, but the above inversion phenomenon is observed for the curve L20. confirmed.

同様に、サンプルセル♯16〜♯18と比較用サンプルセル♯103,♯104とについて、左方向の場合でも右方向と同様のことが確認された。   Similarly, it was confirmed that the sample cells # 16 to # 18 and the comparative sample cells # 103 and # 104 are similar to the right direction even in the left direction.

さらに、サンプルセル♯16〜♯18と比較用サンプルセル♯103,♯104とについて、白色光のもとで目視確認を行った。   Further, the sample cells # 16 to # 18 and the comparative sample cells # 103 and # 104 were visually confirmed under white light.

サンプルセル♯16〜♯18及び比較用サンプルセル♯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、比較用サンプルセル♯104については、視角を50°として左右方向から見た場合に、黄色から橙色に着色していることが確認された。   The sample cells # 16 to # 18 and the comparative sample cell # 103 had good image quality with no coloration seen from any direction with a viewing angle of 50 °. On the other hand, it was confirmed that the sample cell for comparison # 104 was colored from yellow to orange when viewed from the left and right directions with a viewing angle of 50 °.

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、0.080、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。   From the above results, as shown in FIGS. 8A to 8C, the liquid crystal layer 8 has refractive index anisotropy Δn (550) at a wavelength of 550 nm of 0.070, 0.080, 0.095, respectively. When using a liquid crystal material set to, the transmittance decreases sufficiently when a voltage is applied, and the inversion phenomenon is not observed, so the viewing angle is expanded, and there is no coloring phenomenon. It can be seen that the display quality of the apparatus has been greatly improved.

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、0.120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。   On the other hand, as shown in FIGS. 9A to 9C, the liquid crystal layer 8 has a refractive index anisotropy Δn (550) at a wavelength of 550 nm set to 0.060 and 0.120, respectively. It can be seen that the viewing angle dependency is not sufficiently improved when the material is used.

また、光学位相差板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、上記のサンプルセル♯16〜♯18、及び比較用サンプルセル♯103,♯104と同様の、サンプルセル、比較用サンプルセルに対しても、同様の結果が得られた。   Further, as the optical retardation plates 2 and 3, the same as the sample cells # 16 to # 18 and the comparative sample cells # 103 and # 104 except that the discotic liquid crystal is hybrid-aligned on a transparent support. Similar results were obtained for the sample cell and the comparative sample cell.

また、上記光学位相差板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、光学位相差板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。   Further, the inclination angle θ of the refractive index ellipsoid of the optical phase difference plates 2 and 3 was changed, and the dependence of the transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics on the inclination angle θ was examined. As a result, 15 ° ≦ θ ≦ 75 ° As long as it is within the range, basically no change was made regardless of the orientation state of the discotic liquid crystal in the optical phase difference plates 2 and 3. It was confirmed that the viewing angle in the opposite viewing angle direction did not widen when the above range was exceeded.

さらに、上記光学位相差板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、左右方向の視野角が広がらないことが確認された。   Furthermore, as a result of changing the second retardation value of the optical retardation plates 2 and 3 and investigating the dependency of the transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics on the second retardation value, the second retardation value was 80 nm to If it was in the range of 250 nm, it did not change fundamentally irrespective of the orientation state of the discotic liquid crystal in the phase difference plates 2 and 3. It was confirmed that the viewing angle in the left-right direction did not widen when the above range was exceeded.

また、上記比較用サンプルセル♯103,♯104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つのサンプルセル♯19〜♯21を用意し、図6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セル♯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。   Further, based on the result of the visual test of the comparative sample cells # 103 and # 104, the refractive index anisotropy Δn (550) at the wavelength of 550 nm of the liquid crystal layer 8 in the liquid crystal cell 16 of FIG. , 0.100, and 0.115 except that liquid crystal materials are used, three sample cells # 19 to # 21 are prepared in the same manner as in this example, and the measurement system shown in FIG. In the same manner, the output level of the light receiving element 21 with respect to the voltage applied to the sample cells # 19 to # 21 when the light receiving element 21 is fixed at a constant angle φ was measured. Further, visual confirmation was performed under white light.

その結果、屈折率異方性Δn(550)を0.100としたサンプルセル♯20、及び屈折率異方性Δn(550)を0.115としたサンプルセル♯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としたサンプルセル♯19では、前述した比較用サンプルセル♯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)に示した比較用サンプルセル♯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。   As a result, in sample cell # 20 in which the refractive index anisotropy Δn (550) is 0.100 and in sample cell # 21 in which the refractive index anisotropy Δn (550) is 0.115, the angle φ50 °. In this case, a slight increase in transmittance was confirmed when the voltage was increased in the left-right direction. However, the reversal phenomenon did not occur visually, and such an increase in transmittance could withstand use. There was no problem in the upward results. On the other hand, in the sample cell # 19 in which the refractive index anisotropy Δn (550) is 0.065, like the above-described comparative sample cell # 103, when the voltage is increased in the upward direction, the transmittance once sinks and floats. However, the degree of increase in transmittance was smaller than that of the comparative sample cell # 103 shown in FIG. 9A, and it was able to withstand use. There was no problem in the horizontal results.

また、目視検査においては、サンプルセル♯20,♯21では、黄色から橙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。サンプルセル♯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。   Further, in the visual inspection, in the sample cells # 20 and # 21, a slight coloration from yellow to orange was confirmed, but this was not a problem. It was confirmed that sample cell # 19 was slightly bluish. However, this level of bluish color was not a problem.

また、補足として、サンプルセル♯19と比較用サンプルセル♯103とについて、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、比較用サンプルセル♯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、サンプルセル♯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。   As a supplement, a voltage of about 1 V was applied to the sample cell # 19 and the comparative sample cell # 103, and the transmittance during white display in the normal direction of the surface of the liquid crystal cell 16 was measured. As a result, in the comparative sample cell # 103, a decrease in transmittance was observed to such an extent that it could not be used. On the other hand, in sample cell # 19, although a slight decrease in transmittance was confirmed, it was of a level that could withstand use.

さらに、図1の液晶表示装置における液晶セル16の配向膜11・14に日本合成ゴム社製のオプトマーAL(商品名)を用い、上記配向膜11・14に対してプレティルト角が4°,5°,10°,11°となる液晶材料を液晶層8にそれぞれ用いた場合においても同様の結果が得られた。   Further, an optomer AL (trade name) manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd. is used for the alignment films 11 and 14 of the liquid crystal cell 16 in the liquid crystal display device of FIG. 1, and the pretilt angle is 4 °, 5 with respect to the alignment films 11 and 14. Similar results were obtained when the liquid crystal materials having the angles of °, 10 °, and 11 ° were used for the liquid crystal layer 8, respectively.

(実施例2)
本実施例は、上記の実施の形態に係る液晶表示装置の効果を裏付けるためのものであり、ここでは、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450nmにおける屈折率異方性ΔnL (450)と波長550nmにおける屈折率異方性ΔnL (550)と、光学位相差板2・3の波長450nmにおける屈折率異方性ΔnF (450)と波長550nmにおける屈折率異方性ΔnF (550)との式(1)にて表される関係が、それぞれ、0,0.15,0.25,0.30,0.33に設定された液晶材料と光学位相差板を用い、セル厚(液晶層8の厚み)を5μmとした、5つのサンプルセル♯31〜♯35を用意した。
(Example 2)
This example is intended to support the effect of the liquid crystal display device according to the above-described embodiment. Here, the liquid crystal layer 8 of the liquid crystal cell 16 in the liquid crystal display device of FIG. Isotropic Δn L (450), refractive index anisotropy Δn L (550) at a wavelength of 550 nm, refractive index anisotropy Δn F (450) at a wavelength of 450 nm, and refractive index at a wavelength of 550 nm. The liquid crystal material and the optical position in which the relationship represented by the expression (1) with the anisotropy Δn F (550) is set to 0, 0.15, 0.25, 0.30, and 0.33, respectively. Five sample cells # 31 to # 35 were prepared using a phase difference plate and having a cell thickness (the thickness of the liquid crystal layer 8) of 5 μm.

Figure 0003773056
Figure 0003773056

サンプルセル♯31〜♯35における光学位相差板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nb 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nc 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。 As the optical phase difference plates 2 and 3 in the sample cells # 31 to # 35, a discotic liquid crystal is applied to a transparent support (for example, triacetyl cellulose (TAC)), and the discotic liquid crystal is inclined and cross-linked. in and formed by forming a first retardation value of the above 0 nm, a second retardation value of the above 100 nm, the arrow a direction of the principal refractive index n b is the z-axis direction in the xyz-axis coordinate are inclined to be about 20 ° in the direction shown, likewise what direction of the principal refractive index n c is at an angle of approximately 20 ° in the direction indicated by the arrow B with respect to the x-axis (i.e., the refractive index An ellipsoid having an inclination angle θ = 20 ° was used.

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、上記の式(1)にて表される関係が、0.35,1.0,1.1の液晶材料、光学位相差板を用いた以外は本実施例と同様の比較用サンプルセル♯301〜♯303を用意した。   As a comparative example for this embodiment, the relationship represented by the above formula (1) is 0.35, 1.0, 1.... In the liquid crystal layer 8 of the liquid crystal cell 16 in the liquid crystal display device of FIG. Comparative sample cells # 301 to # 303 were prepared in the same manner as in this example except that one liquid crystal material and an optical phase difference plate were used.

上記のサンプルセル♯31〜♯35及び比較用サンプルセル♯301〜♯303について、白色光のもと目視試験を行った結果を表8に示す。   Table 8 shows the results of a visual test under white light on the sample cells # 31 to # 35 and the comparative sample cells # 301 to # 303.

Figure 0003773056
Figure 0003773056

サンプルセル♯31〜♯33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。サンプルセル♯24では、視角50°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が、視角60°では、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。サンプルセル♯25では、視角50°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が、視角60°では、左右方向から見た場合に使用に耐えない程度の着色が確認された。   Sample cells # 31 to # 33 had good image quality with no coloration seen from any direction with a viewing angle of 70 °. In sample cell # 24, coloring was not confirmed from any direction up to a viewing angle of 50 °, and the image quality was good. However, at viewing angle 60 °, slight coloring was confirmed when viewed from the left and right directions. The coloration was such that it could be used. In the sample cell # 25, coloring was not observed from any direction up to a viewing angle of 50 °, and the image quality was good. However, at a viewing angle of 60 °, coloring was unusable when viewed from the left-right direction. confirmed.

これに対し、比較用サンプルセル♯301〜♯303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橙色の着色が確認された。   On the other hand, in the comparative sample cells # 301 to # 303, even when viewed from the left and right directions even at a viewing angle of 50 °, coloring from yellow to orange that could not be used was confirmed.

また、光学位相差板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セル♯31〜♯35、比較用サンプルセル♯301〜♯303と同様のサンプルセル、比較用サンプルセルについても、上記と同様の結果が得られた。   Further, as the optical phase difference plates 2 and 3, the same as the sample cells # 31 to # 35 and the comparative sample cells # 301 to # 303 of this embodiment, except that a discotic liquid crystal is hybrid-aligned on a transparent support. The same results as above were obtained for the sample cell and comparative sample cell.

(実施例3)
本実施例は、上記の実施の形態3に係る液晶表示装置の効果を裏付けるためのものであり、ここでは、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550nmにおける屈折率異方性ΔnL (550)と波長650nmにおける屈折率異方性ΔnL (650)と、光学位相差板2・3の波長550nmにおける屈折率異方性ΔnF (550)と波長650nmにおける屈折率異方性ΔnF (650)との式(2)にて表される関係が、それぞれ、0,0.10,0.20,0.23,0.25に設定された液晶材料と光学位相差板を用い、セル厚(液晶層8の厚み)を5μmとした、5つのサンプルセル♯41〜♯45を用意した。
(Example 3)
This example is for supporting the effect of the liquid crystal display device according to the third embodiment, and here, the refractive index at a wavelength of 550 nm is provided on the liquid crystal layer 8 of the liquid crystal cell 16 in the liquid crystal display device of FIG. Anisotropy Δn L (550), refractive index anisotropy Δn L (650) at a wavelength of 650 nm, refractive index anisotropy Δn F (550) at a wavelength of 550 nm and refraction at a wavelength of 650 nm. Liquid crystal materials and optical systems in which the relationship represented by the equation (2) with the rate anisotropy Δn F (650) is set to 0, 0.10, 0.20, 0.23, 0.25, respectively. Five sample cells # 41 to # 45 with a retardation plate and a cell thickness (thickness of the liquid crystal layer 8) of 5 μm were prepared.

Figure 0003773056
Figure 0003773056

サンプルセル♯41〜♯45における光学位相差板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nb 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nc 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。 As the optical phase difference plates 2 and 3 in the sample cells # 41 to # 45, a discotic liquid crystal is coated on a transparent support (for example, triacetyl cellulose (TAC)), and the discotic liquid crystal is tilted and crosslinked. in and formed by forming a first retardation value of the above 0 nm, a second retardation value of the above 100 nm, the arrow a direction of the principal refractive index n b is the z-axis direction in the xyz-axis coordinate are inclined to be about 20 ° in the direction shown, likewise what direction of the principal refractive index n c is at an angle of approximately 20 ° in the direction indicated by the arrow B with respect to the x-axis (i.e., the refractive index An ellipsoid having an inclination angle θ = 20 ° was used.

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、上記の式(2)にて表される関係が、0.27,1.0、1.1の液晶材料、光学位相差板を用いた以外は本実施例と同様の比較用サンプルセル♯401〜♯403を用意した。   In addition, as a comparative example with respect to the present embodiment, the relationship expressed by the above formula (2) is 0.27, 1.0, 1.V in the liquid crystal layer 8 of the liquid crystal cell 16 in the liquid crystal display device of FIG. Comparative sample cells # 401 to # 403 were prepared in the same manner as in this example except that one liquid crystal material and an optical retardation plate were used.

上記のサンプルセル♯41〜♯45及び比較用サンプルセル♯401〜♯403について、白色光のもと目視試験を行った結果を表9に示す。   Table 9 shows the results of a visual test under white light on the sample cells # 41 to # 45 and the comparative sample cells # 401 to # 403.

Figure 0003773056
Figure 0003773056

サンプルセル♯41〜♯43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。サンプルセル♯44では、視角50°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が、視角60°では、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。サンプルセル♯45では、視角50°で、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。   Sample cells # 41 to # 43 had good image quality with no coloration seen from any direction with a viewing angle of 70 °. In sample cell # 44, coloring was not observed from any direction up to a viewing angle of 50 °, and the image quality was good. However, at viewing angle 60 °, slight coloring was observed when viewed from the left-right direction. The coloration was such that it could be used. In sample cell # 45, a slight coloration was observed when viewed from the left-right direction at a viewing angle of 50 °, but the color was enough to withstand use.

これに対し、比較用サンプルセル♯401〜♯403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橙色の着色が確認された。   On the other hand, in the comparative sample cells # 401 to # 403, yellow to orange coloring that could not be used was confirmed even when viewed from the left-right direction even at a viewing angle of 50 °.

また、光学位相差板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セル♯41〜♯45、比較用サンプルセル♯401〜♯403と同様のサンプルセル、比較用サンプルセルについても、上記と同様の結果が得られた。   Further, as the optical phase difference plates 2 and 3, the same as the sample cells # 41 to # 45 and the comparative sample cells # 401 to # 403 of the present embodiment, except that a discotic liquid crystal is hybrid-aligned on a transparent support. The same results as above were obtained for the sample cell and the comparative sample cell.

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。It is sectional drawing which decomposes | disassembles and shows the structure of the liquid crystal display device which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is explanatory drawing which shows the relationship between the rubbing direction and normal viewing angle direction of the alignment film in the said liquid crystal display device. 上記液晶表示装置の光学位相差板における主屈折率を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the main refractive index in the optical phase difference plate of the said liquid crystal display device. 上記液晶表示装置における偏光板および光学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。It is a perspective view which decomposes | disassembles each part of a liquid crystal display device, and shows optical arrangement | positioning of the polarizing plate and optical phase difference plate in the said liquid crystal display device. 液晶分子の長軸と配向膜とがなす角であるプレティルト角を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the pretilt angle which is an angle | corner which the long axis of a liquid crystal molecule and alignment film make. 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。It is a perspective view which shows the measuring system which measures the viewing angle dependence of the said liquid crystal display device. 比較例1と該比較例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。6 is a graph showing transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics of a liquid crystal display device of Comparative Example 1 and Comparative Example of Comparative Example 1; 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。6 is a graph showing transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics of the liquid crystal display device in Example 1. 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。6 is a graph showing transmittance-liquid crystal applied voltage characteristics of a liquid crystal display device of a comparative example with respect to Example 1. FIG. 上記液晶表示装置の液晶層に用いられる一液晶材料と一光学位相差板との波長に対するΔn(λ)/Δn(550)を示すグラフである。It is a graph which shows (DELTA) n ((lambda)) / (DELTA) n (550) with respect to the wavelength of one liquid crystal material used for the liquid crystal layer of the said liquid crystal display device, and one optical phase difference plate. 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。It is a schematic diagram which shows the twist orientation of the liquid crystal molecule in a TN liquid crystal display element.

符号の説明Explanation of symbols

1 液晶表示素子
2・3 光学位相差板
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display element 2.3 Optical phase difference plate 4.5 Polarizer (polarizer)
8 Liquid crystal layer 9/12 Glass substrate (Translucent substrate)
10.13 Transparent electrode (transparent electrode layer)
11.14 Alignment film

Claims (7)

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ほぼ90°捻じれ配向した液晶層が封入されてなる液晶表示素子と、
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枚介在された光学位相差板であって、屈折率楕円体の3つの主屈折率na 、nb 、nc を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率nc またはna 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おり、光学位相差板の厚さをdとして、第1のリタデーション値(nc −na )×dがほぼ0nmであり、第2のリタデーション値(nc −nb )×dが80nm〜250nmの範囲内に設定された光学位相差板とを備え、
かつ、上記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ΔnL (450)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnL (550)の比であるΔnL (450)/ΔnL (550)と、上記光学位相差板の波長450nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (450)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (550)の比であるΔnF (450)/ΔnF (550)とが、
Figure 0003773056
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。
A liquid crystal display element in which a liquid crystal layer twisted and aligned by approximately 90 ° is sealed between a pair of translucent substrates each having a transparent electrode layer and an alignment film formed on opposite surfaces;
A pair of polarizers disposed on both sides of the liquid crystal display element;
An optical retardation plate interposed at least one between the liquid crystal display element and the polarizer has three principal refractive index n a of the refractive index ellipsoid, n b, and n c, the surface as the axial direction of the principal refractive index n a or n c, the direction of the principal refractive index n b parallel to the direction normal to the surface, the main refractive index n c or n a direction and is clockwise in the surface, or by tilting counterclockwise, and the refractive index ellipsoid is inclined, the thickness of the optical retardation plate as d, a first retardation value (n c -n a) × d approximately 0nm And the second retardation value (n c −n b ) × d is set within the range of 80 nm to 250 nm, and an optical retardation plate,
In addition, the liquid crystal material in the liquid crystal layer has a refractive index anisotropy Δn L (450) with respect to light having a wavelength of 450 nm and a refractive index anisotropy Δn L (550) with respect to light having a wavelength of 550 nm, Δn L (450). / Δn L (550) and the ratio of refractive index anisotropy Δn F (450) for light with a wavelength of 450 nm and refractive index anisotropy Δn F (550) for light with a wavelength of 550 nm of the optical retardation plate F (450) / Δn F (550) is
Figure 0003773056
A liquid crystal display device set to satisfy the above relationship.
上記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ΔnL (450)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnL (550)の比であるΔnL (450)/ΔnL (550)と、上記光学位相差板の波長450nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (450)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (550)の比であるΔnF (450)/ΔnF (550)とが、
Figure 0003773056
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に記載の液晶表示装置。
Δn L (450) / Δn which is the ratio of the refractive index anisotropy Δn L (450) for light with a wavelength of 450 nm and the refractive index anisotropy Δn L (550) for light with a wavelength of 550 nm of the liquid crystal material in the liquid crystal layer. L (550) and the ratio of refractive index anisotropy Δn F (450) for light with a wavelength of 450 nm and refractive index anisotropy Δn F (550) for light with a wavelength of 550 nm of the optical retardation plate Δn F ( 450) / Δn F (550)
Figure 0003773056
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is set so as to satisfy the relationship.
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ほぼ90°捻じれ配向した液晶層が封入されてなる液晶表示素子と、
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枚介在された光学位相差板であって、屈折率楕円体の3つの主屈折率na 、nb 、nc を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率nc またはna 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おり、光学位相差板の厚さをdとして、第1のリタデーション値(nc −na )×dがほぼ0nmであり、第2のリタデーション値(nc −nb )×dが80nm〜250nmの範囲内に設定された光学位相差板とを備え、
かつ、上記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ΔnL (650)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnL (550)の比であるΔnL (650)/ΔnL (550)と、上記光学位相差板の波長650nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (650)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (550)の比であるΔnF (650)/ΔnF (550)とが、
Figure 0003773056
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。
A liquid crystal display element in which a liquid crystal layer twisted and aligned by approximately 90 ° is sealed between a pair of translucent substrates each having a transparent electrode layer and an alignment film formed on opposite surfaces;
A pair of polarizers disposed on both sides of the liquid crystal display element;
An optical retardation plate interposed at least one between the liquid crystal display element and the polarizer has three principal refractive index n a of the refractive index ellipsoid, n b, and n c, the surface as the axial direction of the principal refractive index n a or n c, the direction of the principal refractive index n b parallel to the direction normal to the surface, the main refractive index n c or n a direction and is clockwise in the surface, or by tilting counterclockwise, and the refractive index ellipsoid is inclined, the thickness of the optical retardation plate as d, a first retardation value (n c -n a) × d approximately 0nm And the second retardation value (n c −n b ) × d is set within the range of 80 nm to 250 nm, and an optical retardation plate,
In addition, the liquid crystal material in the liquid crystal layer has a ratio of refractive index anisotropy Δn L (650) for light having a wavelength of 650 nm and refractive index anisotropy Δn L (550) for light having a wavelength of 550 nm, Δn L (650). / Δn L (550) and the ratio of refractive index anisotropy Δn F (650) for light of wavelength 650 nm and refractive index anisotropy Δn F (550) for light of wavelength 550 nm of the optical retardation plate F (650) / Δn F (550) is
Figure 0003773056
A liquid crystal display device set to satisfy the above relationship.
上記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ΔnL (650)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnL (550)の比であるΔnL (650)/ΔnL (550)と、上記光学位相差板の波長650nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (650)と波長550nmの光に対する屈折率異方性ΔnF (550)の比であるΔnF (650)/ΔnF (550)とが、
Figure 0003773056
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3に記載の液晶表示装置。
In the liquid crystal layer, Δn L (650) / Δn L, which is a ratio of refractive index anisotropy Δn L (650) with respect to light having a wavelength of 650 nm and refractive index anisotropy Δn L (550) with respect to light having a wavelength of 550 nm. and (550), Δn F (650 is the ratio of the refractive index anisotropy [Delta] n F (550) to the refractive index anisotropy [Delta] n F (650) and a wavelength of 550nm light with respect to light having a wavelength of 650nm of the optical retardation plate ) / Δn F (550)
Figure 0003773056
The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the liquid crystal display device is set so as to satisfy the relationship.
上記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)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1〜4の何れかに記載の液晶表示装置。 Of the liquid crystal material in the liquid crystal layer, according to claim 1 to 4, the refractive index anisotropy Δn for light having a wavelength of 550 nm (550), characterized in that it is set to 0.120 smaller ranges greater than 0.060 A liquid crystal display device according to any one of the above . 上記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)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5に記載の液晶表示装置。 Of the liquid crystal material in the liquid crystal layer, the wavelength of 550nm refractive index anisotropy Δn for light (550), according to claim 5, characterized in that it is set to a range of 0.070 or more 0.095 or less Liquid crystal display device. 全ての光学位相差板において、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1〜6の何れかに記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein an inclination angle of the refractive index ellipsoid is set between 15 ° and 75 ° in all of the optical retardation plates.
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