JPH0688962A

JPH0688962A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0688962A
Application number: JP4254644A
Authority: JP
Inventors: Zenta Kikuchi; 地善太菊; Takashi Miyashita; 下崇宮
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1994-03-29
Anticipated expiration: 2018-02-10
Also published as: JP3375351B2

Abstract

(57)【要約】【目的】コントラストと表示色の視角依存性（以下、
視角特性という）が改善され、中間階調を視角に拘わら
ず正確に表示することができる液晶表示装置を提供す
る。【構成】ＴＮ型の液晶セル101を挟んで、その光入射
側に偏光子102、光出射側に検光子103を夫々配設し、液
晶セル101と検光子103間に二軸性位相板104を配設して
ある。二軸性位相板104は、その遅相軸104aが液晶セル1
01の入射側配向処理方向107aに平行する様に配置してあ
る。又、偏光子102の透過軸102aは入射側配向処理方向1
07aに直交させ、検光子103の透過軸103aは透過軸102aに
直交させてある。そして、二軸性位相板104の３方向の
屈折率ｎ_X，ｎ_Y，ｎ_Zが、ｎ_Y＜ｎ_Z＜ｎ_Xを満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ツイステッドネマテ
ィック（ＴＮ）型の液晶表示装置に関し、より詳細に
は、中間階調表示の際のコントラストと色の視角依存性
が改善されたＴＮ型液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ワードプロセッサやパーソナルコ
ンピュータ等のディスプレイとして用いられる液晶表示
装置には、ＴＦＴ−ＴＮ型の液晶表示装置が用いられて
いる。この液晶表示装置は、通常、各画素ごとに駆動用
の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配設されたＴＮ型の液
晶セルの光入射側に偏光子がその透過軸を液晶セルの光
入射側基板の配向処理方向に平行させて配設され、液晶
セルの光出射側に検光子がその透過軸を前記偏光子の透
過軸にほぼ直交させて配設されている。この従来の液晶
表示装置は各画素にスタティック的な電圧を印加し駆動
することができるので、単純マトリックス型の液晶表示
装置に比べてコントラストが高く、視野角も比較的広
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＴＦＴ−ＴＮ型液晶表示装置も、汎用ディス
プレイのＣＲＴに比べると視野角が狭く、又、中間階調
を表示する際に視角（表示面の法線に対する視線の角
度）の変化に応じた色変化、即ち色変化の視角依存性が
顕著に現れるという欠点がある。

【０００４】図２１に、従来の典型的なＴＮ型液晶表示
装置において印加電圧をＶ＝0[V],Ｖ＝4.38[V]でとった
等コントラスト曲線を示した。この図で、同心円は内側
からそれぞれ液晶表示装置の基板の法線方向に対し１０
°、２０°、３０°、４０°及び５０°傾けた視角を表
わし、黒四角はコントラストが１０、白四角はコントラ
ストが５０、黒三角はコントラストが１００、白三角は
コントラストが１５０をそれぞれ表している。又、矢印
Ｒは、光入射側基板の配向処理方向を示している。この
図によれば、コントラストの高い視角方向は、液晶セル
の光入射側基板の配向処理方向Ｒを基準にした表示面の
方位を表わす角度（以下、方位角という）が３１５°の
下方向にあり、そしてコントラストの高い領域は方位角
が２２５°と４５°である左右方向で広がっており、方
位角が１３５°と３１５°である上下方向に比べて明ら
かに広い。又、上下方向においては、下方向の方が上方
向よりコントラストが高く、上方向近辺は反転領域は見
られないものの、コントラストが最も低い視角方向であ
る。

【０００５】図２２（Ａ）〜２２（Ｄ）に、光透過率Ｙ
と印加電圧Ｖの関係を示すＹ−Ｖ曲線の視角依存性を示
した。図２２（Ａ）に示すように、方位角が３１５°の
下方向へ視角を０°〜５０°に振ると、Ｙ−Ｖ曲線のＶ
＝2.0〜4.0[V]の領域に大きな瘤部が現れ、中間階調を
表示する印加電圧領域はＶ＝1.5〜4.0[V]であるから、
中間階調の表示を行った場合に明るさの逆転現象が目だ
ってしまう。

【０００６】一方、図２２（Ｂ）および図２２（Ｃ）に
示すように、表示面における方位角が４５°の右方向と
２２５°の左方向では上述した現象は起こらないが、図
２（Ｄ）に示すように、方位角が１３５°の上方向で視
角を０°〜５０°に振ると、Ｙ−Ｖ曲線は徐々に平坦線
に近づき、中間階調間の明るさの差がなくなってしま
う。

【０００７】次に、従来のＴＮ型液晶表示装置における
色変化の視角依存性について述べるが、その前に、色差
ΔＥ*、明度指数差ΔＬ*、クロマ差ΔＣ*について説明
する。色差ΔＥ*は各電圧印加時の正面視角における
〔表色〕を基準としたときの〔表色間の距離〕を意味す
る。この色差ΔＥ*は、明度指数差ΔＬ*とクロマ差ΔＣ
*によって決まる。これら物理量はＣＩＥ1976（Ｌ*，ｕ
*，ｖ*）表色空間において定義されている。

【０００８】通常の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）表色空間からＣＩＥ
1976（Ｌ*，ｕ*，ｖ*）表色空間への変換式は、以下の
通りである。

【０００９】

【数１】

【００１０】図２３（Ａ）〜２３（Ｆ）、図２４（Ａ）
〜２４（Ｆ）及び図２５（Ａ）〜２５（Ｆ）は、夫々色
差ΔＥ*、明度指数差ΔＬ*、クロマ差ΔＣ*の上下左右
４方向（方位角：１３５°、３１５°、２２５°、４５
°）における各視角依存性を６段階の印加電圧毎に夫々
示したグラフである。この場合の６段階の印加電圧は０
Ｖ，１.５Ｖ，２Ｖ，２.５Ｖ，３Ｖ，４Ｖである。又、
これらグラフ中、四角形は上方向へ、プラス印は下方向
へ、円形は左方向へ、三角形は右方向へ、夫々視角を変
化させた場合の各値を表わしている。

【００１１】これらのグラフから明らかなように、従来
のＴＦＴ−ＴＮ型の液晶表示装置では、中間階調表示に
おける視角変化に対する〔表色〕の差が大きいという問
題があった。この様な理由から、従来のＴＦＴ−ＴＮ型
の液晶表示装置については、コントラストと表示色の視
角依存性（以下、視角特性という）を改善し、多階調表
示の際の特に中間階調を視角に拘わらず正確に表示する
ことが要求されている。

【００１２】この発明は上述のような事情に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、優れた視角特性
を備え正確に階調を表示できる液晶表示装置を提供する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決する為の手段】この発明の目的は、対向す
る面夫々に、互いに交差する電極とこの電極を覆って所
定の方向に配向処理が施された配向膜とが形成された一
対の基板間に、液晶材料を一方の基板から他方の基板に
向ってほぼ９０°でツイスト配向させて封入して成る液
晶セルと、前記液晶セルの光入射側に配設された偏光子
と、前記液晶セルの光出射側に配設された検光子と、前
記偏光子と前記検光子間に配置され、互いに直交する延
伸方向屈折率ｎ_X、面内直交方向屈折率ｎ_Y、厚み方向屈
折率ｎ_Zがｎ_Y＜ｎ_Z＜ｎ_Xを満たす二軸性を有した位相板
を少なくとも１枚備えている液晶表示装置により、達成
される。

【００１４】

【作用】この発明によれば、液晶分子をほぼ９０°でツ
イスト配向したＴＮ型の液晶セルの外側にこれを挾むよ
うに偏光子と検光子を配置するとともに、検光子と液晶
セルとの間に、遅相軸が液晶セルの入射側配向処理方向
にほぼ平行又はほぼ直交し、かつ３方向の屈折率ｎ_Y，
ｎ_Z，ｎ_Xがｎ_Y＜ｎ_Z＜ｎ_X を満足する二軸性を有する位相板（以下、二軸性位相板
と言う）を少なくとも１枚配置したので、この二軸性位
相板によって、液晶セルを斜めに透過する光と垂直に透
過する光との位相差の相違が補償される。これにより、
視角方向のコントラストが高くなり、中間階調表示の際
の明るさの逆転現象が抑制されると共に左右の方向の色
変化が改善され、正確な階調を確実に表示することがで
きる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明を図１乃至図２０に示す実施
例に基づいて具体的に説明する。（第１実施例）図１および図２に第１実施例としての液
晶表示装置の断面図および分解斜視図を示した。この液
晶表示装置では、ツイステッドネマティック型の液晶セ
ル101の光入射側に偏光子102が設けられ、液晶セル101
の光出射側に検光子103が設けられ、液晶セル101と検光
子103との間に１枚の二軸性位相板104が設けられてい
る。

【００１６】液晶セル101は、一方の電極105およびこの
電極105の各画素ごとに配置された駆動用の薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）106並びにこれらを覆う配向膜107が形
成された下基板108と、前記一方の電極105と直交して対
向する他方の電極109およびこの他方の電極109を覆う配
向膜110が形成された上基板111と、これら上下の基板10
8,111を所定の間隔を隔てて接合するシール材112と、こ
れらの上下基板108,111とシール材112とで囲われた領域
内に封入され、ギャップｄとナチュラルピッチｐの比ｄ
／ｐの値が約0.05の液晶材料113とからなっている。な
お、この液晶セル101は図面上で下方から光が入射され
るものであり、以下では下基板を入射側基板108、上基
板を出射側基板111という。

【００１７】入射側基板108と出射側基板111の対向する
それぞれの面に形成された配向膜107,110は、それぞれ
ラビングなどの配向処理が施されている。入射側基板10
8の配向膜107は図２に示すように、液晶セル101を正面
（光出射側）から観察する場合、水平方向に液晶セル10
1の長手方向を沿わせて液晶セル101を配置し、この液晶
セル101の左上から右下方向に約４５°の傾きをもった
方向107aに配向処理が施されている。出射側基板111の
配向膜110は入射側配向膜107の配向処理方向107a（以
下、入射側配向処理方向という）に対して出射側から見
て左回りにほぼ９０°回転した方向110aに配向処理が施
されている。このような配向処理により、液晶材料113
の分子が出射側から見て右回りにほぼ９０°ツイストし
て配列されている。この場合、液晶分子はプレチルト角
が約１°で配向している。そして、この液晶セル101の
ギャップｄと屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄの値は３
５０〜５５０ｎｍの範囲で、好ましくは３８０ｎｍ（測
定波長：５８９ｎｍ）である。

【００１８】偏光子102は、その透過軸102aが液晶セル1
01の入射側配向処理方向107aとほぼ直交する配置で設置
されている。検光子103は、その透過軸103aが偏光子102
の透過軸102aとほぼ直交する配置で設置されている。

【００１９】二軸性位相板104は、ポリカーボネートか
らなり、延伸方向屈折率ｎ_X、面内直交方向屈折率ｎ_Y、
厚み方向屈折率ｎ_Zの３方向の屈折率を有し、これら３
方向の屈折率がｎ_Y＜ｎ_Z＜ｎ_X の関係を満足し、延伸方向が遅相軸となり、Δｎ（＝ｎ
_X−ｎ_Y）と厚さｄとの積Δｎ・ｄの値が３００〜４００
ｎｍの範囲で、好ましくは３６５ｎｍ（測定波長：５８
９ｎｍ）である。この二軸性位相板104はその延伸方向
の遅相軸104aが入射側配向処理方向107aに対してほぼ平
行する方向に配置されている。

【００２０】この様に構成した第１実施例の液晶表示装
置によれば、液晶セル101と検光子103との間に３方向の
屈折率がｎ_Y＜ｎ_Z＜ｎ_Xの関係を満足する二軸性位相板1
04を配置したので、この二軸性位相板104によって、液
晶セル101を斜めに透過する光と垂直に透過する光との
位相差の相違が補正され、視角方向のコントラストが高
くなり、多階調表示における中間階調表示の際の明るさ
の逆転現象を抑制できる。その結果、中間階調を表示す
る際の左右方向の視角変化に対する色変化が抑制され、
視角特性が大幅に改善されて正確な階調を確実に表示す
ることが可能となる。

【００２１】次に、上述の様に構成したＴＮ型液晶表示
装置による視角特性の具体的な測定結果について、従来
のものと比較しながら説明する。本実施例の液晶表示装
置は、ポジタイプで、偏光子の透過軸を液晶セルの入射
側配向処理方向に直交させたものであり、二軸性位相板
104は、例えば、Δｎ・ｄの値が３６８．８ｎｍで、厚さ
ｄが６４μｍのとき、延伸方向屈折率ｎ_Xが1.5857、面
内直交方向屈折率ｎ_Yが1.5802、厚み方向屈折率ｎ_Zが1.
5836であり、（ｎ_Z−ｎ_Y）と（ｎ_X−ｎ_Z）との比が３
４：２１で、ほぼ６対４の比率になっている。この二軸
性位相板104は材料のポリカーボネートがその構造式中
にベンゼン環をもつので、図３に示すようにΔｎ・ｄの
波長依存性がある。

【００２２】図４（Ａ）〜４（Ｆ），図５（Ａ）〜５
（Ｆ）及び図６（Ａ）〜６（Ｆ）は、夫々、本例の液晶
表示装置による色差ΔＥ*、明度指数差ΔＬ*、クロマ差
ΔＣ*の各視角依存性を６段階の印加電圧毎に示すグラ
フである。各グラフは、上下左右の４方向（方位角１３
５°，３１５°，２２５°，４５°の方向）へ視角θを
変化させた際の色差ΔＥ*、明度指数差ΔＬ*、クロマ差
ΔＣ*の各変化を示し、６段階の印加電圧は、０Ｖ，１.
５Ｖ，２Ｖ，２.５Ｖ，３Ｖ，４Ｖである。又、これら
グラフ中、四角形は上方向へ、プラス印は下方向へ、円
形は左方向へ、三角形は右方向へ、夫々視角を変化させ
た場合の各値を表わしている。これらの各視角依存性を
図２３乃至図２５に示す従来例のものと比較する。

【００２３】印加電圧が０Ｖ〜１.５Ｖの明表示状態下
では、明度指数差ΔＬ*の視角依存性が、上下方向にお
いて本例の方が従来例より小さくなっている。又、クロ
マ差ΔＣ*の視角依存性は、全方向において本例の方が
従来例より小さい。従って、色差ΔＥ*の視角依存性
も、全方向において本例の方が従来例より小さくなって
いる。

【００２４】印加電圧が１.５Ｖ〜３.０Ｖの中間階調表
示状態下では、クロマ差ΔＣ*の視角依存性が、左右方
向（方位角が２２５°と４５°）において本例の方が従
来例より小さくなっている。これに応じて、色差ΔＥ*
の視角依存性も左右方向において本例の方が従来例より
小さくなっている。

【００２５】以上の様に、ＴＮ型液晶表示装置における
中間階調表示の際の色変化の視角依存性は、本例の様に
１枚の二軸性位相板を液晶セルと検光子間に適正に配置
することにより、従来のＴＮ型液晶表示装置に比べて顕
著に改善される。その結果、正確な階調を確実に表示す
ることが可能となる。

【００２６】なお、上述の第１実施例では偏光子102の
透過軸２ａを液晶セルの入射側配向処理方向７ａに対し
て直交させたが、これに限らず、透過軸を入射側配向処
理方向７ａに対し平行させてもよい。

【００２７】（第２実施例）第２実施例は、ＴＮ型液晶
セルを挟んでその光入射側と光出射側に二軸性位相板を
夫々１枚づつ配置した例である。尚、以下の実施例にお
いては、第１実施例に用いられている部材と同一の部材
については、同一符号を付してその説明を省略する。

【００２８】図７及び図８に第２実施例としての液晶表
示装置の断面図及び分解斜視図を示した。図７に示す様
に、本例の液晶表示装置は、液晶セル101を挟んでその
光入射側に第１の二軸性位相板114、光出射側に第２の
二軸性位相板115を配置した構成となっている。この場
合、第１の二軸性位相板114の遅相軸114aが液晶セル101
の入射側配向処理方向107aに平行となり、第２の二軸性
位相板115の遅相軸115aも第１二軸性位相板114の遅相軸
114aに平行となる様に、両二軸性位相板114,115を配置
してある。又、偏光子102はその透過軸102aが入射側配
向処理方向107aに平行となる様に、検光子103はその透
過軸103aが透過軸102aに直交する様に、夫々配置してあ
る。その他の構成は、第１実施例と同一である。

【００２９】この様な構成の液晶表示装置では、第１実
施例の液晶表示装置と同様に、液晶セル101を斜めに通
過する光と垂直に透過する光が２枚の二軸性位相板114,
115を通過することによりこれらの間の位相差の相違が
補正される。その結果、視角方向のコントラストが高く
なり、中間階調表示における明るさの逆転現象を抑制で
きると共に、中間階調表示における左右方向での視角の
変化に対する色変化が以下に示す様に改善され、ディス
プレイとしての視角特性が大幅に向上する。

【００３０】図８に、本例の液晶表示装置において印加
電圧をＶ＝0[V]とＶ＝4.38[V]でとった等コントラスト
曲線を示した。この図においても、図１と同様に、同心
円は内側からそれぞれ液晶表示装置の基板の法線方向か
ら１０°、２０°、３０°、４０°、および５０°傾け
た視角を表わし、黒四角はコントラストが１０、白四角
はコントラストが５０、黒三角はコントラストが１０
０、白三角はコントラストが１５０をそれぞれ表してい
る。この図１４と図１に示した従来のＴＮ型液晶表示装
置の等コントラスト曲線とを比べると明らかなように、
本例の液晶セル101は従来のものに比べて左右方向（方
位角４５°、２２５°の方向）において視野角が少し狭
くなっているが、液晶セル101の下方向（方位角３１５
°の方向）近辺では広くなっている。

【００３１】図１０（Ａ）〜１０（Ｄ）に夫々各方向に
おける光透過率Ｙと印加電圧Ｖとの関係を示すＹ−Ｖ曲
線の視角依存性を示した。図１０（Ａ）は、液晶セル10
1の下方向（方位角が３１５°の方向）に視角を０°〜
５０°に振った際のＹ−Ｖ曲線を示し、図２２（Ａ）と
比べて深い谷が底上げされて浅くなり、電圧無印加時で
のＹ値の減少が少ない。図１０（Ｄ）に示すように、液
晶セル101の上方向（方位角１３５°の方向）へ視角を
変化させた場合も、電圧無印加時でのＹ値の変化が少な
い。

【００３２】図１１（Ａ）〜１１（Ｆ），図１２（Ａ）
〜１２（Ｆ）及び図１３（Ａ）〜１３（Ｆ）は、夫々、
本例の液晶表示装置における色差ΔＥ*、明度指数差Δ
Ｌ*、クロマ差ΔＣ*についての各視角依存性を６段階の
印加電圧毎に示す各グラフである。ここで、各グラフ
は、上下左右の４方向（方位角１３５°，３１５°，２
２５°，４５°の方向）へ視角θを変化させた際の色差
ΔＥ*、明度指数差ΔＬ*、クロマ差ΔＣ*の各変化を示
し、６段階の印加電圧は、０Ｖ，１.５Ｖ，２Ｖ，２.５
Ｖ，３Ｖ，４Ｖである。又、これらグラフ中、四角形は
上方向へ、プラス印は下方向へ、菱形は左方向へ、三角
形は右方向へ、夫々視角を変化させた場合の各値を表わ
している。これらのグラフに示される視角依存性と図２
３（Ａ）〜図２５（Ｆ）に示された従来の液晶表示装置
によるそれらとを比較する。

【００３３】印加電圧領域が０.０Ｖ〜１.５Ｖの明表示
状態下では、上下左右の４方向すべてにおいて、明度指
数差およびクロマ差が共に改善されたため、色差の視角
依存性が従来例のそれに比べて大幅に抑制されている。
因みに、第１実施例における色差ΔＥ*の視角依存性と
比べると、上方向を除く左右と下の３方向において本例
の色差ΔＥ*の視角依存性の方が第１実施例のそれに比
べて若干小さい。

【００３４】印加電圧領域が１.５Ｖ〜３.０Ｖの中間階
調表示状態下では、クロマ差が改善されたため、液晶セ
ル101の左右方向、すなわち方位角２２５°、４５°の
方向の色差の視角依存性が他方向よりも改善されてい
る。この場合の色差ΔＥ*の視角依存性と第１実施例の
それとは、略同程度である。

【００３５】以上のように、この第２実施例の液晶表示
装置によれば、視角方向のコントラストが高くなり、中
間階調表示状態下の明るさの逆転現象が抑制されると共
に、中間階調表示において、左右方向の視角変化に応じ
た色変化が抑制され、視角特性が従来例に対し第１実施
例よりも更に改善され、より確実な階調表示が可能とな
る。

【００３６】なお、上述した実施例等では、液晶セルの
Δｎ・ｄを３５０〜５５０ｎｍの範囲に、二軸性位相板
のΔｎ・ｄを３００〜４００ｎｍの範囲に設定したが、
これに限らず、液晶セルのΔｎ・ｄを３５０〜７００ｎ
ｍの範囲に、二軸性位相板のΔｎ・ｄを２００乃至６０
０ｎｍの範囲に設定しても、上述した実施例と同様に視
角特性を改善することができる。

【００３７】（第３実施例）第３実施例は、液晶セルの
光出射側に２枚の二軸性位相板を配置したものである。

【００３８】図１４および図１５に、第３実施例として
の液晶表示装置の断面図および分解斜視図を示した。こ
の液晶表示装置では、ツイステッドネマティック型の液
晶セル101の入射側に偏光子102が設けられ、液晶セル10
1の出射側に検光子103が設けられ、液晶セル101と検光
子103との間に液晶セル101側から順に第１、第２の２軸
性位相板116,117を配置してある。

【００３９】入射側基板108と出射側基板111に形成され
た配向膜107,110は、それぞれラビングなどの配向処理
が施されている。入射側基板108の配向膜107は、図１５
に示すように液晶セル101を正面（光出射側）から観察
する場合において水平方向に液晶セル101の長手方向を
沿わせて液晶セル101を配置し、この液晶セル101の左上
から右下方向に約４５°の傾きをもった方向107aに、配
向処理が施されている。出射側基板111の配向膜110は入
射側配向処理方向107aに対して光出射側から見て左回り
にほぼ９０°回転した方向110aに配向処理が施されてい
る。このような配向処理により、液晶材料113の分子は
光出射側から見て右回りにほぼ９０°ツイストして配列
されている。液晶材料113のギャップｄとナチュラルピ
ッチｐの比ｄ／ｐは約0.05で、液晶分子のプレチルト角
は約１゜である。また、この液晶セル101のギャップｄ
と屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄの値は３５０〜７０
０ｎｍの範囲で、好ましくは３８０ｎｍ（測定波長：５
８９ｎｍ）である。

【００４０】偏光子102は、その透過軸102aが液晶セル1
01の入射配向処理方向107aとほぼ直交するように配設さ
れている。検光子103は、その透過軸103aが偏光子102の
透過軸102aとほぼ直交するように配設されている。

【００４１】第１、第２の２軸性位相板116,117は、そ
れぞれポリカーボネートからなり、延伸方向屈折率
ｎ_X、面内直交方向屈折率ｎ_Y、厚み方向屈折率ｎ_Zの３
方向の屈折率を有し、これら３方向の屈折率がｎ_Y＜ｎ_Z
＜ｎ_Xの関係を満足し、延伸方向が遅相軸となり、屈折
率異方性Δｎ（＝ｎ_X−ｎ_Y）と厚さｄとの積Δｎ・ｄの
値が２００〜６００ｎｍの範囲で、好ましくは３６５ｎ
ｍ（測定波長：５８９ｎｍ）に設定されている。この第
１の２軸性位相板116はその延伸方向の遅相軸116aが入
射側配向処理方向107aに対してほぼ平行する方向に配置
され、第２の２軸性位相板117はその遅相軸117aが第１
の２軸性位相板116の遅相軸116aに対してほぼ直交する
ように配置されている。

【００４２】この実施例では、液晶セル101と検光子103
との間に３方向の屈折率がｎ_Y＜ｎ_Z＜ｎ_Xの関係を満足
する第１、第２の２軸性位相板116,117を配置したの
で、これらの２枚の２軸性位相板116,117によって、液
晶セル101を垂直に透過する光と斜めに透過する光の位
相差の相違が補正され、中間階調表示の際の明るさの逆
転現象が抑制され、左右の方向の中間階調表示における
色変化の視角依存性が小さくなり、視角特性を大幅に改
善することができる。

【００４３】次に、このようなＴＮ型の液晶表示装置に
よる視角特性について、従来の液晶表示装置の視角特性
と比較しながら説明する。本例の液晶表示装置で用いる
第１、第２の２軸性位相板116,117は、Δｎ・ｄの値が３
６８．８ｎｍで、厚さｄが６４μｍのとき、延伸方向屈
折率ｎ_Xが1.5857、面内直交方向屈折率ｎ_Yが1.5802、厚
み方向屈折率ｎ_Zが1.5836であり、（ｎ_Z−ｎ_Y）と（ｎ_X
−ｎ_Z）との比が３４：２１で、ほぼ６対４の比率にな
っている。この２軸性位相板116,117はポリカーボネー
トで形成されている。

【００４４】図１６に、上述した第１、第２の２軸性位
相板116,117を用いた液晶表示装置において印加電圧を
Ｖ＝0[V]とＶ＝4.38[V]でとった等コントラスト曲線を
示した。この図においても、同心円は内側からそれぞれ
液晶表示装置の基板の法線方向から１０°、２０°、３
０°、４０°、および５０°傾けた視角を表わし、黒四
角はコントラストが１０、白四角はコントラストが５
０、黒三角はコントラストが１００、白三角はコントラ
ストが１５０をそれぞれ表している。この図１６に示す
等コントラスト曲線の形状は、図２１に示した従来の液
晶表示装置よる等コントラスト曲線の形状に近くなって
いる。

【００４５】図１７（Ａ）〜１７（Ｄ）に本例の液晶表
示装置によるＹ−Ｖ曲線の視角依存性を示した。図１７
（Ａ）は液晶セル101の下方向（方位角が３１５°の方
向）に、図１７（Ｂ）および図１７（Ｃ）は液晶セル10
1の左、右の方向（方位角が４５°、２２５°の方向）
に、図１７（Ｄ）は液晶セル１の上方向（方位角１３５
°の方向）に、夫々視角を０°〜５０°に振った際の各
Ｙ−Ｖ曲線である。これら図１７（Ａ）〜１７（Ｄ）と
従来の液晶表示装置による同様のＹ−Ｖ曲線である図２
２（Ａ）〜２２（Ｄ）を比べると明らかな様に、両者に
おけるＹ−Ｖ曲線の視角依存性は略同一である。

【００４６】図１８（Ａ）〜１８（Ｆ）、図１９（Ａ）
〜１９（Ｆ）及び図２０（Ａ）〜２０（Ｆ）は、夫々本
例の液晶表示装置による色差ΔＥ*、明度指数差ΔＬ*、
クロマ差ΔＣ*の上下左右４方向（方位角：１３５°、
３１５°、２２５°、４５°）における各視角依存性を
６段階の印加電圧毎に夫々示したグラフである。この場
合の６段階の印加電圧は０Ｖ，１.５Ｖ，２Ｖ，２.５
Ｖ，３Ｖ，４Ｖである。又、これらグラフ中、四角形は
上方向へ、プラス印は下方向へ、円形は左方向へ、三角
形は右方向へ、夫々視角を変化させた場合の各値を表わ
している。これらのグラフに示される視角依存性と図２
３（Ａ）〜図２５（Ｆ）に示された従来の液晶表示装置
によるそれらとを比較する。

【００４７】まず、印加電圧領域がＶ＝0.0〜1.5[V]の
明表示状態下では、本例の液晶表示装置によるクロマ差
の視角依存性が従来例のそれよりも小さく抑制されてい
る。即ち、本例におけるクロマ差の視角依存性が従来例
よりも改善されている。この為、本例の液晶表示装置に
よる方位角２２５°、４５°の左右方向における色差の
各視角依存性も従来例のそれらより改善されている。ま
た、印加電圧領域がＶ＝1.5〜3.0[V]の中間階調表示状
態下では、やはりクロマ差の視角依存性が改善されたた
め、方位角２２５°、４５°の左右方向（特に方位角２
２５°の左方向）における色差の視角依存性が改善され
ている。さらに、印加電圧領域がＶ＝3.0〜4.0[V]の暗
表示状態下では、方位角１３５°の上方向における色差
の視角依存性が従来と同程度に保たれている。

【００４８】以上のように、本例の液晶表示装置では、
中間階調表示の際の明るさの逆転現象が抑制され、中間
階調を表示する際の左右の方向の視角の変化に対する色
変化が従来例に比べて小さく抑制される。その結果、本
例の液晶表示装置は視角特性が改善され、階調を正確に
表示できる。

【００４９】なお、上述した実施例では、液晶セル101
と検光子103との間に第１、第２の２軸性位相板116,117
を配置したが、これに限らず、例えば液晶セル101と偏
光子102との間に第１、第２の２軸性位相板116,117をそ
の順で配置してもよい。

【００５０】また、上述した実施例では、偏光子102が
その透過軸102aを液晶セル101の入射側配向処理方向107
aに対してほぼ直交させて配置されているが、これに限
らず、偏光子102と検光子103を９０°回転させ、偏光子
102の透過軸102aが液晶セル101の入射側配向処理方向10
7aに対してほぼ平行となる様に配置してもよいく、この
場合にも上述した実施例と同様の作用効果がある。

【００５１】

【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、この発明に
よれば、液晶分子をほぼ９０°でツイスト配向したＴＮ
型の液晶セルの外側にこれを挾むように偏光子と検光子
を配置するとともに、これら偏光子と検光子の間に、３
方向の屈折率がｎ_Y＜ｎ_Z＜ｎ_Xを満足する少なくとも１
枚の二軸性位相板を配置したので、この二軸性位相板に
よって液晶セルを斜めに透過する光と垂直に透過する光
との位相差の相違が補償される。その結果、視角方向の
コントラストが高くなり、中間階調表示の際における明
かるさの逆転現象が抑制されると共に左右方向における
色変化の視角依存性が低下し、視角特性を大幅に改善し
て正確に階調を表示することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての液晶表示装置を示
す断面図である。

【図２】上記第１実施例の概略構成を示す分解斜視図で
ある。

【図３】二軸性位相板のΔｎ・ｄの波長依存性を示すグ
ラフである。

【図４】（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々、上記第１実施例の液
晶表示装置による視角を変える方向毎の色差ΔＥ*の視
角依存性を６段階の印加電圧毎に示す各グラフである。

【図５】（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々、上記第１実施例の液
晶表示装置による視角を変える方向毎の明度指数差ΔＬ
*の視角依存性を６段階の印加電圧毎に示す各グラフで
ある。

【図６】（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々、上記第１実施例の液
晶表示装置による視角を変える方向毎のクロマ差ΔＣ*
の視角依存性を６段階の印加電圧毎に示す各グラフであ
る。

【図７】本発明の第２実施例としての液晶表示装置を示
す断面図である。

【図８】上記第２実施例の概略構成を示す分解斜視図で
ある。

【図９】上記第２実施例の液晶表示装置による等コント
ラスト曲線図である。

【図１０】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、上記第２実施例の
液晶表示装置による異なる視角毎の光透過率Ｙと印加電
圧Ｖとの特性を視角変える方向毎に示す各Ｙ−Ｖ特性図
である。

【図１１】（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々、上記第２実施例の
液晶表示装置による視角を変える方向毎の色差ΔＥ*の
視角依存性を６段階の印加電圧毎に示す各グラフであ
る。

【図１２】（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々、上記第２実施例の
液晶表示装置による視角を変える方向毎の明度指数差Δ
Ｌ*の視角依存性を６段階の印加電圧毎に示す各グラフ
である。

【図１３】（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々、上記第２実施例の
液晶表示装置による視角を変える方向毎のクロマ差ΔＣ
*の視角依存性を６段階の印加電圧毎に示す各グラフで
ある。

【図１４】本発明の第３実施例としての液晶表示装置を
示す断面図である。

【図１５】上記第３実施例の概略構成を示す分解斜視図
である。

【図１６】上記第３実施例の液晶表示装置による等コン
トラスト曲線図である。

【図１７】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、上記第３実施例の
液晶表示装置による異なる視角毎の光透過率Ｙと印加電
圧Ｖとの特性を視角変える方向毎に示す各Ｙ−Ｖ特性図
である。

【図１８】（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々、上記第３実施例の
液晶表示装置による視角を変える方向毎の色差ΔＥ*の
視角依存性を６段階の印加電圧毎に示す各グラフであ
る。

【図１９】（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々、上記第３実施例の
液晶表示装置による視角を変える方向毎の明度指数差Δ
Ｌ*の視角依存性を６段階の印加電圧毎に示す各グラフ
である。

【図２０】（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々、上記第３実施例の
液晶表示装置による視角を変える方向毎のクロマ差ΔＣ
*の視角依存性を６段階の印加電圧毎に示す各グラフで
ある。

【図２１】従来の液晶表示装置による等コントラスト曲
線図である。

【図２２】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、従来の液晶表示装
置による異なる視角毎の光透過率Ｙと印加電圧Ｖとの特
性を視角変える方向毎に示す各Ｙ−Ｖ特性図である。

【図２３】（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々、従来の液晶表示装
置による視角を変える方向毎の色差ΔＥ*の視角依存性
を６段階の印加電圧毎に示す各グラフである。

【図２４】（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々、従来の液晶表示装
置による視角を変える方向毎の明度指数差ΔＬ*の視角
依存性を６段階の印加電圧毎に示す各グラフである。

【図２５】（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々、従来の液晶表示装
置による視角を変える方向毎のクロマ差ΔＣ*の視角依
存性を６段階の印加電圧毎に示す各グラフである。

【符号の説明】

101 液晶セル 102 偏光子 103 検光子 104,114,115,116,117 二軸性位相板 105,109 電極 106 薄膜トランジスタ 107,110 配向膜 108 下基板（入射側基板） 111 上基板（出射側基板） 112 シール材 113 液晶材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する面夫々に、互いに交差する電極
とこの電極を覆って所定の方向に配向処理が施された配
向膜とが形成された一対の基板間に、一方の基板から他
方の基板に向ってほぼ９０°でツイスト配向させた液晶
材料を封入して成る液晶セルと、前記液晶セルの光入射側に配設された偏光子と、前記液晶セルの光出射側に配設された検光子と、前記偏光子と前記検光子間に配置され、互いに直交する
延伸方向屈折率ｎ_X、面内直交方向屈折率ｎ_Y、厚み方向
屈折率ｎ_Zがｎ_Y＜ｎ_Z＜ｎ_Xを満たす二軸性を有した位相
板を少なくとも１枚備えている液晶表示装置。
【請求項２】前記二軸性を有した位相板は前記検光子
とこれと対向する基板との間に配置されている請求項１
記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記二軸性を有した位相板の他にもう１
枚の二軸性を有した位相板を備えている請求項１記載の
液晶表示装置。
【請求項４】２枚の二軸性を有した位相板の一方の位
相板は前記検光子と前記液晶セルとの間に配置され、他
方の位相板は前記偏光子と前記液晶セルの間に配置され
ている請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】２枚の二軸性を有した位相板は前記液晶
セルの片側に配置されている請求項３記載の液晶表示装
置。
【請求項６】前記２枚の二軸性を有した位相板は前記
検光子と前記液晶セル間に配置されている請求項５記載
の液晶表示装置。