JPH10282487A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

Info

Publication number
JPH10282487A
JPH10282487A JP10022398A JP2239898A JPH10282487A JP H10282487 A JPH10282487 A JP H10282487A JP 10022398 A JP10022398 A JP 10022398A JP 2239898 A JP2239898 A JP 2239898A JP H10282487 A JPH10282487 A JP H10282487A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
phase difference
difference compensating
axis
crystal display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10022398A
Other languages
English (en)
Inventor
Bunichi Shimoshikiriyou
文一 下敷領
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP10022398A priority Critical patent/JPH10282487A/ja
Priority to US09/019,256 priority patent/US6356325B1/en
Priority to TW087101521A priority patent/TW558665B/zh
Priority to CN98103815A priority patent/CN1081344C/zh
Priority to KR1019980003271A priority patent/KR100303160B1/ko
Publication of JPH10282487A publication Critical patent/JPH10282487A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133632—Birefringent elements, e.g. for optical compensation with refractive index ellipsoid inclined relative to the LC-layer surface
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1393—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133742—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for homeotropic alignment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13712—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering the liquid crystal having negative dielectric anisotropy
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/10—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with refractive index ellipsoid inclined, or tilted, relative to the LC-layer surface O plate
    • G02F2413/105—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with refractive index ellipsoid inclined, or tilted, relative to the LC-layer surface O plate with varying inclination in thickness direction, e.g. hybrid oriented discotic LC

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 垂直配向膜とＮ型ネマチック液晶とを備えた
液晶セルを用いた場合において、階調反転現象の生じな
い視野角領域の広い液晶表示素子を提供することを目的
とする。 【解決手段】 Ｎ型ネマチック液晶からなる液晶層１０
９と、垂直配向膜１０８、１１０とを備える液晶セル
と、偏光板１０３、１１５との間に、位相差補償フィル
ム１０６、１０５、１０４からなる位相差補償素子と、
位相差補償フィルム１１２、１１３、１１４からなる位
相差補償素子とが設けられる。位相差補償フィルムの主
屈折率（ｎｃ）の極角θは、０ではなく、位相差補償フ
ィルム１０４、１１４では５度にし、位相差補償フィル
ム１０５、１１３では１５度、位相差補償フィルム１０
６、１１２では２５度とした。また、方位角α１等、β
１等についても、調整している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばコンピュ
ータやワードプロセッサなどの表示手段に用いられる液
晶表示素子に関し、より詳細には表示コントラスト及び
階調の視野角依存特性が改良された液晶表示素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】視野角特性に優れた液晶表示モードとし
て、垂直配向膜とＮ型ネマチック液晶とを有する液晶セ
ルを用いた方法が知られている（特開平７−２８１１
７）。この従来技術は、図１６（ａ）に示すように、Ｎ
型ネマチック液晶からなる液晶層９を挟んで一対の基板
７、１１が設けられ、両基板７、１１の液晶層９側に垂
直配向膜８、１０が形成された液晶セルを備え、また、
その液晶セルの両側に位相差補償フィルム６、１２が設
けられ、さらに、その両側に１枚づつ計２枚の偏光板Ａ
およびＢを、互いの偏光軸を直交するように設けた構成
となっている。なお、位相差補償フィルムは液晶セルの
片側に設けられる場合もある。
【０００３】位相差補償フィルム６、１２は、図１６
（ｂ）に示すように、屈折率の直交座標系での三方向成
分をｎａ、ｎｂ、ｎｃとしたとき、ｎａ＝ｎｂ＞ｎｃ
で、かつａ成分方向およびｂ成分方向が表示素子の基板
表面に概ね平行な面内にあり、ｃ成分方向が概ね基板表
面に鉛直なものである。
【０００４】したがって、この液晶表示素子において
は、液晶セルの電圧無印加のとき、即ち液晶分子が基板
表面に対して概ね垂直に配向しているときに全ての視角
方向において黒状態を得ることができ、位相差補償フィ
ルムが、その状態で液晶層を任意の斜め方向に出射する
光の受けるリタデーションを補正するように機能する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記液
晶表示素子においては、電圧無印加時には、観測方向に
よらず良好な黒表示が得られ、結果として優れたコント
ラスト比の視野角特性が得られるものの、中間階調表示
時には、液晶セルのリタデーションと、前述の位相差補
償フィルムのリタデーション補正特性とから、一定の方
向の視角、例えば１０度〜５０度程度で階調特性が反転
するという問題があった。
【０００６】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、垂直配向膜とＮ型ネマチ
ック液晶とを備えた液晶セルを用いた場合において、階
調反転現象の生じない視野角領域の広い液晶表示素子を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、Ｎ型ネマチック液晶を挟む基板の該液晶側に垂直配
向膜が設けられた液晶セルと、該液晶セルを挟むように
設けられた１対の偏光板と、該１対の偏光板の少なくと
も一方と該液晶セルとの間に設けられた位相差補償素子
と、を備えており、該位相差補償素子が有する屈折率楕
円体の３つの主軸のうちの１つの主軸は該液晶セルの法
線方向から傾斜しており、かつ該１つの主軸に沿った屈
折率が他の主軸に沿った屈折率よりも小さく、そのこと
により上記目的が達成される。
【０００８】本発明の液晶表示素子において、前記位相
差補償素子が１枚の位相差補償フィルムからなる構成と
することができる。
【０００９】本発明の液晶表示素子において、前記位相
差補償素子が、光学軸の極角を異ならせてある複数枚の
位相差補償フィルムを積層した積層型位相差補償フィル
ムからなり、該積層型位相差補償フィルム全体の光学軸
を該位相差補償素子の法線方向から傾斜させてある構成
とすることができる。
【００１０】本発明の液晶表示素子において、前記位相
差補償素子が、光学軸の極角と方位角を異ならせてある
複数枚の位相差補償フィルムを積層した積層型位相差補
償フィルムからなり、該積層型位相差補償フィルム全体
の光学軸を該位相差補償素子の法線方向から傾斜させて
ある構成とすることができる。
【００１１】本発明の液晶表示素子において、前記位相
差補償素子が、光学軸の極角を連続的に変化させてある
１枚の位相差補償フィルムからなり、該位相差補償フィ
ルムにおける全体としての光学軸を該位相差補償素子の
法線方向から傾斜させてある構成とすることができる。
また、前記位相差補償素子が、光学軸の方位角を連続的
に変化させてある１枚の位相差補償フィルム、または、
光学軸の極角および方位角を連続的に変化させてある１
枚の位相差補償フィルムからなり、該位相差補償フィル
ムにおける全体としての光学軸を該位相差補償素子の法
線方向から傾斜させてある構成とすることができる。
【００１２】上述した本発明の液晶表示素子において、
前記位相差補償素子が、屈折率楕円体の主屈折率をｎ
ａ、ｎｂ、ｎｃとしたとき、ｎａ＝ｎｂ＞ｎｃで、かつ
ａ成分方向またはｂ成分方向の少なくとも一方が該位相
差補償素子の表面に概ね平行な面内にあり、ｃ成分方向
が該位相差補償素子の法線方向から傾斜した構成とする
ことができる。また、前記位相差補償素子が、屈折率楕
円体の主屈折率をｎａ、ｎｂ、ｎｃとしたとき、ｎａ＞
ｎｃ、ｎｂ＞ｎｃで、かつ、ｃ成分方向が該位相差補償
素子の法線方向から傾斜した構成とすることができる。
【００１３】本発明の液晶表示素子は、Ｎ型ネマチック
液晶を挟む基板の該液晶側に垂直配向膜が設けられた液
晶セルに対して、該液晶セルを挟んで両側に偏光板が設
けられている液晶表示素子に於いて、両偏光板の少なく
とも一方と該液晶セルとの間に、屈折率楕円体の主屈折
率をｎａ、ｎｂ、ｎｃとしたとき、ｎａ＞ｎｂ、ｎａ＞
ｎｃで、かつ、ｎａ軸と液晶セルの法線方向とのなす角
度が０度より大きく９０度以下であり、更に、光学軸を
液晶セルの基板に正射影した場合において、液晶セルの
両側にある２つの偏光板の偏光軸で挟まれた挟角を２等
分する軸が液晶セル中のダイレクタ軸に一致するとき
の、そのダイレクタ軸に対して直交する軸を軸Ａとした
とき、該ｎａ軸を液晶セルの基板に正射影した軸が該軸
Ａの時計回転方向、または反時計回転方向にあり、該ｎ
ａ軸を液晶セルの基板に正射影した軸と該軸Ａとのなす
角度が０度以上４５度以下である位相差補償素子が、少
なくとも１つ設けられ、そのことにより上記目的が達成
される。
【００１４】この本発明の液晶表示素子において、前記
位相差補償素子が、１枚または複数枚の位相差補償フィ
ルムからなる構成とすることができる。また、前記位相
差補償素子が、前記ｎａ軸を液晶セルの基板表面に対し
て概ね平行となして設けられている構成とすることがで
きる。
【００１５】また、本発明の液晶表示素子において、前
記２手法、すなわちｎａ＞ｎｃ、ｎｂ＞ｎｃなる位相差
補償フィルムを用いる方式と、ｎａ＞ｎｂ、ｎａ＞ｎｃ
なる位相差補償フィルムを用いる方式とを併用すること
もできる。
【００１６】以下、本発明の作用を説明する。
【００１７】図１に本発明の代表的な液晶表示素子例の
構造や光学特性を示す。図１（ａ）は本発明で用いる位
相差補償素子の主屈折率の方向を示す斜視図である。こ
こで、位相差補償素子の表面をｘ−ｙ平面とする直交座
標系と定義し、位相差補償素子の屈折率楕円体の３つの
主屈折率をｎａ、ｎｂ、ｎｃとし、そのうち最小の主屈
折率をｎｃとすると、最小でない主屈折率の一方のｎａ
の方向が位相差補償素子表面に概ね平行であり、ｎｂお
よびｎｃの方向が、主屈折率ｎａの方向（ｘ軸）のまわ
りに、反時計回りに矢印２０の方向に傾斜している。す
なわち、最小の主屈折率ｎｃの方向（光学軸の方向）
が、位相差補償素子表面の法線方向ｚから極角θだけ１
０２の方向に傾いている。
【００１８】図１（ｂ）は液晶表示素子の断面構造を示
し、図１（ｃ）は液晶セルのラビング方向、液晶セル中
間層における液晶分子のダイレクターの光軸方向、偏光
板の偏光軸の方向、位相差補償素子の光学軸の方向を基
板表面に平行な表面上に正射影した図である。なお、図
１（ｂ）に示す液晶表示素子の断面構造は後述する。
【００１９】本発明の特徴は、図１（ａ）に示すよう
に、位相差補償素子１０１が、その法線方向ｚからの光
学軸（主屈折率ｎｃ）１０２の極角θを０ではない、０
度＜θ≦９０度の範囲としていることである。従来技術
では、この極角θが概ねゼロであった。
【００２０】ここで、図２に、垂直配向膜とＮ型ネマチ
ック液晶を用いた液晶表示素子における液晶セルの中間
位置でのダイレクターの光軸を基板表面に正射影した方
向（表示面の上下方向）での視野角依存性を示す。図２
中、（ａ）は電圧無印加時の液晶セルのリタデーション
値変化、（ｂ）は透過率２５％の時の液晶セルのリタデ
ーション値変化、（ｃ）は従来技術の位相差補償フィル
ムのリタデーション値変化、および（ｄ）は本発明の位
相差補償素子のリタデーション値変化を示している。ま
た、（ｂ）のリタデーション値と（ｃ）のリタデーショ
ン値の和を、（ｅ）として示している。なお、図２にお
いては、液晶セルの中間位置でのダイレクターの光軸を
基板表面に正射影した場合であるが、液晶を挟む２つの
配向膜による液晶分子のプレチルト角によっては、液晶
セルの中間位置よりも一方の基板側に寄った位置でのダ
イレクターの光軸を基準とすることがある。
【００２１】この図より理解されるように、従来の位相
差補償フィルムのリタデーション値変化（ｃ）、及び、
電圧無印加時の液晶セルのリタデーション値変化（ａ）
は、いずれも視野角が０度のとき極値をとり、お互いの
変化をほぼ相殺するように変化している。一方、透過率
２５％のときの液晶セルのリタデーション値変化（ｂ）
は、視野角が下側４０度付近で極小値を持ち、さらに透
過率２５％のときの液晶セルのリタデーション値変化
（ｂ）と従来の位相差補償フィルムのそれ（ｃ）との和
のリタデーション値変化（ｅ）は、下側方向の視野角増
加に伴い減少し、２０度付近で０となり、さらに視野角
が増加すると、負の値をとりその絶対値が大きくなって
いく。
【００２２】したがって、従来の位相差補償フィルムを
用いた液晶表示素子の透過率は、下側方向への視野角の
増加と共に減少し、視野角が２０度で黒つぶれ状熊とな
り、さらに視野角を増加させれぱ透過率が増大し、階調
反転状熊となる。
【００２３】そこで、本発明においては、中間階調表示
状態での液晶セルのリタデーション変化を相殺するよう
な位相差補償素子を用いるようにしている。
【００２４】本発明で用いる位相差補償素子のリタデー
ションの視野角依存特性は、図２に（ｄ）で模式的に示
すように、上述の条件を満足している。故に、本発明に
より垂直配向膜とＮ型ネマチック液晶を備えた液晶セル
を用いる液晶表示素子において中間調反転現象の生じな
い視野角領域を拡大できる。
【００２５】更に、本発明では、図１（ａ）に示したθ
が０でなく、図１（ｃ）に示したα、βの異なる位相差
補償素子を用いるか、または、θが０でなく、α、βが
位相差補償素子内で連続的に変化するものを用いること
ができる。なお、前者の位相差補償素子としては、１枚
の位相差補償フィルムでも、複数枚の位相差補償フィル
ムを積層したタイプでもよく、積層タイプの位相差補償
素子の場合は、全体のθが０でなければよい。また、個
々のα、βが異なるようにするのが望ましい。
【００２６】上記位相差補償素子を用いることにより、
中間調表示、黒表示状熊のいずれでも最適な光学補償を
することができる。
【００２７】また、本発明では、液晶セルを挟んで両側
に設けた両偏光板の少なくとも一方と該液晶セルとの間
に、屈折率楕円体の主屈折率をｎａ、ｎｂ、ｎｃとした
とき、ｎａ＞ｎｂ、ｎａ＞ｎｃで、かつ、ｎａ軸と液晶
セルにおける基板表面の法線方向とのなす角度が０度よ
り大きく９０度以下であり、更に、光学軸を液晶セルの
基板に正射影した場合において、液晶セルの両側にある
２つの偏光板の偏光軸で挟まれた挟角を２等分する軸が
液晶セル中のダイレクタ軸に一致するときの、そのダイ
レクタ軸に対して直交する軸を軸Ａとしたとき、該ｎａ
軸を液晶セルの基板に正射影した軸が該軸Ａの時計回転
方向、または反時計回転方向にあり、該ｎａ軸を液晶セ
ルの基板に正射影した軸と該軸Ａとのなす角度が０度以
上４５度以下である位相差補償素子を、少なくとも１つ
設けた構成とすることができる。これにより、中間調表
示、黒表示状熊のいずれでも最適な光学補償をすること
ができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を説明
する。
【００２９】（実施形態１）図１（ｂ）は、本実施形態
に係る液晶表示素子１の構造を示す断面図である。この
液晶表示素子１は、Ｎ型ネマチック液晶からなる液晶層
１０９を挟んで一対の基板１０７、１１１が設けられ、
両基板１０７、１１１の液晶層１０９側に垂直配向膜１
０８、１１０が形成された液晶セル１４を備える。その
液晶セル１４を挟んで片側に、３つの位相差補償フィル
ム１０６、１０５、１０４からなる位相差補償素子１５
が設けられ、その外側に偏光板１０３が設けられてい
る。もう片側には、３つの位相差補償フィルム１１２、
１１３、１１４からなる位相差補償素子１６が設けら
れ、その外側に偏光板１１５が設けられている。
【００３０】上記位相差補償フィルム１０６、１０５、
１０４、１１２、１１３、１１４については、図１
（ａ）に示す光学軸（ｎｃ）の極角（Ｐｏｌａｒ ａｎ
ｇｌｅ）θは、位相差補償フィルム１０４、１１４では
５度にし、位相差補償フィルム１０５、１１３では１５
度、位相差補償フィルム１０６、１１２では２５度とし
た。また、図１（ｃ）に示す液晶層の中間層における液
晶分子のダイレクタの軸に対する位相差補償フィルムの
光学軸のなす角度である方位角については、位相差補償
フィルム１０４の光学軸１２０についてのα１と、位相
差補償フィルム１１４の光学軸１２３についてのβ１を
３５度にし、位相差補償フィルム１０５の光学軸１２１
についてのα２と、位相差補償フィルム１１３の光学軸
１２４についてのβ２とを２５度、位相差補償フィルム
１０６の光学軸１２２についてのα３と、位相差補償フ
ィルム１１２の光学軸１２５についてのβ３とを１５度
とした。
【００３１】この液晶表示素子のコントラスト１０以上
の視角領域を図３に、５階調での左右方向の階調特性を
図４に、上下方向の階調特性を図５に示す。なお、図４
中のＶは液晶駆動電圧、Ａｚｉｍは方位角、Ｗａｖｅは
光の波長を示す。以下、同様である。
【００３２】（実施形態２）この実施形態における液晶
表示素子２は、図１（ｂ）の液晶表示素子１から、位相
差補償フィルム１０４、１０５、１１３および１１４を
削除した構成のものである。
【００３３】具体的には、前記液晶セルと同一のものに
対して、図１（ａ）のθを１５度とした２枚の位相差補
償フィルムを、１０６と１１２の位置に設けて、本実施
形態の液晶表示素子を作製した。このとき、図１（ｃ）
のα１，β１はいずれも３５度とした。
【００３４】この液晶表示素子２のコントラスト１０以
上の視角領域を図６に、５階調での左右方向の階調特性
を図７に、上下方向の階調特性を図８に示す。
【００３５】（比較例）この比較例では、前記液晶セル
１４と同一のものを使用し、この液晶セル１４に対し
て、図１（ａ）のθを０度とした位相差補償フィルム１
枚を、１０６の位置に設けて、比較例の液晶表示素子を
作製した。即ち、この比較例は、図１（ｂ）の位相差補
償フィルム１０４、１０５、１１２、１１３、１１４が
削除され、かつ、図１（ｃ）の光学軸１２０〜１２５が
消失した状態の液晶表示素子である。
【００３６】この液晶表示素子のコントラスト１０以上
の視角領域を図９に、５階調での左右方向の階調特性を
図１０に、上下方向の階調特性を図１１に示す。
【００３７】上述した図３〜図１１より理解されるよう
に、比較例では下方向３０度以上の視角で、透過率２５
％と５０％の階調が反転しているのに比して、実施形態
２では同様の反転角度が５５度に広がり、実施形態１で
は６０度以上に広がっており、本発明によって中間階調
反転現象が抑制されたことが明確に示されている。
【００３８】なお、上述した実施形態１と２とにおいて
は、液晶セル１４と各偏光板との間のそれぞれに、１枚
または３枚の位相差補償フィルムを設ける構成としてい
るが、本発明はこれに限らず、位相差補償素子を構成す
る位相差補償フィルムの枚数は限定しない。また、光学
軸の極角、方位角の値は、実施形態例に限定されるもの
ではない。
【００３９】また、上述した実施形態１と２とにおいて
は、以下のような位相差補償素子を同様にして用いるこ
とが可能である。すなわち、屈折率楕円体の主屈折率を
ｎａ、ｎｂ、ｎｃとしたとき、ｎａ＝ｎｂ＞ｎｃで、か
つａ成分方向またはｂ成分方向の少なくとも一方が位相
差補償素子表面に概ね平行な面内にあり、ｃ成分方向が
位相差補償素子の法線方向から傾斜した構成の位相差補
償素子、または、屈折率楕円体の主屈折率をｎａ、ｎ
ｂ、ｎｃとしたとき、ｎａ＞ｎｃ、ｎｂ＞ｎｃで、か
つ、ｃ成分方向が位相差補償素子の法線方向から傾斜し
た構成の位相差補償素子を用いることができる。このと
き、ｃ成分方向の位相差補償素子の法線方向に対する極
角θは、０度＜θ≦９０度にすればよい。
【００４０】また、本発明においては、このような位相
差補償素子を液晶セル１４の片側にのみ配した構成とす
ることも可能である。このことは、以下の実施形態３、
４においても同様である。
【００４１】（実施形態３）本実施形態では、以下のよ
うな液晶表示素子とした。
【００４２】前記液晶セル１４に対し、光学軸の極角、
即ち図１（ａ）のθが厚さ方向において連続的に概ね０
度〜９０度の範囲で変化する位相差補償フィルムを、図
１（ｂ）のα１、β１＝３５度として、１０４、１１４
の位置に設けて、本実施形態の液晶表示素子を作製し
た。なお、実施形態３では、位相差補償フィルム１０
５、１０６、１１２、および１１３は取り除いた。
【００４３】図１２は、本実施形態の液晶表示素子３の
上下方向での階調表示の視角特性を示す図である。この
図より理解されるように、透過率２５％と５０％での反
転の生じる視野角が８０度程度まで拡大されており、実
施形態１、２のいずれよりも良好な特性が得られてい
る。
【００４４】本実施形態において、階調反転の生じない
視野角範囲が実施形態２に比べて拡大できたのは、位相
差補償フィルム１０４、１１４で形成されるθの値を連
続的に変化させることにより、位相差補償素子のリタデ
ーションの値が０となる視角が存在しなくなることに起
因している。θの値が位相差補償フィルム内で変化しな
い場合、位相差補償素子のリタデーション値は上下方向
での視野角変化に対して図２に示した曲線（ｄ）のよう
に変化する。即ち、一定の視角（図２の場合、下方向３
０度）において、リタデーション値が０となる。一方、
液晶セルのリタデーション値は図２（ｂ）に示すよう
に、全ての視角範囲においてその値が０となることはな
い。これら両者のリタデーション値の視野角特性の差異
を解消すれば、本発明の目的である階調反転現象の改善
が期待できる。
【００４５】ここで、液晶セルのリタデーション値が０
となる視野角が存在しないのは、液晶セル内において液
晶分子のダイレクタ軸の極角がセル厚方向で連続的に変
化しているためである。
【００４６】図１３（ａ）に中間階調表示の液晶セル１
４内での液晶分子の状態を模式的に示す。個々の液晶分
子の長軸に平行に進む光に対するリタデーション値は０
である。例えば、図中のＢ、Ｄの液晶分子の長軸方向に
平行な視角ではそれら液晶分子の示すリタデーション値
は０であるが、Ａ、Ｃ、Ｅの液晶分子からは有限のリタ
デーションを受ける。よって、全体としては有限のリタ
デーションを受けているのである。
【００４７】本実施形態３で用いた位相差補償素子にお
いても、図１３（ｂ）に模式的に示すように光学軸（図
１（ａ）のｎｃ軸）がフィルムの厚さ方向で連続的に変
化しており、上記説明と同等の原理により、フィルム全
体のリタデーション値が０となる視角が存在せず、良好
な中間調反転現象の改善が達成される。
【００４８】なお、位相差補償素子としては、光学軸の
方位角を連続的に変化させてあるか、または、極角と方
位角を連続的に変化させてある１枚の位相差補償フィル
ムからなり、該位相差補償フィルムにおける全体として
の光学軸を位相差補償素子の法線方向から傾斜させてあ
るものを使用することも可能である。また、本発明は、
位相差補償フィルムを、実施形態１に示すようにα、β
を異ならせて、２枚または３枚以上用いることもでき
る。
【００４９】（実施形態４）本実施形態では、図１４に
示す主屈折率を有する位相差補償フィルムからなる位相
差補償素子を、図１（ｂ）の１０６の位置に設けた液晶
表示素子４としている。
【００５０】上記位相差補償素子は、１枚の位相差補償
フィルムからなり、図１４（ａ）に示す主屈折率を有
し、また、この位相差補償素子と液晶表示素子の各部材
との間で図１４（ｂ）に示す関係を持つものである。
【００５１】本実施形態の位相差補償素子は、図１４
（ａ）に示すように、位相差補償素子の表面をｘ−ｙ平
面とする直交座標系と定義し、位相差補償素子の屈折率
楕円体の３つの主屈折率をｎａ、ｎｂ、ｎｃとし、その
うち最小の主屈折率をｎａとすると、最小でない主屈折
率の一方のｎｃの方向が位相差補償素子表面に概ね平行
であり、ｎａおよびｎｃの方向が、主屈折率ｎｃの方向
（ｘ軸）のまわりに、反時計回りに矢印２０の方向に傾
斜している。即ち、最小の主屈折率ｎａの方向（光学軸
の方向）が、位相差補償素子表面の法線方向ｚから極角
θだけ１０２の方向に傾いている。該極角θは、０度よ
り大きく、９０度以下であればよい。
【００５２】更に、図１４（ｂ）に示すように、光学軸
を液晶セルの基板に正射影した場合に、液晶セルの両側
にある２つの偏光板の偏光軸２０４、２０５で挟まれた
挟角を２等分する軸が、液晶セル中の液晶分子のダイレ
クタ軸と一致するときの、そのダイレクタ軸に対して直
交する軸を軸Ａとしたとき、前記ｎａ軸を液晶セルの基
板に正射影した軸が軸Ａの時計回転方向、または反時計
回転方向にあり、ｎａ軸を液晶セルの基板に正射影した
軸と軸Ａとのなす角度が０度以上４５度以下である構成
としている。また、この位相差補償素子の厚みをｄとす
ると、そのリタデーション値（ｄ・Δｎ）は、 ｄ｛ｎａ−（ｎｃ＋ｎｂ）／２｝＝３５ｎｍ の場合を例に挙げている。
【００５３】図１５は、この液晶表示素子４の上下方向
の階調特性を示す図である。この図より理解されるよう
に、本実施形態の液晶表示素子の場合は、前記比較例の
場合に見られた階調反転現象が著しく改善されている。
【００５４】このような本実施形態の液晶表示素子にお
いて、位相差補償素子は、前記ｎａ軸を液晶セルの基板
表面に対して概ね平行となして設けられるようにするの
が好ましい。その理由は、１枚の位相差補償フィルムで
位相差補償素子を構成した場合に、液晶表示素子の画面
の左右方向での対称性を良好にできるからである。但
し、２枚以上の位相差補償フィルムで位相差補償素子を
構成する場合には、そのうちの１枚の位相差補償フィル
ムの光学軸を調整して右上でのコントラスト特性および
階調反転特性を向上でき、他の１枚の位相差補償フィル
ムの光学軸を調整して左下でのコントラスト特性および
階調反転特性を向上できるという利点がある。
【００５５】また、本実施形態の位相差補償素子では３
５ｎｍの場合を例に挙げているが、位相差補償素子のリ
タデーション値は０より大きく、６００以下であればよ
い。この範囲にリタデーション値を設定する理由は、液
晶セルのリタデーション値との相殺性からである。
【００５６】なお、本実施形態では、１枚の位相差補償
フィルムからなる位相差補償素子を用いているが、本発
明はこれに限らず、２枚以上の位相差補償フィルムから
なる位相差補償素子を用いてもよい。例えば、一例とし
て、図２１（ｂ）に点線で示した光学軸を有し、各々θ
も０でない位相差補償フィルム２枚を位相差補償素子と
して使用した場合、またはその２枚の位相差補償フィル
ムからなる位相差補償素子を、本実施形態の位相差補償
素子の代わりに用いた場合にも、同様の効果が得られ
た。
【００５７】また、本実施形態４では、位相差補償素子
を液晶セル１４の片側にのみ設ける構成としているが、
本発明はこれに限らず、液晶セル１４の両側に位相差補
償素子を用いるようにしても実施できる。
【００５８】更には、上述した実施形態１〜３において
も、位相差補償素子は液晶セルの両側だけでなく、液晶
セルの片側にのみ設ける構成としてもよいことはもちろ
んである。
【００５９】更には、本発明は、上述した実施形態１か
ら３のいずれかと、実施形態４とを組み合わせた位相差
補償素子を用いる構成としてもよい。
【００６０】（実施形態５）図１７Ａに示される液晶表
示素子５は、液晶セル１４と、液晶セル１４を挟む２つ
の位相差補償素子５５および５６とを有する。さらに液
晶表示素子５は、位相補償素子５５および５６上にそれ
ぞれ位置する偏光板５０３および５１５を有している。
【００６１】位相差補償素子５５は、液晶セル１４側か
ら、位相差補償フィルム５０６および５０５をこの順番
で有しており、一方、位相差補償素子５６は、液晶セル
１４側から、位相差補償フィルム５１２および５１３を
この順番で有している。それぞれの位相差補償フィルム
は、複屈折を有するフィルムである。
【００６２】図１７Ｂは、位相差補償フィルム５０５、
５０６、５１２および５１３における屈折率楕円体（図
示せず）の主軸の方向を示している。屈折率楕円体の主
軸に沿った屈折率（主屈折率）をそれぞれｎａ、ｎｂお
よびｎｃとする。また、屈折率ｎａを有する主軸を中心
にして屈折率楕円体を回転させた場合、屈折率ｎｃを有
する主軸と液晶セル１４の表面の法線とがなす角度をθ
とする。なお、ｄは、位相差補償フィルムの厚さを表
す。
【００６３】位相差補償フィルム５０６および５１２に
おいては、ｎｃ＜ｎａ、ｎｃ＜ｎｂ、且つθ＝０°であ
る。一方、位相差補償フィルム５０５および５１３で
は、ｎｃ＜ｎａ、ｎｃ＜ｎｂ、且つθ＞０°である。
【００６４】さらに、図１７Ｃに示すように、位相差補
償フィルム５０５および５１３において、屈折率ｎｃを
有する主軸が法線方向から傾斜している方向は、液晶ダ
イレクタが法線方向から傾斜している方向と反対であ
る。図１７Ｃにおいて、矢印５３は、主軸が傾いている
方向を示し、一方、矢印５９は、液晶ダイレクタが傾斜
している方向を示している。また、矢印５９の方向は表
示面の下方向と一致する。また、矢印５７および５８
は、それぞれ偏光板５０３および５１５の吸収軸の方向
を示す。
【００６５】上記のような構成にすることによって、実
施形態１と比べて、位相差補償素子の作製を容易にする
ことができる。
【００６６】以下に本実施形態の１つの具体例を示す。
位相差補償フィルム５０６および５１２においては、 ｄ×（ｎａ−ｎｃ）≒１４ｎｍ、 ｄ×（ｎｂ−ｎｃ）≒１４ｎｍ、且つ θ＝０° とする。一方、位相差補償フィルム５０５および５１３
において、 ｄ×（ｎａ−ｎｃ）≒８６ｎｍ、 ｄ×（ｎｂ−ｎｃ）≒８６ｎｍ、且つ θ＝２０° とする。液晶セル１４は、実施形態１において説明した
ものと同じでもよい。
【００６７】図１８のグラフは、本実施形態の上記具体
例による液晶表示素子５の上下方向での階調特性を示
し、図１９のグラフは、左右方向での階調特性を示して
いる。本実施形態の液晶表示素子５でも、実施形態１と
同様に、下方向での階調反転現象が解消されていること
が図１９から確認できる。
【００６８】（実施形態６）実施形態６では、液晶セル
の表面に平行な面内において、位相差補償素子全体の見
かけの屈折率異方性がない。一方、前述の実施形態１〜
３および５では、屈折率楕円体の３つの主軸の一つが、
液晶セル表面の法線方向から傾斜しているため、液晶セ
ル表面に平行な面内で、屈折率に異方性を生じている。
具体的には、これら前述の実施形態では、主軸の傾斜方
向の屈折率の値が小さくなっている。このような構造で
は、液晶層に電圧を印加しない状態でも、液晶表示素子
は光を透過してしまう。したがって、液晶セル１４に対
して、位相差補償素子の上記屈折率異方性を相殺する電
圧が印加されている場合にのみ、透過率がゼロになり、
黒表示が達成される。このような電圧−透過率特性を有
する液晶表示素子は、駆動回路に精密な電圧制御機構を
要求するため、実用上好ましくない。本実施形態では、
このような不都合を解決する。
【００６９】図２０Ａに示される液晶表示素子６は、液
晶セル１４と、液晶セル１４を挟む２つの位相差補償素
子６５および６６とを有する。さらに液晶表示素子６
は、位相補償素子６５および６６上にそれぞれ位置する
偏光板５０３および５１５を有している。
【００７０】位相差補償素子６５は、位相差補償フィル
ム５０５と偏光板５０３との間に位相差補償フィルム６
０５を有しており、この点において実施形態５の位相差
補償素子５５と異なる。また、位相差補償素子６６は、
位相差補償フィルム５１３と偏光板５１５との間に位相
差補償フィルム６１３を有しており、この点において実
施形態５の位相差補償素子５６と異なる。それぞれの位
相差補償フィルムは、複屈折を有するフィルムである。
【００７１】図２０Ｂは、位相差補償フィルム６０５お
よび６１３における屈折率楕円体（図示せず）の主軸の
方向を示している。屈折率楕円体の主軸に沿った屈折率
（主屈折率）をそれぞれｎａ、ｎｂおよびｎｃとする。
屈折率ｎｃを有する主軸は、液晶セル１４の表面の法線
と平行である。さらに、位相差補償フィルム６０５およ
び６１３において、 ｄ×（ｎｂ−ｎａ）≒１０ｎｍ ｄ×（ｎｂ−ｎｃ）≒１０ｎｍ とする。また、図２０Ｃに示すように、屈折率ｎｂを有
する主軸の方向は、直線６３ｂに平行である。
【００７２】位相差補償フィルム５０５、５０６、５１
２および５１３の屈折率楕円体の主軸の方向、およびリ
タデーション値は、実施形態５において説明した方向、
および値と同じである。
【００７３】図２１が示すグラフは、本実施形態の液晶
表示素子６が有する電圧−透過率曲線である。比較のた
めに、図２２に示すグラフに、実施形態５において説明
した液晶表示素子５の電圧−透過率曲線を示す。なお、
透過率は、表示面に垂直な方向から観測した。これらの
グラフは、透過率０％付近を拡大して表示している。
【００７４】実施形態５の液晶表示素子５の電圧−透過
率曲線（図２２）では、液晶材料の閾値電圧付近の１点
の電圧のみにおいて、透過率０％が得られる。これに対
して、図２１が示すように、本実施形態で説明する液晶
表示素子６では、液晶材料の閾値電圧以下の全範囲にお
いて、透過率０％が得られる。
【００７５】図２３のグラフは、液晶表示素子６の上下
方向での階調特性を示し、図２４のグラフは、左右方向
での階調特性を示している。本実施形態の液晶表示素子
６でも、下方向での階調反転現象が解消されていること
が図２３から確認できる。
【００７６】（実施形態７）本実施形態の液晶表示素子
７には、液晶セル１４の表面に平行な面内において正の
一軸性の屈折率異方性を有する位相差補償フィルム７０
６および７１２が設けられており、このため、黒表示状
態にある液晶表示素子７を斜め方向から見た場合の透過
率の上昇を抑制し、この結果コントラストの視野角特性
が改善される。
【００７７】図２５Ａに示される液晶表示素子７は、液
晶セル１４と、液晶セル１４を挟む２つの位相差補償素
子７５および７６とを有する。さらに液晶表示素子７
は、位相補償素子７５および７６上にそれぞれ位置する
偏光板５０３および５１５を有している。
【００７８】位相差補償素子７５は、位相差補償フィル
ム５０６と液晶セル１４との間に位相差補償フィルム７
０６を有しており、この点において実施形態６の位相差
補償素子６５と異なる。また、位相差補償素子７６は、
位相差補償フィルム５１２と液晶セル１４との間に位相
差補償フィルム７１２を有しており、この点において実
施形態６の位相差補償素子６６と異なる。それぞれの位
相差補償フィルムは、複屈折を有するフィルムである。
【００７９】図２５Ｂは、位相差補償フィルム７０６お
よび７１２における屈折率楕円体（図示せず）の主軸の
方向を示している。図２５Ｂにおいて、屈折率ｎａを有
する主軸と屈折率ｎｂを有する主軸とを含む平面は、液
晶セル１４の表面に平行な平面である。ここで、 ｄ×（ｎｂ−ｎａ）≒３５ｎｍ、且つ ｄ×（ｎｂ−ｎｃ）≒３５ｎｍ とする。ｎｂ≠ｎａであるので、液晶セル１４の表面に
平行な面内において、位相差補償フィルム７０６および
７１２は屈折率異方性を有する。しかしながら、後述す
るように、位相差補償フィルム７０６および７１２の屈
折率楕円体の主軸、ｎａ軸、ｎｂ軸は、いずれも偏光板
５０３、５１５の吸収軸に平行か、または直交している
ため、液晶セル１４に電圧が印加されていない場合の液
晶表示装置７の透過率はゼロとなる。すなわち、本実施
形態においても、図２１に示した位相差補償フィルム６
０５および６１３がもたらす、実施形態６の効果は継承
される。
【００８０】図２５Ｃに、位相差補償フィルム７０６お
よび７１２の主軸の方向と、偏光板５０３および５１５
の吸収軸の方向との関係を示す。位相差補償フィルム７
０６の屈折率ｎｂを有する主軸７０６ｂの方向は、偏光
板５０３における吸収軸５７の方向と直交する。また、
位相差補償フィルム７１２の屈折率ｎｂを有する主軸７
１２ｂの方向は、偏光板５１５における吸収軸５８の方
向に直交する。すなわち、位相差補償フィルム７０６お
よび７１２の最大屈折率の方向が、それぞれの位相差補
償素子に隣接する偏光板の吸収軸に直交する。
【００８１】図２６のグラフは、液晶表示素子７の上下
方向での階調特性を示し、図２７のグラフは、左右方向
での階調特性を示している。本実施形態の液晶表示素子
７でも、下方向での階調反転現象が解消されていること
が図２６から確認できる。さらに、黒表示状態にある液
晶表示素子７を上下方向に傾けても、または左右方向に
傾けても、実施形態２に比べて黒レベルの上昇がｄ著し
く抑制できることが図２６および図２７から確認でき
る。すなわち、コントラストの視野角特性が著しく改善
されている。
【００８２】本実施形態では、位相差補償フィルム７０
６および７１２において、 ｄ×（ｎｂ−ｎａ）≒３５ｎｍ、且つ ｄ×（ｎｂ−ｎｃ）≒３５ｎｍ としたが、これに限定することなく、 ０ｎｍ≦ｄ×（ｎｂ−ｎａ）≦７０ｎｍ、 ０ｎｍ≦ｄ×（ｎｂ−ｎｃ）≦７０ｎｍ であればよい。
【００８３】本実施形態では、位相差補償素子７５にお
いて、位相差補償フィルムを液晶セル１４に隣接する側
から、７０６、５０６、５０５、６０５の順に積層した
構造を説明した。しかしながら、位相差補償フィルムの
積層の順番はこれに限らない。ただし、位相差補償フィ
ルム７０６は、５０６よりも液晶セル１４側に設けなけ
ればならない。以上、位相差補償素子７６についても同
様である。
【００８４】本実施形態では、液晶セル１４を挟んで同
一特性の位相差補償フィルムを両側に配置した構造を説
明したが、各位相差補償フィルムのリタデーションを適
切に調整することにより、片側のみに配置してもよい。
【００８５】本実施形態では、位相差補償フィルム７０
６および５０６は、それぞれ一軸性の屈折率異方性を有
しているが、これらを二軸の屈折率異方性を有する位相
差補償フィルム１枚に置き換えることができる。位相差
補償フィルム５０６と６０５についても同様である。
【００８６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明による場合に
は、垂直配向膜とＮ型ネマチック液晶とを備えた液晶セ
ルを用いた場合において、階調反転現象の生じない視野
角領域の広い液晶表示素子を提供することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な液晶表示素子例の構造や光学
特性を示す図であり、（ａ）は本発明で用いる位相差補
償素子の主屈折率の方向を示す斜視図、（ｂ）は液晶表
示素子の断面構造図を示す断面図、（ｃ）は液晶セルの
ラビング方向、液晶セル中間層における液晶分子のダイ
レクターの光軸方向、偏光板の偏光軸の方向、位相差補
償素子の光学軸の方向を基板表面に平行な表面上に正射
影した図である。
【図２】従来技術の代表的な液晶表示素子（垂直配向膜
とＮ型ネマチック液晶を用いたもの）において、液晶セ
ル中間層のダイレクターの光軸を基板表面に正射影した
方向（表示面の上下方向）での視野角（横軸）と、リタ
デーション値（縦軸）との関係を示し、併せて本発明の
位相差補償素子のリタデーション値変化（ｄ）を示す図
である。
【図３】実施形態１の液晶表示素子のコントラスト１０
以上の視角領域を示す図である。
【図４】実施形態１の液晶表示素子における５階調での
左右方向の階調特性を示す図である。
【図５】実施形態１の液晶表示素子における上下方向の
階調特性を示す図である。
【図６】実施形態２の液晶表示素子のコントラスト１０
以上の視角領域を示す図である。
【図７】実施形態２の液晶表示素子における５階調での
左右方向の階調特性を示す図である。
【図８】実施形態２の液晶表示素子における上下方向の
階調特性を示す図である。
【図９】比較例の液晶表示素子のコントラスト１０以上
の視角領域を示す図である。
【図１０】比較例の液晶表示素子における５階調での左
右方向の階調特性を示す図である。
【図１１】比較例の液晶表示素子における上下方向の階
調特性を示す図である。
【図１２】実施形態３の液晶表示素子における上下方向
の階調表示の視角特性を示す図である。
【図１３】実施形態３の液晶表示素子における中間階調
表示の液晶セル内での液晶分子の状態を模式的に示す図
である。
【図１４】（ａ）は実施形態４の液晶表示素子に用いる
位相差補償素子の主屈折率の方向を示す斜視図であり、
（ｂ）はその液晶表示素子の光学軸を正射影した図であ
る。
【図１５】実施形態４の液晶表示素子における上下方向
の階調特性を示す図である。
【図１６】従来例の液晶表示素子の構造を説明するため
の図であり、（ａ）は液晶表示素子の断面図、（ｂ）は
位相差補償フィルムの光学的特性を示す斜視図である。
【図１７Ａ】本発明の実施形態５における液晶表示素子
の断面を示す図であり、偏光板、位相差補償素子および
液晶セルを積層した構造の一例を図示する。
【図１７Ｂ】実施形態５における位相差補償フィルムの
屈折率異方性を説明する図である。
【図１７Ｃ】実施形態５における位相差補償フィルムの
光学軸と偏光板の吸収軸との関係を示す図である。
【図１８】実施形態５の液晶表示素子を上下方向から観
察した場合の階調特性を示す図である。
【図１９】実施形態５の液晶表示素子を左右方向から観
察した場合の階調特性を示す図である。
【図２０Ａ】本発明の実施形態６における液晶表示素子
の構成を示す図であり、偏光板、位相差補償素子および
液晶セルを積層した構造の一例を図示する。
【図２０Ｂ】実施形態６における位相差補償フィルムの
屈折率異方性を説明する図である。
【図２０Ｃ】実施形態６における位相差補償フィルムの
光学軸と偏光板の吸収軸との関係を示す図である。
【図２１】実施形態６の液晶表示素子の閾値近傍の印加
電圧−透過率特性を示す図である。
【図２２】実施形態５の液晶表示素子の閾値近傍の印加
電圧−透過率特性を示す図である。
【図２３】実施形態６の液晶表示素子を上下方向から観
察した場合の階調特性を示す図である。
【図２４】実施形態６の液晶表示素子を左右方向から観
察した場合の階調特性を示す図である。
【図２５Ａ】本発明の実施形態７における液晶表示素子
の構成を示す図であり、偏光板、位相差補償素子および
液晶セルを積層した構造の一例を図示する。
【図２５Ｂ】実施形態７における位相差補償フィルムの
屈折率異方性を説明する図である。
【図２５Ｃ】実施形態７における位相差補償フィルムの
光学軸と偏光板の吸収軸との関係を示す図である。
【図２６】実施形態７の液晶表示素子を上下方向から観
察した場合の階調特性を示す図である。
【図２７】実施形態７の液晶表示素子を左右方向から観
察した場合の階調特性を示す図である。
【符号の説明】
１０９ 液晶層 １０７、１１１ 基板 １０８、１１０ 垂直配向膜 １０４、１０５、１０６、１１２、１１３、１１４ 位
相差補償フィルム １０３、１１５ 偏光板

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｎ型ネマチック液晶を挟む基板の該液晶
    側に垂直配向膜が設けられた液晶セルと、 該液晶セルを挟むように設けられた１対の偏光板と、 該１対の偏光板の少なくとも一方と該液晶セルとの間に
    設けられた位相差補償素子と、を備えた液晶表示素子で
    あって、 該位相差補償素子が有する屈折率楕円体の３つの主軸の
    うちの１つの主軸は該液晶セルの法線方向から傾斜して
    おり、かつ該１つの主軸に沿った屈折率が他の主軸に沿
    った屈折率よりも小さい、液晶表示素子。
  2. 【請求項２】 前記位相差補償素子が１枚の位相差補償
    フィルムからなる請求項１に記載の液晶表示素子。
  3. 【請求項３】 前記位相差補償素子が、光学軸の極角を
    異ならせてある複数枚の位相差補償フィルムを積層した
    積層型位相差補償フィルムからなり、該積層型位相差補
    償フィルム全体の光学軸を該位相差補償素子の法線方向
    から傾斜させてある請求項１に記載の液晶表示素子。
  4. 【請求項４】 前記位相差補償素子が、光学軸の極角と
    方位角を異ならせてある複数枚の位相差補償フィルムを
    積層した積層型位相差補償フィルムからなり、該積層型
    位相差補償フィルム全体の光学軸を該位相差補償素子の
    法線方向から傾斜させてある請求項１に記載の液晶表示
    素子。
  5. 【請求項５】 前記位相差補償素子が、光学軸の極角を
    連続的に変化させてある１枚の位相差補償フィルムから
    なり、該位相差補償フィルムにおける全体としての光学
    軸を該位相差補償素子の法線方向から傾斜させてある請
    求項１または４に記載の液晶表示素子。
  6. 【請求項６】 前記位相差補償素子が、屈折率楕円体の
    主屈折率をｎａ、ｎｂ、ｎｃとしたとき、ｎａ＝ｎｂ＞
    ｎｃで、かつａ成分方向またはｂ成分方向の少なくとも
    一方が該位相差補償素子の表面に概ね平行な面内にあ
    り、ｃ成分方向が該位相差補償素子の法線方向から傾斜
    したものである請求項２、３、４または５に記載の液晶
    表示素子。
  7. 【請求項７】 前記位相差補償素子が、屈折率楕円体の
    主屈折率をｎａ、ｎｂ、ｎｃとしたとき、ｎａ＞ｎｃ、
    ｎｂ＞ｎｃで、かつ、ｃ成分方向が該位相差補償素子の
    法線方向から傾斜したものである請求項２、３、４また
    は５に記載の液晶表示素子。
  8. 【請求項８】 Ｎ型ネマチック液晶を挟む基板の該液晶
    側に垂直配向膜が設けられた液晶セルに対して、該液晶
    セルを挟んで両側に偏光板が設けられている液晶表示素
    子に於いて、 両偏光板の少なくとも一方と該液晶セルとの間に、屈折
    率楕円体の主屈折率をｎａ、ｎｂ、ｎｃとしたとき、ｎ
    ａ＞ｎｂ、ｎａ＞ｎｃで、かつ、ｎａ軸と液晶セルの法
    線方向とのなす角度が０度より大きく９０度以下であ
    り、更に、光学軸を液晶セルの基板に正射影した場合に
    おいて、液晶セルの両側にある２つの偏光板の偏光軸で
    挟まれた挟角を２等分する軸が液晶セル中のダイレクタ
    軸に一致するときの、そのダイレクタ軸に対して直交す
    る軸を軸Ａとしたとき、該ｎａ軸を液晶セルの基板に正
    射影した軸が該軸Ａの時計回転方向、または反時計回転
    方向にあり、該ｎａ軸を液晶セルの基板に正射影した軸
    と該軸Ａとのなす角度が０度以上４５度以下である位相
    差補償素子が、少なくとも１つ設けられている液晶表示
    素子。
  9. 【請求項９】 前記位相差補償素子が、１枚または複数
    枚の位相差補償フィルムからなる請求項８に記載の液晶
    表示素子。
  10. 【請求項１０】 前記位相差補償素子が、前記ｎａ軸を
    液晶セルの基板表面に対して概ね平行となして設けられ
    ている請求項８または９に記載の液晶表示素子。
JP10022398A 1997-02-05 1998-02-03 液晶表示素子 Pending JPH10282487A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10022398A JPH10282487A (ja) 1997-02-05 1998-02-03 液晶表示素子
US09/019,256 US6356325B1 (en) 1997-02-05 1998-02-05 LCD with compensators in the inclined direction
TW087101521A TW558665B (en) 1997-02-05 1998-02-05 Liquid crystal display device
CN98103815A CN1081344C (zh) 1997-02-05 1998-02-05 液晶显示器件
KR1019980003271A KR100303160B1 (ko) 1997-02-05 1998-02-05 액정표시장치

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2304497 1997-02-05
JP9-23044 1997-02-05
JP10022398A JPH10282487A (ja) 1997-02-05 1998-02-03 液晶表示素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10282487A true JPH10282487A (ja) 1998-10-23

Family

ID=26359607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10022398A Pending JPH10282487A (ja) 1997-02-05 1998-02-03 液晶表示素子

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6356325B1 (ja)
JP (1) JPH10282487A (ja)
KR (1) KR100303160B1 (ja)
CN (1) CN1081344C (ja)
TW (1) TW558665B (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6667498B2 (en) 2001-06-07 2003-12-23 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Nitride semiconductor stack and its semiconductor device
WO2006001188A1 (ja) * 2004-06-29 2006-01-05 Sony Corporation 液晶プロジェクタ装置
US7164458B2 (en) 2001-12-27 2007-01-16 Nec Lcd Technologies, Ltd. Active matrix in-plane switching type liquid crystal display and compensator arrangement
JP2012014012A (ja) * 2010-07-01 2012-01-19 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示素子
JP2012014014A (ja) * 2010-07-01 2012-01-19 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示素子

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2781892B1 (fr) * 1998-07-28 2002-08-30 Sextant Avionique Amelioration de l'angle de vue d'un ecran lcd par nouvel empilement de films birefringents
JP3596756B2 (ja) * 1999-08-06 2004-12-02 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR100755769B1 (ko) * 2002-02-19 2007-09-05 닛토덴코 가부시키가이샤 경사 광학 보상 필름과 그 제조방법 및 이를 사용한액정표시장치
TWI225551B (en) * 2002-04-18 2004-12-21 Nitto Denko Corp Polarization plate having optical compensation function and liquid crystal display device using the same
JP3778185B2 (ja) * 2002-11-08 2006-05-24 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置及び電子機器
WO2005017613A1 (en) * 2003-08-14 2005-02-24 Lg Chem, Ltd. Complex light-compensation c plate with two or more of c plates different in dispersion ratio value and liquid crystal display using the same
US20050083463A1 (en) * 2003-10-17 2005-04-21 Hayashi Telempu Co., Ltd Retardation film and process for producing the same
JP2005309290A (ja) * 2004-04-26 2005-11-04 Sumitomo Chemical Co Ltd 複合偏光板、その製造方法及び液晶表示装置
US8237876B2 (en) * 2005-05-25 2012-08-07 Kim Leong Tan Tilted C-plate retarder compensator and display systems incorporating the same
EP1764644B1 (en) * 2005-09-09 2017-08-30 Viavi Solutions Inc. Optimally oriented trim retarders
TW200728830A (en) * 2005-10-18 2007-08-01 Jds Uniphase Corp Electronically compensated LCD assembly
EP1980902B1 (en) * 2007-04-10 2015-07-15 JDS Uniphase Corporation Twisted nematic xLCD contrast compensation with tilted-plate retarders
US20100171914A1 (en) * 2007-10-26 2010-07-08 Katsuhiko Morishita Composite retardation plate, and optical compensation polarizing plate and liquid crystal display device equipped with composite retardation plate
TWI395019B (zh) * 2009-10-06 2013-05-01 Wintek Corp 液晶顯示器
CN102768426B (zh) * 2012-07-06 2015-09-02 天马微电子股份有限公司 一种液晶显示屏和液晶显示装置
KR102000145B1 (ko) 2013-01-04 2019-07-16 엘지디스플레이 주식회사 광시야각 액정표시장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5184236A (en) 1990-08-10 1993-02-02 Casio Computer Co., Ltd. Twisted nematic liquid crystal display device with retardation plates having phase axis direction within 15° of alignment direction
JPH04194820A (ja) 1990-11-22 1992-07-14 Sharp Corp 液晶表示装置
JPH0534675A (ja) 1991-07-30 1993-02-12 Toshiba Corp 液晶表示素子
US5227903A (en) 1991-09-20 1993-07-13 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal display device with at least one biaxial retardation film having nx >nz >ny
US5440413A (en) 1991-09-30 1995-08-08 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal display device with 2 adjacent biaxial retardation plates having Ny <Nz <Nx
JPH0611710A (ja) 1992-04-27 1994-01-21 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 液晶表示素子
JP2866540B2 (ja) 1992-06-26 1999-03-08 シャープ株式会社 液晶表示装置
US5550661A (en) 1993-11-15 1996-08-27 Alliedsignal Inc. Optical phase retardation film
JP3732242B2 (ja) 1994-02-18 2006-01-05 シャープ株式会社 液晶表示装置
US5986732A (en) * 1995-01-23 1999-11-16 Asahi Glass Company Ltd. Color liquid crystal display apparatus
JPH09101515A (ja) * 1995-10-06 1997-04-15 Sharp Corp 液晶表示装置
US5895106A (en) * 1997-06-13 1999-04-20 Ois Optical Imaging Systems, Inc. NW twisted nematic LCD with negative tilted retarders on one side of liquid crystal cell

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6667498B2 (en) 2001-06-07 2003-12-23 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Nitride semiconductor stack and its semiconductor device
US7164458B2 (en) 2001-12-27 2007-01-16 Nec Lcd Technologies, Ltd. Active matrix in-plane switching type liquid crystal display and compensator arrangement
WO2006001188A1 (ja) * 2004-06-29 2006-01-05 Sony Corporation 液晶プロジェクタ装置
US7659946B2 (en) 2004-06-29 2010-02-09 Sony Corporation Liquid crystal projector
JP2012014012A (ja) * 2010-07-01 2012-01-19 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示素子
JP2012014014A (ja) * 2010-07-01 2012-01-19 Stanley Electric Co Ltd 液晶表示素子

Also Published As

Publication number Publication date
CN1081344C (zh) 2002-03-20
CN1190193A (zh) 1998-08-12
US6356325B1 (en) 2002-03-12
TW558665B (en) 2003-10-21
KR19980071107A (ko) 1998-10-26
KR100303160B1 (ko) 2001-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10282487A (ja) 液晶表示素子
JP2982869B2 (ja) 液晶表示装置
JP3763401B2 (ja) 液晶表示装置
JP3299190B2 (ja) 液晶表示装置
EP2485084B1 (en) In-plane switching liquid crystal display comprising compensation film for angular field of view using negative biaxial retardation film and (+) C-plate
JP4753882B2 (ja) Ａ−プレートを用いた視野角の補償フィルムを含むｉｐｓ液晶表示装置
JP4382502B2 (ja) 液晶表示装置
JPH11271759A (ja) 液晶表示装置
JPH05113561A (ja) 垂直配向型液晶表示装置
US6208396B1 (en) Normally white mode twisted nematic liquid crystal display device having improved viewing angle characteristics
JP4441971B2 (ja) 液晶表示素子
JP2006243448A (ja) 液晶表示装置
JP3924955B2 (ja) 位相差フィルムが配置された液晶表示装置
KR20010072055A (ko) 새로운 복굴절 필름의 적층에 의한 ｌｃｄ 스크린의시야각의 개선
JP5343321B2 (ja) 液晶表示素子
JP3028844B2 (ja) 液晶表示装置
EP1810072B1 (en) Vertically aligned liquid crystal display
JP3663783B2 (ja) 液晶表示装置
JP2006085203A (ja) 液晶表示装置
JP2840512B2 (ja) 液晶表示装置
JP2006292787A (ja) 液晶表示パネル及び液晶表示装置
JP4788247B2 (ja) 液晶装置および電子機器
JP3602065B2 (ja) 液晶表示装置
JPH01304422A (ja) 液晶装置
JPH0643449A (ja) 液晶光学装置

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030124