JPH1096914A - Liquid crystal display device, phase plate and manufacture of phase plate - Google Patents

Liquid crystal display device, phase plate and manufacture of phase plate

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JPH1096914A
JPH1096914A JP8249810A JP24981096A JPH1096914A JP H1096914 A JPH1096914 A JP H1096914A JP 8249810 A JP8249810 A JP 8249810A JP 24981096 A JP24981096 A JP 24981096A JP H1096914 A JPH1096914 A JP H1096914A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a view angle characteristic by compensating view angle dependency of an optical propagation characterrstic with a phase plate having an optical medium having negative refractive index anisotropy and twist arranging its main axis in the direction opposite to a liquid crystal molecule of a liquid crystal layer. SOLUTION: The liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 are twisted in the direction opposite to each other by a nearly equal angle, and the arrangement direction of the liquid crystal molecule in the phase plate side boundary 1a of the liquid crystal layer 1 is nearly parallel to the main axis direction of a negative uniaxial optical medium in the liquid crystal side boundary 6a of the phase plate 6. Further, the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 are provided with a nearly equal retardation value. In such a case, when polarizing plates 7, 8 are arranged so that mutual polarizing axes are orthogonally intersected with each other, since the optical propagation characteristics of the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 are compensated perfectly with each other when no display voltage is applied, a display becomes a black display, and the view angle characteristic is improved. On the contrary, when the polarizing plates 7, 8 are arranged so that mutual polarizing axes are parallel to each other, a white display with excellent view angle dependency is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、映像や文字情報を
表示する液晶表示装置、それに用いられる位相差板、お
よび位相板の製造方法に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a liquid crystal display for displaying video and character information, a retardation plate used in the liquid crystal display, and a method of manufacturing the phase plate.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型軽量の特長によ
り、薄型テレビ、カー・ナビゲーション・システム、パ
ーソナル・コンピュータやワード・プロセッサなどのフ
ラット・ディスプレイとして広く用いられるようになっ
ている。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device has been widely used as a flat display of a thin television, a car navigation system, a personal computer, a word processor, etc. due to its thin and light weight features.

【0003】液晶表示には数多くの表示モードが提案さ
れているが、現在広く用いられているものは、ツイステ
ッド・ネマティック型(以下、TN型と略す)とスーパ
ーツイステッド・ネマティック型(以下、STN型と略
す)の2種類である。前者は、画素ごとに薄膜トランジ
スタ(TFT)などのスイッチング素子を形成したアク
ティブ・マトリクス型の液晶表示装置に主に用いられ、
後者は画素にスイッチング素子のない単純マトリクス型
液晶表示装置に用いられる。
[0003] Many display modes have been proposed for liquid crystal displays, and currently widely used ones are a twisted nematic type (hereinafter abbreviated as a TN type) and a super twisted nematic type (hereinafter an STN type). Abbreviated). The former is mainly used for an active matrix type liquid crystal display device in which a switching element such as a thin film transistor (TFT) is formed for each pixel.
The latter is used for a simple matrix type liquid crystal display device having no switching element in a pixel.

【0004】STN型の液晶表示装置は、二百数十度の
ねじれ角で配列した液晶層と2枚の偏光板を用い、基板
法線方向への電圧印加により液晶分子が立ち上がり液晶
層の複屈折が変化する現象に基づいて偏光表示を行って
いる(特開昭60−107020号公報参照)。STN
型の液晶表示装置では表示が着色するので、現在は位相
板を付加して表示の着色(色付き)を取り除き、白黒表
示を得る技術が広く用いられている。色付きを取り除く
位相板としては、例えば、液晶層とは逆向きにねじれた
構造の第2の液晶パネルや高分子液晶を用いた位相板
(特開昭63−149624号公報参照)がある。
An STN-type liquid crystal display device uses a liquid crystal layer arranged at a twist angle of two hundred and several tens of degrees and two polarizing plates. When a voltage is applied in a direction normal to the substrate, liquid crystal molecules rise and the liquid crystal layer is multiplied. Polarized light is displayed based on the phenomenon that refraction changes (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-107020). STN
Since the display is colored in the liquid crystal display device of the type, a technique of obtaining a monochrome display by adding a phase plate to remove coloring (coloring) of the display is now widely used. Examples of the phase plate for removing coloring include a second liquid crystal panel having a structure twisted in the direction opposite to the liquid crystal layer and a phase plate using a polymer liquid crystal (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-149624).

【0005】図21は表示の色付きを防止した従来のS
TN型の液晶表示装置(以下、第1の従来例という)の
構成を示している。図において、304は液晶層、30
3,305はガラス基板である。2枚のガラス基板30
3,305の液晶層側には、図示しないが、液晶層30
4に電圧を印加するための電極が形成されており、この
電極の重なり部が画素を形成している。301,306
は偏光表示を行うための偏光板、302は位相板、30
7は背面光源である。
FIG. 21 shows a conventional S which prevents the display from being colored.
1 shows a configuration of a TN type liquid crystal display device (hereinafter, referred to as a first conventional example). In the figure, 304 is a liquid crystal layer, 30
Reference numeral 3305 denotes a glass substrate. Two glass substrates 30
Although not shown, the liquid crystal layer 30
An electrode for applying a voltage to 4 is formed, and an overlapping portion of the electrodes forms a pixel. 301, 306
Is a polarizing plate for displaying polarized light, 302 is a phase plate, 30
7 is a back light source.

【0006】位相板302は、液晶層304を通過した
光の偏光状態の波長依存性を補償して、上側偏光板30
1を通過する偏光の波長依存性をなくし、白黒表示を得
る役割を果たしている。位相板302と液晶層304と
は、そのリターデーションが互いに等しく、ねじれ方向
が逆でツイスト角がほぼ等しく、両者の界面において、
位相板302の光軸方向と液晶層304のラビング方向
のなす角度が90度となっている。なお、位相板302
はガラス基板305と下側の偏光板306との間に形成
しても同様の動作を行うことができるし、液晶層304
の両面側に形成することも可能である。
The phase plate 302 compensates for the wavelength dependence of the polarization state of light passing through the liquid crystal layer 304, and
It eliminates the wavelength dependence of the polarized light passing through 1 and serves to obtain a black and white display. The retardation of the phase plate 302 and the retardation of the liquid crystal layer 304 are equal to each other, the twist directions are opposite, and the twist angles are substantially equal.
The angle between the optical axis direction of the phase plate 302 and the rubbing direction of the liquid crystal layer 304 is 90 degrees. The phase plate 302
Can be formed between the glass substrate 305 and the lower polarizing plate 306 to perform the same operation.
It is also possible to form on both sides.

【0007】第1の従来例は、正面方向での表示を白黒
化するものではあるが、液晶層304や位相板302の
複屈折量は観察方向によって変化し、また、液晶層30
4と位相板302との間で、複屈折量の変化量をお互い
に補償するものではないため、液晶パネルの表示特性に
は、視野角変化に伴う表示の反転や色相の変化といった
視野角依存性が生じる。すなわち、この従来例では、明
視方向が正面になり同心円上の視野角特性になる利点が
あるものの、視野角を広げる構成は、具体的に有してい
ない。
In the first conventional example, the display in the front direction is made black and white, but the birefringence of the liquid crystal layer 304 and the phase plate 302 changes depending on the observation direction.
4 and the phase plate 302 do not compensate for the amount of change in the amount of birefringence, and the display characteristics of the liquid crystal panel depend on viewing angle dependence such as display inversion and hue change due to viewing angle change. Nature occurs. That is, in this conventional example, although there is an advantage that the clear viewing direction becomes the front and the viewing angle characteristics are concentric, there is no specific configuration for widening the viewing angle.

【0008】一方、特開平4−43318に号に示され
るように、従来から、ねじれ位相板を用いた構成で視野
角特性を向上させたSTN型の液晶表示装置(以下、第
2の従来例という)がある。第2の従来例は、液晶層に
それと同方向にねじれた位相板を積層してトータルのね
じれ角を360度とし、さらに逆方向に360度ねじれ
た位相板を積層して、液晶表示装置の視野角特性を改善
している。
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-43318, an STN-type liquid crystal display device (hereinafter referred to as a second conventional example) having improved viewing angle characteristics by using a twisted phase plate has been conventionally used. There is). In a second conventional example, a phase plate twisted in the same direction as the liquid crystal layer is laminated on the liquid crystal layer to make the total twist angle 360 degrees, and a phase plate twisted 360 degrees in the opposite direction is laminated on the liquid crystal layer. The viewing angle characteristics have been improved.

【0009】第2の従来例は、液晶分子の複屈折量は分
子長軸方向を対称軸とする視野角特性を持ち、液晶層の
ねじれ角を見かけ上増加させ、また位相板のねじれ角も
増大させて、液晶分子や位相板の配列方向,主軸方向が
あらゆる方向に向くようにすることにより、視野角依存
性を改善している。
In the second conventional example, the amount of birefringence of liquid crystal molecules has a viewing angle characteristic whose axis is a symmetric axis in the molecular long axis direction, apparently increases the twist angle of the liquid crystal layer, and also increases the twist angle of the phase plate. The viewing angle dependency is improved by increasing the arrangement direction of the liquid crystal molecules and the phase plate and the main axis direction in all directions.

【0010】しかしながら、第2の従来例は、液晶層と
位相板の視野角特性を各方向に分散させて表示の視野角
依存を緩和しているものの、逆方向ねじれの位相板は正
面方向の光学補償を行って白黒表示を得ることに主眼が
あり、視野角補償効果をもつものではないので、十分な
る視野角特性を得ることができなかった。
However, in the second conventional example, the viewing angle characteristics of the liquid crystal layer and the phase plate are dispersed in each direction to reduce the viewing angle dependence of the display. The main focus is on obtaining a black and white display by performing optical compensation, and it does not have a viewing angle compensation effect, so that sufficient viewing angle characteristics could not be obtained.

【0011】一方、TN型の液晶表示装置は、90度の
ねじれ角で液晶分子を配列させた構成(特開昭55−5
2027号公報参照)をとっている。このような構成で
は、液晶分子に平行または垂直な偏光面を持つ光を基板
に垂直に入射させた場合には、光は偏光面が90度回転
して出射する。基板法線方向の電圧を液晶層に印加する
と、液晶分子が立ち上がってそのねじれ構造が解消され
るので、液晶は偏光に対する作用を失い、入射偏光はそ
のまま出射する。
On the other hand, a TN type liquid crystal display device has a configuration in which liquid crystal molecules are arranged at a twist angle of 90 degrees (Japanese Patent Laid-Open No. 55-5 / 55).
No. 2027). In such a configuration, when light having a polarization plane parallel or perpendicular to the liquid crystal molecules is vertically incident on the substrate, the light is emitted with the polarization plane rotated by 90 degrees. When a voltage in the normal direction of the substrate is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules rise and their twisted structure is eliminated, so that the liquid crystal loses its effect on polarized light and the incident polarized light is emitted as it is.

【0012】そこで、TN型液晶表示装置では、電圧の
オン・オフによって出射光の偏光面を90度回転させる
ことと、2枚の偏光板を用いいることで白黒表示を得て
いる。2枚の偏光板は、偏向軸が隣接する液晶分子の主
軸方向に平行(あるいは直角)になるように配置されて
おり、2つの偏光板の偏光軸が直交する場合は表示電圧
無印加時が白、表示電圧印加時が黒となるノーマリーホ
ワイト(NW)表示であり、2つの偏光板の偏光軸が平
行である場合は表示電圧無印加時が黒、表示電圧印加時
が白となるノーマリーブラック(NB)表示となる。
Therefore, in the TN type liquid crystal display device, black and white display is obtained by rotating the polarization plane of the emitted light by 90 degrees by turning on / off the voltage and using two polarizing plates. The two polarizing plates are arranged so that the polarizing axes are parallel (or perpendicular) to the main axis direction of the adjacent liquid crystal molecules. When the polarizing axes of the two polarizing plates are orthogonal, the state when no display voltage is applied is obtained. This is a normally white (NW) display in which white and black are displayed when a display voltage is applied. When the polarization axes of two polarizing plates are parallel, black is displayed when no display voltage is applied and white when a display voltage is applied. Marie black (NB) is displayed.

【0013】TN型の液晶表示装置の場合も、液晶層の
偏光伝播特性が観察方向によって異なるため、液晶パネ
ルの表示特性には、例えば視野角変化に伴う表示の反転
や色相の変化といった視野角依存性が生じる。アクティ
ブ・マトリクスを用いたTN型液晶表示装置では、映像
などの中間調表示を行うことが多いため、特に影響の大
きい黒表示付近での視野角特性を改善することが性能上
の課題となっている。
In the case of a TN type liquid crystal display device as well, the polarization propagation characteristics of the liquid crystal layer differ depending on the viewing direction. Dependencies arise. In a TN type liquid crystal display device using an active matrix, halftone display such as an image is often performed. Therefore, it is a performance issue to improve a viewing angle characteristic in the vicinity of a black display, which is particularly affected. I have.

【0014】そこで、従来から特開平6−214116
号公報に示されるように、屈折率異方性が負の複屈折媒
体をその光学軸をシート法線方向から傾斜するように配
置した位相板を用いて、NW表示のTN型液晶表示装置
の視野角特性を改善したもの(以下、第3の従来例とい
う)がある。また、特開平7−13021号公報に示さ
れるように、屈折率異方性が負の複屈折媒体をその光学
軸をシート法線方向から傾斜するように配置した位相板
を用いたり、それを積層したりしてNW表示のTN型液
晶表示装置の視野角特性を改善したもの(以下、第4の
従来例という)がある。
Therefore, conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-214116 discloses
As shown in the publication, a TN type liquid crystal display device for NW display is provided by using a phase plate in which a birefringent medium having a negative refractive index anisotropy is disposed so that its optical axis is inclined from the sheet normal direction. There is one with improved viewing angle characteristics (hereinafter referred to as a third conventional example). Further, as shown in JP-A-7-13021, a phase plate in which a birefringent medium having a negative refractive index anisotropy is arranged so that its optic axis is inclined from the sheet normal direction is used, There is one in which the viewing angle characteristics of a TN type liquid crystal display device for NW display are improved by lamination (hereinafter, referred to as a fourth conventional example).

【0015】第3,第4の従来例は、表示電圧印加時の
視野角依存性を上記構成の位相板で補償することによ
り、良好な黒表示特性を得て、視野角特性を改善するも
のである。なお、光学軸の傾斜した位相板の製法として
は、負の複屈折を持つバルク状のポリマーからフィルム
を斜めに切り出す方法や、高分子マトリクスと低分子液
晶を混合し低分子液晶を斜めに配列して固定する方法が
あり、低分子液晶は負の複屈折を示すものが好ましい。
In the third and fourth conventional examples, good black display characteristics are obtained and the viewing angle characteristics are improved by compensating the viewing angle dependency when a display voltage is applied by the phase plate having the above structure. It is. In addition, as a method of manufacturing a phase plate having an inclined optical axis, a method of cutting a film obliquely from a bulk polymer having a negative birefringence, a method of mixing a polymer matrix and a low-molecular liquid crystal, and aligning the low-molecular liquid crystal obliquely. The low-molecular liquid crystal preferably exhibits negative birefringence.

【0016】しかしながら、第3,第4の従来例は、液
晶分子配列が大きく変形した表示電圧印加時の液晶層の
特性を補償するものであるので、良好な黒特性を得るた
めには液晶層にある程度以上の電圧を印加して液晶層の
中央部にある液晶分子を十分に立ち上がらせる必要があ
る。そのため、液晶層に十分な電圧が印加できない場合
には良好な視野角特性が得られなかったり、良好な補償
が行われる電圧レベルの幅が狭く、駆動条件の設定が困
難であったりする。すなわち、現在、電子機器において
は、消費電力の低減や信号処理速度の向上のために、ロ
ジック電圧を6ボルトから3.3ボルトに低下させる動
きが盛んである。このような現状において、NW表示の
TN型液晶表示装置に第3,第4の従来例の構成を採用
しても、3.3ボルトの信号電圧駆動により、良好な表
示特性を得ることが困難であった。つまり、第3,第4
の従来例では、粘性の高い低電圧液晶の利用に伴う応答
速度の低下や、不十分な印加電圧に起因するコントラス
トや視野角特性の低下が生じてしまうことになる。
However, the third and fourth prior arts compensate for the characteristics of the liquid crystal layer when a display voltage is applied in which the liquid crystal molecule arrangement is greatly deformed. It is necessary to apply a voltage of a certain level or more to the liquid crystal layer to sufficiently raise the liquid crystal molecules at the center of the liquid crystal layer. Therefore, when a sufficient voltage cannot be applied to the liquid crystal layer, good viewing angle characteristics cannot be obtained, and the width of a voltage level at which good compensation is performed is narrow, and it is difficult to set driving conditions. That is, at present, in electronic devices, there is an active movement to reduce the logic voltage from 6 volts to 3.3 volts in order to reduce power consumption and improve signal processing speed. Under these circumstances, even if the third and fourth conventional configurations are adopted in the TN type liquid crystal display device for NW display, it is difficult to obtain good display characteristics by driving a 3.3 volt signal voltage. Met. That is, the third and fourth
In the conventional example, the response speed is reduced due to the use of the high-viscosity low-voltage liquid crystal, and the contrast and viewing angle characteristics are reduced due to insufficient applied voltage.

【0017】また、第4の従来例では、位相板として、
例えば、直線偏光を入射して光異性化物質を配向させた
フィルムを、10度ずつずらして8枚積層することで形
成される。この構成では工程数が増加するためコストア
ップ要因となったり、貼合せ面での光学散乱等のため十
分な位相板特性が得られず、液晶表示装置のコントラス
トが低下したりするといった不都合がある。
In the fourth conventional example, the phase plate is
For example, it is formed by stacking eight films in which linearly polarized light is incident and the photoisomerized substance is oriented, shifted by 10 degrees. In this configuration, the number of steps is increased, which causes an increase in cost, and optical phase scattering at the bonding surface does not provide sufficient phase plate characteristics, resulting in a disadvantage that the contrast of the liquid crystal display device is reduced. .

【0018】さらには、第4の従来例では、NW表示の
TN型液晶表示装置の視野角特性の改善を主とした目的
としており、そのために、光学的に負の一軸性または一
軸性に近い二軸性を示す薄膜をねじれ構造をもつように
積層した位相板を、TN型液晶と組み合わせている。こ
のことからわかるように、第4の従来例は、NW表示を
行う液晶表示装置を対象としているものの、NB表示を
行うTN型やSTN型の液晶表示装置を対象にしておら
ず、NB表示を行う液晶表示装置で実施できるかどうか
不明である。
Further, in the fourth prior art example, the main object is to improve the viewing angle characteristics of the TN type liquid crystal display device for NW display, and therefore, it is optically negative uniaxial or nearly uniaxial. A phase plate formed by laminating biaxial thin films so as to have a twisted structure is combined with a TN type liquid crystal. As can be seen from this, the fourth conventional example is directed to a liquid crystal display device that performs NW display, but is not directed to a TN or STN type liquid crystal display device that performs NB display. It is unclear whether the operation can be performed by a liquid crystal display device.

【0019】一方、TN型液晶表示装置でNB表示を行
う場合には、表示電圧無印加時が黒表示となる。詳しい
計算によれば、入射した直線偏光がちょうど90度偏光
面を回転させて出射する条件は、特定の波長に対しての
み成立するので、正面方向でも黒表示には若干の色付き
が生じる。
On the other hand, when performing NB display with a TN type liquid crystal display device, black display occurs when no display voltage is applied. According to the detailed calculation, the condition that the incident linearly polarized light is emitted by rotating the plane of polarization by exactly 90 degrees is satisfied only for a specific wavelength, so that even in the front direction, the black display is slightly colored.

【0020】そこで、このような色付きを解消したもの
として、従来から特開昭57−96315号公報に示す
ように、逆ねじれ液晶層をもつパネルを積層して、正面
方向の色付きを解消して黒表示特性を改善したもの(以
下、第5の従来例という)がある。しかしながら、第5
の従来例においては、視野角改善特性については述べら
れておらず、十分な視野角を得られるものではなかっ
た。
In order to eliminate such coloring, a panel having a reverse twisted liquid crystal layer is conventionally laminated as shown in JP-A-57-96315 to eliminate coloring in the front direction. There is one with improved black display characteristics (hereinafter referred to as a fifth conventional example). However, the fifth
In the related art, no description is given of the viewing angle improvement characteristics, and a sufficient viewing angle cannot be obtained.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
各従来例では、液晶層の基本的構成を変えることなく液
晶表示装置の表示特性を改善することができるものの、
斜め方向から液晶表示装置を見た場合の表示特性が不十
分であったり、特に、TN型液晶表示装置においては、
液晶層への印加電圧が高くないと十分な視野角特性が得
られない、といった課題を有していた。
As described above, in each of the conventional examples described above, although the display characteristics of the liquid crystal display device can be improved without changing the basic structure of the liquid crystal layer,
The display characteristics when viewing the liquid crystal display device from an oblique direction are insufficient, and particularly, in a TN type liquid crystal display device,
There was a problem that sufficient viewing angle characteristics could not be obtained unless the voltage applied to the liquid crystal layer was high.

【0022】また、直線位相板を積層することでねじれ
位相板を形成しており、その分、製造工程数が増加した
り、貼合せ面での光学散乱等のために液晶表示装置のコ
ントラスト特性が劣化するといった課題も有していた。
Further, the twisted phase plate is formed by laminating the linear phase plates, and the contrast characteristic of the liquid crystal display device is increased due to an increase in the number of manufacturing steps and optical scattering on the bonding surface. However, there is also a problem that is deteriorated.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は次のような構成を有する。すなわち、本
発明は、正の屈折率異方性を有する液晶層と、この液晶
層に積層配置された少なくとも一つの第1の位相板とを
備え、かつ、第1の位相板は、負の屈折率異方性を有し
主軸が液晶層の液晶分子とは逆方向にねじれ配列された
第1の光学媒体を有して液晶表示装置を構成する。
In order to achieve the above object, the present invention has the following arrangement. That is, the present invention includes a liquid crystal layer having a positive refractive index anisotropy, and at least one first phase plate laminated on the liquid crystal layer, and the first phase plate has a negative phase anisotropy. A liquid crystal display device includes a first optical medium having a refractive index anisotropy and having a main axis twisted and arranged in a direction opposite to that of liquid crystal molecules in a liquid crystal layer.

【0024】また、本発明は、負の屈折率異方性をもつ
光学媒体がねじれ配列して位相板を構成する。
Further, according to the present invention, a phase plate is formed by twisting an optical medium having a negative refractive index anisotropy.

【0025】また、本発明は、高分子ネットワークとこ
の高分子ネットワーク内に配列されたネマティック液晶
とからなる光学層を形成する工程と、光学層からネマテ
ィック液晶を取り除く工程と、ネマティック液晶を取り
除くことで形成された光学層の第1の空孔に、第1のデ
ィスコティック液晶を充填する工程とを含んで位相板の
製造方法を構成する。
Also, the present invention provides a process for forming an optical layer comprising a polymer network and a nematic liquid crystal arranged in the polymer network, a process for removing the nematic liquid crystal from the optical layer, and a process for removing the nematic liquid crystal. Filling the first holes of the optical layer formed by the step (1) with the first discotic liquid crystal.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、正の屈折率異方性を有する液晶層と、この液晶層に
積層配置された少なくとも一つの第1の位相板とを備
え、かつ、第1の位相板は、負の屈折率異方性を有し主
軸が液晶層の液晶分子とは逆方向にねじれ配列された第
1の光学媒体を有しており、これにより次のような作用
を有する。すなわち、第1の位相板により、表示電圧無
印加状態またはオフ電圧印加状態にある液晶層の光学伝
搬特性の視野角依存が補償される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, a liquid crystal layer having a positive refractive index anisotropy and at least one first phase plate laminated on the liquid crystal layer are provided. And the first phase plate has a first optical medium having a negative refractive index anisotropy and having a main axis twisted and arranged in the opposite direction to the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer, It has the following effects. That is, the first phase plate compensates for the viewing angle dependence of the optical propagation characteristics of the liquid crystal layer in the display voltage non-applied state or the off-voltage applied state.

【0027】本発明の請求項2に記載の発明は、請求項
1に係る液晶表示装置において、液晶層の第1の位相板
側界面における液晶分子配列方向と、第1の位相板の液
晶層側界面における第1の光学媒体主軸方向との間に形
成される角度が、10度以下であり、これにより次のよ
うな作用を有する。すなわち、液晶層と位相板との視野
角補償効果が高まる。
According to a second aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the first aspect, a liquid crystal molecule alignment direction at an interface of the liquid crystal layer on the first phase plate side and a liquid crystal layer of the first phase plate. The angle formed between the side interface and the first optical medium main axis direction is 10 degrees or less, thereby having the following operation. That is, the viewing angle compensation effect between the liquid crystal layer and the phase plate is enhanced.

【0028】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
1または2に係る液晶表示装置において、第1の位相板
を液晶層の両面に配置しており、これにより次のような
作用を有する。すなわち、光学補償の裕度が高まるう
え、特性の対称性も高まる。さらには、液晶層と第1の
位相板との視野角補償効果もさらに高まる。
According to a third aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the first or second aspect, the first phase plate is disposed on both surfaces of the liquid crystal layer, thereby providing the following operation. Having. That is, the tolerance of the optical compensation increases, and the symmetry of the characteristics also increases. Further, the viewing angle compensation effect between the liquid crystal layer and the first phase plate is further enhanced.

【0029】本発明の請求項4に記載の発明は、請求項
1ないし3のいずれかに係る液晶表示装置において、液
晶層の液晶ねじれ角が200度以上300度以下であ
り、これにより次のような作用を有する。すなわち、液
晶層が単純マトリクス構造でよくなり、その分、低価格
でありながら視野角特性の優れた液晶表示装置を低価格
で提供できるようになる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to any one of the first to third aspects, the liquid crystal layer has a liquid crystal twist angle of 200 degrees or more and 300 degrees or less. It has such an effect. That is, the liquid crystal layer has a simple matrix structure, and accordingly, a liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics at a low price can be provided at a low price.

【0030】本発明の請求項5に記載の発明は、請求項
4に係る液晶表示装置において、液晶ねじれ角と第1の
光学媒体の主軸ねじれ角との、ねじれ方向の一方を正と
した符号を考慮した総和が−20度以上+20度以内で
あり、これにより次のような作用を有する。すなわち、
液晶層と位相板との間の光学伝搬特性の整合性が高ま
る。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the liquid crystal display device according to the fourth aspect, wherein one of the twisting directions of the liquid crystal twisting angle and the principal axis twisting angle of the first optical medium is positive. Is considered to be −20 degrees or more and +20 degrees or less, thereby having the following operation. That is,
The consistency of the optical propagation characteristics between the liquid crystal layer and the phase plate is improved.

【0031】本発明の請求項6に記載の発明は、請求項
4または5に係る液晶表示装置において、第1の光学媒
体の主軸方向が第1の位相板の面方向に沿っており、か
つ、第1の位相板のリターデーションの総和をRp
し、液晶層のリターデーションをRLとすると、0.85
≦RP/RL≦0.96の関係が成立しており、これによ
り次のような作用を有する。すなわち、位相板の光学伝
搬特性が、オフ電圧印加状態のSTN型液晶(液晶層の
液晶ねじれ角が200度以上300度以下)の光学伝搬
特性に近づく。
According to a sixth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the fourth or fifth aspect, the main axis direction of the first optical medium is along the plane direction of the first phase plate, and If the sum of the retardations of the first phase plate is R p and the retardation of the liquid crystal layer is R L , 0.85
≦ R P / R L ≦ are 0.96 relationship is established, thereby having the following effects. That is, the optical propagation characteristics of the phase plate approach those of the STN-type liquid crystal (the liquid crystal twist angle of the liquid crystal layer is 200 degrees or more and 300 degrees or less) in the off-voltage applied state.

【0032】本発明の請求項7に記載の発明は、請求項
4または5に係る液晶表示装置において、第1の光学媒
体の主軸方向がチルト傾斜しており、かつ、第1の位相
板の法線方向からの等価的なリターデーションの総和を
pとし、液晶層のリターデーションをRLとすると、
0.85≦RP/RL≦0.96の関係が成立しており、こ
れにより次のような作用を有する。すなわち、第1の位
相板の光学軸の配列が、オフ電圧印加状態のSTN型液
晶(液晶層の液晶ねじれ角が200度以上300度以
下)の液晶分子配列により対応したものとなる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the fourth or fifth aspect, the main axis direction of the first optical medium is tilted and the first phase plate has a tilt angle. If the total sum of the equivalent retardations from the normal direction is R p and the retardation of the liquid crystal layer is R L ,
0.85 ≦ R P / R L ≦ are 0.96 relationship is established, thereby having the following effects. That is, the arrangement of the optical axes of the first phase plate corresponds to the liquid crystal molecular arrangement of the STN type liquid crystal (the liquid crystal twist angle of the liquid crystal layer is 200 degrees or more and 300 degrees or less) in the off-voltage application state.

【0033】本発明の請求項8に記載の発明は、請求項
1ないし3のいずれかに係る液晶表示装置において、液
晶層の液晶ねじれ角が70度以上110度以下であり、
これにより、次のような作用を有する。すなわち、アク
ティブマトリクスとの組み合わせにより、高コントラス
トになるとともに視野角特性も向上する。
According to an eighth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to any one of the first to third aspects, the liquid crystal layer has a liquid crystal twist angle of 70 degrees or more and 110 degrees or less;
This has the following operation. That is, the combination with the active matrix improves the contrast and improves the viewing angle characteristics.

【0034】本発明の請求項9に記載の発明は、請求項
8に係る発明において、液晶ねじれ角と第1の光学媒体
の主軸ねじれ角との、一方のねじれ方向を正とした符号
を考慮した総和が−10度以上+10度以内であり、こ
れにより、次のような作用を有する。すなわち、液晶層
と位相板との間の光学伝搬特性の整合性が高まる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to the eighth aspect, a sign in which one of the liquid crystal twist angle and the principal axis twist angle of the first optical medium has a positive twist direction is considered. The sum total is −10 degrees or more and +10 degrees or less, thereby having the following operation. That is, the consistency of the optical propagation characteristics between the liquid crystal layer and the phase plate is improved.

【0035】本発明の請求項10に記載の発明は、請求
項8または9に係る液晶表示装置において、第1の光学
媒体の主軸方向が第1の位相板の面方向に沿っており、
かつ、第1の位相板のリターデーションの総和をRp
し、液晶層のリターデーションをRLとすると、0.95
≦RP/RL≦1.0の関係が成立しており、これによ
り、次のような作用を有する。すなわち、信号処理やス
イッチング特性の関係で液晶層には若干の漏れ電圧が印
加されるが、この漏れ電圧の発生は、0.95≦RP/R
L≦1.0とすることで補正される。
According to a tenth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the eighth or ninth aspect, the main axis direction of the first optical medium is along the plane direction of the first phase plate,
If the total retardation of the first phase plate is R p and the retardation of the liquid crystal layer is R L , 0.95
≦ R P / R L ≦ have 1.0 relationship is established, thereby, it has the following effects. That is, the liquid crystal layer in relation to the signal processing and switching characteristics slight leak voltage is applied, the occurrence of this leakage voltage, 0.95 ≦ R P / R
Correction is made by setting L ≦ 1.0.

【0036】本発明の請求項11に記載の発明は、請求
項10に係る液晶表示装置において、第1の光学媒体の
主軸方向が第1の位相板の面方向に対して傾斜してお
り、かつ、第1の位相板の法線方向からの等価的なリタ
ーデーションの総和をRpとし、液晶層のリターデーシ
ョンをRLとすると、0.95≦RP/RL≦1.0の関係
が成立しており、これにより次のような作用を有する。
すなわち、第1の位相板の光学軸の配列をTN型液晶
(液晶層の液晶ねじれ角が70度以上110度以下)に
若干の電圧が印加された場合の液晶分子配列により対応
したものとなる。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the tenth aspect, the main axis direction of the first optical medium is inclined with respect to the plane direction of the first phase plate, and the sum of equivalent retardation in the normal direction of the first phase plate and R p, the retardation of the liquid crystal layer when the R L, of 0.95 ≦ R P / R L ≦ 1.0 The relationship is established, and thereby has the following operation.
In other words, the arrangement of the optical axes of the first phase plate corresponds to the arrangement of liquid crystal molecules when a slight voltage is applied to the TN type liquid crystal (the liquid crystal twist angle of the liquid crystal layer is 70 degrees or more and 110 degrees or less). .

【0037】本発明の請求項12に記載の発明は、請求
項4、5、8または9のいずれかに係る液晶表示装置に
おいて、第1の光学媒体の主軸方向がチルト傾斜してい
るとともに、第1の光学媒体のチルト角は第1の位相板
の厚み方向に沿って増減しており、かつ、第1の光学媒
体のチルト角増減具合は、表示電圧無印加時あるいはオ
フ電圧印加時における液晶層の厚み方向に沿った液晶分
子のチルト角増減具合に対応しており、これにより次の
ような作用を有する。すなわち、第1の光学媒体のチル
ト角の分布がSTN型あるいはTN型液晶の液晶分子配
列にほぼ完全に対応したものとなる。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to any one of the fourth, fifth, eighth and ninth aspects, the main axis direction of the first optical medium is tilted. The tilt angle of the first optical medium increases and decreases along the thickness direction of the first phase plate, and the tilt angle of the first optical medium increases or decreases when no display voltage is applied or when an off voltage is applied. The tilt angle of the liquid crystal molecules along the thickness direction of the liquid crystal layer is increased or decreased, thereby having the following effects. In other words, the distribution of the tilt angle of the first optical medium almost completely corresponds to the liquid crystal molecular arrangement of the STN or TN liquid crystal.

【0038】本発明の請求項13に記載の発明は、請求
項1ないし12のいずれか記載の液晶表示装置におい
て、液晶層に積層配置された少なくとも一つの第2の位
相板を更に備え、かつ、第2の位相板は、正の屈折率異
方性を有し主軸が液晶層の液晶分子と同一方向にねじれ
配列された第2の光学媒体を有しており、これにより次
のような作用を有する。すなわち、表示電圧無印加状態
にある液晶層の光学伝搬特性の視野角依存が方位角方向
に分散し、視野角依存性がより均一化される。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to any one of the first to twelfth aspects, at least one second phase plate laminated on the liquid crystal layer is further provided, and The second phase plate has a second optical medium having a positive refractive index anisotropy and a main axis twisted and arranged in the same direction as the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer. Has an action. That is, the viewing angle dependence of the optical propagation characteristics of the liquid crystal layer in the state where no display voltage is applied is dispersed in the azimuthal direction, and the viewing angle dependence is made more uniform.

【0039】本発明の請求項14に記載の発明は、請求
項13に係る液晶表示装置において、液晶層の第2の位
相板側界面における液晶分子配列方向と、第2の位相板
の液晶層側界面における第2の光学媒体主軸方向との間
に形成される角度が、10度以下であり、これにより次
のような作用を有する。すなわち、液晶層と第2の位相
板との視野角補償効果が高まる。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the thirteenth aspect, the liquid crystal molecule alignment direction at the interface of the liquid crystal layer on the second phase plate side and the liquid crystal layer of the second phase plate. The angle formed between the side interface and the second optical medium main axis direction is 10 degrees or less, thereby having the following operation. That is, the viewing angle compensation effect between the liquid crystal layer and the second phase plate is enhanced.

【0040】本発明の請求項15に記載の発明は、請求
項13または14に係る液晶表示装置において、第1の
位相板の第2の位相板側界面における第1の光学媒体主
軸方向と第2の位相板の第1の位相板側界面における第
2の光学媒体主軸方向との間に形成される角度が10度
以下であり、これにより次のような作用を有する。すな
わち、第1の位相板と第2の位相板との視野角補償効果
が高まる。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the thirteenth aspect or the fourteenth aspect, the first optical medium main axis direction at the second phase plate side interface of the first phase plate and the second phase plate side are aligned. The angle formed between the second phase plate and the second optical medium main axis direction at the first phase plate side interface of the second phase plate is 10 degrees or less, thereby having the following operation. That is, the viewing angle compensation effect between the first phase plate and the second phase plate is enhanced.

【0041】本発明の請求項16に記載の発明は、請求
項13ないし15のいずれかに係る液晶表示装置におい
て、第2の位相板を液晶層の両面に配置しており、これ
により次のような作用を有する。すなわち、光学補償の
裕度が高まり、光学伝搬特性の対称性が高まる。さらに
は、液晶層と第2の位相板との視野角補償効果もさらに
高まる。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to any one of the thirteenth to fifteenth aspects, the second phase plate is disposed on both sides of the liquid crystal layer. It has such an effect. That is, the tolerance of the optical compensation is increased, and the symmetry of the optical propagation characteristics is increased. Further, the viewing angle compensation effect between the liquid crystal layer and the second phase plate is further enhanced.

【0042】本発明の請求項17に記載の発明は、請求
項13ないし16のいずれかに係る液晶表示装置におい
て、液晶層の液晶ねじれ角が200度以上300度以下
であり、かつ液晶層の液晶ねじれ角と第2の光学媒体の
主軸ねじれ角との総和が330度以上390度以内であ
り、これにより次のような作用を有する。すなわち、液
晶層が単純マトリクス構造で良くなり、その分、低価格
でありながら視野角特性のよい液晶表示装置を低価格で
提供することができるようになる。また、オフ電圧印加
状態にある液晶層における光学伝搬特性の視野角依存が
すべての方位角でほぼ均等に分散されることになり、方
位角による視野角特性の差が小さくなる。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to any one of the thirteenth to sixteenth aspects, the liquid crystal layer has a liquid crystal twist angle of 200 degrees or more and 300 degrees or less, and The sum of the twist angle of the liquid crystal and the twist angle of the main axis of the second optical medium is not less than 330 degrees and not more than 390 degrees, thereby having the following effect. That is, the liquid crystal layer has a simple matrix structure, and accordingly, a liquid crystal display device having good viewing angle characteristics at a low price can be provided at a low price. In addition, the viewing angle dependence of the optical propagation characteristics in the liquid crystal layer in the off-voltage applied state is almost uniformly dispersed at all azimuth angles, and the difference in viewing angle characteristics due to azimuth angles is reduced.

【0043】本発明の請求項18に記載の発明は、請求
項17の係る液晶表示装置において、液晶層の液晶ねじ
れ角と、第1の光学媒体の主軸ねじれ角と、第2の光学
媒体の主軸ねじれ角との、ねじれ方向の一方を正とした
符号を考慮した総和が、−20度以上+20度以内であ
り、これにより次のような作用を有する。すなわち、液
晶層と第1,第2の位相板の光学伝搬特性の整合性が高
まる。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the seventeenth aspect, the liquid crystal twist angle of the liquid crystal layer, the principal axis twist angle of the first optical medium, and the second optical medium twist angle. The sum of the main shaft torsion angle and the sign in which one of the torsion directions is positive is considered to be −20 degrees or more and +20 degrees or less, thereby having the following operation. That is, the consistency of the optical propagation characteristics of the liquid crystal layer and the first and second phase plates is improved.

【0044】本発明の請求項19に記載の発明は、請求
項17または18に係る液晶表示装置において、液晶層
のリターデーションをRLCとし、第1の位相板のリター
デーション(あるいは等価的なリターデーション)をR
neffとし、第2の位相板のリターデーション(あるいは
等価的なリターデーション)をRpeffとすると、0.8
5≦(Rneff−Rpeff)/RLC≦0.96の関係が成立
しており、これにより次のような作用を有する。すなわ
ち、第1,第2の位相板の光学伝搬特性が、オフ電圧印
加状態のSTN型液晶の光学伝搬特性に近づく。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the seventeenth or eighteenth aspect, the retardation of the liquid crystal layer is set to RLC, and the retardation of the first phase plate (or equivalent retardation) is set. D)
If the retardation (or equivalent retardation) of the second phase plate is Rpeff, 0.8
The relationship of 5 ≦ (Rneff−Rpeff) /RLC≦0.96 is established, thereby having the following operation. That is, the optical propagation characteristics of the first and second phase plates approach the optical propagation characteristics of the STN-type liquid crystal with the off-voltage applied.

【0045】本発明の請求項20に記載の発明は、請求
項13ないし16のいずれかに係る液晶表示装置におい
て、液晶分子のねじれ角が70度以上110度以下であ
り、かつ、液晶層の液晶ねじれ角と第2の光学媒体の主
軸ねじれ角との総和を180度以上としており、これに
より次のような作用を有する。すなわち、アクティブマ
トリクスとの組み合わせにより、高コントラストになる
とともに視野角特性も向上する。また、表示電圧無印加
状態にある液晶層の視野角依存が広く分し、方位角によ
る視野角特性の差が小さくなる。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to any one of the thirteenth to sixteenth aspects, the twist angle of the liquid crystal molecules is 70 degrees or more and 110 degrees or less, and The sum of the twist angle of the liquid crystal and the twist angle of the main axis of the second optical medium is 180 degrees or more, thereby having the following operation. That is, the combination with the active matrix improves the contrast and improves the viewing angle characteristics. Further, the viewing angle dependence of the liquid crystal layer in the state where no display voltage is applied is broadly divided, and the difference in viewing angle characteristics depending on the azimuth angle is reduced.

【0046】本発明の請求項21に記載の発明は、請求
項20に係る液晶表示装置において、液晶層の液晶ねじ
れ角と、第1の光学媒体の主軸ねじれ角と、第2の光学
媒体の主軸ねじれ角との、ねじれ方向の一方を正とした
符号を考慮した総和が、−10度以上+10度以内とし
ており、これにより次のような作用を有する。すなわ
ち、液晶層と第1、第2の位相板との光学伝搬特性の整
合性が高まる。
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the twentieth aspect, the twist angle of the liquid crystal of the liquid crystal layer, the twist angle of the main axis of the first optical medium, and the twist angle of the second optical medium. The sum of the main shaft torsion angle and the sign in which one of the torsion directions is positive is considered to be −10 degrees or more and +10 degrees or less, thereby having the following operation. That is, the matching of the optical propagation characteristics between the liquid crystal layer and the first and second phase plates is improved.

【0047】本発明の請求項22に記載の発明は、請求
項20または21に係る液晶表示装置において、液晶層
のリターデーションをRLCとし、第1の位相板のリター
デーション(あるいは等価的なリターデーション)をR
neffとし、第2の位相板のリターデーション(あるいは
等価的なリターデーション)をRpeffとすると、0.9
5≦(Rneff−Rpeff)/RLC ≦1.0の関係が成立
しており、これにより次のような作用を有する。すなわ
ち、信号処理やスイッチング特性の関係で液晶層に若干
の電圧が印加されることにより発生する視野角特性の劣
化が防止される。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the twentieth or twenty-first aspect, the retardation of the liquid crystal layer is RLC, and the retardation (or equivalent retardation) of the first phase plate is set. D)
If the retardation (or equivalent retardation) of the second phase plate is Rpeff, then 0.9
The relationship of 5 ≦ (Rneff−Rpeff) /RLC≦1.0 is established, thereby having the following operation. That is, the deterioration of the viewing angle characteristics caused by applying a slight voltage to the liquid crystal layer due to the relationship between signal processing and switching characteristics is prevented.

【0048】本発明の請求項23に記載の発明は、請求
項17,18,20,21のいずれかに係る液晶表示装
置において、第1の光学媒体の主軸方向はチルト傾斜し
ているとともに、そのチルト角は第1の位相板の厚み方
向に沿って増減しており、かつ、第1の光学媒体のチル
ト角増減具合は、表示電圧無印加時あるいはオフ電圧印
加時における液晶層の厚み方向に沿った液晶分子のチル
ト角増減具合、および第2の位相板の厚み方向に沿った
第2の光学媒体のチルト角増減具合に対応しており、こ
れにより次のような作用を有する。すなわち、第1の光
学媒体のチルト角の分布が第2の位相板を含めたSTN
型あるいはTN型液晶の液晶分子配列にほぼ完全に対応
したものとなる。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to any one of the seventeenth, eighteenth, twentieth and twenty-first aspects, the main optical axis direction of the first optical medium is tilted. The tilt angle increases and decreases along the thickness direction of the first phase plate, and the tilt angle of the first optical medium changes in the thickness direction of the liquid crystal layer when no display voltage is applied or when an off voltage is applied. , And the tilt angle of the second optical medium along the thickness direction of the second phase plate. This has the following effects. That is, the distribution of the tilt angle of the first optical medium is equal to the STN including the second phase plate.
It almost completely corresponds to the liquid crystal molecular arrangement of the liquid crystal or TN liquid crystal.

【0049】本発明の請求項24に記載の発明は、位相
板において、負の屈折率異方性をもつ光学媒体をねじれ
配列させており、これにより次のような作用を有する。
すなわち、液晶表示装置に適用することにより、液晶表
示装置の視野角特性が良好になる。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the phase plate, the optical medium having a negative refractive index anisotropy is arranged in a twisted arrangement, thereby having the following effect.
That is, by applying the present invention to a liquid crystal display device, the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device are improved.

【0050】本発明の請求項25に記載の発明は、位相
板において、負の屈折率異方性をもつ第1の光学媒体が
ねじれ配列した層と、正の屈折率異方性をもつ第2の光
学媒体が第1の光学媒体とは逆にねじれ配列した層とが
積層されており、これにより次のような作用を有する。
すなわち、STN型あるいはTN型液晶表示装置に適用
することにより、その視野角特性が大きく改善される。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in a phase plate, a layer in which a first optical medium having a negative refractive index anisotropy is twisted and arranged, and a second optical medium having a positive refractive index anisotropy are provided. The second optical medium is laminated with a layer in which the first optical medium is twisted and arranged in the opposite direction to the first optical medium, thereby having the following operation.
That is, by applying the present invention to an STN or TN liquid crystal display device, the viewing angle characteristics thereof are greatly improved.

【0051】本発明の請求項26に記載の発明は、高分
子ネットワークとこの高分子ネットワーク内に配列され
たネマティック液晶とからなる光学層を形成する工程
と、光学層からネマティック液晶を取り除く工程と、ネ
マティック液晶を取り除くことで形成された光学層の第
1の空孔に、第1のディスコティック液晶を充填する工
程とを含んで位相板の製造方法を構成しており、これに
より次のような作用を有する。すなわち、配列制御の容
易なネマティック液晶を形成したのち、ネマティック液
晶とディスコティック液晶とを置換するので、配列制御
されたディスコティック液晶の層を容易に得ることがで
きる。
The invention according to claim 26 of the present invention comprises a step of forming an optical layer composed of a polymer network and a nematic liquid crystal arranged in the polymer network, and a step of removing the nematic liquid crystal from the optical layer. Filling the first holes of the optical layer formed by removing the nematic liquid crystal with the first discotic liquid crystal, thereby forming a phase plate. It has a great effect. That is, since a nematic liquid crystal whose alignment is easily controlled is formed and then the nematic liquid crystal and the discotic liquid crystal are replaced, a discotic liquid crystal layer whose alignment is controlled can be easily obtained.

【0052】本発明の請求項27に記載の発明は、請求
項26に係る位相板の製造方法において、第1のディス
コティック液晶を架橋する、もしくは第1のディスコテ
ィック液晶と高分子ネットワークとを架橋する工程を更
に含んでおり、これにより次のような作用を有する。す
なわち、位相板の光学的な安定性が向上するうえ、機械
的な安定性や強度も向上する。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a phase plate according to the twenty-sixth aspect, the first discotic liquid crystal is cross-linked or the first discotic liquid crystal and the polymer network are combined. The method further includes a cross-linking step, which has the following effect. That is, the optical stability of the phase plate is improved, and the mechanical stability and strength are also improved.

【0053】本発明の請求項28に記載の発明は、請求
項26または27に係る位相板の製造方法において、光
学層を形成する工程は、配向処理した基材上に、光重合
性高分子とネマティック液晶とからなる混合物層を形成
する工程と、混合物層に光照射を施し、これにより混合
物層中の光重合性高分子を硬化させて高分子ネットワー
クにする工程とを含んでおり、これにより次のような作
用を有する。すなわち、ネマティック液晶の形成が比較
的容易になる。
According to a twenty-eighth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a phase plate according to the twenty-sixth or the twenty-seventh aspect, the step of forming the optical layer comprises the steps of: And forming a mixture layer comprising a nematic liquid crystal and irradiating the mixture layer with light, thereby curing the photopolymerizable polymer in the mixture layer to form a polymer network, and Has the following effects. That is, the nematic liquid crystal is relatively easily formed.

【0054】本発明の請求項29に記載の発明は、請求
項28に係る位相板の製造方法において、混合物層に光
照射する際に、混合物層に、その略法線方向に沿って電
界または磁界を印加しており、これにより次のような作
用を有する。すなわち、位相板内の光学軸の配列を所定
の分布に制御できるようになる。
According to a twenty-ninth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a phase plate according to the twenty-eighth aspect, when the mixture layer is irradiated with light, an electric field or an electric field is applied to the mixture layer along a substantially normal direction thereof. A magnetic field is applied, which has the following effect. That is, the arrangement of the optical axes in the phase plate can be controlled to a predetermined distribution.

【0055】本発明の請求項30に記載の発明は、請求
項26ないし29のいずれかに係る位相板の製造方法に
おいて、第1の空孔に第1のディスコティック液晶を充
填したのち、光学層から高分子ネットワークを取り除く
工程と、高分子ネットワークを取り除くことで形成され
た光学層の第2の空孔に、第2のディスコティック液晶
を充填する工程とを更に含んでおり、これにより次のよ
うな作用を有する。すなわち、光学層全体がディスコテ
ィック液晶となり、位相板の光学特性が向上し、液晶表
示装置のコントラストが向上する。
According to a thirtieth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a phase plate according to any one of the twenty-sixth to twenty-ninth aspects, after filling the first holes with the first discotic liquid crystal, Removing the polymer network from the layer, and filling the second holes of the optical layer formed by removing the polymer network with a second discotic liquid crystal, thereby comprising: It has the following effects. That is, the entire optical layer becomes a discotic liquid crystal, the optical characteristics of the phase plate are improved, and the contrast of the liquid crystal display device is improved.

【0056】本発明の請求項31に記載の発明は、請求
項30に係る位相板の製造方法において、第1の空孔に
第1のディスコティック液晶を充填したのち、もしくは
第2の空孔に第2のディスコティック液晶を充填したの
ち、光学層の基材貼着面の裏面にフィルム層を形成する
工程を更に含んでおり、これにより次のような作用を有
する。すなわち、位相板の光学的な安定性が向上するう
え、機械的な安定性や強度も向上する。
According to a thirty-first aspect of the present invention, in the method for manufacturing a phase plate according to the thirtieth aspect, the first holes are filled with the first discotic liquid crystal or the second holes. And then forming a film layer on the back surface of the optical layer on which the substrate is adhered, which has the following effect. That is, the optical stability of the phase plate is improved, and the mechanical stability and strength are also improved.

【0057】本発明の請求項32に記載の発明は、請求
項30または31に係る位相板の製造方法において、第
2のディスコティック液晶を架橋させる工程を更に含ん
でおり、これにより次のような作用を有する。すなわ
ち、位相板の光学的な安定性が向上するうえ、機械的な
安定性や強度も向上する。
According to a thirty-second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a phase plate according to the thirtieth or thirty-first aspect, the method further comprises a step of crosslinking the second discotic liquid crystal. It has a great effect. That is, the optical stability of the phase plate is improved, and the mechanical stability and strength are also improved.

【0058】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図20を参照して説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
20 will be described with reference to FIG.

【0059】第1の実施の形態 図1に本発明の第1の実施の形態である液晶表示装置の
構成を示す。図において4,5はガラス基板等の透明基
板であり、液晶層1を挟持している。液晶層1はねじれ
角二百数十度のスーパーツイステッドネマティック(S
TN)構造をとっている。透明基板4,5上には液晶層
1に電圧を供給するための電極2,3が形成されてい
る。7,8は偏光表示を行うための偏光板、9は照明用
のバックライトである。6は位相板であり、液晶層1の
光学特性の波長依存や視野角依存を補償して、表示の白
黒化や視野角特性の拡大を行っている。
First Embodiment FIG. 1 shows the structure of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 4 and 5 denote transparent substrates such as glass substrates, which sandwich the liquid crystal layer 1. The liquid crystal layer 1 has a super twisted nematic (S
(TN) structure. Electrodes 2 and 3 for supplying a voltage to the liquid crystal layer 1 are formed on the transparent substrates 4 and 5. Reference numerals 7 and 8 denote polarizing plates for displaying polarized light, and reference numeral 9 denotes a backlight for illumination. Reference numeral 6 denotes a phase plate, which compensates for wavelength dependence and viewing angle dependence of the optical characteristics of the liquid crystal layer 1 to make the display monochrome and expand the viewing angle characteristics.

【0060】図2は、液晶層1の構造を示す模式図であ
って、図2(a)は液晶層1に表示電圧が印加されてい
ない状態を示しており、図2(b)は液晶層1に表示電
圧(オン電圧)を印加した状態を示している。液晶層1
は正の屈折率異方性を持つ液晶分子11を有しており、
この液晶分子11は表示電圧が印加された状態(図2
(a))では、液晶分子の主軸が液晶層1の面方向と平
行に、かつ液晶分子が液晶層1の厚み方向にねじれ配列
している。一方、表示電圧が印加された状態(図2
(b))では、液晶分子11は形成される電界により立
ち上がった状態となっており、ねじれ配列はほぼ消滅し
ている。
FIG. 2 is a schematic view showing the structure of the liquid crystal layer 1. FIG. 2 (a) shows a state where no display voltage is applied to the liquid crystal layer 1, and FIG. The state where the display voltage (ON voltage) is applied to the layer 1 is shown. Liquid crystal layer 1
Has liquid crystal molecules 11 having a positive refractive index anisotropy,
The liquid crystal molecules 11 are in a state where a display voltage is applied (FIG. 2).
In (a), the main axes of the liquid crystal molecules are parallel to the plane direction of the liquid crystal layer 1 and the liquid crystal molecules are twisted in the thickness direction of the liquid crystal layer 1. On the other hand, the state where the display voltage is applied (FIG. 2)
In (b)), the liquid crystal molecules 11 are in a state of rising due to the electric field to be formed, and the twist arrangement has almost disappeared.

【0061】図3は、位相板6の構造を示す模式図であ
って、位相板6(請求項の第1の位相板に相当する)は
負の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体12(請求項
の第1の光学媒体に相当する。以下、この光学媒体を負
の一軸性光学媒体と称す)を、その主軸を位相板6の面
方向に平行で、かつその主軸が位相板6の厚さ方向に対
してねじれるように配列された構造を有している。な
お、図3では、図の簡略化のため、負の一軸性光学媒体
12が法線方向に配列するものとしてその1列のみを示
しているが、実際にはこのような構造が位相板6の面全
体に広がっている。さらに、負の一軸性光学媒体12の
各分子は法線方向に厳密な列構造をとる必要はなく、光
学的に均質とみなされる範囲内で、統計的にこのような
ねじれ構造をもてばよい。負の一軸性光学媒体12とし
ては、ディスコティック液晶やその他の円盤状の分子構
造をもつ物質を用いることができる。なお、ディスコテ
ィック液晶としては、トリフェニレン系の化合物や、ベ
ンゼン環の側鎖として長鎖型あるいは板状の官能基を放
射状に配置したベンゼン誘導体なとがある。また、図3
では、位相板6は屈折率異方性が負の一軸性光学媒体1
2の層のみから形成されているが、機械的強度向上や分
子配向性などの必要に応じて、負の一軸性光学媒体12
の層の上下両面、あるいはいずれか一方の面に、光学的
に等方な支持層(図示省略)を設けてもかまわない。
FIG. 3 is a schematic view showing the structure of the phase plate 6, wherein the phase plate 6 (corresponding to the first phase plate in the claims) is a uniaxial optical medium having a negative refractive index anisotropy. 12 (corresponding to the first optical medium in the claims; hereinafter, this optical medium is referred to as a negative uniaxial optical medium), the principal axis of which is parallel to the plane direction of the phase plate 6 and whose principal axis is 6 has a structure arranged to be twisted in the thickness direction. In FIG. 3, for simplification of the drawing, only one row of the negative uniaxial optical medium 12 is shown as being arranged in the normal direction. Is spread over the entire surface. Further, each molecule of the negative uniaxial optical medium 12 does not need to have a strict row structure in the normal direction, but has such a twisted structure statistically within a range considered to be optically homogeneous. Good. As the negative uniaxial optical medium 12, a discotic liquid crystal or another substance having a disk-shaped molecular structure can be used. The discotic liquid crystal includes a triphenylene-based compound and a benzene derivative in which a long-chain or plate-like functional group is radially arranged as a side chain of a benzene ring. FIG.
Then, the phase plate 6 is a uniaxial optical medium 1 having a negative refractive index anisotropy.
However, if necessary for improving mechanical strength, molecular orientation, etc., the negative uniaxial optical medium 12 may be used.
An optically isotropic support layer (not shown) may be provided on both upper and lower surfaces of the layer, or on one of the surfaces.

【0062】液晶層1と位相板6とは、互いに逆方向に
ほぼ等しい角度だけねじれており、液晶層1の位相板側
界面1a(図1参照)における液晶分子11の配列方向
と、位相板6の液晶側界面6a(図1参照)における負
の一軸性光学媒体12の主軸方向とはほぼ平行になって
いる。また、液晶層1と位相板6とは、互いにほぼ等し
いリターデーション値を有している。
The liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 are twisted by substantially the same angle in opposite directions to each other, and the arrangement direction of the liquid crystal molecules 11 at the phase plate side interface 1a of the liquid crystal layer 1 (see FIG. 1) and the phase plate The liquid crystal side interface 6a of FIG. 6 (see FIG. 1) is substantially parallel to the main axis direction of the negative uniaxial optical medium 12. The liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 have substantially the same retardation value.

【0063】図4は、位相板6による視野角特性向上の
原理を説明するための図である。図には表示電圧無印加
状態の液晶層1と位相板6の分子配列を示してあり、説
明を簡単にするために、液晶層1および位相板6の複屈
折率(屈折率異方性)Δnと厚みdはそれぞれ等しく、
液晶分子11や負の光学媒体12の主軸は液晶層1や位
相板6の面方向と平行としている。また液晶層1は左ね
じれ、位相板6は右ねじれの構造をもっており、そのね
じれ角の絶対値は等しくなっている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of improving the viewing angle characteristics by the phase plate 6. The figure shows the molecular arrangement of the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 in the state where no display voltage is applied, and in order to simplify the explanation, the birefringence (refractive index anisotropy) of the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 is shown. Δn and thickness d are equal,
The main axes of the liquid crystal molecules 11 and the negative optical medium 12 are parallel to the plane directions of the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6. The liquid crystal layer 1 has a left-handed structure, and the phase plate 6 has a right-handed structure. The absolute values of the twist angles are equal.

【0064】液晶層1を、位相板側界面1aから順に薄
層(例えば10層)21a,22a,…30aに分割す
る。同様に、位相板6を、液晶側界面6aから順に薄層
(液晶層1と同じ10層)21b,22b…30bに分
割する。このように分割したうえで、薄層21aと薄層
21b、薄層22aと薄層22bといったように、液晶
層1と位相板6との間で対応する薄層の組み合わせを考
えると、それぞれの組み合わせは主軸の方向が平行で等
しいリターデーションを持つ正負の複屈折媒体となって
いる。
The liquid crystal layer 1 is divided into thin layers (for example, 10 layers) 21a, 22a,... 30a in order from the phase plate side interface 1a. Similarly, the phase plate 6 is divided into thin layers (the same ten layers as the liquid crystal layer 1) 21b, 22b... 30b in order from the liquid crystal side interface 6a. Considering the combination of the corresponding thin layers between the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 such as the thin layer 21a and the thin layer 21b and the thin layer 22a and the thin layer 22b after being divided in this way, The combination is a positive / negative birefringent medium with the principal axes parallel and having the same retardation.

【0065】このように構成された液晶層1および位相
板6において偏光の伝播を考えると、薄層21aと薄層
21bとは隣接しているので、あらゆる方向に進む光に
対して理想的には互いの複屈折の影響を打ち消し合うこ
とになり、偏光伝播を考えた場合には、薄層21aと薄
層21bとの組み合わせはないものとして取り扱うこと
ができる。
Considering the propagation of polarized light in the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 thus configured, since the thin layers 21a and 21b are adjacent to each other, they are ideal for light traveling in all directions. Will cancel each other's effects of birefringence, and when considering the propagation of polarized light, it can be handled as if there is no combination of the thin layers 21a and 21b.

【0066】薄層21aと薄層21bとの組み合わせを
ないものとして考えると、次は薄層22aと薄層22b
との組み合わせが隣接するものとして取り扱うことがで
きる。この薄層の組み合わせも主軸の方向が平行で等し
いリターデーションを持つ正負の複屈折媒体なので、あ
らゆる方向に進む光に対して理想的には互いの複屈折の
影響を打ち消し合うことになり、光学伝播を考えた場合
には、薄層22aと薄層22bとの組み合わせはないも
のとして取り扱うことができる。
Assuming that there is no combination of the thin layer 21a and the thin layer 21b, the next is the thin layer 22a and the thin layer 22b.
Can be treated as adjacent. This combination of thin layers is also a positive / negative birefringent medium whose principal axes are parallel and have the same retardation, so that light traveling in all directions ideally cancels the effects of each other's birefringence. When propagation is considered, the combination of the thin layer 22a and the thin layer 22b can be handled as if there is no combination.

【0067】同様に考えて、薄層23aと薄層23bと
の組み合わせから薄層30aと薄層30bとの組み合わ
せまで、すべての組み合わせが互いに視野角特性を打ち
消し合い、理想的にはないものとして取り扱うことがで
きる。
In the same way, all combinations from the combination of the thin layers 23a and 23b to the combination of the thin layers 30a and 30b cancel out the viewing angle characteristics with each other, and are not ideal. Can handle.

【0068】偏光の伝播は、数学的には4行4列の要素
からなる各薄層の伝播行列T21a,T22a,…,T30a、
T21b,T22b,…,T30bを用いて次に示す(1)式で
表される。ExとEyはそれぞれx方向とy方向に振動面
をもつ電界成分、HxとHyはそれぞれx方向とy方向に
振動面をもつ磁界成分を表し、添字のinとoutはそれぞ
れ入射光と出射光を示している。
The propagation of polarized light is mathematically based on the propagation matrices T21a, T22a,..., T30a of each thin layer composed of elements in 4 rows and 4 columns.
Using T21b, T22b,..., T30b, it is expressed by the following equation (1). Ex and Ey represent electric field components having vibrating surfaces in the x and y directions, respectively, Hx and Hy represent magnetic field components having vibrating surfaces in the x and y directions, respectively. Subscripts in and out are incident light and outgoing light, respectively. Is shown.

【0069】[0069]

【数1】 (Equation 1)

【0070】この式を用いて考えると、上記の現象は行
列の掛け算の中央部から、T21aとT21bの積、T22aと
T22bの積、…T30aとT30bの積の順に単位行列とな
り、理想的には入射偏光と出射偏光が等しくなるものと
考えられる。
Considering this equation, the above phenomenon becomes a unit matrix in the order of the product of T21a and T21b, the product of T22a and T22b,... The product of T30a and T30b from the center of matrix multiplication. Is considered that the incident polarized light and the output polarized light become equal.

【0071】図1において偏光板7,8を互いの偏光軸
が直交するように配置しておけば、表示電圧無印加時に
は上記のように液晶層1と位相板6の光学伝搬特性は完
全に補償し合うので、表示は黒となる。この黒表示は偏
光板特性で定まるものであり、非常に良好な視野角特性
を持っている。この結果、赤(R)・緑(G)・青
(B)のカラーフィルターを形成した3つの画素の混色
を用いて色表示を行う場合に、表示電圧無印加状態とな
っている色が視野角を振っても漏れにくくなり、色相の
視野角依存が小さく、コントラストとともに色相変化を
考慮した視野角特性も良好なものとなる。反対に、偏光
板7,8を互いの偏光軸が平行になるように配置してお
けば、表示電圧無印加時に視野角依存性の良好な白表示
を行うことができる。
In FIG. 1, if the polarizing plates 7 and 8 are arranged such that their polarization axes are orthogonal to each other, the optical propagation characteristics of the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 are completely reduced as described above when no display voltage is applied. The display is black because they compensate each other. This black display is determined by the characteristics of the polarizing plate, and has very good viewing angle characteristics. As a result, when a color display is performed using a mixture of three pixels forming a red (R), green (G), and blue (B) color filter, the color in a state where no display voltage is applied is seen from the visual field. Even if the angle is changed, leakage hardly occurs, the dependence of the hue on the viewing angle is small, and the viewing angle characteristics in consideration of the hue change as well as the contrast are improved. Conversely, if the polarizing plates 7 and 8 are arranged so that their polarization axes are parallel to each other, white display with good viewing angle dependence can be performed when no display voltage is applied.

【0072】液晶層1に表示電圧を印加すると、正の複
屈折媒体である液晶分子11が立ち上がり、液晶層1と
位相板6との光学伝搬特性が上記の補償条件からずれ
る。このとき、液晶層1と位相板6とのねじれ角および
リターデーションの値や、偏光板7,8の偏光軸と液晶
層1や位相板6の主軸方向とのなす角度により表示電圧
印加時の表示特性を所望のものに設定することができ
る。
When a display voltage is applied to the liquid crystal layer 1, the liquid crystal molecules 11 as a positive birefringent medium rise, and the optical propagation characteristics between the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 deviate from the above compensation conditions. At this time, the value of the torsion angle between the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 and the retardation value and the angle between the polarization axes of the polarizing plates 7 and 8 and the main axis direction of the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 are determined when the display voltage is applied. The display characteristics can be set as desired.

【0073】上記の補償原理は、図4における各薄層の
組が完全対称の時に成り立つものではあるが、実際には
薄層21aと薄層21bにおいて、液晶分子11の配列
方向と負の一軸性光学媒体12の主軸方向との間のずれ
が10度程度であり、かつ、液晶層1と位相板6とのね
じれ角の差が20度以下(すなわち、ねじれ方向の一方
を正とした符号を考慮した両者のねじれ角の和が−20
度から+20度の範囲内)であれば、偏光板7,8の配
置角を若干調整するだけで、実用上十分な視野角特性を
得ることができる、つまり、正面から見て、黒の色付き
を生じさせることなく、表示することができる。
Although the above-described principle of compensation is established when the set of thin layers in FIG. 4 is completely symmetric, actually, in the thin layers 21a and 21b, the arrangement direction of the liquid crystal molecules 11 and the negative uniaxial And the difference between the twist angles of the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 is not more than 20 degrees (that is, a sign that one of the twist directions is positive). Taking into account the sum of the torsion angles is -20
(In the range of +20 degrees to +20 degrees), a practically sufficient viewing angle characteristic can be obtained by slightly adjusting the arrangement angle of the polarizing plates 7 and 8, that is, when viewed from the front, black colored Can be displayed without causing the following.

【0074】なお、各光学要素のねじれ角や配置角を定
義する場合には、これを液晶層1,位相板6の法線方向
から見た場合の角度、即ち界面への正射影で定義するも
のとし、その傾斜角は考慮しないものとする。
When the torsion angle and the arrangement angle of each optical element are defined, they are defined by the angle as viewed from the normal direction of the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6, that is, the orthogonal projection to the interface. Shall not be considered.

【0075】次に、負の一軸性光学媒体12を有する位
相板6を設けることで、液晶層1と位相板6との間で互
いの複屈折の影響を打ち消し合う理由を図5を参照して
説明する。
Next, the reason why the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 cancel each other's birefringence by providing the phase plate 6 having the negative uniaxial optical medium 12 will be described with reference to FIG. Will be explained.

【0076】図5(a)は液晶層1’に正の一軸性光学
媒体62を有する位相板(以下、このような位相板を正
の位相板と称す)52を積層した液晶表示装置のモデル
構成であり、図5(b)は同様の液晶層1’に対して負
の一軸性光学媒体12’を有する位相板(以下、このよ
うな位相板を負の位相板と称す)6’を積層した本願発
明の液晶表示装置のモデル構成を示す断面図である。な
お、図5では、説明を簡素化するために、液晶分子1
1’、正の一軸性光学媒体62、および負の一軸性光学
媒体12’を、その主軸を液晶層1’や位相板6’の面
方向と平行にして配列している。
FIG. 5A shows a model of a liquid crystal display device in which a phase plate 52 having a positive uniaxial optical medium 62 (hereinafter, such a phase plate is referred to as a positive phase plate) 52 is laminated on the liquid crystal layer 1 ′. FIG. 5B shows a phase plate 6 ′ having a negative uniaxial optical medium 12 ′ (hereinafter, such a phase plate is referred to as a negative phase plate) 6 ′ with respect to a similar liquid crystal layer 1 ′. It is sectional drawing which shows the model structure of the liquid crystal display device of this invention laminated | stacked. In FIG. 5, the liquid crystal molecules 1 are shown for simplicity.
1 ′, the positive uniaxial optical medium 62, and the negative uniaxial optical medium 12 ′ are arranged with their main axes parallel to the plane directions of the liquid crystal layer 1 ′ and the phase plate 6 ′.

【0077】液晶分子11’はその主軸を図中左右方向
にして平行配置されている。また、液晶分子11’は正
の一軸性光学媒体としての光学特性を有している。すな
わち、軸方向に振動する光に対する屈折率である異常屈
折率neLCと、軸方向に対して直角な方向に振動する光
に対する屈折率である常屈折率noLCとの間には、neLC
>noLCの関係がある。
The liquid crystal molecules 11 'are arranged in parallel with their main axes left and right in the figure. In addition, the liquid crystal molecules 11 'have optical characteristics as a positive uniaxial optical medium. That is, there is a neLC between the extraordinary refractive index neLC, which is a refractive index for light vibrating in the axial direction, and the ordinary refractive index noLC, which is a refractive index for light vibrating in a direction perpendicular to the axial direction.
> NoLC.

【0078】正の位相板52は、正の一軸性光学媒体6
2の光軸方向が液晶分子11’に対して直交するように
配置されている。つまり、正の一軸性光学媒体62はそ
の主軸を紙面に垂直な方向にして平行配列されている。
また、正の一軸性光学媒体62は正の一軸性光学媒体と
しての光学特性を有している。すなわち、その異常屈折
率ne1と、常屈折率no1との間にはne1>no1の関係が
ある。
The positive phase plate 52 is provided for the positive uniaxial optical medium 6.
2 are arranged so that the optical axis direction is orthogonal to the liquid crystal molecules 11 ′. That is, the positive uniaxial optical media 62 are arranged in parallel with the main axis thereof being perpendicular to the paper surface.
Further, the positive uniaxial optical medium 62 has optical characteristics as a positive uniaxial optical medium. That is, there is a relationship of ne1> no1 between the extraordinary refractive index ne1 and the ordinary refractive index no1.

【0079】負の位相板6’は、負の一軸性光学媒体1
2’が液晶分子11’に対して平行となるように配置さ
れている。つまり、負の一軸性光学媒体12’はその主
軸を図中左右方向にして平行配置されている。また、負
の一軸性光学媒体12’は負の一軸性光学媒体としての
光学特性を有している。すなわち、その異常屈折率ne
2、常屈折率no2との間には、ne2<no2の関係があ
る。
The negative phase plate 6 ′ is used for the negative uniaxial optical medium 1.
2 ′ is arranged so as to be parallel to the liquid crystal molecules 11 ′. In other words, the negative uniaxial optical medium 12 'is arranged in parallel with its main axis in the horizontal direction in the figure. Further, the negative uniaxial optical medium 12 'has optical characteristics as a negative uniaxial optical medium. That is, the extraordinary refractive index ne
2. There is a relationship of ne2 <no2 between the ordinary refractive index no2.

【0080】次に、図5(a),(b)の構成に対し
て、垂直光56が入射された場合を考察する。垂直光5
6は液晶層1’を通過する際に、紙面に垂直な方向に偏
波面を持つ偏光成分56Vと、紙面内向に偏波面をもつ
偏光成分56Hとの間にはある位相差が生じる。5
(a)の構成と図5(b)の構成のいずれにおいても、
液晶層1’のリターデーションと位相板52,6’のリ
ターデーションとを等しくしておけば、液晶層1’を通
過した光には、液晶層1’で生じた位相差を相殺する位
相差が位相板52,6’によって与えられ、これにより
全体としては位相差ゼロの状態が作り出される。
Next, the case where the vertical light 56 is incident on the configuration shown in FIGS. 5A and 5B will be considered. Vertical light 5
6 when passing through the liquid crystal layer 1 ', a polarization component 56 V with polarization in the direction perpendicular to the sheet, a phase difference in between the polarization component 56 H with polarization in the plane inward occur. 5
In both the configuration of FIG. 5A and the configuration of FIG.
If the retardation of the liquid crystal layer 1 ′ and the retardation of the phase plates 52 and 6 ′ are made equal, the light passing through the liquid crystal layer 1 ′ has a phase difference that cancels out the phase difference generated in the liquid crystal layer 1 ′. Is provided by the phase plates 52, 6 ', thereby creating a state of zero phase difference as a whole.

【0081】このように、垂直光56では、正の位相板
52であろうと、負の位相板6’であろうと位相板5
2,6’を介して出射される光は位相差ゼロとなる。
As described above, in the case of the vertical light 56, whether the phase plate 52 is the positive phase plate 52 or the negative phase plate 6 ', the phase plate 5
Light emitted through 2, 6 'has zero phase difference.

【0082】次に、液晶層1’や位相板52,6’に対
して垂直方向から角度(入射角)αだけ傾斜した方向に
伝搬する傾斜光57が入射された場合を考察する。
Next, consider the case where the inclined light 57 propagating in the direction inclined by an angle (incident angle) α from the perpendicular direction to the liquid crystal layer 1 ′ and the phase plates 52 and 6 ′ is incident.

【0083】傾斜光57が液晶層1’および位相板5
2,6’を通過する距離は、垂直光56より長くなる。
例えば図5(b)に示すように、負の位相板6’の厚みを
dとすると垂直光57が負の位相板6’を通過する距離
はd/cosαとなる。このことは液晶層1’や正の位
相板62においても同様である。
The tilted light 57 is applied to the liquid crystal layer 1 ′ and the phase plate 5
The distance through 2,6 'is longer than the vertical light 56.
For example, as shown in FIG. 5B, when the thickness of the negative phase plate 6 ′ is d, the distance that the vertical light 57 passes through the negative phase plate 6 ′ is d / cos α. The same applies to the liquid crystal layer 1 'and the positive phase plate 62.

【0084】光学的異方性を鑑みれば、液晶分子11’
や負の一軸性光学媒体12’は、入射角αが大きくなる
ほど光学軸に近い方向に光が伝搬することになる。その
ため、傾斜光57の2つの偏光成分57V,57Hの間の
屈折率異方性はCOS2αのファクターで減少していく
ことになる。
Considering the optical anisotropy, the liquid crystal molecules 11 ′
And the negative uniaxial optical medium 12 ′, the light propagates in a direction closer to the optical axis as the incident angle α increases. Therefore, the refractive index anisotropy between the two polarization components 57 V and 57 H of the inclined light 57 decreases with the factor of COS 2 α.

【0085】一般に、リターデーションは屈折率異方性
と伝搬距離との積と見なすことができるので、負の位相
板6’では、液晶層1’のリターデーションおよび負の
位相板6’のリターデーションは、入射角αの増大とと
もに、どちらも垂直光56のリターデーションからco
sαの割合で減少していくことになる。
In general, the retardation can be regarded as the product of the refractive index anisotropy and the propagation distance. Therefore, in the negative phase plate 6 ′, the retardation of the liquid crystal layer 1 ′ and the retardation of the negative phase plate 6 ′ As the incident angle α increases, both the retardation and the retardation of the vertical light 56
It will decrease at the rate of sα.

【0086】一方、正の位相板52では、垂直光56、
傾斜光57のいずれにおいても、正の一軸性光学媒体6
2の長軸と光の伝搬方向とは直交しており、垂直光5
6,傾斜光57の2つの偏光成分56V,56H(5
V,57H)の屈折率異方性は、角度αの変化によって
変動することはない。そのため、リターデーションの変
動の計算においては、距離のファクターのみが残り、正
の位相板52のリターデーションは、垂直方向のリター
デーションから1/cosαの割合で増加していくこと
になる。
On the other hand, in the positive phase plate 52, the vertical light 56,
In any of the inclined lights 57, the positive uniaxial optical medium 6
2 and the light propagation direction are orthogonal to each other,
6, two polarization components 56 V , 56 H (5
7 V , 57 H ) does not fluctuate with changes in the angle α. Therefore, in the calculation of the variation of the retardation, only the factor of the distance remains, and the retardation of the positive phase plate 52 increases at a rate of 1 / cos α from the retardation in the vertical direction.

【0087】したがって、正の位相板52を有する図5
(a)の構成に対して、傾斜光57を入射すれば、液晶
層1’のリターデーションが減少する一方で正の位相板
52のリターデーションが増加し、両者の補償関係が崩
れていく。
Therefore, FIG. 5 having the positive phase plate 52
When the inclined light 57 is incident on the configuration shown in FIG. 7A, the retardation of the liquid crystal layer 1 ′ is reduced, while the retardation of the positive phase plate 52 is increased, and the compensation relationship between the two is lost.

【0088】これに対して、負の位相板6’を有する図
5(b)の構成に対して、傾斜光57を入射すれば、液
晶層1’のリターデーションと負の位相板6’のリター
デーションがともにほぼ等しい量だけ減少するため、両
者の補償関係は良好なものに保たれる。
On the other hand, in the configuration of FIG. 5B having the negative phase plate 6 ′, if the inclined light 57 is incident, the retardation of the liquid crystal layer 1 ′ and the negative phase plate 6 ′ Since both retardations are reduced by substantially equal amounts, the compensation relationship between the two is kept good.

【0089】なお、上述した説明では、光の入射角αが
垂直方向から図の左右に傾斜した場合に当てはまるもの
である。これに対して、光の入射角αが紙面の奥行き方
向や手前方向に傾斜した場合では、液晶層1’および負
の位相板6’は、入射角αが増加しても屈折率異方性が
一定であるため、入射角αの増加とともにリターデーシ
ョンも増加する。これに対して、正の位相板52では、
屈折率異方性は入射角αの増加に伴ってcos2αのフ
ァクターで減少するため、リターデーションは減少す
る。
The above description applies to the case where the light incident angle α is inclined from the vertical direction to the left and right in the figure. On the other hand, when the incident angle α of light is inclined in the depth direction or the front direction of the drawing, the liquid crystal layer 1 ′ and the negative phase plate 6 ′ have a refractive index anisotropy even if the incident angle α increases. Is constant, the retardation increases as the incident angle α increases. On the other hand, in the positive phase plate 52,
Since the refractive index anisotropy decreases with the factor of cos 2 α as the incident angle α increases, the retardation decreases.

【0090】このように、光の入射角αが紙面の奥行き
方向や手前方向に傾斜した場合であっても、正の位相板
52を備えた図5(a)の構成では、傾斜光57に対し
て補償特性が崩れていくのに対して、負の位相板6’を
備えた図5(b)の構成では、傾斜光57に対する補償
特性が良好なものに保たれることがわかる。なお、入射
角αが、紙面水平方向と紙面垂直方向の中間角度位置に
ある場合には、そのときのリターデーションは図5
(a)の状態のリターデーションと図5(b)の状態の
リターデーションとの間の中間の値を示す。なお、説明
を簡単にするために、上記の説明では、各界面における
光の屈折を省略している。
As described above, even when the incident angle α of the light is inclined in the depth direction or the front direction of the drawing, in the configuration of FIG. On the other hand, it can be seen that the compensation characteristic deteriorates while the compensation characteristic with respect to the inclined light 57 is kept good in the configuration of FIG. When the incident angle α is at an intermediate angle between the horizontal direction and the vertical direction, the retardation at that time is shown in FIG.
5 shows an intermediate value between the retardation in the state of FIG. 5A and the retardation in the state of FIG. For the sake of simplicity, in the above description, light refraction at each interface is omitted.

【0091】このように、液晶層1’に負の位相板6’
を積層すれば、両者のリターデーションの視野角依存性
が同―方向に向かい、液晶層1’の単独の場合よりも視
野角依存性は緩和されることになる。そのため、負の位
相板6’さえ装着すれば、液晶層1’と負の位相板6’
とのリターデーションが必ずしも等しくない場合であっ
ても、液晶層1’単独の構成や液晶層1’に正の位相板
52を積層した構成に比べて、液晶表示装置の視野角特
性を改善することができる。そして、液晶層1’と負の
位相板6’とのリターデーションを互いに同等もしくは
それに準じる状態にすれば、視野角特性はさらに改善さ
れることになる。
As described above, the negative phase plate 6 'is provided on the liquid crystal layer 1'.
Are stacked, the dependence of the retardation on the viewing angle is directed in the same direction, and the dependence on the viewing angle is reduced as compared with the case where the liquid crystal layer 1 ′ is used alone. Therefore, if only the negative phase plate 6 'is mounted, the liquid crystal layer 1' and the negative phase plate 6 '
Even if the retardation is not always equal, the viewing angle characteristic of the liquid crystal display device is improved as compared with the configuration of the liquid crystal layer 1 ′ alone or the configuration in which the positive phase plate 52 is laminated on the liquid crystal layer 1 ′. be able to. If the retardation of the liquid crystal layer 1 'and the retardation of the negative phase plate 6' are made equal or similar to each other, the viewing angle characteristics will be further improved.

【0092】上述した説明では、説明を簡単にするため
に液晶層1’と各位相板52,6’との双方にねじれ構
造がないものとしているが、この原理はねじれ構造のあ
る場合にも当てはまる。特に、図4等に示すように液晶
層1と位相板6とをいくつかの薄層に分割して各組み合
わせでの光学的補償を考えることができる場合には、各
薄層はねじれ角が小さくかつ平行配列に近似したものと
考えることができるため、上述した説明をそれぞれの薄
層の組み合わせをそのまま適用することができる。
In the above description, for the sake of simplicity, it is assumed that neither the liquid crystal layer 1 'nor the phase plates 52, 6' have a twisted structure. apply. In particular, as shown in FIG. 4 and the like, when the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 can be divided into several thin layers and optical compensation in each combination can be considered, each thin layer has a twist angle. Since it can be considered to be small and approximate to a parallel arrangement, the above description can be applied to each combination of thin layers as it is.

【0093】ところで、実際のSTN型液晶表示装置
は、デューティー駆動される場合がほとんどである。こ
の場合には、オフ状態でも液晶層1には若干の電圧(オ
フ電圧)が印加されており、液晶分子11がやや立ち上
がった状態にある。そのため、正面方向から見た液晶層
11のリターデーションは表示電圧の全く印加されてい
ない状態よりやや小さくなっている。そのため、位相板
6のリターデーションを液晶層1のリターデーションよ
りやや小さめに設定することが、より良好な正面方向の
表示特性を得る意味で望ましい。
In most cases, the actual STN type liquid crystal display device is duty-driven. In this case, a slight voltage (off voltage) is applied to the liquid crystal layer 1 even in the off state, and the liquid crystal molecules 11 are in a slightly raised state. Therefore, the retardation of the liquid crystal layer 11 as viewed from the front direction is slightly smaller than the state where no display voltage is applied. Therefore, it is desirable to set the retardation of the phase plate 6 to be slightly smaller than the retardation of the liquid crystal layer 1 in order to obtain better display characteristics in the front direction.

【0094】図6は、位相板6のリターデーションRn
と液晶層1のリターデーションRLCとの間の比Rn/RL
Cと、表示のコントラストとの間の関係に関する実験結
果を示すものである。この実験の条件は次の通りであ
る。すなわち、液晶表示装置の駆動デューティー比は1
/300、液晶層1のリターデーションは840nm、
液晶層1のねじれ角は左回り250度、位相板6のねじ
れ角は右回り250度である。また、偏光板8の偏光軸
方向と液晶層1下面の液晶分子の配列方向のなす角度は
45度、偏光板7の偏光軸と偏光板8の偏光軸とは直交
配置である。
FIG. 6 shows the retardation Rn of the phase plate 6.
Ratio Rn / RL between the liquid crystal layer 1 and the retardation RLC of the liquid crystal layer 1
9 shows experimental results on the relationship between C and display contrast. The conditions of this experiment are as follows. That is, the driving duty ratio of the liquid crystal display device is 1
/ 300, the retardation of the liquid crystal layer 1 is 840 nm,
The twist angle of the liquid crystal layer 1 is 250 degrees counterclockwise, and the twist angle of the phase plate 6 is 250 degrees clockwise. The angle between the direction of the polarization axis of the polarizing plate 8 and the alignment direction of the liquid crystal molecules on the lower surface of the liquid crystal layer 1 is 45 degrees, and the polarization axis of the polarizing plate 7 and the polarization axis of the polarizing plate 8 are arranged orthogonally.

【0095】この実験結果から明らかなように、コント
ラスト20以上という比較的高いコントラストを得るた
めには、Rn/RLCを、0.85〜0.96の間に設定す
るのが望ましい。さらには、コントラスト40以上とい
う高コントラストを得るためには、Rn/RLCを0.88
〜0.95の間に設定するのが望ましい。
As apparent from the experimental results, it is desirable to set Rn / RLC between 0.85 and 0.96 in order to obtain a relatively high contrast of 20 or more. Furthermore, in order to obtain a high contrast of 40 or more, Rn / RLC is set to 0.88.
It is desirable to set it between 0.95.

【0096】図7は、上記の比(Rn/RLC)が、0.9
2である場合のコントラストの視野角依存性を示したも
のである。図7には、全方位角について倒れ角80度ま
での等コントラスト曲線が描かれている。また、図8
は、同様の条件で、正の屈折率異方性を有する一軸性光
学媒体をねじれ配置した位相板を、その液晶層側界面に
おいて、その光学媒体の主軸が液晶分子の配向方向と直
交するように配置した場合のコントラストの視野角依存
性を図8に示す。
FIG. 7 shows that the ratio (Rn / RLC) is 0.9.
2 shows the viewing angle dependency of the contrast in the case of 2. FIG. 7 illustrates isocontrast curves for all azimuth angles up to a tilt angle of 80 degrees. FIG.
Under the same conditions, a phase plate in which a uniaxial optical medium having a positive refractive index anisotropy is twisted is arranged such that the main axis of the optical medium is orthogonal to the orientation direction of the liquid crystal molecules at the liquid crystal layer side interface. FIG. 8 shows the viewing angle dependency of the contrast in the case of disposing them at the positions shown in FIG.

【0097】これらの図において周辺部に右上がりの斜
線で示す領域イは、コントラストが1以下で表示が反転
していることを示しているが、負の屈折率異方性をもつ
一軸性光学媒体を設けた図7の特性は正の屈折率異方性
をもつ一軸性光学媒体を設けた図8の特性に比べて、こ
の表示反転領域イが大幅に減少している。また、中央部
に左上がりの斜線で示すコントラスト20以上の領域ロ
は、図7の方が広くなっている。すなわち、負の屈折率
異方性を有し、かつ液晶層1とはねじれ方向が逆となっ
た一軸性光学媒体の使用により、視野角特性が大幅に改
善されることが分かる。
In these figures, the region A indicated by oblique lines rising to the right at the periphery indicates that the contrast is 1 or less and the display is inverted, but the uniaxial optical system having negative refractive index anisotropy. In the characteristic of FIG. 7 provided with the medium, the display inversion area A is greatly reduced as compared with the characteristic of FIG. 8 provided with the uniaxial optical medium having positive refractive index anisotropy. In addition, the region b having a contrast of 20 or more, which is indicated by an oblique line rising leftward in the center, is wider in FIG. That is, it is understood that the viewing angle characteristics are greatly improved by using a uniaxial optical medium having a negative refractive index anisotropy and having a twist direction opposite to that of the liquid crystal layer 1.

【0098】デューティー駆動を行うためには、輝度−
電圧特性が急峻である必要があるが、この急峻性を得る
ために、液晶層1における液晶分子のねじれ角は200
度以上であることが望ましく、240度以上であればさ
らに良好な表示特性が得られる。一方、ねじれ角が大き
すぎる場合には配向不良現象が生じやすくなるので、ね
じれ角は300度以下、さらに望ましくは270度以下
に設定するのがよい。
In order to perform the duty drive, the luminance-
The voltage characteristics need to be steep. To obtain this steepness, the twist angle of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 1 is set to 200.
Degrees or more, and if it is 240 degrees or more, better display characteristics can be obtained. On the other hand, if the twist angle is too large, an orientation failure phenomenon is likely to occur. Therefore, the twist angle is preferably set to 300 degrees or less, more preferably 270 degrees or less.

【0099】また、偏光板8の偏光軸と、液晶層1の偏
光板側界面1aにおける液晶分子の配向方向との間に形
成される角度は、上記と同様に特性の急峻性を得る意味
で、15度〜75度の範囲、さらに望ましくは30度〜
60度の範囲に設定するのが望ましい。偏光板7の偏光
軸方向は、液晶層1と位相板6のねじれ角が等しい場合
には、偏光板8の偏光軸方向とほぼ直交させればよく、
両者のねじれ角に差がある場合は、その分だけ回転させ
ればよいが、上記の各方向から数度から十数度の範囲で
調整すれば、さらに良好な表示特性を得ることができ
る。なお、白表示の視野角特性を良好にしたい場合に
は、偏光板7,8の偏光軸を平行方向、あるいはそれに
ねじれ角の差を加えた方向から数度あるいは十数度の範
囲で調整するのが望ましい。
The angle formed between the polarization axis of the polarizing plate 8 and the orientation direction of the liquid crystal molecules at the polarizing plate-side interface 1a of the liquid crystal layer 1 is in the same manner as described above, in order to obtain a sharp characteristic. , 15 degrees to 75 degrees, more preferably 30 degrees to
It is desirable to set it in the range of 60 degrees. When the twist angle of the liquid crystal layer 1 and the phase plate 6 is equal, the polarization axis direction of the polarizing plate 7 may be substantially orthogonal to the polarization axis direction of the polarizing plate 8.
If there is a difference between the two torsion angles, the rotation may be performed by that amount. However, if the angle is adjusted within a range of several degrees to tens of degrees from each of the above directions, more favorable display characteristics can be obtained. When it is desired to improve the viewing angle characteristics of the white display, the polarization axes of the polarizing plates 7 and 8 are adjusted within a range of several degrees or tens of degrees from the parallel direction or the direction obtained by adding the difference in the twist angle. It is desirable.

【0100】液晶層1のリターデーションは、小さすぎ
る場合にはオン輝度が不足し、大きすぎる場合にはオン
表示が黄色っぽく着色する。そこで、白黒表示やRGB
カラーフィルタによる3色混合のカラー表示を行う場合
には、液晶層1のリターデーションは700〜950n
mの間に設定するのが良く、780〜900nmの間で
あればさらに良好な表示特性を得ることができる。特
に、ねじれ角が250度前後の場合には、液晶層1のリ
ターデーションを840nm付近に設定すれば、非常に
良好な表示特性を得ることができる。
When the retardation of the liquid crystal layer 1 is too small, the ON luminance is insufficient, and when it is too large, the ON display is colored yellowish. Therefore, black and white display and RGB
In the case of performing color display of three colors mixed by a color filter, the retardation of the liquid crystal layer 1 is 700 to 950 n.
m, and if it is between 780 and 900 nm, better display characteristics can be obtained. In particular, when the twist angle is about 250 degrees, very good display characteristics can be obtained by setting the retardation of the liquid crystal layer 1 to around 840 nm.

【0101】第2の実施の形態 本実施の形態の液晶表示装置は、基本的には第1の実施
の形態の液晶表示装置と同様の構成をもっている。第1
の実施の形態との主な違いは、位相板の構成にある。第
1の実施の形態では、デューティー駆動時の正面からの
表示特性を良好なものにするために、位相板6のリター
デーションを液晶層1のリターデーションよりやや小さ
めに設定した。これに対して、本実施の形態の位相板1
4は、図9に示すように負の1軸性光学媒体15の主軸
を位相板14の面方向から図中右上がりに角度θだけチ
ルト傾斜させたうえで、ねじれ配列させたことにより、
デューティー駆動時の正面特性を良好なものにしてい
る。図9では、負の一軸性光学媒体15の主軸チルト角
θは、負の一軸性光学媒体15の位相板14の深さ方向
位置zに係わらず一定であるとしているが、これは若干
の分布をもっていても構わない。
Second Embodiment The liquid crystal display of this embodiment has basically the same configuration as the liquid crystal display of the first embodiment. First
The main difference from the third embodiment lies in the configuration of the phase plate. In the first embodiment, the retardation of the phase plate 6 is set to be slightly smaller than the retardation of the liquid crystal layer 1 in order to improve the display characteristics from the front during duty driving. In contrast, the phase plate 1 of the present embodiment
4 is that the main axis of the negative uniaxial optical medium 15 is tilted by an angle θ from the surface direction of the phase plate 14 to the upper right in the figure as shown in FIG.
The front characteristics at the time of duty driving are improved. In FIG. 9, the principal axis tilt angle θ of the negative uniaxial optical medium 15 is assumed to be constant irrespective of the position z in the depth direction of the phase plate 14 of the negative uniaxial optical medium 15, but this is a slight distribution. You may have it.

【0102】位相板14における深さ方向の位置zでの
主軸のチルト角がθzであるとし、固有複屈折をΔn、
位相板の厚みをdとする。この場合には、位相板14の
正面方向からの等価的なリターデーションReffは、次
の(2)式で表される。
It is assumed that the tilt angle of the principal axis at the position z in the depth direction on the phase plate 14 is θz, the intrinsic birefringence is Δn,
The thickness of the phase plate is d. In this case, the equivalent retardation Reff from the front of the phase plate 14 is expressed by the following equation (2).

【0103】[0103]

【数2】 (Equation 2)

【0104】位相板14の正面方向からの等価的なリタ
ーデーションReffと、液晶層1の表示電圧無印加時の
リターデーションRLCとの間の比Reff/RLCを、第1
の実施形態と同様に、0.85〜0.96の間、さらに望
ましくは0.88〜0.95の間に設定すれば良好な表示
特性を得ることができる。
The ratio Reff / RLC between the equivalent retardation Reff from the front direction of the phase plate 14 and the retardation RLC of the liquid crystal layer 1 when no display voltage is applied is represented by the following formula.
As in the case of the first embodiment, good display characteristics can be obtained by setting the distance between 0.85 and 0.96, more desirably between 0.88 and 0.95.

【0105】なお、負の一軸性光学媒体15に上述した
チルト構造がない場合には、リターデーションReffの
値は通常のリターデーションと一致する。チルト角θを
決定することが困難でリターデーションReffの値を上
記した式から求めることができない場合には、位相板
14に偏光を入射させて出射偏光の状態を観察し、これ
をシミュレーションによって求めた理論的な出射偏光状
態と比較すれば、比較的容易に等価リターデーションの
値を求めることができる。
When the negative uniaxial optical medium 15 does not have the tilt structure described above, the value of the retardation Reff matches the ordinary retardation. When it is difficult to determine the tilt angle θ and the value of the retardation Reff cannot be obtained from the above equation, polarized light is incident on the phase plate 14 to observe the state of the output polarized light, and this is obtained by simulation. Compared with the theoretical outgoing polarization state, the value of the equivalent retardation can be obtained relatively easily.

【0106】チルト角θの方向は、位相板14の液晶側
界面での負の一軸性光学媒体15の主軸と、液晶層1の
位相板側界面1aでの液晶分子の主軸とが同一方向に向
くように、すなわち、図4において薄層21aと薄層2
1bとの主軸が同一方向に傾くように設定するのが、視
野角を拡大するうえで望ましい。液晶層1のねじれ角お
よびリターデーションの値、さらに偏光板7,8の配置
については第1の実施形態と同様に設定すればよい。
The direction of the tilt angle θ is such that the main axis of the negative uniaxial optical medium 15 at the liquid crystal side interface of the phase plate 14 and the main axis of liquid crystal molecules at the phase plate side interface 1a of the liquid crystal layer 1 are in the same direction. 4, that is, the thin layer 21 a and the thin layer 2 in FIG.
It is desirable to set the main axis of 1b so as to be inclined in the same direction in order to enlarge the viewing angle. The values of the twist angle and retardation of the liquid crystal layer 1 and the arrangement of the polarizing plates 7 and 8 may be set in the same manner as in the first embodiment.

【0107】本実施の形態は、位相板14における負の
1軸性媒体15の主軸を位相板14の面方向からやや立
ち上がった方向に傾けている(チルト傾斜している)の
で、第1の実施の形態に比べて、オフ表示状態であって
も若干のオフ電圧が印加されるためやや液晶分子が立ち
上がった液晶層1と位相板14との光学的な整合性がよ
くなり、視野角に対する補償特性が向上する。
In the present embodiment, the main axis of the negative uniaxial medium 15 in the phase plate 14 is tilted (tilted) in a direction slightly rising from the plane of the phase plate 14, so that the first mode is adopted. Compared with the embodiment, even in the off-display state, a slight off-voltage is applied, so that the optical matching between the liquid crystal layer 1 in which the liquid crystal molecules rise slightly and the phase plate 14 is improved, and the viewing angle is reduced. The compensation characteristics are improved.

【0108】第3の実施の形態 本実施の形態の液晶表示装置は、基本的には第1,第2
の実施の形態の液晶表示装置と同様の構成をもってい
る。第1,第2の実施形態との主な違いは、位相板の構
成にある。本実施の形態では、第2の実施の形態の考え
をさらに推し進めて、次のような位相板16を有してい
る。すなわち、位相板16は、液晶分子11のチルト具
合に対応してそのチルト角が深さ方向の分布を持った負
の一軸性光学媒体17を有している。
Third Embodiment The liquid crystal display device of the present embodiment is basically composed of first, second and third liquid crystal display devices.
It has a configuration similar to that of the liquid crystal display device of the embodiment. The main difference from the first and second embodiments lies in the configuration of the phase plate. In the present embodiment, the concept of the second embodiment is further advanced, and the following phase plate 16 is provided. That is, the phase plate 16 has the negative uniaxial optical medium 17 whose tilt angle has a distribution in the depth direction corresponding to the tilt of the liquid crystal molecules 11.

【0109】単純マトリクス型の液晶表示装置では、そ
の構造上、オフ表示状態でも若干の電圧(以下、この電
圧をオフ電圧と称す)が液晶層1に印加される。液晶層
1にこのようなオフ電圧が印加された状態では、液晶層
1と透明基板4,5との界面において、いわゆるアンカ
リング現象のため液晶分子11は初期配列状態からほと
んど動かないものの、液晶層1の厚み方向中央部付近で
は電圧変化に伴って液晶分子11の動きが生じる。
In a simple matrix type liquid crystal display device, a slight voltage (hereinafter, this voltage is referred to as an off voltage) is applied to the liquid crystal layer 1 even in an off display state due to its structure. When such an off-voltage is applied to the liquid crystal layer 1, the liquid crystal molecules 11 hardly move from the initial alignment state due to a so-called anchoring phenomenon at the interface between the liquid crystal layer 1 and the transparent substrates 4 and 5. In the vicinity of the center of the layer 1 in the thickness direction, the movement of the liquid crystal molecules 11 occurs according to the voltage change.

【0110】オフ電圧を印加した場合に、液晶層1の深
さ方向の位置zに応じた液晶分子の配列方向は、シミュ
レーションによって求めることができる。図10は、オ
フ電圧印加時における液晶厚み方向の各位置zに対する
液晶分子のチルト角θ・ツイスト(ねじれ)角φを計算
した結果を示している。なお、この計算ではプレチルト
角を6度としている。
When an off-voltage is applied, the arrangement direction of liquid crystal molecules according to the position z in the depth direction of the liquid crystal layer 1 can be obtained by simulation. FIG. 10 shows the results of calculating the tilt angle θ and the twist (twist) angle φ of the liquid crystal molecules with respect to each position z in the thickness direction of the liquid crystal when the off voltage is applied. In this calculation, the pretilt angle is 6 degrees.

【0111】本実施の形態では、この計算結果に対応さ
せて、位相板16が有する負の一軸性光学媒体17の主
軸のチルト傾斜を、図11に示すように分布させた構成
をとっている。すなわち、負の一軸性光学媒体17のツ
イスト角を、液晶分子のツイスト角とは逆向きにしたう
えで、負の一軸性光学媒体17のチルト角の厚み方向の
分布を、オフ電圧印加時(表示電圧無印加時)における
液晶分子のチルト角の厚み方向の分布に一致させてい
る。
In the present embodiment, the tilt inclination of the main axis of the negative uniaxial optical medium 17 of the phase plate 16 is distributed as shown in FIG. . That is, after the twist angle of the negative uniaxial optical medium 17 is set to be opposite to the twist angle of the liquid crystal molecules, the distribution of the tilt angle of the negative uniaxial optical medium 17 in the thickness direction is determined when the off voltage is applied ( The tilt angle distribution of liquid crystal molecules in the thickness direction (when no display voltage is applied) is matched.

【0112】本実施の形態における液晶分子11と位相
板16の負の一軸性光学媒体17との配列関係は図12
に示すものとなる。図12は図4に準じた図であって、
同等の部分には、同一の符号を付している。
The arrangement relationship between the liquid crystal molecules 11 and the negative uniaxial optical medium 17 of the phase plate 16 in the present embodiment is shown in FIG.
It becomes what is shown in. FIG. 12 is a diagram according to FIG.
Equivalent parts are denoted by the same reference numerals.

【0113】図12においても、図4と同様、薄層21
aと薄層21b、薄層22aと薄層22b、…薄層30
aと薄層30bの各組み合わせにおける液晶分子11の
主軸と負の一軸性光学媒体17の主軸とが互いに平行と
なっている。そのため、第1の実施の形態での説明と同
様の原理で、薄層の各組み合わせが、さらに良好に相互
の光学的伝搬特性を相殺しあい、広い視野角特性を得る
ことができる。
In FIG. 12, as in FIG.
a and thin layer 21b, thin layer 22a and thin layer 22b, ... thin layer 30
The main axis of the liquid crystal molecules 11 and the main axis of the negative uniaxial optical medium 17 in each combination of the thin film 30a and the thin layer 30b are parallel to each other. Therefore, based on the same principle as that described in the first embodiment, each combination of thin layers can more effectively cancel each other's optical propagation characteristics and obtain a wide viewing angle characteristic.

【0114】本実施の形態は、液晶層1にオフ電圧が印
加された場合の光学特性を補償するように位相板16の
負の一軸性光学媒体が配列しているので、オフ表示状態
でもオフ電圧が印加される構造においては、第1および
第2の実施の形態に比べて、さらに良好な視野角特性を
得ることができる。
In the present embodiment, since the negative uniaxial optical medium of the phase plate 16 is arranged so as to compensate for the optical characteristics when an off voltage is applied to the liquid crystal layer 1, the liquid crystal layer 1 is turned off even in the off display state. In a structure to which a voltage is applied, better viewing angle characteristics can be obtained as compared with the first and second embodiments.

【0115】なお、上記の第1,第2,第3の実施の形
態において、位相板6,14,16は液晶層1から見て
前面側にあるものとし、図1において偏光板8の背後側
にバックライト9を配置した。しかしながら、偏光板7
の背後にバックライト9を配置し、偏光板8の側から表
示を観察するようにしても構わない。この場合も、上記
の説明と同様にして良好な視野角特性の表示を行うこと
ができる。
In the first, second, and third embodiments, the phase plates 6, 14, and 16 are located on the front side when viewed from the liquid crystal layer 1, and in FIG. The backlight 9 was arranged on the side. However, the polarizing plate 7
The backlight 9 may be arranged behind the display, and the display may be observed from the side of the polarizing plate 8. Also in this case, display with good viewing angle characteristics can be performed in the same manner as described above.

【0116】第4の実施の形態 図13は、本発明の第4の実施の形態の液晶表示装置の
構成を示すものである。本実施の形態は、負の一軸性光
学媒体を有する位相板を第1の位相板6Aと第2の位相
板6Bとの2枚に分割し、これら位相板6A,6Bを液
晶層1の両側に配置したことに特徴がある。
Fourth Embodiment FIG. 13 shows the structure of a liquid crystal display according to a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, a phase plate having a negative uniaxial optical medium is divided into a first phase plate 6A and a second phase plate 6B, and these phase plates 6A and 6B are formed on both sides of the liquid crystal layer 1. The feature is that it is arranged in.

【0117】本実施の形態においては、液晶層1の第1
の位相板側界面1bにおける液晶分子(図示省略)と、
第1の位相板6Aの液晶層側界面6bにおける負の一軸
性光学媒体(図示省略)の主軸とがなす角度は理論的に
は平行であるのが良い。同様に、液晶層1の第2の位相
板側界面1cにおける液晶分子(図示省略)と、第2の
位相板6Bの液晶層側界面6cにおける負の一軸性光学
媒体(図示省略)の主軸とがなす角度は理論的には平行
であるのが良い。しかしながら、第1の実施の形態で説
明したのと同様に、実用的には上述した各角度が10度
以下であれば良好な視野角特性を得ることができる。
In the present embodiment, the first liquid crystal layer 1
Liquid crystal molecules (not shown) at the phase plate side interface 1b of
The angle formed by the main axis of the negative uniaxial optical medium (not shown) at the liquid crystal layer side interface 6b of the first phase plate 6A is theoretically preferably parallel. Similarly, the liquid crystal molecules (not shown) at the second phase plate-side interface 1c of the liquid crystal layer 1 and the principal axes of the negative uniaxial optical medium (not shown) at the liquid crystal layer-side interface 6c of the second phase plate 6B. The angle formed should be theoretically parallel. However, as described in the first embodiment, in practice, good viewing angle characteristics can be obtained if the angles described above are 10 degrees or less.

【0118】光学補償の原理は、第1の実施形態で説明
したように、液晶層1と第1,第2の位相板6A,6B
とを薄層に分割し、液晶層1と各位相板6A,6Bとの
薄層の組み合わせが光学特性を順次キャンセルするもの
と考えることができる。
As described in the first embodiment, the principle of optical compensation is that the liquid crystal layer 1 and the first and second phase plates 6A and 6B
Is divided into thin layers, and the combination of the thin layers of the liquid crystal layer 1 and each of the phase plates 6A and 6B can be considered to sequentially cancel optical characteristics.

【0119】さらに、本実施の形態の構成では、例え
ば、第1,第2の位相板6A,6Bのリターデーション
を等しく設定した場合には、液晶層1の上半分の特性を
上側に位置する第1の位相板6Aが補償し、液晶層1の
下半分の特性を下側に位置する第2の位相板6Bが補償
することになる。これにより、各位相板6A,6Bが補
償する液晶層1の厚みは第1の実施の形態の構成の半分
で済むことになる。そのため、薄層の組み合わせで光学
補償で考えた場合、補償特性にミスマッチがあった場
合、すなわち、液晶層1と位相板6A,6Bとの間で、
対応する薄層の光学特性の整合性に不一致があった場合
でも、その影響が蓄積されにくく、結果的に良好な視野
角特性を示すことになる。また、液晶層1の上下それぞ
れに第1の位相板6Aないし第2の位相板6Bがあるの
で構成の対称性が増し、視野角特性がより対称なものに
なるという利点もある。なお、第1,第2の位相板6
A,6Bどうしのリターデーションは必ずしも等しくな
くても、ここで説明した効果は発揮される。
Further, in the configuration of the present embodiment, for example, when the retardations of the first and second phase plates 6A and 6B are set to be equal, the characteristics of the upper half of the liquid crystal layer 1 are positioned on the upper side. The first phase plate 6A compensates, and the lower half characteristic of the liquid crystal layer 1 is compensated by the second phase plate 6B located on the lower side. Thus, the thickness of the liquid crystal layer 1 compensated by each of the phase plates 6A and 6B is only half the thickness of the configuration of the first embodiment. Therefore, when optical compensation is considered with a combination of thin layers, if there is a mismatch in compensation characteristics, that is, between the liquid crystal layer 1 and the phase plates 6A and 6B,
Even if there is a mismatch in the matching of the optical characteristics of the corresponding thin layers, the effect is unlikely to accumulate, resulting in good viewing angle characteristics. In addition, since the first and second phase plates 6A and 6B are provided above and below the liquid crystal layer 1, there is an advantage that the symmetry of the configuration is increased and the viewing angle characteristics are more symmetric. The first and second phase plates 6
Even if the retardations of A and 6B are not always equal, the effect described here is exerted.

【0120】第1の実施の形態において、位相板6のリ
ターデーションRnと液晶層1のリターデーションRLC
との比Rn/RLCは、0.85〜0.96の間に設定する
のが望ましく、0.88〜0.95の間に設定するのがさ
らに望ましいと述べたが、本実施の形態においては次の
通りである。すなわち、第1の位相板6Aのリターデー
ションRn1と第2の位相板6BのリターデーションRn2
との和(Rn1+Rn2)と液晶層1のリターデーションR
LCとの比(Rn1+Rn2)/RLCが0.85〜0.96の間
であるのが望ましく、0.88〜0.95の間に設定する
のがさらに望ましい。
In the first embodiment, the retardation Rn of the phase plate 6 and the retardation RLC of the liquid crystal layer 1 are different.
It has been stated that the ratio Rn / RLC to the above is preferably set between 0.85 and 0.96, and more preferably between 0.88 and 0.95. Is as follows. That is, the retardation Rn 2 with retardation Rn 1 of the first phase plate 6A second phase plate 6B
(Rn 1 + Rn 2 ) and the retardation R of the liquid crystal layer 1
It is desirable ratio of the LC (Rn 1 + Rn 2) / RLC is between 0.85 to 0.96, further preferable to set between 0.88 to 0.95.

【0121】また、ねじれ角については、液晶層1と第
1,第2の位相板6A,6Bのねじれ角を、一方のねじ
れ方向を正とした符号を考慮して加え合わせた総和が−
20度から+20度の範囲内にあれば、実用上十分な視
野角特性を得ることができる。
The torsion angle is obtained by adding the torsion angles of the liquid crystal layer 1 and the first and second phase plates 6A and 6B in consideration of a sign in which one of the torsional directions is positive.
If it is within the range of 20 degrees to +20 degrees, practically sufficient viewing angle characteristics can be obtained.

【0122】偏光板の配置角については、偏光板8の偏
光軸と、第2の位相板6Bの偏光板8側界面6dにおけ
る負の一軸性光学媒体(図示省略)の主軸との間に形成
される角度を、望ましくは15度〜75度の範囲、さら
に望ましくは30度〜60度の範囲に設定すれば、輝度
−電圧特性が急峻で、マルチプレックス駆動に適した液
晶特性を得ることができる。
Regarding the arrangement angle of the polarizing plate, the angle formed between the polarizing axis of the polarizing plate 8 and the main axis of the negative uniaxial optical medium (not shown) at the interface 6d of the second phase plate 6B on the polarizing plate 8 side. If the angle is set in a range of preferably 15 degrees to 75 degrees, more preferably 30 degrees to 60 degrees, it is possible to obtain a liquid crystal characteristic which has a sharp luminance-voltage characteristic and is suitable for multiplex driving. it can.

【0123】図14は、第1の実施の形態で用いた位相
板6をねじれ角が125度でリターデーションが等しい
2枚の位相板6A,6Bに分割し、液晶層1の両側に配
置して構成した第4の実施の形態の液晶表示装置のコン
トラストの視野角依存性を示している。
FIG. 14 shows that the phase plate 6 used in the first embodiment is divided into two phase plates 6A and 6B having a twist angle of 125 degrees and the same retardation, and are arranged on both sides of the liquid crystal layer 1. 11 shows the viewing angle dependence of the contrast of the liquid crystal display device according to the fourth embodiment configured as described above.

【0124】この図から明らかなように、第1の実施の
形態の液晶表示装置の視野角依存性(図7参照)に比べ
て、本実施の形態の液晶表示装置の視野角依存性(図1
4参照)は、コントラスト50以上の傾域が増大し、か
つ視野角特性の左右対称性が向上している。例えば、図
中、上方においてはコントラスト50以上の領域(図
7,図14で符号ハで表示)が倒れ角にして約10度拡
大し、図中、右上と右下方向ではコントラスト20以上
の領域ロが倒れ角にして約10度拡大している。この結
果、本実施の形態の液晶表示装置では、左右対称で視野
角の広い非常に見やすい表示を得ることができる。
As is apparent from this figure, the viewing angle dependency of the liquid crystal display device of the present embodiment (see FIG. 7) is different from that of the liquid crystal display device of the first embodiment (see FIG. 7). 1
4), the tilt range with a contrast of 50 or more is increased, and the left-right symmetry of the viewing angle characteristic is improved. For example, in the upper part of the figure, a region having a contrast of 50 or more (indicated by the symbol C in FIGS. 7 and 14) is enlarged by about 10 degrees as the tilt angle, and in the upper right and lower right directions, a region having a contrast of 20 or more is shown. The angle is about 10 degrees wide. As a result, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, it is possible to obtain a very symmetrical display with a wide viewing angle and a very easy-to-view display.

【0125】本実施の形態の液晶表示装置を、黒表示の
視野角依存性が良好なNB表示形態にしたい場合には、
偏光板7の偏光軸は偏光板8の偏光軸と直交する方向か
ら上記のねじれ角の総和の分だけすらした方向に配置す
ればよい。このとき、上記の方向から数度から十数度の
範囲で調整すれば、なお良好な表示特性を得ることがで
きる。なお、白表示の視野角特性が良好なNW表示形態
にしたい場合には、偏光板7の偏光軸は偏光板8の偏光
軸と平行な方向を基準として同様に考えればよい。
When the liquid crystal display device of the present embodiment is desired to have an NB display mode in which the viewing angle dependence of black display is good,
The polarizing axis of the polarizing plate 7 may be arranged in a direction deviated from the direction orthogonal to the polarizing axis of the polarizing plate 8 by the sum of the above-mentioned twist angles. At this time, if the angle is adjusted within a range of several degrees to several tens of degrees from the above direction, still better display characteristics can be obtained. When it is desired to form an NW display mode in which the viewing angle characteristic of white display is good, the polarization axis of the polarizing plate 7 may be considered in the same manner with reference to a direction parallel to the polarization axis of the polarizing plate 8.

【0126】本実施の形態のように、液晶層1の両側に
負の位相板(負の屈折率異方性をもつ一軸性光学媒体を
有している)6A,6Bを配置した液晶表示装置におい
ても、第2の実施の形態に示したように、各位相板6
A,6Bの負の一軸性光学媒体の主軸を傾けて視野角特
性をさらに良好なものにすることもできる。同様に、第
3の実施の形態に示したように、各位相板6A,6Bの
負の一軸性光学媒体を液晶分子の配列状態に応じて配列
させて、視野角特性をさらに良好なものにすることもで
きる。
As in the present embodiment, a liquid crystal display device in which negative phase plates (having a uniaxial optical medium having a negative refractive index anisotropy) 6A and 6B are arranged on both sides of the liquid crystal layer 1. Also, as shown in the second embodiment, each phase plate 6
The viewing angle characteristics can be further improved by inclining the main axis of the negative uniaxial optical medium of A, 6B. Similarly, as shown in the third embodiment, the viewing angle characteristics are further improved by arranging the negative uniaxial optical media of each of the phase plates 6A and 6B in accordance with the arrangement state of the liquid crystal molecules. You can also.

【0127】第5の実施の形態 図15に本発明の第5の実施の形態である液晶表示装置
の構成を示す。図において、第1の実施の形態と同一な
いし同等の部分には同一の符号を付し、その説明は省略
する。
Fifth Embodiment FIG. 15 shows the structure of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention. In the figure, the same or equivalent parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0128】本実施の形態の液晶表示装置の特徴は、液
晶層1と負の屈折率異方性をもつ一軸性光学媒体よりな
る位相板(負の位相板)6との間に、正の屈折率異方性
をもつ一軸性光学媒体19を備えた位相板(正位相板:
請求項の第2の位相板に相当する)18を更に設けたこ
とにある。
The feature of the liquid crystal display device of this embodiment is that the liquid crystal layer 1 and the phase plate (negative phase plate) 6 made of a uniaxial optical medium having a negative refractive index anisotropy have a positive A phase plate provided with a uniaxial optical medium 19 having a refractive index anisotropy (a positive phase plate:
18 (corresponding to the second phase plate in the claims).

【0129】図16は、液晶層1と2つの位相板18,
6における正負の一軸性光学媒体19,12の配列を模
式的に示すものである。本図では、透明基板4,5等の
部品は記載を省略している。位相板10は、正の屈折率
異方性をもった正の一軸性光学媒体19を有しており、
正の一軸性光学媒体19は液晶層1と同じ方向にねじれ
配列している。位相板18の液晶層側界面18aでの正
の一軸性光学媒体19の主軸方向は、液晶層1の位相板
18側界面1dでの液晶分子11の主軸方向とほぼ一致
している。また、正の一軸性光学媒体19のねじれ方向
は液晶分子11のねじれ方向と同一方向であり、液晶層
1における液晶分子11のねじれ角と位相板18におけ
る正の一軸性光学媒体19のねじれ角を合計するとほぼ
360度となっている。
FIG. 16 shows the liquid crystal layer 1 and the two phase plates 18,
6 schematically shows the arrangement of positive and negative uniaxial optical media 19 and 12 in FIG. In this drawing, components such as the transparent substrates 4 and 5 are omitted. The phase plate 10 has a positive uniaxial optical medium 19 having a positive refractive index anisotropy,
The positive uniaxial optical medium 19 is twisted in the same direction as the liquid crystal layer 1. The main axis direction of the positive uniaxial optical medium 19 at the liquid crystal layer-side interface 18a of the phase plate 18 substantially matches the main axis direction of the liquid crystal molecules 11 at the phase plate 18-side interface 1d of the liquid crystal layer 1. The twist direction of the positive uniaxial optical medium 19 is the same as the twist direction of the liquid crystal molecules 11, and the twist angle of the liquid crystal molecules 11 in the liquid crystal layer 1 and the twist angle of the positive uniaxial optical medium 19 in the phase plate 18. Are approximately 360 degrees.

【0130】位相板6は、第1の実施の形態と同様に、
負の屈折率異方性をもち、かつ、液晶層1とは逆の方向
にねじれて配列した負の一軸性光学媒体12を有してい
る。
The phase plate 6 is provided in the same manner as in the first embodiment.
It has a negative uniaxial optical medium 12 having a negative refractive index anisotropy and twisted and arranged in a direction opposite to the liquid crystal layer 1.

【0131】本実施の形態においても、第1の実施の形
態と同様の原理で、液晶層1と位相板18によって生じ
る視野角依存を位相板6が補償するので、非常に視野角
の広い液晶表示装置を得ることができる。これは、第1
の実施の形態において説明したように、位相板6,18
と液晶層1とをいくつかの薄層に分割し、正負の屈折率
異方性をもつ薄層の組み合わせが互いに光学特性を補償
するものと考えることができる。理想的状態では、全方
位で完全に光学補償が行われるが、現実には屈折率の値
や、液晶分子11および各一軸性光学媒体12,19の
主軸の向きが必ずしも理想的なものではないため、各薄
層の組み合わせにおける軸方向(位相板6,18,液晶
層1の法線方向)近傍に光の進行方向がある場合には補
償特性が良好となり、それから光の進行方向がはずれる
に従って補償が不完全になることが多い。
Also in the present embodiment, the phase plate 6 compensates for the viewing angle dependence caused by the liquid crystal layer 1 and the phase plate 18 according to the same principle as the first embodiment, so that the liquid crystal having a very wide viewing angle is provided. A display device can be obtained. This is the first
As described in the embodiment, the phase plates 6, 18
And the liquid crystal layer 1 are divided into several thin layers, and the combination of the thin layers having positive and negative refractive index anisotropy can be considered as compensating the optical characteristics with each other. In an ideal state, optical compensation is completely performed in all directions. However, in reality, the value of the refractive index and the directions of the principal axes of the liquid crystal molecules 11 and the uniaxial optical media 12 and 19 are not always ideal. Therefore, when the light traveling direction is near the axial direction (the normal direction of the phase plates 6, 18 and the liquid crystal layer 1) in the combination of the thin layers, the compensation characteristics are good, and as the traveling direction of the light deviates from that direction. Compensation is often incomplete.

【0132】しかしながら、本実施の形態は第1の実施
形態に比べて、正の一軸性光学媒体19を有する位相板
18を設けているので、上述したような各薄層の組み合
わせにおける一軸性光学媒体や液晶分子の主軸の方向が
360度すべての方向に対して存在し、視野角補償にお
ける軸方向依存性があらゆる方向に分散され、さらに良
好な視野角特性を得ることができる。
However, in this embodiment, as compared with the first embodiment, the phase plate 18 having the positive uniaxial optical medium 19 is provided, so that the uniaxial optical in the combination of the thin layers as described above is provided. The directions of the main axes of the medium and the liquid crystal molecules are present in all directions of 360 degrees, and the dependence of the viewing angle compensation on the axial direction is dispersed in all directions, so that better viewing angle characteristics can be obtained.

【0133】以上の説明を別の視点からみると次によう
になる。すなわち、正の一軸性光学媒体19を有する位
相板18は液晶表示の視野角特性における方位角依存を
緩和あるいは平均化し、負の一軸性光学媒体を有する位
相板6はこの視野角依存を補償する働きを有するものと
考えられる。
The above description is as follows from another viewpoint. That is, the phase plate 18 having the positive uniaxial optical medium 19 reduces or averages the azimuth angle dependency in the viewing angle characteristics of the liquid crystal display, and the phase plate 6 having the negative uniaxial optical medium compensates for this viewing angle dependency. It is considered to have a function.

【0134】この補償は、第1の実施の形態と同様に表
示電圧無印加状態(オフ状態)に対して特に有効である
ため、偏光板7,8の偏光軸をほぼ直交に配置(NB表
示)にすれば、非常に良好な視野角の黒表示を得ること
ができ、偏光板7,8の偏光軸をほぼ平行に配置(NW
表示)にすれば、非常に良好な視野角の白表示を得るこ
とができる。
This compensation is particularly effective in the state where no display voltage is applied (off state), as in the first embodiment. Therefore, the polarization axes of the polarizing plates 7 and 8 are arranged almost orthogonally (NB display). ), A black display with a very good viewing angle can be obtained, and the polarization axes of the polarizing plates 7 and 8 are arranged almost in parallel (NW
Display), a white display with a very good viewing angle can be obtained.

【0135】本実施の形態の構成では、液晶分子11や
正負の一軸性光学媒体12,18のねじれ角の関係が次
の示す(3)式の範囲にあることが望ましく、さらに
は、(4)式の範囲にあることがさらに望ましい。
In the structure of the present embodiment, it is desirable that the relationship between the twist angles of the liquid crystal molecules 11 and the positive and negative uniaxial optical media 12 and 18 be within the range of the following equation (3). It is more desirable that the value falls within the range of the expression (3).

【0136】-30°≦ΩLC+Ωp+Ωn≦30°…(3) -10°≦ΩLC+Ωp+Ωn≦10°…(4) ΩLC:液晶分子11のねじれ角 Ωp:正の一軸性光学媒体19のねじれ角 Ωn:負の一軸性光学媒体12のねじれ角 なお、ねじれ方向には符号を付けており、左ねじれを
正、右ねじれを負としている。
-30 ° ≦ ΩLC + Ωp + Ωn ≦ 30 ° (3) -10 ° ≦ ΩLC + Ωp + Ωn ≦ 10 ° (4) ΩLC: twist angle of liquid crystal molecule 11 Ωp: twist angle of positive uniaxial optical medium 19 Ωn: negative The twist direction of the uniaxial optical medium 12 is denoted by a sign, and the left twist is positive and the right twist is negative.

【0137】本実施の形態においては、液晶層1のねじ
れ角、偏光板8の偏光軸と液晶分子11との間に形成さ
れる角度、および、偏光板7の偏光軸と偏光板8の偏光
軸との間に形成される角度については、第1の実施の形
態と同様の範囲に設定するのが望ましい。
In the present embodiment, the twist angle of the liquid crystal layer 1, the angle formed between the polarization axis of the polarizing plate 8 and the liquid crystal molecules 11, and the polarization axis of the polarizing plate 7 and the polarization of the polarizing plate 8 The angle formed between the axis and the axis is desirably set in the same range as in the first embodiment.

【0138】液晶層1と各位相板6,18との近接面に
おいて、液晶分子11や正負の一軸性光学媒体19,1
2の配向方向や主軸方向が相互になす角度、すなわち、
図15における液晶層1の位相板側界面1dにおける液
晶分子11の配向方向と位相板18の液晶層側界面18
aにおける正の一軸性光学媒体19の主軸方向との間に
形成される角度、および位相板18の位相板6側界面1
8bにおける正の一軸性光学媒体19の主軸方向と位相
板6の液晶層側界面6eにおける負の一軸性光学媒体1
2の主軸方向との間に形成される角度について説明す
る。
The liquid crystal molecules 11 and the positive / negative uniaxial optical media 19, 1 are located on the adjacent surfaces between the liquid crystal layer 1 and the phase plates 6, 18.
2, the angle between the orientation direction and the principal axis direction, that is,
The orientation direction of the liquid crystal molecules 11 at the phase plate-side interface 1d of the liquid crystal layer 1 and the liquid crystal layer-side interface 18 of the phase plate 18 in FIG.
a, the angle formed between the positive uniaxial optical medium 19 in the main axis direction and the phase plate 6 side interface 1 of the phase plate 18
8b, the direction of the main axis of the positive uniaxial optical medium 19 and the negative uniaxial optical medium 1 at the interface 6e of the phase plate 6 on the liquid crystal layer side.
The angle formed between the two main axis directions will be described.

【0139】すなわち、液晶層1に電圧が全く印加され
ていない状態を考えると、これらの角度は理論的には平
行であるのが理想状態である。しかしながら、実際には
これらの角度がともに10度以内であれば実用的に十分
良好な表示電圧無印加状態での視野角特性が得られるた
め、表示電圧印加状態での輝度特性や色相といった他の
表示特性をも考慮して表示電圧無印加状態で上述した範
囲内になるように、これらの角度を調整すれば、総合的
な表示特性をさらに良好なものとすることができる。
That is, considering a state in which no voltage is applied to the liquid crystal layer 1, ideally, these angles are theoretically parallel. However, in practice, if these angles are both within 10 degrees, practically sufficiently good viewing angle characteristics in a state where no display voltage is applied can be obtained, and other characteristics such as luminance characteristics and hue in a state where a display voltage is applied. By adjusting these angles so as to be within the above-described range in the state where no display voltage is applied in consideration of the display characteristics, the overall display characteristics can be further improved.

【0140】正の一軸性光学媒体19を有する位相板1
8は液晶層1の延長とみなされる構造をもつのが望まし
い。したがって、位相板18ののリターデーションRp
は次に示す(5)式によって算出される値Rpoを基本と
して考えればよい。
Phase plate 1 having positive uniaxial optical medium 19
8 preferably has a structure regarded as an extension of the liquid crystal layer 1. Therefore, the retardation Rp of the phase plate 18
May be considered based on the value Rpo calculated by the following equation (5).

【0141】Rpo = RLC×Ωp/ΩLC…(5) RLC:液晶層1のリターデーション Ωp:正の一軸性光学媒体19のねじれ角 ΩLC:液晶分子11のねじれ角 しかしながら、液晶表示装置がデューティー駆動される
ことを考慮して、位相板18のリターデーションをこれ
より10%程度小さい値に設定したり、正の一軸性光学
媒体19を傾斜配列させたりすれば、さらに液晶層1と
の光学的な連続性が良好になる。なお、正の一軸性光学
媒体19を傾斜配列する場合には、傾斜配列の方向は液
晶分子11の傾斜方向と一致させるのが望ましい。
Rpo = RLC × Ωp / ΩLC (5) RLC: retardation of liquid crystal layer 1 Ωp: twist angle of positive uniaxial optical medium 19 ΩLC: twist angle of liquid crystal molecules 11 However, the liquid crystal display device is driven by duty. In consideration of this, if the retardation of the phase plate 18 is set to a value smaller than this by about 10%, or if the positive uniaxial optical medium 19 is arranged in an inclined manner, furthermore, the optical Good continuity. Note that, when the positive uniaxial optical medium 19 is arranged in an inclined manner, it is desirable that the direction of the inclined arrangement is made to coincide with the inclination direction of the liquid crystal molecules 11.

【0142】傾斜構造をも考慮した位相板18の等価的
なリターデーションRpeffは、第1の実施の形態と同様
に考えて、次に示す(6)式によって算出される値とな
る。
The equivalent retardation Rpeff of the phase plate 18 in consideration of the inclined structure is a value calculated by the following equation (6), as in the case of the first embodiment.

【0143】[0143]

【数3】 (Equation 3)

【0144】Δnp:正の一軸性光学媒体19の固有複
屈折 なお、傾斜配列していない場合には、位相板18の等価
的なリターデーションRpeffは上述した(5)式で算定
されるRpoに基づいて選定されるリターデーションRp
に等しくなる。
.DELTA.np: intrinsic birefringence of the positive uniaxial optical medium 19 When there is no tilt arrangement, the equivalent retardation Rpeff of the phase plate 18 is equal to Rpo calculated by the above equation (5). Retardation Rp selected based on
Is equal to

【0145】本実施の形態の構成においては、負の一軸
性光学媒体12を有する位相板6のリターデーションの
うち一部分が正の一軸性光学媒体19を有する位相板1
8の光学特性を補償し、位相板6のリターデーションの
残りの部分が液晶層1の光学特性を補償するものと考え
られる。したがって、位相板6のリターデーションのう
ち液晶層1の光学特性を補償する部分は、Rn−Rpeff
となる。
In the structure of the present embodiment, a part of the retardation of the phase plate 6 having the negative uniaxial optical medium 12 has a phase plate 1 having the positive uniaxial optical medium 19.
It is considered that the optical characteristics of the liquid crystal layer 1 are compensated for and the remaining part of the retardation of the phase plate 6 compensates for the optical characteristics of the liquid crystal layer 1. Therefore, the portion of the retardation of the phase plate 6 which compensates for the optical characteristics of the liquid crystal layer 1 is Rn-Rpeff.
Becomes

【0146】第1の実施の形態で説明したように、液晶
層1はデューティー駆動されるので、液晶層1の光学特
性を補償する部分であるRn−Rpeffと液晶層1のリタ
ーデーションとの間に第1の実施の形態で説明した関係
が成り立つのが望ましい。すなわち、良好な視野角特性
を実現するためには次の示す(7)式の関係が成り立つ
ことが望ましく、さらには、次に示す(8)式の関係が
成り立てばより良好な視野角特性を得ることができる。
As described in the first embodiment, since the liquid crystal layer 1 is duty-driven, the position between Rn-Rpeff which compensates for the optical characteristics of the liquid crystal layer 1 and the retardation of the liquid crystal layer 1 is changed. It is desirable that the relationship described in the first embodiment be satisfied. That is, in order to realize good viewing angle characteristics, it is desirable that the relationship of the following expression (7) is satisfied. Further, if the relationship of the following expression (8) is satisfied, a better viewing angle characteristic is obtained. Obtainable.

【0147】 0.85≦(Rn−Rpeff)/RLC≦0.96…(7) 0.88≦(Rn−Rpeff)/RLC≦0.95…(8) 図17は本実施の形態の液晶表示装置における、コント
ラストの視野角依存性を示すものである。図7に示す第
1の実施の形態の視野角特性に比べて、表示反転領域に
はほとんど差がないものの、コントラスト20以上の領
域ロやコントラスト50以上の領域ハが図中左下方向に
広がり、視野角特性が向上していることが分かる。
0.85 ≦ (Rn−Rpeff) /RLC≦0.96 (7) 0.88 ≦ (Rn−Rpeff) /RLC≦0.95 (8) FIG. 17 shows a liquid crystal according to the present embodiment. 9 illustrates viewing angle dependence of contrast in a display device. Compared to the viewing angle characteristics of the first embodiment shown in FIG. 7, although there is almost no difference in the display inversion area, the area B having a contrast of 20 or more and the area C having a contrast of 50 or more spread in the lower left direction in the figure. It can be seen that the viewing angle characteristics are improved.

【0148】第5の実施の形態の変形例1 第5の実施の形態の液晶表示装置においては、第2の実
施の形態と同様に、負の一軸性光学媒体を有する位相板
6として、主軸がチルト配列した負の一軸性光学媒体1
5を有する位相板14と同様の位相板を用いてもよい。
以下、このような位相板を位相板6(14)と称す。
Modification Example 1 of Fifth Embodiment In the liquid crystal display device of the fifth embodiment, as in the second embodiment, the phase plate 6 having a negative uniaxial optical medium is used as the main axis. Is a tilted negative uniaxial optical medium 1
5 may be used.
Hereinafter, such a phase plate is referred to as a phase plate 6 (14) .

【0149】そうすれば、第2の実施の形態での説明と
同様の原理で、デューティー駆動時の正面特性は良好な
ものとなる。すなわち、位相板6(14)の正面方向からの
等価的なリターデーションRneffは、前述した(2)式
で求めるReffの値に等しくなる。また、第5の実施の
形態の上述した説明では、リターデーションRnの値を
前述した(7)式および(8)式で示す範囲に設定する
のが望ましいと説明したが、位相板6(14)を用いれば、
リターデーションRnをリターデーションRneffに置き
換えて考えればよい。
In this case, the front characteristics during duty driving are improved on the same principle as that described in the second embodiment. That is, the equivalent retardation Rneff of the phase plate 6 (14) from the front direction is equal to the value of Reff obtained by the above-described equation (2). Further, in the above description of the fifth embodiment it has been described as setting the range indicated by litter the value of retardation Rn previously described (7) and (8) is desired, the phase plate 6 (14 )
What is necessary is just to replace the retardation Rn with the retardation Rneff.

【0150】なお、位相板6(14)が有する負の一軸性光
学媒体のチルト方向は次のように設定すればよい。すな
わち、液晶層1のチルト構造を正の位相板内に仮想的に
延長する。そして、この仮想チルト構造に対して、位相
板6(14)における負の一軸性光学媒体の主軸のチルト方
向が連続するように、位相板6(14)が有する負の一軸性
光学媒体のチルト方向を設定するのが望ましい。
Note that the tilt direction of the negative uniaxial optical medium of the phase plate 6 (14) may be set as follows. That is, the tilt structure of the liquid crystal layer 1 is virtually extended into the positive phase plate. Then, the relative virtual tilting structure, as the tilt direction of the main axis of the negative uniaxial optical medium in the phase plate 6 (14) is continuous, the negative uniaxial optical medium having a phase plate 6 (14) tilt It is desirable to set the direction.

【0151】位相板6(14)を設けた場合には、位相板6
(14)が有する負の一軸性光学媒体の主軸を位相板6(14)
の面方向からやや立ち上がった方向に傾けているので、
通常の位相板6を有する第5の実施の形態の構造に比べ
て、オフ電圧のためにやや液晶分子11が立ち上がった
液晶層1と位相板6(14)との光学的な整合性がよくな
り、視野角に対する補償特性がさらに向上する。
When the phase plate 6 (14) is provided, the phase plate 6
The main axis of the negative uniaxial optical medium of (14) is set to the phase plate 6 (14).
Since it is inclined slightly up from the surface direction of
Compared with the structure of the fifth embodiment having the ordinary phase plate 6, the optical matching between the liquid crystal layer 1 where the liquid crystal molecules 11 rise slightly due to the off-voltage and the phase plate 6 (14) is better. Thus, the compensation characteristics for the viewing angle are further improved.

【0152】第5の実施の形態の変形例2 第5の実施の形態の液晶表示装置においては、負の1軸
性光学媒体12を有する位相板6として、第3の実施の
形態で示した負の一軸性光学媒体17を有する位相板1
6と同様の位相板を用いてもよい。以下、このような位
相板を位相板6(16)と称し、この位相板6(16)が有する
負の一軸性光学媒体を負の一軸性光学媒体12(17)と称
す。
Modification 2 of Fifth Embodiment In the liquid crystal display device of the fifth embodiment, the phase plate 6 having the negative uniaxial optical medium 12 is shown in the third embodiment. Phase plate 1 having negative uniaxial optical medium 17
A phase plate similar to 6 may be used. Hereinafter, referred to such a phase plate and the phase plate 6 (16), referred to as the phase plate 6 (16) a negative uniaxial optical medium negative uniaxial optical medium 12 having the (17).

【0153】負の一軸性光学媒体12(17)は、次のよう
な構成を備えている。すなわち、負の一軸性光学媒体1
(17)のチルト角は位相板6(16)の深さ方向に沿った所
定の分布を持っている。この所定の分布は液晶層1の液
晶分子11のチルト具合および正の位相板18の正の一
軸性光学媒体19の主軸のチルト具合に対応している。
The negative uniaxial optical medium 12 (17) has the following configuration. That is, the negative uniaxial optical medium 1
The tilt angle 2 (17) has a predetermined distribution along the depth direction of the phase plate 6 (16) . This predetermined distribution corresponds to the tilt of the liquid crystal molecules 11 of the liquid crystal layer 1 and the tilt of the main axis of the positive uniaxial optical medium 19 of the positive phase plate 18.

【0154】液晶層1にオフ電圧を印加した場合の液晶
分子11の配列分布は第3の実施の形態と同様にしてシ
ミュレーションすることによって求めることができる。
本実施の形態では、これに加えて正の一軸性光学媒体1
9の主軸も考慮に入れ、これらに対応して負の一軸性光
学媒体12(17)の主軸のチルト角を位相板6(16)の厚み
方向に分布させた構成となっている。
The arrangement distribution of the liquid crystal molecules 11 when an off-voltage is applied to the liquid crystal layer 1 can be obtained by performing a simulation in the same manner as in the third embodiment.
In the present embodiment, in addition to this, the positive uniaxial optical medium 1
In consideration of these, the tilt angle of the main axis of the negative uniaxial optical medium 12 (17) is distributed in the thickness direction of the phase plate 6 (16) .

【0155】この変形例2においては、負の一軸性光学
媒体12(17)の主軸方向のチルト角を上述したように分
布させることによって、第3の実施の形態で説明したの
と同様に、液晶層1にオフ電圧が印加された場合の光学
特性がより忠実に補償される。したがって、第5の実施
の形態に比べて、さらに良好な視野角特性が得られる。
In the second modification, by distributing the tilt angles of the negative uniaxial optical medium 12 (17) in the main axis direction as described above, as described in the third embodiment, Optical characteristics when an off-voltage is applied to the liquid crystal layer 1 are more faithfully compensated. Therefore, better viewing angle characteristics can be obtained as compared with the fifth embodiment.

【0156】第5の実施の形態の変形例3 上述した第5の実施の形態およびその変形例1,2に、
正負の位相板18,6のいずれか一方または双方を2枚
の位相板に分割し、液晶層1の上下に1枚づつ配置した
ところ、さらに良好な表示特性を得ることができる。
Modification 3 of the Fifth Embodiment The fifth embodiment and the first and second modifications thereof are different from those of the fifth embodiment.
Either or both of the positive and negative phase plates 18 and 6 are divided into two phase plates, and they are disposed one above and below the liquid crystal layer 1, respectively, so that better display characteristics can be obtained.

【0157】このように構成することで良好な表示特性
が得られる理由は次の通りである。すなわち、正の一軸
性光学媒体19を有する位相板18を分割すると、液晶
層1から見て正の位相板18が対称的に配置されること
になる。また、負の一軸性光学媒体12を有する位相板
6を分割すると、対称性が増すことに加えて、第4の実
施の形態で説明したように正負の複屈折特性がキャンセ
ルすべき深さ方向の距離が短くて済むことになる。した
がって、どちらかといえば負の位相板6を分割する方
が、より大きな視野角特性向上効果が得られる。
The reason why good display characteristics can be obtained by employing the above-described structure is as follows. That is, when the phase plate 18 having the positive uniaxial optical medium 19 is divided, the positive phase plate 18 is arranged symmetrically with respect to the liquid crystal layer 1. Further, when the phase plate 6 having the negative uniaxial optical medium 12 is divided, not only the symmetry is increased, but also the positive / negative birefringence characteristic is canceled in the depth direction as described in the fourth embodiment. Will be short. Therefore, if the negative phase plate 6 is divided, it is possible to obtain a greater effect of improving the viewing angle characteristics.

【0158】なお、第5の実施の形態およびその変形例
においては、液晶層1,位相板18,6が光源側から見
てこの順に並んでいるものとした。しかしながら、液晶
層1,位相板18,6の積層順についてはこのような限
定はなく、2枚の偏光板7,8の間に挟まれている限り
これらの層を別の順序で積層しても構わないし、偏光板
7の側にバックライトを配置し偏光板8の側から表示を
観察するような構成にしても構わない。この場合も、第
5の実施の形態で説明したのと同様の原理で良好な視野
角特性が得られる。
In the fifth embodiment and its modification, the liquid crystal layer 1, the phase plates 18, 6 are arranged in this order when viewed from the light source side. However, the order of lamination of the liquid crystal layer 1 and the phase plates 18 and 6 is not limited, and these layers may be laminated in another order as long as the layers are sandwiched between the two polarizing plates 7 and 8. Alternatively, a configuration in which a backlight is arranged on the polarizing plate 7 side and the display is observed from the polarizing plate 8 side may be adopted. Also in this case, good viewing angle characteristics can be obtained based on the same principle as that described in the fifth embodiment.

【0159】また、液晶層1と各位相板6,18の互い
の近接面における液晶分子や光学媒体の主軸が相互にな
す角度は、すべての近接面で10度以内にするのが望ま
しい。すなわち、図15における液晶層1の位相板側界
面1dにおける液晶分子11の配列方向と位相板18の
液晶層側界面18aにおける正の一軸性光学媒体19の
主軸方向との間に形成される角度、および位相板18の
位相板6側界面18bにおける正の一軸性光学媒体19
の主軸方向と位相板6の液晶層側界面6eにおける負の
一軸性光学媒体12の主軸方向との間に形成される角度
は、すべて10度以内にするのが望ましい。
It is preferable that the angle between the principal axes of the liquid crystal molecules and the optical medium on the mutually adjacent surfaces of the liquid crystal layer 1 and the phase plates 6 and 18 be within 10 degrees on all the adjacent surfaces. That is, the angle formed between the arrangement direction of the liquid crystal molecules 11 at the phase plate-side interface 1d of the liquid crystal layer 1 and the main axis direction of the positive uniaxial optical medium 19 at the liquid crystal layer-side interface 18a of the phase plate 18 in FIG. And the positive uniaxial optical medium 19 at the interface 18b of the phase plate 18 on the side of the phase plate 6
It is desirable that the angle formed between the main axis direction and the main axis direction of the negative uniaxial optical medium 12 at the liquid crystal layer side interface 6e of the phase plate 6 be all within 10 degrees.

【0160】さらには、第5の実施の形態およびその変
形例において、位相板18,6の負の一軸性光学媒体の
主軸がチルト角をもつ場合には、位相板18と液晶層1
との間、および位相板6と液晶層1との間で互いに近接
し合う界面(界面18aと界面1d、および界面18b
と界面6e)においてチルト角が連続に近くなるよう
に、位相板18,6の各界面における正負の一軸性光学
媒体の主軸の方向およびプレチルト角を設定するのが望
ましい。
Further, in the fifth embodiment and its modifications, when the main axes of the negative uniaxial optical media of the phase plates 18 and 6 have a tilt angle, the phase plate 18 and the liquid crystal layer 1
Between the phase plate 6 and the liquid crystal layer 1 (the interfaces 18a and 1d, and the interfaces 18b
It is desirable to set the direction of the main axis of the positive and negative uniaxial optical media and the pretilt angle at each interface between the phase plates 18 and 6 so that the tilt angle becomes nearly continuous at the interface 6e).

【0161】さらにまた、第5の実施の形態およびその
変形例において、偏光板8の偏光軸と、液晶層1の界面
1dにおける液晶分子の配向方向との間に形成される角
度は、15度〜75度の範囲、さらに望ましくは30度
〜60度の範囲に設定すれば、輝度−電圧特性が急峻
で、マルチプレックス駆動に適した液晶特性を得ること
ができる。
Further, in the fifth embodiment and its modification, the angle formed between the polarization axis of the polarizing plate 8 and the alignment direction of the liquid crystal molecules at the interface 1d of the liquid crystal layer 1 is 15 degrees. If the angle is set in the range of 75 to 75 degrees, and more desirably in the range of 30 to 60 degrees, it is possible to obtain a liquid crystal characteristic having a sharp luminance-voltage characteristic and suitable for multiplex driving.

【0162】また、第5の実施の形態およびその変形例
において、表示電圧無印加状態(オフ状態)を黒表示
(NB表示)として黒表示の視野角依存性を良好なもの
にしたい場合には、偏光板7の偏光軸方向を、偏光板8
の偏光軸方向と直交する方向からねじれ角の総和の分だ
けずらして配置すればよいが、直交方向から数度から十
数度の範囲で調整すれば、なお良好な表示特性を得るこ
とができる。表示電圧無印加時(オフ時)を白表示(N
W表示)として白状態の視野角特性を良好にしたい場合
には、偏光板7,8の偏光軸を平行方向を基準として上
記と同様に考えればよい。
In the fifth embodiment and its modification, when it is desired that the display voltage non-applied state (off state) is changed to black display (NB display) and the viewing angle dependence of black display is improved. The direction of the polarization axis of the polarizing plate 7
May be arranged by shifting by the sum of the torsion angles from the direction orthogonal to the polarization axis direction, but if the adjustment is made in the range of several degrees to several tens of degrees from the orthogonal direction, still good display characteristics can be obtained. . White display (N) when no display voltage is applied (off)
When it is desired to improve the viewing angle characteristics in the white state as (W display), it is only necessary to consider the polarization axes of the polarizing plates 7 and 8 in the parallel direction as a reference.

【0163】以上は、本発明をSTN型液晶表示装置に
実施した形態の説明であったが、次に、本発明をTN型
液晶表示装置に実施した形態を説明する。
The above is an explanation of an embodiment in which the present invention is applied to an STN type liquid crystal display device. Next, an embodiment in which the present invention is applied to a TN type liquid crystal display device will be described.

【0164】第6の実施の形態 本実施の形態の液晶表示装置の構成は基本的には図1に
示すものと同じであるので、図1を参照してその構造を
説明する。この液晶表示装置は、ねじれ角90度のTN
型液晶からなる液晶40と、負の一軸性光学媒体(図示
省略)を液晶層40とは逆の方向に90度ねじれ配列さ
せた位相板41とを備えている。液晶層40と位相板4
1とのリターデーションはほぼ等しく、液晶層1の位相
板側界面40aにおける液晶分子(図示省略)の配列方
向と、位相板41の液晶層側界面41aにおける負の一
軸性光学媒体の主軸方向とはほぼ平行となっている。な
お、図示していないが、透明基板42には電圧スイッチ
ング素子としてのTFTが形成されている。このTFT
は、MIMなどのダイオード素子で代用することもでき
る。
Sixth Embodiment The structure of a liquid crystal display device according to the present embodiment is basically the same as that shown in FIG. 1, and therefore the structure will be described with reference to FIG. This liquid crystal display device has a TN having a twist angle of 90 degrees.
A liquid crystal 40 composed of a type liquid crystal and a phase plate 41 in which a negative uniaxial optical medium (not shown) is twisted and arranged by 90 degrees in a direction opposite to the liquid crystal layer 40. Liquid crystal layer 40 and phase plate 4
1 are almost equal, the arrangement direction of liquid crystal molecules (not shown) at the phase plate side interface 40a of the liquid crystal layer 1 and the main axis direction of the negative uniaxial optical medium at the liquid crystal layer side interface 41a of the phase plate 41. Are almost parallel. Although not shown, a TFT as a voltage switching element is formed on the transparent substrate 42. This TFT
Can be replaced by a diode element such as MIM.

【0165】本実施の形態の液晶表示装置においては、
TNモードの動作を行わせるために、偏光板8の偏光軸
を、液晶層40の偏光板8側界面40bにおける液晶分
子の配列方向に対して平行あるいは直交させて配置して
いる。偏光板7の偏光軸は、偏光板8の偏光軸と直交す
るように配置され、このようにして偏光板8,7を配置
することでNB表示を行っている。
In the liquid crystal display device of the present embodiment,
In order to perform the TN mode operation, the polarizing axis of the polarizing plate 8 is arranged parallel or perpendicular to the alignment direction of the liquid crystal molecules at the interface 40 b of the liquid crystal layer 40 on the polarizing plate 8 side. The polarizing axis of the polarizing plate 7 is arranged so as to be orthogonal to the polarizing axis of the polarizing plate 8, and NB display is performed by arranging the polarizing plates 8 and 7 in this manner.

【0166】この液晶表示装置においては、液晶層40
のリターデーションが小さすぎる場合には表示電圧印加
時の明るさが十分でなくなる一方、液晶層40のリター
デーションが大きすぎる場合には視野角補償特性が低下
したり、液晶層40の厚み(セル厚)が厚くなって応答
速度が低下したりする。このことから、液晶層40のリ
ターデーションは300nm以上に設定するのが望まし
く、400〜500nm付近に設定するのがさらに望ま
しい。
In this liquid crystal display device, the liquid crystal layer 40
When the retardation of the liquid crystal layer 40 is too small, the brightness when the display voltage is applied is not sufficient. On the other hand, when the retardation of the liquid crystal layer 40 is too large, the viewing angle compensation characteristic is deteriorated or the thickness of the liquid crystal layer 40 (cell Thickness), and the response speed decreases. For this reason, the retardation of the liquid crystal layer 40 is desirably set to 300 nm or more, and more desirably around 400 to 500 nm.

【0167】本実施の形態においても、光学補償の原理
は第1の実施の形態で説明したのと同様の原理であり、
表示電圧無印加状態で非常に良好な視野角特性の黒表示
を行うことができる。
Also in this embodiment, the principle of optical compensation is the same as that described in the first embodiment.
Black display with very good viewing angle characteristics can be performed in the state where no display voltage is applied.

【0168】ところで、一般に、透明基板にスイッチン
グ素子を設けたアクティブマトリクス型の液晶表示装置
では、コントラストが高く中間調特性が良好であるの
で、RGB3つの色画素の混色により、フルカラー画像
を表示するディスプレイとして用いられることが多い。
この場合、黒表示が視野角によって変化しないことは、
表示コントラストから見た視野角範囲を拡大するととも
に、視野角による表示色相の変化をなくす意味で特に重
要である。NW表示に基づく従来の液晶表示装置では、
印加する表示電圧が不足すると黒表示特性が劣化するた
め極端に視野角特性が悪くなる。これに対して、本実施
の形態の液晶表示装置においては、良好な黒表示が表示
電圧ゼロの状態で実現されているので、駆動ICの耐圧
や駆動信号の制約により液晶層40に十分な電圧が印加
できない場合でも、白輝度がわずかに低下するのみで、
コントラストや色相の視野角依存は非常に良好なものに
保たれる。これは、携帯用機器などで電源電圧が十分に
取れない場合や、消費電力を低減したい場合、さらには
搭載機器からの電磁波の輻射を低減したい場合に、視野
角特性を大幅に低下させなくてよいという利点につなが
る。
In general, an active matrix type liquid crystal display device having a switching element provided on a transparent substrate has a high contrast and good halftone characteristics. Therefore, a display for displaying a full-color image by mixing three color pixels of RGB. Often used as
In this case, the fact that the black display does not change with the viewing angle is
This is particularly important in that the viewing angle range viewed from the display contrast is expanded and the change in display hue due to the viewing angle is eliminated. In a conventional liquid crystal display device based on NW display,
If the display voltage to be applied is insufficient, the black display characteristics deteriorate, so that the viewing angle characteristics extremely deteriorate. On the other hand, in the liquid crystal display device of the present embodiment, good black display is realized in a state where the display voltage is zero, so that a sufficient voltage is applied to the liquid crystal layer 40 due to the withstand voltage of the driving IC and the restriction of the driving signal. Is not applied, only the white brightness decreases slightly.
The viewing angle dependence of contrast and hue is kept very good. This is because when the power supply voltage cannot be sufficiently obtained with a portable device, etc., or when it is desired to reduce power consumption, or when it is desired to reduce the radiation of electromagnetic waves from a mounted device, the viewing angle characteristics need not be significantly reduced. It leads to the advantage of being good.

【0169】表1は本発明の液晶表示装置と、2種類の
NW表示の液晶表示装置(従来例)とについて、駆動電
圧5ボルトおよび3.3ボルトで駆動させた場合の表示
特性を比較した実験結果である。
Table 1 compares the display characteristics of the liquid crystal display device of the present invention and two types of NW display liquid crystal display devices (conventional examples) when driven at a driving voltage of 5 volts and 3.3 volts. It is an experimental result.

【0170】[0170]

【表1】 [Table 1]

【0171】すなわち、本実施の形態のNB表示の液晶
表示装置を、3.3ボルトと5ボルトとの2種類の信号
電圧で駆動させた場合を考える。この場合、3.3ボル
ト駆動では、5ボルト駆動に比べて白表示の透過率が1
0%程度低下するものの、正面から見た場合の黒表示の
状態は100対1以上の非常に良好なコントラストを得
ることができ、5ボルト駆動と同等の結果が得られる。
一方、NW表示では、3.3ボルト駆動すると、両方式
とも十分なコントラストを得ることができない。
That is, consider a case where the liquid crystal display device of the NB display according to the present embodiment is driven by two kinds of signal voltages of 3.3 volts and 5 volts. In this case, the transmittance of white display is 1 in the 3.3 volt drive as compared with the 5 volt drive.
Although reduced by about 0%, in the state of black display when viewed from the front, a very good contrast of 100: 1 or more can be obtained, and a result equivalent to 5 volt drive can be obtained.
On the other hand, in NW display, when driving at 3.3 volts, sufficient contrast cannot be obtained in both types.

【0172】また、本実施の形態の液晶表示装置を3.
3ボルトの信号電圧で駆動した場合の視野角特性は、本
発明の特徴となる位相板を設けたNB表示の液晶表示装
置を5ボルトの信号電圧で駆動した場合に比べてほとん
ど遜色がなく、本発明の特徴である位相板を有しない従
来のNW型の液晶表示装置を5ボルトの信号電圧で駆動
した場合や従来型の位相板付きのNW表示の液晶表示装
置を3.3ボルト駆動した場合に比べるとはるかに良好
なものとなる。
Further, the liquid crystal display device of this embodiment is described in 3.
The viewing angle characteristics when driven by a signal voltage of 3 volts are almost the same as those when the NB display liquid crystal display device provided with a phase plate is driven by a signal voltage of 5 volts. A conventional NW type liquid crystal display device having no phase plate, which is a feature of the present invention, is driven by a signal voltage of 5 volts, or a conventional NW type liquid crystal display device with a phase plate is driven by 3.3 volts. It is much better than it is.

【0173】また、本実施の形態の液晶表示装置では、
NW表示の5ボルト駆動と同様に低粘性の液晶材料が使
用できるため、応答へ速度も5Omsec以下と十分良
好となる。
In the liquid crystal display device of the present embodiment,
Since a low-viscosity liquid crystal material can be used as in the case of 5 volt drive for NW display, the response speed is sufficiently good at 5 Omsec or less.

【0174】このことから、本実施の形態の液晶表示装
置は、携帯型コンピュータをはじめとする3.3ボルト
ロジックの各種機器に、液晶表示装置用の昇圧回路を付
加することなく組み込めるという特長を有し、機器のコ
ンパクト化や低価格化に貢献することができる。また液
晶表示装置での消費電力も約半分に低減され、携帯機器
の電池寿命を伸ばしたり、バッテリー部分を軽量化した
りすることができる。
From this, the liquid crystal display device of this embodiment has a feature that it can be incorporated into a 3.3-volt logic device such as a portable computer without adding a booster circuit for the liquid crystal display device. It can contribute to downsizing and cost reduction of equipment. Further, the power consumption of the liquid crystal display device is reduced to about half, so that the battery life of the portable device can be extended and the weight of the battery portion can be reduced.

【0175】なお、上述した説明では、液晶層と位相板
とは、リターデーションとねじれ角が等しく、液晶層1
の位相板側界面40aにおける液晶分子(図示省略)の
配列方向と、位相板41の液晶層側界面41aにおける
負の一軸性光学媒体の主軸方向とはほぼ平行となってい
るとしたが、本実施の形態はこのようなものに限定され
るものではない。
In the above description, the liquid crystal layer and the phase plate have the same retardation and the same twist angle, and
Although the arrangement direction of the liquid crystal molecules (not shown) at the phase plate-side interface 40a of the above is substantially parallel to the main axis direction of the negative uniaxial optical medium at the liquid crystal layer-side interface 41a of the phase plate 41. The embodiment is not limited to this.

【0176】すなわち、液晶層1の位相板側界面40a
における液晶分子(図示省略)の配列方向と、位相板4
1の液晶層側界面41aにおける負の一軸性光学媒体の
主軸方向との間に形成される角度が10度以下、さらに
望ましくは5度以下であり、一方のねじれ方向を正とし
た符号を考慮した、液晶層40と位相板41とのねじれ
角の総和が−10度から+10度の間にあれば、実用的
には十分な表示特性を得ることができる。
That is, the phase plate side interface 40a of the liquid crystal layer 1
Alignment direction of liquid crystal molecules (not shown) and phase plate 4
The angle formed between the liquid crystal layer-side interface 41a and the main axis direction of the negative uniaxial optical medium is 10 degrees or less, more preferably 5 degrees or less, and a sign in which one twist direction is positive is taken into consideration. If the sum of the twist angles of the liquid crystal layer 40 and the phase plate 41 is between -10 degrees and +10 degrees, practically sufficient display characteristics can be obtained.

【0177】また、液晶層40および位相板41のねじ
れ角は、いずれも70度から110度の範囲にあるのが
望ましい。これらの場合、2枚の偏光板7,8の偏光軸
の方向を上述した方向から若干調整すれば表示特性はさ
らに良好になる。
It is desirable that the twist angles of the liquid crystal layer 40 and the phase plate 41 are both in the range of 70 to 110 degrees. In these cases, the display characteristics can be further improved by slightly adjusting the directions of the polarization axes of the two polarizing plates 7 and 8 from the directions described above.

【0178】さらに、実際の液晶表示装置では、前述し
たように、液晶のガンマ特性に伴う信号処理や透明基板
上のスイッチング素子の特性が不十分であるため、表示
電圧無印加状態で液晶層に若干ながら電圧(オフ電圧)
が印加される。このようなオフ電圧により、表示電圧無
印加状態でも液晶分子がわずかに立ち上がった状態とな
りやすい。
Further, in an actual liquid crystal display device, as described above, signal processing accompanying the gamma characteristic of the liquid crystal and the characteristics of the switching element on the transparent substrate are insufficient. Voltage (off voltage) slightly
Is applied. Due to such off-state voltage, the liquid crystal molecules tend to slightly rise even when no display voltage is applied.

【0179】このようなことに鑑みて、本実施の形態の
液晶表示装置では、位相板41のリターデーションは、
液晶層40のリターデーションに等しいか、それよりわ
ずかに小さく設定するのが望ましい。実験によれば、位
相板41のリターデーションを液晶層40のリターデー
ションの95%から100%の間に設定すれば、ほとん
どの信号処理回路やスイッチング素子に対して良好な特
性を与えることが分かっている。
In view of the above, in the liquid crystal display device of the present embodiment, the retardation of the phase plate 41 is
It is desirable to set the retardation equal to or slightly smaller than the retardation of the liquid crystal layer 40. According to an experiment, when the retardation of the phase plate 41 is set between 95% and 100% of the retardation of the liquid crystal layer 40, good characteristics are given to most signal processing circuits and switching elements. ing.

【0180】なお、位相板41のリターデーションを小
さくする代わりに、位相板41が有する負の一軸性光学
媒体の主軸を傾ければ、さらに良好な視野角特性を得る
ことができる。また、第2の実施の形態と同様に、位相
板41の等価的なリターデーションが、液晶層40のリ
ターデーションの95%から100%の間にあれば、ほ
とんどの信号処理回路やスイッチング素子に対して良好
な特性を得ることができる。
If the main axis of the negative uniaxial optical medium of the phase plate 41 is inclined instead of reducing the retardation of the phase plate 41, more excellent viewing angle characteristics can be obtained. Further, as in the second embodiment, if the equivalent retardation of the phase plate 41 is between 95% and 100% of the retardation of the liquid crystal layer 40, most of the signal processing circuits and switching elements are provided. Good characteristics can be obtained.

【0181】位相板41が有する負の一軸性光学媒体の
主軸のチルト角が位相板厚み方向に分布を持つ場合、負
の一軸性光学媒体のチルト角が液晶分子のチルト角に比
べて大きすぎる部分があると、その部分の視野角特性が
大きくなりすぎるので好ましくない。この場合は、液晶
層40が有する液晶分子のプレチルト角の3倍を越えな
いように、負の一軸性光学媒体のチルト角の最大値を設
定するのが望ましく、液晶分子のプレチルト角の2倍を
越えないように、負の一軸性光学媒体のチルト角を設定
するのがさらに望ましい。
When the tilt angle of the main axis of the negative uniaxial optical medium of the phase plate 41 has a distribution in the thickness direction of the phase plate, the tilt angle of the negative uniaxial optical medium is too large as compared with the tilt angle of the liquid crystal molecules. If there is a portion, the viewing angle characteristics of that portion become too large, which is not preferable. In this case, it is desirable to set the maximum value of the tilt angle of the negative uniaxial optical medium so as not to exceed three times the pretilt angle of the liquid crystal molecules included in the liquid crystal layer 40. It is more desirable to set the tilt angle of the negative uniaxial optical medium so as not to exceed.

【0182】また、液晶層40の表示電圧無印加状態に
おける液晶分子の配列状態が、シミュレーション等によ
って分かっている場合には、第3の実施の形態で説明し
たのと同様に、位相板41が有する負の一軸性光学媒体
をこれに対応して配列させれば、さらに良好な視野角特
性を得ることができる。
When the arrangement state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 40 in the state where no display voltage is applied is known by simulation or the like, the phase plate 41 is set in the same manner as described in the third embodiment. If the negative uniaxial optical medium is arranged correspondingly, more excellent viewing angle characteristics can be obtained.

【0183】第7の実施の形態 本実施の形態の液晶表示装置は、TN型の液晶層40を
有するものの、その構成は、基本的には図13に示すも
の(第4の実施の形態)と同様であるので、図13を参
照して説明する。なお、本実施の形態においては、第4
の実施の形態と同一ないしは同様の部分には同一の符号
を付している。
Seventh Embodiment Although the liquid crystal display device of the present embodiment has a TN type liquid crystal layer 40, the configuration is basically the same as that shown in FIG. 13 (fourth embodiment). Therefore, description will be made with reference to FIG. In the present embodiment, the fourth
The same or similar parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0184】本実施の形態の液晶表示装置は、2枚に分
割された第1,第2の位相板41A,41Bを備え、こ
れら位相板41A,41Bを液晶層40から見て表裏に
配置した構成をとっている。本実施の形態においても、
第4の実施の形態で説明したのと同様の原理で、視野角
特性が向上するうえ、視野角対称性も向上する。
The liquid crystal display device of the present embodiment includes first and second phase plates 41A and 41B divided into two, and these phase plates 41A and 41B are arranged on the front and back as viewed from the liquid crystal layer 40. It has a configuration. Also in the present embodiment,
According to the same principle as that described in the fourth embodiment, the viewing angle characteristics are improved, and the viewing angle symmetry is also improved.

【0185】なお、液晶層40と第1,第2の位相板4
1A,41Bの近接面における液晶分子や光学媒体の主
軸が相互になす角度は、すべての近接面で10度以内、
より望ましくは5度以内にするのがよい。すなわち、液
晶層40の第1の位相板側界面40bにおける液晶分子
(図示省略)の配列方向と、第1の位相板6Aの液晶層
側界面41bにおける負の一軸性光学媒体(図示省略)
の主軸方向とがなす角度は10度、より望ましくは5度
以内にするのが望ましい。同様に、液晶層40の第2の
位相板側界面40cにおける液晶分子(図示省略)の配
列方向と、第2の位相板41Bの液晶層側界面41cに
おける負の一軸性光学媒体(図示省略)の主軸方向とが
なす角度は10度、より望ましくは5度以内にするのが
望ましい。
The liquid crystal layer 40 and the first and second phase plates 4
The angles formed by the main axes of the liquid crystal molecules and the optical medium on the adjacent surfaces of 1A and 41B are within 10 degrees on all the adjacent surfaces.
More preferably, it is better to be within 5 degrees. That is, the arrangement direction of the liquid crystal molecules (not shown) at the first phase plate-side interface 40b of the liquid crystal layer 40 and the negative uniaxial optical medium (not shown) at the liquid crystal layer-side interface 41b of the first phase plate 6A.
It is desirable that the angle between the main axis direction and the main axis direction is 10 degrees, more preferably, 5 degrees or less. Similarly, the arrangement direction of liquid crystal molecules (not shown) at the second phase plate-side interface 40c of the liquid crystal layer 40 and the negative uniaxial optical medium (not shown) at the liquid crystal layer-side interface 41c of the second phase plate 41B. It is desirable that the angle between the main axis direction and the main axis direction is 10 degrees, more preferably, 5 degrees or less.

【0186】第1、第2の位相板41A,41Bの負の
一軸性光学媒体の主軸がチルト角をもつ場合には、第1
の位相板41Aと液晶層40との間、および第2の位相
板41Bと液晶層40との間で互いに近接し合う界面
(界面41bと界面40b、ないしは界面41cと界面
40c)においてチルト角が連続に近くなるように、位
相板41A,41Bの界面41b,41cにおける負の
一軸性光学媒体の主軸方向およびプレチルト角を設定す
るのが望ましい。
When the main axis of the negative uniaxial optical medium of the first and second phase plates 41A and 41B has a tilt angle, the first
The tilt angle at the interface (interface 41b and interface 40b or interface 41c and interface 40c) close to each other between the phase plate 41A and the liquid crystal layer 40 and between the second phase plate 41B and the liquid crystal layer 40. It is desirable to set the main axis direction and the pretilt angle of the negative uniaxial optical medium at the interfaces 41b and 41c of the phase plates 41A and 41B so as to be close to continuous.

【0187】また、偏光板7,8の配置角については、
次のようにすればよい。すなわち、第2の位相板41B
の偏光板8側界面41dにおける負の一軸性光学媒体の
主軸方向と偏光板8の偏光軸方向を平行または直交配置
し、第1の位相板41Aの位相板7側界面41aにおけ
る負の一軸性光学媒体の主軸方向と偏光板7の偏光軸方
向とを、前者が平行配置の場合には直交配置し、前者が
直交配置の場合には平行配置することを基本とする。そ
して、この基準位置に、他のパラメータに応じて、10
度程度までの範囲で偏光板7,8の配置角度を調整すれ
ばよい。
Regarding the arrangement angles of the polarizing plates 7 and 8,
You can do as follows. That is, the second phase plate 41B
The main axis direction of the negative uniaxial optical medium at the polarizing plate 8 side interface 41d and the polarization axis direction of the polarizing plate 8 are arranged parallel or orthogonal to each other, and the negative uniaxial property at the phase plate 7 side interface 41a of the first phase plate 41A. The principal axis direction of the optical medium and the polarization axis direction of the polarizing plate 7 are basically arranged orthogonally when the former is parallel arrangement, and are arranged parallel when the former is orthogonal arrangement. Then, at this reference position, 10
The arrangement angle of the polarizing plates 7 and 8 may be adjusted in a range up to about degrees.

【0188】第1,第2の位相板41A,41Bのリタ
ーデーションとねじれ角については次のようにすればよ
い。すなわち、第1,第2の位相板41A,41Bのリ
ターデーションの合計、およびねじれ角の合計が、第6
の実施の形態で1枚の位相板41に対して説明した条件
を満たせばよい。なお、第1,第2の位相板41A,4
1Bはリターデーション等の光学特性が必ずしも等価に
なるように分割しなくても、ここで説明した効果は発揮
される。
The retardation and torsion angle of the first and second phase plates 41A and 41B may be set as follows. That is, the sum of the retardation of the first and second phase plates 41A and 41B and the sum of the torsion angles are equal to the sixth.
The condition described for one phase plate 41 in the above embodiment may be satisfied. The first and second phase plates 41A, 41A
1B can achieve the effects described herein without dividing the optical characteristics such as retardation so that the optical characteristics are not necessarily equivalent.

【0189】第8の実施の形態 本実施の形態の液晶表示装置は、TN型の液晶層40を
有しているものの、その構成は基本的には、図15に示
す第5の実施の形態の液晶表示装置と同じものであるの
で、図15を参照して説明する。なお、本実施の形態に
おいては、第5の実施の形態と同一ないしは同様の部分
には同一の符号を付している。
Eighth Embodiment Although the liquid crystal display of this embodiment has a TN type liquid crystal layer 40, the structure is basically the same as that of the fifth embodiment shown in FIG. Since it is the same as the liquid crystal display device of FIG. Note that, in the present embodiment, the same or similar parts as in the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0190】本実施の形態の液晶表示装置の特徴は、T
N型の液晶層40とは逆方向にねじれた負の屈折率異方
性をもつ一軸性光学媒体(負の一軸性光学媒体)を備え
た位相板(負の位相板)41に加えて、液晶層と同一方
向にねじれた正の屈折率異方性をもつ一軸性光学媒体
(正の一軸性光学媒体)を備えた位相板(正の位相板)
43を有している。この位相板43の構成は第5の実施
の形態で説明した正の位相板18と同様の構成を備えて
いる。
The feature of the liquid crystal display of this embodiment is that
In addition to a phase plate (negative phase plate) 41 provided with a uniaxial optical medium (negative uniaxial optical medium) having a negative refractive index anisotropy twisted in the opposite direction to the N-type liquid crystal layer 40, Phase plate (positive phase plate) provided with a uniaxial optical medium (positive uniaxial optical medium) having a positive refractive index anisotropy twisted in the same direction as the liquid crystal layer
43. The configuration of the phase plate 43 has the same configuration as that of the positive phase plate 18 described in the fifth embodiment.

【0191】本実施の形態に示した構成においても、第
5の実施の形態で説明したのと同様の原理で、正の位相
板43が液晶表示特性の方位角依存を緩和あるいは平均
化し、負の位相板41がこの視野角依存を補償するの
で、第6の実施の形態に比べて視野角特性がさらに向上
する。
Also in the structure shown in the present embodiment, the positive phase plate 43 relaxes or averages the azimuth angle dependence of the liquid crystal display characteristics, and uses the same principle as that described in the fifth embodiment. The phase plate 41 compensates for this viewing angle dependency, so that the viewing angle characteristics are further improved as compared with the sixth embodiment.

【0192】第5の実施の形態では、液晶層1のねじれ
角と正の位相板18のねじれ角との合計を360度程度
に設定した。本実施の形態でも、液晶層40のねじれ角
と正の位相板43のねじれ角との合計を360度程度に
設定すれば視野角依存性を各方位に分散させることがで
きるが、TN型液晶層40はねじれ角が約90度とST
N型の液晶層1に比べて狭いので、この合計のねじれ角
が180度以上であれば実用上十分な視野角拡大効果を
得ることができる。
In the fifth embodiment, the total of the twist angle of the liquid crystal layer 1 and the twist angle of the positive phase plate 18 is set to about 360 degrees. Also in the present embodiment, if the total of the twist angle of the liquid crystal layer 40 and the twist angle of the positive phase plate 43 is set to about 360 degrees, the viewing angle dependency can be dispersed in each direction. The layer 40 has a twist angle of about 90 degrees and ST
Since it is narrower than the N-type liquid crystal layer 1, if the total twist angle is 180 degrees or more, a practically sufficient viewing angle expanding effect can be obtained.

【0193】本実施の形態の構成では、液晶層40、位
相板43,41のねじれ角の関係が次の(9)式の範囲
にあることが望ましい。
In the structure of the present embodiment, it is desirable that the relationship between the twist angles of the liquid crystal layer 40 and the phase plates 43 and 41 be within the range of the following expression (9).

【0194】 −10°≦ΩLC+Ωp+Ωn≦10°…(9) ΩLC:液晶層40を構成する液晶分子のねじれ角 Ωp:正の位相板43を構成する正の一軸性光学媒体の
ねじれ角 Ωn:負の位相板41を構成する負の一軸性光学媒体の
ねじれ角 なお、ねじれ方向は、左ねじれを正、右ねじれを負とし
ており、位相板43,41のリターデーションは、位相
板43,41が有する一軸性光学媒体が傾斜配列をもつ
場合には、等価的なリターデーションとしている。
−10 ° ≦ ΩLC + Ωp + Ωn ≦ 10 ° (9) ΩLC: twist angle of liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer 40 Ωp: twist angle of the positive uniaxial optical medium forming the positive phase plate 43 Ωn: negative The twisting direction of the negative uniaxial optical medium constituting the phase plate 41 is positive for left-handed twist and negative for right-handed twist. The retardation of the phase plates 43, 41 is as follows. If the uniaxial optical medium has a tilted arrangement, the retardation is equivalent.

【0195】次に、液晶層40と位相板41,43との
間のリターデーションの望ましい関係について説明す
る。本実施の形態では、正の位相板43は液晶層40の
延長とみなされる構造をもつのが望ましいので、そのリ
ターデーションRpは次に示す(10)式で求められる
Rpoの値を基本として考えればよい。
Next, a desirable relationship of the retardation between the liquid crystal layer 40 and the phase plates 41 and 43 will be described. In the present embodiment, it is desirable that the positive phase plate 43 has a structure that can be regarded as an extension of the liquid crystal layer 40. Therefore, its retardation Rp is considered based on the value of Rpo obtained by the following equation (10). I just need.

【0196】Rpo=RLC×Ωp/ΩLC…(10) RLC:液晶層40のリターデーション Ωp:正の位相板43を構成する正の一軸性光学媒体の
ねじれ角 ΩLC:液晶層40を構成する液晶分子のねじれ角 第6の実施の形態で説明したように、アクティブマトリ
クス型の液晶表示装置においては、表示電圧無印加状態
(オフ状態)でも液晶分子がわずかに立ち上がった状態
となることが多い。このため、正の位相板43のリター
デーションを上記した(10)式で定まる値より2〜3
%程度小さく設定したり、正の位相板43を構成する正
の一軸性光学媒体をチルト配列させたりすれば、より良
好な表示特性が得られる。
Rpo = RLC × Ωp / ΩLC (10) RLC: retardation of liquid crystal layer 40 Ωp: twist angle of positive uniaxial optical medium forming positive phase plate 43 ΩLC: liquid crystal forming liquid crystal layer 40 Twist Angle of Molecules As described in the sixth embodiment, in an active matrix type liquid crystal display device, liquid crystal molecules often slightly rise even when no display voltage is applied (off state). For this reason, the retardation of the positive phase plate 43 is 2-3 times smaller than the value determined by the above equation (10).
% Or a tilt arrangement of the positive uniaxial optical medium constituting the positive phase plate 43 can provide better display characteristics.

【0197】なお、正の位相板43を構成する正の一軸
性光学媒体のチルト配列の方向は液晶分子のチルト方向
と一致させるのがよい。
It is preferable that the direction of the tilt arrangement of the positive uniaxial optical medium constituting the positive phase plate 43 coincides with the tilt direction of the liquid crystal molecules.

【0198】本実施の形態の構成においては、負の位相
板41のリターデーションのうち一部分が正の位相板4
3の特性を補償し、負の位相板41の残りの部分のリタ
ーデーションが液晶層40の特性を補償するものと考え
られる。従って、負の位相板41のリターデーションの
うち液晶層40の特性を補償する部分は、Rneff−Rpe
ffとなる。第6の実施の形態で説明したのと同様の理由
で、Rneff−RpeffとRLCの間に、次に示す(11)式
の関係が成り立つのが望ましい。
In the structure of the present embodiment, a part of the retardation of the negative
It is considered that the characteristics of the liquid crystal layer 40 are compensated for by compensating for the characteristics of the liquid crystal layer 40. Therefore, the part of the retardation of the negative phase plate 41 that compensates for the characteristics of the liquid crystal layer 40 is Rneff-Rpe
ff. For the same reason as described in the sixth embodiment, it is desirable that the following relationship (11) be established between Rneff-Rpeff and RLC.

【0199】 0.95≦(Rn−Rpeff)/RLC≦1…(11) また、本実施の形態においても、液晶層40と各位相板
43,41との間において、その互いに近接し合う面に
おける液晶分子や正負の一軸性光学媒体の主軸が相互に
なす角度は、すべての近接面で10度以内にするのが望
ましく、5度以下にするのがさらに望ましい。さらに
は、位相板43,41における正負の一軸性光学媒体の
主軸がチルト角をもつ場合には、液晶層40,位相板4
3,41の液晶分子および正負の一軸性光学媒体の主軸
のチルト角および配向方向を次のように設定するのが望
ましい。すなわち、液晶層40と位相板43との間、お
よび位相板43と位相板41との間において、互いの近
接面でチルト角が連続に近くなるように、上記したチル
ト角および配向方向を設定するのが望ましい。
0.95 ≦ (Rn−Rpeff) / RLC ≦ 1 (11) Also in the present embodiment, between the liquid crystal layer 40 and each of the phase plates 43 and 41, the surfaces which are close to each other. The angle formed by the liquid crystal molecules and the main axes of the positive and negative uniaxial optical media in each other is preferably within 10 degrees on all adjacent surfaces, and more preferably 5 degrees or less. Further, when the main axes of the positive and negative uniaxial optical media in the phase plates 43 and 41 have a tilt angle, the liquid crystal layer 40 and the phase plate 4
It is desirable to set the tilt angles and the orientation directions of the principal axes of the 3,41 liquid crystal molecules and the positive and negative uniaxial optical media as follows. That is, between the liquid crystal layer 40 and the phase plate 43 and between the phase plate 43 and the phase plate 41, the above-described tilt angles and orientation directions are set so that the tilt angles are close to each other on the mutually adjacent surfaces. It is desirable to do.

【0200】また、偏光板7,8の配置角については、
次のように設定する。すなわち、偏光板8の偏光軸とそ
れに隣接する液晶層1では、その近接面側において、偏
光板8の偏光軸と液晶層1の液晶分子の主軸方向とが平
行または直交で、偏光板7の主軸方向は偏光板8の主軸
方向と直交する配置から(9)式で示されたねじれ角の
総和の分だけずらした配置を基本とする。そして、この
ような基本配置を基にして、他のパラメータに応じて、
10度程度までの範囲で偏光板7,8の配置角度を調整
すればよい。液晶層40のねじれ角やリターデーション
については第6の実施の形態と同様の範囲に設定するの
が望ましい。
Regarding the arrangement angles of the polarizing plates 7 and 8,
Set as follows. That is, in the polarizing axis of the polarizing plate 8 and the liquid crystal layer 1 adjacent thereto, the polarizing axis of the polarizing plate 8 and the main axis direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 1 are parallel or orthogonal to each other on the near surface side. The principal axis direction is basically shifted from the arrangement orthogonal to the principal axis direction of the polarizing plate 8 by the sum of the twist angles shown in the expression (9). And, based on such a basic arrangement, according to other parameters,
The arrangement angle of the polarizing plates 7 and 8 may be adjusted within a range of up to about 10 degrees. It is desirable that the twist angle and the retardation of the liquid crystal layer 40 are set in the same ranges as in the sixth embodiment.

【0201】第8の実施の形態の変形例 第8の実施の形態の液晶表示装置において、正負の位相
板43,41のいずれか一方または双方を2枚の位相板
に分割し、液晶層40の上下に1枚づつ配置したとこ
ろ、さらに良好な表示特性を得ることができた。
Modification of Eighth Embodiment In the liquid crystal display device of the eighth embodiment, one or both of the positive and negative phase plates 43 and 41 are divided into two phase plates, and the liquid crystal layer 40 is formed. By arranging one by one above and below, better display characteristics could be obtained.

【0202】これは、第5の実施の形態の変形例3で説
明したのと同様の理由によると考えられ、どちらかとい
えば負の位相板41を分割する方が、より大きな視野角
特性向上効果が得られる。
This is considered to be due to the same reason as described in the third modification of the fifth embodiment, and if the negative phase plate 41 is divided, the viewing angle characteristic can be more greatly improved. The effect is obtained.

【0203】なお、液晶層40と各位相板43,41の
近接面における液晶分子や正負の一軸性光学媒体の主軸
とが相互になす角度や偏光板7,8の配置角について
は、第8の実施の形態に述べた範囲に設定すればよい。
The angle between the liquid crystal layer 40 and the main axes of the liquid crystal molecules and the positive and negative uniaxial optical media on the adjacent surfaces of the phase plates 43 and 41 and the arrangement angle of the polarizing plates 7 and 8 are as follows. The range may be set within the range described in the embodiment.

【0204】次に、上記した各実施の形態で用いられる
負の屈折率異方性を有する位相板の製造方法について説
明する。
Next, a method of manufacturing a phase plate having a negative refractive index anisotropy used in each of the above embodiments will be described.

【0205】負の屈折異方性をもつ光学媒体をねじれ配
列させた位相板は、高分子ネットワーク内にネマティッ
ク液晶を配列させた光学層を形成した後に、ネマティッ
ク液晶をディスコティック液晶に置換することにより作
製することができる。これは、方向制御やねじれ構造の
付与が困難なディスコティック液晶を、比較的容易に配
列制御できるネマティック液晶と置換することにより、
所望の配列分布させるものである。より具体的で好まし
い作製方法としては、図18に工程図を示す方法があ
る。
A phase plate in which an optical medium having negative refractive anisotropy is twisted is formed by forming an optical layer in which nematic liquid crystals are arranged in a polymer network, and then replacing the nematic liquid crystals with discotic liquid crystals. Can be produced. This is achieved by replacing the discotic liquid crystal, which is difficult to control the direction and impart a twisted structure, with a nematic liquid crystal, which can control alignment relatively easily.
A desired array distribution is provided. As a more specific and preferable manufacturing method, there is a method shown in FIG.

【0206】まず、18(a)に示すように、例えばセ
ルロース・トリアセテートなどの光学的に等方的なフィ
ルム基材101の表面を、ラビングロール102を用い
たラビング処理などにより配向処理する。このとき、フ
ィルム基材101表面にポリイミドなどの配向膜を形成
しておいてもよい。
First, as shown in FIG. 18A, the surface of an optically isotropic film substrate 101 such as cellulose triacetate is subjected to an orientation treatment by a rubbing treatment using a rubbing roll 102 or the like. At this time, an alignment film such as polyimide may be formed on the surface of the film substrate 101.

【0207】次いで、図18(b)に示すように、ネマ
ティック液晶と光重合型の高分子との混合物103を、
ロールコート法によりフィルム機材101上に塗布す
る。図中、符号104は混合物103の塗布を行うロー
ルコータのロールである。混合物103は必要により溶
媒に溶かしても構わない。また、混合物103の塗布は
スピンコートや各種の印刷法を用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 18B, a mixture 103 of a nematic liquid crystal and a photopolymerizable polymer was prepared.
It is applied on the film equipment 101 by a roll coating method. In the figure, reference numeral 104 denotes a roll of a roll coater for applying the mixture 103. The mixture 103 may be dissolved in a solvent if necessary. Further, the mixture 103 may be applied by spin coating or various printing methods.

【0208】このようにして、光重合型の高分子ととも
にフィルム基材101に塗布するネマティック液晶には
若干のカイラル物質(例えばメルク社製のS−811)
を添加しておき、ねじれ構造をもたせておく。一方、光
重合型の高分子としては紫外線硬化型のアクリル樹脂な
どを用いる。混合物103を溶媒に溶かしておく場合に
は、次に説明する工程の前に乾燥により溶媒をとばして
おく。
As described above, the nematic liquid crystal applied to the film substrate 101 together with the photopolymerizable polymer has some chiral substance (for example, S-811 manufactured by Merck).
To give a twisted structure. On the other hand, an ultraviolet curable acrylic resin or the like is used as the photopolymerizable polymer. When the mixture 103 is dissolved in a solvent, the solvent is removed by drying before the step described below.

【0209】次に図18(c)に示すように、混合物1
03に紫外線光105を照射することにより、光重合型
の高分子を重合させて混合物103内に高分子ネットワ
ークを形成する。このように形成された高分子ネットワ
ークにより、ねじれ構造を有するネマティック液晶分子
の配列が安定化する。なお、照射する光は光重合型の高
分子がネットワークを形成する波長であれば可視光でも
かまわない。
Next, as shown in FIG.
By irradiating 03 with ultraviolet light 105, the photopolymerizable polymer is polymerized to form a polymer network in the mixture 103. The arrangement of the nematic liquid crystal molecules having a twisted structure is stabilized by the polymer network thus formed. Note that the irradiation light may be visible light as long as the wavelength is such that the photopolymerizable polymer forms a network.

【0210】その後、図18(d)に示すように、メタ
ノール、エタノール等のネマティック液晶を溶解させる
溶媒106を用意し、この溶媒106に、高分子ネット
ワークが形成されたフィルム基材101を浸析し、これ
により、フィルム基材101上の混合物103からネマ
ティック液晶を選択的に除去する。浸析する代わりに、
フィルム基材101上に溶媒106をシャワー状に注い
でも、ネマティック液晶を選択的に除去することができ
る。
Thereafter, as shown in FIG. 18D, a solvent 106 for dissolving a nematic liquid crystal such as methanol or ethanol is prepared, and the film base 101 on which the polymer network is formed is immersed in the solvent 106. Thus, the nematic liquid crystal is selectively removed from the mixture 103 on the film substrate 101. Instead of immersion,
Even if the solvent 106 is poured onto the film substrate 101 in a shower shape, the nematic liquid crystal can be selectively removed.

【0211】次いで、図18(e)に示すように、溶媒
106中から引き上げたフィルム基材101上に、シリ
ンジ109によりディスコティック液晶108を滴下す
る。ディスコティック液晶108としては、例えば、ト
リフェニルレン系の化合物、ベンゼン環の側鎖として長
鎖型あるいは板状の官能基が配置されたベンゼン誘導体
を用いる。
Next, as shown in FIG. 18E, a discotic liquid crystal 108 is dropped by a syringe 109 onto the film substrate 101 pulled up from the solvent 106. As the discotic liquid crystal 108, for example, a triphenylene-based compound or a benzene derivative in which a long-chain or plate-like functional group is arranged as a side chain of a benzene ring is used.

【0212】ディスコティック液晶108は、ネマティ
ック液晶の除去により空孔が形成された高分子ネットワ
ーク107に浸入して分散する。高分子ネットワーク1
07に形成されているネマティック液晶跡の空孔にはネ
マティック液晶のねじれ構造に対応した異方性を備えて
いるので、この空孔に浸透するディスコティック液晶1
08にもねじれ構造および異方性が与えられる。このね
じれ構造の形状は、上述したネマティック液晶へのカイ
ラル物質の添加量を調整することにより制御することが
できる。なお、このような工程においては、シリンジ1
09やフィルム101基材の加熱によりディスコティッ
ク液晶108の流動性を高めれば、プロセス時間の短縮
を図ったり、室温では液晶相をとらない物質を用いたり
することができる。
The discotic liquid crystal 108 penetrates and disperses into the polymer network 107 in which holes are formed by removing the nematic liquid crystal. Polymer Network 1
Since the holes in the trace of the nematic liquid crystal formed at 07 have anisotropy corresponding to the twisted structure of the nematic liquid crystal, the discotic liquid crystal 1 penetrating into the holes
08 also has a twisted structure and anisotropy. The shape of the twisted structure can be controlled by adjusting the amount of the chiral substance added to the nematic liquid crystal. In such a process, the syringe 1
If the fluidity of the discotic liquid crystal 108 is increased by heating the base material 09 or the film 101, the process time can be shortened, or a substance that does not take a liquid crystal phase at room temperature can be used.

【0213】また、シリンジ109による滴下操作の代
わりに、ディスコティック液晶108の中にフィルム基
材101を浸析したり、フィルム基材101上にディス
コティック液晶108をロールコート法や印刷法により
塗布してもよい。さらには、ディスコティック液晶10
8単体を用いる代わりに、ディスコティック液晶108
を適当な溶媒に溶かしたものを用意し、この溶媒に溶か
し込んだディスコティック液晶108をフィルム基材1
01上に滴下ないし塗布してもよい。この場合には、フ
ィルム基材101にディスコティック液晶108を浸透
させたのち、溶媒を除去する必要が生じる。
[0213] Instead of the dropping operation using the syringe 109, the film substrate 101 is immersed in the discotic liquid crystal 108, or the discotic liquid crystal 108 is coated on the film substrate 101 by a roll coating method or a printing method. May be. Furthermore, the discotic liquid crystal 10
8 instead of using a discotic liquid crystal 108
Is prepared in an appropriate solvent, and the discotic liquid crystal 108 dissolved in this solvent is
01 may be dropped or applied. In this case, it is necessary to remove the solvent after the discotic liquid crystal 108 has penetrated the film substrate 101.

【0214】次いで、図18(f)に示すように、余分
なディスコティック液晶108を除去する。これによ
り、ねじれ構造をもったディスコティック液晶108が
高分子ネットワーク107内に分散してなる光学層11
0が形成され、この光学層110を有するフィルム基材
101が、上述した負の屈折率異方性を有する位相板と
なる。なお、高分子ネットワーク107の添加量は、重
量比にして2〜3%程度にしておくのが望ましい。そう
すれば、ディスコティック液晶108に対して光学的影
響が小さくなる。
Next, as shown in FIG. 18F, the extra discotic liquid crystal 108 is removed. As a result, the optical layer 11 in which the discotic liquid crystal 108 having a twisted structure is dispersed in the polymer network 107 is formed.
0 is formed, and the film substrate 101 having the optical layer 110 becomes the above-described phase plate having the negative refractive index anisotropy. The amount of the polymer network 107 to be added is desirably about 2 to 3% by weight. Then, the optical influence on the discotic liquid crystal 108 is reduced.

【0215】このように形成した光学層110中のディ
スコティック液晶108の流動性が低く、位相板の物理
的安定性が良好な場合は、このまま位相板として用いて
も構わない。しかしながら、そうではなく、ディスコテ
ィック液晶108の流動性が高い場合には、光学層11
0の表面に、例えばセルロース・トリアセテート膜な
ど、光学層110に対して光学的に等方的な保護フィル
ム膜を形成して、光学層110を保護すれば、位相板の
光学的安定度や、機械的安定度ないし強度が増加する。
また、偏光板や他の位相板を光学層110上に積層する
場合には、これらの薄板を上述した保護フィルム膜の代
用とすることもできる。また、ディスコティック液晶1
08の流動性が高い場合には、光学層110およびフィ
ルム基材101を所定の大きさに裁断した後、その裁断
面を封止するのが望ましい。
When the discotic liquid crystal 108 in the optical layer 110 thus formed has low fluidity and good physical stability of the phase plate, the phase plate may be used as it is. However, otherwise, if the discotic liquid crystal 108 has a high fluidity, the optical layer 11
On the surface of 0, for example, a protective film film optically isotropic with respect to the optical layer 110, such as a cellulose triacetate film, to protect the optical layer 110, the optical stability of the phase plate, Increases mechanical stability or strength.
When a polarizing plate or another phase plate is laminated on the optical layer 110, these thin plates can be used in place of the above-mentioned protective film. Discotic liquid crystal 1
When 08 has high fluidity, it is desirable to cut the optical layer 110 and the film substrate 101 into a predetermined size, and then seal the cut surface.

【0216】なお、図18を参照した説明した製造方法
では、フィルム基材101上に光学層110を形成して
位相板としているが、フィルム基材101に代えて位相
板、偏光板、または液晶パネルの表面に同様の光学層を
形成しても構わない。
In the manufacturing method described with reference to FIG. 18, the optical layer 110 is formed on the film substrate 101 to form a phase plate, but instead of the film substrate 101, a phase plate, a polarizing plate, or a liquid crystal is used. A similar optical layer may be formed on the surface of the panel.

【0217】さらに、この製造方法は、図19の工程概
念図を示すように、ロール状のフィルム基材101’に
連続的に位相板を形成するのに特に適している。なお、
図19では、図18と同一ないし同様の部分には同一の
符号を付しおり、それらについての詳細な説明は省略す
る。
Further, this manufacturing method is particularly suitable for continuously forming a phase plate on a roll-shaped film substrate 101 'as shown in the conceptual diagram of the process in FIG. In addition,
In FIG. 19, the same or similar parts as those in FIG. 18 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0218】フィルム基材101’は送り出し側のロー
ル121から連続的に供給され、図18で説明したのと
同様のプロセスを経て、その表面に光学層110(図1
9では図示省略)が形成されちのち受け取り側のロール
122に巻きとられる。
The film substrate 101 'is continuously supplied from the roll 121 on the delivery side, and undergoes a process similar to that described with reference to FIG.
9 are not shown) and are wound around a roll 122 on the receiving side.

【0219】光学層110が形成されたフィルム基材1
01’は、この後すぐに、裁断等の加工を行っても構わ
ないし、ロールの形状で位相板、偏光板等の他のフィル
ムと貼合せしてもよい。このように連続生産を行えば生
産量が大幅に拡大し、負の屈折率異方性を有する位相板
を安価に大量に供給できる。
Film substrate 1 on which optical layer 110 was formed
01 ′ may be subjected to processing such as cutting immediately after this, or may be bonded to another film such as a phase plate or a polarizing plate in the form of a roll. If the continuous production is performed in this manner, the production amount is greatly increased, and a large number of phase plates having negative refractive index anisotropy can be supplied at low cost.

【0220】このようにして製造した負の屈折率異方性
を有する位相板は、連続的なねじれ構造を持つため光学
的な特性が良好であり、これを第1から第8の実施の形
態の液晶表示装置に用いたところ非常に良好な表示特性
を得ることができる。また、ロール状のフィルムを用い
た連続生産を行えば、さらに液晶表示装置の低価格化に
寄与することができる。
The phase plate having a negative refractive index anisotropy manufactured as described above has a good optical characteristic because of having a continuous twisted structure, which is described in the first to eighth embodiments. Very good display characteristics can be obtained when used in the liquid crystal display device. Further, if continuous production using a roll-shaped film is performed, it is possible to further contribute to a reduction in the price of the liquid crystal display device.

【0221】上述した負の屈折率異方性を有する位相板
の製造方法において、ディスコティック液晶108とし
て、末端に反応基が形成されたディスコティック液晶1
08’を用いてもよい。すなわち、上述したディスコテ
ィック液晶108’を、図18(f)と同様、ネマティ
ック液晶の除去により空孔が形成された高分子ネットワ
ーク107に浸透させる。さらには、ディスコティック
液晶108’の相互間、および高分子ネットワーク10
7とディスコティック液晶108’との間で架橋反応さ
せる。架橋反応は、加熱や光照射により生じさせること
ができる。
In the above-described method for manufacturing a phase plate having a negative refractive index anisotropy, the discotic liquid crystal 108 having a reactive group formed at a terminal is used as the discotic liquid crystal 108.
08 ′ may be used. That is, the discotic liquid crystal 108 'described above is made to permeate the polymer network 107 in which holes are formed by removing the nematic liquid crystal, as in FIG. Further, between the discotic liquid crystals 108 'and the polymer network 10'
7 and a discotic liquid crystal 108 'are crosslinked. The crosslinking reaction can be caused by heating or light irradiation.

【0222】このようにして、ディスコティック液晶1
08’の相互間、および高分子ネットワーク107とデ
ィスコティック液晶108’との間で架橋させること
で、安定性の良好な光学層110’、ひいては位相板を
得ることができる。この場合は、位相板側面を封止する
必要はない。また、特に位相板の上面(または下面)を
キズ等から保護する必要がない場合には、ディスコティ
ック液晶108’を有する光学層110’を保護フィル
ムを覆わなくてもよい。
Thus, the discotic liquid crystal 1
08 ′ and between the polymer network 107 and the discotic liquid crystal 108 ′, an optical layer 110 ′ having good stability and a phase plate can be obtained. In this case, it is not necessary to seal the side surface of the phase plate. In particular, when it is not necessary to protect the upper surface (or lower surface) of the phase plate from scratches or the like, the optical layer 110 'having the discotic liquid crystal 108' does not need to be covered with the protective film.

【0223】また、架橋により安定性を固めた位相板の
製造方法において、さらに次のようにしてもよい。すな
わち、図18(f)の構成を作成したのち、高分子材料
やディスコティック液晶108’の末端基の選定や架橋
反応条件の設定により、ディスコティック液晶108’
相互のみに架橋反応を起こさせる。
In the method for producing a phase plate whose stability has been solidified by crosslinking, the following method may be further employed. That is, after the configuration shown in FIG. 18 (f) is created, the discotic liquid crystal 108 'is selected by selecting the polymer material and the terminal group of the discotic liquid crystal 108' and setting the crosslinking reaction conditions.
A cross-linking reaction occurs only with each other.

【0224】その後、図20(a)に示すように、トル
エン、キシレンといった、光学層110’の中にある高
分子ネットワーク107のみを選択的に溶解させる溶媒
111により光学層110’から高分子ネットワーク1
07だけを選択的に除去する。これにより、ディスコテ
ィック液晶108’のみからなる光学層112をフィル
ム基材101上に形成する。
Then, as shown in FIG. 20 (a), the polymer network 107 is removed from the optical layer 110 'by a solvent 111 such as toluene or xylene which selectively dissolves only the polymer network 107 in the optical layer 110'. 1
07 is selectively removed. Thus, the optical layer 112 composed of only the discotic liquid crystal 108 'is formed on the film substrate 101.

【0225】次いで、図20(b)に示すように、末端
に反応基が形成されたディスコティック液晶114を用
意し、このディスコティック液晶114をシリンジ11
3を用いた滴下操作等により、光学層112上に供給
し、このディスコティック液晶114を光学層112内
に形成された高分子ネットワーク107跡の空孔に浸透
させる。さらに、このディスコティック液晶114を架
橋させて、図20(c)に示す光学層115を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 20B, a discotic liquid crystal 114 having a reactive group formed at a terminal is prepared, and this discotic liquid crystal 114 is supplied to the syringe 11.
The discotic liquid crystal 114 is supplied onto the optical layer 112 by a dropping operation using 3 or the like, and the discotic liquid crystal 114 penetrates into the pores of the polymer network 107 formed in the optical layer 112. Further, the discotic liquid crystal 114 is crosslinked to form an optical layer 115 shown in FIG.

【0226】このようにして得られる位相板は、図18
(f)に示す光学層110の高分子ネットワーク107
がディスコティック液晶114に置換され、光学層11
5全体がディスコティック液晶から形成されたものにな
る。したがって、このようにして製造された位相板は、
次のような利点がある。すなわち、図18を参照して説
明した製造方法で作成された位相板の機械的安定性を高
めるためには、光学層110内の高分子ネットワーク1
07の量を増加させる必要がある。しかしながら、高分
子ネットワーク107を増加させると、それに応じて、
ディスコティック液晶108に対する光学的な悪影響
(例えば、屈折率の違いによる光の散乱等で変化するこ
と)が増大する。つまり、図18の製法で作成された位
相板では、光学特性と機械的安定性とは相反する関係に
ある。
The phase plate obtained in this way is shown in FIG.
The polymer network 107 of the optical layer 110 shown in FIG.
Is replaced by the discotic liquid crystal 114, and the optical layer 11
5 is formed entirely from the discotic liquid crystal. Therefore, the phase plate manufactured in this way is
There are the following advantages. That is, in order to increase the mechanical stability of the phase plate manufactured by the manufacturing method described with reference to FIG.
It is necessary to increase the amount of 07. However, when the polymer network 107 is increased,
An adverse optical effect on the discotic liquid crystal 108 (for example, a change due to light scattering due to a difference in refractive index) increases. That is, in the phase plate manufactured by the manufacturing method of FIG. 18, the optical characteristics and the mechanical stability are in an opposite relationship.

【0227】これに対して、光学的ネットワーク107
をディスコティック液晶114に置換させる製法では、
その分、工程が増加するものの、高分子ネットワーク1
14の光学的悪影響を排除することができ、光学特性と
機械的安定性とを両立させることができる。
On the other hand, the optical network 107
Is replaced with a discotic liquid crystal 114,
Although the number of processes increases, the polymer network 1
14 can be eliminated, and both optical characteristics and mechanical stability can be achieved.

【0228】上述した位相板の製造方法それぞれにおい
て、ネマティック液晶と光重合型の高分子との混合物1
03に光照射して高分子ネットワークを形成する際に、
フィルム法線方向に電界(または磁界)を印加しながら
光照射を行ってもよい。そうすれば、ネマティック液晶
の分子がフィルム基材101の法線方向に立ち上がるの
で、最終的に得られるディスコティック液晶108の主
軸方向を、フィルム基基材101の法線方向から傾けた
り、フィルム基材101の深さ方向にチルト角の分布を
持たせたりすることができる。
In each of the above-described methods for producing a phase plate, the mixture 1 of a nematic liquid crystal and a photopolymerizable polymer was used.
When irradiating light on 03 to form a polymer network,
Light irradiation may be performed while applying an electric field (or a magnetic field) in the normal direction of the film. Then, the molecules of the nematic liquid crystal rise in the normal direction of the film substrate 101, so that the principal axis direction of the finally obtained discotic liquid crystal 108 is inclined from the normal direction of the film substrate 101, The distribution of the tilt angle can be provided in the depth direction of the material 101.

【0229】これにより、第2の実施の形態などで説明
した位相板、すなわち、負の一軸性光学媒体15の主軸
方向を、液晶層1の分子配列に整合させた位相板を得る
ことができる。
Thus, it is possible to obtain the phase plate described in the second embodiment or the like, that is, the phase plate in which the main axis direction of the negative uniaxial optical medium 15 matches the molecular arrangement of the liquid crystal layer 1. .

【0230】なお、上述した負の屈折率異方性を有する
位相板の製造方法で作成された位相板では、フィルム基
材101に接している光学層110の界面と、露出して
いる光学層110の界面とでは、チルト角が互いに異な
ることがあり、表示装置の光学特性から対称的なチルト
構造が要求される場合には、このような構成は都合が悪
い。
In the phase plate manufactured by the above-described method for manufacturing a phase plate having negative refractive index anisotropy, the interface between the optical layer 110 in contact with the film substrate 101 and the exposed optical layer At the interface 110, the tilt angles may be different from each other. If a symmetrical tilt structure is required from the optical characteristics of the display device, such a configuration is not convenient.

【0231】そこで、対称的なチルト構造が要求される
場合には、上述した負の屈折率異方性を有する位相板の
製造方法で作成された位相板の複数枚を、互いに界面で
負の一軸性光学媒体の主軸がほぼ連続するように積層し
て1枚の位相板とすることにより、対称的なチルト構造
を得ることができる。
Therefore, when a symmetrical tilt structure is required, a plurality of phase plates produced by the above-described method for manufacturing a phase plate having negative refractive index anisotropy are connected to each other at the interface with a negative negative plate. By laminating the uniaxial optical media so that the main axes are substantially continuous to form one phase plate, a symmetric tilt structure can be obtained.

【0232】なお、この場合には、両端以外の位相板で
は、フィルム基材101を取り除くのが、全体としての
位相板の光学特性を高めたり、位相板の厚みを増加させ
ないうえで望ましい。また、積層枚数が多い場合には界
面の影響で表示特性が劣化するので、積層枚数は3枚以
下にすることが望ましい。
In this case, it is desirable to remove the film base material 101 from the phase plates other than at both ends in order to enhance the optical characteristics of the phase plate as a whole and not increase the thickness of the phase plate. When the number of stacked layers is large, the display characteristics deteriorate due to the influence of the interface. Therefore, it is preferable that the number of stacked layers be three or less.

【0233】さら上述した位相板の製造方法では、ディ
スコティック液晶108をねじれ配列させることによ
り、主軸がねじれ配列した負の位相板を作製するものと
した。しかしながら、これらの製造法において、最初に
作成するネマティック液晶の構造を、ねじれ配列とは異
なる別の配列をとるように制御しておけば、他の配列の
負の位相板を作製することも可能である。例えば、カイ
ラル剤を添加しなければ、界面での配向条件や、光硬化
時の電界や磁界の印加条件により、ネマティック液晶を
垂直配向,水平配向,傾斜配向,ないしはハイブリッド
配向させることができる。これにより、光学軸が垂直配
向,水平配向,傾斜配向,ないしはハイブリッド配向し
た負の位相板を作製することができる。
Further, in the above-described method of manufacturing a phase plate, the discotic liquid crystal 108 is twisted to form a negative phase plate whose main axis is twisted. However, in these manufacturing methods, if the structure of the nematic liquid crystal to be created first is controlled so as to adopt a different alignment from the twisted alignment, it is possible to manufacture a negative phase plate with another alignment It is. For example, if no chiral agent is added, the nematic liquid crystal can be vertically, horizontally, tilted, or hybrid aligned depending on the alignment conditions at the interface and the conditions for applying an electric field or magnetic field during photocuring. This makes it possible to produce a negative phase plate in which the optical axis is vertical, horizontal, inclined, or hybrid.

【0234】[0234]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、表示電
圧無印加状態(オフ状態)にある液晶層の光学伝搬特性
の視野角依存を補償し、視野角の広い液晶表示装置を得
ることができるうえ、特に、TN型液晶表示装置に適用
した場合には、NB表示での視野角特性が十分に良好な
表示を行うことができるため、駆動電圧の低減、特に
3.3ボルト駆動が可能になった。
As described above, according to the present invention, the viewing angle dependence of the optical propagation characteristics of the liquid crystal layer in the state where no display voltage is applied (off state) is compensated, and a liquid crystal display device having a wide viewing angle is obtained. In particular, when the present invention is applied to a TN type liquid crystal display device, a display with sufficiently good viewing angle characteristics in NB display can be performed. Is now possible.

【0235】また、本発明によれば、負の光学媒質の光
学軸がねじれ配列した位相板を容易に形成することがで
きた。
Further, according to the present invention, it was possible to easily form a phase plate in which the optical axis of the negative optical medium was twisted.

【0236】以上が本発明の全体的な効果である。次
に、各請求項の効果を詳細に述べる。
The above is the overall effect of the present invention. Next, the effects of each claim will be described in detail.

【0237】請求項1の効果 第1の位相板により、電圧無印加状態にある液晶層の光
学伝搬特性の視野角依存が補償され、これによって視野
角特性が改善された。
[0237] The effect first phase plate of claim 1, is compensated viewing angle dependence of the optical propagation characteristics of the liquid crystal layer in the absence of an applied voltage, which viewing angle characteristics are improved by.

【0238】請求項2の効果 液晶層と位相板との視野角補償効果が高まり、その分、
さらに視野角特性が向上した。
[0238] increases the viewing angle compensation effect of the claimed effect liquid crystal layer of claim 2 and the phase plate, correspondingly,
Further, the viewing angle characteristics were improved.

【0239】請求項3の効果 光学補償の裕度が高まるうえ、特性の対称性も高まっ
た。さらには、液晶層と第1の位相板との視野角補償効
果もさらに高まった。これにより、さらに視野角特性が
向上した。
Effect of Claim 3 The tolerance of optical compensation is increased, and the symmetry of characteristics is also enhanced. Further, the viewing angle compensation effect between the liquid crystal layer and the first phase plate is further enhanced. Thereby, the viewing angle characteristics were further improved.

【0240】請求項4の効果 液晶層が単純マトリクス構造でよくなり、その分、視野
角特性の優れた液晶表示装置を低価格で提供できるよう
になり、コストダウンを図れた。
The liquid crystal layer of the fourth aspect has a simple matrix structure, so that a liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics can be provided at a low price, and the cost can be reduced.

【0241】請求項5の効果 液晶層と位相板との間の光学伝搬特性の整合性が高ま
り、その分、さらに、視野角特性が向上した。
[0241] is increased integrity of the optical propagation characteristic between the effect the liquid crystal layer and the phase plate according to claim 5, correspondingly, further viewing angle characteristic is improved.

【0242】請求項6の効果 位相板の光学伝搬特性が、オフ電圧印加状態のSTN型
液晶(液晶層の液晶ねじれ角が200度以上300度以
下)の光学伝搬特性に近づき、その分、STN型液晶の
視野角特性が改善された。
The optical propagation characteristic of the effect phase plate according to claim 6 approaches the optical propagation characteristic of the STN type liquid crystal (the liquid crystal twist angle of the liquid crystal layer is not less than 200 degrees and not more than 300 degrees) in the off-voltage applied state, and the STN liquid crystal is accordingly reduced. The viewing angle characteristics of the liquid crystal are improved.

【0243】請求項7の効果 第1の位相板の光学軸の配列が、オフ電圧印加状態のS
TN型液晶(液晶層の液晶ねじれ角が200度以上30
0度以下)の液晶分子配列により対応したものとなり、
その分、さらに、STN型液晶の視野角特性が向上し
た。
According to the seventh aspect, the arrangement of the optical axes of the first phase plate is S
TN type liquid crystal (liquid crystal twist angle of liquid crystal layer is more than 200 degrees and 30
(Less than 0 degree)
As a result, the viewing angle characteristics of the STN liquid crystal were further improved.

【0244】請求項8の効果 アクティブマトリクスとの組み合わせにより、高コント
ラストになるとともに視野角特性も向上する。
In combination with the active matrix of the eighth aspect , a high contrast is obtained and the viewing angle characteristics are improved.

【0245】請求項9の効果 液晶層と位相板との間の光学伝搬特性の整合性が高ま
り、その分、さらに、視野角特性が向上した。
[0245] is increased integrity of the optical propagation characteristic between the effect the liquid crystal layer and the phase plate of claim 9, correspondingly, further viewing angle characteristic is improved.

【0246】請求項10の効果 信号処理やスイッチング特性の関係で液晶層には若干の
漏れ電圧が印加されるが、この漏れ電圧の発生は、0.
95≦RP/RL≦1.0とすることで補正されて、その
分、視野角特性の劣化が防止できた。
A slight leakage voltage is applied to the liquid crystal layer due to the effect signal processing and the switching characteristics according to the tenth aspect .
It was corrected by setting 95 ≦ RP / RL ≦ 1.0, and the deterioration of the viewing angle characteristics could be prevented accordingly.

【0247】請求項11の効果 第1の位相板の光学軸の配列をTN型液晶(液晶層の液
晶ねじれ角が70度以上110度以下)に若干の電圧が
印加された場合の液晶分子配列により対応したものとな
り、その分、視野角特性の劣化を防止できた。
According to the eleventh aspect, the arrangement of the optical axis of the first phase plate is a liquid crystal molecular arrangement when a slight voltage is applied to a TN type liquid crystal (the liquid crystal twist angle of the liquid crystal layer is 70 degrees or more and 110 degrees or less). Therefore, deterioration of the viewing angle characteristics can be prevented.

【0248】請求項12の効果 第1の光学媒体のチルト角の分布がSTN型あるいはT
N型液晶の液晶分子配列にほぼ完全に対応したものとな
り、その分、さらに視野角特性が向上した。
According to the twelfth aspect, the distribution of the tilt angle of the first optical medium is STN type or T
The liquid crystal molecules almost completely corresponded to the liquid crystal molecular arrangement of the N-type liquid crystal, and the viewing angle characteristics were further improved accordingly.

【0249】請求項13の効果 表示電圧無印加状態にある液晶層の光学伝搬特性の視野
角依存が方位角方向に分散し、視野角依存が補償され
た。そのため、その分、さらに視野角特性が向上した。
According to the thirteenth aspect, the viewing angle dependency of the optical propagation characteristics of the liquid crystal layer in the state where no display voltage is applied is dispersed in the azimuthal direction, and the viewing angle dependency is compensated. Therefore, the viewing angle characteristics are further improved.

【0250】請求項14の効果 液晶層と第2の位相板との視野角補償効果が高まり、そ
の分、さらに視野角特性が向上した。
[0250] increases the viewing angle compensation effect of the effect the liquid crystal layer and the second phase plate of claim 14, correspondingly, was improved further viewing angle characteristics.

【0251】請求項15の効果 第1の位相板と第2の位相板との視野角補償効果が高ま
り、その分、さらに視野角特性が向上した。
[0251] increases the viewing angle compensation effect of the phase plate and the second phase plate effects a first of claims 15, correspondingly, was improved further viewing angle characteristics.

【0252】請求項16の効果 光学補償の裕度が高まり、光学伝搬特性の対称性が高ま
るうえに、液晶層と第2の位相板との視野角補償効果も
さらに高まった。これにより、さらに視野角特性が向上
した。
The effect of claim 16 The tolerance of optical compensation is increased, the symmetry of optical propagation characteristics is enhanced, and the viewing angle compensation effect between the liquid crystal layer and the second phase plate is further enhanced. Thereby, the viewing angle characteristics were further improved.

【0253】請求項17の効果 液晶層が単純マトリクス構造でよくなり、その分、視野
角特性のよい液晶表示装置を低価格で提供することがで
きるようになって、コストダウンが図れた。また、表示
電圧無印加状態にある液晶層における光学伝搬特性の視
野角依存がすべての方位角でほぼ均等に分散されること
になり、方位角による視野角特性の差が小さくなり、そ
の分、さらに視野角特性が向上した。
The liquid crystal layer of the seventeenth aspect has a simple matrix structure, so that a liquid crystal display device having good viewing angle characteristics can be provided at a low price, and the cost can be reduced. In addition, the viewing angle dependence of the optical propagation characteristics in the liquid crystal layer in the state where no display voltage is applied is almost uniformly dispersed at all azimuth angles, and the difference in viewing angle characteristics due to azimuth angles is reduced. Further, the viewing angle characteristics were improved.

【0254】請求項18の効果 液晶層と第1,第2の位相板の光学伝搬特性の整合性が
高まり、その分、さらに視野角特性が向上した。
[0254] Effects liquid crystal layer and the first claim 18, consistency increased optical propagation characteristic of the second phase plate, that amount was further improved viewing angle characteristics.

【0255】請求項19の効果 第1,第2の位相板の光学伝搬特性が、オフ電圧印加状
態のSTN型液晶の光学伝搬特性に近づき、その分、S
TN型液晶の視野角特性が向上した。
[0255] Effect first claim 19, the optical propagation characteristics of the second phase plate, closer to the optical propagation characteristics of STN-type liquid crystal off voltage applied state, correspondingly, S
The viewing angle characteristics of the TN type liquid crystal are improved.

【0256】請求項20の効果 アクティブマトリクスとの組み合わせにより、高コント
ラストになるとともに視野角特性も向上した。また、表
示電圧無印加状態にある液晶層の視野角依存が広く分
し、方位角による視野角特性の差が小さくなり、視野角
依存性が小さくなった。
In combination with the active matrix of claim 20 , the contrast is increased and the viewing angle characteristics are improved. Further, the viewing angle dependence of the liquid crystal layer in the state where no display voltage was applied was broadly divided, the difference in the viewing angle characteristics depending on the azimuth angle was reduced, and the viewing angle dependence was reduced.

【0257】請求項21の効果 液晶層と第1、第2の位相板との光学伝搬特性の整合性
が高まり、その分、視野角特性がさらに向上した。
[0257] Effects liquid crystal layer and the first claim 21, integrity of the optical propagation characteristics is increased and the second phase plate, that amount, the viewing angle characteristic is further improved.

【0258】請求項22の効果 信号処理やスイッチング特性の関係で液晶層に若干の電
圧が印加されることにより発生する視野角特性の劣化が
防止され、その分、さらに視野角特性が向上した。
In view of the effect signal processing and switching characteristics of the twenty-second aspect, deterioration of the viewing angle characteristics caused by applying a slight voltage to the liquid crystal layer was prevented, and the viewing angle characteristics were further improved accordingly.

【0259】請求項23の効果 第1の光学媒体のチルト角の分布が第2の位相板を含め
たSTN型あるいはTN型液晶の液晶分子配列にほぼ完
全に対応したものとなり、その分、さらに視野角特性が
向上した。
According to the twenty- third aspect, the distribution of the tilt angle of the first optical medium almost completely corresponds to the liquid crystal molecular arrangement of the STN or TN type liquid crystal including the second phase plate. The viewing angle characteristics have been improved.

【0260】請求項24,25の効果 この位相板を液晶表示装置に適用することにより、液晶
表示装置の視野角特性を良好することができる。
Effects of Claims 24 and 25 By applying this phase plate to a liquid crystal display device, the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device can be improved.

【0261】請求項26の効果 配列制御されたディスコティック液晶の層を精度よく、
しかも安価に製造することができるようになった。
The layer of the discotic liquid crystal whose effect alignment is controlled according to claim 26 is accurately formed,
Moreover, it has become possible to manufacture it at low cost.

【0262】請求項27の効果 耐久性の高い位相板を製造することができるようになっ
た。
According to the twenty-seventh aspect, a phase plate having high durability can be manufactured.

【0263】請求項28の効果 ネマティック液晶の形成が比較的容易になり、その分、
位相板を安価に製造することができるようになった。
According to the twenty-eighth aspect, the formation of a nematic liquid crystal is relatively easy, and
The phase plate can be manufactured at low cost.

【0264】請求項29の効果 光学軸の配列に所定の分布を有する位相板を容易に製造
することができるようになった。
[0264] now the phase plate having a predetermined distribution sequence effects the optical axis of claim 29 can be easily manufactured.

【0265】請求項30の効果 光学層全体がディスコティック液晶となり、これにより
位相板の光学特性を向上させることができたうえに、こ
の位相板を適用した液晶表示装置のコントラストとを向
上させることもできた。
The effect of claim 30 is that the entire optical layer is a discotic liquid crystal, whereby the optical characteristics of the phase plate can be improved, and the contrast of a liquid crystal display device using this phase plate can be improved. I could do it.

【0266】請求項31,32の効果 安定性や強度に優れた位相版を製造することができるよ
うになった。
A phase plate excellent in the effect stability and strength according to claims 31 and 32 can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1〜第3の実施の形態の液晶表示
装置の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to first to third embodiments of the present invention.

【図2】 本発明の液晶表示装置における液晶層の摸式
的な断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a liquid crystal layer in the liquid crystal display device of the present invention.

【図3】 本発明の液晶表示装置における位相板の摸式
的な断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a phase plate in the liquid crystal display device of the present invention.

【図4】 本発明の液晶表示装置における液晶分子と、
負の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体との配列関係
を摸式的に示す断面図である。
FIG. 4 shows liquid crystal molecules in the liquid crystal display device of the present invention;
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an arrangement relationship with a uniaxial optical medium having negative refractive index anisotropy.

【図5】 負の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体と
正の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体との視野角補
償効果の比較に供する断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for comparing the viewing angle compensation effect between a uniaxial optical medium having a negative refractive index anisotropy and a uniaxial optical medium having a positive refractive index anisotropy.

【図6】 位相板と液晶層のリターデーション比に対す
るコントラストの関係を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between contrast and retardation ratio between a phase plate and a liquid crystal layer.

【図7】 第1の実施の形態の液晶表示装置の視野角特
性図である。
FIG. 7 is a view angle characteristic diagram of the liquid crystal display device according to the first embodiment.

【図8】 正の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体の
位相板を用いた従来の液晶表示装置の視野角特性図であ
る。
FIG. 8 is a view angle characteristic diagram of a conventional liquid crystal display device using a phase plate of a uniaxial optical medium having positive refractive index anisotropy.

【図9】 本発明の第2の実施の形態の液晶表示装置を
構成する位相板の模式的な断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a phase plate constituting a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.

【図10】 液晶層の分子配列状態のシミュレーション
結果を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a simulation result of a molecular alignment state of a liquid crystal layer.

【図11】 位相板の光学軸の配列状態の設計条件を示
す図である。
FIG. 11 is a diagram showing design conditions of an arrangement state of optical axes of a phase plate.

【図12】 本発明の第3の実施の形態の液晶表示装置
における液晶分子と、負の屈折率異方性を有する一軸性
光学媒体との配列関係を摸式的に示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically illustrating an arrangement relationship between liquid crystal molecules and a uniaxial optical medium having a negative refractive index anisotropy in a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の第4の実施の形態の液晶表示装置
の構成を示す断面図である。
FIG. 13 is a sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】 第4の実施の形態の液晶表示装置の視野角
特性図である。
FIG. 14 is a view angle characteristic diagram of the liquid crystal display device according to the fourth embodiment.

【図15】 本発明の第5の実施の形態の液晶表示装置
の構成を示す断面図である。
FIG. 15 is a sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図16】 第5の実施の形態における液晶分子、負の
屈折率異方性を有する一軸性光学媒体、および正の屈折
率異方性を有する一軸性光学媒体の配列関係を摸式的に
示す断面図である。
FIG. 16 schematically shows an arrangement relationship between liquid crystal molecules, a uniaxial optical medium having a negative refractive index anisotropy, and a uniaxial optical medium having a positive refractive index anisotropy in the fifth embodiment. FIG.

【図17】 第5の実施の形態の液晶表示装置の視野角
特性図である。
FIG. 17 is a view angle characteristic diagram of the liquid crystal display device according to the fifth embodiment.

【図18】 本発明の位相板の製造方法の一実施の形態
を示す工程図である。
FIG. 18 is a process chart showing one embodiment of a method for manufacturing a phase plate of the present invention.

【図19】 本発明の位相板の製造方法の変形例を示す
工程図である。
FIG. 19 is a process chart showing a modification of the method for manufacturing a phase plate of the present invention.

【図20】 本発明の位相板の製造方法のさらに他の変
形例を示す工程図である。
FIG. 20 is a process chart showing still another modified example of the method for manufacturing a phase plate of the present invention.

【図21】 従来例の液晶表示装置の構成を示す断面図
である。
FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,40 液晶層 6,6A,6B,14,16,18,41 負の一軸性光学
媒体を有する位相板 11 液晶分子 12,15,17 負の一軸性光学媒体 18 正の一軸性光学媒体を有する位相板 19 正の一軸性光学媒体
1,40 Liquid crystal layer 6,6A, 6B, 14,16,18,41 Phase plate having negative uniaxial optical medium 11 Liquid crystal molecule 12,15,17 Negative uniaxial optical medium 18 Positive uniaxial optical medium Having phase plate 19 positive uniaxial optical medium

Claims (32)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正の屈折率異方性を有する液晶層と、こ
の液晶層に積層配置された少なくとも一つの第1の位相
板とを備え、かつ、第1の位相板は、負の屈折率異方性
を有し主軸が液晶層の液晶分子とは逆方向にねじれ配列
された第1の光学媒体を有していることを特徴とする液
晶表示装置。
1. A liquid crystal layer having a positive refractive index anisotropy, and at least one first phase plate laminated on the liquid crystal layer, wherein the first phase plate has a negative refractive index. A liquid crystal display device comprising a first optical medium having anisotropy and having a main axis twisted and arranged in a direction opposite to that of liquid crystal molecules in a liquid crystal layer.
【請求項2】 請求項1記載の液晶表示装置であって、
液晶層の第1の位相板側界面における液晶分子配列方向
と、第1の位相板の液晶層側界面における第1の光学媒
体主軸方向との間に形成される角度が、10度以下であ
ることを特徴とする液晶表示装置。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein
The angle formed between the liquid crystal molecule alignment direction at the first phase plate side interface of the liquid crystal layer and the first optical medium main axis direction at the first phase plate side liquid crystal layer interface is 10 degrees or less. A liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 請求項1または2記載の液晶表示装置で
あって、第1の位相板を液晶層の両面に配置することを
特徴とする液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first phase plate is disposed on both sides of the liquid crystal layer.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか記載の液晶
表示装置であって、液晶層の液晶ねじれ角が200度以
上300度以下であることを特徴とする液晶表示装置。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer has a liquid crystal twist angle of 200 degrees or more and 300 degrees or less.
【請求項5】 請求項4記載の液晶表示装置であって、
液晶ねじれ角と第1の光学媒体の主軸ねじれ角との、ね
じれ方向の一方を正とした符号を考慮した総和が−20
度以上+20度以内であることを特徴とする液晶表示装
置。
5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein
The sum of the twist angle of the liquid crystal and the twist angle of the main optical axis of the first optical medium is −20 in consideration of a sign in which one of the twist directions is positive.
A liquid crystal display device, wherein the temperature is not less than +20 degrees.
【請求項6】 請求項4または5記載の液晶表示装置で
あって、第1の光学媒体の主軸方向が第1の位相板の面
方向に沿っており、かつ、第1の位相板のリターデーシ
ョンの総和をRpとし、液晶層のリターデーションをRL
とすると、 0.85≦RP/RL≦0.96 の関係が成立することを特徴とする液晶表示装置。
6. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein a main axis direction of the first optical medium is along a plane direction of the first phase plate, and the retardation of the first phase plate is performed. Let the sum of the phases be R p and the retardation of the liquid crystal layer be R L
To the liquid crystal display device characterized by the relationship 0.85 ≦ R P / R L ≦ 0.96 is satisfied.
【請求項7】 請求項4または5記載の液晶表示装置で
あって、第1の光学媒体の主軸方向がチルト傾斜してお
り、かつ、第1の位相板の法線方向からの等価的なリタ
ーデーションの総和をRpとし、液晶層のリターデーシ
ョンをRLとすると、 0.85≦RP/RL≦0.96 の関係が成立することを特徴とする液晶表示装置。
7. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein a main axis direction of the first optical medium is tilted, and an equivalent direction from a normal direction of the first phase plate. litter sum of retardation of the R p, when the retardation of the liquid crystal layer and R L, a liquid crystal display device characterized by the relationship 0.85 ≦ R P / R L ≦ 0.96 is satisfied.
【請求項8】 請求項1ないし3のいずれか記載の液晶
表示装置であって、液晶層の液晶ねじれ角が70度以上
110度以下であることを特徴とする液晶表示装置。
8. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer has a liquid crystal twist angle of 70 degrees or more and 110 degrees or less.
【請求項9】 請求項8記載の液晶表示装置であって、
液晶ねじれ角と第1の光学媒体の主軸ねじれ角との、一
方のねじれ方向を正とした符号を考慮した総和が−10
度以上+10度以内であることを特徴とする液晶表示装
置。
9. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein
The sum of the liquid crystal torsion angle and the principal axis torsion angle of the first optical medium is −10 in consideration of a sign where one of the twist directions is positive.
A liquid crystal display device, wherein the temperature is not less than +10 degrees.
【請求項10】 請求項8または9記載の液晶表示装置
であって、第1の光学媒体の主軸方向が第1の位相板の
面方向に沿っており、かつ、第1の位相板のリターデー
ションの総和をRpとし、液晶層のリターデーションを
Lとすると、 0.95≦RP/RL≦1.0 の関係が成立することを特徴とする液晶表示装置。
10. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein a main axis direction of the first optical medium is along a surface direction of the first phase plate, and the retardation of the first phase plate is performed. the sum of Deshon and R p, when the retardation of the liquid crystal layer and R L, a liquid crystal display device characterized by the relationship 0.95 ≦ R P / R L ≦ 1.0 is satisfied.
【請求項11】 請求項10記載の液晶表示装置であっ
て、第1の光学媒体の主軸方向が第1の位相板の面方向
に対して傾斜しており、かつ、第1の位相板の法線方向
からの等価的なリターデーションの総和をRpとし、液
晶層のリターデーションをRLとすると、 0.95≦RP/RL≦1.0 の関係が成立することを特徴とする液晶表示装置。
11. The liquid crystal display device according to claim 10, wherein the main axis direction of the first optical medium is inclined with respect to the plane direction of the first phase plate, and the sum of equivalent retardation in the normal direction and R p, when the retardation of the liquid crystal layer and R L, a feature that relationship 0.95 ≦ R P / R L ≦ 1.0 is satisfied Liquid crystal display device.
【請求項12】 請求項4、5、8または9のいずれか
記載の液晶表示装置であって、第1の光学媒体の主軸方
向はチルト傾斜しているとともに、そのチルト角は第1
の位相板の厚み方向に沿って増減しており、かつ、第1
の光学媒体のチルト角増減具合は、オフ電圧印加時また
は表示電圧無印加時における液晶層の厚み方向に沿った
液晶分子のチルト角増減具合に対応していることを特徴
とする液晶表示装置。
12. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the main axis direction of the first optical medium is tilted and the tilt angle is the first angle.
Increase and decrease along the thickness direction of the phase plate
The tilt angle of the optical medium corresponds to the tilt angle of the liquid crystal molecules in the thickness direction of the liquid crystal layer when the off voltage is applied or the display voltage is not applied.
【請求項13】 請求項1ないし12のいずれか記載の
液晶表示装置であって、液晶層に積層配置された少なく
とも一つの第2の位相板を更に備え、かつ、第2の位相
板は、正の屈折率異方性を有し主軸が液晶層の液晶分子
と同一方向にねじれ配列された第2の光学媒体を有して
いることを特徴とする液晶表示装置。
13. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising at least one second phase plate laminated on the liquid crystal layer, wherein the second phase plate comprises: A liquid crystal display device comprising a second optical medium having a positive refractive index anisotropy and having a main axis twisted and aligned in the same direction as liquid crystal molecules of a liquid crystal layer.
【請求項14】 請求項13記載の液晶表示装置であっ
て、液晶層の第2の位相板側界面における液晶分子配列
方向と、第2の位相板の液晶層側界面における第2の光
学媒体主軸方向との間に形成される角度が、10度以下
であることを特徴とする液晶表示装置。
14. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein a liquid crystal molecule arrangement direction at a liquid crystal layer side interface of the liquid crystal layer and a second optical medium at a liquid crystal layer side interface of the second phase plate. A liquid crystal display device, wherein an angle formed between the main axis direction and the main axis direction is 10 degrees or less.
【請求項15】 請求項13または14記載の液晶表示
装置であって、第1の位相板の第2の位相板側界面にお
ける第1の光学媒体主軸方向と第2の位相板の第1の位
相板側界面における第2の光学媒体主軸方向との間に形
成される角度が、10度以下であることを特徴とする液
晶表示装置。
15. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein the first optical medium main axis direction and the first phase plate at the second phase plate side interface of the first phase plate. A liquid crystal display device, wherein an angle formed between the phase plate side interface and the second optical medium main axis direction is 10 degrees or less.
【請求項16】 請求項13ないし15のいずれか記載
の液晶表示装置であって、第2の位相板を液晶層の両面
に配置することを特徴とする液晶表示装置。
16. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein the second phase plate is disposed on both sides of the liquid crystal layer.
【請求項17】 請求項13ないし16のいずれか記載
の液晶表示装置であって、液晶層の液晶ねじれ角が20
0度以上300度以下であり、かつ液晶層の液晶ねじれ
角と第2の光学媒体の主軸ねじれ角との総和が330度
以上390度以内であることを特徴とする液晶表示装
置。
17. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein the liquid crystal layer has a liquid crystal twist angle of 20.
A liquid crystal display device which is at least 0 degree and at most 300 degrees, and wherein the sum of the liquid crystal twist angle of the liquid crystal layer and the principal axis twist angle of the second optical medium is at least 330 degrees and up to 390 degrees.
【請求項18】 請求項17記載の液晶表示装置であっ
て、液晶層の液晶ねじれ角と、第1の光学媒体の主軸ね
じれ角と、第2の光学媒体の主軸ねじれ角との、ねじれ
方向の一方を正とした符号を考慮した総和が、−20度
以上+20度以内であることを特徴とする液晶表示装
置。
18. The liquid crystal display device according to claim 17, wherein a twist direction of a liquid crystal twist angle of the liquid crystal layer, a principal axis twist angle of the first optical medium, and a principal axis twist angle of the second optical medium. A liquid crystal display device characterized in that the total sum considering a sign in which one of them is positive is −20 degrees or more and +20 degrees or less.
【請求項19】 請求項17または18記載の液晶表示
装置であって、液晶層のリターデーションをRLCとし、
第1の位相板のリターデーション(あるいは等価的なリ
ターデーション)をRneffとし、第2の位相板のリター
デーション(あるいは等価的なリターデーション)をR
peffとすると、 0.85≦(Rneff−Rpeff)/RLC ≦0.96 の関係が成立することを特徴とする液晶表示装置。
19. The liquid crystal display device according to claim 17, wherein the retardation of the liquid crystal layer is RLC,
Let the retardation (or equivalent retardation) of the first phase plate be Rneff and the retardation (or equivalent retardation) of the second phase plate be Rneff.
A liquid crystal display device characterized in that a relationship of 0.85 ≦ (Rneff−Rpeff) /RLC≦0.96 is satisfied, where peff.
【請求項20】 請求項13ないし16のいずれか記載
の液晶表示装置であって、液晶分子のねじれ角が70度
以上110度以下であり、かつ、液晶層の液晶ねじれ角
と第2の光学媒体の主軸ねじれ角との総和が180度以
上であることを特徴とする液晶表示装置。
20. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein the twist angle of the liquid crystal molecules is 70 degrees or more and 110 degrees or less, the liquid crystal twist angle of the liquid crystal layer and the second optical axis. A liquid crystal display device, wherein the sum of the torsion angle of the main shaft and the medium is 180 degrees or more.
【請求項21】 請求項20記載の液晶表示装置であっ
て、液晶層の液晶ねじれ角と、第1の光学媒体の主軸ね
じれ角と、第2の光学媒体の主軸ねじれ角との、ねじれ
方向の一方を正とした符号を考慮した総和が、−10度
以上+10度以内であることを特徴とする液晶表示装
置。
21. The liquid crystal display device according to claim 20, wherein a twist direction of a liquid crystal twist angle of the liquid crystal layer, a principal axis twist angle of the first optical medium, and a principal axis twist angle of the second optical medium. A liquid crystal display device characterized in that the total sum considering a sign in which one of the two is positive is not less than −10 degrees and not more than +10 degrees.
【請求項22】 請求項20または21記載の液晶表示
装置であって、液晶層のリターデーションをRLCとし、
第1の位相板のリターデーション(あるいは等価的なリ
ターデーション)をRneffとし、第2の位相板のリター
デーション(あるいは等価的なリターデーション)をR
peffとすると、 0.95≦(Rneff−Rpeff)/
RLC ≦1.0の関係が成立することを特徴とする液晶
表示装置。
22. The liquid crystal display device according to claim 20, wherein the retardation of the liquid crystal layer is RLC,
Let the retardation (or equivalent retardation) of the first phase plate be Rneff and the retardation (or equivalent retardation) of the second phase plate be Rneff.
If peff, 0.95 ≦ (Rneff−Rpeff) /
A liquid crystal display device, wherein a relationship of RLC ≦ 1.0 is satisfied.
【請求項23】 請求項17,18,20,21のいず
れか記載の液晶表示装置であって、第1の光学媒体の主
軸方向はチルト傾斜しているとともに、そのチルト角は
第1の位相板の厚み方向に沿って増減しており、かつ、
第1の光学媒体のチルト角増減具合は、表示電圧無印加
時における液晶層の厚み方向に沿った液晶分子のチルト
角増減具合、および第2の位相板の厚み方向に沿った第
2の光学媒体のチルト角増減具合に対応していることを
特徴とする液晶表示装置。
23. The liquid crystal display device according to claim 17, wherein the main axis direction of the first optical medium is tilted and the tilt angle is the first phase. It increases and decreases along the thickness direction of the board, and
The degree of increase / decrease of the tilt angle of the first optical medium includes the degree of increase / decrease of the tilt angle of the liquid crystal molecules along the thickness direction of the liquid crystal layer when no display voltage is applied, and the degree of increase / decrease of the second optical direction along the thickness direction of the second phase plate A liquid crystal display device, which is adapted to increase or decrease the tilt angle of a medium.
【請求項24】 負の屈折率異方性をもつ光学媒体がね
じれ配列していることを特徴とする位相板。
24. A phase plate, wherein optical media having negative refractive index anisotropy are twisted.
【請求項25】 負の屈折率異方性をもつ第1の光学媒
体がねじれ配列した層と、正の屈折率異方性をもつ第2
の光学媒体が第1の光学媒体とは逆にねじれ配列した層
とが積層されていることを特徴とする位相板。
25. A layer in which a first optical medium having a negative refractive index anisotropy is twisted and arranged, and a second layer having a positive refractive index anisotropy.
A phase plate, wherein the optical medium is laminated with a layer in which the first optical medium is twisted and arranged in reverse.
【請求項26】 高分子ネットワークとこの高分子ネッ
トワーク内に配列されたネマティック液晶とからなる光
学層を形成する工程と、 光学層からネマティック液晶を取り除く工程と、 ネマティック液晶を取り除くことで形成された光学層の
第1の空孔に、第1のディスコティック液晶を充填する
工程とを含むことを特徴とする位相板の製造方法。
26. A step of forming an optical layer composed of a polymer network and a nematic liquid crystal arranged in the polymer network, a step of removing the nematic liquid crystal from the optical layer, and a step of removing the nematic liquid crystal. Filling the first holes of the optical layer with a first discotic liquid crystal.
【請求項27】 請求項26記載の位相板の製造方法で
あって、第1のディスコティック液晶を架橋する、もし
くは第1のディスコティック液晶と高分子ネットワーク
とを架橋する工程を更に含むことを特徴とする位相板の
製造方法。
27. The method for manufacturing a phase plate according to claim 26, further comprising a step of cross-linking the first discotic liquid crystal or cross-linking the first discotic liquid crystal with the polymer network. Characteristic method for manufacturing a phase plate.
【請求項28】 請求項26または27記載の位相板の
製造方法であって、光学層を形成する工程は、 配向処理した基材上に、光重合性高分子とネマティック
液晶とからなる混合物層を形成する工程と、 混合物層に光照射を施し、これにより混合物層中の光重
合性高分子を硬化させて高分子ネットワークにする工程
とを含むことを特徴とする位相板の製造方法。
28. The method for manufacturing a phase plate according to claim 26, wherein the step of forming the optical layer comprises: forming a mixture layer comprising a photopolymerizable polymer and a nematic liquid crystal on an alignment-treated substrate. And a step of irradiating the mixture layer with light, thereby curing the photopolymerizable polymer in the mixture layer to form a polymer network.
【請求項29】 請求項28記載の位相板の製造方法で
あって、混合物層に光照射する際に、混合物層に、その
略法線方向に沿って電界または磁界を印加することを特
徴とする位相板の製造方法。
29. The method for manufacturing a phase plate according to claim 28, wherein when irradiating the mixture layer with light, an electric field or a magnetic field is applied to the mixture layer along a substantially normal direction thereof. Method for manufacturing a phase plate.
【請求項30】 請求項26ないし29のいずれか記載
の位相板の製造方法であって、 第1の空孔に第1のディスコティック液晶を充填したの
ち、光学層から高分子ネットワークを取り除く工程と、 高分子ネットワークを取り除くことで形成された光学層
の第2の空孔に、第2のディスコティック液晶を充填す
る工程とを更に含むことを特徴とする位相板の製造方
法。
30. The method for manufacturing a phase plate according to claim 26, wherein the first holes are filled with the first discotic liquid crystal, and then the polymer network is removed from the optical layer. And a step of filling a second hole of the optical layer formed by removing the polymer network with a second discotic liquid crystal.
【請求項31】 請求項30記載の位相板の製造方法で
あって、 第1の空孔に第1のディスコティック液晶を充填したの
ち、もしくは第2の空孔に第2のディスコティック液晶
を充填したのち、光学層の基材貼着面の裏面にフィルム
層を形成する工程を更に含むことを特徴とする位相板の
製造方法。
31. The method of manufacturing a phase plate according to claim 30, wherein the first holes are filled with a first discotic liquid crystal, or the second holes are filled with a second discotic liquid crystal. A method for manufacturing a phase plate, further comprising a step of forming a film layer on the back surface of the optical layer after the filling, after filling.
【請求項32】 請求項30または31記載の位相板の
製造方法であって、第2のディスコティック液晶を架橋
させる工程を更に含むことを特徴とする位相板の製造方
法。
32. The method for manufacturing a phase plate according to claim 30, further comprising a step of cross-linking the second discotic liquid crystal.
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