KR20010095282A - 시각 보상 필름 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사진 방향에서의 시각 특성도 양호한 액정 표시 장치를 제공한다.

n_x>n_y, n_z의 관계가 성립하는 제1종 위상차 필름과, n_x≒n_y>n_z의 관계가 성립하는 제2종 위상차 필름을 사용하고, 액정층 위상차 R_LC를 △nd, 복수의 위상차 필름의 면내 방향의 위상차 Rp의 합계를 Rp-t, 복수의 위상차 필름의 두께 방향의 위상차 Rt의 합계를 Rt-t로 했을 때에, Rp-t=2×(-0.08×R_LC+58nm+α) (다만, α=±30nm), Rt-t=(1.05±0.05)×R_LC-47nm+β(다만 -100nm≤β≤47nm)로 되도록 설정한다.

Description

시각 보상 필름 및 액정 표시 장치{VIEWING ANGLE COMPENSATION FILM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 액정에 전압을 인가하지 않을 때에 액정 분자가 기판에 대략 수직으로 배향되는 수직 배향(VA: Vertically Aligned)형의 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display)에 있어서, 액정 표시 장치에 특유의 시각 의존성을 개선하기 위해서 시각 보상 필름으로 위상차 필름을 사용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 액정 표시 장치, 특히 선광 모드를 이용한 TN(트위스트 네마틱; Twisted Nematic)형 표시 모드의 TFT(박막 트랜지스터; Thin Film Transistor)형 LCD가 퍼스널 컴퓨터 등의 표시 장치로서 널리 이용되고 있다. 그러나, 이와 같은 TN형 LCD로는, 경사 시각 방향에서 표시의 콘트라스트가 저하되거나 또는 표시의 명암이 반전되는 문제, 또는 응답 속도가 불충분하는 등의 문제가 생기고 있다. 그래서, TN형 LCD와 같은 선광 모드가 아니고, 복굴절 모드를 이용한 VA형 LCD가 제안되어 있다.

VA형 LCD는 TN형 LCD에 비해서 표시의 콘트라스트가 높고, 흑백 레벨(백표시에서 흑표시로, 혹은 흑표시에서 백표시로)의 응답 속도도 높은 등의 특징을 갖는다. 그러나, VA형 LCD에도 중간조 표시를 할 때에 표시 상태의 시각 의존이 생기는 등의 TN형 LCD와 같은 문제가 있다.

그래서, 화소 내의 액정 분자의 배향을 2방향 이상의 상이한 방향으로 함으로써 양호한 시각 특성을 실현하는, 소위 배향 분할의 수법이 제안되어 실용화되고 있다. 본원은 특원평10-185836호에 있어서, 액정 패널의 한쌍의 기판이 대향하는 면에 돌기, 凹부, 또는 전극에 설치한 슬릿 중의 어느 것, 또는 그 조합으로 이루어진 도메인 규제 수단을 설치하고, 화소 내의 액정 분자의 배향 방향을 상이한 2방향 이상으로 분할하는, 소위 MVA(Multi-domain Vertical Alignment)형 액정 표시 장치를 개시하고 있다.

도 1 내지 도 3은 종래의 MVA형 LCD의 개략을 설명하는 도면이다. 도 1은 전체 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 1화소분의 영역을 나타낸 도면이며, 도 3은동작을 나타낸 요부 단면도이다.

도 1에 있어서 액정 패널(30)의 외측에는 한 쌍의 편광판(22 , 21)이 배치되고, 한쌍의 편광판(22, 21)의 각각의 흡수축은 도면중에 화살표로 나타낸 바와 같이 서로 직교되어 있다. 또, 각 화소로서는 4방향으로 액정 분자가 배향하도록 되어 있고, 화살표(A∼D)로 나타낸 액정 분자의 배향 방향은 편광판(22, 21)의 흡수축과 대략 45°의 각도를 이루고 있다.

도 2에 있어서 TFT기판에는 복수의 게이트 버스 라인(11)과 드레인 버스 라인(12)이 교차하도록 배설되고, 게이트 버스 라인(11)과 드레인 버스 라인(12)으로 둘러싸인 영역이 1화소분의 영역으로 된다. 화소 영역에는 게이트 버스 라인(11) 및 드레인 버스 라인(12)에 접속된 TFT(306)가 배설되고, 또 TFT(306)에 접속되어 화소 전극(13)이 배설된다. 화소 전극(13)에는 도메인 규제 수단으로 된 슬릿(15)이 대략「<」형상으로 형성되고, 그 뻗어나는 방향은 +자 화살표로 나타낸 한쌍의 편광판의 편광축의 방향에 대하여 대략 45°로 되어 있다. 또, 화소 중앙부에는 게이트 버스 라인(11)과 평행하게 축적 용량 버스 라인(16)이 배설되고, 화소 전극(13) 사이에서 축적 용량(보조용량)을 형성하고 있다. 한편, 대향 기판에는 도메인 규제 수단으로 된 돌기(14)가 배설된다. 돌기(14)는 슬릿(15)과 거의 평행하게, 또한 겹치지 않도록 슬릿(15)과 마찬간지로 대략「<」형상으로 형성되어 있다.

도 3a는 전압 무인가 시를 나타내고, 도 3b는 전압 인가 시를 나타낸다. 또, 도면에서는 설명에 필요한 요소만 나타내고, 그 밖의 것은 생략하고 있다.TFT기판측에는 유리 등으로 된 투명 기판(24) 상에 배설된 화소 전극(13)에 슬릿(15)이 설치된다. 대향 기판측에는 투명 기판(23) 상에 배설된 대향 전극(공통전극; 25) 상에 유전체로 된 돌기(14)가 설치된다. TFT기판과 대향 기판 사이에는 부의 이방성 유전률을 갖는 네마틱 액정이 봉입되어 있다. 투명 기판(24, 23)의 외측에는 한쌍의 편광판(22, 21)이 배치된다.

전압 무인가의 상태에서는 도 3a에 나타낸 바와 같이, 액정 분자(27)가 그 길이 방향이 기판(24, 23)에 대략 수직으로 배향된다. 전압을 인가하면 도 3b에 나타낸 바와 같이, 슬릿(15)(즉, 화소 전극(13)의 결여 부분)과 돌기(14)에 의해서 전기력선(28)이 경사지게 된다. 액정 분자(27)는 전기력선(28)에 대하여 수직으로 되는 방향으로 기울기 때문에 슬릿(15), 돌기(14)를 경계로 하여 2방향(즉, 80°상이한 방향)으로 기울게 된다. 도 2에 나타낸 바과 같이, 슬릿(15) 및 돌기(14)는 화소 내에서 대략 90°다른 상이한 방향으로 뻗어나와 있기 때문에, 도 2 중에 (A∼D)의 배향 방향이 상이한 다른 4개의 영역이 형성된다. 이 배향 방향(A∼D)은 도 1 중의 (A∼D)와 대응하고 있다.

도 4는 도 1 내지 도 3에 나타낸 종래의 MVA형 LCD의 시각 특성을 나타낸 도면이다.

동 도면에 의해서 MVA형 LCD에서는, 상하좌우방향(방위각0°, 90°, 180°, 270°)에 있어서, 경사각 80°의 위치에서 보아도 콘트라스트가 100 이상이고, 상하좌우방향에 관해서는 양호한 시각 특성을 실현하고 있다.

그러나, 경사 45°방향(방위각45°, 135°, 225°, 315°)에서 보면 현저하게 콘트라스트가 나빠져서, 콘트라스트 5 이상을 얻을 수 있는 범위는 경사각 40°정도까지 이고, 경사각 80°에서는 콘트라스트는 겨우 1이다.

이 경사 시각 방향에서의 특성을 개선하기 위해서, 전술한 선원(先願)에서는 MVA형 LCD에 위상차 필름을 배설하는 구성을 개시하고 있다. 그러나, 선원에 개시된 구성으로는 개선의 효과가 불충분하여, 보다 더 개선이 요구되고 있다.

본 발명은 상기 문제점에 비추어서, 경사 시각 방향을 포함한 전방향에서의 시각 특성이 향상되는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 MVA형 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도 2는 MVA형 액정 표시 장치의 화소 구성을 나타낸 도면.

도 3은 MVA형 액정 표시 장치의 동작을 나타낸 도면.

도 4는 종래의 MVA형 액정 표시 장치의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 제1실시형태를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명의 제2실시형태를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 제3실시형태를 나타낸 도면.

도 8은 위상차 필름을 설명하는 도면.

도 9는 제1실시형태의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 10은 제2실시형태의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 11은 각층에서의 편광 상태를 나타낸 도면. (그 1)

도 12는 각층에서의 편광 상태를 나타낸 도면. (그 2)

도 13은 각층에서의 편광 상태를 나타낸 도면. (그 3)

도 14는 최적의 해 및 그 범위를 설명하는 도면.

도 15는 리타데이션에 의한 채색을 설명하는 도면.

도 16은 1축성 위상차 필름을 부가한 MVA형 LCD의 구성을 나타낸 도면.

도 17은 1축성 위상차 필름을 부가한 MVA형 LCD의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 18은 본 발명의 시각 보상 필름의 원리와 구성을 나타낸 도면.

도 19는 본 발명의 제4실시형태에 의한 MVA형 LCD의 구성을 나타낸 도면.

도 20은 제4실시형태에 의한 시각 보상 필름의 구성을 나타낸 도면.

도 21은 제4실시형태에 의한 MVA형 LCD의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 22는 본 발명의 제5실시형태에 의한 MVA형 LCD의 구성을 나타낸 도면.

도 23은 제5실시형태에 의한 MVA형 LCD의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 24는 제5실시형태에 의한 MVA형 LCD의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 25는 제5실시형태에 의한 MVA형 LCD의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 26은 제5실시형태에 의한 MVA형 LCD 에서의 액정의 리타데이션 R_LC와 위상차 필름의 최적 리타데이션을 나타낸 도면.

도 27은 제5실시형태에 의한 MVA형 LCD의 시각 특성(등콘트라스트 곡선)을 나타낸 도면.

도 28은 본 발명의 제6실시형태에 의한 MVA형 LCD의 구성을 나타낸 도면.

도 29는 제6실시형태에 의한 MVA형 LCD의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 30은 제6실시형태에 의한 MVA형 LCD의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 31은 제6실시형태에 의한 MVA형 LCD의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 32는 제6실시형태에 의한 MVA형 LCD에서의 액정의 리타데이션R_LC와 위상차필름의 최적의 리타데이션을 나타낸 도면.

도 33은 제4 내지 제6실시형태에 의한 MVA형 LCD의 다른 구성을 나타낸 도면.

도 34는 OCB모드 LCD의 개략적인 구성을 나타낸 사시도.

도 35는 종래의 액정 표시 장치의 개략 구성을 나타낸 도면.

도 36은 틸트각의 정의를 나타낸 도면.

도 37은 디스코텍 액정 필름을 갖고 있지 않은 OCB모드 LCD의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 38은 종래의 디스코텍 액정 필름을 갖는 OCB모드 LCD의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 39는 본 발명의 제7실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면.

도 40은 본 발명의 제7실시형태에 의한 액정 표시 장치의 구체적 구성예에 의한 실시예1를 설명하는 도면.

도 41은 본 발명의 제7실시형태에 의한 액정 표시 장치의 구체적 구성예로서 실시예1에 있어서의 광학 보상 필름의 적층 상태를 설명하는 도면.

도 42는 본 발명의 제7실시형태에 의한 액정 표시 장치의 구체적 구성예에 의한 실시예1의 개략적인 구성을 설명하는 도면.

도 43은 본 발명의 제7실시형태에 의한 액정 표시 장치의 구체적 구성예에 의한 실시예1의 효과를 설명하는 도면.

도 44는 본 발명의 제7실시형태에 의한 액정 표시 장치의 구체적 구성예에 의한 실시예2의 개략적인 구성을 설명하는 도면.

도 45는 본 발명의 제7실시형태에 의한 액정 표시 장치의 구체적 구성예에 의한 실시예2의 효과를 설명하는 도면.

도 46은 본 발명의 제7실시형태에 의한 액정 표시 장치의 구체적 구성예에 의한 실시예3의 개략적인 구성을 설명하는 도면.

도 47은 본 발명의 제7실시형태에 의한 액정 표시 장치의 구체적 구성예에 의한 실시예3의 효과를 설명하는 도면.

도 48은 본 발명의 제8실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면.

도 49는 오일러각 φ, θ의 정의를 나타낸 도면.

도 50은 위상차 필름(130)의 각도 θ를 5°로 고정하고, 각도 φ를 0°∼360°, 두께 방향의 리타데이션(R_t)을 100nm∼480 nm의 범위에서 변화시켜서 구한 정면 콘트라스트를 나타낸 도면.

도 51은 본 발명의 제8실시형태에 있어서의, 각도 θ₁=θ₂=5°,각도 φ₁=0°, 각도 φ₂=180°로 고정하고, 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_t2)을 각각 20nm∼400nm의 범위로 변화시켜 방위 0°에서 본 시각 특성을 나타낸 도면.

도 52는 각도 θ₁, θ₂, 각도 φ₁, φ₂, 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_t2)이 각각 도 51과 같은 조건에 있어서, 방위 45°에서 본 시각 특성을 나타낸 도면.

도 53은 각도 θ₁, θ₂, 각도 φ₁, φ₂, 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_t2)이 각각 도 51과 같은 조건에 있어서, 방위 90°에서 본 시각 특성을 나타낸 도면.

도 54 각도 θ₁, θ₂, 각도 φ₁, φ₂, 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_t2)이 각각 도 51과 같은 조건에 있어서 방위 135°에서 본 시각 특성을 나타낸 도면.

도 55는 각도 θ₁, θ₂, 각도φ₁, φ₂, 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_t2)이 각각 도 51과 같은 조건에 있어서 방위 180°에서 본 시각 특성을 나타낸 도면.

도 56은 각도 θ₁, θ₂, 각도 φ₁, φ₂, 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_t2)이 각각 도 51과 같은 조건에 있어서 방위 225°에서 본 시각 특성을 나타낸 도면.

도 57은 각도 θ₁, θ₂, 각도 φ₁, φ₂, 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_t2)이 각각 도 51과 같은 조건에 있어서 방위 270°에서 본 시각 특성을 나타낸 도면.

도 58은 각도 θ₁θ₂, 각도 φ₁, φ₂, 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_t2)이 각각 도 51과 같은 조건에 있어서 방위 315°에서 본 시각 특성을 나타낸 도면.

도 59는 본 발명의 제8실시형태에 의한 액정 표시 장치에 있어서, α=5°인 경우와 α=10°인 경우에 대하여 수학식 5가 충족되는 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_t2)의 조건을 나타낸 도면.

도 60은 통상의 편광 소자의 구조를 설명하는 도면.

도 61은 본 발명의 제8실시형태의 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도 62는 본 발명의 제8실시형태에 의한 실시예의 효과를 나타낸 도면.

도 63은 본 발명의 제8실시형태에 의한 실시예의 위상차 필름(130, 132)으로 사용되는 디스코텍 액정을 나타낸 도면.

도 64는 본 발명의 제9실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 구성을 나타낸 도면.

도 65는 본 발명의 제9실시형태에 의한 액정 표시 장치의 구체적 구성예에 의한 실시예1을 설명하는 도면.

도 66은 본 발명의 제9실시형태에 의한 액정 표시 장치의 구체적 구성예에 의한 실시예1의 효과를 설명하는 도면.

도 67은 본 발명의 제9실시형태에 의한 액정 표시 장치의 실시예2를 설명하는 도면.

도 68은 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 사용되는 광학 위상차 필름의 배치상태를 설명하는 도면.

도 69는 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 액정의 배향 방향과 편광 필름 편광축과의 관계를 나타낸 도면.

도 70은 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 71은 종래의 액정 표시 장치에서의 액정의 배향 방향과 편광 필름의 편광축과의 관계를 나타낸 도면.

도 72는 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치의 다른 시각 특성을나타낸 도면.

도 73는 종래의 액정 표시 장치의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 74는 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 조건(b)에 대하여 경사각 θ=30°로 했을 때의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 75는 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 조건(b)에 대하여 경사각θ=45°로 했을 때의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 76은 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 조건(b)에 대하여 경사각 θ=60°로 했을 때의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 77은 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 조건(b)에 대하여 경사각 θ=70°로 했을 때의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 78은 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 조건(c)에 대하여 광학 위상차 필름의 리타데이션 R=70nm로 했을 때의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 79는 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 조건(c)에 대하여 광학 위상차 필름의 리타데이션 R=12nm로 했을 때의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 80은 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 조건(c)에 대하여, 광학 위상차 필름의 리타데이션 R=160nm로 했을 때의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 81은 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 조건(d)에 대하여 횡축에 액정 패널 리타데이션 R_LC=△nd를 취하고, 종축에서 암상태의 광 투과율을 취하여 양자의 관계를 나타낸 그래프.

도 82는 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 배향 분할을 설명하는 도면.

도 83은 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 일실시예를 나타낸 도면.

도 84는 본 발명의 제11실시형태에 의한 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타낸 도면.

도 85는 본 발명의 제11실시형태에 의한 액정 표시 장치의 1화소 내에서의 배향 분할 및 액정 분자의 배향 방향을 나타낸 도면.

도 86은 본 발명의 제11실시형태에 의한 액정 표시 장치의 실시예1에 있어서의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 87은 본 발명의 제11실시형태에 의한 액정 표시 장치의 실시예2에 있어서의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 88은 본 발명의 제11실시형태에 의한 액정 표시 장치의 실시예2에 있어서의 중간조 표시 특성(상하 방향)을 나타낸 도면.

도 89는 본 발명의 제11실시형태에 의한 액정 표시 장치의 실시예2에 있어서의 중간조 표시 특성(좌우 방향)을 나타낸 도면.

도 90은 본 발명의 제11실시형태에 의한 액정 표시 장치의 실시예2에 있어서의 개량된 중간조 표시 특성(상하 방향)을 나타낸 도면.

도 91은 본 발명의 제11실시형태에 의한 액정 표시 장치의 실시예2에 있어서의 개량된 중간조 표시 특성(좌우 방향)을 나타낸 도면.

도 92는 본 발명의 제11실시형태에 의한 액정 표시 장치의 실시예3에 있어서의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 93은 본 발명의 제11실시형태에 의한 액정 표시 장치의 실시예4에 있어서의 시각 특성을 나타낸 도면.

도 94는 본 발명의 제12실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면.

도 95는 1축 연신 필름(168)을 필름면 법선 방향에서 본 상태를 나타낸 도면.

도 96은 1축 연신 필름(170)을 필름면 법선 방향에서 본 상태를 나타낸 도면.

도 97은 1축 연신 필름(168)을 필름면 법선 방향에서 본 상태를 나타낸 도면.

도 98은 1축 연신 필름(170)을 필름면 법선 방향에서 본 상태를 나타낸 도면.

도 99는 1축 연신 필름(168, 170)의 제조 공정에 있어서, 필름(174)을 화살표(178) 방향을 연신했을 때의 위상차의 축(176)의 분포를 나타낸 도면.

도 100은 1축 연신 필름(168, 170)의 제조 공정에 있어서, 필름(174)을 화살표(178) 방향으로 연신하여 1축 연신 필름(168, 170)을 잘라내는 상태를 나타낸 도면.

도 101은 1축 연신 필름(168, 170)의 제조 공정에서 액정 패널에의 필름 접합공정까지를 모식적으로 나타낸 도면.

도 102는 본 발명의 제12실시형태에 의한 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 1축 연신 필름(168)의 지상축을 나타낸 도면.

도 103은 본 발명의 제12실시형태에 의한 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서의 1축 연신 필름(170)의 지상축을 나타낸 도면.

도 104는 편광판(164, 172)의 제조 공정에서 액정 패널에의 필름 접합 공정까지를 모식적으로 나타낸 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

21, 22 편광 소자

30 액정 패널

31, 40, 31', 40' 편광판

34, 44 편광 소자

36, 38, 46, 48, 54 제2종 위상차 필름

50, 52 제1종 위상차 필름

61, 62 제1종의 1축성 위상차 필름

63, 64, 65, 66 제2종의 1축성 위상차 필름

81, 82 층상의 광학 재료(디스코텍 액정)

84, 86 적층군(디스코텍 액정층)

88, 89 시각 보상 필름

100 액정셀

102 어레이 기판

104 대향 기판

106, 108 편광판

110 액정층

112, 114 디스코텍 액정 필름

120 정의 수직 배향 위상차 필름

122 1축 위상차 필름

140 액정 패널

142, 144 편광 필름

146, 148 광학 위상차 필름

본 발명의 관점에 의하면, 상기 과제는 이하의 특징을 갖는 액정 표시 장치에 의해서 해결된다.

즉, 한쌍의 기판간에 전압 무인가 시에 장축 방향이 기판면에 대하여 대략 수직으로 배향되는 액정 분자를 포함한 액정으로 된 액정층을 협지하는 액정 패널과,

액정 패널의 양외측에 배치되고 각각의 흡수축이 서로 직교되도록, 또한 흡수축이 액정에 전압이 인가되었을 때에 액정 분자가 배향하는 방향에 대하여 대략 45°를 이루도록 배설된 제1 및 제2편광 소자와,

면내의 굴절률을 n_x, n_y, 두께 방향의 굴절률을 n_z로 할 때에 n_x가 n_y및 n_z중의 어느 것보다 큰 관계에 있는 위상차 필름을 제1종 위상차 필름, n_x와 n_y가 거의 똑 같고 또한 n_x와 n_y가 n_z보다 큰 관계에 있는 위상차 필름을 제2종 위상차 필름으로 하여,

제1편광 소자와 액정 패널 사이에, 지상축이 제1편광 소자의 흡수축과 직교되도록 배치된 첫 번째의 제1종 위상차 필름과,

제2편광 소자와 액정 패널 사이에 지상축이 제2편광 소자의 흡수축과 직행하도록 배치된 두 번째의 제1종 위상차 필름과,

제1편광 소자와 첫 번째의 제1종 위상차 필름 사이, 제2편광 소자와 두 번째의 제1종 위상차 필름 사이, 첫 번째의 제1종 위상차 필름과 액정 패널 사이, 또는 두 번째의 제1종 위상차 필름과 액정 패널 사이의 적어도 1개소에, 적어도 1개 배치된 제2종 위상차 필름을 구비하고,

액정층의 리타데이션 R_LC를 액정의 복굴절을 △n과 액정층의 두께 d와의 곱 △nd, 위상차 필름의 면내 방향의 리타데이션 Rp를 (n_x-n_y)d로 하고, 두께 방향의 리타데이션 Rt를 ((n_x+n_y)/2-n_z)d로 하며,

지상축이 인접하는 편광 소자의 흡수축과 평행하게 배치된 위상차 필름을 제외한, 복수 위상차 필름의 면내 방향의 리타데이션 Rp의 합계를 Rp-t, 복수의 위상차 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rt의 합계를 Rt-t로 했을 때에,

(수학식 1)

Rp-t=2×(-0.08×R_LC+58nm+α)

다만, α=±30nm

(수학식 2)

Rt-t= (1.05±0.05)×R_LC-47nm+β

다만, -100nm≤β≤47nm 로 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치이다.

상기 본 발명의 관점에 의하면, 시각 특성을 보상하기 위한 제1종 위상차 필름 및 제2종 위상차 필름의 리타데이션량이나 배치가 최적화된다. 따라서, 액정 표시 장치의 경사 방향에서의 시각 특성을 향상시켜서 양호한 표시를 가능하게 한다.

실시예

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.

또, 설명에 있어서는 액정 패널로서 MVA형 액정 표시 장치를 사용하여 설명하겠으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 수직 배향형 액정 표시 장치나 TN형 액정 표시 장치 등에 적용할 수 있는 것이다.

〔제1실시형태〕

우선, 본 발명의 실시형태의 설명 전에, 본 발명에서 언급되는 제1종 위상차 필름과 제2종 위상차 필름에 관해서 설명한다.

도 8은 위상차 필름을 설명하는 도면이다. 필름 면내 방향의 굴절률을 n_x, n_v, 두께 방향의 굴절률을 n_z로 했을 때에, 위상차 필름에서는 면내 방향의 리타데이션과 두께 방향의 리타데이션이 중요하다. 면내 방향의 리타데이션은 Rp= (n_x-n_y)d 로 주어지고, 두께 방향의 리타데이션은 Rt= ((n_x+n_y)/2-n_z)d 로 주어진다.

여기서, 본 발명에서는 n_x가 n_y, n_z중의 어느 것보다 큰, 즉, n_x>n_y, n_z의 관계가 성립하는 위상차 필름을 제1종 위상차 필름이라고 부르고, n_x, n_y중 큰 쪽의 방향을 지상축으로 부른다. 위상차 필름의 두께를 d로 하면, 이 제1종 위상차 필름을 통과함으로써, 면내 방향에 Rp= (n_x-n_y)d의 리타데이션(위상차)이 생긴다. 또, n_x와 n_y가 거의 같고, 또한 n_x와 n_y가 n_z보다 큰, 즉 n_x≒n_y>n_z의 관계가 성립하는 위상차 필름을 필름면의 법선 방향으로 광학적인 부의 1축성을 갖는 위상차 필름이라 하고, 본 발명에서는 제2종 위상차 필름이라 부른다. 위상차 필름의 두께를 d로 하면, 이 제2종 위상차 필름을 통과함으로써, 두께 방향으로 Rt=((n_x+n_y)/2-n_z)d의 리타데이션이 생긴다. 또, 상기한 바에서는 제1종 위상차 필름에서는 면내 방향의 리타데이션 Rp, 제2종 위상차 필름에서는 두께 방향의 리타데이션 Rt에 대하여 언급하였으나, 값의 대소는 있지만, 각각 면내 방향의 리타데이션 Rp, 두께 방향의 리타데이션 Rt가 존재한다.

또, 전술과 같이 제2종 위상차 필름에는, 굴절률에 n_x≒n_y>n_z의 관계가 있다고 하였으나, n_x와 n_y의 관계(n_x≒n_y)에 대하여, 본 명세서에 있어서는,

(n_x+n_y) / 2-n_z> (n_x-n_y)×2 또는

(n_x-n_y)×d≤20nm 로 한다.

도 5는 본 발명의 제1실시형태에 의한 액정 표시 장치(56)를 나타낸 도면이다. 액정 표시 장치(56)는 투과형의 액정 표시 장치이며, 광의 입사측에서 보호층(32), 제1편광 소자(34), 첫 번째의 제2종 위상차 필름(36), 첫 번째의 제1종 위상차 필름(50), 액정 패널(30), 두 번째의 제1종 위상차 필름(52), 두 번째의 제2종 위상차 필름(46), 제2편광 소자(44), 보호층(42)의 순서로 배치되어 있다. 그리고, 보호층(32)과, 제1편광 소자(34)와, 첫 번째의 제2종 위상차 필름(36)이 접합되어서 일체로 되어 편광판(31)을 구성하고 있다. 마찬가지로, 보호층(42)과, 제2편광 소자(44)와, 두 번째의 제2종 위상차 필름(46)이 접합되어 일체로 되어서, 편광판(31)을 구성하고 있다. 즉, 제2종 위상차 필름(36, 46)은 편광판(31, 40)을 구성하는 보호부재인 보호층을 겸하고 있다. 이와 같이, 본 명세서에서 편광 소자라 함은 편광기능을 갖는 층을 의미하며, 일반적으로 보호부재가 일체로 되어 있는 소위 편광판과는 구별하여 생각하고, 보호부재 등은 포함시키지 않는다. 액정 패널(30)은 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같은 4분할 배향의 MVA형 LCD이다.

한쌍의 편광자(34, 44)의 흡수축은 도면중 화살표로 나타낸 바와 같이 직교되어 있고, 또 흡수축의 방향은 도 1에서 설명한 바와 같이, 액정의 배향 방향(예를 들면, A에 착안하여)에 대하여 45°로 되어 있다. 한쌍의 제1종 위상차 필름(50, 52)의 지상축도 도면중 화살표로 나타낸 바와 같이 직교되어 있다. 또, 액정 패널(30)에 대하여 같은 측에 있는 편광 소자(34), 또는 (44)의 흡수축과 제1종 위상차 필름(50), 또는 (52)의 지상축은 직교되어 있다. 또, 제2종 위상차 필름(36, 46)의 면내의 리타데이션의 지상축(면내의 연신방향)은 인접하는 편광 소자(34, 44)의 흡수축과 평행하게 되거나, 또는 직교되도록 배치할 수 있다. 여기서, 흡수축과 평행하게 배치한 경우에는 면내의 리타데이션의 계산(수학식 1을 사용하는 계산)에는 관여하지 않는다.

다음에, 구체적인 수치를 사용하여 계산을 한다. 액정 패널(30)의 액정층의 리타데이션 R_LC(=△nd)는 280nm로 하였다. 제2종 위상차 필름(36, 46)으로서는, 편광판의 보호층으로 사용되고 있는 TAC (트리아세틸 셀룰로스)필름을 사용하였다. 이 TAC 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rt는 55nm이다. 면내 방향의 리타데이션 Rp는 5nm이지만, 지상축을 인접하는 편광 소자(34, 44 )의 흡수축과 평행하게 배치하였기 때문에, 계산에는 넣지 않는다. 여기서, 일반적인 편광판에서는 그 제조 공정에 있어서 편광 소자의 연신 방향과 TAC필름의 접합의 축의 방향이 일치하기 때문에 자동적으로 일치되도록 되어 있다. 제1종 위상차 필름(50, 52)의 면내 방향의 리타데이션 Rp는 모두 35nm, 두께 방향의 리타데이션 Rt는 모두 60nm로 하였다.

따라서, 액정 표시 장치(56)의 면내 방향의 리타데이션의 합계 Rp-t는, 35×2=70nm로 되었다. 또, 두께 방향의 리타데이션의 합계 Rt-t는 55×2+60×2=230으로 된다. 수학식 1에서 범위를 구하면 면내 방향의 리타데이션의 합계 Rp-t=71.2 (±60)nm이고, 액정 표시 장치(56)의 Rp-t는 이 범위의 중심 가까이에 있다. 또, 수학식 2에서 범위를 구하면, 두께 방향의 리타데이션의 합계 Rt-t=233nm이고, 이것도 범위에 포함되는 이상적인 수치이다. 이 때의 시각 특성을 도 9에 나타낸다.

도 9는 전방위에서 보았을 때에 콘트라스트가 똑 같아지는 시야각을 선으로맺는 등콘트라스트 곡선이다. 이 도 9에서 가장 콘트라스트가 나쁜 방위각 45°방향을 포함하여 전시야각에서 콘트라스트가 20 이상으로 되어 양호한 표시를 할 수 있는 것을 알 수 있다.

다음에, 본 발명에서 개시한 최적의 콘트라스트를 구하는 2개의 수학식, 즉 수학식 1, 수학식 2에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에서 전술한 바와 같이, 제1종 위상차 필름 및 제2종 위상차 필름의 특정한 배치에 있어서, 면내 방향 및 두께 방향의 최적의 범위를 이하의 수학식으로 정의하였다.

(수학식 1)

Rp-t=2×(-0.08×R_LC+58nm+α)

다만, α=±30nm

(수학식 2)

Rt-t=(1.05±0.05)×R_LC-47nn+β

다만, -100nm≤β≤47nm

특히, 수학식 1을 적용할 때에, 편광 소자에 접하는(편광판의 보호막과 같이 일체로 되어 있는 경우), 또는 편광 소자에 인접하는(독립된 부재로서 배치되어 있는 경우) 위상차 필름의 지상축과 편광 소자의 흡수축이 평행한 경우에는, 그 위상차 필름의 면내 방향의 리타데이션은 고려하지 않는다. 이것은 위상차 필름의 지상축과 편광 소자의 흡수축이 평행한 경우에는, 위상차 필름으로 면내 방향의 리타데이션을 부여하지 않기 때문이다.

상기의 본 발명의 수학식 1 및 수학식 2가 최적으로 되는 것을 설명한다. 도 14는 경사 시각(방위각45°, 경사각80°)에서 관찰했을 때에 콘트라스트가 최대로 되는 조건을 플롯한 것이고, 도 14a는 면내 방향의 리타데이션에 관한 것이며, 도 14b는 두께 방향의 리타데이션에 관한 도면이다.

도 14a에 있어서 실선은 콘트라스트가 최대로 되는 점을 면내의 리타데이션을 조건으로 하여 플롯되어 있고, 점선은 콘트라스트가 2 이상으로 되는 범위를 나타내고 있다. 이 실선은 거의 직선으로 볼 수 있어, 그 y절편이 24(nm)로 된다. 또, 콘트라스트가 2 이상으로 되는 범위는, 각 액정의 리타데이션 R_LC는 거의 같으며 ±60nm이다. 수학식 1에 있어서의 +58nm 및 α=±30nm의 항은 이 수치가 관계되어 있다.

또, 도 14b의 두께 방향의 리타데이션의 조건에 대하여도 마찬가지로 고려되며, 수학식 2에 있어서의 -47nm 및 -100nm≤β≤47 nm 항의 수치가 관계되어 있다.

다음에, 수학식 1 및 수학식 2와 같은 간단한 식으로 조건이 결정되는지를 도 11 내지 도 13을 사용하여 설명한다. 도 11 내지 도 13은 위상차 필름 및 액정층을 광이 통과할 때의 편광의 상태를 포안카레(Poincare) 구체(球體) 위의 궤적으로서 나타낸 것으로 포안카레 구를 북극에서 관찰한 것을 도시하고 있다.

우선, 도 11을 도 5의 제1실시형태에 적용시켜서 설명한다. 우선, 경사 시각 방향에서 관찰하고 있으므로, 편광 소자의 흡수축은 45°에서 조금 누운 상태로 보이기 때문에 점(D)에서 약간 점(A) 방향으로 어긋난 점(E)으로 된다. 따라서,입사되는 광의 편광 상태는 점(F)으로 된다. 광은 입사측의 제2종 위상차 필름을 통과하지만, 경사진 방향에서 보고 있기 때문에, 제2종 위상차 필름은 바로 옆에 축을 갖는 것으로 간주할 수 있으며, 따라서 점(A)을 축으로 하여 회전(회전은 모두 우회전이다)하여, 구체 위를 점(G)까지 이동한다. 파선은 남반구의 궤적이다. 다음에, 광은 입사측의 제1종 위상차 필름을 통과하지만, 여기서도 경사 방향에서 보고 있기 때문에, 제1종 위상차 필름의 축은 점(C)에서 조금 점(A) 방향으로 어긋난 점(K)에 축이 있다고 간주할 수 있다. 따라서, 점(K)을 축으로 회전하여, 구체 위를 점(H)까지 이동한다. 다음에, 액정층을 통과하지만 액정 분자는 종방향으로 축을 갖고 있으므로 점(B)을 축으로 하여 회전한다. 따라서, 점(H)에서 점(C)을 경유하여 점(I)까지 이동한다. 다음에, 출사측의 제1종 위상차 필름을 통과하지만, 경사 방향에서 보고 있기 때문에, 제1종 위상차 필름의 축은 점(D)에서 약간 점(A)으로 어긋난 점(E)에 있는 것으로 간주할 수 있다. 따라서, 점(E)을 축으로 하여 회전하여, 점(J)까지 이동한다. 최후에 광은 출사측의 제2종 위상차 필름을 통과하지만, 입사측과 마찬가지로 점(A)에 축이 있는 것으로 간주할 수 있기 때문에, 점(A)을 축으로 회전하여 점(K)까지 이동한다. 점(K)은 출사측의 편광 소자의 흡수축의 방향에 상당한다.

도 11 내지 도 13을 참조하고, 도 11과 도 12 및 도 13에서는, 액정층의 R_LC의 값이 달라진다. 따라서, 도 11의 선분 HCI와 도 12의 선분 OCP의 길이가 다르다. 그러나, 그 형상은 거의 동일하다. 그리고, 도 11의 선분 GH, IJ와 도 12의 선분 NO, PQ는 궤적을 투영한 평면상에서는 같은 방향에서 또한 같은 길이이다.그러나, 실제로 이들 선분은 구체 위의 궤적이고, 그 위치에 의해서 회전각이 다르고 길이가 다르다. 이 차이는 면내 방향의 리타데이션의 크기에 상당한다. 길이(회전각)가 다른 것은 구체 위의 위치, 즉 액정층의 리타데이션 R_LC에 의한 것이다. 이 때문에 최적의 면내 방향의 리타데이션도 액정층의 리타데이션 R_LC에 의존하고, 수학식 1에서의 R_LC의 계수가 0.08로 된다.

다음에, 두께 방향의 리타데이션에 대하여 보면, 액정층에 의한 구체 위의 움직임(선분 HCI, OCP)과, 제2종 위상차 필름에 의한 움직임(선분 FG+JK, FN+QK)과는 서로 상쇄되는 형식을 취하고 있다. 즉, 도 11에 있어서의 선분 FG+JK와 선분 HCI의 차와, 도 12에 있어서의 선분 FN+QK와 선분 OCP의 차이는 궤적을 투영한 평면상에서는 동일하다. 그러나, 구체 위의 회전각에서는 다르다. 이 때문에 최적의 두께 방향의 리타데이션도 액정의 리타데이션 R_LC에 의존하여, 수학식 2에서의 R_LC의 계수가 1.05로 된다.

이상으로부터 본 발명에서의 수학식 1 및 수학식 2가 도출된다.

〔제2실시형태〕

도 6은 본 발명의 제2실시형태에 의한 액정 표시 장치(58)를 나타낸 도면이다. 액정 표시 장치(58)는 도 5의 액정 표시 장치(56)와 유사한 구성이지만, 상이점은 액정 패널(30)의 액정층의 리타데이션 R_LC가 350nm인 점과, 두 번째의 제1종 위상차 필름(52)과 두 번째의 제2종 위상차 필름(46) 사이에 두 번째의 제2종 위상차 필름(54)을 삽입한 점이다. 위상차 필름(54)은 두께 방향의 리타데이션이 55nm이고, 면내의 지상축은 액정층과 같은 측에 있는 편광 소자(44)의 흡수축과 평행하게 된다.

액정 표시 장치(58)의 면내 방향의 리타데이션의 합계 Rp-t는 70nm, 두께 방향의 리타데이션의 합계는 285nm이다. 수학식 1에서는 Rp-t=60±30nm으로 되고, 중심에서는 약간 벗어 났지만 충분히 범위 내에 들어가 있다. 수학식 2에서는 Rt-t=303nm으로 되며, 마찬가지로 중심에서는 약간 벗어났지만, 충분히 범위에 들어가 있다. 여기서, 수학식의 중심에서 벗어난 이유가 있는데, 그것은 제2종 위상차 필름의 배치가 비대칭이기 때문이다. 도 12에 나타낸 바와 같이 본 실시형태의 경우에는, 제2종 위상차 필름에 의한 효과는 선분 FG와 MK와 같이 비대칭으로서 선분 GH와 LM에 대하여도 그 위치가 다르기 때문에 본래의 최적의 값은 달라지는 것은 당연하다. 그러나, 본 실시형태에서는 제1종 위상차 필름이 도 5의 제1실시형태와 같은 것을 사용하고 있으며, 따라서 수학식 2의 중심에서 조건이 약간 벗어난 것으로 생각된다.

도 10은 제2실시형태에 있어서의 시각 특성을 나타낸 도면이다. 조건이 최적치에서 약간 벗어났기 때문에, 제1실시형태(도 9)와 비교하면 경사 45°방향에서 콘트라스트 20의 선이 안쪽으로 들어가 있지만, 그래도 콘트라스트 20 근방이어서 충분히 양호한 시각 특성이다.

여기서, 수학식 1 및 수학식 2에서 정의되는 범위가 좁은 경우에 대하여 실험을 행하였다. 이 경우 제2종 위상차 필름으로서 시판되는 노르보르넨계 필름을2개의 방향으로 연신하고, 두께 방향으로 여러 가지 리타데이션을 가진 필름을 만든다. 시각 특성은 도 9의 것과 비교하면 나쁘지만, 그래도 전방에서 콘트라스트 5 이상을 실현하여, 충분히 양호한 시각 특성을 얻을 수 있었다.

〔제3실시형태〕

도 7은 본 발명의 제3실시형태에 의한 액정 표시 장치(59)를 나타낸 도면이다. 액정 표시 장치(59)는 도 5의 액정 표시 장치(56)와 유사한 구성이지만, 상이점은 액정 패널(30)의 액정층의 리타데이션 R_LC가 350nm인 점과 편광판(31', 40')이 다른 점이다. 편광판(31', 40')은 제2종 위상차 필름으로 된 보호층의 TAC필름을 두께 방향의 리타데이션이 통상의 TAC필름보다 크게 하여 90nm 내지 125nm의 필름(38, 48)(이하, 두꺼운 TAC필름이라고도 말함)을 사용하였다. 이와 같이 두꺼운 TAC필름(38, 48)을 사용하면, 제2실시형태와 같이 액정층의 리타데이션 R_LC가 350nm 정도의 액정 패널을 사용할 때에 유효하다. 즉, 제2실시형태의 경우와 같이 추가의 TAC필름을 제2종 위상차 필름으로서 삽입할 필요가 없다.

액정 표시 장치(59)는 두꺼운 TAC필름(38, 48)의 두께 방향의 리타데이션이 90nm, 면내 방향의 리타데이션이 10nm(다만, 지상축이 편광 소자의 흡수축과 평행)이고, 제1종 위상차 필름의 면내 방향의 리타데이션이 40nm, 두께 방향의 리타데이션이 55nm이다. 따라서, 두께 방향의 리타데이션의 합계 Rt-t는 290nm로 되어, 수학식 2에 의한 303nm라는 값에 가까운 값을 실현할 수 있었다.

다음에, 본 발명에 있어서의 더 적절한 범위의 조합을 나타낸다.

액정층의 리타데이션 R_LC를 280nm±30nm, 두께 방향의 리타데이션의 합계 Rt-t를 22nm±40nm, 면내 방향의 리타데이션의 합계 Rp-t를 80nm±40nm로 한다.

액정층의 리타데이션 R_LC를 350nm±40nm, 두께 방향의 리타데이션의 합계 Rt-t를 290nm±60nm, 면내 방향의 리타데이션의 합계 Rp-t를 80nm±40nm로 한다.

여기서, 두께 방향 및 면내 방향의 리타데이션에 어떤 폭을 갖게 하고 있으나, 이것은 도 15에 나타낸 바와 같이 면내 방향의 리타데이션의 합계가 크면, 경사 시각에서의 흑표시가 푸른 기를 띠고, 작은 경우에는 콘트라스트가 저하되어 붉은 기를 띤다. 또, 두께 방향의 리타데이션의 합계는 작을 경우에 푸른 기를 띠고, 클 경우에는 붉은 기를 띤다. 이들은 취향에 의한 개인적인 문제이고, 일률적으로 한점에도 정해지지 않는 경우도 있다. 따라서, 이들의 경향도 고려하여 리타데이션의 범위에도 폭을 갖도록 하고 있다.

〔제4실시형태〕

다음에, 본 발명의 제4 내지 제6실시형태에 의한 MVA형 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 각 실시형태의 설명에 들어 가기 전에 본 실시형태가 해결하고자 하는 과제에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 16은 도 1의 MVA형 액정 표시 장치에 있어서, 제1편광 소자(21)와 액정 패널(30) 사이에, 상기 제1종의 1축성 위상차 필름(80)을 가한 구성을 나타내고, 도 17은 그 시각 특성을 나타낸다. 도 4와 도 17을 비교하면 명백한 바와 같이 고 콘트라스트가 얻어지는 시야각이 넓어지고, 특히 45°방위 등의 상하좌우 방향 이외의 방향에서 보았을 때의 콘트라스트가향상되는 것을 알 수 있다.

상기 제1종의 1축성 위상차 필름은, 예를 들면 노르보르넨계 필름 등을 연신하여 제조하지만, MVA형 액정 표시 장치에 있어서 사용되는 제1종의 1축성 위상차 필름의 복굴절의 값은, 50nm 또는 그 이하의 값이 요구되는 일이 있고, 이와 같은 작은 값을 연신 필름으로 실현하는 것은 어려웠었다. 그 때문에 그와 같은 사양의 제1종의 1축성 위상차 필름을 제조하는 경우의 마진이 좁아서, 양산하는 데에 있어서 큰 문제로 되어 있었다.

또, 특원평10-185836호는 MVA형 액정 표시 장치로 위상차 필름을 설치하는 각종의 구성을 개시하고 있지만, 한 층 더 시각 특성의 향상에 대하여 요청되고 있다.

본 실시형태는 이와 같은 문제를 해결하기 위한 것이며, 제1 목적은 제조마진이 높고 안정되게 제조가능한 복굴절의 값의 적은 제1종의 1축성 위상차 필름을 실현하는 동시에, 그것을 사용하여 시각 특성을 개선한 VA형 정표시 장치를 실현하는 것이고, 제2 목적은 위상차 필름을 가한 구성으로 시각 특성을 한 층 더 향상시킨 VA형 액정 표시 장치를 실현하는 것이다.

상기 목적을 실현하기 위해서 본 실시형태의 제1 양태는 부(負)의 복굴절을 갖는 층이 경사지게 적층되어서 적층군을 이루고, 이와 같은 적층군을 경사진 방향이 역방향으로 되도록 2개 대향하여 적층함으로써 제1종 위상차 필름과 동등한 특성을 갖는 시각 보상 필름을 실현한다.

도 18은 본 실시형태의 시각 보상 필름의 원리구성을 나타낸 도면이다. 특개평8-50206호 공보에 개시되어 있는 디스코텍 액정과 같은 부의 복굴절 특성을 갖는 층상의 광학재료가 공지되어 있다. 또, 특개평8-50206호 공보는 러빙막을 갖는 기판 위에 디스코텍 액정층을 형성함으로써, 부의 복굴절을 갖고 또한 필름의 법선에서 경사진 방향으로 리타데이션의 최소치를 갖는 광학 보상 필름, 즉 제2종의 1축성 위상차 필름을 개시하고 있다. 본원 발명의 발명자는 디스코텍 액정과 같은 부의 복굴절 특성을 갖는 층상광학재료(81, 82)를 도 18a에 나타낸 바와 같이, 역방향으로 기울여서 조합하면, 도 18b에 나타낸 바와 같이, n_x>n_y≒n_z의 관계, 즉 제1종의 1축성 위상차 필름과 동등한 광학특성이 얻어지게 되는 것을 발견하였다.

도 18c에 나타낸 바와 같이, 2개 기판(83, 85)의 위에 각각 부의 복굴절을 갖는 역방향으로 경사진 층을 적층한 적층군(84, 86)을 형성하고, 적층군 (84)와 (86)이 대향하도록 배치하면, 제1종의 1축성 위상차 필름과 동등한 광학 특성을 갖는 광학 보상 필름이 실현된다. 또, 도 18d에 나타낸 바와 같이 대향하는 적층군 (84)와 (86) 사이에 접착재(87)를 설치하여 일체로 하는 것도 가능하다. 어쨌든 2개의 적층군의 각층은 면대칭으로 배치된다.

층상의 광학재료로서는, 특개평8-50206호 공보에 개시되어 있는 디스코텍 액정을 사용할 수 있다. 또, 특개평8-50206호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 러빙막을 갖는 기판 상에 디스코텍 액정을 도포한 광학 보상 필름의 경우, 디스코텍 액정층의 경사각도는 기판에 접하는 부분에서는 작고, 기판으로부터 멀어짐에 따라 서서히 커지고, 예를 들면 10°이하에서 70°± 10°까지 변화하지만, 그 경우에도 2개의 액정층을 대향하도록 배치하면 제1종 위상차 필름과 동등한 광학특성이 얻어진다. 또, 본 실시형태의 광학 보상 필름은, 특개평8-50206호 공보에 개시된 방법과 같은 방법으로 제조하는 것이 가능하고, 복굴절의 값이 50nm 또는 그 이하의 값이더라도 용이하게 제조가능하다.

본 실시형태의 광학 보상 필름을, VA형 액정 표시 장치에 사용하면 시각 특성을 대폭 향상시킬 수 있다.

본 실시형태의 제2 양태의 액정 표시 장치는, VA형 액정 패널과, 그 양측에 흡수축이 서로 직교되도록 배치된 제1 및 제2편광 소자와, 액정 패널과 제1편광 소자 사이에 지상축이 제1편광 소자의 흡수축과 직교되도록 배치된 제1위상차 필름(제1종의 1축성 위상차 필름)과, 액정 패널과 제2편광 소자 사이에 지상축이 제2편광 소자의 흡수축과 직교되도록 배치된 제2위상차 필름(제1종의 1축성 위상차 필름)과, 제1편광 소자와 제1위상차 필름 사이, 제1위상차 필름과 액정 패널 사이, 제2편광 소자와 제2위상차 필름 사이, 또는 제2위상차 필름과 액정 패널 사이의 적어도 1개소에 배치된 부가위상차 필름(제2종의 1축성 위상차 필름)을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 실시형태의 제2 양태의 액정 표시 장치의 구성에 의해서, 시각 특성이 한층 향상되는 것을 발견하였다.

또, 부가위상차 필름은 제2종의 1축성 위상차 필름이고, 본 실시형태에서 제2종의 1축성 위상차 필름은 0nm≤(n_x-n_y)d≤10nm (d: 부가위상차 필름의 두께)의 관계 특성을 갖는다.

본 실시형태의 제2 양태의 액정 표시 장치로는, 특히 MVA형 액정 표시 장치가 바람직하다.

제1 및 제2위상차 필름은 전술한 바와 같이 필름을 연신하여 실현할 수 있으나, 제1 양태의 광학 보상 필름과 같은 고분자액정층을 갖는 필름을 사용하는 것도 가능하다.

도 19는 본 발명의 제4실시형태에 의한 MVA형 액정 표시 장치(LCD)의 구성을 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이 제4실시형태에 의한 MVA형 LCD는 액정 패널(30)과, 액정 패널(30)의 양측에 배치한 제1 및 제2편광 소자 (21)과 (22)와, 액정 패널(30)과 제1편광 소자(21) 사이에 배치한 제1과 제2광학 보상 필름 (88)과 (89)를 갖는다. 액정 패널(30)은 도 2 및 도 3에서 설명한 바와 같은 구성을 갖는다. 따라서, 제4실시형태의 MVA형 LCD는 도 1에 나타낸 구성에 있어서, 제1과 제2광학 보상 필름(88)과 (89)를 부가한 구성을 갖는다. 제1과 제2광학 보상 필름 (88)과 (89)는 도 18c에 나타낸 바와 같이, 기판 (83)과 (85)의 위에 디스코텍 액정층 (84)과 (86)을 각각 형성한 것이지만, 도 18d와 같이 액정층 (84)과 (86) 사이에 접착층(87)을 설치하여 일체화한 것을 사용하여도 좋다. 디스코텍 액정층 (84)와 (86)의 형성 방법에 대하여는 특개평8-50206호 공보에 상세하게 개시되어 있어 여기서는 설명을 생략하고, 실시형태에 의한 MVA형 액정 표시 패널에 사용할 때의 특성에 대해서만 설명한다.

도 18a에 나타낸 바와 같이, 디스코텍 액정 분자는 원반 형상이고, 디스코텍 액정층 (84)와 (86)에서는 각 디스코텍 액정 분자가 적층된다. 우선, 각 디스코텍 액정 분자가 45°의 경사각(틸트각)으로 균일하게 적층되어 있는 것으로 시뮬레이션을 행하였다. 디스코텍 액정 분자는 부의 이방성 굴절률을 갖고 있고, 원반내의 2개의 방향의 굴절률 na는 똑 같고, 원반에 수직인 축방향의 굴절률을 nb로 하면, na>nb이다. 도 18a에 나타낸 바와 같이, 역방향으로 경사진 디스코텍 액정 분자를 적층한 2개의 액정층을 조합하면, 디스코텍 액정 분자를 기울이는 방향과 90°다른 방향, 즉 도 18b의 n_x의 방위에 이방성이 있었다. 즉, n_x>n_y≒n_z의 제1종의 1축성 위상차 필름의 특성을 갖는 것을 발견하였다. 또, 이 경우의 「경사지다」의 의미는 층이 경사져 있는 것이며, 환언하면 광학축(원반에 수직인 방향의 축)이 경사져 있는 것이다. 또, 디스코텍 액정의 두께 d를 변화시키면, 리타데이션(복굴절의 값)은 (na-nb)×d로 변화되는 것을 알 수 있었다. 전술한 바와 같이 제1종의 고 1축성 위상차 필름도 면내 방향으로 (n_x-n_y)d의 리타데이션이 생기기 때문에, 복굴절의 값과 두께 사이에서도 유사한 특성이 얻어지고, 소망하는 제1종의 1축성 위상차 필름의 리타데이션을 A로 하고, 45°기울이는 디스코텍 액정의 각각의 리타데이션을 B로 하면, B=A±30%이면 좋은 것을 알 수 있었다. 예를 들면, 45nm의 복굴절이 생기는 제1종의 1축성 위상차 필름과 동등한 특성광학 보상 필름을 얻기 위해서는, 각각 40nm의 부의 리타데이션을 갖는 디스코텍 액정층을 갖는 필름을 액정층이 대향하도록 조합하면 좋다.

그런데, 특개평8-50206호 공보에 개시되어 있는 방법으로 디스코텍 액정층을 갖는 필름을 제조하면, 도 20에 나타낸 바와 같이 원반상의 디스코텍 액정 분자의 틸트각이 서서히 변화한다. 도 20에 있어서 참조번호 (83)과 (85)는 기판이고,(84)와 (86)은 디스코텍 액정층이다. 디스코텍 액정의 틸트각은 기판 근방의 위치에 있어서 θ1이 4°이고, 기판으로부터 떨어진 위치에 있어서 θ2가 68°이고, 디스코텍 액정층 (84)와 (86)의 액정 분자는 면대칭으로 배치되어 있다. 이와 같은 필름으로 정면에서 보았을 때의 기판면 내방향의 리타데이션이 18nm의 것을, 도 19의 제1과 제2광학 보상 필름 (88)과 (89)로서 각각 사용했을 때에, 면내 방향의 리타데이션이 45nm인 제1종의 1축성 위상차 필름과 동등한 특성을 얻을 수 있었다. 이 때의 MVA형 LCD의 시각 특성을 도 21에 나타낸다. 도 17과 비교하여 명백한 바와 같이, 제1종의 1축성 위상차 필름을 사용한 경우와 동등한 (또는 그 이상) 시각 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다.

조건을 바꾸어 시뮬레이션을 행하여 최적치를 검토한 결과, 디스코텍 액정층을 갖는 2매의 필름을 조합하는 경우, 제1종의 1축성 위상차 필름을 사용한 경우가 최적의 리타데이션(면내 리타데이션)을 A로 하고, 서서히 틸트각이 변화되는 디스코텍 액정층을 갖는 필름 1매의 정면 리타데이션(법선 방향에서 본 기판면 내의 리타데이션)을 B로 하면, B=A/2×0.8±30%의 범위에 있어서 양호한 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다.

이상과 같이 제4실시형태에서는 부의 복굴절을 갖는 층을 역방향으로 적층하여 조합함으로써, 제1종의 1축성 위상차 필름과 동등한 특성을 얻을 수 있다. 이로서 지금까지 제조가 어려웠든 복굴절의 값이 50nm 또는 그 이하의 값의 제1종의 1축성 위상차 필름과 동등한 특성의 필름을 용이하게 제조할 수 있도록 되어, VA형 LCD의 시각 특성을 향상시킬 수 있다.

〔제5실시형태〕

도 22는 본 발명의 제5실시형태에 의한 MVA형 LCD의 구성을 나타낸 도면이다. 액정 패널(30)은 4분할 UMVA형이고, 액정 패널(30)의 한쪽 기판(TFT기판)에는 화소 전극, 게이트 버스 라인, 데이터 버스 라인, TFT소자, 도메인 규제용의 지그재그 형상의 돌기 또는 슬릿 등이 형성되어 있고, 다른 쪽 기판(CF기판)에는 전면 투명 전극, 컬러 필터, 도메인 규제용의 지그재그 형상의 돌기 등이 형성되어 있다. 양기판 상에는, 폴리이미드로 된 수직 배향막이 형성되고, 양기판은 3.5μm 직경의 스페이서를 통해서 접합되고, 사이에 부의 이방성 유전률을 갖는 네마틱 액정(△n= 0.082)이 봉입된다.

액정 패널(30)의 양측에는 전압 인가 시에 액정 분자가 경사지게 되는 방향에 대하여 흡수축(71, 72)이 45°를 이루고, 또한 서로 흡수축이 직교되도록 제1 및 제2편광 소자(21, 22)가 배치된다. 또, 4분할 영역에서의 액정 분자가 경사지게 되는 방향(배향 방향)은 액정 패널의 기판평면에 투영해서 보았을 때에 각각 약90°씩 달라져 있다. 또, 본 실시형태는 이 구성(분할의 배향 방향 및 편광판의 흡수축, 위상차 필름의 지상축가 상기의 관계)에 있어서 특히 현저한 효과를 나타낸다.

액정 패널(30)과 제1편광 소자(21) 사이에 n_x>n_y≒n_z가 성립되고, 그 지상축(n_x방향)(73)이 제1편광 소자(21)의 흡수축과 직교되도록 제1종의 1축 위상차 필름(61)을 배치한다. 이 제1종의 1축 위상차 필름은, 예를 들면 시판되고 있는 노르보넨계 필름을 연신한 것이지만, 제4실시형태에 의한 부의 복굴절을 갖는 층을 역방향으로 적층하여 조합한 것을 사용하는 것도 가능하다. 또, 제1종의 1축 위상차 필름의 n_y와 n_z는 같은 것이 바람직하지만, 제조오차(불균일)에 의해서 n_y와 n_z가 완전하게는 일치되지는 않는다. 본 실시형태에서의 제1종의 1축 위상차 필름에 있어서는, 0≤(n_y-n_z)×d≤20nm의 관계가 성립한다. 또, 액정 패널(30)과 제2편광 소자(22) 사이에, n_x>n_y≒n_z가 성립하고, 그 지상축(n_x방향)(74)이 제2편광 소자(22)의 흡수축과 직교되도록 제1종의 1축 위상차 필름(62)을 배치한다. 제1종의 1축 위상차 필름 (61)과 (62)의 면내 방향의 리타데이션 R은 같다.

제1편광 소자(21)와 제1종의 1축성 위상차 필름(61) 사이에, n_x≒n_y>n_z가 성립하는 제2종의 1축성 위상차 필름(63)을 배치한다. 또, 본 명세서에서 제2종의 1축 위상차 필름에 있어서는, 0≤(n_x-n_y)×d≤10nm의 관계가 성립한다. 또, 제2편광 소자(22)와 제1종의 1축성 위상차 필름(62) 사이에 n_x≒n_y>n_z가 성립하는 제2종의 1축성 위상차 필름(64)을 배치한다. 제2종의 1축성 위상차 필름 (63)과 (64)의 두께 방향의 리타데이션 Rt는 같다.

이상과 같은 구성에 있어서 액정 패널(30)의 리타데이션 R_LC를 288nm, 345nm, 411nm로 한 경우에, 제1종의 1축성 위상차 필름 (61)과 (62)의 리타데이션 R과, 제2종의 1축성 위상차 필름 (63)과 (64)의 리타데이션 Rt를 변화시킨 경우의 시각 특성을 시뮬레이션에 의해서 조사한 결과를 도 23 내지 도 25에 나타낸다.또, 액정 패널의 리타데이션 R_LC는 R_LC=△n×d(d : 액정층의 두께)로 표시된다. 이들의 도면은 횡축에 리타데이션 R, 종축에 리타데이션 Rt를 취하고, 45°방위의 경사 80°에서 패널을 보았을 때의 콘트라스트가 동일하게 되는 (R, Rt)를 선으로 맺은 등고선 그래프이고, 도 23은 리타데이션 R_LC가 288nm인 때를, 도 24는 리타데이션 R_LC가 345nm인 때를, 도 25는 리타데이션 R_LC가 411nm인 때를 나타낸다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 위상차 필름을 사용하지 않을 때에는, 45°방향의 경사 80°에서 패널을 보았을 때의 콘트라스트는 1이고, 그 이상으로 되는 (R, Rt)의 조건에서는 위상차 필름을 설치하는 효과가 있다고 할 수 있다.

도 23 내지 도 25의 결과에서 45°방향의 경사 80°에서 패널을 보았을 때의 콘트라스트가 가장 높아지는 (R, Rt) 조건을 구하여, 리타데이션 R_LC에 대하여 플롯한 결과를 도 26에 나타낸다. 또, 리타데이션 Rt에 대하여는 제2종의 1축성 위상차 필름 (63)과 (64)의 리타데이션 Rt의 합계, 즉 Rt×2의 최적치를 플롯하였다. 또, 3매 이상의 제2종의 1축성 위상차 필름을 사용하는 경우에는 각 필름의 리타데이션 Rt의 합계를 생각하면 된다. 도 26의 결과에서 리타데이션 R의 최적치는 리타데이션 R_LC에 대하여,

리타데이션 R의 최적치: -0.08×R_LC+ 58,

Rt×2의 최적치: 1.13×R_LC- 105

의 관계가 있는 것을 알 수 있다. (단위는 nm)

제5실시형태에 있어서, 리타데이션 R_LC=345nm, 리타데이션 R=30nm, 리타데이션 Rt=145nm로 할 때의 등콘트라스트 곡선을 도 27에 나타낸다. 이 경우, 45°방향의 경사 80°에서 패널을 보았을 때의 콘트라스트는 약 100으로서, 시각 특성이 대폭 개선되는 것을 알 수 있다.

제5실시형태의 구성으로, 실제로 제1종의 1축성 위상차 필름 (61)과 (62)로서 상기의 리타데이션 R=40nm의 연신된 노르보르넨계 필름을 사용하여, 제2종의 1축성 위상차 필름 (63)과 (64)에서 리타데이션 Rt=100nm의 폴리카보네이트(PC) 필름을 사용한 결과, 양호한 시각 특성이 얻어졌다.

또, 제5실시형태에서는 제1편광 소자(21)와 제1종의 1축성 위상차 필름(61) 사이에 제2종의 1축성 위상차 필름(63)을 한 층, 제2편광 소자(22)와 제1종의 1축성 위상차 필름(62) 사이에 제2종의 1축성 위상차 필름(64)을 한 층 배치하고, 2층의 제2종의 1축성 위상차 필름 (63)과 (64)의 리타데이션 Rt는 같았었다. 그러나, 제2종의 1축성 위상차 필름 (63)과 (64)는 더욱 한정되지 않아, 복수의 층으로 구성하는 것도 가능하다. 예를 들면, 제1편광 소자(21)와 제1종의 1축성 위상차 필름(61) 사이나, 제2편광 소자(22)와 제1종의 1축성 위상차 필름(62) 사이의 적어도 한 쪽에 n_x≒n_y>n_z의 관계가 성립하는 N(N≥1)층의 제2종의 1축성 위상차 필름을 배치한 경우에 대하여 조사하였다. 그 결과, N층의 위상차 필름의 리타데이션 ((n_x+n_y)/2-n_z)d를, 각각 리타데이션 Rt₁, Rt₂, …, Rt_N으로 하면, 리타데이션 R 및 리타데이션 Rt₁+Rt₂+…+Rt_N의 최적치와 리타데이션 R_LC사이에 다음과 같은 관계가있는 것을 알 수 있었다. (단위는 nm).

리타데이션 R의 최적치: -0.08×R_LC+ 58

Rt₁+Rt₂+…+Rt_N의 최적치: 1.13×R_LC- 105

즉, 제2종의 1축성 위상차 필름을 복수개 설치한 경우에는, 이들 리타데이션 Rt를 합계한 값을 갖는 한 층의 제2종의 1축성 위상차 필름을 설치한 경우와 동등하다.

〔제6실시형태〕

도 28은 본 발명의 제6실시형태에 의한 MVA형 LCD의 구성을 나타낸 도면이다. 제6실시형태의 제5실시형태와 다른 점은, 제2종의 1축성 위상차 필름 (63)과 (64) 대신에 제1종의 1축성 위상차 필름(61)과 액정 패널(30) 사이에, n_x≒n_y>n_z가 성립하는 제2종의 1축성 위상차 필름(65)을 배치하고, 제1종의 1축성 위상차 필름(62)과 액정 패널(30) 사이에, n_x≒n_y>n_z가 성립하는 제2종의 1축성 위상차 필름(66)을 배치한 점이다. 이 경우도 제1종의 1축성 위상차 필름 (61)과 (62)의 리타데이션 R은 똑 같고, 제2종의 1축성 위상차 필름 (65)과 (66)의 리타데이션 Rt는 같다.

제6실시형태에 있어서도, 제5실시형태와 같이 액정 패널(30)의 리타데이션 R_LC를, 288nm, 345nm, 411nm로 한 경우에, 제1종의 1축성 위상차 필름 (61)과 (62)의 리타데이션 R과, 제2종의 1축성 위상차 필름 (65)와 (66)의 리타데이션 Rt를 변화시킨 경우의 시각 특성을 시뮬레이션에 의해서 조사한 결과를 도 29 내지 도 31에 나타낸다. 이들 도면은 횡축에 리타데이션 Rt, 종축에 리타데이션 R을 취하고, 45°방향의 경사 80°에서 패널을 보았을 때의 콘트라스트가 동일하게 되는 (Rt, R)를 선으로 맺은 등고선 그래프이고, 도 29는 리타데이션 R_LC가 288nm인 때를, 도 30은 리타데이션 R_LC가 345nm인 때를, 도 31은 리타데이션 R_LC가 411nm인 때를 나타낸다. 또, 도 29 내지 도 31의 결과에서, 45°방향의 경사 80°에서 패널을 보았을 때의 콘트라스트가 가장 높아지는 (Rt, R)의 조건을 구하여 리타데이션 R_LC에 대하여 플롯된 결과를 도 32에 나타낸다. 이 경우에도 리타데이션 Rt에 대해서는 제2종의 1축성 위상차 필름 (65)와 (66)의 리타데이션 Rt의 합계, 즉 Rt×2의 최적치를 플롯하였다. 도 32의 결과에서 리타데이션 R의 최적치는 리타데이션 R_LC에 대하여,

리타데이션 R의 최적치: 리타데이션 R_LC에 불구하고 95로 일정

Rt×2의 최적치: 0.89×R_LC- 137

의 관계가 있는 것을 알 수 있다. (단위는 nm)

또, 제6실시형태에 있어서도, 제2종의 1축성 위상차 필름 (65)와 (66)은 한 층으로 한정되지 않고, 복수의 층으로 구성하는 것도 가능하다. 제1종의 1축성 위상차 필름(61)과 액정 패널(30) 사이나, 제1종의 1축성 위상차 필름(62)과 액정 패널(30) 사이의 적어도 한 쪽에 n_x≒n_v>n_z의 관계가 성립하는 M(M≥1)층의 제2종의 1축성 위상차 필름을 배치한 경우에 대하여 조사하였다. 그 결과 M층의 위상차 필름의 리타데이션 ((n_x+n_y)/2-n_z)d를, 각각 리타데이션 Rt'₁, Rt'₂, …, Rt'_M로 하면, 리타데이션 R 및 리타데이션 Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M의 최적치와 리타데이션 R_LC사이에 다음과 같은 관계가 있는 것을 알 수 있었다. (단위는 nm)

리타데이션R의 최적치: 리타데이션 R_LC에 불구하고 95로 일정

Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M의 최적치: 0.89×R_LC-137

즉, 제2종의 1축성 위상차 필름을 복수 설치한 경우에는, 그들의 리타데이션 Rt를 합계한 값을 갖는 한 층의 제2종의 1축성 위상차 필름을 설치한 경우와 동등하다.

도 33은 제4 내지 제6실시형태에 의한 MVA형 LCD의 다른 구성예를 나타낸 도면이다. 이 구성예에서는 제1종의 1축 위상차 필름(61)과 제1편광 소자(21) 사이, 제1종의 1축 위상차 필름(61)과 액정 패널(30) 사이, 제1종의 1축 위상차 필름(62)과 액정 패널(30) 사이, 제1종의 1축 위상차 필름(62)과 제2편광 소자(21) 사이에, 각각 제2종의 1축성 위상차 필름(63, 65, 66, 64)을 배치한다. 즉, 도 22의 제5실시형태의 구성에 제2종의 1축성 위상차 필름 (65)와 (66)을 가한 구성이거나, 또는 도 28의 제6실시형태의 구성에 제2종의 1축성 위상차 필름 (63)과 (64)를 가한 구성이다.

도 33의 구성에서 양기판을 4.0μm 직경의 스페이서를 통해서 접합하고, 사이에 부의 이방성 유전률을 갖는 네마틱 액정(△n=0.086)을 봉입한 액정 패널(30)을 사용하고, 제1종의 1축성 위상차 필름(61, 62)으로서 리타데이션 R=45nm의 연신필름 또는 고분자액정층(예를 들면, 디스코텍 액정층 등)을 갖는 필름을 사용하고, 제2종의 1축성 위상차 필름(63, 64, 65, 66)으로서 리타데이션 Rt=60nm의 폴리카보네이트(PC) 필름을 사용한 결과, 양호한 시각 특성이 얻어졌다.

이상과 같이 제2종의 1축성 위상차 필름을 설치하는 위치나 매수에 대하여는 각종의 변형예가 가능하다. 여기서, 시뮬레이션으로 도 33의 구성예에 있어서 복수매의 제2종의 1축성 위상차 필름을 설치한 경우의 최적의 조건에 대하여 조사하였다. 즉, 제1편광 소자(21)와 제1종의 1축성 위상차 필름(61) 사이나, 또는 제2편광 소자(22)와 제1종의 1축성 위상차 필름(62) 사이의 적어도 한 쪽에, n_x≒n_y>n_z의 관계가 성립하는 N층의 제2종의 1축성 위상차 필름을 배치하고, 제1종의 1축성 위상차 필름(61)과 액정 패널(30) 사이나, 또는 제1종의 1축성 위상차 필름(62)과 액정 패널(30) 사이의 적어도 한 쪽에, n_x≒n_y>n_z의 관계가 성립하는 M층의 제2종의 1축성 위상차 필름을 배치한 경우를 조사하였다 (N+M≥1).

그 결과 N층의 위상차 필름의 리타데이션 ((n_x+n_v)/2-n_z)d를, 각각 리타데이션 Rt₁, Rt₂, …, Rt_N으로 하고, M층 위상차 필름의 리타데이션 ((n_x+n_y)/2-n_z)d를 각각 리타데이션 Rt'₁, Rt'₂, …, Rt'_M로 하면, 리타데이션 R 및 리타데이션 Rt₁+Rt₂+…+Rt'_N+Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M의 최적치와 리타데이션 R_LC사이에 다음과 같은 관계가 있는 것을 알 수 있었다. (단위는 nm).

리타데이션 R의 최적치: (-0.08×R_LC+58)×α+95×(1-α)

Rt₁+Rt₂+…+Rt_N+Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M의 최적치:

(1.13×R_LC- 105)×α+(0.89×R_LC-137)×(1-α)

다만, α= (Rt₁+Rt₂+…+Rt_N)/ (Rt₁+Rt₂+…+Rt_N+Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M), 및 단위는 nm이다.

이상과 같이 구한 리타데이션 R 및 리타데이션 Rt₁+Rt₂+…+Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M의 최적치를 기준으로 리타데이션 R에 대하여는 ±60nm, 리타데이션 Rt₁+Rt₂+…+Rt_N+Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M에 대하여는 ±120nm의 범위이면 45°방위의 경사진 80°에서 보았을 때의 콘트라스트가 거의 2 이상으로 되고, 도 4의 위상차 필름을 사용하지 않을 때에 비해서 위상차 필름을 부가함으로써 시각 특성이 개선되는 것을 알 수 있었다.

또, 리타데이션 R에 대해서 ±30nm, 리타데이션 Rt₁+Rt₂+…+Rt_N+Rt'₁+Rt'₂+…Rt'_M에 대해서는 ±60nm의 범위이면, 45°방위의 경사진 80°에서 패널을 보았을 때의 콘트라스트가 대략 5 이상으로 되어 시각 특성은 더욱 개선되는 것을 알 수 있었다.

이상 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였으나, 광학필름으로서 편광판의 지지기판으로서 널리 사용되고 있는 TAC (트리아세틸 셀룰로스) 필름을 사용하였다. 일반적으로, 편광판은 롤 형상으로 감긴 TAC필름, 롤 형상으로 감긴 옥소가 첨가된 PVA(폴리비닐알콜) 필름, 롤 형상으로 감긴 TAC필름을 롤로부터 풀려나온것을 그대로 접합시켜서 롤에 감아서 꺼내는 식으로 제조되어 있다.

여기서, 롤로부터 나온 필름 중, 적어도 액정 패널측의 TAC필름을 면내의 한방향으로 연신하였다. 일반적으로 PVA필름은 롤이 송출되는 방향으로 연신되어 있고, 이 방향으로 광학축(Optic axis of wave normal)을 갖고, 옥소는 이 방향으로 배열하여 PVA필름의 광학축과 평행하게 흡수축을 갖는다. 액정 패널측의 TAC필름의 연신방향은, PVA필름의 연신된 방향(일반적으로 롤이 송출되는 방향) 또는 옥소의 배향되는 방향 또는 PVA필름의 광학축의 방향에 수직이다. 이 때문에 TAC 필름의 연신방향은 일반적으로는 롤이 송출되는 방향에 수직인 방향으로 하였다. 물론, PVA (옥소) 필름의 광학축과 TAC 필름의 연신방향이 수직이면, 상기의 연신방향의 관계에 한정되는 것은 아니다.

이 연신된 TAC 필름의 조건으로서는 면내 리타데이션이 10nm에서 100nm, 바람직하기로는 60nm±30nm인 때에 양호한 시각 특성을 얻을 수 있었다. 이와 같이 TAC 필름을 한방향으로만 연신하여, 인접되는 편광층(PVA, 옥소층)의 흡수축으로 연신방향이 직교되는 필름이 시야각 개선에 유효하였다. 실제로 상기 편광판 한쌍과 수직 배향된 액정층(MVA)을 적층시키고, 그 이외에는 아무것도 추가하지않는 구성이라도, 시각 특성의 개선효과가 확인되었다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 복굴절의 값의 작은 면내 리타데이션이 생기는 제1종의 1축성 위상차 필름을 높은 제조마진으로 안정되게 제조하는 것이 가능하게 되므로, 그것을 사용하여 VA형 액정 표시 장치의 시각 특성을 개선할 수 있다. 또, 본 실시형태에 의하면, VA형 액정 표시 장치에서의 위상차필름의 최적의 구성을 실현할 수 있어, 시각 특성을 한 층 향상시킬 수 있다.

〔제7실시형태〕

다음에, 본 발명의 제7실시형태에 의한 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 실시형태의 설명에 들어 가기 전에 본 실시형태가 해결하고자 하는 과제에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 본 실시형태는 시각 특성을 개선하기 위해서 적어도 디스코텍 액정 필름을 광학 보상 필름으로서 구비한 액정 표시 장치에 관한 것이며, 또 벤드배향의 액정층을 사용하는 OCB(Optically Compensated Birefringence mode) 모드의 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 고세밀로 충분한 동화상 표시를 할 수 있는 고속 응답의 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display ; LCD)의 필요성이 높아지고 있다. 종래의 LCD로 동화상 표시를 시키고자 하면, 홀드(hold)형인 구동방식에 기인하는 본질적인 표시 흐림과, CRT에 비해서 현저시 뒤떨어지는 응답성에 기인하는 표시 흐림이 혼재되어서 발생하여, 동화상 화면이 아주 보기 어렵게 된다.

구동방식에 기인하는 표시 흐림에 대하여는 정기적으로 흑라인을 기입하는 CR법이나, 예를 들면 표시 프레임 내에서 백 라이트를 주기적으로 점멸시키는 스캔 백 라이트법 등으로 대응가능하다. 한편, 응답성에 기인하는 표시 흐림에 대하여는, LCD의 응답성능 그자체를 향상시킬 수 밖에 대응책은 없고, 그 때문에 종래 여러가지의 액정동작모드가 시도되고 있다. 일례로서 강유전·반강유전성액정을 사용한 구동모드에서는, 마이크로초(μs) 오더에서의 고속 응답을 실현할 수 있으나, 배향제어에 큰 난점이 있어, 실용레벨에는 이르고 있지 않았다. 또, 네마틱 액정을 사용한 여러가지 구동모드가 시도되고 있으나, 고속 응답이 얻어지는 대신에 표시품질이 열화되어 버리는 등의 문제가 있다.

네마틱 액정을 사용한 구동모드 중, 벤드배향을 사용한 OCB모드는 계조에 의하지 않고 10밀리초(ms) 이하의 응답성을 실현가능한 고속 응답 LCD이고, 여기 수년내의 실현에 대한 기대가 높아지고 있다. 이 OCB모드 LCD의 구성 및 동작에 대하여 도 34 및 도 35a 내지 도 35d를 사용하여 간단히 설명한다.

도 34는 OCB모드 LCD의 개략적인 구성을 나타낸 사시도이다. 도 35a는 OCB모드 LCD의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이고, 도 35b 내지 도 35d는 OCB모드 LCD의 각 구성요소 중의 액정의 틸트각 변화를 각 액정층의 두께 방향(광 입사측(아래 쪽)에서 광출사측(상측)으로 본 리타데이션 값의 증가방향; 이하 깊이 방향 위치라 함)으로 플롯한 그래프를 나타내고 있다.

OCB모드로는 전압 무인가 시에 스프레이 배향되어 있는 네마틱 액정을 표시 구동 시에 비교적 높은 소정 전압을 인가하여 벤드배향으로 바꾼다. 그리고, 벤드배향이 유지되는 인가전압 범위내에서 화상표시를 한다. OCB모드는 계조에 따른 전압을 액정층에 인가하여 벤드배향 액정 분자의 틸트상태를 제어함으로써, 액정층을 투과하는 광의 위상차를 제어하여 화상표시하는 복굴절형의 액정 표시 장치이다.

도 34 및 도 35a 내지 도 35d에 있어서, 화소마다 TFT(박막트랜지스터) 및 표시 전극이 형성된 어레이 기판(102)과, 어레이 기판(102)에 대향배치되어 공통전극이 형성된 대향 기판(104)과, 어레이 기판(102)과 대향 기판(104) 사이의 공극에봉지된 액정층(110)으로 액정 셀(100)이 구성된다. 어레이 기판(102)의 액정층(110)과 반대측의 표면에는 편광판(106)이 배치된다. 대향 기판(104)의 액정층(110)과 반대측의 표면에는, 편광판(106)의 광 투과축과 직교(크로스 니콜)되는 광 투과축을 갖는 편광판(108)이 배치된다.

또, 어레이 기판(102)과 편광판(106) 사이에는, 디스코텍 액정 필름(광학리방소자)(112)이 배치된다. 대향 기판(104)과 편광판(108) 사이에는 디스코텍 액정 필름(114)이 배치된다. 이들 디스코텍 액정 필름(112, 114)은 액정층(110)에서의 리타데이션(위상차)을 가능한한 상쇄하고, 액정층(110)에 있어서의 굴절률 원체를 가능한한 한 구체에 접근시키도록 보상하여 고시야각의 패널을 실현하기 위해서 설치되어 있다.

어레이 기판(102) 및 대향 기판(104)의 양기판의 액정층(110)측에 형성된 배향막(도시하지 않음)에는 동일방향(116, 118)의 러빙처리가 실시되어 있다. 이로서 어레이 기판(102)과 대향 기판(104) 사이에 봉지된 액정층(110)의 액정 분자는 소정 전압 인가 시에 평면(118)에서 벤드배향한다. 또, 러빙방향은 편광판(106, 108)의 광 투과축에 대하여 45˚의 각도를 이루고 있다. 또, 도 34 및 도 35에 나타낸 OCB모드 LCD는 편광판(106, 108)을 크로스니콜로 배치하고 있으므로, 벤드배향이 유지되는 인가전압범위 내에서의 최저전압 시에 백을 표시하는 노매리 화이트형으로 된다.

도 34에 나타낸 액정층(110)은 벤드배향이 유지되는 인가전압범위 내에서 최고 전압치를 인가하여 흑을 표시시킨 상태에서의 분자배열을 예시하고 있다. 흑표시에 있어서 액정층(110)의 중앙부의 대부분의 액정 분자가 어레이 기판(102) 및 대향 기판(104)의 기판면법선 방향(도면중 상하방향)으로 거의 평행하게 되고, 양기판 근방에서 액정 분자는 서서히 당해 법선 방향과 직교되는 방향으로 경사하여, 양기판표면의 배향막 근방에서는, 액정 분자는 상기 법선 방향에 대하여 거의 직각으로 경사진다.

도 35a의 액정층(110)에 나타낸 바와 같이, OCB모드에서의 벤드배열에서는, 액정층(110)의 거의 중앙에서 기판면에 평행한 직선에 대하여 위 절반의 액정 분자(110e∼110h)와 아래 절반의 액정 분자(110a∼110d)가 거의 대칭으로 되도록 경사된다. 또, 본 명세서에 있어서 액정 분자에 매긴 부호의 첨자는, 연속적으로 분포하는 액정 분자의 위치를 이산적으로 표현한 것 뿐이며, 분자의 수 등을 나타낸 것은 아니다.

흑표시에 있어서의 액정층(110)에서의 액정 분자의 경사상태를 도 35c를 사용하여 설명한다. 도 35c는 어레이 기판(102) (하측)에서 대향 기판(104) (상측)을 향해서 본 깊이 방향 위치를 횡축에 표시하고 있다. 또, 종축은 액정층(110) 내의 액정 분자의 틸트각(경사각)을 표시하고 있다. 또, 본 명세서에 있어서 틸트각은 도 36에 나타낸 바와 같이 기판면 법선에 직교되는 방향을 0˚로 하고, 반시계회전으로 정(正)의 각도를 취한다.

도 35c에 나타낸 바와 같이, 흑표시에 있어서의 액정층(110)의 액정 분자의 틸트각은 어레이 기판(102)측 (아래)에서 대향 기판(104)측 (위)를 향해서 보아 0˚ 근방에서 급격하게 90˚ 부근까지 변화하고, 또 단조 감소되면서 대략 90˚ 근방을 유지한 후, 대향 기판(104)측 근방에서 급격하게 90˚ 근방에서 180°근방까지 변화한다.

이에 대한 디스코텍 액정 필름(112) 내의 디스코텍 액정 분자의 틸트각 변화에 대하여, 도 35d를 통하여 설명한다. 도 35d는 편광판(106)측 (하측)에서 어레이 기판(102)측 (상측)을 향해서 본 필름 내의 깊이 방향의 위치(기판면 법선 방향의 위치)를 횡축에 표시하고 있다. 또, 종축은 필름 내의 디스코텍 액정 분자(112a∼112d)의 틸트각을 표시하고 있다. 디스코텍 액정 분자(112a∼ 112d)의 틸트각은 흑표시에서의 액정층(110)의 아래 절반측의 액정 분자(110a∼110d)의 광학특성을 보상하도록 도 35d에 나타낸 바와 같이, 편광판(106)측(하측)에서 어레이 기판(102)측(상측)을 향해서 보아, -90˚ 근방에서 0˚부근까지 직선적으로 변화하고 있다.

다음에, 디스코텍 액정 필름(114) 내의 디스코텍 액정 분자의 틸트각 변화에 대하여, 도 35b를 사용하여 설명한다. 도 35b는 대향 기판(104)측 (하측)에서 편광판(108)측 (상측)을 향해서 본 필름내의 깊이 방향의 위치(기판면 법선 방향의 위치)를 횡축에 표시하고 있다. 또, 종축은 필름 내의 디스코텍 액정 분자(114a∼ 114d)의 틸트각을 표시하고 있다. 디스코텍 액정 분자(114a∼114d)의 틸트각은 흑표시에 있어서의 액정층(110)의 위 절반측의 액정 분자(110e∼110h)의 광학특성을 보상하도록 도 35b에 나타낸 바와 같이, 대향 기판(104)측 (하측)에서 어레이 기판(102)측 (상측)을 향해서 보아 0˚ 근방에서 +90˚ 부근까지 직선적으로 변화하고 있다.

이와 같이, 종래의 OCB모드 LCD에서는 액정 셀(100) 내에서 비선형으로 연속적으로 변화하는 액정 분자(110a∼110h)의 틸트각에 대하여, 디스코텍 액정 필름(112, 114) 내부의 디스코텍 액정 분자(112a∼112d), (114a∼114d)의 틸트각은 선형으로 변화하고 있다.

그런데, 상기 종래의 디스코텍 액정 필름(112, 114)을 광학 보상 필름으로서 구비한 OCB모드 LCD의 시각 특성을 조사하면, 현실적으로 실용에 충분한 시야각을 얻을 수 없어, 이것을 더 넓힐 필요가 있음을 알 수 있다.

우선, 도 34에 나타낸 OCB 모드 LCD에 있어서, 디스코텍 액정 필름(112, 114)을 사용하지 않고, 대신하여 대향 기판(104)과 편광판(108) 사이에 1축 위상차 필름(도시하지 않음)을 배치한 경우의 시각 특성에 대하여 도 37을 사용하여 설명한다.

도 37에 나타낸 시각 특성을 보여준 도면은 패널표시면 중심으로 향해서 관찰할 때의 관찰위치를, 패널면 법선과 이루는 각도(예상하는 각도)와 패널면 중심에서의 방위각으로 표시하고 있다. 중심에서 등간격으로 넓어지는 동심원은, 차례로 20˚, 40˚,60˚,80˚의 예상 각도를 표시하고 있다. 또, 중심을 통하여 원을 12등분하는 직선은 30°새긴 방위각을 나타내고 있다. 또, 방위 0˚는 중심에서 지면우측 방향으로 뻗는 선분으로 나타내고, 반시계회전으로 정의 각도를 취한다.

전제으로 액정층(110)의 액정재료에는 FT-5181(칫소사 제품)를 사용하고 있다. 또, 액정 셀(100)에서의 리타데이션은 1000nm이고, 1축 위상차 필름에서의 리타데이션은 120nm이다.

또, 크로스니콜 배치의 편광판(106, 108)의 광 투과축은, 도 37의 방위각으로 나타내면, +45˚와 -45˚의 방향으로 된다. 또, 러빙 방향(116, 118)은 도면의 좌우방향(방위각 0˚과 180˚를 맺는 직선에 평행)이다.

그런데, 도 37에 있어서 선폭이 굵은 실선은 콘트라스트비가 500인 등콘트라스트비선을 나타내고, 선폭이 가는 실선은 콘트라스트비가 100인 등콘트라스트비선을 나타내고 있다. 또, 파선은 콘트라스트비가 10인 등콘트라스트비선을 나타내고 있다.

도 37에 나타낸 바와 같이, 1축 위상차 필름만을 사용한 종래의 OCB모드 LCD는 예를 들면 콘트라스트비=10%가 확실히 얻어지는 시야각은 30˚정도에 불과하다.

이에 대하여 도 34 및 도 35에 나타낸 종래의 디스코텍 액정 필름(112, 114)을 사용한 OCB 모드 LCD의 시각 특성을 도 38을 사용하여 설명한다. 다만, 디스코텍 액정 필름(114)과 편광판(108) 사이에, 1축 위상차 필름 및 정의 수직 배향위상차 필름을 배치하고 있다. 또, 도 38의 시각 특성표시는 도 37과 같기 때문에 그 설명은 생략한다. 디스코텍 액정 필름(112, 114)의 리타데이션은 모두 125nm이다. 그 이외의 구성이나 조건은 도 37에 나타낸 바와 같다.

그런데, 도 38에 나타낸 바와 같이, 디스코텍 액정 필름(112, 114)을 사용한 OCB모드 LCD에 의하면, 도 37에 나타낸 LCD에 비해서 관찰 방위에 의한 콘트라스트비의 불균일을 감소시켜서, 전방위에서 어느 정도 균일한 시야각을 얻을 수 있다. 그러나, 콘트라스트비=10% 이상이 얻어지는 시야각은 30˚정도이며, 실용상 충분하다고는 할 수 없다.

또, 디스코텍 액정 필름 이외의 3차원위상차 필름이나 부의 위상차 필름(VAC)에 의한 종래의 광학 보상 필름을 사용하여도 실용상 충분한 시야각이 얻어지지 않는 것이 실상이다.

이와 같이 OCB모드 LCD에서의 시각 특성의 개선은 아직 불충분하여, 고속 응답특성을 살린 표시 장치의 실현을 저지하는 요인으로 되어 있다. 본 실시형태의 목적은 실용상 충분히 넓은 시야각을 실현할 수 있는 OCB모드의 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.

본 실시형태의 목적은 소정의 공극을 통해서 대향배치되는 제1 및 제2기판과, 상기 공극에 봉지되어 벤드배향하는 액정층과, 상기 제1기판의 상기 액정층과 반대측 면에 배치되는 제1편광판과, 상기 제2기판의 상기 액정층과 반대측 면에 배치되는 제2편광판과, 상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이에 배치되는 제1광학 보상 필름과, 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 배치되는 제2광학 보상 필름을 갖는 액정 표시 장치에 있어서, 상기 제1광학 보상 필름은, 상기 액정층을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제1기판측의 액정 분자의 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록, 상기 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 틸트각을 변화시킨 디스코텍 액정을 갖고, 상기 제2광학 보상 필름은, 상기 액정층을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제2기판측의 액정 분자의 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록, 상기 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 틸트각을 변화시킨 디스코텍 액정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치에 의해서 달성된다.

상기 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2광학 보상 필름의 각각은 거의 선형으로 틸트각이 변화하는 복수의 상기 디스코텍 액정층을 적층하여, 상기 액정층의 비선형적인 틸트각의 변화곡선을 보간하여 상기 리타데이션을 보상하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2광학 보상 필름의 각각은, 거의 선형으로 틸트각이 변화하는 상기 디스코텍 액정층을 갖는 복수의 필름의 적층체로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 본 실시형태 중의 어느 액정 표시 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2광학 보상 필름의 각각은 상기 액정층에 가까운 측에서 차례로 제1 및 제2서브 필름의 적층구조를 갖고, 상기 제1서브 필름 내의 디스코텍 액정의 틸트각의 최대치(절대치)θ1은 50˚≤θ1≤80˚인 것을 특징으로 한다. 또, 상기 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 제1서브 필름의 리타데이션을 R1, 상기 제2서브 필름의 리타데이션을 R2로 했을 때, R1+R2는 450nm±150nm, R2/R1은 1∼10을 특징으로 한다.

또, 상기 본 실시형태 중의 어느 액정 표시 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2광학 보상 필름의 각각은 상기 액정층에 가까운 측에서 차례로 제1 내지 제3서브 필름의 적층구조를 갖고, 상기 제1서브 필름 내의 디스코텍 액정의 틸트각의 최대치(절대치)θ1은 30˚≤θ1≤60˚이고, 상기 제2서브 필름 내의 디스코텍 액정의 틸트각의 최대치(절대치)θ2는 θ1≤θ2<85˚인 것을 특징으로 한다. 또, 상기 제1서브 필름의 리타데이션을 R1, 상기 제2서브 필름의 리타데이션을 R2, 상기 제3서브 필름의 리타데이션을 R3으로 했을 때, R1+R2+R3은 450nm±150nm, R2/R1은 1∼5, R3/R1은 5∼10 인 것을 특징으로 한다.

상기 본 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 제1광학 보상 필름과 상기 제1편광판 사이에는 제3광학 보상 필름이 더 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 또, 상기 제3광학 보상 필름은 n_x=n_v<n_z의 굴절률 타원체로서, n_z가 상기 기판면 법선에 거의 일치되어 있는 정의 수직 배향 위상차 필름인 것을 특징으로 한다. 또는, 상기 제2광학 보상 필름과 상기 제2편광판 사이에는 제4광학 보상 필름이 더 배치되고, 상기 제3 및 제4광학 보상 필름은 부의 위상차 필름인 것을 특징으로 한다.

부위상차를 갖는 디스코텍 액정은, 정위상차를 갖는 벤드배향액정과 아주 동등한 배향을 하는 경우에 완전한 보상효과가 얻어진다. 노매리 화이트의 경우 전압 인가 시에 흑으로 되므로, 고콘트라스트로 되기 위해서는 전압 인가 시의 벤드배향의 보상이 필요하다. 본 실시형태에서는 복수의 다른 틸트를 갖는 서브 필름으로 의사적으로 벤드배향과 동배향의 디스코텍 액정을 실현하기 때문에 어떤 시각 방향에서 보더라도 보상관계가 깨지지 않아, 넓은 시야각이 얻어진다.

본 발명의 제7실시형태에 의한 액정 표시 장치를 도 39 내지 도 47을 사용하여 설명한다. 우선, 본 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략의 구성을 도 39를 사용하여 설명한다. 도 39a 내지 도 39d는 종래의 기술에 있어서 설명한 도 35a 내지 도 35d에 대응시켜서 나타낸 본 실시형태에 의한 OCB모드 LCD의 개략적인 구성을 나타내고 있다. 도 39a는 OCB모드 LCD의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이고, 도 39b 내지 도 39d는 OCB모드 LCD의 각 구성요소 중 액정의 틸트각을 각 액정층의 깊이 방향으로 플롯한 그래프를 나타내고 있다. 또, 상술한 도 34 내지 도 38을 사용하여 설명한 구성요소와 실질적으로 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 부호를 붙이고 있다.

도 34를 참조하면서 도 39에 있어서, 화소마다 TFT 및 표시 전극이 형성된 어레이 기판(102)과, 어레이 기판(102)에 대향배치되어 공통전극이 형성된 대향 기판(104)과, 어레이 기판(102)과 대향 기판(104) 사이의 공극에 봉지된 액정층(110)로서 액정 셀(100)이 구성된다. 어레이 기판(102)의 액정층(110)과 반대측의 표면에는 편광판(106)이 배치된다. 대향 기판(104)의 액정층(110)과 반대측 표면에는 편광판(106)의 광 투과축과 직교(크로스니콜)되는 광 투과축을 갖는 편광판(108)이 배치된다.

어레이 기판(102) 및 대향 기판(104)의 양기판의 액정층(110)측에 형성된 배향막(도시하지 않음)에는 동일방향(116, 118)의 러빙처리가 실시되어 있다. 이로서 어레이 기판(102)과 대향 기판(104) 사이에 봉지된 액정층(110)의 액정 분자는, 소정 전압 인가 시에 있어서 평면(118) 내에서 벤드배향한다. 또, 러빙방향은 편광판(106, 108)의 광 투과축에 대하여 45˚의 각도를 이루고 있다. 또, 도 34 및 도 39에 나타낸 OCB모드 LCD는 편광판(106, 108)을 크로스니콜에 배치되어 있으므로, 벤드배향이 유지되는 인가전압범위 내에서의 최저 전압시에 백을 표시하는 노매리 화이트형으로 된다.

도 39에 나타낸 액정층(110)은 벤드배향이 유지되는 인가전압범위 내에서 최고 전압치를 인가하여 흑을 표시시킨 상태에서의 분자배열을 예시하고 있다. 흑표시에 있어서 액정층(110)의 중앙부의 대부분의 액정 분자가, 어레이 기판(102) 및 대향 기판(104)의 기판면 법선 방향(도면중 상하방향)으로 거의 평행하게 되고, 양기판 근방에서 액정 분자는 서서히 당해 법선 방향과 직교되는 방향으로 경사하여, 양기판표면의 배향막 근방에서 액정 분자는 상기 법선 방향에 대하여 거의 직각으로 경사된다.

도 39a의 액정층(110)에 나타낸 바와 같이, OCB모드에서의 벤드배열에서는 액정층(110)의 거의 중앙에서 기판면에 평행한 직선에 대하여 위 절반의 액정 분자(110e∼110h)와 아래 절반의 액정 분자(110a∼110d)가 거의 대칭으로 되도록 경사된다. 도 39c에 나타낸 흑표시에 있어서 액정층(110)에서의 액정 분자의 경사상태는 도 35(C)와 동일이다.

또, 어레이 기판(102)과 편광판(106) 사이에는 본 실시형태에 의한 디스코텍 액정 필름(112)이 배치된다.

디스코텍 액정 필름(112)은 액정층(110)을 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역 중, 어레이 기판(102)측의 액정 분자(110a∼110d)의 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록 틸트각을 변화시킨 복수(본 예로서는 2매)의 디스코텍 액정서브 필름(112A, 112B)을 갖고 있다.

또, 대향 기판(104)과 편광판(108) 사이에는 본 실시형태에 의한 디스코텍 액정 필름(114)이 배치된다. 디스코텍 액정 필름(114)은 액정층(110)을 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 대향 기판(104)측의 액정 분자(110e∼110h)의 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록 틸트각을 변화시킨 복수(본예에서는 2매)의 디스코텍 액정 서브 필름(114A, 114B)을 갖고 있다.

이와 같이 틸트각을 변화시킨 2매 1조의 디스코텍 액정서브 필름(112A, 112B) 및 (114A, 114B)를 사용함으로써, 액정층(110)에서의 액정 분자(110a∼110h)에 의한 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 상쇄하고, 액정층(110)에 있어서의 굴절률 타원체를 가능한한 구체에 접근시키도록 보상할 수 있다. 이로서 액정 표시 패널을 사출한 화상광의 시각 특성을 개선하여 고시야각의 패널을 실현할 수 있고, 액정 패널표시면을 어떤 각도에서 관찰하여도 반전영역이 존재하지 않고, 콘트라스트비가 높은 양호한 흑표시를 얻을 수 있다.

다음에, 디스코텍 액정서브 필름(112A, 112B) 내의 디스코텍 액정 분자의 틸트각 변화에 대해서, 도 39d를 사용하여 설명한다. 도 39d는 편광판(106)측(하측)에서 어레이 기판(102)측(상측)을 향해서 본 서브 필름 내의 깊이 방향의 위치(기판면 법선 방향의 위치)를 횡축에 표시하고 있다. 또, 종축은 서브 필름(112A) 내의 디스코텍 액정 분자(112Aa, 112Ab)와 서브 필름(112B) 내의 디스코텍 액정 분자(112Ba, 112Bb)의 틸트각을 표시하고 있다.

서브 필름(112A) 내의 디스코텍 액정 분자(112Aa, 112Ab)의 틸트각 θ는 편광판(106)측에서 소정의 깊이 방향 위치(X)까지의 사이에 직선적으로 -90˚∼θ1까지 증가한다. 서브 필름(112B) 내의 디스코텍 액정 분자(112Ba, 112Bb)의 틸트각 θ는 위치 X에서 어레이 기판(102)측까지 사이에 직선적으로 대략 θ1에서 대략 0˚까지 증가된다.

도 39d 중에 기재된 파선은 도 39c에 나타낸 흑표시에 있어서의 액정층(110)의 액정 분자(110a∼110d)에 의한 비선형적인 틸트각 변화를 보상하기 위한 이상적인 보상 곡선(α1)을 나타내고 있다.

도 39d에서 명백한 바와 같이 본 실시형태에 의한 디스코텍 액정 서브 필름 (112A)와 (112B)의 중첩에 의해서 액정 분자(110a∼110d)에 의한 비선형적인 틸트각 변화에 대한 이상적인 보상 곡선(α1)을 보간하는 2개의 직선으로 리타데이션의 보상을 하므로, 종래와 같은 1개의 직선에서 근사한 경우보다 정확한 리타데이션 보상을 할 수 있다.

다음에, 디스코텍 액정서브 필름(114A, 114B) 내의 디스코텍 액정 분자의 틸트각 변화에 대하여, 도 39b를 사용하여 설명한다. 도 39b는 대향 기판(104)측(하측)에서 편광판(108)측(상측)을 향해서 본 필름 내의 깊이 방향의 위치(기판면 법선 방향의 위치)를 횡축에 표시하고 있다. 또, 종축은 서브 필름(114A) 내의 디스코텍 액정 분자(114Aa, 114Ab)와 서브 필름(114B) 내의 디스코텍 액정 분자(114Ba, 114Bb)의 틸트각을 표시하고 있다.

서브 필름(114A) 내의 디스코텍 액정 분자(114Aa, 114Ab)의 틸트각 θ는 대향 기판(104)측에서 소정의 깊이 방향 위치 X'까지 사이에 직선적으로 0˚∼θ1'까지 증가한다. 서브 필름(114B) 내의 디스코텍 액정 분자(114Ba, 114Bb)의 틸트각 θ는 위치 X'에서 편광판(108)측까지 사이에 직선적으로 대략 θ1'에서 거의 90˚까지 증가된다.

도 39b 중에 기재된 파선은 도 39c에 나타낸 흑표시에 있어서의 액정층(110)의 액정 분자(110e∼110h)에 의한 비선형적인 틸트각 변화를 보상하기 위한 이상적인 보상 곡선(α2)을 나타내고 있다.

도 39b에서 명백한 바와 같이, 본 실시형태에 의한 디스코텍 액정서브 필름 (114A)와 (114B)가 중첩에 의해서 액정 분자(110e∼110h)에 의한 비선형적인 틸트각 변화에 대한 이상적인 보상 곡선(α2)을 보간하는 2개의 직선으로 리타데이션의 보상을 하기 때문에, 종래와 같은 1개의 직선에서 근사한 경우보다 정확한 리타데이션 보상을 할 수 있다.

이와 같이 본 실시형태에 의한 OCB모드 LCD는, 소정의 공극을 통해서 대향배치되는 제1기판(어레이 기판)(102) 및 제2기판(대향 기판)(104)과, 공극 내에 봉지되어서 벤드배향하는 액정층(110)을 갖고 있다. 또, 어레이 기판(102)의 액정층(110)과 반대측 면에는 제1편광판(106)을 갖고, 대향 기판(104)의 액정층 (110)과 반대측 면에는 제2편광판(108)을 갖고 있다.

그리고, 어레이 기판(102)과 제1편광판(106) 사이에 배치되는 제1광학 보상 필름(디스코텍 액정 필름)(112)은 액정층(110)을 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 어레이 기판(102)측의 액정 분자(110a∼110d)의 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록, 비선형적인 틸트 변화에 따라서 틸트각을 변화시키는 디스코텍 액정(112Aa, 112Ab, 112Ba) 및 (112Bb)를 갖고 있다.

또, 대향 기판(104)과 제2편광판(108) 사이에 배치되는 제2광학 보상 필름(디스코텍 액정 필름)(114)은 액정층(110)을 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 대향 기판(104)측의 액정 분자(110e∼110h)의 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록, 비선형적인 틸트 변화에 따라서 틸트각을 변화시키는 디스코텍 액정(114Aa, 114Ab, 114Ba) 및 (114Bb)를 갖고 있다.

본 실시형태의 OCB모드 LCD는 상술과 같은 특징적 구성을 갖고, 종래의 OCB모드 LCD와 같이, 액정 셀(100) 내에서 비선형으로 연속적으로 변화하는 액정 분자(110a∼110h)의 틸트각에 대하여, 디스코텍 액정 필름(112, 114) 내부의 디스코텍 액정 분자(112a∼112d), (114a∼114d)의 틸트각이 선형으로 변화하는 것은 아니고, 이상적인 보상 곡선을 따르도록 틸트각을 변화시킬 수 있기 때문에 아주 넓은 양호한 시야각이 얻어지는 OCB모드 LCD를 실현할 수 있다.

다음에, 본 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 구체적 구성예로서, 실시예1에 대하여 도 40 내지 도 43을 사용하여 설명한다. 상기 실시형태에서 설명한 구성요소와 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 그 설명은 생략한다. 우선, 도 40 및 도 41을 사용하여 본 실시예에 의한 OCB모드 LCD의 구성을 간단하게 설명한다.

도 40에 나타낸 바와 같이, 액정 셀(100)을 사이에 끼우고 양측에 편광판(106, 108)이 크로스니콜로 배치되어 있다. 액정 셀(100) 과 편광판(106) 사이에는 디스코텍 액정 필름(112)이 배치되어 있다. 액정 셀(100)과 편광판(108) 사이에는 액정 셀(100) 측에서 차례로 디스코텍 액정 필름(114), 정의 수직 배향위상차 필름(120), 1축 위상차 필름(122)이 배치되어 있다.

도 41은 예를 들면 편광판(108) 상면에서 본 각 광학 보상 필름의 배치관계를 나타내고 있다. 디스코텍 액정 필름(112, 114) 내의 디스코텍 액정 분자는, 도면중 좌우방향으로 배향하는 벤드배향 액정 분자(110a∼110h)와 거의 동일한 방향으로 배향되어 있다. 편광판(106, 108)의 광 투과축(P, A)의 방향은 벤드배향 액정 분자(110a∼110h)의 배향 방향에 대하여 45˚경사되어 있다. 또, 정의 수직 배향위상차 필름(120)의 배향 방향은 지면에 수직인 방향이고, 1축 위상차 필름(122)의 광학축은 편광판(108)의 광 투과축에 일치시키고 있다.

도 42a는 본 실시예에 의한 OCB모드 LCD의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이고, 도 42b 내지 도 42d는 OCB모드 LCD의 각 구성요소 중의 액정의 틸트각을 각 액정층의 두께 방향으로 플롯한 그래프를 나타내고 있다. 도 42a는 정의 수직 배향위상차 필름(120)과 1축 위상차 필름(122)을 부가한 점 이외는 도 39a의 구성과 동일하다.

액정층(110)의 액정재료로는 FT-5181(칫소사 제품)를 사용하고 있다. 또, 액정 셀(100)에서의 리타데이션(R1)은 1000nm이다. 리타데이션(R1)은 800∼1200nm의 범위가 바람직하다.

또, 디스코텍 액정 필름(112, 114)으로 사용하는 서브 필름에는, 예를 들면 후지포토필름사 제품의 디스코텍 액정 필름 등을 사용할 수 있다. 디스코텍 액정 필름(112, 114)은 UV경화수지 중에 디스코텍 액정을 배향한 식으로 혼입하고, 자외선 경화함으로써 얻어지므로 독자적으로 만드는 것도 가능하다. 정의 수직 배향위상차 필름(120)은, n_x=n_y≤n_z인 굴절률 타원체의 분자의 Z축이 필름 법선 방향과 일치되도록 배향한 것을 고화하여 얻을 수 있으며, 수직 배향액정층에서 대용할 수도 있다.

도 42d에 나타낸 바와 같이, 액정층(110)에 가까운 측에서 보아 디스코텍 액정서브 필름(112B) 내의 디스코텍 액정의 틸트각의 최대치(절대치) θ1은 74°이다. 서브 필름(112A) 내의 디스코텍 액정(112Aa, 112Ab)의 틸트각은 편광판(106)측에서 보아 θ1=-90°∼θ1=-74°까지 거의 선형으로 변화되고, 서브 필름(112B)의 디스코텍 액정(112Ba,112Bb)의 틸트각은 편광판(106)측에서 보아 θ1=-74°∼ θ1=0°까지 거의 선형으로 변화된다.

또, 서브 필름(112A)의 리타데이션 R2는 375nm이고, 서브 필름(112B)의 리타데이션 R1은 75nm이다.

이와 같이 본 실시예에 의한 디스코텍 액정서브 필름 (112A)와 (112B)가 중첩됨으로써, 액정 분자(110a∼110d)에 의한 비선형적인 틸트각 변화에 대한 이상적인 보상 곡선(α1)을 보간하는 2개의 직선으로 리타데이션의 보상을 하기 때문에, 종래와 같은 1개의 직선으로 근사한 경우보다 정확한 리타데이션 보상을 할 수 있다. 또, 2개의 직선으로 보상 곡선(α1)을 보간하기 위해서, 상기 최대 틸트각 θ1은 50°≤θ1≤80°인 것이 바람직하다. 또, 리타데이션(R1, R2)의 관계는 R1+R2가 450nm±150nm, R2/R1은 1∼10이 바람직하다. 본 실시예에서는 R1+R2=450nm, R2/R1=5 이다.

또, 도 42b에 나타낸 바와 같이, 디스코텍 액정서브 필름(114A) 내의 디스코텍 액정의 틸트각의 최대치(절대치) θ1'는 74°이다. 서브 필름(114A) 내의 디스코텍 액정(114Aa, 114Ab)의 틸트각은 대향 기판(104)측에서 보아 0°∼θ1= +74°까지 거의 선형으로 변화되고, 서브 필름(114B)의 디스코텍 액정 (114Ba), (114Bb)의 틸트각은 대향 기판(104) 측에서 보아 θ1=+74°∼90°까지 거의 선형으로 변화한다.

또, 서브 필름(114A)의 리타데이션(R1')은 75nm이고, 서브 필름(114B)의 리타데이션(R2')은 375nm이다.

이와 같은 디스코텍 액정서브 필름 (114A)와 (114B)의 중첩에 의해서, 액정 분자(110e∼110h)에 의한 비선형적인 틸트각 변화에 대한 이상적인 보상 곡선(α1)을 보간하는 2개의 직선으로 리타데이션의 보상을 하기 때문에, 종래와 같은 1개의 직선에서 근사한 경우보다 정확한 리타데이션 보상을 할 수 있다. 또, 2개의 직선에서 보상 곡선(α2)을 보간하기 위해서, 상기 최대틸트각 θ1'은 50°≤θ1≤80°인 것이 바람직하다. 또, 리타데이션(R1', R2')의 관계는 R1'+R2'가 450nm±150nm, R2'/R1'는 1∼10인 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 R1'+R2'=450nm, R2'/R1'=5이다.

다음에, 본 실시예에 의한 OCB모드 LCD의 시각 특성을 도 43을 사용하여 설명한다. 또, 도 43의 시각 특성표시는 도 37과 같기 때문에 그 설명은 생략한다.

도 43에 나타낸 바와 같이 본 실시예에 의한 2층구조의 디스코텍 액정 필름(112, 114)을 사용한 OCB모드 LCD에 의하면, 종래의 도 37 및 도 38에 나타낸 LCD에 비해서, 관찰 방위에 의한 콘트라스트비의 불균일을 감소시켜서 전방위에서 넓은 균일한 시야각을 얻을 수 있다. 예를 들면, 시야각 50°에서 콘트라스트비 500%를 얻을 수 있고, 시야각 60°에서 콘트라스트비 100%, 시야각 70°에서 콘트라스트비 10%를 얻을 수 있고, 시각 대칭성도 우수하고 양호한 시각 특성을 얻는수 있어, 실용상 충분한 화상품질로 표시할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 OCB모드 LCD는 상술한 바와 같은 특징적 구성을 갖고, 디스코텍 액정 필름(112, 114) 내부의 디스코텍 액정 분자(112a∼112d, 114A∼114d)의 틸트각을 이상적인 보상 곡선을 따라 변화시킬 수 있기 때문에, 아주 넓은 양호한 시야각이 얻어지는 OCB모드 LCD를 실현할 수 있다.

다음에, 본 실시형태의 별도의 구체적 구성예로서의 실시예2에 대하여 도 44 및 도 45를 사용하여 설명한다. 도 44a는 본 실시예에 의한 OCB모드 LCD의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이고, 도 44b 내지 도 44d는 OCB모드 LCD의 각 구성요소 중의 액정의 틸트각을 각 액정층의 두께 방향으로 플롯한 그래프를 나타내고 있다. 본 실시예는 디스코텍 액정 필름(112, 114)을 각각 3층으로 한 점을 제외하고, 도 42에 나타낸 실시예1의 구성과 동일하다.

디스코텍 액정 필름(112)은 편광판(106)측에서 차례로 디스코텍 액정서브 필름(112A, 112B, 112C)이 적층되어 있다. 도 44a 및 도 44d에 나타낸 바와 같이, 액정층(110)에 가까운 측에서 보아 서브 필름(112C) 내의 디스코텍 액정(112Ca)의 틸트각의 최대치(절대치) θ1은 52°이다.

또, 마찬가지로 서브 필름(112B) 내의 디스코텍 액정(112Ba, 112Bb)의 틸트각의 최대치(절대치) θ2는 83°이다.

서브 필름(112A) 내의 디스코텍 액정(112Aa)의 틸트각은, 편광판(106)측에서 보아 -90°∼θ2=-83°까지 거의 선형으로 변화되고, 서브 필름(112B)의 디스코텍 액정(112Ba, 112Bb)의 틸트각은 θ2=-83°∼θ1=-52°까지 거의 선형으로 변화된다. 또, 서브 필름(112C)의 디스코텍 액정(112Ca)의 틸트각은 θ1=-52°∼0°까지 거의 선형으로 변화된다.

또, 서브 필름(112A)의 리타데이션(R3)은 330nm이고, 서브 필름(112B)의 리타데이션(R2)은 125nm이고, 서브 필름(112C)의 리타데이션(R1)은 43nm이다.

이와 같은 디스코텍 액정서브 필름(112A∼112C)이 중첩에 의해서 액정 분자(110a∼110d)에 의한 비선형적인 틸트각 변화에 대한 이상적인 보상 곡선(α1)을 보간하는 3개의 직선에서 리타데이션의 보상을 하기 때문에, 종래와 같은 1개의 직선에서 근사한 경우보다 정확한 리타데이션 보상을 할 수 있다. 또, 3개의 직선에서 보상 곡선(α1)을 보간하기 위해서, 상기 최대 틸트각(절대치) θ1, θ2는, 30°≤θ1≤60°, θ1≤θ2<85°인 것이 바람직하다. 또, 리타데이션(R1, R2, R3)의 관계는 R1+R2+R3이 450nm±150nm, R2/R1은 1∼5, R3/R1은 5∼10인 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 R1+R2+R3=498nm, R2/R1=2.9, R3/R1=7.7이다.

디스코텍 액정 필름(114)에는 대향 기판(104)측으로부터 차례로 디스코텍 액정서브 필름(114A, 114B, 114C)이 적층되어 있다. 도 44a 및 도 44b에 나타낸 바와 같이, 액정층(110)에 가까운 측에서 보아 서브 필름(114A) 내의 디스코텍 액정(114Aa)의 틸트각의 최대치(절대치) θ1'는 52°이다.

또, 마찬가지로 서브 필름(114B) 내의 디스코텍 액정(114Ba, 112Bb)의 틸트각의 최대치(절대치) θ2'는 83°이다.

서브 필름(114A) 내의 디스코텍 액정(114Aa)의 틸트각은, 대향 기판(104) 측에서 보아 0°∼θ1'=52°까지 거의 선형으로 변화되고, 서브 필름(114B)의 디스코텍 액정(114Ba, 112Bb)의 틸트각은 θ1'=52°∼θ2'==83°까지 거의 선형으로 변화된다. 또, 서브 필름(114C)의 디스코텍 액정(114Ca)의 틸트각은 θ2'=83°∼90°까지 거의 선형으로 변화된다.

또, 서브 필름(114A)의 리타데이션(R1')은 43nm이고, 서브 필름(114B)의 리타데이션(R2)'은 125nm이고, 서브 필름(114C)의 리타데이션(R3)'은 330nm이다.

이와 같은 디스코텍 액정서브 필름(114A∼114C)은 중첩에 의해서 액정 분자(110e∼110h)에 의한 비선형적인 틸트각 변화에 대한 이상적인 보상 곡선(α2)을 보간하는 3개의 직선으로 리타데이션의 보상을 하기 때문에, 종래와 같은 1개의 직선으로 근사한 경우보다 정확한 리타데이션 보상을 할 수 있다. 또, 3개의 직선으로 보상 곡선(α2)을 보간하기 때문에, 상기 최대틸트각 θ1', θ2'는 30°≤θ1≤60°, θ1≤θ2<85°인 것이 바람직하다. 또, 리타데이션(R1', R2', R3')의 관계는, R1'+R2'+R3'가 450nm±150nm, R2'/R1'가 1∼5, R3'/R1'는 5∼10인 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 R1'+R2'+R3'=498nm, R2'/R1'=2.9, R3'/R1'=7.7이다.

다음에, 본 실시예에 의한 OCB모드 LCD의 시각 특성을 도 45를 사용하여 설명한다. 또, 도 45의 시각 특성표시는 도 37과 같기 때문에 그 설명은 생략한다.

도 45에 나타낸 바와 같이 본 실시예에 의한 3층구조의 디스코텍 액정 필름(112, 114)을 사용한 OCB모드 LCD에 의하면, 종래의 도 37 및 도 38에 나타낸 LCD에 비해서, 관찰 방위에 의한 콘트라스트비의 불균일을 감소시켜서 전방위에서 넓은 균일한 시야각을 얻을 수 있다. 본 실시예에 의하면 실시예1에서 모든 시각 특성을 더욱 개선하여, 시야각의 대칭성에 의해서 우수하고 양호한 시각 특성을 얻을 수 있어, 실용상 충분한 화상품질로 표시할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 OCB모드 LCD에 의해서도 실시예1과 같이, 이상적인 보상 곡선을 따르도록 디스코텍 액정 필름(112, 114) 내부의 디스코텍 액정 분자(112a∼112d) (114A∼114d)의 틸트각을 변화시킬 수 있기 때문에 아주 넓은 양호한 시야각이 얻어지는 OCB모드 LCD를 실현할 수 있다.

다음에, 본 실시형태의 다른 별도의 구체적 구성예로서 실시예3에 대하여 도 46 및 도 47을 사용하여 설명한다. 도 46a는 본 실시예에 의한 OCB모드 LCD의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이고, 도 46b 내지 도 46d는 OCB모드 LCD의 각 구성요소 중의 액정의 틸트각을 각 액정층의 두께 방향으로 플롯한 그래프를 나타내고 있다. 본 실시예는 디스코텍 액정 필름(112, 114)을 각각 한 층으로 하는 동시에, 부의 위상차 필름(124)을 양측에 삽입한 점에 특징을 갖고 있다. 이외의 것은도 42에 나타낸 실시예1의 구성과 같다.

한 층으로 되는 디스코텍 액정 필름(112)과 편광판(106) 사이, 및 한 층으로 되는 디스코텍 액정 필름(114)과 1축 위상차 필름(122) 사이에, 각각 부의 위상차 필름(124)이 배치되어 있다. 도 46a 및 도 46d에 나타낸 바와 같이, 액정층(110)에 가까운 측에서 보아 디스코텍 액정 필름(112) 내의 디스코텍 액정(112a∼112d)의 틸트각의 최대치(절대치) θu는 90°이다. 한편, 틸트각의 최소치(절대치) θ1은 대략 30°이다. 필름(112) 내의 디스코텍 액정(112a∼ 112d)의 틸트각은 편광판(106) 측에서 보아 θu=-90°∼θ1=-30°까지 거의 선형으로 변화된다. 필름(112)의 리타데이션(R1)은 200nm이고, 부의 위상차 필름(124)의리타데이션(R2)은 280nm이다.

이와 같은 디스코텍 액정 필름(112)과 부의 위상차 필름(124)의 중첩에 의해서 액정 분자(110a∼110d)에 의한 비선형적인 틸트각 변화에 대한 이상적인 보상 곡선(α1)을 보간하는 2개의 직선으로 리타데이션의 보상을 하기 때문에, 1개의 직선으로 근사한 경우보다 정확한 리타데이션 보상을 할 수 있다.

다음에, 디스코텍 액정 필름(114) 측에 대하여 설명한다. 도 46a 및 도 46b에 나타낸 바와 같이 대향 기판(104)에 가까운 측에서 보아 디스코텍 액정 필름(114) 내의 디스코텍 액정(114A∼ 114d)의 틸트각의 최대치(절대치) θu'는 90°이다. 한편, 틸트각의 최소치(절대치) θ1'는 30°이다. 필름(114) 내의 디스코텍 액정(114a∼114d)의 틸트각은 대향 기판(104)측에서 보아 θ1=30° ∼90°=θu'까지 거의 선형으로 변화된다. 필름(114)의 리타데이션(R1')은 200nm이고, 부의 위상차 필름(124)의 리타데이션(R2' )는 280nm이다.

이와 같은 디스코텍 액정 필름(114)과 부의 위상차 필름(124)이 중첩에 의해서 액정 분자(110e∼110h)에 의한 비선형적인 틸트각 변화에 대한 이상적인 보상 곡선(α2)를 보간하는 2개의 직선으로 리타데이션의 보상을 하므로, 1개의 직선으로 근사한 경우보다 정확한 리타데이션 보상을 할 수 있다.

또, 틸트각의 최소치 θu를 30°로 한 것은, 도 46b 및 도 46d에서 알 수 있는 바와 같이 이상 보상 곡선(α1, α2)을 보간하는 2개의 직선 중 1개는 깊이 방향 위치에 의하지 않고 θ=90°로 고정되어 있기 때문에, 디스코텍 액정 필름(112, 114)에 의한 직선에 종축의 절편(오프셋)을 갖도록 하여 오차가 적은 보간을 하기위해서 이다.

본 실시예에 의한 OCB모드 LCD의 시각 특성을 도 47에 나타낸다. 본 실시예에 있어서도 상기 실시예1 및 2와 같이 관찰 방위에 의한 콘트라스트비의 불균일을 감소시켜서 전방위에서 넓고 균일한 시야각을 얻을 수 있다. 이상과 같이 본 실시형태에 의하면 OCB모드의 액정 표시 장치에 있어서 고속 응답성과 함께 실용성이 있는 넓은 시야각을 얻을 수 있다.

〔제8실시형태〕

다음에, 본 발명의 제8실시형태에 의한 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 실시형태를 설명하기 전에 본 실시형태가 해결하고자 하는 과제에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

최근, 액정 표시 장치는 박형, 경량, 저전압 구동, 또는 저소비 전력이라는 특징을 살려서 여러가지 용도에 널리 사용되고 있다. 그러나, 액정 패널을 경사지게 보았을 때의 표시 특성, 즉 시야각 특성이 CRT에 비해서 뒤떨어지는 것이 현 상황이다. 따라서, 시야각 특성이 우수한 액정 패널이 요망되고 있다. 넓은 시야각을 갖는 액정 패널로서는 도 1 내지 도 3을 사용하여 설명한 MVA방식 뿐만 아니라 IPS(In-plane Switching) 등의 방식도 실용화되고 있다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 MVA방식의 액정 패널의 시야각 특성은, 액정 패널을 전방향에서 보았을 때에 콘트라스트가 같아지는 시야각을 선으로 맺은 등콘트라스트곡선으로서 도 4와 같이 표시된다. 도 4에 있어서, 45°, 135°, 225°, 315°방향에서 콘트라스트가 10으로 되는 시야각은 약 37°이다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 액정 패널을 상하좌우방향에서 보았을 때에는 넓은 시야각이 얻어지지만, 45°방향 등에서 보았을 때에는 시야각이 좁아진다.

이 때문에, 본 실시형태에서는 표시면측과 비표시면측에 크로스니콜로 되도록 배치한 편광 소자와 액정 패널 사이에 적어도 한 층의 위상차 필름을 배치하고, 그 위상차 필름의 조건을 최적화하도록 하였다. 이하, 본 실시형태에 의한 액정 표시 장치에 대하여 도 48 내지 도 63을 사용하여 설명한다.

본 실시형태에 있어서의 액정 패널구성의 예를 도 48에 나타낸다. 도 48에서는 4분할 MVA액정 패널(30)의 양면과 편광판(21, 22) 사이에 각각 위상차 필름(130)과 위상차 필름(132)을 배치하고 있다. 여기서, 패널(30)의 법선 방향을 z, 패널 면내 방향을 x, y로 한다.

위상차 필름(130, 132)의 주굴절률을 n_x, n_y, n_z로 하면, 위상차 필름(130, 132) 정면의 리타데이션(R)과, 두께 방향의 리타데이션(Rt)은 이미 설명한 바와 같이 이하와 같이 된다.

R= (n_x-n_y)d

R_t=((n_x×n_y)/2-n_z)d (d : 위상차 필름(130, 132)의 두께)

본 실시형태에서 사용하는 위상차 필름(130, 132)은 n_x≒n_y>n_z(0nm≤R≤10nm)의 관계를 충족시키도록 형성되어 있다.

도 48에 나타낸 패널구성에 있어서, 위상차 필름(130)만을 사용한 경우에 대하여 고찰한다. 도 49는 오일러(Euler)각 φ, θ의 정의를 나타내고 있다. 각도φ는 x-y-z 글로벌 좌표계에 대하여, z축을 회전축으로 하여 x-y면 내에서 x-y축을 회전시킨 각도를 나타낸다. 또, 각도 θ는 글로벌 좌표계에 대하여 각도 φ만큼 회전한 로컬 좌표계에 대하여, 예를 들면 x축을 회전축으로 하여 y-z면 내에서 y-z축을 회전시킨 각도를 나타낸다. 이들 오일러각 φ, θ에 의해서 n_x, n_y, n_z의 방향을 규정할 수 있다.

도 50은 위상차 필름(130)의 각도 θ를 5°로 고정하고, 각도 φ를 0°∼360°, 두께 방향의 리타데이션(Rt)을 100nm∼480nm의 범위에서 변화시켜서 구한 정면 콘트라스트를 나타내고 있다. 횡축은 두께 방향의 리타데이션(Rt)을 나타내고, 종축은 각도 φ를 표시하고 있다. 도 50은 정면 콘트라스트가 동일하게 되는 (R_t, φ)의 조를 선으로 맺는 등고선 그래프를 나타내고 있다.

도 50의 동일정면 콘트라스트를 나타낸 등고선 그래프에 나타낸 바와 같이, 각도 φ=45°, 135°, 225°및 315°의 경우, 두께 방향의 리타데이션(Rt)이 크면 정면 콘트라스트가 저하된다. 두께 방향의 리타데이션(Rt)의 값에 의존하지 않고 정면 콘트라스트의 저하를 막기 위해서는, 각도φ는 φ=0°, 90°, 180°및 270° 중의 어느 것이 아니면 안된다. 위상차 필름(130) 뿐만이 아니고, 복수의 위상차 필름을 배치한 경우에도 각 위상차 필름의 각도 φ가 φ=0°, 90°, 180°및 270° 중의 어느 것이면, 각 위상차 필름의 두께 방향의 리타데이션(Rt)에 의존하지 않고 정면 콘트라스트는 저하되지 않는다.

다음에, 도 48에 나타낸 바와 같이, 액정 패널(30)의 양면에 위상차필름(130)과 위상차 필름(132)을 배치한 경우에 대하여 고찰한다. 위상차 필름(130)의 각도 θ를 θ₁, 각도 φ를 φ₁, 두께 방향의 리타데이션(Rt)을 Rt₁, 위상차 필름(132)의 각도 θ를 θ₂, 각도 φ를 φ₂, 두께 방향의 리타데이션(Rt)을 Rt₂로 한다.

앞에서 설명한 바와 같이, 각도 φ₁, φ₂는 0°, 90°, 180°및 270°중의 어느 것이 아니면 안된다. 그래서, 각도 θ₁=θ₂=5°, 각도 φ₁=0°, 각도 φ₂=180°로 고정하고, 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_t2)을 각각 20nm∼400nm의 범위에서 변화시켜서 시각 특성을 조사하였다. 그 결과를 도 51 내지 도 58에 나타냈다. 도 51 내지 도 58은 횡축에 위상차 필름(130)의 두께 방향의 리타데이션(R_t1)을 취하고, 종축에 위상차 필름(132)의 두께 방향의 리타데이션(R_t2)을 취하고 있다. 또, 도 51 내지 도 58은 액정 패널을 차례로 방향 0°(도 51), 45°(도 52), 90°(도 53), 135°(도 54), 180 °(도 55), 225°(도 56), 270°(도 57) 및 315°(도 58)의 8방위에서 보았을 때에 콘트라스트가 10으로 되는 시각이 동일하게 되는 (R_t1, R_t2)를 선으로 맺는 등고선 그래프를 나타내고 있다. 도 51, 53, 55, 및 도 57에 있어서 그래프 전체에 그려진 사선부는 콘트라스트가 10으로 되는 시각이 80°이상의 영역인 것을 나타내고 있다.

도 4의 설명에서 언급한바와 같이, 위상차 필름을 사용하지 않은 경우, 방향 45°, 135°, 225°및 315°방향에서 콘트라스트가 10으로 되는 시야각은 약 37°이다. 따라서, 도 51 내지 도 58에 있어서 방위 45°, 135°, 225°및 315° 방위에서 콘트라스트가 10으로 되는 시야각이 37°이상으로 되는 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_t2)의 조건에서는 위상차 필름(130, 132)을 추가한 효과가 있다고 할 수 있다. 도 51 내지 도 58에 있어서, 방위 45°(도 52), 135°(도 54), 225°(도 56) 및 315°(도 58)의 4방위 모두 콘트라스트가 10으로 되는 시야각이 37°이상으로 되는 것은, 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_t2)에 대하여 이하의 조건이 동시에 충족될 때이다.

(수학식 3)

0nm<2×R_t1+R_t2<900nm ;

0nm<R_t1+2×R_t2<900nm

수학식 3을 변형하면,

(수학식 4)

0nm<2×R_t1/3+R_t2/3<300nm ;

0nm<R_t1/3+2×R_t2/3<300nm

이상의 결과는 각도 θ₁=θ₂=5°인 경우이다.

또, 각도 θ₁=θ₂=α(0°<α≤15°)인 경우에 대해서도 마찬가지로 시각 특성을 조사하였다. 그 결과, 이하의 조건이 동시에 충족될 때, 시야각 특성 개선의효과가 있는 것을 알 수 있었다.

(수학식 5)

0nm< (1/2+α/30)×R_t1+(1/2-α/30)×R_t2<300nm ;

0nm< (1/2-α/30)×R_t1+(1/2+α/30)×R_t2<300nm

α=5°인 경우와 α=10°인 경우에 대하여 수학식 5가 충족되는 두께 방향의 리타데이션(R_t1, R_tz)의 조건을 도 59에 나타낸다. 도 59에서 알 수 있는 바와 같이, α=10°인 경우의 조건은 α=5°의 경우의 조건에 포함된다. 환언하면, α=10°인 경우에 시야각 특성 개선의 효과가 있는 조건에서는 반드시 α=5°인 경우에도 시야각 특성 개선의 효과가 있다.

따라서, 각도 θ₁=α₁, θ₂=α₂(α₁>α₂)인 경우, 이하의 조건이 동시에 충족되었을 때, 시야각 특성 개선의 효과가 있다.

(수학식 6)

0nm<(1/2+α₁/30)×R_t1+(1/2-α₁/30)×R_t2<300nm ;

0nm<(1/2-α₁/30)×R_t1+(1/2+α₁/30)×R_t2<300nm

또, 예를 들면 위상차 필름(130)의 각도 θ₁이 필름의 두께 방향에서 연속 또는 불연속으로 α₂<θ₁<α₁의 범위에서 변화하도록 한 경우에도, 수학식 6이 충족되었을 때, 시야각 특성 개선의 효과가 있다.

이상의 결과는 각도 φ₁=0°, φ₂=180°의 경우이다. 그래서, 마찬가지로 각도 φ₁, φ₂의 기타의 조합에 대하여 시각 특성을 조사하였다. 그 결과, 각도 φ₁=180°, φ₂=0°나 각도 φ₁=90°, φ₂=270° 등, 각도 φ₁과 φ₂가 180°상이한 모든 조합에 있어서, 수학식 5가 충족되었을 때에 시야각 특성 개선의 효과가 있는 것을 알 수 있었다.

수학식 5에 있어서 두께 방향의 리타데이션(R_t1) 또는 (R_t2)중 어느 것이 0인 경우, 즉 위상차 필름이 한 층 뿐인 경우에 대하여도, 수학식 5가 충족될 때에는 시야각 특성 개선의 효과가 있다.

이상의 결과는 액정 셀의 △n_LC·d_LC(△n_LC: 액정의 이방성 굴절률, d_LC: 셀 두께)가 341nm이고, 또한 광학적 이방성을 갖지 않은 편광 소자를 사용한 경우의 결과이다. 통상 편광 소자는 도 60에 나타낸 바와 같이 편광 기능을 갖는 PVA(Polyvinyl Alcohol) 필름(136) 등을 지지 필름인 TAC(Triacetyl Cellulose) 필름(134) 등에 의해서 사이에 끼운 구조로 되어 있다. TAC필름(134)은 광학적 이방성(R_t=50nm∼60nm)을 갖기 때문에 액정 패널(30)의 양측에 배치된 PVA 필름(136) 사이에 위치하는 TAC 필름(134)은 위상차 필름으로서 기능한다.

위상차 필름으로서 기능하는 지지 필름의 두께 방향의 리타데이션(R_t)(도 60의 경우에는, PVA 필름(136) 사이에 위치하는 2층의 TAC 필름(134)의 두께 방향의 리타데이션(R_t)의 합계)과, 액정 패널(30)의 △n_LC·d_LC(d_LC는 셀 갭)을 변화시켜서 마찬가지로 시야각 특성을 조사하였다. 그 결과, 이하의 조건이 동시에 충족되었을 때, 시야각 특성 개선의 효과가 있는 것을 알 수 있었다.

(수학식 7)

0<(1/2+α/30)×R_t1+(1/2-α/30)×R_t2<0.88×(△n_LC·d_LC+ R_tPL) ;

0<(1/2-α/30)×R_t1+(1/2+α/30)×R_t2<0.88×(△n_LC·d_LC+R_tPL)

R_tPL는 편광 소자에 사용되는 지지 필름 중 위상차 필름으로서 기능하는 필름의 두께 방향의 리타데이션(R_t)의 합계치이다. 수학식 7에 있어서 액정 패널(30)의 리타데이션 △n_LC·d_LC=341nm, 지지 필름의 두께 방향의 리타데이션 R_tPL=0nm이면, 수학식 5로 된다.

이상의 결과는 액정 패널(30)의 양측에 각도 θ≤α(0°<α≤15°)의 위상차 필름을 한 층씩 배치한 경우의 결과이다. 도 60에서는 도시를 생략하고 있으나, 각도 θ≤α, 각도 φ=β의 위상차 필름을 액정 패널(30)의 한쪽 또는 양쪽에 N층 배치하고, 각도 θ≤α, 각도 φ=β+180의 위상차 필름을 액정 패널(30)의 한쪽 또는 양쪽에 N'층 배치한 경우에 대하여 마찬가지로 시야각 특성을 조사하였다. 그 결과, 이하의 조건이 동시에 충족되었을 때, 시야각 특성 개선의 효과가 있는 것을 알 수 있었다.

(수학식 8)

0<(1/2+α/30)×(R_t1+R_t2+…+R_tN)+(1/2-α/30)×(R'_t1+R'_t2+…+R'_tN')<0.88×(△n_LC·d_LC+R_tPL);

0<(1/2-α/30)×(R_t1+R_t2+…+R_tN)+(1/2+α/30)×(R'_t1+R'_t2+…+R'_tN,)<0.88×(△n_LC·d_LC+R_tPL)

리타데이션(R_t1, R_t2,…, R_tN)은 각도 φ=β의 위상차 필름의 한 층에서 N층까지의 리타데이션(R_t)이고, 리타데이션(R'_t1, R'_t2, …, R'_tN')은 각도 φ=β+180의 위상차 필름의 한 층에서 N'층까지의 리타데이션(R_t)이다. 다만, 각도 β는 0°, 90°, 180° 및 270°중의 어느 것이며, N=N'=0은 제외한다.

다음에, 본 실시형태에 의한 실시예에 대하여 도 61 및 도 62를 사용하여 설명한다. 우선, 4분할 UMVA 방식의 액정 패널(30)을 구성하는 2매의 기판을 준비한다. 한쪽 기판에는 전면 투명 전극, 컬러 필터, 도메인 규제용의 지그재그상의 돌기 등을 형성해 둔다. 다른 쪽 기판에는, 화소 전극, 게이트 버스 라인, 데이터 버스 라인, TFT소자, 도메인 규제용의 지그재그상의 돌기 등을 형성해 둔다.

양기판 위에 폴리이미드로 된 수직 배향막을 형성한다. 양기판을 4μm 직경의 스페이서를 통해서 접합하고, 부의 이방성 유전률을 갖는 네마틱 액정(△n=0.0852)을 봉입하여 액정 패널(30)이 완성된다.

액정 패널(30)의 양측에 전압 인가 시에 액정 분자가 경사지게 되는 방향에 대하여 흡수축이 45°를 이루고, 또 서로의 흡수축이 직교되도록 편광 소자(21, 22)를 배치한다. 액정 패널(30)과 양측 편광 소자(21, 22) 사이에 두께 방향의 리타데이션(R_t)=160nm에서 n_z의 법선 방향에서의 경사각이 5°의 위상차 필름(130,132 )를 n_z의 경사 방위가 전압 인가 시에 액정 분자가 경사지게 되는 방향에 대하여 45°를 이루고, 또 서로 180°다르도록 한 층씩 각각 배치한다.

n_z의 법선 방향에서의 경사각이 5°의 위상차 필름(130, 132)은 TAC필름 상에 도 63에 나타낸 바와 같은 화학식으로 표시되는 디스코텍 액정을 경사 배향시킴으로써 만들 수 있다.

이상의 처리에 의해서 도 61에 나타낸 바와 같이, 두께 방향의 리타데이션(R_t)=160nm의 위상차 필름(130, 132)은 n_z의 법선 방향에서의 경사각이 5°이고, n_z의 경사 방향이 서로 180°다르도록 4분할 MVA패널(30)의 양측에 배치한 구성이 완성된다. 도 61에 나타낸 액정 표시 장치에 있어서의 등콘트라스트 곡선을 도 62에 나타낸다. 도 62에 나타낸 바와 같이 본 실시형태의 구성에 의하면, 도 4에 비해서 시야각 특성이 대폭 개선된 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.

〔제9실시형태〕

다음에, 본 발명의 제9실시형태에 의한 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는 제7실시형태에서 나타낸 OCB모드 LCD 대신에 스프레이 VA모드 LCD에 대하여 설명한다.

OCB모드는 계조에 의하지 않고 10ms 이하의 응답성을 갖는 고속 LCD로서 기대가 높아지고 있다. 그러나, OCB모드는 벤드배향시키기 위한 제어나 시각 특성 등에 곤란성을 갖고 있다. OCB모드의 시각 특성의 개선에 관하여는 3차원 위상차 필름이나 부의 위상차 필름(VAC)을 접합하는 종래의 보상법에 더하여 제7실시형태로 나타낸 바와 같이, 부의 위상차를 갖는 디스코텍 액정을 필름화한 광학 보상재가 많이 사용된다. OCB모드의 시각 특성에 관하여 완전한 보상 효과를 얻기 위해서는, 복잡하게 틸트 배열한 디스코텍 액정 필름이 필요하게 되나, 그와 같은 필름의 제조는 매우 곤란하다. 따라서, 현실에는 제7실시형태로 나타낸 바와 같은, 선형적으로 틸트각이 변화하는 디스코텍 액정 필름을 복수 조합하여 사용하게 되지만 보상 효과에는 일정한 한계가 생긴다.

한편, MVA모드 LCD를 비롯한 수직 배향(VA)의 액정을 사용한 LCD는 응답 속도가 느려지는 등의 문제를 갖고 있다.

본 실시형태에서는, 이들 OCB모드 및 VA모드의 LCD가 갖는 문제를 해결하는 스프레이 VA모드 LCD에 대하여 설명한다. 또, 본 실시형태에서는, 스프레이 VA모드 LCD의 액정 분자의 셀 두께 방향의 틸트 변화와 동등한 변화로 배열하는 디스코텍 액정 분자를 구비한 위상차 필름을 사용하는 예에 대하여 설명한다.

우선, 스프레이 VA모드 LCD의 구성 및 동작에 대하여 도 64a 내지 도 64d를 사용하여 간단히 설명한다. 도 64a는 스프레이 VA모드 LCD의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이다. 도 64b 내지 도 64d는 스프레이 VA모드 LCD의 액정 분자의 틸트각 변화에 따른 디스코텍 액정 분자에 의한 광학 보상의 동작을 나타내고 있다.

스프레이 VA모드에서는 전압 무인가 시에 벤드배향하고 있는 부의 이방성 유전률을 갖는 네마틱 액정을 표시 구동시에 비교적 높은 소정 전압을 인가하여 스프레이 배향으로 바꾼다. 그리고, 스프레이 배향이 유지되는 인가 전압 범위 내에서 화상 표시를 한다. 스프레이 VA모드는 계조에 따른 전압을 액정층에 인가하여 스프레이 배향 액정 분자의 틸트 상태를 제어함으로써, 액정층을 투과하는 광 위상차를 제어하여 화상 표시하는 복굴절형의 액정 표시 장치이다.

스프레이 배향시에 양기판 계면의 액정 분자는 V자(字)로 되도록 동일 방향(B)으로 경사진다. 또, 셀 갭 방향의 중앙부의 액정 분자는 거의 수평으로 배향한다. 그리고, 양기판 근방에서 셀 중앙까지 틸트각이 연속적으로 변화하고, 셀 중앙에서 상측기판 근방까지의 액정 틸트 변화와, 셀 중앙에서 하측 기판 근방까지의 액정의 틸트 변화가 거울의 상 관계로 되어 있다. 이와 같은 스프레이 VA모드에 의하면, 통상의 VA배향 모드에 비해서 아주 고속인 응답 특성을 얻을 수 있다.

도 64a에 있어서 화소마다 TFT(박막 트랜지스터) 및 표시 전극이 형성된 어레이 기판(102)과, 어레이 기판(102)에 대향 배치되어 공통 전극이 형성된 대향 기판(104)과, 어레이 기판(102)과 대향 기판(104) 사이의 공극에 봉지된 액정층(110)로 액정 셀(100)이 구성된다. 어레이 기판(102)의 액정층(110)과 반대측의 표면에는 편광판(106)이 배치된다. 대향 기판(104)의 액정층(110)과 반대측의 표면에는 편광판(106)의 광 투과축과 직교(크로스 니콜)되는 광 투과축을 갖는 편광판(108)이 배치된다.

또, 어레이 기판(102)과 편광판(106) 사이에는 디스코텍 액정 필름(광학 이방 소자)(112)과 위상차 필름(134)이 배치된다. 대향 기판(104)과 편광판(108) 사이에는 디스코텍 액정 필름(114)과 위상차 필름(134)이 배치된다. 이들 디스코텍 액정 필름(112, 114), 및 위상차 필름(134)은 액정층(110)에서의 리타데이션(위상차)을 가능한한 상쇄하여 액정층(110)에서의 굴절률 타원체를 가능한한 구체에 접근하도록 보상하여 고시야각의 패널을 실현하기 위해서 설치되어 있다.

어레이 기판(102) 및 대향 기판(104)의 양기판의 액정층(110) 측에 형성된 수직 배향막(도시하지 않음)에 의해서 어레이 기판(102)과 대향 기판(104) 사이에 봉지된 액정층(110)의 부의 이방성 유전률을 갖는 액정 분자는, 소정 전압 인가 시에 스프레이 배향한다. 또, 본 실시형태에서의 스프레이 VA모드 LCD는 편광판(106, 108)을 크로스 니콜로 배치하고 있기 때문에, 스프레이 배향이 유지되는 인가 전압 범위 내에서의 최저 전압시에 백을 표시하는 노매리 블랙형으로 된다.

도 64에 나타낸 액정층(110)은 스프레이 배향이 유지되는 인가 전압 범위 내에서의 최저 전압치를 인가하여 흑을 표시시킨 상태에서의 분자 배열을 예시하고 있다. 흑표시에서 액정층(110) 중앙부의 대부분의 액정 분자는 어레이 기판(102) 및 대향 기판(104)의 기판면 법선 방향(도면중 상하방향)으로 직교되는 방향으로 선형적으로 틸트각이 변화하면서 경사되고, 양 기판 표면의 배향막 근방의 액정 분자는 기판면에 대하여 대략 수직으로 기립하고 있다.

도 64a의 액정층(110)에 나타낸 바와 같이, 스프레이 VA 모드에서의 스프레이 배열에서는 액정층(110)의 거의 중앙에서 기판면에 평행한 직선에 대하여 위 절반의 액정 분자(110e∼110g)와 아래 절반의 액정 분자(110a∼110c)가 거의 대칭으로 되도록 경사진다. 또, 본 명세서에 있어서 액정 분자에 매긴 부호의 첨자는 연속적으로 분포하는 액정 분자의 위치를 이산적으로 표현한 것 뿐이며, 분자의 수 등을 나타낸 것은 아니다.

이 스프레이 배향에 대한 디스코텍 액정 필름(114) 내의 디스코텍 액정 분자의 틸트각 변화에 대하여, 도 64b 내지 도 64d를 사용하여 설명한다. 디스코텍 액정 분자(114a∼114e)의 틸트각은 흑표시에서의 액정층(110)의 위 절반측의 액정 분자(110e∼110g)의 광학 특성을 보상하도록, 도 64b 내지 도 64d에 나타낸 바와 같이, 대향 기판(104)측 (하측)에서 편광판(108)측 (상측)을 향해서 보아, 90°(수직방향)에서 0°(수평방향)까지 선형으로 변화되어 있다.

마찬가지로, 디스코텍 액정 분자(112a∼112e)의 틸트각은 흑표시에서의 액정층(110)의 아래 절반측의 액정 분자(110a∼110c)의 광학 특성을 보상하기 위해 어레이 기판(102)측 (상측)에서 편광판(106)측 (하측)을 향해서 보아, 90°(수직방향)에서 0°(수평방향)까지 선형으로 변화되어 있다.

이와 같이, 본 실시형태에 의한 스프레이 VA모드 LCD의 흑표시에서의 액정 분자(110a∼110g)의 스프레이 배향은 액정층(110)을 셀 두께 방향으로 2분된 상하 영역에서 각각 선형적으로 연속적으로 변화되고 있다. 이 때문에, 디스코텍 액정 필름(112, 114) 내부의 디스코텍 액정 분자(112a∼112e), (114a∼114e)의 틸트각도 선형적으로 변화시킬 수 있다.

다음에, 본 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 구체적 구성예로서 실시예1에 대해서 도 65 및 도 66을 사용하여 설명한다. 상기 실시형태에서 설명한 구성요소와 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다. 우선, 도 65를 사용하여 본 실시예에 의한 스프레이 VA모드 LCD의 구성을 간단하게 설명한다.

우선, 액정 셀(100)을 사이에 끼워서 양측에 편광판(106, 108)이 크로스니콜로 배치되어 있다. 액정 셀(100)과 편광판(106) 사이에는 액정 셀(100) 측에서 차례로 디스코텍 액정 필름(112), 정의 수직 배향 위상차 필름(120), 1축 위상차 필름(122)이 배치되어 있다. 액정 셀(100)과 편광판(108) 사이에는 액정 셀(100) 측에서 차례로 디스코텍 액정 필름(114), 정의 수직 배향 위상차 필름(120), 1축 위상차 필름(122)이 배치되어 있다.

도 65는 도면 좌측에 본 실시예에 의한 스프레이 VA모드 LCD의 개략적인 단면을 나타내고 있다. 그리고, 도면 우측에는 주요 소자의 평면과, 광 투과축 또는 지상축(광학축)의 방향을 양화살표로 나타내고 있다.

본 실시예에 있어서, 액정 셀(100)에서의 리타데이션(R1)은 600nm이다. 또, 디스코텍 액정 필름(112, 114)의 리타데이션(Rd)은 각각 300nm이다. 정의 수직 배향 위상차 필름(120)의 리타데이션(R1)은 110nm이다. 1축 위상차 필름(122)의 리타데이션(R2)은 55nm이다.

또, 편광판(106)의 투과축의 방향을 기준으로 하고, 1축 위상차 필름(122)의 지상축은 편광판(106)의 투과축과 평행하게 설정되어 있다. 정의 수직 배향 위상차 필름(120)의 지상축은 지면에 수직 방향이므로 도시를 생략하고 있다. 디스코텍 액정 필름(112)의 지상축은 편광판(106)의 투과축에 대하여 45°회전한 방향에 있다. 액정 셀(100)의 지상축은 편광판(106)의 투과축에 대하여 90°회전한 방향에 있다. 디스코텍 액정 필름(114)의 지상축의 방향은 디스코텍 액정 필름(112)의 지상축의 방향과 일치되어 있다. 1축 위상차 필름(122)의 지상축은 편광판(106)의투과축과 직교되어 있다. 편광판(108)의 투과축도 편광판(106)의 투과축과 직교되어 있다.

다음에, 본 실시예에 의한 스프레이 VA모드 LCD의 시각 특성을 도 66을 사용하여 설명한다. 도 66에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 광학 보상 필름을 사용한 스프레이 VA모드 LCD에 의하면, 관찰 방위에 의한 콘트라스트비의 불균일을 감소시켜서 전방에서 넓은 균일한 시야각을 얻을 수 있다.

본 실시형태의 구성을 정리하면, 소정의 공극을 통해서 대향 배치되는 제1 및 제2기판(102, 104)과, 상기 공극에 봉지되고, 전압 인가 시에는 상기 제1 및 제2기판(102, 104)면 근방의 액정 분자(110a, 110g)가 대략 수직 배향을 유지하여 전체적으로 스프레이 배향하는 부의 이방성 유전률을 갖는 네마틱 액정층(110)과, 상기 제1기판(102)의 상기 액정층(110)과 반대측 면에 배치되는 제1편광판(106)과, 상기 제2기판(104)의 상기 액정층(110)과 반대측 면에 배치되는 제2편광판(108)과, 상기 제1기판(102)과 상기 제1편광판(106) 사이에 배치되고 상기 액정층(110)을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역 중, 상기 제1기판(102)측의 액정 분자(110a∼110c)의 선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록 상기 선형적인 틸트 변화에 따라서 틸트각을 변화시킨 디스코텍 액정(112a∼112e)을 갖는 제1광학 보상 필름(112)과, 상기 제2기판(104)과 상기 제2편광판(108) 사이에 배치되고 상기 액정층(110)을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제2기판(104)측의 액정 분자(110e∼110g)의 선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록 상기 선형적인 틸트 변화에 따라서 틸트각을 변화시킨 디스코텍 액정(114a∼114e)을 갖는 제2광학 보상 필름(114)을 갖고 있다. 또, 기판 양측에 광학 보상 필름을 설치하지 않고, 한쪽 기판측에 광학 보상 필름을 구비하는 것도 가능하다.

또, 복수의 디스코텍 액정 필름의 디스코텍 액정 분자는, 스프레이 VA배향시에 최저 전압 인가 상태의 액정 분자(110a∼110g)의 틸트 변화를 의사적으로 재현하여, 노매리 블랙 모드에서의 흑상태를 광학 보상하도록 배향하고 있다. 부의 위상차를 갖는 디스코텍 액정은 정의 위상차를 갖는 스프레이 VA배향 액정과 아주 동등한 배향으로 하는 경우에 완전한 보상 효과가 얻어진다. 노매리 블랙 모드의 경우, 최저 전압 인가 시에 흑으로 되므로 고콘트라스트로 되기 위해서는 저전압 인가 시의 스프레이 VA배향의 리타데이션을 보상하면 좋다. 이 때문에, 디스코텍 액정 분자의 틸트 변화는 셀 갭방향(기판면 방위 방향)으로 거의 선형으로 되고, 이 점에서 고전압 인가 시에서의 액정층의 리타데이션을 보상하는 제7실시형태에 의한 OCB용 보상 필름(선형으로는 보상이 불완전함)보다 제조성이 매우 좋은 이점을 갖고 있다.

또, 디스코텍 액정의 틸트 변화가 선형적인 경우에 최대의 보상 효과를 얻을 수 있기 때문에 도 66에 나타낸 바와 같이 아주 넓은 시각 특성을 얻을 수 있고, 통상의 OCB모드 LCD보다 우수한 시각 특성이 얻어진다. 또, 상기 실시형태에서는 액정층(110)의 리타데이션 △nd가 600nm인 경우를 나타내고 있지만, 낮은 구동 전압으로 백표시를 얻기 때문에 보다 큰 리타데이션 △nd로 하는 것도 생각할 수 있다. 이 경우, 디스코텍 액정 필름의 리타데이션도 동등하게 크게 하는 것이 필요하다.

또, 스프레이 VA배향시에 있어서 디스코텍 액정 필름(114) 내의 디스코텍 액정 분자(114a∼114e)의 주굴절률 n_x, n_y, n_z중, 주굴절률 n_z방향의 변화는 액정층(110)을 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 대향 기판(104)측의 액정 분자(110e∼110g)의 주굴절률 n_z의 변화하는 방향으로 대응되어 있다. 즉, 대향 기판(104)에 가장 가까운 최하층의 디스코텍 액정 분자(114a)의 주굴절률 n_z의 방향은 액정층(110)의 대향 기판(104) 계면의 액정 분자(110g)의 주굴절률 n_z와 동일 방향이다. 또, 이것보다 약간 상층의 디스코텍 액정 분자(114b)의 주굴절률 n_z의 방향은 대향 기판(104) 계면보다 약간 하층의 액정 분자(110f)의 주굴절률립 n_z와 동일 방향이다. 같은 변화로 디스코텍 액정 필름(114) 내의 디스코텍 액정 분자(114c, d)의 주굴절률 n_z의 셀 갭방향의 변화가 규정된다. 디스코텍 액정 필름(114)내의 최상층의 디스코텍 액정 분자(114e)의 주굴절률 n_z의 방향은 스프레이 VA배향되고 있는 액정층(110)의 액정 셀(100)의 셀 갭 방향의 중앙의, 예를 들면 액정 분자(110d)의 주굴절률 n_z와 동일 방향으로 된다.

또, 스프레이 VA배향시에 있어서, 디스코텍 액정 필름(112)내의 디스코텍 액정 분자(112a∼112e)의 주굴절률 n_x, n_y, n_z중, 주굴절률 n_z의 방향의 변화는 액정층(110)을 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 어레이 기판(102)측의 액정분자(110a∼110c)의 주굴절률 n_z의 변화하는 방향에 대응되어 있다. 즉, 어레이 기판(102)에 가장 가까운 최상층의 디스코텍 액정 분자(112e)의 주굴절률 n_z의 방향은 액정층(110)의 어레이 기판(102) 계면의 액정 분자(110a)의 주굴절률 n_z와 동일 방향이다. 또, 이것보다 약간 하층의 디스코텍 액정 분자(112d)의 주굴절률 n_z의 방향은 어레이 기판(102) 계면보다 약간 상층인 액정 분자(110b)의 주굴절률립 n_z와 동일 방향이다. 같은 변화로 디스코텍 액정 필름(112) 내의 디스코텍 액정 분자(112c, b)의 주굴절률 n_z의 셀 갭방향의 변화가 규정된다. 디스코텍 액정 필름(112) 내 최하층의 디스코텍 액정 분자(111a)의 주굴절률 n_z의 방향은 스프레이 VA배향되어 있는 액정층(110)의 액정 셀(100)의 셀 갭방향의 중앙의, 예를 들면 액정 분자(110d)의 주굴절률 n_z와 동일 방향으로 된다.

또, 디스코텍 액정 필름(112,114)의 디스코텍 액정(112a∼112e), (114a∼114e)의 주굴절률 n_z의 방향은, 디스코텍 액정(112a∼112e), (114a∼114e)의 기판면 법선 방향의 위치 변화에 대하여 각각 선형으로 변화된다.

또, 액정층(110)의 리타데이션 △nd(△n은 이방성 굴절률, d는 셀 갭)은 500∼2000nm이고, 디스코텍 액정 필름(112, 114)의 각 리타데이션 R=((n_x+n_y)/2-n_z)D(D는 디스코텍 액정 필름(112, 114)의 각 두께)은 300∼1200nm이다.

또, 상기 실시예에 나타낸 바와 같이, 적어도 디스코텍 액정 필름(112)과 편광판(106) 사이, 또는 디스코텍 액정 필름(114)와 편광판(108) 사이에 액정층(110)에 가까운 쪽에서 차례로 n_x=n_y<n_z를 충족시키는 굴절률 타원체로서, 주굴절률 n_z가 기판면 법선에 일치되는 정의 수직 배향 위상차 필름(120)과 광학축의 방향이 편광판(106)의 투과축에 일치되어 있는 1축 위상차 필름(122)이 배치되어 있다.

다음에, 본 실시형태에 의한 실시예2에 대하여 도 67a 내지 도 67c를 사용하여 설명한다. 스프레이 VA모드로 구동하기 위해서는, 초기 전압을 인가하여 벤드배향을 스프레이 배향 상태로 변화시키는 동작을 수반한다. 본 실시예는 이 동작을 생략 또는 간략화시키는 것을 의도하고 있다. 이 때문에, UV(자외선) 등으로 고화되는 폴리머제를 액정 중에 혼입하여 액정층(110) 내에서 폴리머제의 네트워크화를 도모함으로써 스프레이 상태를 안정화시킨다.

우선, 도 67a에 나타낸 바와 같이, 전압 무인가 상태로 벤드 배향하는 액정(mj-961214)에, 폴리머제로서 UV큐어러블 액정 UCL-001(다이닛뽕잉크)를 첨가하여 패널을 만든다. 다음에, 도 67b에 나타낸 바와 같이, 대향 기판간에 수 V의 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자를 스프레이 VA배향시킨다. 이어서, 도 67c에 나타낸 바와 같이, 스프레이 VA배향시킨 상태로 예를 들면 파장λ=365nm의 UV광을 액정층에 조사하여 폴리머제를 고화시킨다. 고화된 폴리머제에 의한 네트워크가 액정층 내에 형성되어, 기판간에 전압을 인가하지 않는 상태로 하여도 네트워크에 의한 규제력에 의해서 스프레이 VA배향이 유지된다.

〔제10실시형태〕

다음에, 본 발명의 제10실시형태에 의한 액정 표시 장치에 대하여 도 68 내지 도 83을 사용하여 설명한다. 본 실시형태에 의한 액정 표시 장치는 TN(비틀림 네마틱)액정 패널에 광학 보상 필름을 조합하는 것만으로 넓은 시야각을 실현하는 점에 특징을 갖고 있다. 구체적으로, 본 실시형태에 의한 액정 표시 장치는 배향 방향이 하측 기판 근방과 상측 기판 근방에서 약90°다른 트위스트 구조의 액정층을 갖고 있다. 또 편광 필름 편광축(투과광의 편광 방향)은 하측 기판(광원측)의 액정 배향 방향에 대하여 약45°의 각도를 이루고 있다. 상측 기판측의 편광 필름의 편광축과 하측 기판측의 편광 필름의 편광축은 거의 평행으로 되어 있다. 광학 위상차 필름의 3개의 주굴절률 n_x, n_y, n_z는 n_x≒n_y>n_z이고, 주굴절률 n_x의 방향은 편광 필름의 편광축에 거의 평행하고, 주굴절률 n_x의 방향을 축으로 하여 주굴절률 n_z의 방향이 필름면의 법선 방향에서 경사각 θ만큼 경사지는 동시에, 주굴절률 n_y의 방향이 필름면에 평행한 방향에서 경사각 θ만큼 경사되어 있다.

이 구성의 액정 표시 장치에 의해서 광시각 특성이 얻어지는 것을 이하에 설명한다. TN액정 표시 장치의 시각 특성을 개선하기 위해서 편광 필름 조건 및 보상 필름에 대하여 계산 시뮬레이션 등을 사용하여 검토한 결과, 이하의 조건을 발견하였다. 우선, 상하 편광 필름 편광축이 평행한, 소위 노매리 블랙 모드의 경우에서, 광학 위상차 필름의 3개의 주굴절률 n_x, n_y, n_z는 n_x≒n_y>n_z를 만족하고 있다고 한다. 이 때, 도 68에 나타낸 바와 같이α-β-γ 직교 좌표계에 있어서, 주굴절률 n_x방향의 α축을 중심으로 주굴절률 n_z의 방향이 필름면의 법선 방향(γ축)에서 경사각 θ만큼 경사지는 동시에, 주굴절률 n_y의 방향이 필름면에 평행한 방향(β축)에서 경사각 θ만큼 경사지도록 광학 위상차 필름을 배치한다. 그러면, 이하의 조건인 때에 양호한 시각 특성이 얻어지는 것을 발견하였다.

조건(a) : 편광 필름 편광축을 인접 기판 근방의 액정 배향 방향에 대하여, 약 45°기운다. 도 69는 γ축에서 관찰한 α-β면을 나타내고 있다. 도 69에 나타낸 바와 같이, 하측 기판 근방의 액정 배향 방향(X1)과 상측 기판 근방의 액정 배향 방향(X2)은 대략 90°차이가 있고, 상하 기판을 사이에 끼워서 대향하는 2매의 평광 필름 편광축(P, A)은 평행하고, 하측 기판 근방의 액정 배향 방향(X1)과 상측 기판 근방의 액정 배향 방향(X2)에 대하여 대략 45°의 각도를 이루고 있다.

조건(b) : 도 68에 나타낸 경사각θ의 최적 해는 30°≤θ≤70°이다.

조건(c) : 광학 위상차 필름 광학층의 두께를 D로 하고, 리타데이션 R=(n_x-n_z)×D는, 70nm<R<160nm이다.

조건(d) : 액정 패널의 리타데이션(R_LC)은 400nm≤R_LC≤ 550nm이다.

이상의 조건 (a)∼(d)를 충족시킨 액정 표시 장치의 시각 특성을 도 70에 예시한다. 도 70에 시각 특성을 예시한 액정 표시 장치는, 광학 위상차 필름의 θ=45°, 리타데이션 R=120nm, 액정 패널의 리타데이션 R_LC=0.47μm이다. 또, 액정 패널의 각 화소는 2개의 다른 방향으로 액정 분자가 배향하는 배향 분할 처리가 실시되어 있다. 도 70에 나타낸 바와 같이, 상기 (a)∼(d)의 조건을 충족시킨 액정 표시 장치로는 시각 특성이 개선되는 것을 알 수 있다.

이하, 상기 조건(a)∼(d)가 주는 영향에 대하여 설명한다.

조건 (a) 대신으로 비교예로서 도 71에 나타낸 바와 같은 배치 구성을 취하는 경우에 대하여 고찰한다. 도 71은 γ축에서 관찰한 α-β면을 나타내고 있다. 도 71에 나타낸 바와 같이, 하측 기판 근방의 액정 배향 방향(X1)과 상측 기판 근방의 액정 배향 방향(X2)은 대략 90°차이가 있고, 상하 기판을 사이에 끼고 대향하는 2매의 편광 필름의 편광축(P, A)은 평행하고, 또한 하측 기판 근방의 액정 배향 방향(X1)과 평행하고, 상측 기판 근방의 액정 배향 방향(X2)에 대하여 대략 90°의 각도를 이루고 있다. 이것은 통상의 TN액정 패널의 구성과 같다. 이 통상의 TN액정 패널은 도 72에 나타낸 바와 같이 화면 좌우 방향 및 화면 아래 쪽에서의 시각 특성이 열화된다.

한편, 도 72에 나타낸 종래의 TN액정 패널에 대하여 조건(a)를 부가한 액정 표시 장치의 시각 특성을 도 73에 나타낸다. 도 73의 시각 특성을 나타낸 액정 표시 장치는 광학 위상차 필름의 리타데이션(R)을 120nm에서 100nm로 변경한 점과 배향 분할을 실시하지 않는 점을 제외하고, 도 70에 시각 특성을 예시한 액정 표시 장치와 동일 구성이다. 도 72에 나타낸 종래의 TN액정 패널의 시각 특성에 비해서, 도 73에 나타낸 시각 특성도 도 70과 마찬가지로 광시야각이 얻어진다. 또, 편광축의 방향을 도 69에 나타낸 것 이외의 임의의 각도로 설정하여도 양호한 시각 특성은 얻어지지 않는다.

조건(b)에 대하여 도 74 내지 도 77에 경사각 θ를 변화시킬 때의 시각 특성의 변화를 나타낸다. 도 74 내지 도 77에 나타낸 시각 특성은 광학 위상차 필름의리타데이션 R=100nm, 액정 패널의 리타데이션 R_LC=0.47μm의 사양(仕樣)이 공통으로 사용되고 있다. 도 74는 광학 위상차 필름의 경사각 θ=30°의 경우를 나타내고, 도 75는 광학 위상차 필름의 경사각 θ=45°의 경우를 나타내고, 도 76은 광학 위상차 필름의 경사각 θ=60°의 경우를 나타내고, 도 77은 광학 위상차 필름의 경사각θ=70°의 경우를 나타내고 있다.

도 74 내지 도 77에서 알 수 있는 바와 같이, 경사각 θ=45° 근방에서 가장 넓은 시각 특성이 얻어지고 있다. 경사각 θ가 45°보다 작거나 또는 크게 되면, 좌우의 시각 특성이 열화되는 경향이 있다. 경사각 θ가 30°이하 또는 70°이상에서는 이 좌우의 시각 특성의 열화가 현저하게 된다.

조건(c)에 대하여 도 78 내지 도 80에 광학 위상차 필름의 리타데이션(R)을 변화시켰을 때의 시각 특성의 변화를 나타낸다. 도 78 내지 도 80에 나타낸 시각 특성은 광학 위상차 필름의 경사각 θ=45°, 액정 패널의 리타데이션 R_LC=0.47μm의 사양이 공통으로 사용되고 있다. 도 78은 광학 위상차 필름의 리타데이션 R=70nm의 경우를 나타내고, 도 79는 광학 위상차 필름의 리타데이션 R=120nm의 경우를 나타내고, 도 80은 광학 위상차 필름타타데이션 R=160nm의 경우를 나타내고 있다.

도 78 내지 도 80에서 알 수 있는 바와 같이, R=120nm 근방에서 시각 특성이 양호하게 된다. R=120nm 근변보다 크게 되면 상하의 시각 특성이 열화되고, R=120nm 근변보다 작게 되면 좌우의 시각 특성이 열화된다. 즉 70nm≤R≤160nm 정도가 적정치로 된다.

조건(d)에 대하여 도 81을 사용하여 설명한다. 도 81은 횡축에 액정 패널의 리타데이션 R_LC=△nd(△n은 액정 재료의 이방성 굴절률, d는 셀 갭)을 취하고, 종축에 암(暗) 상태의 광 투과율을 취하여 양자의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 81의 그래프에 나타낸 데이터는, 경사각 θ=45°, 리타데이션 R=100nm의 광학 위상차 필름을 사용하여 얻어진 것이다. 액정 패널의 리타데이션 R_LC를 변화시키면 정면 콘트라스트가 변화하지만, 이것은 리타데이션 R_LC의 변화에 의하여 암 상태의 광 투과율이 변화하기 때문이다. 도 81에서 액정 패널의 리타데이션 R_LC=480nm 근방이 최적인 것을 알 수 있다. 적어도 400≤R_LC≤550nm로 설정할 필요가 있다.

또, 도 82에 나타낸 바와 같이, 액정층이 각 화소 내에서 면적이 거의 같은 2개의 영역(A, B)로 분할되어 있고, 각 영역의 액정 배향 방향이 180°다른 배치로 한 배향 분할을 실시하면, 콘트라스트의 시각 특성과 함께 중간조 표시 특성을 대폭 개선할 수 있다.

다음에, 본 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 일 실시예에 대하여 도 83을 사용해서 설명한다. 도 83은 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타내고 있다. 도 83에 나타낸 액정 표시 장치는 대향하는 2매의 유리 기판으로 액정을 봉지한 액정 패널(140)의 양기판측에 각각 편광 필름(142, 144)을 배치하고, 액정 패널(140)과 편광 필름(142, 144) 사이에 광학 위상차 필름(146, 148)을 각각 배치한 것이다. 광학 위상차 필름(146, 148)은 경사각 θ=45°, 리타데이션 R=120nm을 갖고 있다. 액정 패널(140)은 셀 갭이 4.5μm에서 90°비틀어져서 네마틱 액정을 봉지한640×480 화소의 TFT(박막 트랜지스터)를 스위칭 소자로서 사용한 액티브 매트릭스형 LCD이다. 사용한 액정 재료는 △n=0.105, △ε(비유전률)=8.2의 불소계 액정이고, 액정 패널(140)의 양기판의 액정측에 형성한 배향막의 재료는 SE7792(닛산화학 제품)이다.

본 실시예에 의한 액정 표시 장치의 시각 특성을 측정한 결과, 콘트라스트 10이 얻어지는 범위는 상하 방향에서 +55°∼ -50°, 좌우 방향에서 ±80°를 넘는 광시야각을 얻을 수 있었다. 또, 각 화소에 대하여 화소 절반을 러빙할 때, 나머지 절반에는 레지스트로 마스크를 해둠으로써 배향 분할 처리가 된 액정 패널(140)을 사용하여 액정 표시 장치를 구성한 경우에는, 콘트라스트 10이 얻어지는 범위가 상하 방향에서 +55°∼ -50°, 좌우 방향에서 ±80°를 넘는 광시야각을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 계조 표시를 한 경우, 우수한 중간조 표시 성능이 얻어진다.

비교예로서 통상의 90°트위스트에서 보상 필름이 없는 경우에는 콘트라스트 10이 얻어지는 범위는 상하 방향에서 +24°∼ -50°, 좌우 방향에서 +38°∼ -38°가 얻어지는 것으로 멈춘다.

〔제11실시형태〕

다음에, 본 발명의 제11실시형태에 의한 액정 표시 장치에 대하여 도 84 내지 도 93을 사용하여 설명한다. 본 실시형태에 의한 액정 표시 장치는 TN액정 패널에 광학 보상 필름을 조합하는 것만으로 광시야각을 실현하는 점에 특징을 갖고 있다. 구체적으로 본 실시형태에 의한 액정 표시 장치는, 하측기판 근방과 상측기판 근방과의 배향 방향의 비틀림 각이 90°미만인 트위스트 구조의 액정층을 갖고있다. Z축을 필름막 두께 방향으로 취했을 때에 3개의 주굴절률 n_x, n_y, n_z가 n_x≒n_y>n_z가 되도록 광학 위상차 필름을 적어도 1매 편광 필름과 유리 기판 사이에 배치하고 있다.

또, 적어도 2매의 1축 필름을 편광 필름과 유리 기판 사이에 배치하고 있고, 이들중 적어도 1매의 1축 필름의 광학축은 출사측 편광 필름의 흡수축 또는 투과축에 일치되어 있다.

또, 액정층이 각 화소 내에서 면적이 거의 같은 2개의 영역으로 분할되는 배향 분할 처리를 실시하고 있어도 물론 좋다.

이 구성의 액정 표시 장치에 의해서 광시각 특성이 얻어지는 것은, TN액정 표시 장치의 시각 특성을 개선하기 위해서 편광 필름 조건 및 보상 필름에 대하여 계산 시뮬레이션 등을 사용하여 검토한 결과 발견되었다.

본 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 단면 구성을 도 84를 사용하여 설명한다. 도 84에 나타낸 액정 표시 장치는 대향하는 2매의 유리 기판으로 액정을 봉지한 액정 패널(141)의 양 기판측에 각각 편광 필름(142, 144)을 배치하고 있다. 액정 패널(141)과 편광 필름(142) 사이에는 광학 보상 필름(150)이 배치되어 있다. 액정 패널(141)과 편광 필름(144) 사이에는 2매의 1축 필름(152, 154)이 배치되어 있다.

이 구성에 있어서 ,

(a) 편광 필름(142)의 흡수축과 편광 필름(144)의 흡수축과는 직교되어 있다.

(b) 광학 보상 필름(150)의 주굴절률 n_x, n_y, n_z는 n_x≒n_y>n_z이다. 또, 광학층의 두께를 d로 한 리타데이션 R=(n_x-n_z)×d의 값을 70nm≤R≤200nm의 범위로 하면, 상하 방향의 시각에 있어서 콘트라스트비가 10을 넘는 시야각은 60°이상이 얻어진다.

(c) 액정 패널(141)에 봉지되어 있는 TN액정의 비틀림 각은 90°미만이고, 예를 들면 비틀림 각은 0°∼80°로 설정되어 있다.

(d) 액정 패널(141)의 리타데이션 R_LC는 백휘도를 좌우하고, 그 최적치는 액정의 비틀림 각에 의존한다. 비틀림각 0°에서는 250nm≤R_LC≤300nm의 범위에 있고, 비틀림 각 45°에서는 300nm≤R_LC≤350nm의 범위에 있는 것이 바람직하다.

(e) 1축 필름(152)은 100nm 미만의 작은 리타데이션 값을 갖고 있다. 1축 필름(152)은 편광 필름(144)의 흡수축 및 투과축과는 다른 방향에의 지상축을 갖도록 삽입되어 있다. 1축 필름(152)은 액정 구동 전압의 조정용으로 삽입되어 있고, 1축 필름(152)의 지상축의 소정 방향에서의 각도로 액정 구동 전압을 바꿀 수 있다.

정면 콘트라스트가 1000레벨 정도를 얻기 위해서는, 1축 필름(152)의 리타데이션은 20∼100nm 정도가 필요하다.

(f) 1축 필름(154)은 그 지상축이 편광 필름(144)의 흡수축 또는 투과축과 평행하게 되도록 삽입되어 있다. 1축 필름(154)을 배치함으로써 시각 특성을 개선할 수 있다.

(9) 액정 패널(141)에 있어서 중간조 특성을 개선하기 위해서 액정층은 각 화소 내에서 면적이 거의 같은 2개의 영역으로 분할되어 있다.

다음에, 본 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 실시예1 내지 4에 대하여 도 84 내지 도 93을 사용하여 설명한다. 이하의 실시예1 내지 4에 있어서, 공통 조건으로서 액정층은 △n=0.105, △ε=8.2의 불소계 액정이고, 배향막은 SE7792(닛산화학 제품)를 사용하고 있고, 액정 패널은 640×480화소의 TFT를 스위칭 소자에 사용한 액티브 매트릭스형 LCD이다.

우선, 도 84 내지 도 86을 사용하여 실시예1에 대하여 설명한다. 도 84 및 도 85에 나타낸 액정 표시 장치에 있어서, 액정 패널(141)에 봉지된 TN액정층은 비틀림 각이 45°이고 셀 갭이 3μm이다. 도 85에 나타낸 바와 같이, 액정층은 각 화소 내에서 영역(I) 및 영역(II)에 배향 분할되어 있다. 도면중 수평선에 대하여 상측의 영역(I)에서는 수직선을 경계로 하여 하측 기판 근방의 액정 분자는 반시계방향으로 22.5°회전한 (X1)방향으로 배향하고, 상측 기판 근방의 액정 분자는 시계회전 방향으로 22.5°회전한 (X2)방향으로 배향하고 있다. 따라서, 비틀림 각은 45° 이다. 도면중 하측의 영역(II)은 마찬가지로 (X1)방향과 (X2)방향으로 배향하고 있다.

도시는 생략하였으나 편광 필름(142)의 흡수축은 45°방위에 있고, 그것과 직교되는 135°방위에 편광 필름(144)의 흡수축이 설정되어 있다.

광학 보상 필름(150)의 리타데이션 R은 140nm이다. 1축 필름(152)의 리타데이션은 25nm이고, 지상축은 150°의 방향에 있다. 또, 1축 필름(154)의 리타데이션은 160nm이고, 지상축은 편광 필름(144)의 투과축의 방향과 평행한 45°의 방향에 있다.

이상의 구성에 의한 액정 표시 장치에 7.5V의 액정 구동 전압을 인가하여 측정한 시각 특성을 도 86에 나타낸다. 콘트라스트비가 10 이하로 되는 영역은 상하방향의 ±70°이상이고, 그 이외는 시야각 80°이상이 양호한 시각 특성이 실현되고 있다.

다음에, 도 84 및 도 87 내지 89를 사용하여 실시예2에 대하여 설명한다. 도 84에 나타낸 액정 표시 장치에 있어서, 액정 패널(141)에 봉지된 TN액정층은 비틀림 각이 45°이고, 셀 갭이 3μm이다. 액정 배향 방향은 실시예1에서 나타낸 도 85와 동일하다.

편광 필름(142)의 흡수축은 45°방향에 있어, 그것과 직교되는 135°방향으로 편광 필름(144)의 흡수축이 설정되어 있다.

광학 보상 필름(150)의 리타데이션 R은 150nm이다. 1축 필름(152)의 리타데이션은 25nm이고, 지상축은 20°의 방향에 있다. 또, 1축 필름(154)의 리타데이션은 160nm이고, 지상축은 편광 필름(144)의 투과축의 방향과 평행한 45°의 방향에 있다.

이상의 구성에 의한 액정 표시 장치에 10V의 액정 구동 전압을 인가하여 측정한 시각 특성을 도 87에 나타낸다. 콘트라스트비가 10 이하로 되는 영역은 전방향에 있어서 시야각 80°이상의 양호한 시각 특성이 실현되고 있다.

또, 상하 방향에서 보았을 때의 중간조 특성을 도 88에 나타내고, 좌우 방향에서 보았을 때의 중간조 특성을 도 89에 나타낸다. 도 88 및 도 89는 횡축에 극각(경사각)을 취하고 종축에 투과율을 취하고 있다. 본 실시예의 액정 표시 장치도 배향 분할 처리를 실시하고 있기 때문에, 대략 양호한 중간조 표시가 얻어지고 있으나, 도 88에 나타낸 상하 방향의 계조 표시 특성으로는 극각이 ±50°를 넘으면 계조 반전에 의한 중간조 특성의 열화가 생긴다. 이 대책으로서 패널 전체를 기판면 법선을 축으로 하여 45°회전시켜서, 원래의 45°방향을 상하 방향으로 위치시키고, 원래의 135°방향을 좌우 방향으로 위치시켜서 측정한 중간조 특성을 도 90 및 도 91에 나타낸다. 도 90 및 도 91도 횡축에 극각을 취하고 종축에 투과율을 취하고 있다. 도 90 및 도 91에서 명백한 바와 같이, 시야각 ±80°라도 계조 반전이 생기는 곳은 없고, 중간조 특성의 평가상 가장 중요한 상하 좌우의 축방향의 중간조 특성이 개선되는 것을 알 수 있다.

다음에, 도 84 및 도 92를 사용하여 실시예3에 대하여 설명한다. 도 84에 나타낸 액정 표시 장치에 있어서, 액정 패널(141)에 봉지된 액정층은 비틀림 각이 0°이고, 셀 갭이 2.6μm이다. 액정 배향 방향은 실시예1의 도 85에 있어서의 90°와 270°를 잇는 방향이다.

편광 필름(142)의 흡수축은 45°방위에 있어, 이와 직교되는 135°방위에 편광 필름(144)의 흡수축이 설정되어 있다. 광학 보상 필름(150)에는 VAC필름이 사용되고 있다. VAC필름의 리타데이션 R은 140nm이다. 1축 필름(152)의 리타데이션은 25nm이고, 지상축은 30°의 방위에 있다. 또, 1축 필름(154)의 리타데이션은120nm이고, 지상축은 편광 필름(144)의 투과축의 방향과 평행한 45°의 방위에 있다.

이상의 구성에 의한 액정 표시 장치에, 10V의 액정 구동 전압을 인가하여 측정한 시각 특성을 도 87에 나타낸다. 콘트라스트비가 10으로 되는 영역은 전방위에 있어서 시야각 80°이상으로 되는 양호한 시각 특성이 실현된다.

다음에, 도 84 및 도 93을 사용하여 실시예4에 대하여 설명한다. 도 84에 나타낸 액정 표시 장치에 있어서, 액정 패널(141)에 봉지된 액정층은, 비틀림 각이 60°이고 셀 갭이 3.3μm이다. 액정 배향 방향은 실시예1의 도 85에 있어서의 수직선에 대하여 30°씩 열린 (X1)방향 및 (X2)방향이다.

편광 필름(142)의 흡수축은 45°방위에 있고, 그것과 직교되는 135°방위에 편광 필름(144)의 흡수축이 설정되어 있다. 광학 보상 필름(150)의 리타데이션 R은 180nm이다. 1축 필름(152)의 리타데이션은 25nm이고, 지상축은 145°의 방향에 있다. 또, 1축 필름(154)의 리타데이션은 160nm이고, 지상축은 편광 필름(144 )의 투과축의 방향과 평행한 45°의 방향에 있다.

이상의 구성에 의한 액정 표시 장치에 10V의 액정 구동 전압을 인가하여 측정한 시각 특성을 도 93에 나타낸다. 콘트라스트비가 10으로 되는 영역은 전방향에 있어서 시야각 80°이상으로 되는 양호한 시각 특성이 실현된다.

〔제12실시형태〕

다음에, 본 발명의 제12실시형태에 의한 액정 표시 장치에 대하여 도 94 내지 도 104를 사용하여 설명한다. 실시형태의 설명에 들어가기 전에 본 실시형태가해결하고자 하는 과제에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 최근, TFT액정 표시 장치의 대형화, 계조 표시화, 또는 고콘트라스트화가 도모되고, 퍼스널 컴퓨터의 모니터 또는 TV화상표시 장치로서 사용되기에 이르렀다. 이와 같은 어플리케이션에 있어서는, 모든 방향에서 충분한 표시 품질로 화상을 볼 수 있는 액정 표시 장치의 실현이 요망된다.

광시야각을 실현하는 기술로서, 본원에서는 MVA형 액정 표시 장치를 실현하고 있다. MVA형 액정 표시 장치의 액정 분자는, 전압 무인가 시에는 수직 배향되어 있고, 전압 인가 시에는 4영역마다 분리되어서 각각 4방향으로 기운다. 이로서 각 영역의 시각 특성이 합해진 결과 넓은 시야각이 얻어진다.

이 MVA형 LCD에 의한 흑백 표시의 시야각은 상하 좌우 시각에 있어서 경사각 80°으로 콘트라스트 10 이상이 실현된다. 그러나, 경사 45°시각 방위로는 콘트라스트가 저하되는 등의 문제가 생기고 있었다.

이 문제를 해결하기 위한 수법으로서, 지상축을 직교시킨 위상차 필름을 액정층의 한 쪽 또는 양쪽에 따로따로 또는 겹쳐서 설치하는 구성이 제안되어 있다. 이 제안은 예를 들면 특개평4-101119호 공보, 또는 특개평4-162018호 공보 등에 개시되어 있다.

이들 개시된 수법의 구성을 도 94에 모식적으로 나타낸다. 도 94에 나타낸 액정 표시 장치는 대향하는 2매의 유리 기판으로 액정을 봉지한 액정 패널(166)의 양기판면측에 각각 편광 필름(164, 172)을 배치하고, 액정 패널(166)과 편광 필름(164, 172) 사이에 1축 연신 필름(168, 170)을 각각 배치한 것이다.

편광판(164)은 2매의 TAC 필름(160)으로 PVA 필름(162)을 사이에 끼운 구성으로 되어 있다. 마찬가지로, 편광판(172)도 2매의 TAC 필름(160)으로 PVA 필름(162)을 사이에 끼운 구성으로 되어 있다. PVA 필름(162)에는 옥소가 도프되어서 흡수축이 형성되어 있다. 도 94에 나타낸 바와 같이 1축 연신 필름(168)의 연신축, 즉 지상축은 편광판(164)의 PVA 필름(162)의 흡수축과 직교되어 있다. 또, 1축연신 필름(170)의 지상축은 편광판(172)의 PVA 필름(162)의 흡수축과 직교되어 있다. 또, 편광판(164)과 편광판(172)의 흡수축은 직교되어 있다. 액정 패널(166)에는 수직 배향 액정이 봉지되어 있다.

도 95는 1축 연신 필름(168)을 필름면 법선 방향에서 본 상태를 나타내고 있고, 도면중 화살표는 지상축의 방향을 나타내고 있다. 한편, 도 96은 1축 연신 필름(170)을 필름면 법선 방향에서 본 상태를 나타내고 있고, 도면중 화살표는 지상축의 방향을 나타내고 있다. 어느 쪽의 1축 연신 필름(168, 170)도 직사각형의 패널면에 맞추어서 직사각형 형상으로 재단되어서, 상기 지상축은 직사각형의 각 변에 평행 또는 직각 방향으로 형성되어 있다. 도 95 및 도 96에 나타낸 1축 연신 필름(168, 170)이 도 94에 나타낸 액정 패널(166)의 양기판면에 정확하게 접합되면, 이들 지상축은 정확히 직교되므로 광학적인 효과는 정면 시각에 있어서 상쇄되어서 전무하다.

그런데, 현실적으로 만들어지는 1축 연신 필름(168, 170)의 지층축의 방향은 도 97 및 도 98에 나타낸 바와 같이, 필름 외형의 직사각형의 각 변에 평행 또는 수직으로 되지 않는 경우가 많다. 이 때문에, 도 97 및 도 98에 나타낸 1축 연신필름(168, 170)이 도 94에 나타낸 액정 패널(166)의 양기판면에 정확히 접합되어도, 그들의 지상축은 직교되지 않는다. 또, 그들 지상축은 편광판(164, 172)의 흡수축에 대하여도 평행 또는 수직으로 되지 않기 때문에 각 1축 연신 필름(168, 170)의 광학적인 효과가 발휘되어서, 흑표시에 있어서도 정면에 있어서 누설광이 생기어 콘트라스트가 저하되는 등의 문제가 생기고 있었다.

이 1축 연신 필름(168, 170)의 지상축이 어긋나게 되는 원인은, 1축 연신 필름(168, 170)의 제조 공정에 의존하는 점이 크다. 도 99는 1축 연신 필름(168, 170)의 제조 공정에서 필름(174)을 화살표(178) 방향으로 연신했을 때의 위상차의 축(176)의 분포를 나타내고 있다. 필름(174)을 연신하면, 필름(174)은 연신 방향으로 수직인 방향으로도 응력이 걸리고, 필름(174) 면내에 위상차의 방향의 분포가 생긴다. 이 때문에, 도 100에 나타낸 바와 같이, 필름(174)의 연신 방향(화살표(178) 방향)을 기준으로 하여 1축 연신 필름(168, 170)을 잘라낼 때, 잘라내는 방향에 대하여 1축 연신 필름(168, 170)의 지상축의 방향이 평행 수직으로 되지 않고 어긋나게 된다. 직사각형으로 잘라낸 필름을 무작위로 조합하면 도 97 및 도 98에 나타낸 바와 같이 2개의 지상축이 직교되지 않게 되어, 결과적으로 상술한 바와 같이 콘트라스트가 저하되고 만다.

본 실시형태에 의한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대하여 도 101을 사용하여 설명한다. 도 101은 1축 연신 필름(168, 170 )의 제조 공정에서 액정 패널에의 필름 접합 공정까지를 모식적으로 나타내고 있고, 도면중 위쪽에서 아래쪽으로 뻗는 화살표로 각 공정의 흐름을 나타내고 있다.

우선, 도 101 상측에 나타낸 바와 같이, 연신 필름(174)으로부터 1축 연신 필름(168, 170)을 잘라내는 위치 및 방위를 관리하고 필름(174)에서의 광학축의 방위를 각 필름(174)에 대하여 파악한다. 이로서 1축 연신 필름(168, 170)의 조합을 결정한다. 예를 들면, 필름(174)으로서 노르보르넨계의 필름을 사용하고 있다. 도 101에 나타낸 바와 같이, 연신기에 의한 인장 응력이 가해지는 연신 필름(174) 내의 위상차의 면내 분포가 필름(174) 중앙에서 연신 방향(화살표(178) 방향)으로 평행한 축(중심축)에서 거의 선대칭이면, 도면중의 필름(174) 위 절반(α측)과 아래 절반(β측)으로 영역을 구분한다. 이 때, 중요한 것은 α측 영역 내(또는, β측 영역 내)에서의 위상차의 면내 분포가 거의 균일하도록 영역을 구분하는 것과, 상이한 위상차의 분포가 생기고 있는 영역마다 구분하는 것이다.

그리고, 필름 절단 공정(A) 및 다음 공정(B)에서 필름의 광축의 엇갈림 방위를 관리한다. 여기서, 필름의 표면, 이면, 필름 화대의 앞 쪽 또는 원래 쪽인지 등을 동시에 관리하는 것은 말할 것도 없다. 공정(A)에서, 필름(174)의 α측으로부터 잘라낸 1축 연신 필름(168)과 마찬가지로 α측으로부터 잘라낸 1축 연신 필름(170)을 조합하도록 한다. 한편, 필름(174)의 β측으로부터 잘라낸 1축 연신 필름(168)과 마찬가지로 β측으로부터 잘라낸 1축 연신 필름(170)을 조합하도록 한다. 이어서, 공정(B)에 있어서, 1축 연신 필름(168, 170)의 방향을 정돈한다.

이 상태에서의 1축 연신 필름(168)의 지상축(화살표)은 도 102에 예시한 것과 같이 필름 외형의 직사각형의 각 변에 평행 또는 수직으로 되어 있지 않다. 한편, 1축 연신 필름(170)의 지상 축도, 도 103에 예시한 바와 같이 필름 외형의 직사각형의 각 변에 평행 또는 수직으로 되어 있지 않다. 그런데, 도 102 및 도 103을 겹치면 서로의 지상축이 직교되는 것을 알 수 있다. 즉, 지상축이 거의 같은 방향을 향하고 있는 영역(예를 들면 α측) 내의 필름끼리를 조합하면 용이하게 지상축이 직교되는 2매의 필름을 제조할 수 있다.

이같이 하여 조합된 1축 연신 필름(168, 170)을 사용하여, 액정 패널(166)과 편광판(164)(도면중 상하 방향으로 흡수축을 갖고 있는) 사이에 1축 연신 필름(168)을 배치하고, 액정 패널(166)과 편광판(172)(도면중 좌우 방향으로 흡수축을 갖고 있다) 사이에 1축 연신 필름(170)을 배치하여 액정 표시 장치가 완성된다. 완성된 액정 표시 장치는 1축 연신 필름(168, 170)의 지상축이 직교되어 있으므로 정면 시각에서의 광학적인 효과는 생기지 않는다. 이 때문에, 우수한 정면 콘트라스트를 얻을 수 있다. 또, 1축 연신 필름(168, 170)의 배치 위치에서는, 액정 패널(166)의 한쪽 패널 면측에 2매를 겹쳐서 배치하는 것도 가능하다. 그러나, 광학적인 효과로서 한 쪽에 2매 겹친 1축 연신필름은 편광의 방위를 회전시키는 효과가 없기 때문에, 액정 패널(166)을 사이에 끼워서 패널 양면측에 배치하는 것이 바람직하다.

다음에, 본 실시형태에 의한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 편광판의 제조에 적용한 예를 도 104를 사용하여 설명한다. 도 104는 편광판(164, 172)에 사용되는 PVA 필름(162)의 제조 공정에서 액정 패널에의 필름 접합 공정까지를 모식적으로 나타내고 있으며, 도면중 위 쪽에서 아래 쪽으로 뻗는 화살표로 각 공정의 흐름을 나타내고 있다.

우선, 도 104의 위 쪽에 나타낸 바와 같이, 옥소를 도프한 PVA연신 필름(175)으로부터 PVA 필름(162)을 잘라내는 위치, 방위를 관리하고, PVA 연신 필름(175)에 있어서의 광학축의 방위를 각 필름(175)에 대하여 파악한다. 이에 의해서 PVA 필름(162)의 조합을 결정한다. 도 101을 사용하여 설명한 바와 같은 방법에 의해서, 도면중의 PVA 연신 필름(175) 위 절반(α측)과 아래 절반(β측)으로 영역을 구분한다.

다음에, 필름 절단 공정(A) 및 다음 공정(B)에 있어서도 도 101을 사용하여 설명한 것과 같은 방법에 의해서 필름의 조합을 관리한다. 공정 A에서 PVA연신 필름(175)의 α측으로부터 잘라낸 2매의 PVA 필름(162)의 각각에 TAC 필름을 접합하여 편광판(164, 172)의 조를 만든다. 한편, PVA 연신 필름(175)의 β측으로브터 잘라낸 2매의 PVA 필름(162)의 각각에 TAC 필름을 접합하여 편광판(164, 172)의 조를 만든다. 이어서, 공정(B)에서 편광판(164, 172)의 방향을 정리한다.

이 상태에서 편광판(164, 172)의 흡수축(도 104 중 복수의 평행선으로 나타낸다)은 필름 외형의 직사각형의 각 변에 평행 또는 수직으로 되어 있지 않다. 그런데, 도 104의 도시에서도 알 수 있는 바와 같이 편광판 (164)과 (172)를 겹치면 서로의 흡수축이 직교된다. 즉, 흡수축이 거의 같은 방향을 향하고 있는 영역(예를 들면, α측) 내의 필름끼리를 조합하면 용이하게 흡수축이 직교되는 2매의 평광판을 제조할 수 있다.

이와 같이 하여 조합된 편광판(164, 172)을 사용하여, 액정 패널(166)의 패널면 양측에 각각 편광판(164, 172)을 배치한다. 또, 편광판(164)과 액정패널(166) 사이에 1축 연신 필름(168)을 배치하고, 액정 패널(166)과 편광판(172) 사이에 1축연신 필름(170)을 배치하여 액정 표시 장치가 완성된다. 본 실시형태에서 작성한 1축 연신 필름(168, 170) 및 편광판(164, 172)을 조합함으로써, 1축 연신 필름(168, 170)의 지상축의 직교성 뿐만 아니라, 편광판(164, 172) 끼리의 흡수축의 직교성, 또 1축 연신 필름(168, 170)과 편광판(164, 172)의 직교성도 확실하게 얻어질 수 있으므로 정면 시각에서의 광학적인 효과를 확실하게 생기지 않도록 할 수 있다. 이 때문에, 우수한 정면 콘트라스트를 양호한 수율로 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 본 실시형태에 의하면, 위상차 필름, 또는 편광판의 광학축 방향의 엇갈림을 방위를 용이하고 확실하게 맞출 수 있으므로, 이들을 조합시켰을 때의 축의 직교성을 높일 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, MVA형 LCD의 표시, 시각 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 특히, 정면의 콘트라스트의 높은 디스플레이를 양호한 수율로 실현할 수 있게 된다.

이상 설명한 제1 내지 제12실시형태에 의한 시각 보상 필름 및 액정 표시 장치는 이하와 같이 정리된다.

(부기1)

부(負)의 복굴절을 갖는 층이 경사지게 적층되어서 적층군을 이루고, 이와 같은 적층군은 경사진 방향이 역방향으로 되도록 2개 대향하여 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 시각 보상 필름.

(부기2)

부기1 기재의 시각 보상 필름에 있어서,

상기 적층군 각층의 경사 각도가 서서히 변화되고 있는 시각 보상 필름.

(부기3)

부기1 기재의 시각 보상 필름에 있어서,

상기 적층군은 디스코텍 액정으로 이루어진 시각 보상 필름.

(부기4)

한쌍의 기판과, 상기 한쌍의 기판간에 봉입되고, 상기 기판간에 전압을 인가하지 않을 때에는, 분자가 상기 기판면에 대하여 대략 수직으로 배향하는 액정을 구비한 액정 패널과,

상기 액정 패널의 양측에 흡수축이 서로 직교되도록 배치된 한쌍의 편광 소자와,

부기1 내지 3 중 어느 한 항 기재의 시각 보상 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기5)

한쌍의 기판과, 상기 한쌍의 기판에 봉입되어, 상기 기판간에 전압을 인가하지 않을 때에는 분자가 상기 기판면에 대하여 대략 수직으로 배향하는 액정을 구비한 액정 패널과,

상기 액정 패널의 양측에, 흡수축이 서로 직교되도록 배치된 제1 및 제2편광 소자와,

상기 액정 패널과 상기 제1편광 소자 사이에 배치되고, 주굴절률 n_x, n_y, n_z중, 필름 면내 방향의 굴절률을 n_x, n_y, 필름 법선 방향의 굴절률을 n_z로 했을 때에, n_x>n_y≒n_z의 관계가 성립하고, 그 지상축(n_x의 방향)이 상기 제1편광 소자의 흡수축과 직교되도록 배치된 제1위상차 필름과,

상기 액정 패널과 상기 제2편광 소자 사이에 배치되고, 주굴절률 n_x, n_v, n_z중 필름 면내 방향의 굴절률을 n_x, n_y, 필름 법선 방향의 굴절률을 n_z로 했을 때에, n_x>n_y≒n_z의 관계가 성립되고, 그 지상축(n_x의 방향)은 상기 제2편광 소자의 흡수축과 직교되도록 배치된 제2위상차 필름과,

상기 제1편광 소자와 상기 제1위상차 필름 사이, 상기 제1위상차 필름과 상기 액정 패널 사이, 상기 제2편광 소자와 상기 제2위상차 필름 사이, 또는 상기 제2위상차 필름과 상기 액정 패널 사이의 적어도 1개소에 배치되고, 주굴절률 n_x, n_y, n_z중, 필름 면내 방향의 굴절률을 n_x, n_y로 했을 때에, n_x≒n_y>n_z의 관계가 성립하는 적어도 한 층의 부가 위상차 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기6)

부기5 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정 패널을 구성하는 상기 한쌍의 기판의 대향하는 표면의 적어도 한 쪽에는, 돌기, 凹부 또는 전극에 설치한 슬릿중의 어느 것, 또는 이들의 조합으로이루어진 도메인 규제 수단을 구비하고, 상기 도메인 규제 수단은 상기 기판간에 전압을 인가했을 때에 액정 분자가 경사지게 되는 방향이 각 화소 내에서 복수의 방향으로 되도록 규제하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기7)

부기5 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1, 제2위상차 필름의 리타데이션(n_x-n_y)d(d : 위상차 필름의 두께)을 각각 리타데이션(R₁, R₂)으로 하고,

상기 부가 위상차 필름 중 상기 제1편광 소자와 상기 제1위상차 필름 사이나, 또는 상기 제2편광 소자와 상기 제2위상차 필름 사이의 적어도 한 쪽에 배치된 N층의 위상차 필름의 리타데이션 ((n_x+n_y)/2-n_z)d(d: 부가 위상차 필름의 두께)를 리타데이션(Rt₁, Rt₂,…, Rt_N)으로 하고,

상기 부가 위상차 필름중 상기 제1위상차 필름과 상기 액정 패널 사이나, 또는 상기 제2위상차 필름과 상기 액정 패널 사이의 적어도 한 쪽에 배치된 M층 위상차 필름의 리타데이션 ((n_x+n_y)/2-n_z)d(d: 부가 위상차 필름의 두께)를 리타데이션(Rt'₁, Rt'₂,…, Rt'_M)로 하고 (N+M≥1),

상기 액정 패널의 리타데이션을 R_LC로 했을 때,

0≤R₁,

0≤R₂,

O≤Rt₁+Rt₂+…+Rt_N+Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M,(-0.08×R_LC+58)×α+95×(1-α)-60≤R₁≤(-0.08×R_LC+58)×α+95×(1-α)+60,

(-0.08×R_LC+58)×α+95×(1-α)-60≤R₂≤(-0.08×R_LC+58)×α+95×(1-α)+60,

(1.13×R_LC-105)×α+(0.89×R_LC-137)(1-α)-25≤Rt₁+Rt₂+…+Rt_N+Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M≤(1.13×R_LC-105)×α+(0.89× R_LC-137) (1-α)+25,

다만, α=(Rt₁+Rt₂+…+Rt_N)/(Rt₁+Rt₂+…+Rt_N+Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M)이고, 단위는 nm인 관계가 충족되는 액정 표시 장치.

(부기8)

부기5 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1, 제2위상차 필름의 리타데이션(n_x-n_y)d (d : 위상차 필름의 두께)을, 각각 리타데이션(R1, R2)으로 하고,

상기 부가 위상차 필름중, 상기 제1편광 소자와 상기 제1위상차 필름 사이나, 또는 상기 제2편광 소자와 상기 제2위상차 필름 사이의 적어도 한 쪽에 배치된 N층의 위상차 필름의 리타데이션 ((n_x+n_y)/2-n_z)d(d: 부가 위상차 필름의 두께)를 리타데이션(Rt₁, Rt₂, .…, Rt_N)으로 하고,

상기 부가 위상차 필름중 상기 제1위상차 필름과 상기 액정 패널 사이나, 또는 상기 제2위상차 필름과 상기 액정 패널 사이의 적어도 한 쪽에 배치된 M층위상차 필름의 리타데이션 ((n_x+n_y)/2-n_z)d(d: 부가 위상차 필름의 두께)를 리타데이션(Rt'₁, Rt'₂,…, Rt'_M)로 하고 (N+M≥1),

상기 액정 패널의 리타데이션을 R_LC로 했을 때,

0≤R₁,

0≤R₂,

0≤Rt₁+Rt₂+…·+Rt_N+Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M,(-0.08×R_LC+58)×α+95×(1-α)-30≤ R₁≤(-0.08×R_LC+58)×α+95×(1-α)+30,

(-0.08×R_LC+58)×α+95×(1-α)-30≤R₂≤(-0.08×R_LC+58)×α+95×(1-α)+30,

(1.13×R_LC-105)×α+(0.89×R_LC-137)(1-α)-60≤Rt₁+Rt₂+…+Rt_N+Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M≤(1.13×R_LC-105)×α+(0.89×R_LC-137)(1-α)+60,

다만, α=(Rt₁+Rt₂+…+Rt_N)/(Rt₁+Rt₂+…+Rt_N+Rt'₁+Rt'₂+…+Rt'_M)이고, 단위는 nm인 관계가 충족되는 액정 표시 장치.

(부기9)

부기5 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2위상차 필름의 적어도 한쪽은 연신 필름인 액정 표시 장치.

(부기10)

부기5 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2위상차 필름의 적어도 한 쪽은 고분자 액정층을 구비한 액정 표시 장치.

(부기11)

한쌍의 기판간에, 전압 무인가 시에 장축 방향이 상기 기판면에 대하여 대략 수직으로 배향하는 액정 분자를 포함한 액정으로 이루어진 액정층을 협지하는 액정 패널과,

상기 액정 패널의 양외측에 배치되고, 각각의 흡수축이 서로 직교되도록, 또 상기 흡수축이 상기 액정에 전압이 인가되었을 때에, 상기 액정 분자가 배향되는 방향에 대하여 대략 45°를 이루도록 배설된 제1 및 제2편광 소자와,

면내의 굴절률을 n_x, n_y, 두께 방향의 굴절률을 n_z로 했을 때에, n_x가 n_y및 n_z의 어느 것 보다 큰 관계에 있는 위상차 필름을 제1종 위상차 필름으로 하고, n_x와 n_y가 거의 같고, 또한 n_x와 n_y가 n_z보다 큰 관계에 있는 위상차 필름을 제2종 위상차 필름으로 하여,

상기 제1편광 소자와 상기 액정 패널 사이에, 지상축이 상기 제1편광 소자의 흡수축과 직교되도록 배치된 첫 번째의 제1종 위상차 필름과,

상기 제2편광 소자와 상기 액정 패널 사이에, 지상축이 상기 제2편광 소자의 흡수축과 직행하도록 배치된 두 번째의 제1종 위상차 필름과,

상기 제1편광 소자와 상기 첫 번째의 제1종 위상차 필름 사이, 상기 제2편광소자와 상기 두 번째의 제1종 위상차 필름 사이, 상기 첫 번째의 제1종 위상차 필름과 상기 액정 패널 사이, 또는 상기 두 번째의 제1종 위상차 필름과 상기 액정 패널 사이의 적어도 1개소에, 적어도 1개 배치된 제2종 위상차 필름

을 구비하고,

상기 액정층의 리타데이션 R_LC를 액정의 복굴절을 △n과 액정층의 두께 d와의 곱 △nd, 위상차 필름의 면내 방향의 리타데이션 Rp를 (n_x-n_y)d, 두께 방향의 리타데이션(Rt)을 ((n_x+n_y)/2-n_z)d로 하고,

지상축이 인접하는 편광 소자의 흡수축과 평행하게 배치된 위상차 필름을 제외한 상기 복수 위상차 필름의 면내 방향의 리타데이션(Rp)의 합계를 Rp-t, 상기 복수 위상차 필름의 두께 방향의 리타데이션(Rt)의 합계를 Rt-t로 했을 때에,

Rp-t=2×(-0.08×R_LC+58nm+α)

다만, α=±30nm

Rt-t=(1.05±0.05)×R_LC-47nm+β

다만, -100nm≤β≤47nm

로 한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기12)

부기11 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정층의 리타데이션 R_LC가 250nm 이상 310nm 이하, 상기 두께 방향의리타데이션의 합계 Rt-t가 180nm 이상 260nm 이하, 상기 제1종 위상차 필름의 면내 방향의 리타데이션의 합계가 25nm 이상 50nm 이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기13)

부기11 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정층의 리타데이션 R_LC가 310nm 이상 390nm 이하, 상기 두께 방향의 리타데이션의 합계 Rt-t가 230nm 이상 350nm 이하, 상기 제1종 위상차 필름의 면내 방향의 리타데이션의 합계가 25nm 이상 50nm 이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기14)

부기11 내지 13 중 어느 한 항 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1종 위상차 필름은, 1축 또는 2축 방향으로 연신된 필름인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기15)

부기11 내지 13 중 어느 한 항 기재의 액정 표시 장치로서,

상기 제2종 위상차 필름은 상기 편광 소자와 동시에 편광판을 구성하는 보호부재인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기16)

소정의 공극을 통해서 대향 배치되는 제1 및 제2기판과, 상기 공극에 봉지되어 벤드배향하는 액정층과,

상기 제1기판의 상기 액정층과 반대측 면에 배치되는 제1편광판과, 상기 제2기판의 상기 액정층과 반대측 면에 배치되는 제2편광판과, 상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제1기판측의 액정 분자의 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록, 상기 비선형적인 틸트 변화에 따라서 틸트각을 변화시킨 디스코텍 액정을 갖는 제1광학 보상 필름과,

상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제2기판측의 액정 분자의 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록, 상기 비선형적인 틸트 변화에 따라서 틸트각을 변화시킨 디스코텍 액정을 갖는 제2광학 보상 필름

을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기17)

부기16 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2광학 보상 필름 각각은, 거의 선형으로 틸트각이 변화되는 복수의 상기 디스코텍 액정층을 적층하여, 상기 액정층의 비선형적인 틸트각의 변화 곡선을 보간하여 상기 리타데이션을 보상하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기18)

부기17 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2광학 보상 필름 각각은, 거의 선형으로 틸트각이 변화되는상기 디스코텍 액정층을 갖는 복수의 필름의 적층체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기19)

부기18 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 복수의 필름의 각각의 디스코텍 액정은,

상기 액정층의 액정 분자의 배향 방향과 거의 동방향의 배향 방향을 갖고 있고,

상기 기판면 법선에 직교되는 방향을 기준으로 하면, 상기 액정층으로부터 멀어짐에 따라서 틸트각(절대치)이 커지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기20)

부기16 내지 19 중 어느 한 항 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2광학 보상 필름은, 노매리 화이트 모드의 흑표시에 있어서 상기 리타데이션을 최적으로 보상하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기21)

부기16 내지 20 중 어느 한 항 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정층의 리타데이션은 800∼1200nm인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기22)

부기21 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2광학 보상 필름의 각각은, 상기 액정층에 가까운 측에서 차례로 제1 및 제2서브 필름의 적층구조를 갖고,

상기 제1서브 필름 내의 디스코텍 액정의 틸트각의 최대치(절대치) θ1은 50°≤θ1≤80°

인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기23)

부기22 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1서브 필름의 리타데이션을 R1, 상기 제2서브 필름의 리타데이션을 R2로 했을 때, R1+R2가 450nm±150nm, R2/R1이 1∼10 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기24)

부기21 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2광학 보상 필름 각각은, 상기 액정층에 가까운 측에서 차례로 제1 내지 제3서브 필름의 적층구조를 갖고,

상기 제1서브 필름 내의 디스코텍 액정의 틸트각의 최대치(절대치) θ1은 30°≤θ1≤60°이고,

상기 제2서브 필름 내의 디스코텍 액정의 틸트각의 최대치(절대치) θ2는 θ1≤θ2<85°

인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기25)

부기24 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1서브 필름의 리타데이션을 R1, 상기 제2서브 필름의 리타데이션을 R2, 상기 제3서브 필름의 리타데이션을 R3으로 했을 때, R1+R2+R3은 450nm±150nm, R2/R1은 1∼5, R3/R1은 5∼10 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기26)

부기16 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1광학 보상 필름과 상기 제1편광판 사이에는, 또 n_x=n_y<n_z의 굴절률 타원체로 n_z가 상기 기판면 법선에 거의 일치되어 있는 정의 수직 배향 위상차 필름인 제3광학 보상 필름이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기27)

부기16 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1광학 보상 필름과 상기 제1편광판 사이에는 제3광학 보상 필름이 더 배치되고,

상기 제2광학 보상 필름과 상기 제2편광판 사이에는 제4광학 보상 필름이 더 배치되고,

상기 제3 및 제4광학 보상 필름은 부의 위상차 필름

인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기28)

부기27 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2광학 보상 필름 내의 디스코텍 액정의 틸트각의 최대치(절대치) θu는 거의 90°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기29)

부기27 또는 28 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2광학 보상 필름 내의 디스코텍 액정의 틸트각의 최소치(절대치) θ1은, 거의 30°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기30)

부기16 내지 28 중 어느 한 항 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제3광학 보상 필름과 상기 제1편광판 사이에 1축 위상차 필름이 더 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기31)

한쌍의 기판간에 전압 무인가 시에 장축 방향이 상기 기판면에 대하여 대략 수직으로 배향되는 액정 분자를 포함한 액정으로 이루어진 액정층을 협지하는 액정 패널과,

상기 액정 패널의 양 외측에 배치되고 각각의 흡수축이 서로 직교되도록, 또 상기 흡수축이 상기 액정에 전압이 인가되었을 때에 상기 액정 분자가 배향되는 방향에 대하여 약 45°를 이루도록 배설된 2개 편광 소자와,

상기 편광 소자의 적어도 한쪽과 상기 액정 패널 사이에 배치되고, 주굴절률 n_x, n_y, n_z중 최소의 주굴절률 n_z의 방향이 기판 법선 방향에서 기울어져 있는 적어도 한 층의 위상차 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기32)

부기31 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정 패널을 구성하는 상기 한쌍의 기판의 대향하는 표면의 적어도 한 쪽에는 돌기, 凹부 또는 전극에 설치한 슬릿 중의 어느 것, 또는 그들 편성으로 되는 도메인 규제 수단을 구비하고, 상기 도메인 규제 수단은 상기 기판간에 전압을 인가했을 때에 액정 분자가 경사지게 되는 방향이, 각 화소 내에서 복수의 방향으로 되도록 규제하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기33)

부기32 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 위상차 필름은 그 광학층의 두께를 d로 하면, n_x≒n_y>n_z, Onm≤(n_x-n_y)d≤10nm의 관계가 성립되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기34)

부기33 기재의 액정 표시 장치로서,

n_z의 방향이 기판 법선에 대하여 이룬 각도를 θ로 하면, 0°<θ≤15°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기35)

부기34 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

n_z가 경사져 있는 방위각과 상기 제1 및 제2편광 소자의 흡수축이 이룬 각도를 φ로 하면, 각도φ는 0°, 90°, 180° 및 270°중의 어느 것인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기36)

부기35 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

각도 θ≤α, 각도φ=β의 위상차 필름이 N층 배치되고,

각도 θ≤α, 각도φ=β+180°의 위상차 필름이 N'층 배치되고,

0<(1/2+α/30)×(R_t1+R_t2+…+R_tN)+(1/2-α/30)×(R'_t1+R'_t2+…+R'_tN')<0.88×(△n_LC·d_LC+R_tPL);

0<(1/2-α/30)×(R_t1+R_t2+…+R'_tN)+(1/2+α/30)×(R'_t1+R'_t2+…+R'_tN')<0.88×(△n_LC·d_LC+R_tPL)

다만,

0°<α≤15°;

β는 0°, 90°, 180°, 270° 중의 어느 값이다 ;

N≥0, N'≥0(N=N'=0은 제외한다) ;

리타데이션 R_t=((n_x+n_y)/2-n_z)d로 했을 때, R_t1, R_t2, …, R_tN은 각도φ=β의 위상차 필름의 한 층에서 N층까지의 리타데이션(R_t)이고 R'_t1, R'_t2, …, R'_tN'는 각도φ=β+180의 위상차 필름의 한 층에서 N'층까지의 리타데이션(R_t)이다 ;

△n_LC는 액정의 이방성 굴절률이다 ;

d_LC는 셀 두께이다 ;

R_tPL는 편광 소자에 사용되는 지지 필름 중, 위상차 필름으로서 기능하는 필름의 리타데이션(R_t)의 합계치이다 ;

가 충족되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기37)

부기36 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

한 층의 위상차 필름에 있어서, 상기 각도 θ가 두께 방향에서 연속 또는 불연속으로 변화하도록한 위상차 필름을 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기38)

소정의 공극을 거쳐서 대향 배치되는 제1 및 제2기판과,

상기 공극에 봉지되고, 전압 인가 시에는 상기 제1 및 제2기판면 근방의 액정 분자가 대략 수직 배향을 유지하여 전체로서 스프레이 배향되는 부의 이방성 유전률을 갖는 네마틱 액정층과,

상기 제1기판의 상기 액정층과 반대측 면에 배치되는 제1편광판과, 상기 제2기판의 상기 액정층과 반대측 면에 배치되는 제2편광판과,

적어도 상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이, 또는 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층이 갖는 리타데이션을 보상하는 광학 보상 필름

을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기39)

부기38 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제1기판측의 액정 분자의 선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록, 상기 선형적인 틸트 변화에 따라서 틸트각을 변화시킨 디스코텍 액정을 갖는 제1광학 보상 필름과,

상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제2기판측의 액정 분자의 선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록, 상기 선형적인 틸트 변화에 따라서 틸트각을 변화시킨 디스코텍 액정을 갖는 제2광학 보상 필름

을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기40)

부기39 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2광학 보상 필름은, 노매리 블랙 모드에서의 흑상태를 광학 보상하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기41)

부기40 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1광학 보상 필름의 상기 디스코텍 액정의 주굴절률 n_x, n_y, n_z중, 주굴절률 n_z의 방향의 변화는, 상기 액정층을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제1기판측의 액정 분자의 주굴절률 n_z의 변화하는 방향으로 대응되어 있고,

상기 제2광학 보상 필름의 상기 디스코텍 액정의 주굴절률 n_x, n_y, n_z중, 주굴절률 n_z의 방향의 변화는 상기 액정층을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제2기판측의 액정 분자의 주굴절률 n_z의 변화하는 방향으로 대응되어 있는

것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기42)

부기41 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 제1 및 제2광학 보상 필름의 상기 디스코텍 액정의 상기 주굴절률 nz의 방향의 변화는, 상기 디스코텍 액정의 상기 기판면 법선 방향의 위치변화에 대하여 선형적인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기43)

부기39 내지 42 중 어느 한 항 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정층의 리타데이션 △nd(△n은 액정 분자의 이방성 굴절률, d는 셀 갭)이 500∼2000nm이고,

상기 제1 및 제2광학 보상 필름의 각 리타데이션 R=((n_x+n_y)/2-n_z)D(D는 상기 제1 및 제2광학 보상 필름의 각 두께)가 300 ∼1200nm 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기44)

부기39 내지 43 중 어느 한 항 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

적어도 상기 제1광학 보상 필름과 상기 제1편광판 사이, 또는 상기 제2광학 보상 필름과 상기 제2편광판 사이에, 상기 액정층에 가까운 쪽에서 차례로, n_x=n_y<n_z를 충족시키는 굴절률 타원체로 주굴절률 n_z가 기판면 법선에 일치되는 제3광학 보상 필름과, 1축 위상차 필름으로서 그 광학축이 상기 제1편광판의 투과축 방향으로 일치되어 있는 제4광학 보상 필름이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기45)

대향하는 2개의 기판간에 봉지되고, 한쪽 기판 근방과 다른 쪽 기판 근방에서 배향 방향이 거의 90°상이한 트위스트구조의 액정층과,

상기 양 기판의 외측에 각각 배치되어, 서로 편광축이 평행하고 또한 상기 기판 근방 액정의 배향 방향에 대하여 대략 45°의 각도를 이룬 2매의 편광 필름과,

주굴절률 n_x, n_y, n_z가 n_x≒n_y>n_z이고, 주굴절률 n_x의 방향은 상기 편광 필름의 상기 편광축에 거의 평행하고, 주굴절률 n_x의 방향을 축으로 하여 주굴절률 n_z의 방향이 필름면의 법선 방향에서 경사각 θ만큼 기우는 동시에, 주굴절률 n_y의 방향이 필름면에 평행한 방향에서 경사각 θ만큼 경사되어 있는 광학 위상차 필름을 구비하고 있는 것

을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기46)

부기45 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 경사각 θ는 30°≤θ≤70°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기47)

부기45 또는 46 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 광학 위상차 필름의 광학층의 두께를 D로 하고, 70nm<(n_x-n_z)×D<160nm인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기48)

부기45 내지 47 중 어느 한 항 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정층의 리타데이션 R은 400nm≤R≤550nm 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기49)

부기45 내지 48 중 어느 한 항 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정층이 각 화소 내에서 면적이 거의 똑 같은 2개의 영역으로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기50)

대향하는 2개의 기판간에 봉지되고, 한쪽 기판 근방과 다른 쪽 기판 근방과의 배향 방향의 비틀림 각이 90°미만인 트위스트 구조의 액정층과,

상기 양기판의 외측에 각각 배치되어서 서로 편광축이 직교되는 2매의 편광필름과,

상기 한쪽 기판과 그 외측에 배치된 한쪽의 상기 편광 필름 사이에 배치되고, Z축을 필름막 두께 방향으로 취했을 때에 주굴절률 n_x, n_y, n_z가 n_x≒n_y>n_z로 되는 광학 위상차 필름과 상기 다른 쪽 기판과, 그 외측에 배치되는 다른 쪽의 상기 편광 필름 사이에 배치되고, 적어도 한 쪽 광학축의 방향은 상기 다른 쪽 편광 필름의 흡수축 또는 투과축과 일치되는 적어도 2매의 1축 필름

을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기51)

부기50 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 광학 위상차 필름의 리타데이션(R)은 70nm≤R≤200nm인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기52)

부기50 또는 51 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

다른 쪽 광학축을 갖는 상기 1축 필름은 리타데이션의 값이 20nm∼100nm이고, 상기 다른 쪽 광학축이 상기 다른 쪽 편광 필름의 흡수축 및 투과축에 일치하지 않는 방향으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기53)

부기50 내지 52 중 어느 한 항 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

전압 무인가 시에 셀 갭 중앙의 액정 분자의 배향 방향이, 패널 상하좌우 방향에서 대략 45°(또는, 135°) 경사되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기54)

필름 한 단변에 대하여 평행 및 수직이 아닌 소정의 엇갈린 방위를 갖고 서로 거의 직교되는 지상축을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 1조의 위상차 필름.

(부기55)

필름 일단변에 대하여 평행 및 수직이 아닌 소정의 엇갈린 방위를 갖고 서로 거의 직교되는 흡수축을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 1조의 편광 필름.

(부기56)

대향 기판간에 액정을 봉지한 액정 패널과, 상기 액정 패널의 양 패널면에 각각 배치된 1조의 편광 필름과, 상기 액정 패널과 상기 편광 필름 사이에 배치된 1조의 위상차 필름을 갖는 액정 표시 장치에 있어서,

상기 1조의 위상차 필름은 부기54 기재의 1조의 위상차 필름인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(부기57)

부기56 기재의 액정 표시 장치에 있어서,

상기 1조의 편광 필름은 부기55 기재의 1조의 편광 필름인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 여러가지 변형이 가능하다. 이상, 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 위상차 필름이 최적의 배치, 최적의 리타데이션의 설정을 행할 수 있어, 시각 특성을 크게 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (20)

1. 부(負)의 복굴절을 갖는 층이 경사지게 적층되어서 적층군을 이루고, 이와 같은 적층군이 경사진 방향이 역방향으로 되도록 2개 대향하여 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 시각 보상 필름.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 적층군의 각 층의 경사 각도가 서서히 변화하고 있는 시각 보상 필름.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 적층군은 디스코텍 액정으로 이루어진 시각 보상 필름.
4. 한쌍의 기판과, 상기 한쌍의 기판간에 봉입되고, 상기 기판간에 전압을 인가하지 않을 때에는 분자가 상기 기판면에 대하여 대략 수직으로 배향하는 액정을 구비한 액정 패널과,

   상기 액정 패널의 양측에 흡수축이 서로 직교되도록 배치된 한쌍의 편광 소자, 및

   청구항 1 내지 3 중 어느 한 항 기재의 시각 보상 필름

   을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
5. 한쌍의 기판과, 상기 한쌍의 기판에 봉입되고, 상기 기판간에 전압을 인가하지 않을 때에는 분자가 상기 기판면에 대하여 대략 수직으로 배향되는 액정을 구비한 액정 패널과,

   상기 액정 패널의 양측에 흡수축이 서로 직교되도록 배치된 제1 및 제2편광 소자와,

   상기 액정 패널과 상기 제1편광 소자 사이에 배치되고, 주굴절률 n_x, n_v, n_z중 필름 면내 방향의 굴절률을 n_x, n_y, 필름 법선 방향의 굴절률을 n_z로 했을 때에, n_x>n_y≒n_z의 관계가 성립되고, 그 지상축(n_x의 방향)이 상기 제1편광 소자의 흡수축과 직교하도록 배치된 제1위상차 필름과,

   상기 액정 패널과 상기 제2편광 소자 사이에 배치되고, 주굴절률 n_x, n_v, n_z중 필름 면내 방향의 굴절률을 n_x, n_y, 필름 법선 방향의 굴절률을 n_z로 했을 때에, n_x>n_y≒n_z의 관계가 성립되고, 그 지상축(n_x의 방향)이 상기 제2편광 소자의 흡수축과 직교하도록 배치된 제2위상차 필름과,

   상기 제1편광 소자와 상기 제1위상차 필름 사이, 상기 제1위상차 필름과 상기 액정 패널 사이, 상기 제2편광 소자와 상기 제2위상차 필름 사이, 또는 상기 제2위상차 필름과 상기 액정 패널 사이의 적어도 1개소에 배치되고, 주굴절률 n_x, n_v, n_z중 필름 면내 방향의 굴절률을 n_x, n_y, 필름 법선 방향의 굴절률을 n_z로 했을 때에, n_x≒n_y>n_z의 관계가 성립하는 적어도 한 층의 부가 위상차 필름

   을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
6. 한쌍의 기판간에 전압 무인가 시에 장축 방향이 상기 기판면에 대하여 대략 수직으로 배향하는 액정 분자를 포함한 액정으로 이루어진 액정층을 협지(挾持)하는 액정 패널과,

   상기 액정 패널의 양외측에 배치되고, 각각의 흡수축이 서로 직교되도록, 또한 상기 흡수축이 상기 액정에 전압이 인가되었을 때에 상기 액정 분자가 배향되는 방향에 대하여 대략 45°를 이루도록 배설된 제1 및 제2편광 소자와,

   면내의 굴절률을 n_x, n_v, 두께 방향의 굴절률을 n_z로 했을 때에 n_x가 n_y및 n_z의 어느 것보다 큰 관계에 있는 위상차 필름을 제1종 위상차 필름으로 하고, n_x와 n_y가 거의 같고 또한 n_x와 n_y가 n_z보다 큰 관계에 있는 위상차 필름을 제2종 위상차 필름으로 하여,

   상기 제1편광 소자와 상기 액정 패널 사이에, 지상축이 상기 제1편광 소자의 흡수축과 직교하도록 배치된 첫 번째의 제1종 위상차 필름과,

   상기 제2편광 소자와 상기 액정 패널 사이에, 지상축이 상기 제2편광 소자의 흡수축과 직행하도록 배치된 두 번째의 제1종 위상차 필름과,

   상기 제1편광 소자와 상기 첫 번째의 제1종 위상차 필름 사이, 상기 제2편광 소자와 상기 두 번째의 제1종 위상차 필름 사이, 상기 첫 번째의 제1종 위상차 필름과 상기 액정 패널 사이, 또는 상기 두 번째의 제1종 위상차 필름과 상기 액정패널 사이의 적어도 1개소에 적어도 1개 배치된 제2종 위상차 필름

   을 구비하고,

   상기 액정층의 리타데이션 R_LC를 액정의 복굴절을 △n과 액정층의 두께 d와의 곱 △nd, 위상차 필름의 면내 방향의 리타데이션 Rp를 (n_x-n_y)d, 두께 방향의 리타데이션 Rt를 ((n_x+n_y)/2-n_z)d로 하고,

   지상축이 인접하는 편광 소자의 흡수축과 평행하게 배치된 위상차 필름을 제외한, 상기 복수의 위상차 필름의 면내 방향의 리타데이션 Rp의 합계를 Rp-t, 상기 복수의 위상차 필름의 두께 방향의 리타데이션 Rt의 합계를 Rt-t로 했을 때에,

   Rp-t=2×(-0.08×R_LC+58nm+α)

   다만, α=±30nm

   Rt-t= (1.05±0.05)×R_LC-47nm+β

   다만, -100nm≤β≤47nm

   로 한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 액정층의 리타데이션 R_LC는 250nm 이상 310nm 이하, 상기 두께 방향의 리타데이션의 합계 Rt-t는 180nm 이상 260nm 이하, 상기 제1종 위상차 필름의 면내 방향의 리타데이션의 합계는 25nm 이상 50nm 이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 액정층의 리타데이션 R_LC는 310nm 이상 390nm 이하, 상기 두께 방향의 리타데이션의 합계 Rt-t는 230nm 이상 350nm 이하, 상기 제1종 위상차 필름의 면내 방향의 리타데이션의 합계는 25nm 이상 50nm 이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
9. 소정의 공극을 통해서 대향배치되는 제1 및 제2기판과,

   상기 공극에 봉지되어서 벤드배향하는 액정층과,

   상기 제1기판의 상기 액정층과 반대측의 면에 배치되는 제1편광판과,

   상기 제2기판의 상기 액정층과 반대측의 면에 배치되는 제2편광판과,

   상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제1기판측의 액정 분자의 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록, 상기 비선형적인 틸트 변화에 따라서 틸트각을 변화시킨 디스코텍 액정을 갖는 제1광학 보상 필름과,

   상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제2기판측의 액정 분자의 비선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록, 상기 비선형적인 틸트 변화에 따라서 틸트각을 변화시킨 디스코텍 액정을 갖는 제2광학 보상 필름

   을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2광학 보상 필름 각각은, 거의 선형으로 틸트각이 변화되는 복수의 상기 디스코텍 액정층을 적층하여, 상기 액정층의 비선형적인 틸트각의 변화곡선을 보간하여 상기 리타데이션을 보상하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2광학 보상 필름의 각각은, 거의 선형으로 틸트각이 변화하는 상기 디스코텍 액정층을 갖는 복수의 필름의 적층체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 복수의 필름 각각의 디스코텍 액정은,

    상기 액정층의 액정 분자의 배향 방위와 거의 동일한 방향의 배향 방위를 갖고 있고,

    상기 기판면법선에 직교되는 방향을 기준으로 하면, 상기 액정층으로부터 멀어짐에 따라서 틸트각(절대치)이 커지는

    것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
13. 한쌍의 기판간에 전압 무인가 시에 장축 방향이 상기 기판면에 대하여 대략 수직으로 배향되는 액정 분자를 포함한 액정으로 이루어진 액정층을 협지하는 액정 패널과,

    상기 액정 패널의 양외측에 배치되고, 각각의 흡수축이 서로 직교되도록, 또한 상기 흡수축이 상기 액정에 전압이 인가되었을 때에 상기 액정 분자가 배향하는 방향에 대하여 대략 45°를 이루도록 배설된 2개의 편광 소자와,

    상기 편광 소자의 적어도 한쪽과 상기 액정 패널 사이에 배치되고, 주굴절률 n_x, n_v, n_z중 최소의 주굴절률 n_z의 방향이 기판 법선 방향에서 기울어져 있는 적어도 한 층의 위상차 필름

    을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 액정 패널을 구성하는 상기 한쌍의 기판의 대향하는 표면의 적어도 한쪽에는, 돌기, 凹부 또는 전극에 설치한 슬릿중의 어느 것, 또는 그의 조합으로 이루어진 도메인 규제 수단을 구비하며, 상기 도메인 규제 수단은 상기 기판간에 전압을 인가했을 때에 액정 분자가 경사지게 되는 방향이 각 화소 내에서 복수의 방향으로 되도록 규제하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
15. 소정의 공극을 통해서 대향 배치되는 제1 및 제2기판과,

    상기 공극에 봉지되어, 전압 인가 시에는 상기 제1 및 제2기판면 근방의 액정 분자가 거의 수직 배향을 유지하여 전체로서 스프레이 배향하는 부의 이방성 유전률을 갖는 네마틱 액정층과,

    상기 제1기판의 상기 액정층과 반대측 면에 배치되는 제1편광판과,

    상기 제2기판의 상기 액정층과 반대측 면에 배치되는 제2편광판과,

    적어도 상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이, 또는 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층이 갖는 리타데이션을 보상하는 광학 보상 필름

    을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제1기판측의 액정 분자의 선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록, 상기 선형적인 틸트 변화에 따라서 틸트각을 변화시킨 디스코텍 액정을 갖는 제1광학 보상 필름과,

    상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 배치되고, 상기 액정층을 상기 기판면 법선 방향으로 거의 2분되는 영역중 상기 제2기판측의 액정 분자의 선형적인 틸트 변화에 기초하여 리타데이션을 보상하도록, 상기 선형적인 틸트 변화에 따라서 틸트각을 변화시킨 디스코텍 액정을 갖는 제2광학 보상 필름

    을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
17. 대향하는 2개의 기판간에 봉지되고, 한쪽 기판 근방과 다른 쪽 기판 근방에서 배향 방향이 대략 90°다른 트위스트 구조의 액정층과,

    상기 양기판의 외측에 각각 배치되고, 서로의 편광축이 평행이고 또한 상기 기판 근방의 액정의 배향 방향에 대하여 대략 45°의 각도를 이룬 2매의 편광 필름과,

    주굴절률 n_x, n_v, n_z가 n_x≒n_y>n_z이고, 주굴절률 n_x의 방향은 상기 편광 필름의 상기 편광축에 거의 평행이고, 주굴절률 n_x의 방향을 축으로 하여 주굴절률 n_z의 방향이 필름면의 법선 방향에서 경사각 θ만큼 경사짐과 동시에, 주굴절률 n_y의 방향이 필름면에 평행한 방향에서 경사각 θ만큼 경사져 있는 광학 위상차 필름

    을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
18. 대향하는 2개의 기판간에 봉지되고, 한쪽 기판 근방과 다른 쪽 기판 근방과의 배향 방향의 비틀림 각이 90°미만인 트위스트 구조의 액정층과,

    상기 양기판의 외측에 각각 배치되어서 서로 편광축이 직교하는 2매의 편광 필름과,

    상기 한쪽 기판과 그 외측에 배치된 한쪽의 상기 편광 필름 사이에 배치되고, Z축을 필름막 두께 방향으로 취했을 때에, 주굴절률 n_x, n_v, n_z가 n_x≒n_y>n_z로 되는 광학 위상차 필름과,

    상기 다른 쪽 기판과 그 외측에 배치된 다른 쪽의 상기 편광 필름 사이에 배치되고, 적어도 한쪽 광학축의 방향은 상기 다른 쪽 편광 필름의 흡수축 또는 투과축과 일치되는 적어도 2매의 1축 필름

    을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
19. 필름 일단변에 대하여 평행 및 수직이 아닌 소정의 엇갈린 방위를 갖고 서로 거의 직교되는 지상축을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 1조의 위상차 필름.
20. 필름 일단변에 대하여 평행 및 수직이 아닌 소정의 엇갈린 방위을 갖고 서로 거의 직교되는 흡수축을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 1조의 편광 필름.