WO2003077020A1

WO2003077020A1 - Afficheur a cristaux liquides

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Publication number: WO2003077020A1
Application number: PCT/JP2003/002521
Authority: WO
Inventors: Koichi Miyachi
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2003-09-18
Also published as: AU2003211481A1; US7095467B2; CN100368896C; TW200407622A; JP2003262872A; KR20040091701A; US6885421B2; US20040114080A1; JP3993000B2; US20050162593A1; KR100697744B1; CN1639621A; TWI230826B

Description

明細書液晶表示装置技術分野

本発明は、垂直配向方式の液晶表示装置に関するものである。背景技術

従来から、液晶表示装置は、ワードプロセッサやコンピュータの画面として広く使用されており、近年では、テレビの画面としても急速に普及している。これらの液晶表示装置の多くは、 T N (Twisted Nemat ic) モードを採用しているが、当該液晶表示装置には、斜め方向から見たときに、コントラストが低下しやすく、階調特性が反転しやすいという問題がある。

したがって、近年では、斜め方向からの視角特性を向上させるために V A (Verticically Alignment)モードの液晶表示装置力 S注目されるようになっている。当該モードの液晶表示装置の液晶セルは、負の誘電異方性を有するネマチック液晶と垂直配向膜とを組み合わせて構成されている。

さらに、例えば、日本国登録特許第 2 9 4 7 3 5 0号（発行日： 1 9 9 9年 9月 1 3 日）や日本国公開特許公報特開 2 0 0 0 — 3 9 6 1 0 (公開日： 2 0 0 0年 2月 8 日）では、図 1 6および図 1 7に示すように、黒表示時における液晶セル 1 1 1 の光学異方性を光学的に補償するために、液晶セル 1 1 1 と偏光板 1 1 2 との間に、 2軸性フィルム 1 1 6を配した液晶表示装置 1 0 1、あるいは、液晶セル 1 1 1 と偏光板 1 1 2 との間に正の 1軸性フィルム 1 1 4を配し、当該正の 1軸性フィルム 1 1 4 と偏光板 1 1 2 との間に負の 1軸性フィルム 1 1 5を配した液晶表示装置 1 0 1 aが開示されている。

上記構成では、液晶分子が垂直配向している液晶セル 1 1 1 を斜め方向から見た場合に、液晶セル 1 1 1が極角に応じた位相差を透過光に与えているにも拘わらず、各フィルム 1 1 6 ( 1 1 4 · 1 1 5 ) のリタ一デーシヨンが適切に設定されていれば、各フィルム 1 1 6 ( 1 1 4 · 1 1 5 ) によって、当該位相差が補償される。したがって、正面方向から見た場合、すなわち、液晶分子が透過光の偏光状態を維持する場合と略同様に、黒表示できる。この結果、斜め方向から見た場合の光漏れを防止でき、コントラストを向上できると共に、着色や階調つぶれの発生を抑制できる。

しかしながら、今日では、さらなる広視野角、高表示品位の液晶表示装置が望まれる状況下において、斜め方向から見た場合の着色や階調つぶれの改善が要求されているが、上記の日本国登録特許第 2 9 4 7 3 5 0号や日本国公開特許公報特開 2 0 0 0— 3 9 6 1 0に記載されたリターデーションの各フィルム 1 1 6 ( 1 1 4 · 1 1 5 ) を用いた場合は、必ずしも充分であるとは言えず、未だ改善の余地を残している。

本発明は、上記した課題に鑑み、垂直配向モードの液晶表示装置において、斜め方向からの見た場合における着色や階調つぶれ抑制に適した各フィルムのリターデーションに対し、偏光板の基材フィルムが与える影響を考察した結果なされたものであって、その目的は、斜め方向から見た場合のコントラストを実用上十分高い値に維持しながら、着色や階調つぶれが実用上許容範囲内に抑えられた液晶表示装置を確実に提供することにある。発明の開示

本発明に係る液晶表示装置は、上記目的を達成するために、液晶を挟持すると共に当該液晶の液晶分子を表面に概ね垂直に配向させる 2枚の基板が設けられた液晶セルと、当該液晶セルの両側に配され、それぞれの吸収軸が互いに直交するように配された 2枚の偏光板と、上記両偏光板の一方および上記液晶セルの間に配され、正の 1軸異方性を有する第 1位相差フィルムと、当該偏光板おょぴ第 1位相差フィルムの間に配され、負の 1軸異方性を有する第 2位相差フィルムとを備え、上記両偏光板には、光軸が上記基板に概ね垂直になるように配置され、負の 1軸異方性を有する基材フィルムが設けられ、上記第 1位相差フィルムの遅相軸は、上記液晶から見て同じ側の上記偏光板の吸収軸と直交するように配され、上記第 2位相差フィルムの光軸が上記基板に概ね垂直になるように配されている液晶表示装置において、以下の手段を講じたことを特徴としている。

すなわち、上記第 1位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨンを R p 〔n m〕、上記第 2位相差フィルムの厚み方向のリタ一デーションを R n 〔n m〕'、上記基材フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R t a c 〔n m〕、上記液晶の厚み方向のリターデーシヨンを R 1 c 〔n m〕とし、上記 R pに関するパラメータ a 〔n m〕を、 α = 3 5 + (R l c / 8 0— 4 ) 2 X 3 - 5 + ( 3 6 0— R l c ) XR t a c / 8 5 0 上記 R nに関するパラメータ j3 〔n m〕を、 |3 = R 1 c— 1. 9 X R t a c とするとき、上記リタ一デーシヨン R pは、上記 αの 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R ηは、上記の 6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値に設定されている。

上記構成の液晶表示装置において、基板に概ね垂直に配向している液晶分子が基板の法線方向から入射した光に対して位相差を与えないにも拘わらず、斜めから入射した光に対しては、極角（法線方向からの傾斜角）に応じた位相差を与えてしまうので、第 1および第 2位相差フィルムがないと、本来、出射側の偏光板によって吸収すべき光が、完全には吸収されない。この結果、光漏れが発生して、コントラストを低下させると共に、着色や階調つぶれが発生してしまう。

これに対して、上記構成では、上記第 1およぴ第 2位相差フィルムが設けられているので、上記液晶が極角に応じて与えてしまつた位相差が両位相差フィルムによって補償される。この結果、斜め方向から見た場合の光漏れを防止し、コントラストを向上すると共に、着色や階調つぶれの発生を防止できる。

ただし、上記両位相差フィルムのリタ一デーシヨンを決定する際、基材フィルムが無い場合に最適な上記第 1および第 2位相差フィルムが有する厚み方向のリタ一デーシヨンから、上記基材フィルムが有する厚み方向のリタ一デーシヨンを引き算するだけでは、斜め方向から見た場合における、着色や階調つぶれのさらなる抑制が要求される状況下では、必ずしも十分であるとは言えない。

そこで、本願発明者は、垂直配向モードの液晶表示装置を斜め方向から見た場合におけるコントラストを実用上十分に高い値に維持したまま着色や階調つぶれをさらに抑制すべく、研究を重ねた結果、基材フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンは、上記第 1および第 2位相差フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンと同等に作用するわけではないことを見出し、特に、正の 1軸異方性を有する第 1位相差フィルムの面内方向のリターデーション R pを上記コントラストが最大になるように設定する際、液晶の有するリタ一デーシヨンが 3 6 0 〔n m〕を超えているか否かによって、上記基材フィルムの厚み方向のリターデ一ションに対する上記リタ一デーシヨン R pの依存性が逆転すること、並びに、コントラストが最大になるような上記各リタ一デーシヨンを基準に、所定の範囲に設定することによって、着色や階調つぶれを効果的に抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の液晶表示装置では、上記基材フィルムおよび液晶の厚み方向のリタ一デーシヨン R t a cおよび R l cに応じ、しかも、斜め方向から見た場合のコントラストを実用上十分に高い値に維持したまま、着色や階調つぶれを許容できる範囲に、上記リターデーシヨン R pおよび R nを設定している。これにより、基材フィルムの厚み方向のリターデーションを上記第 1および第 2位相差フィルムの厚み方向のリターデーシヨンと同等に扱う場合と異なり、上記斜め方向から見た場合のコントラストが実用上十分に高い ί直に維持され、しかも、着色や階調つぶれが許容範囲内に抑えられた液晶表示装置を確実に得ることができる。

また、生産性の向上が特に要求される場合には、上記構成に加えて、上記液晶の厚み方向のリタ一デーシヨン R 1 cは、 3 2 4 .〔n m〕から

3 9 6 〔n m〕までの範囲に設定され、上記第 1位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨン R pが、 3 0 . 7 〔n m〕力ら 4 1 . 7 〔n m〕までの範囲に設定されている方が望ましい。上記リタ一デーシヨン R l cが当該範囲に設定されていれば、上記基材フィルムの厚み方向のリターデーションに対する上記リターデーション R p の依存性が少ない。したがって、基材フィルムに製造パラツキが発生して、基材フィルムの厚み方向のリターデーションが変化しても、上記リタ一デーシヨン R pを上述の範囲に設定することで、当該リタ一デーション R pを上記 αの 8 0 %〜 1 2 0 %の範囲に設定できる。この結果、基材フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンにバラツキが発生する場合であっても、同じ上記第 1位相差フィルムを用いることができ、生産性を向上できる。

さらに、上記着色や階調つぶれの抑制が特に要求される場合には、上記構成に加えて、上記リターデーシヨン R ρが上記ひの 9 0 %以上かつ 1 1 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R η が上記 )3の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下の値に設定されている方が望ましい。これにより、斜め方向から見た場合の着色や階調つぶれがさらに抑制された液晶表示装置を得ることができる。

また、上記着色や階調つぶれの抑制と生産性の向上との双方が特に要求される場合には、上記構成に加えて、上記液晶の厚み方向のリターデーシヨン R l cは、 3 4 2 [ n m ] 力ら 3 7 8 〔n m〕までの範囲に設定され、上記第 1位相差フィルムの面内方向のリターデーション R pが 3 3 . 3 〔n m〕力ら 3 8 . 6 〔n m〕までの範囲に設定されている方が望ましい。

上記リターデーシヨン R 1 cおよび R pが当該範囲に設定されていれば、基材フィルムに製造バラツキが発生して、基材フィルムの厚み方向のリターデーションが変化しても、上記リターデーション R pを上記ひの 9 0 %〜 1 1 0 %の範囲に設定できる。この結果、基材フィルムの厚み方向のリターデーションにバラツキが発生する場合であっても、同じ上記第 1位相差フィルムを用いることができ、生産性を向上できる。本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示す模式図である。

図 2は、上記液晶表示装置に設けられた液晶セルを示すものであり、電圧無印加状態を示す模式図である。

図 3は、上記液晶表示装置に設けられた液晶セルを示すものであり、電圧印加状態を示す模式図である。

図 4は、上記液晶セルの構成例を示すものであり、画素電極近傍を示す平面図である。

図 5は、上記液晶表示装置に設けられた正の 1軸性フィルムの面内方向のリターデーションおよび負の 1軸性フィルムの厚み方向のリターデーシヨンの好適な範囲を示すものであり、各リタ一デーシヨンを、それぞれに関するパラメータに対する相対値で示した図面である。

図 6は、本発明の実施例を示すものであり、液晶セルと偏光板との組み合わせについて、上記各リターデーションの最適値の実験結果を示す図面である。

図 7は、液晶表示装置において、コントラストの評価方法を示す図面である。

図 8は、本発明の他の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示す模式図である。

図 9は、上記液晶表示装置に設けられた 2軸性フィルムの面内方向のリターデーションおよび厚み方向のリターデーションの好適な範囲を示すものであり、各リタ一デーシヨンを、それぞれに関するパラメータに対する相対値で示した図面である。

図 1 0は、上記液晶表示装置の変形例を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示す模式図である。

図 1 1は、本発明の実施例を示すものであり、液晶セルと偏光板との組み合わせについて、上記各リターデーションの最適値の実験結果を示す図面である。

図 1 2は、上記各液晶表示装置の他の構成例を示すものであり、液晶セルの画素電極を示す斜視図である。

図 1 3は、上記各液晶表示装置のさらに他の構成例を示すものであり液晶セルの画素電極近傍を示す平面図である。

図 1 4は、上記各液晶表示装置の別の構成例を示すものであり、液晶セルの画素電極を示す斜視図である。

図 1 5は、上記各液晶表示装置のまた別の構成例を示すものであり、液晶セルの画素電極および対向電極を示す斜視図である。

図 1 6は、従来技術を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示す模式図である。

図 1 7は、他の従来技術を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示す模式図である。 PC蘭雇 21

9

発明を実施するための最良の形態

〔第 1 の実施形態〕

本発明の一実施形態について図 1ないし図 7に基づいて説明すると以下の通りである。なお、詳細は後述するように、本発明は、他の液晶セルにも適用できるが、以下では、好適な一例として、マルチドメイン配向の液晶セルについて説明する。

本実施形態に係る液晶表示装置 1は、図 1に示すように、垂直配向 ( V A ) 方式の液晶セル 1 1 と、当該液晶セル 1 1の両側に配された偏光板 1 2 · 1 3 と、一方の偏光板 1 2および液晶セル 1 1の間に配された正の 1軸性フィルム（第 1位相差フィルム） 1 4 と、当該正の 1軸性フィルム 1 4および偏光板 1 2の間に配された負の 1軸性フィルム（第 2位相差フィルム） 1 5 とを積層して構成されている。

上記液晶セル 1 1は、図 2に示すように、画素に対応する画素電極 2 l a (後述) が設けられた T F T ( Thi n Fi lm Tran s i s t or) 基板 1 1 a と、対向電極 2 1 bが設けられた対向基板 1 1 b と、両基板 1 1 a · 1 1 bにて挟持され、負の誘電異方性を有するネマチック液晶からなる液晶層 1 1 c とを備えている。なお、本実施形態に係る液晶表示装置 1 は、カラー表示可能であり、上記対向基板 1 1 bには、各画素の色に対応する力ラーフィルタが形成されている。

さらに、上記画素電極 2 1 aが形成された T F T基板 1 1 aには、液晶層 1 1 c側の表面に垂直配向膜 2 2 aが形成されている。同様に、上記対向電極 2 1 bが形成された対向基板 1 1 bの液晶層 1 1 c側の表面には、垂直配向膜 2 2 bが形成されている。これにより、上記両電極 2 PC蘭進 21

1 0 l a . 2 1 b間に電圧が印加されていない状態において、両基板 1 1 a · 1 1 c間に配された液晶層 1 1 cの液晶分子 Mが、上記基板 1 1 a · 1 1 b表面に対して垂直に配向する。また、両電極 2 1 a · 2 1 b 間に電圧が印加されると、液晶分子 Mは、上記基板 1 l a · 1 1 bの法線方向に沿った状態（電圧無印加状態）から、印加電圧に応じた傾斜角で傾斜する（図 3参照）。なお、両基板 1 1 a · 1 l bが対向しているので、特に区別する必要がある場合を除いて、それぞれの法線方向および面内方向を、単に法線方向あるいは面内方向と称する。

ここで、本実施形態に係る液晶セル 1 1は、マルチドメイン配向の液晶セルであって、各画素が複数の範囲（ドメイン）に分割され、配向方向、すなわち、電圧印加時に液晶分子 Mが傾斜する際の方位（傾斜角の面内成分）が、各ドメイン間で異なるように制御されている。

具体的には、図 4に示すように、上記画素電極 2 l aには、断面形状が山型で、面内の形状がジグザグと略直角に曲がる突起列 2 3 a…が、ストライプ状に形成されている。同様に、上記対向電極 2 l bには、法線方向の形状が山型で、面内の形状がジグザグと略直角に曲がる突起列 2 3 b…が、ズトライプ状に形成されている。これらの両突起列 2 3 a · 2 3 bの面内方向における間隔は、突起列 2 3 aの斜面の法線と突起列 2 3 bの斜面の法線とが略一致するように配されている。また、上記各突起列 2 3 a . 2 3 bは、上記画素電極 2 1 aおよび対向電極 2 1 b上に感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィー工程で加工することで形成されている。

ここで、突起列 2 3 aの近傍では、液晶分子が斜面に垂直になるように配向する。加えて、電圧印加時において、突起列 2 3 aの近傍の電界は、突起列 2 3 a の斜面に平行になるように傾く。ここで、液晶分子は、長軸が電界に垂直な方向に傾き、液晶の連続性によって、突起列 2 3 a の斜面から離れた液晶分子も斜面近傍の液晶分子と同様の方向に配向する。同様にして、電圧印加時において、突起列 2 3 bの近傍の電界は、突起列 2 3 b の斜面に平行になるように傾く。ここで、液晶分子は、長軸が電界に垂直な方向に傾き、液晶の連続性によって、突起列 2 3 b (D 斜面から離れた液晶分子も斜面近傍の液晶分子と同様の方向に配向するこれらの結果、各突起列 2 3 a…および 2 3 b…において、角部 C以外の部分を線部と称すると、突起列 2 3 aの線部 L 2 3 a と突起列 2 3 bの線部 L 2 3 b との間の領域では、電圧印加時における液晶分子の配向方向の面内成分は、線部 L 2 3 aから線部 2 3 bへの方向の面内成分と一致する。

ここで、各突起列 2 3 a · 2 3 bは、角部 Cで略直角に曲がっている ₍ したがて、液晶分子の配向方向は、画素内で 4分割され、画素内に、液晶分子の配向方向が互いに異なるドメイン D 1〜D 4を形成できる。一方、図 1に示す偏光板 1 2 · 1 3は、それぞれ、偏光フィルム 1 2 a · 1 3 b と、偏光フィルム 1 2 a · 1 3 aを保持する基材フイルムとしてのトリァセチノレセノレロース（T A C ) フイノレム 1 2 b · 1 3 b とを備えている。上記両 T A Cフィルム 1 2 a · 1 3 aは、負の 1軸光学異方性を有しており、それぞれの光軸は、液晶セル 1 1の法線方向と略一致するように設定されている。 .また、上記両偏光板 1 2 · 1 3は、偏光板 1 2の吸収軸 A A 1 2 と偏光板 1 3 の吸収軸 A A 1 3 とが直交するように配置されている。さらに、両偏光板 1 2 · 1 3は、それぞれの吸収軸 Α Α 1 2 · Α Α 1 3 と、電圧印加時における、上記各ドメイン D 1 〜 D 4の液晶分子の配向方向の面内成分とが、 4 5度の角度をなすように配置されている。

また、液晶セル 1 1の一方に積層された正の 1軸性フィルム 1 4は、フィルム面内方向の屈折率を n X pおよび n y p、法線方向の屈折率を n z p としたとき、 n X p > n y p = n z pなる特性を持った光学異方性フィルムであって、面内方向のリタ一デーシヨン R pは、フィルム厚を d p としたとき、以下の式（ 1 ) に示すように、

R p = d p · ( n p— n y p )

… （ 1 )

で算出される。さらに、正の 1軸性フィルム 1 4は、その遅相軸 S L 1 4が、液晶セル 1 1から見て同じ側の偏光板 1 2の吸収軸 A A 1 2 と直交するように配されている。

一方、液晶セル 1 1の他方に積層された負の 1軸性フィルム 1 5は、フィルム面内の屈折率を n X nおよび n y n、法線方向の屈折率を n z nとしたとき、 n X n = n y n > n z nなる特性を持った光学異方性フイルムであり、厚み方向のリターデーション R nは、フィルム厚を d n としたとき、以下の式（ 2 ) に示すように、

R n = d n ' { (n x n + n y n ; / 2— n z n }

… ( 2 )

で算出される。また、負の 1軸性フィルム 1 5は、その光軸が液晶セル 1 1の法線方向と略一致するように配されている。

上記構成の液晶表示装置 1では、画素電極 2 1 a と対向電極 2 1 b との間に電圧を印加している間、液晶セル 1 1 の液晶分子は、図 3に示すように、法線方向に対して、電圧に応じた角度だけ傾斜配向している。 PC蘭雇 21

1 3 これにより、液晶セル 1 1を通過する光には、電圧に応じた位相差が与えられる。

ここで、両偏光板 1 2 · 1 3の吸収軸 A A 1 2 · A A 1 3は、互レ、に直交するように配置されており、詳細は後述するように、正の 1軸性フイルム 1 4および負の 1軸性フィルム 1 5は、液晶セル 1 1の液晶分子が図 2に示すように法線方向に配向している場合に液晶セル 1 1が透過光に与えてしまう位相差を補償するように構成されている。

したがって、出射側の偏光板（例えば、 1 2 ) へ入射する光は、液晶セル 1 1が与える位相差に応じた楕円偏光になり、当該入射光の一部が偏光板 1 2を通過する。この結果、印加電圧に応じて偏光板 1 2からの出射光量を制御でき、階調表示が可能となる。

さらに、上記液晶セル 1 1では、画素内に、液晶分子の配向方向が互いに異なるドメイン D 1〜D 4が形成されている。したがって、あるドメイン（例えば、 D 1 ) に属する液晶分子の配向方向に平行な方向から液晶セル 1 1を見た結果、当該液晶分子が透過光に位相差を与えることができない場合であっても、残余のドメイン（この場合は、 D 2〜D 4 ) の液晶分子は、透過光に位相差を与えることができる。したがって、各ドメイン同士が、互いに光学的に捕償し合うこ.とができる。この結果、液晶セル 1 1を斜め方向から見た場合の表示品位を改善し、視野角を拡大できる。

一方、画素電極 2 1 a と対向電極 2 1 b との間に電圧を印加していない間、液晶セル 1 1の液晶分子は、図 2に示すように、垂直配向状態にある。この状態（電圧無印加時）では、法線方向から液晶セル 1 1へ入射した光は、各液晶分子によって位相差が与えられず、偏光状態を維持したままで液晶セル 1 1 を通過する。この結果、出射側の偏光板（例えば、 1 2 ) へ入射する光は、偏光板 1 2の吸収軸 A A 1 2に略平行な方向の直線偏光となり、偏光板 1 2を通過することができない。この結果、液晶表示装置 1は、黒を表示できる。

ここで、斜め方向から液晶セル 1 1に入射した光には、液晶分子によつて、液晶分子の配向方向との間の角度、すなわち、入射光と液晶セル 1 1の法線方向との間の角度（極角）に応じた位相差が与えられる。したがって、正の 1軸性フィルム 1 4およぴ負の 1軸性フィルム 1 5がなければ、偏光板 1 2に入射する光は、極角に応じた楕円偏光となり、その一部が偏光板 1 2を通過してしまう。この結果、本来黒表示であるべき、垂直配向状態であるにも拘らず、光漏れが発生し、表示のコントラストが低下すると共に、着色や階調つぶれが発生する虞れがある。

ところが、図 1 に示す構成では、正の 1軸性フィルム 1 4および負の 1軸性フィルム 1 5が設けられているので、それぞれのリターデーションが適切に設定されていれば、液晶セル 1 1が極角に応じて与えた位相差を打ち消すことができる。この結果、光漏れを防止して、斜め方向から見た場合のコントラストを向上できると共に、着色や階調つぶれを防止できる。

ここで、本実施形態に係る液晶表示装置 1では、斜め視角の表示品位として、実使用上十分高いコントラストを維持しつつ、良好な色味およぴ良好な階調特性を示す液晶表示装置を得るために、より詳細には、斜め方向から見た場合のコントラストを 1 0以上と、実用上十分に高い値に保ちながら、上記方向からの観察者が着色および階調つぶれを殆ど感じないようにするために、正の 1軸性フィルム 1 4および負の 1軸性フイルム 1 5のリターデーションが以下のように設定されている。具体的には、 T A Cフィルム 1 2 b · 1 3 bの厚み方向のリターデーシヨンを R t a c 〔n m〕、上記リタ一デーシヨン R pに関するパラメ —タ α 1 〔n m〕を、以下の式（ 3 ) に示すように、

« 1 = 3 5 + (R l c / 8 0 - 4 ) 2 X 3 . 5

+ ( 3 6 0 — R l c ) X R t a c / 8 5 0

… （ 3 )

とすると、正の 1軸性フィルム 1 4の面内方向のリターデーション R p は、ひ 1の 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されている。

また、液晶セル 1 1の厚み方向のリタ一デーシヨンを R l c [ n m] ■ 上記リターデーション R nに関するパラメータ β 1 〔 n m〕を、以下の式（ 4 ) に示すように、

β 1 = R 1 c - 1 . 9 X R t a c

… （ 4 )

とすると、負の 1軸性フィルム 1 5の厚み方向のリタ一デーシヨン R n は、 β 1の 6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値に設定されている。

このように、上記リターデーシヨン R ρ · R ηを、上記パラメータ α 1 · β 1を基準にして、図 5に示す範囲 A 1に設定することによって、液晶表示装置 1 を斜め方向から見た場合のコントラストを 1 0以上と、実用上十分に高い値に保ちながら、上記斜め方向からの観察者が着色おょぴ階調つぶれを殆ど感じず、良好な視野角特性を持った液晶表示装置 1 を確実に得ることができる。

さらに、上記範囲 A 1の外周部よりも内部の方が、上記観察者によつて把握される着色および階調つぶれが減少するが、特に、図 5に示す範 2521

16 囲 A 2のように、上記リタ一デーシヨン R pを上記 α 1の 9 0 %以上かつ 1 1 0 %以下の値に設定すると共に、上記リタ一デーシヨン R nを上記 i3 1の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下に設定することによって、さらに良好な視野角特性を持った液晶表示装置 1を実現できる。

なお、当該領域 A 2内では、上記着色および階調つぶれの改善効果が上記観察者によつて認識されず、上記着色および階調つぶれの改善効果が実質上飽和している。したがって、当該領域 A 2内に設定することによって、同程度の良好な表示品位を有する液晶表示装置 1 を実現できる _c また、上記リターデーション R pを上記ひ 1 と同一に設定し、上記リタ一デーシヨン R nを上記 1 と同一に設定すると、斜め方向から見た場合のコントラストが最大になる。さらに、上記リタ一デーシヨン R pを上記 α 1 の 8 0 %〜 1 2 0 %に設定し、上記リタ一デーシヨン R nを上記 ] 3 1 の 8 5 %〜9 0 %に設定すれば、着色や階調つぶれを許容範囲内に抑え、しかも、上記領域 A 2に比較してコントラストを向上できる。

ここで、上記式（ 3 ) から明らかなように、正の 1軸性フィルム 1 4 の面内方向のリタ一デ一シヨン R pの最適値が TA Cフィルム 1 2 b · 1 3 bの厚み方向のリタ一デーシヨン R t a cに応じて増加するか減少するかは、液晶セル 1 1の厚み方向のリタ一デーシヨン R l cによって変化している。そして、上記液晶セル 1 1のリターデーシヨン R 1 cが 3 6 0 〔n m〕を境に、最適な上記リタ一デーシヨン R pの上記リタ一デーシヨン R t a cに対する依存性が逆転している。

したがって、液晶セル 1 1の厚み方向のリターデーシヨン R 1 cを 3 6 0 〔n m〕に設定することによって、上記リタ一デーシヨン R t a c に拘わらず、正の 1軸性フィルム 1 4の面内方向のリターデーション R を 3 5. 9 〔n m〕に固定できる。

また、上記リタ一デーシヨン R l cが 3 2 4 〔n m〕力ら 3 9 6 [ n m) の範囲であり、上記リタ一デーシヨン R pが 3 0. 7 〔n m〕〜4 1. 7 〔n m〕の範囲であれば、上記リタ一デーシヨン R t a cが一般的な値、すなわち、 3 0 〔n m〕〜8 0 〔n m〕程度であれば、上記リターデーシヨン R pは、上記ひ 1 の 8 0 %〜 1 2 0 %の範囲におさまる: この結果、上記リターデーション R nを上記 1の 6 0 %〜 9 0 %に設定することによって、液晶表示装置 1を斜め方向から見た場合のコントラストを 1 0以上と、実用上十分に高い値に保ちながら、上記斜め方向からの観察者が着色および階調つぶれを殆ど感じず、良好な視野角特性を持った液晶表示装置 1を確実に得ることができる。

したがって、生産性の向上が重視される場合は、液晶セル 1 1の厚み方向のリタ一デーシヨン R l c を 3 2 4 〔n m〕力ら 3 9 6 〔n m〕の範囲、かつ、正の 1軸性フィルム 1 4の面内方向のリタ一デーシヨン R pを 3 0. 7 〔η π！〕〜 4 1. 7 〔 n m〕 .の範囲に設定することが望ましい。

これにより、 TA Cフィルム 1 2 b ♦ 1 3 bの製造バラツキにより上記リタ一デーシヨン R t a cが変動する場合であっても、面内方向のリターデーシヨン R pが同じ値の正の 1軸性フィルム 1 4を用いて、上記良好な視野角特性を持った液晶表示装置 1を実現できる。この結果、 T A Cフィルム 1 2 b · 1 3 bに製造バラツキがある場合でも、正の 1軸性フィルム 1 4の種類を固定でき、生産性を向上できる。

さらに、生産性の向上と、より良好な視野角特性との双方が重視される場合は、上記リターデーンヨン R l cを 3 4 2 〔 n m) から 3 7 8 〔n m〕の範囲に設定し、上記リタ一デ一シヨン R pを 3 3. 3 〔n m] から 3 8. 6 〔n m〕の範囲に設定することが望ましい。この場合は、上記リタ一デーシヨン R t a cが一般的な値、すなわち、 3 0 [ n m) 〜8 0 〔n m〕程度であれば、上記リタ一デーシヨン R pが、上記 _α 1の 9 0 %〜 1 1 0 %の範囲におさまる。したがって、リタ一デーション R ηを上記 j3 1 の 6 5 %〜 8 5 %に設定することによって、上記領域 A 2内の液晶表示装置 1、すなわち、極めて良好な視野角特性を持つた液晶表示装置 1を実現できる。また、この場合も、 T A Cフィルム 1 2 b . 1 3 bの製造バラツキにより上記リタ一デーシヨン R t a cが変動する場合であっても、正の 1軸性フィルム 1 4の種類を固定でき、生産性を向上できる。

〔実施例' 1〕

本実施例では、液晶セル 1 1 として、液晶層 1 1 cの屈折率異方性 Δ nが 0. 0 8であり、厚み（セル厚 d 1 cが、それぞれ、 3. 0 〔 μ m〕、 4. 0 [ μ m] および 5. 0 〔 m〕の液晶セル、すなわち、厚み方向の V タ一デーション R 1 c (= d 1 c · 厶 n ) が、それぞれ、 2 4 0 〔n m〕、 3 2 0 〔n m〕および 4 0 0 〔n m〕の液晶セルを用意した。また、 TA Cフィルム 1 2 b · 1 3 b として、厚み方向のリタ一デ——ン a ン R t a cが、それぞれ 0 〔n m〕、 3 0 〔n m〕、 5 0 〔n m〕、 8 0 〔n m〕の T A Cフィルムを用意した。さらに、上記各液晶セル 1 1および TA Cフィルム 1 2 b · 1 3 bの組み合わせのそれぞ;^ について、斜め方向から見た場合のコントラストが最大となる R pおよび R nを求めた。この結果、図 6に示すような実験結果が得られた。なお、コントラストを測定する際、液晶表示装置 1が実際に使用される場合の視野角が、液晶セル 1 1の法線からの角度（極角）が 0度〜 6 0度であり、極角が大きくなる程、コントラストが低下することから、図 7に示すように、極角が 6 0度の方向からコントラストを測定した。また、コントラストを測定する際の方位（面内での方向）は、コントラストが偏光フィルム 1 2 a · 1 3 aの吸収軸 AA 1 2 · ΑΑ 1 3 を基準に 4 5度の方位で最も低下することから、両吸収軸 A A 1 2 · A A 1 3 を基準に 4 5度の方位から測定した。

これにより、図 1に示すように、負の 1軸性フィルム 1 5 と液晶セル 1 1 との間に正の 1軸性フィルム 1 4を配した積層順序では、正の 1軸性フィルム 1 4の面内方向のリターデーション R pが上述のパラメータひ 1 と同一であり、負の 1軸性フィルム 1 5の厚み方向のリターデーシヨン R nが上述のパラメータ ]3 1 と同一の場合に、最大のコントラストの液晶表示装置 1が得られることを確認できた。また、上記実験結果から、上述の式（ 3 ) および（4 ) が算出できた。

さらに、上記で用意した液晶セル 1 1の場合、上記で用意したような一般的な TA Cフィルム 1 2 b ' 1 3 b (R t a c = 3 0、 5 0、 8 0 [ n m] ) であれば、正の 1軸性フィルム 1 4の面内方向のリターデーシヨン R pの最適値は、 3 5〜4 9 〔 n m〕であり、液晶セル 1 1 の厚みが 3. 0 [ μ m] および 4. 0 [ μ m) の場合、すなわち、液晶セル 1 1の厚み方向のリタ一デーシヨン R l cが 2 4 0 〔n m〕および 3 2 0 〔 n m〕の場合、上記リタ一デーシヨン R t a c の増加に伴なつて增加することが確認できた。また、液晶セル 1 1 の厚みが 5. 0 [ m] の場合（上記リターデーシヨン R l cが 4 0 0 〔n m〕）の場合は、上記リターデーシヨン R pの最適値が上記リターデーシヨン R t a c の増加に伴なつて減少することも確認できた。

さらに、液晶セル 1 1の厚み方向のリタ一デーシヨン R 1 (；を 3 6 0 〔n m〕に設定することによって、上記リタ一デーシヨン R t a cが変化しても、上記斜め方向から見た場合のコントラストが最大となる上記リタ一デーシヨン R pが殆ど一定であることが確認できた。

加えて、上記リターデーション R pおよび R nをそれぞれ 5 %ずつ変化させながら、観察者が各液晶表示装置 1の着色および階調つぶれを上記斜め方向から評価した。特に、観察者は、着色現象の有無として、上記斜め方向において、白が黄色や青みがかった色にシフトする現象の有無を評価し、階調つぶれの有無として、明るい領域の階調がつぶれ映像の表現力が低下する現象の有無を評価した。

これによつて、液晶セル 1 1の厚み方向のリタ一デーシヨン R l c、および、 T A Cフィルム 1 2 b · 1 3 bのリタ一デーシヨン R t a cが上記値のいずれであっても、上記リタ一デーシヨン R pが、上記パラメータ α 1の 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値であり、しかも、上記リタ一デーション R ηが、上記パラメータ ]3 1の 6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値であれば、上記斜め方向（極角 6 0度）におけるコントラストが 1 0を超え、実使用上、十分なコントラストを維持していることも確認できた。さらに、上記リタ一デーシヨン R ρおよび R ηが上記範囲に設定されていれば、液晶表示装置 1は、上記斜め方向からの観察者が着色および階調つぶれを殆ど感じず、良好な視野角特性を示すことが確認された。また、上記リタ一デーシヨン R ρ が、ノラメータ α 1 の 8 0 %より小さいか 1 2 0 %よりも大きい場合、および、上記リタ一デーシヨン R ηが、パラメータ β 1の 6 0 %より小さいか 9 ◦ %よりも大きい場合は上記斜め方向からの観察者によって、例えば、白が黄色や青みがかった色にシフトする着色現象、あるいは、明るい領域における階調つぶれによつて映像の表現力が低下する現象が明確に確認され、観察者が着色や階調つぶれを許容できないことも確認された。

加えて、液晶セル 1 1の厚み方向のリタ一デーシヨン R 1 c、および、

T A Cフィルム 1 2 b · 1 3 b のリタ一デーシヨン R t a cが、上記値のいずれであっても、上記リタ一デーシヨン R pが、上記パラメータ α 1の 9 0 %以上かつ 1 1 0 %以下の値であり、しかも、上記リターデーシヨン R ηが、上記パラメータ） 3 1の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下の値であれば、上記リタ一デーシヨン R ρが上記パラメータ α ΐ の 8 0 %〜 9 0 %または 1 1 0 %〜： I 2 0 %、あるいは、上記リタ一デーシヨン R η が上記パラメータ β 1 の 6 0 %〜 6 5 %または 8 5 %〜 9 0 %の場合に比べて、上記斜め方向からの観察者によって把握される着色および階調つぶれが減少することが確認できた。

また、上記リタ一デーシヨン R ρ力、上記パラメータ α 1 の 9 0 %以上かつ 1 1 0 %以下の値であり、しかも、上記リタ一デーシヨン R η力 S、上記パラメータ β 1の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下の値であれば、上記着色および階調つぶれの改善効果が実質上飽和し、上記斜め方向からの観察者は、各リターデーシヨン R ρおよび R ηが当該範囲に設定されている複数の液晶表示装置 1同士の間で、着色および階調つぶれの相違を確認できず、同程度の良好な表示品位が得られることを確認できた。

なお、上記領域 A 2におけるリタ一.デーシヨン R p の中心値は、上記斜め方向からコントラストを最大にする上記リタ一デーシヨン R p ( = a 1 ) の 1 0 0 % (同一の値）であることが確認できた。一方、上記領域 A 2におけるリターデーション R nの中心値は、上記斜め方向からコントラストを最大にする上記リタ一デーシヨン R n (= |3 1 ) の 7 5 % であり、負の 1軸性フィルム 1 5の厚み方向のリターデーション R nをコントラストの最適値 1 よりも小さく設定する方が着色現象や階調つぶれを改善できることも確認できた。

また、上記リタ一デーシヨン R ρを上記 α 1 の 8 0 %〜 1 2 0 %に設定し、上記リタ一デーシヨン R nを上記 j3 1 の 8 5 %〜9 0 %に設定すれば、着色や階調つぶれを許容範囲内に抑え、しかも、上記領域 A 2に比較してコントラストを向上できることが確認できた。

さらに、液晶セル 1 1のリタ一デーシヨン R l cを 3 2 4 [ n m] 〜

3 9 6 〔n m〕に設定し、正の 1軸性フィルム 1 4の面内方向のリタ一デーシヨン R pを 3 0. 7 〔n m〕〜4 1 . 7 〔n m〕に設定することによって、上記リタ一デーシヨン R t a cが一般的な値であれば、液晶表示装置 1 を斜め方向から見た場合のコントラストが 1 0以上であり、上記斜め方向からの観察者が着色および階調つぶれを殆ど感じないことを確認できた。また、上記リタ一デーシヨン R 1 cが 3 4 2 〔 n m〕〜 3 7 8 [ n m] であり、上記リタ一デ一シヨン R pが 3 3. 3 〔n m〕〜3 8. 6 〔n m〕であれば、上記斜め方向からの観察者が着色および階調つぶれの点で上記リターデーシヨン R p · R nが領域 A 2内の値に設定された各液晶表示装置 1 との相違を認識できないことも確認できた, 〔第 2の実施形態〕

本実施形態に係る液晶表示装置 1 aは、図 1に示す液晶表示装置 1 の構成に類似しているが、正の 1軸性フィルム 1 4およぴ負の 1軸性フィルム 1 5に代えて、図 8に示すように、液晶セル 1 1 と偏光板 1 2 との間に、 2軸性フィルム（位相差フィルム） 1 6が積層されている。

上記 2軸性フィルム 1 6は、フィルム面内方向の屈折率を n x 2およ ' ぴ n y 2、法線方向の屈折率を n z 2 としたとき、 n x 2〉 n y 2 〉 n z 2なる特性を持った光学異方性フィルムであって、面内方向のリターデーシヨン R X yおよび厚み方向のリタ一デーシヨン R zは、フィルム厚を d 2 としたとき、以下の式（ 5 ) および式（ 6 ) に、それぞれ示すように、

R X y = d 2 - ( n X 2 - n y 2 )

- ( 5 )

R z = d 2 · { ( n x 2 + n y 2 ) / 2 - n z 2 }

… ( 6 )

で算出される。また、 2軸性フィルム 1 6は、その面内の遅相軸 S L 1 6が、液晶セル 1 1から見て同じ側の偏光板 1 2の吸収軸 A A 1 2 と直交するように配されている。

この場合であっても、液晶分子が垂直配向している液晶セル 1 1を斜め方向から見た場合に、液晶セル 1 1によって透過光に与えられる位相差が 2軸性フィルム 1 6によって補償されるため、 2軸性フィルム 1 6 のリターデーションが適切に設定されていれば、斜め方向から見た場合のコントラストを向上できる。

さらに、本実施形態に係る液晶表示装置 1 aでは、斜め視角の表示品位として、実使用上十分高いコントラストを維持しつつ、良好な色味および良好な階調特性を示す液晶表示装置を得るために、より詳細には、斜め方向から見た場合のコントラストを 1 0以上と、実用上十分に高い値に保ちながら、上記方向からの観察者が着色および階調つぶれを殆ど T眉 02521

24 感じないようにするために、 2軸性フィルム 1 6のリターデーションが以下のように設定されている。

具体的には、 T A Cフィルム 1 2 b · 1 3 bの厚み方向のリターデーシヨンを R t a c 〔n m〕、上記面内方向のリタ一デーシヨン R x yに関するパラメータ 2 [ n m] を、以下の式（ 7 ) に示すように、

« 2 = 8 5 - 0 . 0 9 X R l c — R t a c / 2 0

… ( 7 )

とすると、 2軸性フィルム 1 6の面内方向のリタ一デーシヨン R x yは、 a 2の 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されている。

また、液晶セル 1 1の厚み方向のリタ一デーシヨンを R l c [ n m] 、上記リタ一デーシヨン R zに関するパラメータ 2 〔n m〕を、以下の式（ 8 ) に示すように、

β 2 = 1 . 0 5 X R 1 c - 1 . 9 X R t a c

… ( 8 )

とすると、 2軸性フィルム 1 6の厚み方向のリタ一デーシヨン R zは、 β 2の 6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値に設定されている。

このように、上記リタ一デーシヨン R x y ' R zを、上記パラメータ α 2 · )δ 2を基準にして、図 9に示す範囲 A 1に設定することによって、液晶表示装置 1 aを斜め方向から見た場合のコントラストを 1 0以上と、実用上十分に高い値に保ちながら、上記斜め方向からの観察者が着色および階調つぶれを殆ど感じず、良好な視野角特性を持った液晶表示装置 1 aを確実に得ることができる。

さらに、上記範囲 A 1の外周部よりも内部の方が、上記観察者によつて把握される着色おょぴ階調つぶれが減少するが、特に、図 9に示す範 T JP03/02521

2 5 囲 A 2のように、上記リターデーシヨン R X yを上記 α 2の 9 0 %以上かつ 1 1 0 %以下の値に設定すると共に、上記リターデーシヨン R ζを上記 /3 2の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下に設定することによって、さらに良好な視野角特性を持った液晶表示装置 1 aを実現できる。

なお、当該領域 A 2内では、上記着色および階調つぶれの改善効果が上記観察者によつて認識されず、上記着色および階調つぶれの改善効果が実質上飽和している。したがって、当該領域 A 2内に設定することによって、同程度の良好な表示品位を有する液晶表示装置 1 aを実現できる。また、上記リタ一デーシヨン R X yを上記 2 と同一に設定し、上記リタ一デーシヨン R zを上記；3 2 と同一に設定すると、斜め方向から見た場合のコントラストが最大になる。さらに、上記リタ一デーシヨン R X yを上記ひ 2 の 8 0 %〜 1 2 0 %に設定し、上記リターデ一ション R zを上記 3 2の 8 5 %〜 9 0 %に設定すれば、着色や階調つぶれを許容範囲内に抑え、しかも、上記領域 A 2に比較してコントラストを向上できる。

また、図 1 0に示す液晶表示装置 1 b のように、図 8 の 2軸性フィルム 1 6を、 2軸性フィルム 1 6 aおよび 1 6 b の 2枚に分割し、両 2軸性フィルム 1 6 a · 1 6 bを液晶セル 1 1 の両側に配してもよい。なお、この場合は、 2軸性フィルム 1 6 a · 1 6 bが特許請求の範囲に記載の第 1 およぴ第 2位相差フィルムに対応する。

この場合、 2軸性フィルム 1 6 aは、面内方向の遅相軸 S L 1 6 aが、液晶セル 1 1から見て同じ側の偏光板 1 2の吸収軸 A A 1 2 と直交するように配される。同様に、 2軸性フィルム 1 6 b の遅相軸 S L 1 6 bは- 液晶セル 1 1から見て同じ側の偏光板 1 3の吸収軸 A A 1 3 と直交する 3/02521

26 ように配される。この場合であっても、各 2軸性フィルム 1 6 a · 1 6 bの面内方向のリターデーション R x y aおよび R x y b を、上記 2軸性フィルム 1 6 の面内方向のリターデーション R x y の半分に設定し、各 2軸性フィルム 1 6 a · 1 6 bの厚み方向のリタ一デーシヨン R z a · R z b を、上記 2軸性フィルム 1 6の厚み方向のリタ一デーション

R z の半分に設定することによって、同様の効果が得られる。

具体的には、 T A Cフィルム 1 2 b · 1 3 bの厚み方向のリターデーシヨンを R t a c 〔n m〕、上記面内方向のリターデーシヨン R x y a および R x y bに関するパラメータ 3 [ n m] を、以下の式（ 9 ) に示すように、

« 3 = 4 2 . 5 - 0 . 0 4 5 X R l c - R t a c / 4 0

… ( 9 )

とすると、 2軸性フィルム 1 6 a · 1 6 b の面内方向のリターデーション R x y a · R x y bは、それぞれ、ひ 3の 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されている。

また、液晶セル 1 1 の厚み方向のリタ一デーシヨンを R l c 〔n m〕、上記リターデーシヨン R z a · R z bに関するパラメータ /3 3 〔n m〕を、以下の式（10) に示すように、

j3 3 = 0 . 5 2 5 X R 1 c - 0 . 9 5 X R t a c

·■· (10)

とすると、 2軸性フィルム 1 6 a · 1 6 bの厚み方向のリターデーション R z a R z bは、それぞれ、 3の 6 0 %以上かつ 9 0 Q/。以下の値に設定されている。

これにより、液晶表示装置 1 a と同様に、液晶表示装置 1 b を斜め方 P 漏藝 21

27 向から見た場合のコントラストを 1 0以上と、実用上十分に高い値に保ちながら、上記斜め方向からの観察者が着色および階調つぶれを殆ど感じず、良好な視野角特性を持った液晶表示装置 1 bを確実に得ることができる。

さらに、上記液晶表示装置 1 a と同様に、上記範囲 A 1の外周部よりも内部の方が、上記観察者によって把握される着色および階調つぶれが減少するが、特に、図 9に示す範囲 A 2のように、上記リターデーション R x y a ' R x y bを、それぞれ、上記ひ 3の 9 0 %以上かつ 1 1 0 %以下の値に設定すると共に、上記リタ一デーシヨン R z a ' R z b を上記 ]3 3の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下に設定することによって、さらに良好な視野角特性を持った液晶表示装置 1 bを実現できる。

なお、上記液晶表示装置 1 a と同様に、当該領域 A 2内では、上記着色おょぴ階調つぶれの改善効果が上記観察者によつて認識されず、上記着色および階調つぶれの改善効果が実質上飽和している。したがって、当該領域 A 2内に設定することによって、同程度の良好な表示品位を有する液晶表示装置 l bを実現できる。また、上記リターデーシヨン R X y a · R x y b を上記 α 3 と同一に設定し、上記リタ一デーシヨン R ζ a · R z bを上記 3 と同一に設定すると、斜め方向から見た場合のコントラストが最大になる。さらに、上記リタ一デーシヨン R x y a ' R X y bを上記ひ 3の 8 0 %〜 1 2 0 %に設定し、上記リターデーション

R z a · R z bを上記 3の 8 5 %〜 9 0 %に設定すれば、着色や階調つぶれを許容範囲内に抑え、しかも、上記領域 A 2に比較してコントラストを向上できる。

〔実施例 2〕本実施例では、上述の実施例 1 と同様の液晶セル 1 1 と TA Cフィルム 1 2 b · 1 3 b とを用意し、両者の組み合わせのそれぞれについて、実施例 1 と同じ斜め方向から見た場合のコントラストが最大となる R x yおよび R z を求めた。これにより、図 1 1に示す実験結果が得られた。図 8に示すように、液晶セル 1 1 と偏光板 1 2 · 1 3の一方（図の場合は、偏光板 1 2 ) との間に 2軸性フィルム 1 6を配した積層順序では、 2軸 '14フィルム 1 6の面内方向のリターデーション R x yが上述のパラメータ α 2 と同一であり、 2軸性フィルム 1 6の厚み方向のリターデーシヨン R ζが上述のパラメータ β 2 と同一の場合に、最大のコントラストの液晶表示装置 1 aが得られることを確認できた。また、上記実験結果を一次式で近似することによって、上述の式（ 7 ) および（ 8 ) が算出できた。

さらに、 '上記で用意した液晶セル 1 1の場合、上記で用意したような一般的な TA Cフィルム 1 2 b ' 1 3 b (R t a c = 3 0、 5 0、 8 0 〔n m〕 ) であれば、面内方向のリタ一デーシヨン R x yの最適値は、

4 5〜6 5 〔n m〕であり、リタ一デーシヨン R t a cは、厚み方向のリターデーションであるにも拘わらず、 2軸性フィルム 1 6の面内方向のリタ一デーシヨン R x yに影響を及ぼしており、 TA Cフィルム 1 2 b · 1 3 bの影響を単純には取り极うことができないことも確認できた。加えて、上記リタ一デーシヨン R X yおよび R z をそれぞれ 5 %ずつ変化させながら観察者が各液晶表示装置 1 aの着色および階調つぶれを上記斜め方向から評価した。特に、観察者は、着色現象の有無として、上記斜め方向において、白が黄色や青みがかった色にシフトする現象の有無を評価し、階調つぶれの有無として、明るい領域の階調がつぶれ映像の表現力が低下する現象の有無を評価した。

これによつて、液晶セル 1 1の厚み方向のリタ一デーシヨン R l c、および、 T ACフィルム 1 2 b · 1 3 bのリタ一デ一シヨン R t a cが. 上記値のいずれであっても、上記リタ一デーシヨン R X yが、上記パラメータ α 2の 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値であり、しかも、上記リターデーション R ζが、上記パラメータ β 2の 6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値であれば、上記斜め方向（極角 6 0度）におけるコントラストが 1 0を超え、実使用上、十分なコントラストを維持していることも確認できた。さらに、上記リタ一デーシヨン R X yおよび R ζが上記範囲に設定されていれば、液晶表示装置 1 aは、上記斜め方向からの観察者が着色および階調つぶれを殆ど感じず、良好な視野角特性を示すことが確認された。また、上記リタ一デーシヨン R x yが、パラメータ α 2の 8 0 %より小さいか 1 2 0 %よりも大きい場合、および、上記リターデーシヨン R ζが、パラメータ 0 2の 6 0 %より小さいか 9 0 %よりも大きい場合は、上記斜め方向からの観察者によって、例えば、白が黄色や青みがかった色にシフトする着色現象、あるいは、明るい領域における階調つぶれによつて映像の表現力が低下する現象が明確に確認され、観察者が着色や階調つぶれを許容できないことも確認された。

加えて、液晶セル 1 1の厚み方向のリタ一デーシヨン R l c、および T A Cフィルム 1 2 b ' 1 3 bのリターデーシヨン R t a cが、上記値のいずれであっても、上記リタ一デーシヨン R X yが、上記パラメータひ 2の 9 0 %以上かつ 1 1 0 %以下の値であり、しかも、上記リターデーシヨン R zが、上記パラメータ ]3 2の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下の値であれば、上記リターデーション R X yが上記パラメータ α 2の 8 0 % 〜 9 0 %または 1 1 0 %〜 1 2 0 %、あるいは、上記リタ一デーシヨン R zが上記パラメータ ]3 2の 6 0 %〜 6 5 %または 8 5 %〜 9 0 %の場合に比べて、上記斜め方向からの観察者によつて把握される着色および階調つぶれが減少することが確認できた。

また、上記リターデーシヨン R X yが、上記パラメータ α 2 の 9 0 % 以上かつ 1 1 0 %以下の値であり、しかも、上記リタ一デーシヨン R ζ が、上記パラメータ /3 2の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下の値であれば、上記着色および階調つぶれの改善効果が実質上飽和し、上記斜め方向からの観察者は、各リターデーション R _χ yおよび R zが当該範囲に設定されている複数の液晶表示装置 1 a同士の間で、着色おょぴ階調つぶれの相違を確認できず、同程度の良好な表示品位が得られることを確認できた。

なお、上記領域 A 2におけるリタ一デーシヨン R X yの中心値は、上記斜め方向からコントラストを最大にする上記リターデーション R X y ( = α 2 ) の 1 0 0 % (同一の値）であることが確認できた。一方、上記領域 A 2におけるリターデーション R z の中心値は、上記斜め方向からコントラストを最大にする上記リタ一デーシヨン R _Z ( = j3 2 ) の 7 5 %であり、 2軸性フィルム 1 6の厚み方向のリタ一デーシヨン R zをコントラストの最適値 /3 2よりも小さく設定する方が着色現象や階調つぶれを改善できることも確認できた。

また、上記リタ一デーシヨン R X yを 8 0 %〜： 1 2 0 %に設定し、上記リターデーシヨン R zを 8 5 %〜 9 0 %に設定すれば、着色や階調つぶれを許容範囲内に抑え、しかも、上記領域 A 2に比較してコントラストを向上できることが確認できた。また、図 1 0に示す液晶表示装置 1 bのように、 2軸性フィルム 1 6 を 2枚に分割した構成についても、上記リターデーシヨン R 1 cおよび R t a cが、上記値のいずれであっても、上記斜め視角（極度 6 0度）において最大コントラストを得るためのリターデーション R x y a · R x y b、 R z a * R z bが、図 1 1の液晶表示装置 1 aの値の半分であり、上記 α 2および j3 2に代えて、ひ 3および /3 3を基準にすれば、上記液晶表示装置 1 a と同様の範囲で同様の効果が得られることを確認した。具体的には、上記リターデーション R X y a · R x y bを上記 α 3 の 8 0 %〜 1 2 0 %に設定し、上記リタ一デーシヨン R z a ' R z bを上記 ]3 3の 6 0 %〜 9 0 %に設定することで、上記斜め視角（極度 6 0 度）から見たときに着色および階調つぶれを許容範囲内に抑えることができることを確認した。また、上記リタ一デーシヨン R x y a · R X y bが上記 α 3の 9 0 %〜 1 1 0 %、かつ、上記リタ一デーシヨン R ζ a · R z bが上記 3の 6 5 %〜 8 5 %の範囲では、上記斜め視角における着色おょぴ階調つぶれの改善効果が飽和し、同程度に良好な表示品位の液晶表示装置 1 bが得られることも確認できた。さらに、上記リタ一デーシヨン R x y a ' R x y bが上記 α 3の 8 0 %〜 1 2 0 %、かつ上記リタ一デーシヨン R z a · R z bが上記 jS 3の 8 5 %〜 9 0 %の範囲では、上記斜め視角における着色および階調つぶれを許容範囲内に抑えながらコントラストを向上できることを確認できた。

なお、上述の第 1およぴ第 2の実施形態では、液晶セル 1 1を図 2なレ、し図 4のように構成して、画素における液晶分子の配向方向を 4つに分割する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、図 1 2および図 1 3に示す構造など、他の構造によって配向方向を 4分割しても同様の効果が得られる。

具体的には、図 1 2に示す画素電極 2 1 aを用いた液晶セルでは、図 4に示す突起列 2 3 a · 2 3 bが省略されており、画素電極 2 1 aに四角錐状の突起 2 4が設けられている。なお、当該突起 2 4も、上記突起列 2 3 a と同様に、画素電極 2 1 a上に、感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ一工程で加工することによつて形成できる。

この構成でも、突起 2 4の近傍では、液晶分子が各斜面に垂直になるように配向する。加えて、電圧印加時において、突起 2 4の部分の電界は、突起 2 4の斜面に平行になる方向に傾く。これらの結果、電圧印加時において、液晶分子の配向角度の面内成分は、最も近い斜面の法線方向の面内成分（方向 P l、 P 2、 P 3または P 4 ) と等しくなる。したがって、画素領域は、傾斜時の配向方向が互いに異なる、 4つのドメィン D 1〜D 4に分割される。この結果、図 2ないし図 4の構造の液晶セル 1 1 と同様の効果が得られる。

なお、例えば、 4 0インチのような大型の液晶テレビを形成する場合各画素のサイズは、 1 m m四方程度と大きくなり、画素電極 2 1 aに 1 つずつ突起 2 4を設けただけでは、配向規制力が弱まり、配向が不安定になる虞れがある。したがって、この場合のように、配向規制力が不足する場合には、各画素電極 2 1 a上に複数の突起 2 4を設ける方が望ましい。

さらに、例えば、図 1 3に示すように、対向基板 1 1 bの対向電極 2 1 b上に Y字状のスリットを上下方向（面内で、略方形状の画素電極 2 1 aのいずれかの辺に平行な方向）に対称に連結してなる配向制御窓 2 5を設けても、マルチドメイン配向を実現できる。当該構成では、対向基板 1 1 bの表面のうち、配向制御窓 2 5の直下の領域では、電圧を印加しても、液晶分子を傾斜させる程の電界がかからず、液晶分子が垂直に配向する。一方、対向基板 1 1 bの表面のうち、配向制御窓 2 5の周囲の領域では、対向基板 l i bに近づくに従って、配向制御窓 2 5を避けて広がるような電界が発生する。ここで、液晶分子は、長軸が電界に垂直な方向に傾き、液晶分子の配向方向の面内成分は、図中、矢印で示すように、配向制御窓 2 5の各辺に略垂直になる。したがって、この構成であっても、画素における液晶分子の配向方向を 4つに分割でき、図 2ないし図 4の構造の液晶セル 1 1 と同様の効果が得られる。

また、上記では、配向方向を 4分割する場合について説明したが、図 1 4および図 1 5に示すように、放射状配向の液晶セル 1 1を用いても同様の効果が得られる。

具体的には、図 1 4に示す構造では、図 1 2に示す突起 2 4に代えて、略半球状の突起 2 6が設けられている。この場合も、突起 2 6の近傍では、液晶分子は、突起 2 6の表面に垂直になるように配向する。加えて、電圧印加時において、突起 2 6の部分の電界は、突起 2 6の表面に平行になる方向に傾く。これらの結果、電圧印加時に液晶分子が傾斜する際、液晶分子は、面内方向で突起 2 6を中心にした放射状に傾きやすくなり、液晶セル 1 1 の各液晶分子は、放射状に傾斜配向できる。なお、上記突起 2 6 も、上記突起 2 4 と同様の工程で形成できる。また、上記突起 2 4 と同様に、配向規制力が不足する場合には、各画素電極 2 l a上に複数の突起 2 6を設ける方が望ましい。

また、図 1 5に示す構造では、図 1 2に示す突起 2 4に代えて、画素電極 2 l aに円形のスリット 2 7が形成されている。これにより、電圧を印加した際、画素電極 2 1 aの表面のうち、スリット 2 7の直上の領域では、液晶分子を傾斜させる程の電界がかからない。したがって、この領域では、電圧印加時でも液晶分子は垂直に配向する。一方、画素電極 2 1 aの表面のうち、スリット 2 7近傍の領域では、電界は、スリツト 2 7 へ厚み方向で近づくに従って、スリット 2 7を避けるように傾斜して広がる。ここで、液晶分子は、長軸が垂直な方向に傾き、液晶の連続性によって、スリット 2 7から離れた液晶分子も同様の方向に配向する。したがって、画素電極 2 1 aに電圧を印加した場合、各液晶分子は、配向方向の面内成分が、図中、矢印で示すように、スリット 2 7を中心に放射状に広がるように配向、すなわち、スリット 2 7の中心を軸として軸対称に配向できる。ここで、上記電界の傾斜は、印加電圧によって変化するため、液晶分子の配向方向の基板法線方向成分（傾斜角度）は、印加電圧によって制御できる。なお、印加電圧が増加すると、基板法線方向に対する傾斜角が大きくなり、各液晶分子は、表示画面に略平行で、しかも、面内では放射状に配向する。また、上記突起 2 6 と同様に、配向規制力が不足する場合には、各画素電極 2 1 a上に複数のスリット 2 7を設ける方が望ましい。

ところで、上記では、画素における液晶分子の配向方向が分割される場合について説明したが、配向分割しない液晶セル（モノドメインの液晶セル）であっても、略同様の効果が得られる。

この場合、画素電極 2 1 a . 対向電極 2 2 bには、突起列 2 3 aなどが設けられず、それぞれ平坦に形成されている。さらに、モノドメイン配向の液晶セルの場合、マルチドメイン配向や放射状傾斜配向の液晶セルとは異なり、製造工程にラビング工程が設けられており、液晶層 1 1 cの液晶分子のラビング方向が、両基板 1 1 a · 1 l bで反平行となるように設定される。また、上記ラビング方向と、偏光板 1 2 · 1 3の吸収軸 A A 1 2 · A A 1 3 とが 4 5度の角度になるように、液晶セル 1 1 や偏光板 1 2 · 1 3が配される。この場合であっても、電圧無印加時には、画素の液晶分子が、図 2の場合と同様に、基板法線方向（垂直）に配向している。したがって、上記各実施形態と同様の偏光板 1 2 · 1 3 および、位相差板（ 1 4〜 1 6、 1 6 a - 1 6 b ) を用いることにより同様の効果が得られる。

ただし、図 1および図 8に示す液晶表示装置 1 · 1 aは、液晶セル 1

1から一方の偏光板 1 2までに配される部材の光学的特性と、液晶セル 1 1から他方の偏光板 1 3までに配される部材の光学的特性とがー致しないので、液晶セル 1 1を左の方位または右の方位から見たときのコントラストと、液晶セル 1 1 を上の方位または下の方位から見たときのコントラストとが、互いに異なる虞れがある。したがって、これらの液晶表示装置 1 · 1 aにおいて、上下左右の視角特性のバランスを取ることが要求される場合は、 4分割配向や放射状配向など、各画素の液晶分子の配向方向が 4方向以上に分割される液晶セルを用いる方が望ましい。また、上記では、液晶セル 1 1の液晶層 1 1 cが負の誘電異方性を有する場合を例にして説明したが、これに限るものではない。正の誘電異方性を有する場合であっても、図 2 と同様に、黒表示時に液晶分子が液晶セル 1 1の基板に対して垂直に配向する液晶セルであれば、同様の効果が得られる。

この場合【ま、伊!！え ί 、 I P S (In-Plane Switchina) モードで用 TJP03/02521

36 いる櫛歯電極構造のように、基板平行方向に電界を発生させる電極を用いることによって、液晶層 1 1 cに基板平行方向に電界を印加する。この場合であっても、電圧無印加時（無電界時）には、画素の液晶分子は、図 2 と同様に、基板に対して垂直方向に配向する。したがって、上記各実施形態と同様の偏光板 1 2 · 1 3、および、位相差板（ 1 4〜 1 6、 1 6 a · 1 6 b ) を用いることで、同様の効果が得られる。

本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、両偏光板の一方および液晶セルの間に配され、正の 1軸異方性を有する第 1位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨンを R P 〔n m〕、上記偏光板おょぴ第 1位相差フィルムの間に配され、負の 1軸異方性を有する第 2位相差フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R n 〔n m〕、上記偏光板の基材フイノレムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R t a c 〔n m〕、上記液晶の厚み方向のリタ一デーシヨンを R l c 〔n m〕とし、上記 R pに関するパラメータ a [ n m) を、 α = 3 5 + (R 1 c / 8 0 - 4 ) 2 X 3. 5 + ( 3 6 0— R l c ) XR t a c / 8 5 0、上記 R nに関するパラメ一タ ]3 〔n m〕を、 jS ^R l c — 1. 9 XR t a c とするとき、上記リタ一デーシヨン R pは、上記ひの 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R nは、上記 /3の 6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値に設定されている構成である。

これらの構成によれば、第 1および第 2位相差フィルムのリターデーションが上述の範囲に設定されているので、基材フイルムの厚み方向のリターデーションを、上記第 iおよび第 2位相差フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンと同等に扱う場合と異なり、斜め方向から見た場合のコントラストが実用上十分に高い値に維持され、しかも、着色や階調つ 0302521

37 ぶれが許容範囲内に抑えられた液晶表示装置を確実に得ることができるという効果を奏する。

本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、上記構成に加えて、上記液晶の厚み方向のリタ一デーシヨン R l cは、 3 2 4 〔n m〕から 3 9 6 〔n m〕までの範囲に設定され、上記第 1位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨン R pが、 3 0. 7 〔n m〕力ら 4 1 . 7 〔n m〕までの範囲に設定されている構成である。

それゆえ、基材フィルムに製造バラツキが発生して、基材フィルムの厚み方向のリターデーションが変化しても、上記リターデーション R 1 cおよび R pを上述の範囲に設定することで、当該リターデーシヨン R pを上記 αの 8 0 %〜 1 2 0 %の範囲に設定できる。この結果、基材フィ /レムの厚み方向のリタ一デーションにバラツキが発生する場合であつても、同じ上記第 1位相差フィルムを用いることができ、生産性を向上できるという効果を奏する。

本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、上記構成に加えて、上記リタ一デーシヨン R ρが上記 αの 9 0 %以上かつ 1 1 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R nが上記の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下の値に設定されている構成である。これにより、斜め方向から見た場合の着色や階調つぶれがさらに抑制された液晶表示装置を得ることができるという効果を奏する。

本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、上記構成に加えて、上記液晶の厚み方向のリタ一デーシヨン R 1 cは、 3 4 2 〔n m〕から 3 7 8 〔n m〕までの範囲に設定され、上記第 1位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨン R _Pが、 3 3. 3 〔n m〕力ら 3 8. 6 〔n m〕までの範囲に設定されている構成である。

それゆえ、基材フィルムに製造パラツキが発生して、基材フィルムの厚み方向のリターデーションが変化しても、上記リターデーシヨン R 1 cおよび R pを上述の範囲に設定することで、当該リタ一デーシヨン R pを上記ひの 9 0 %〜 1 1 0 %の範囲に設定できる。この結果、基材フイルムの厚み方向のリターデーションにバラツキが発生する場合であつても、同じ上記第 1位相差フィルムを用いることができ、生産性を向上できるという効果を奏する。

本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、両偏光板の一方および上記液晶セルの間に配され、 2軸異方性を有する位相差フィルムのリタ一デーシヨンを R x y 〔n m〕、上記位相差フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R z { n m] 、上記基材フィルムの厚み方向のリターデーシヨンを R t a c 〔n m〕、上記液晶のあつみ方向のリターデーションを R l c 〔n m〕とし、上記 R x yに関するパラメータ a 〔n m〕を、 α = 8 5 - 0. 0 9 XR l c—R t a cZ20、上記 R zに関するパラメータ β 〔n m〕を、 j3 = l . 0 5 X R 1 c - 1. 9 XR t a c とするとき、上記リタ一デーシヨン R x yは、上記 αの 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リターデーシヨン R ζは、上記 j3の 6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値に設定されている構成である。本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、液晶セルの両側に配され、 2軸異方性を有する第 1および第 2位相差フィルムの面内方向のリターデーシヨンを R x y 〔n m〕、厚み方向のリタ一デーシヨンを R z 〔n m〕、上記 R x yに関するパラメータひ〔n m〕を、 ο; = 4 2 · 5 一 0. 0 4 5 X R l c— R t a c / 4 0、上記 R zに関するパラメータ β 〔n m〕を、 ]3 = 0. 5 2 5 XR 1 c - 0. 9 5 XR t a c とするとき、上記第 1およぴ第 2位相差フィルムのリタ一デーシヨン R x yは、上記 αの 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されていると共に、上記第 1およぴ第 2位相差フィルムのリターデーション R ζは、上記 β の 6 ◦ %以上かつ 9 0 %以下の値に設定されている構成である。

上記各構成の液晶表示装置では、上記各構成の液晶表示装置では、上記リターデーション R X y、 R yが上述のように設定されているので、基材フイルムの厚み方向のリターデーションを、上記位相差フイルム、あるいは、上記第 1および第 2位相差フィルムの厚み方向のリターデーシヨンと同等に扱う場合と異なり、斜め方向から見た場合のコントラストが実用上十分に高い値に維持され、しかも、着色や階調つぶれが許容範囲内に抑えられた液晶表示装置を確実に得ることができるという効果を奏する。

本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、上記各構成に加えて、上記リターデーシヨン R X yが上記の 9 0 %以上かつ 1 1 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R zが上記の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下の値に設定されている構成である。この結果、斜め方向から見た場合の着色や階調つぶれがさらに抑制された液晶表示装置を得ることができるという効果を奏する。

本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、上記各位相差フィルムが 2軸異方性を有するか否かに拘わらず、上記液晶は、負の誘電異方性を有している構成である。

当該構成によれば、基板に対して略垂直方向の電界を印加することによって、基板の法線方向に配向した液晶分子を電界強度に応じて傾斜させることができ、正の誘電異方性を有している場合よりも、電極の構造を簡略化できるという効果を奏する。

本発明に係る液晶表示装置は、液晶を挟持すると共に当該液晶の液晶分子を表面に概ね垂直に配向させる 2枚の基板が設けられた液晶セルと . 当該液晶セルの両側に配され、それぞれの吸収軸が互いに直交するように配された 2枚の偏光板と、上記両偏光板の一方および上記液晶セルの間に配され、正の 1軸異方性を有する第 1位相差フィルムと、当該偏光板および第 1位相差フィルムの間に配され、負の 1軸異方性を有する第 2位相差フィルムとを備え、上記両偏光板には、光軸が上記基板に概ね垂直になるように配置され、負の 1軸異方性を有する基材フィルムが設けられ、上記第 1位相差フィルムの遅相軸は、上記液晶から見て同じ側の上記偏光板の吸収軸と直交するように配され、上記第 2位相差フィルムの光軸が上記基板に概ね垂直になるように配されている液晶表示装置において、以下の手段を講じたことを特徴としている。

すなわち、上記第 1位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨンを

R p 〔 n m〕、上記第 2位相差フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R n 〔 n m〕、上記基材フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R t a c C n m] 、上記液晶の厚み方向のリタ一デーシヨンを R l c 〔n m〕とし、上記 R pに関するパラメータ a 〔n m〕を、 α = 3 5 + (R 1 c / 8 0— 4 ) 2 X 3. 5 + ( 3 6 0— R 1 c ) XR t a c / 8 5 0 上記 R nに関するパラメータ〔n m〕を、 j8 = R l c — 1 · 9 X R t a c とするとき、上記リタ一デーシヨン R pは、上記ひの 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R nは、上記の 6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値に設定されている。上記構成の液晶表示装置において、基板に概ね垂直に配向している液晶分子が基板の法線方向から入射した光に対して位相差を与えないにも拘わらず、斜めから入射した光に対しては、極角（法線方向からの傾斜角）に応じた位相差を与えてしまうので、第 1および第 2位相差フィルムがないと、本来、出射側の偏光板によって吸収すべき光が、完全には吸収されない。この結果、光漏れが発生して、コントラストを低下させると共に、着色や階調つぶれが発生してしまう。

これに対して、上記構成では、上記第 1および第 2位相差フィルムが設けられているので、上記液晶が極角に応じて与えてしまった位相差が両位相差フィルムによって補償される。この結果、斜め方向から見た場合の光漏れを防止し、コントラストを向上すると共に、着色や階調つぶれの発生を防止できる。

ただし、上記両位相差フィルムのリタ一デーシヨンを決定する際、基材フィルムが無い場合に最適な上記第 1 および第 2位相差フィルムが有する厚み方向のリタ一デーシヨンから、上記基材フィルムが有する厚み方向のリタ一デーシヨンを引き算するだけでは、斜め方向から見た場合における、着色や階調つぶれのさらなる抑制が要求される状況下では、必ずしも十分であるとは言えない。

そこで、本願発明者は、垂直配向モードの液晶表示装置を斜め方向から見た場合におけるコントラストを実用上十分に高い値に維持したまま着色や階調つぶれをさらに抑制すべく、研究を重ねた結果、基材フィルムの厚み方向のリターデーシヨンは、上記第 1およぴ第 2位相差フィルムの厚み方向のリターデーションと同等に作用するわけではないことを見出し、特に、正の 1軸異方性を有する第 1位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨン R p を上記コントラストが最大になるように設定する際、液晶の有するリタ一デーシヨンが 3 6 0 〔n m〕を超えているか否かによって、上記基材フィルムの厚み方向のリターデーシヨンに対する上記リタ一デーシヨン R pの依存性が逆転すること、並びに、コントラストが最大になるような上記各リターデーションを基準に、所定の範囲に設定することによって、着色や階調つぶれを効果的に抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の液晶表示装置では、上記基材フィルムおよび液晶の厚み方向のリタ一デーシヨン R t a cおよび R l cに応じ、しかも、斜め方向から見た場合のコントラストを実用上十分に高い値に維持したまま、着色や階調つぶれを許容できる範囲に、上記リターデーシヨン R pおよび R nを設定している。これにより、基材フィルムの厚み方向のリターデーションを上記第 1および第 2位相差フィルムの厚み方向のリターデーシヨンと同等に扱う場合と異なり、上記斜め方向から見た場合のコントラストが実用上十分に高い値に維持され、しかも、着色や階調つぶれが許容範囲内に抑えられた液晶表示装置を確実に得ることができる。

また、生産性の向上が特に要求される場合には、上記構成に加えて、上記液晶の厚み方向のリタ一デーシヨン R 1 . cは、 3 2 4 〔 n m〕から 3 9 6 [ n m ] までの範囲に設定され、上記第 1位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨン R p力 S、 3 0 . 7 〔n m〕力ら 4 1 . 7 [ n m までの範囲に設定されている方が望ましい。

上記リタ一デーシヨン R l cが当該範囲に設定されていれば、上記基材フィルムの厚み方向のリタ一デ一ションに対する上記リタ一デーション R p の依存性が少ない。したがって、基材フイルムに製造バラツキが発生して、基材フィルムの厚み方向のリターデーションが変化しても、上記リタ一デーシヨン R pを上述の範囲に設定することで、当該リタ一デーション R pを上記 αの 8 0 %〜 1 2 0 %の範囲に設定できる。この結果、基材フィルムの厚み方向のリターデーションにバラツキが発生する場合であっても、同じ上記第 1位相差フィルムを用いることができ、生産性を向上できる。

さらに、上記着色や階調つぶれの抑制が特に要求される場合には、上記構成に加えて、上記リターデーシヨン R ρが上記ひの 9 0 %以上かつ 1 1 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R η が上記の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下の値に設定されている方が望ましレ、。これにより、斜め方向から見た場合の着色や階調つぶれがさらに抑制された液晶表示装置を得ることができる。

また、上記着色や階調つぶれの抑制と生産性の向上との双方が特に要求される場合には、上記構成に加えて、上記液晶の厚み方向のリターデーシヨン R l cは、 3 4 2 〔n m〕力ら 3 7 8 〔n m〕までの範囲に設定され、上記第 1位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨン R pが、 3 3 . 3 〔n m〕から 3 8 . 6 〔n m〕までの範囲に設定されている方が望ましい。

上記リターデーシヨン R 1 cおよび R pが当該範囲に設定されていれば、基材フィルムに製造パラツキが発生して、基材フィルムの厚み方向のリターデーションが変化しても、上記リターデーション R pを上記 α の 9 0 %〜 1 1 0 %の範囲に設定できる。この結果、基材フィルムの厚み方向のリターデーションにバラツキが発生する場合であっても、同じ上記第 1位相差フィルムを用いることができ、生産性を向上できる。 TJP03/02521

44 一方、本発明に係る液晶表示装置は、液晶を挟持すると共に当該液晶の液晶分子を表面に概ね垂直に配向させる 2枚の基板が設けられた液晶セルと、当該液晶セルの両側に配され、それぞれの吸収軸が互いに直交するように配された 2枚の偏光板と、上記両偏光板の一方および上記液晶セルの間に配され、 2軸異方性を有する位相差フィルムとを備え、上記両偏光板には、光軸が上記基板に概ね垂直になるように配置され、負の 1軸異方性を有する基材フィルムが設けられ、上記位相差フィルムの面内の遅相軸は、上記液晶から見て同じ側の上記偏光板の吸収軸と直交するように配されている液晶表示装置において、以下の手段を講じたことを特徴としている。

すなわち、上記位相差フィルムの面内方向のリターデーションを R x y 〔n m〕、上記位相差フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R z 〔 n m〕、上記基材フイルムの厚み方向のリターデーションを R t a c 〔 n m〕、上記液晶のあつみ方向のリタ一デーシヨンを R l c 〔n m〕とし、上記 R X yに関するパラメータひ〔n m〕を、ひ = 8 5— 0. 0 9 X R l c — R t a c / 2 0、上記 R zに関するパラメータ j3 〔n m〕を、 β = 1 . 0 5 X R 1 c - 1 . 9 XR t a c とするとき、上記リタ一デ——ンヨン R X yは、上記ひの 8 0。/。以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R zは、上記 ]3の 6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値に設定されている。

また、本発明に係る液晶表示装置は、液晶を挟持すると共に当該液晶の液晶分子を表面に概ね垂直に配向させる 2枚の基板が設けられた液晶セルと、当該液晶セルの両側に配され、それぞれの吸収軸が互いに直交するように配された 2枚の偏光板と、上記両偏光板の一方および上記液 JP03/02521

45 晶セルの間に配され、 2軸異方性を有する第 1位相差フィルムと、上記両偏光板の他方および上記液晶セルの間に配され、 2軸異方性を有する第 2位相差フィルムとを備え、上記両偏光板には、光軸が上記基板に概ね垂直になるように配置され、負の 1軸異方性を有する基材フィルムが設けられ、上記第 1および第 2位相差フィルムの面内の遅相軸は、上記液晶から見て同じ側の上記偏光板の吸収軸と直交するように配されている液晶表示装置において、以下の手段を講じたことを特徴としている。すなわち、上記各位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨンを R X y 〔n m〕、上記各位相差フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R z 〔n m〕、上記基材フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R t a c 〔n m〕、上記液晶の厚み方向のリタ一デーシヨンを R 1 c [ n m) とし、上記 R x yに関するパラメータひ〔n m〕を、 ct = 4 2. 5 — 0. 0 4 5 XR l c —R t a c / 4 0、上記 R zに関するパラメータ β 〔n m〕を、 ]3 = 0. 5 2 5 XR 1 c - 0. 9 5 X R t a c とするとき、上記第 1および第 2位相差フィルムのリタ一デーシヨン R x yは、上記 αの 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されていると共に、上記第 1および第 2位相差フィルムのリターデーション R ζは、上記の 6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値に設定されている。

上記各構成の液晶表示装置では、液晶分子が基板に概ね垂直に配向している状態で、液晶が斜め方向の光に与えた位相差は、上記位相差フィルム、あるいは、第 1およぴ第 2位相差フィルムによって補償され、斜め方向から見た場合の光漏れを防止し、コントラストを向上できる。しかしながら、当該構成であ..つても、上記位相差フィルムあるいは第 1および第 2位相差フィルムのリターデーションを決定する際、基材フィルムが無い場合に最適な各位相差フィルムが有する厚み方向のリタ一デーシヨンから、上記基材フィルムが有する厚み方向のリターデーションを引き算するだけでは、斜め方向から見た場合における、着色や階調つぶれのさらなる抑制が要求される状況下では、必ずしも十分であるとは言えない。

そこで、本願発明者は、垂直配向モードの液晶表示装置を斜め方向から見た場合のコントラストをさらに向上すべく、研究を重ねた結果、上述の液晶表示装置と同様に、基材フィルムの厚み方向のリターデーションは、上記位相差フィルム、あるいは、第 1および第 2位相差フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンと同等に作用するわけではないことを見出した。さらに、 2軸異方性を有する面内方向のリタ一デーシヨン R X y と、基材フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨン R t a c とは、リターデーションの方向が互いに異なっているにも拘わらず、上記リターデーシヨン R X yを適切に設定するためには、リターデーション R t a c の影響も加味すべきこと、並びに、コントラストが最大になるような上記各リタ一デーシヨンを基準に、所定の範囲に設定することによって、着色や階調つぶれを効果的に抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の液晶表示装置では、位相差フィルム、あるいは、第 1および第 2位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨン R x yと厚み方向のリタ一デーシヨン R z とを設定する際、上記液晶および基材フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨン R 1 cおよび R t a cに応じて設定すると共に、斜め方向から見た場合のコントラストが実用上十分に高い値に維持したまま、着色や階調つぶれを許容できる範囲に、上記リタ一デーシヨン R x yおよび R zを設定している。これにより、基材フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを、位相差フィルム、あるいは、上記第 1おょぴ第 2位相差フィルムの厚み方向のリタ一デ一シヨンと同等に扱う場合と異なり、上記斜め方向から見た場合のコントラストが実用上十分に高い値に維持され、しかも、着色や階調つぶれが許容範囲内に抑えられた液晶表示装置を確実に得ることができる。

また、上記着色や階調つぶれの抑制が特に要求される場合には、上記各構成に加えて、上記リターデーシヨン R X yが上記ひの 9 0 %以上かつ 1 1 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R zが上記 /3の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下の値に設定されている方が望ましい。この結果、斜め方向から見た場合の着色や階調つぶれがさらに抑制された液晶表示装置を得ることができる。

さらに、本発明に係る液晶表示装置は、上記各位相差フィルムが 2軸異方性を有するか否かに拘わらず、上記液晶は、負の誘電異方性を有している方が望ましい。

当該構成によれば、基板に対して略垂直方向の電界を印加することによって、基板の法線方向に配向した液晶分子を電界強度に応じて傾斜させることができ、正の誘電異方性を有している場合よりも、電極の構造を簡略化できる。

発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求事項の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。産業上の利用の可能性

以上のように、本発明の液晶表示装置によれば、上記基材フィルムおよび液晶の厚み方向のリタ一デーシヨン R t a cおよび R 1 cに応じ、しかも、斜め方向から見た場合のコントラストを実用上十分に高い値に維持したまま、着色や階調つぶれを許容できる範囲に、上記リターデーシヨン R pおよび R nを設定している。これにより、基材フィルムの厚み方向のリターデーションを上記第 1およぴ第 2位相差フィルムの厚み方向のリターデーションと同等に扱う場合と異なり、上記斜め方向から見た場合のコントラストが実用上十分に高い値に維持され、しかも、着色や階調つぶれが許容範囲内に抑えられた液晶表示装置を確実に得ることができる。

Claims

請求の範囲

1. 液晶を挟持すると共に当該液晶の液晶分子を表面に概ね垂直に配向させる 2枚の基板が設けられた液晶セルと、当該液晶セルの両側に配され、それぞれの吸収軸が互いに直交するように配された 2枚の偏光板と、上記両偏光板の一方および上記液晶セルの間に配され、正の 1軸異方性を有する第 1位相差フィルムと、当該偏光板および第 1位相差フィルムの間に配され、負の 1軸異方性を有する第 2位相差フィルムとを備 .、

上記両偏光板には、光軸が上記基板に概ね垂直になるように配置され負の 1軸異方性を有する基材フィルムが設けられ、上記第 1位相差フィルムの遅相軸は、上記液晶から見て同じ側の上記偏光板の吸収軸と直交するように配され、上記第 2位相差フィルムの光軸が上記基板に概ね垂直になるように配されている液晶表示装置において、

上記第 1位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨンを R p [ n m] 、上記第 2位相差フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R n C n m] 、上記基材フィルムの厚み方向のリターデ一ションを R t a c 〔 n m〕、上記液晶の厚み方向のリタ一デーシヨンを R 1 c 〔n m〕とし、

上記 R pに関するパラメータ a 〔n m〕を、

α = 3 5 + (R 1 c / 8 0 - 4 ) 2 X 3. 5

+ ( 3 6 0— R 1 c ) XR t a c / 8 5 0

上記 R nに関するパラメータ ]3 〔n m〕を、

i3 = R 1 c - 1. 9 X R t a c とするとき、

上記リターデーシヨン R pは、上記ひの 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R nは、上記 ]3の

6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。

2. 上記液晶の厚み方向のリタ一デーシヨン R 1 cは、 3 2 4 〔n m〕から 3 9 6 〔 n m〕までの範囲に設定され、上記第 1位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨン R pが、 3 0. 7 〔n m〕から 4 1.

7 [n m] までの範囲に設定されていることを特徴とする請求項 1記载の液晶表示装置。

3. 上記リタ一デーシヨン R pが上記 αの 9 0 %以上かつ 1 1 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R nが上記の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下の値に設定されていることを特徴とする請求項 1記載の液晶表示装置。

4. 上記液晶の厚み方向のリタ一デーシヨン R 1 cは、 3 4 2 [ n m〕から 3 7 8 〔n m〕までの範囲に設定され、上記第 1位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨン R pが、 3 3. 3 [ n m] から 3 8. 6 〔n m〕までの範囲に設定されていることを特徴とする請求項 3記载の液晶表示装置。

5. 液晶を挟持すると共に当該液晶の液晶分子を表面に概ね垂直に配向させる 2枚の基板が設けられた液晶セルと、当該液晶セルの両側に配され、それぞれの吸収軸が互いに直交するように配された 2枚の偏光板と、上記両偏光板の一方および上記液晶セルの間に配され、 2軸異方性を有する位相差フィルムとを備え、上記両偏光板には、光軸が上記基板に概ね垂直になるように配置され. 負の 1軸異方性を有する基材フィルムが設けられ、上記位相差フィルムの面内の遅相軸は、上記液晶から見て同じ側の上記偏光板の吸収軸と直交するように配されている液晶表示装置において、

上記位相差フィルムの面内方向のリタ一デーシヨンを R X y 〔 n m〕 . 上記位相差フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R z 〔 n m〕、上記基材フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R t a c 〔 n m〕、上記液晶の厚み方向のリタ一デーシヨンを R 1 c 〔 n m〕とし、

上記 R x yに関するパラメータ α 〔 n m〕を、

ひ = 8 5 — 0 . 0 9 X R l c - R t a c / 2 0

上記 R zに関するパラメータ；3 〔 n m〕を、

β = 1 . 0 5 X R 1 c - 1 . 9 X R t a c

とするとき、

上記リターデーシヨン R X yは、上記 αの 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R ζは、上記の 6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。

6. 液晶を挟持すると共に当該液晶の液晶分子を表面に概ね垂直に配向させる 2枚の基板が設けられた液晶セルと、当該液晶セルの両側に配され、それぞれの吸収軸が互いに直交するように配された 2枚の偏光板と、上記両偏光板の一方おょぴ上記液晶セルの間に配され、 2軸異方性を有する第 1位相差フィルムと、上記両偏光板の他方おょぴ上記液晶セルの間に配され、 2軸異方性を有する第 2位相差フィルムとを備え、上記両偏光板には、光軸が上記基板に概ね垂直になるように配置され負の 1軸異方性を有する基材フィルムが設けられ、上記第 1および第 2 位相差フィルムの面内の遅相軸は、上記液晶から見て同じ側の上記偏光板の吸収軸と直交するように配されている液晶表示装置において、上記各位相差フィルムの面内方向のリターデーションを R y 〔 n m〕、上記各位相差フィルムの厚み方向のリタ一デーシヨンを R z 〔 n m〕、上記基材フィルムの厚み方向のリターデーションを R t a c 〔 n m〕、上記液晶の厚み方向のリタ一デーシヨンを R 1 c 〔 n m〕とし、上記 R x yに関するパラメータ〔 n m] を、

a = 4 2 . 5 - 0 . 0 4 5 X R 1 c - R t a c / 4 0

上記 R zに関するパラメータ /3 〔n m〕を、

β = 0 . 5 2 5 X R 1 c - 0 . 9 5 X R t a c

とするとき、

上記第 1およぴ第 2位相差フィルムのリターデーション R X yは、上記 αの 8 0 %以上かつ 1 2 0 %以下の値に設定されていると共に、上記第 1およぴ第 2位相差フィルムのリターデーション R ζは、上記の 6 0 %以上かつ 9 0 %以下の値に設定されていることを特徴とする液晶表示装置。

7. 上記リターデーシヨン R X yが上記ひの 9 0 %以上かつ 1 1 0 % 以下の値に設定されていると共に、上記リターデーシヨン R zが上記の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下の値に設定されていることを特徴とする請求項 5記載の液晶表示装置。

8. 上記リターデーシヨン R X yが上記 ο;の 9 0 %以上かつ 1 1 0 % 以下の値に設定されていると共に、上記リタ一デーシヨン R zが上記 β の 6 5 %以上かつ 8 5 %以下の値に設定されていることを特徴とする請求項 6記載の液晶表示装置。

9 . 上記液晶は、負の誘電異方性を有していることを特徴とする請求項 1記載の液晶表示装置。

1 0 . 上記液晶は、負の誘電異方性を有していることを特徴とする請求項 5記載の液晶表示装置。

1 1 . 上記液晶は、負の誘電異方性を有していることを特徴とする請求項 6記載の液晶表示装置。