JP3399796B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に、液晶表示素子に光学位相差板を組み合わせる
ことにより表示画面の視角依存性を改善する液晶表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ネマティック液晶表示素子を用いた液晶
表示装置は、従来、時計や電卓などの数値セグメント型
表示装置に広く用いられていたが、最近においては、ワ
ードプロセッサ、ノート型パーソナルコンピュータ、車
載用液晶テレビなどにも用いられるようになっている。

【０００３】液晶表示素子は、一般に透光性の基板を有
しており、この基板上に、画素をオン・オフさせるため
に電極線などが形成されている。例えば、アクティブマ
トリクス型の液晶表示装置においては、薄膜トランジス
タなどの能動素子が、液晶に電圧を印加する画素電極を
選択駆動するスイッチング手段として上記の電極線とと
もに上記の基板上に形成されている。さらに、カラー表
示を行う液晶表示装置では、基板上に赤色、緑色、青色
などのカラーフィルタ層が設けられている。

【０００４】上記のような液晶表示素子に用いられる液
晶表示方式としては、液晶のツイスト角に応じて異なる
方式が適宜選択される。例えば、アクティブ駆動型ツイ
ストネマティック液晶表示方式（以降、ＴＮ方式と称す
る）や、マルチプレックス駆動型スーパーツイストネマ
ティック液晶表示方式（以降、ＳＴＮ方式と称する）が
よく知られている。

【０００５】ＴＮ方式は、ネマティック液晶分子を９０
°捩じれた状態に配向し、その捩じれの方向にそって光
を導くことにより表示を行う。ＳＴＮ方式は、ネマティ
ック液晶分子のツイスト角を９０°以上に拡大すること
によって、液晶印加電圧のしきい値付近での透過率が急
峻に変化することを利用している。

【０００６】ＳＴＮ方式は、液晶の複屈折効果を利用す
るため、色の干渉によって表示画面の背景に特有の色が
付く。このような不都合を解消し、ＳＴＮ方式で白黒表
示を行うためには、光学補償板を用いることが有効であ
ると考えられている。光学補償板を用いた表示方式とし
ては、ダブルスーパーツイストネマティック位相補償方
式（以降、ＤＳＴＮ方式と称する）と、光学的異方性を
有するフィルムを配置したフィルム型位相補償方式（以
降、フィルム付加型方式と称する）とに大別される。

【０００７】ＤＳＴＮ方式は、表示用液晶セルおよびこ
の表示用液晶セルと逆方向のツイスト角で捩じれ配向さ
せた液晶セルを有する２層型の構造を用いている。フィ
ルム付加型方式は、光学的異方性を有するフィルムを配
置した構造を用いる。軽量性、低コスト性の観点から、
フィルム付加型方式が有力であると考えられている。こ
のような位相補償方式の採用により白黒表示特性が改善
されたため、ＳＴＮ方式の表示装置にカラーフィルタ層
を設けてカラー表示を可能にしたカラーＳＴＮ液晶表示
装置が実現されている。

【０００８】一方、ＴＮ方式は、ノーマリブラック方式
とノーマリホワイト方式とに大別される。ノーマリブラ
ック方式は、一対の偏光板をその偏光方向が相互に平行
になるように配置して、液晶層にオン電圧を印加しない
状態（オフ状態）で黒を表示する。ノーマリホワイト方
式は、一対の偏光板をその偏光方向が相互に直交するよ
うに配置して、オフ状態で白色を表示する。表示コント
ラスト、色再現性、表示の視角依存性などの観点からノ
ーマリホワイト方式が有力である。

【０００９】ところで、上記のＴＮ液晶表示装置におい
ては、液晶分子に屈折率異方性Δｎが存在しているこ
と、および、液晶分子が上下基板に対して傾斜して配向
していることのために、観視者の見る方向や角度によっ
て表示画像のコントラストが変化して、視角依存性が大
きくなるという問題がある。

【００１０】図１２は、ＴＮ液晶表示素子３１の断面構
造を模式的に表したものである。この状態は中間調表示
の電圧が印加され、液晶分子３２がやや立ち上がってい
る場合を示している。このＴＮ液晶表示素子３１におい
て、一対の基板３３・３４の表面の法線方向を通過する
直線偏光３５、および法線方向に対して傾きを持って通
過する直線偏光３６・３７は、液晶分子３２と交わる角
度がそれぞれ異なっている。液晶分子３２には屈折率異
方性Δｎが存在するため、各方向の直線偏光３５・３６
・３７が液晶分子３２を通過すると正常光と異常光とが
発生し、これらの位相差に伴って楕円偏光に変換される
ことになり、これが視角依存性の発生源となる。

【００１１】さらに、実際の液晶層の内部では、液晶分
子３２は、基板３３と基板３４との中間部付近と基板３
３または基板３４の近傍とではチルト角が異なってお
り、また法線方向を軸として液晶分子３２が９０°捻じ
れている状態にある。

【００１２】以上のことにより、液晶層を通過する直線
偏光３５・３６・３７は、その方向や角度によりさまざ
まな複屈折効果を受け、複雑な視角依存性を示すことに
なる。

【００１３】上記の視角依存性として、具体的には、表
示画面の法線方向から表示面の下方向である正視角方向
に視角を傾けて行くと、ある角度以上で表示画像が着色
する現象（以下、「着色現象」という）や、白黒が反転
する現象（以下、「反転現象」という）が発生する。ま
た、表示画面の上方向である反視角方向に視角を傾けて
行くと、急激にコントラストが低下する。

【００１４】また、上記の液晶表示装置では、表示画面
が大きくなるにつれて、視野角が狭くなるという問題も
ある。大きな液晶表示画面を近い距離で正面方向から見
ると、視角依存性の影響のため表示画面の上部と下部と
で表示された色が異なる場合がある。これは表示画面全
体を見る見込み角が大きくなり、表示画面をより斜めの
方向から見るのと同じことになるからである。

【００１５】このような視角依存性を改善するために、
光学異方性を有する光学素子としての光学位相差板（位
相差フィルム）を液晶表示素子と一方の偏光板との間に
挿入することが提案されている（例えば、特開昭５５−
６００号公報、特開昭５６−９７３１８号公報等参
照）。

【００１６】この方法は、屈折率異方性を有する液晶分
子を通過したために直線偏光から楕円偏光へ変換された
光を、屈折率異方性を有する液晶層の片側または両側に
介在させた光学位相差板を通過させることによって、視
角に生ずる正常光と異常光の位相差変化を補償して直線
偏光の光に再変換し、視角依存性の改善を可能にするも
のである。

【００１７】このような光学位相差板として、屈折率楕
円体の１つの主屈折率方向を光学位相差板の表面の法線
方向に対して平行にしたものが、例えば特開平５−３１
３１５９号公報に記載されている。しかしながら、この
光学位相差板を用いても、正視角方向の反転現象を改善
するには限界がある。

【００１８】そこで、特開平６−７５１１６号公報に
は、光学位相差板として、屈折率楕円体の主屈折率方向
が光学位相差板の表面の法線方向に対して傾斜している
ものを用いる方法が提案されている。この方法では、光
学位相差板として次の２種類のものを用いている。

【００１９】一つは、屈折率楕円体の３つの主屈折率の
うち、最小の主屈折率の方向が表面に対して平行であ
り、かつ残り２つの主屈折率の一方の方向が光学位相差
板の表面に対してθの角度で傾斜し、他方の方向も光学
位相差板表面の法線方向に対して同様にθの角度で傾斜
しており、このθの値が２０°≦θ≦７０°を満たして
いる光学位相差板である。

【００２０】もう一つは、屈折率楕円体の３つの主屈折
率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b という関係を有
し、表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向を軸とし
て、表面の法線方向に平行な主屈折率ｎ_b の方向と、表
面内の主屈折率ｎ_c またはｎ_aの方向とが時計まわり、
または反時計まわりに傾斜している、屈折率楕円体が傾
斜した光学位相差板である。

【００２１】上記の２種類の光学位相差板について、前
者はそれぞれ一軸性のものと二軸性のものを用いること
ができる。また、後者は光学位相差板を１枚のみ用いる
だけでなく、該光学位相差板を２枚組み合わせ、各々の
主屈折率ｎ_b の傾斜方向が互いに９０°の角度をなすよ
うに設定したものを用いることができる。

【００２２】このような屈折率楕円体が傾斜した光学位
相差板を液晶表示素子と偏光板との間に少なくとも１枚
介在させることによって構成される液晶表示装置では、
屈折率楕円体の主屈折率方向が表面の法線方向に対して
傾斜していない光学位相差板を用いた場合よりも、表示
画像の視角に依存して生ずるコントラスト変化、着色現
象、及び反転現象を改善することができる。

【００２３】また、反転現象を解消するための技術も種
々案出されており、例えば特開昭５７−１８６７３５号
公報には、各表示パターン（画素）を複数に区分し、区
分されたそれぞれの部分が独立した視角特性を有するよ
うに配向制御を施す、いわゆる画素分割法が開示されて
いる。この方法によれば、それぞれの区分において、液
晶分子が互いに異なる方向に立ち上がるので、視角を上
下方向に傾けたとき視角依存性を解消することができ
る。

【００２４】また、特開平６−１１８４０６号公報及び
特開平６−１９４６４５号公報には、上記の画素分割法
に光学位相差板を組み合わせる技術が開示されている。

【００２５】特開平６−１１８４０６号公報に開示され
ている液晶表示装置は、液晶パネルと偏光板との間に光
学異方性フィルム（光学位相差板）が挿入されることに
より、コントラストの向上などが図られている。特開平
６−１９４６４５号公報に開示されている補償板（光学
位相差板）は、補償板面に平行な方向の面内の屈折率が
ほぼなく、かつ補償板面に垂直な方向の屈折率が面内の
屈折率より小さくなるように設定されていることによ
り、負の屈折率を有する。このため、電圧が印加された
ときに、液晶表示素子に生じる正の屈折率を補償して、
視角依存性を低減させることができる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、今日のさら
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、さらなる視角依存性の改善が要求されて
おり、上記の特開平６−７５１１６号公報で示されたよ
うな屈折率楕円体が傾斜した光学位相差板を用いただけ
では必ずしも充分であるとは言えず、未だ改善の余地を
有している。

【００２７】また、反転現象を解消するための上記した
画素分割法では、確かに、視角を上下方向に傾けたとき
の反転現象を解消することはできるが、その際、コント
ラスト低下が起こり、表示された黒が白みを帯びてグレ
ーに見えてしまい、かつ、左右方向に視角を傾けたとき
に視角依存性が生じるという欠点もある。

【００２８】また、上記の画素分割法に光学位相差板を
介在させる手法は、視角を傾けたときに斜め４５°方向
で着色現象が発生する。そして、画素を分割する比率が
同じである液晶表示素子を用いているので、上下方向に
視角を傾けたときのコントラストの低下を抑制すること
には限界がある。これは、次の理由による。

【００２９】上記のような画素分割法では、画素の分割
比率が同じであることにより、ＴＮ液晶表示素子の正視
角方向（画面に垂直な方向から表示コントラストが良く
なる方向）と反視角方向（画面に垂直な方向から表示コ
ントラストが低下する方向）との視角特性が平均化され
る。ところが、実際の正視角方向の視角特性と反視角特
性の視角特性は相反するので、上記の画素分割法に光学
位相差板を組み合わせても、上下方向のコントラスト低
下を均一に抑制することは難しい。特に、視角を正視角
方向に傾けた場合、反転現象が発生したり、表示画像が
黒くつぶれやすくなったりする傾向がある。

【００３０】本発明は、上記した課題に鑑みなされたも
ので、その目的は、上記のように屈折率楕円体が傾斜し
た光学位相差板の補償効果に加えて視角依存性をさらに
改善することであり、特に、視角を上下方向に傾けたと
きに生じる反転現象を抑えると共に、その際のコントラ
ストの低下及び表示画像が白く見える傾向をほぼ均一に
抑制し、かつ、液晶の閾値電圧に近い電圧が印加された
中間調表示状態での反視角方向の階調反転を効果的に改
善することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明の液晶表示装置は、対向する
表面に透明電極層及び配向膜がそれぞれ形成された一対
の透光性基板の間にほぼ９０°捻じれ配向した液晶層が
封入されてなる液晶表示素子と、上記液晶表示素子の両
側に配置される一対の偏光子と、上記液晶表示素子と上
記偏光子との間に少なくとも１枚介在された光学位相差
板であって、屈折率楕円体の３つの主屈折率ｎ_a 、
ｎ_b 、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b という関係を有し、表面
内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向を軸として、表面の
法線方向に平行な主屈折率ｎ_b の方向と、表面内の主屈
折率ｎ_c またはｎ_a の方向とが時計まわり、または反時
計まわりに傾斜することにより、上記屈折率楕円体が傾
斜している光学位相差板とを備え、上記配向膜が、各画
素における液晶層が異なる比率で分割された分割液晶層
をそれぞれ異なる方向に配向し、かつ、白階調時におけ
る液晶印加電圧値が、液晶へ電圧印加の無い明状態での
透過率の９０％以上９７％以下の範囲に入る透過率を得
るように設定されていることを特徴としている。

【００３２】上記構成によれば、直線偏光が複屈折性を
有する液晶層を通過して、正常光と異常光とが発生し、
これらの位相差に伴って楕円偏光に変換されても、主屈
折率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b で、主屈折率
ｎ_b を含む屈折率楕円体の短軸を光学位相差板の表面の
法線方向に対し傾斜させた光学位相差板によって補償さ
れる。

【００３３】しかしながら、このような補償機能のみに
よっても、さらなる視角依存性の改善が要求されるなか
では必ずしも充分であるとは言えず、本願発明者らは、
さらなる研究を重ねた結果、白階調時の液晶印加電圧
が、白階調時の反視角方向の階調反転に影響することを
見い出し、本発明を完成させるに至った。

【００３４】本発明の液晶表示装置では、白階調時にお
ける液晶印加電圧値が、液晶へ電圧印加の無い明状態で
の透過率の９０％以上９７％以下の範囲に入る透過率を
得るように設定している。これにより、白階調時の反視
角方向の階調反転を無くして、画面の視角依存性をより
一層防止することが可能となった。尚、コントラスト変
化や着色においても、光学位相差板の補償機能のみの場
合よりも、さらに改善することができた。

【００３５】そして、さらに、本発明の液晶表示装置で
は、液晶層が異なる比率で分割された分割液晶層とし、
互いに異なる方向に配向している。

【００３６】これにより、相反する正視角方向の視角特
性と反視角特性の視角特性との差をなくし、両視角特性
を近づけることができる。それゆえ、視角を上下方向に
傾けたときに生じるコントラストの低下および表示画像
が白く見える傾向をほぼ均一に抑制することができ、特
に、黒をより鮮明に表示することが可能となる。

【００３７】ところで、上記液晶層における液晶分子の
長軸と上記配向膜とのなす角であるプレティルト角を大
きくするほど、白階調時の反視角方向の階調反転が起こ
らなくなることが判明したが、その反面、プレティルト
角を大きくし過ぎると、白階調時の正視角方向の輝度が
急激に低下することが判明した。そこで、請求項２記載
の発明の液晶表示装置では、上記の請求項１の構成にお
いて、プレティルト角が、分割液晶層のそれぞれの配向
部分において、少なくとも片方の基板上におけるプレテ
ィルト角を４°より大きく１５°未満の範囲に設定され
ており、これにより、白階調時の正視角方向の輝度が急
激に低下することを防止できる。

【００３８】しかも、通常の液晶表示装置にて要求され
る視角５０°において、若干の反視角方向の階調反転が
起こる場合もあるが、どの方向から見ても充分に使用に
耐えうるものとできる。

【００３９】そして、視角７０°といったさらに広視野
角の液晶表示装置においては、請求項３に記載したよう
に、上記のプレティルト角を、６°以上１４°以下の範
囲に設定することである。

【００４０】これにより、広視野角の液晶表示装置にて
要求される視角７０°において、当該中間の色調を表示
した状態で反視角方向の階調反転のないものとできる。

【００４１】また、請求項４に記載のように、上記した
請求項１又は２の発明の液晶表示装置においては、液晶
層における液晶材料の、波長５５０ｎｍの光に対する屈
折率異方性Δｎ（５５０）を、０．０６０より大きく
０．１２０より小さい範囲に設定することが好ましい。

【００４２】これは、可視光領域の中心領域となる波長
５５０ｎｍの光に対する液晶材料の屈折率異方性Δｎ
（５５０）が０．０６０以下または０．１２０以上の場
合、視角方向によっては反転現象やコントラスト比の低
下が発生することが確認されたためである。そこで、液
晶材料の波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ
（５５０）を、０．０６０より大きく０．１２０より小
さい範囲に設定することにより、液晶表示素子に生じる
視角に対応する位相差を解消することができるため、液
晶画面において、視角に依存して生じる着色現象はもち
ろんのこと、コントラスト変化、左右方向の反転現象等
もさらに改善することができる。

【００４３】この場合、さらに、請求項５に記載のよう
に、液晶層における液晶材料の、波長５５０ｎｍの光に
対する屈折率異方性Δｎ（５５０）を、０．０７０以上
０．０９５以下の範囲に設定することで、液晶表示素子
に生じる視角に対応する位相差をより効果的に解消する
ことができるため、液晶表示画像におけるコントラスト
変化、左右方向の反転現象、着色現象を確実に改善する
ことができる。

【００４４】また、請求項６に記載のように、上記した
請求項１、２又は４の発明の液晶表示装置においては、
全ての光学位相差板において、屈折率楕円体の傾斜角が
１５°から７５°の間に設定されていることが好まし
い。

【００４５】このように、液晶表示装置に介在される全
ての光学位相差板において、屈折率楕円体の傾斜角を１
５°から７５°の間に設定することで、前述した本発明
の備えた光学位相差板による位相差の補償機能を確実に
得ることができる。

【００４６】また、請求項７に記載のように、上記した
請求項１、２、４又は６の発明の液晶表示装置において
は、全ての光学位相差板において、主屈折率ｎ_a と主屈
折率ｎ_b との差と、光学位相差板の厚さｄとの積（ｎ_a
−ｎ_b ）×ｄが、８０ｎｍから２５０ｎｍの間に設定さ
れていることが好ましい。

【００４７】このように、液晶表示装置に介在される全
ての光学位相差板において、主屈折率ｎ_a と主屈折率ｎ
_b との差と、光学位相差板の厚さｄとの積（ｎ_a −
ｎ_b ）×ｄを、８０ｎｍから２５０ｎｍの間に設定する
ことで、前述した本発明の備えた光学位相差板による位
相差の補償機能を確実に得ることができる。

【００４８】また、請求項８に記載したように、請求項
１に記載の液晶表示装置においては、上記光学位相差板
が、上記画素内で最も大きい上記分割液晶層に対して、
上記配向膜の内面近傍の液晶分子が上記透明電極により
電圧を印加されたときの傾斜方向と、屈折率楕円体の傾
斜方向とが反対になるように配置されていることが好ま
しい。

【００４９】上記の構成において、最も大きい分割液晶
層に対して、光学位相差板の表面に対する屈折率楕円体
の傾斜方向と、電圧印加時の上記液晶分子の傾斜方向が
反対であれば、その液晶分子による光学特性と屈折率楕
円体すなわち光学位相差板の光学特性とが逆に設定され
る。したがって、配向膜の内面近傍の液晶分子は、配向
の影響を受けて電圧印加時でも立ち上がらないが、その
液晶分子による光学特性の偏りを光学位相差板で補償す
ることができる。

【００５０】これにより、視角を正視角方向に傾けたと
きに、反転現象が抑制され、かつ、黒くつぶれない良好
な表示画像を得ることができる。また、視角を反視角方
向に傾けたときにコントラストの低下が抑制されるの
で、白みを帯びない良好な表示画像を得ることができ
る。しかも、左右方向について反転現象を抑制すること
ができる。

【００５１】また、請求項９に記載したように、請求項
８に記載の液晶表示装置においては、分割液晶層を２つ
の第１および第２分割液晶層に分割する場合、第１分割
液晶層と第２分割液晶層との大きさの比が６：４から１
９：１の範囲に設定されていることが好ましい。

【００５２】これにより、屈折率楕円体の傾斜方向が特
定された上記の構成において、視角特性をより向上させ
ることができる。

【００５３】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕 本発明の実施の一形態について図１ないし図５に基づい
て説明すれば、以下の通りである。

【００５４】本実施の形態に係る液晶表示装置は、図１
に示すように、液晶表示素子１と、一対の光学位相差板
２・３と、一対の偏光板（偏光子）４・５とを備えてい
る。

【００５５】液晶表示素子１は、対向して配される電極
基板６・７の間に液晶層８を挟む構造をなしている。電
極基板６は、ベースとなるガラス基板（透光性基板）９
の液晶層８側の表面にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）か
らなる透明電極１０が形成され、その上に配向膜１１が
形成されている。電極基板７は、ベースとなるガラス基
板（透光性基板）１２の液晶層８側の表面にＩＴＯから
なる透明電極１３が形成され、その上に配向膜１４が形
成されている。

【００５６】簡略化のため、図１は１画素分の構成を示
しているが、液晶表示素子１の全体において、所定幅の
帯状の透明電極１０・１３は、ガラス基板９・１２のそ
れぞれに所定間隔をおいて配され、かつ、ガラス基板９
・１２間では基板面に垂直な方向から見て相互に直交す
るように形成されている。両透明電極１０・１３が交差
する部分は表示を行う画素に相当し、これらの画素は本
液晶表示装置の全体においてマトリクス状に配設されて
いる。

【００５７】電極基板６・７は、シール樹脂１５により
貼り合わされており、電極基板６・７とシール樹脂１５
とによって形成される空間内に液晶層８が封入されてい
る。液晶層８には、透明電極１０・１３を介して、駆動
回路１７より表示データに基づいた電圧が印加される。

【００５８】本液晶表示装置において、上記の液晶表示
素子１に光学位相差板２・３と偏光板４・５とが形成さ
れてなるユニットが液晶セル１６である。

【００５９】配向膜１１・１４は、互いに状態の異なる
２つの領域を有している。これにより、液晶層８におい
て上記の２つの領域に面する第１分割部（分割液晶層・
第１分割液晶層）８ａと第２分割部（分割液晶層・第２
分割液晶層）８ｂとでは、液晶分子の配向状態が異なる
ように制御される。配向膜１１・１４は、２つの領域間
で、液晶分子に付与するプレティルト角を異ならせた
り、液晶分子のプレティルト方向を基板面に垂直な方向
について反対向きにさせたりして上記のような異なる配
向状態を与える。

【００６０】プレティルト角とは、図２に示すように、
液晶分子２０の長軸と配向膜１４（１１）とがなす角ψ
のことであり、配向膜１１・１４に対するラビングと、
液晶材料との組み合わせによって決定されるものであ
る。

【００６１】そして、詳細については後述するが、本実
施の形態の液晶表示装置では、視角を上下方向および左
右方向に傾けたときの視角特性を向上させるために、液
晶層８は異なる比率で分割され、かつ、上記液晶層８の
プレティルト角が、光学位相差板２・３による位相差の
補償機能と最良な特性を有する組み合わせとなるように
設定されている。

【００６２】光学位相差板２・３は、液晶表示素子１と
その両側に配される偏光板４・５との間にそれぞれ介在
される。光学位相差板２・３は、透明な有機高分子から
なる支持体にディスコティック液晶が傾斜配向またはハ
イブリッド配向され、かつ架橋されることにより形成さ
れている。これにより、光学位相差板２・３における後
述の屈折率楕円体が、光学位相差板２・３に対し傾斜す
るように形成される。

【００６３】光学位相差板２・３の上記支持体として
は、一般に偏光板によく用いられるトリアセチルセルロ
ース（ＴＡＣ）が信頼性も高く適している。それ以外で
は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）などの耐環境性や耐薬品性に優れた無
色透明の有機高分子フィルムが適している。

【００６４】図３に示すように、光学位相差板２・３
は、異なる３方向の主屈折率ｎ_a ・ｎ_b ・ｎ_c を有して
いる。主屈折率ｎ_a の方向は、互いに直交座標ｘｙｚに
おける各座標軸のうちｙ座標軸と方向が一致している。
主屈折率ｎ_b の方向は、光学位相差板２・３において画
面に対応する表面に垂直なｚ座標軸（表面の法線方向）
に対し矢印Ａの方向にθ傾いている。主屈折率ｎ_c の方
向は、ｘ座標軸（上記の表面）に対し矢印Ｂの方向にθ
傾いている。

【００６５】光学位相差板２・３は、各主屈折率がｎ_a
＝ｎ_c ＞ｎ_b という関係を満たしている。これにより、
光学軸が１つのみ存在するので、光学位相差板２・３は
一軸性を備え、また、屈折率異方性が負になる。光学位
相差板２・３の第１のリタデーション値（ｎ_c −ｎ_a ）
×ｄは、ｎ_a ＝ｎ_c であるため、ほぼ０ｎｍである。第
２のリタデーション値（ｎ_c −ｎ_b ）×ｄは、８０ｎｍ
〜２５０ｎｍの範囲内で任意の値に設定される。第２の
リタデーション値（ｎ_c −ｎ_b ）×ｄをこのような範囲
内に設定することで、光学位相差板２・３による位相差
の補償機能を確実に得ることができる。尚、上記のｎ_c
−ｎ_a およびｎ_c −ｎ_b は屈折率異方性Δｎを表し、ｄ
は光学位相差板２・３の厚みを表している。

【００６６】一般に、液晶や光学位相差板（位相差フィ
ルム）といった光学異方体においては、上記のような３
次元方向の主屈折率ｎ_a ・ｎ_c ・ｎ_b の異方性が屈折率
楕円体で表される。屈折率異方性Δｎは、この屈折率楕
円体をどの方向から観察するかによって異なる値にな
る。

【００６７】また、光学位相差板２・３の主屈折率ｎ_b
が傾いている角度θ、即ち、屈折率楕円体の傾斜角度θ
は、１５°≦θ≦７５°の範囲内で任意の値に設定され
ている。傾斜角度θをこのような範囲内に設定すること
で、屈折率楕円体の傾斜の方向が時計回り反時計回りに
係わらず、光学位相差板２・３による位相差の補償機能
を確実に得ることができる。

【００６８】尚、光学位相差板２・３の配置について
は、光学位相差板２・３のうちの何れか一方のみを片側
に配置した構成でも、また、光学位相差板２・３を片側
に重ねて配置することもできる。さらに、３枚以上の光
学位相差板を用いることもできる。

【００６９】図４に示すように、本液晶表示装置におい
ては、液晶表示素子１における偏光板４・５は、その吸
収軸ＡＸ₁ ・ＡＸ₂ が前記の配向膜１１・１４（図１参
照）に接する液晶分子の長軸Ｌ₁ ・Ｌ₂ とそれぞれ直交
するように配置される。本液晶表示装置では、長軸Ｌ₁
・Ｌ₂ が互いに直交しているため、吸収軸ＡＸ₁ ・ＡＸ
₂ も互いに直交している。

【００７０】ここで、図３に示すように、光学位相差板
２・３に異方性を与える方向に傾斜する主屈折率ｎ_b の
方向が光学位相差板２・３の表面に投影された方向をＤ
と定義する。図４に示すように、光学位相差板２は方向
Ｄ（方向Ｄ₁ ）が長軸Ｌ₁ と平行になるように配され、
光学位相差板３は方向Ｄ（方向Ｄ₂ ）が長軸Ｌ₂ と平行
になるように配される。

【００７１】上記のような光学位相差板２・３および偏
光板４・５の配置により、本液晶表示装置は、オフ時に
おいて光を透過して白色表示を行ういわゆるノーマリホ
ワイト表示を行う。

【００７２】次に、前述した、液晶層８の分割、並び
に、液晶層８の分割状態下において、光学位相差板２・
３による位相差の補償機能と最良な特性を有する組み合
わせとなるような液晶層８のプレティルト角を設定して
いることについて、詳細に説明する。

【００７３】前述したように、液晶層８においては、視
角を上下方向および左右方向に傾けたときの視角特性を
向上させるために、１つの画素が異なる比率で第１分割
部８ａと第２分割部８ｂとに分割されている。具体的に
は、第１分割部８ａと第２分割部８ｂとは、その比率
が、６：４から１９：１の範囲内となるように設定され
ている。

【００７４】また、配向膜１１・１４は、図５に示すよ
うに、第１分割部８ａと第２分割部８ｂのそれぞれに対
し直交するプレティルト方向で液晶分子を配向させる。
配向膜１１のプレティルト方向Ｐ₁ ・Ｐ₂ は、第１分割
部８ａと第２分割部８ｂとで互いに逆方向となるように
設定されている。配向膜１４のプレティルト方向Ｐ₃・
Ｐ₄ も同様に互いに逆方向となるように設定されてい
る。尚、液晶層８は、透明電極１０・１３の何れの長手
方向に沿って分割されていてもよい。

【００７５】このような液晶層８を有する液晶表示素子
１に光学位相差板２・３を組み合わせれば、正視角方向
の視角特性と反視角特性の視角特性とに適した配向状態
を得ることができる。これにより、視角を上下方向に傾
けたときに生じるコントラストの低下および表示画像が
白く見える傾向を抑制することができる。この結果、特
に、コントラストの低下の影響を大きく受ける黒をより
黒らしく鮮明に表示することができる。

【００７６】また、液晶表示素子１においては、１画素
当たりの液晶層８において最も大きい第１分割部８ａに
対して、前記の屈折率楕円体の光学位相差板２・３に対
する傾斜方向と、配向膜１１・１４の近傍に配される液
晶分子のプレティルト方向とが反対となるように設定す
ることがさらに望ましい。

【００７７】これにより、液晶表示素子１への電圧印加
時に、配向の影響を受けて傾斜したままの状態にある上
記液晶分子による光学特性の偏りを光学位相差板２・３
で補償することができる。

【００７８】その結果、視角を正視角方向に傾けたとき
の反転現象が抑制され、黒くつぶれない良好な表示画像
を得ることができる。また、視角を反視角方向に傾けた
ときにコントラストの低下が抑制されるので、白みを帯
びない良好な表示画像を得ることができる。その上、左
右方向について反転現象を抑制することも可能になる。

【００７９】さらに、液晶層８においては、前述した如
く、光学位相差板２・３による位相差の補償機能と最良
な特性を有する組み合わせとなるように、液晶層８のプ
レティルト角が設定されている。

【００８０】詳細に言えば、液晶の閾値電圧に近い電圧
を液晶に印加した中間調表示状態、ここではノーマリホ
ワイト表示であるので白に近い中間調表示状態で、反視
角方向の階調反転が発生しない範囲にプレティルト角を
設定している。以下、白に近い中間調を白階調と呼ぶ。

【００８１】一方、白階調時の反視角方向の階調反転は
プレティルト角を大きくするほど起こり難くなることが
実験的に確認されたが、その反面、プレティルト角を大
きくし過ぎると、正視角方向での白階調時の輝度の急激
な低下が発生することも確認された。つまり、プレティ
ルト角の設定には、白階調時に正視角方向の急激な輝度
低下が発生しない範囲とすることも必要となる。

【００８２】具体的には、少なくとも配向膜１１又は配
向膜１４の何方かの材料及び液晶材料として、プレティ
ルト角が４°より大きく１５°未満の範囲となるような
配向膜材料と液晶材料との組み合わせが用いられてい
る。この場合、より好ましくは、プレティルト角が６°
以上１４°以下の範囲となるような配向膜材料と液晶材
料との組み合わせとすることである。この設定範囲は、
液晶層８が上記した分割比で分割されているものすべて
に共通の範囲である。

【００８３】このように、少なくとも対向する片側のプ
レティルト角を４°より大きく１５°未満の範囲内に設
定することで、通常の液晶表示装置にて要求される視角
５０°において、問題となるような白階調時の反視角方
向の階調反転のない、どの方向から見ても充分に使用に
耐え得るものとできる。

【００８４】そして特に、プレティルト角を６°以上１
４°以下の範囲内に設定することで、視角７０°におい
て、白階調時の反視角方向の階調反転の全く無いものと
できる。

【００８５】さらに、本実施の形態の液晶表示装置で
は、液晶層８における液晶材料として、波長５５０ｎｍ
の光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）が、０．０６
０より大きく０．１２０より小さい範囲に設計されたも
のが選択されている。この場合、より好ましくは、上記
Δｎ（５５０）が、０．０７０以上０．０９５以下の範
囲に設計された液晶材料を用いることである。

【００８６】これにより、光学位相差板２・３による位
相差の補償機能、及びプレティルト角を上記の範囲に設
定したことによる補償機能に加えて、反視角方向のコン
トラスト比の低下、左右方向の反転現象をより一層改善
することが可能となる。

【００８７】以上のように、本実施の形態の液晶表示装
置は、液晶表示素子１と偏光板４・５の間に、屈折率楕
円体の３つの主屈折率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞
ｎ_bという関係を有し、表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ
_c の方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率
ｎ_b の方向と、表面内の主屈折率ｎ_c またはｎ_a の方向
とが時計まわり、または反時計まわりに傾斜することに
より、上記屈折率楕円体が傾斜している光学位相差板２
・３を備えた構成の液晶表示装置において、各画素にお
ける液晶層８を異なる比率で分割して異なる方向に配向
させると共に、液晶層８におけるプレティルト角を、液
晶の閾値電圧に近い電圧を液晶に印加した中間調表示状
態で、反視角方向の階調反転が発生しない範囲に設定し
た構成である。

【００８８】これにより、液晶表示素子１に生じる視角
に対応する位相差の上記の光学位相差板２・３による補
償機能と共に、液晶層８の分割による補償機能、加え
て、光学位相差板２・３の補償機能を最良の組み合わせ
となるように、プレティルト角を上記の範囲に設定した
ことによる補償機能により、視角を上下方向に傾けたと
きに生じる反転現象を抑えると共に、その際のコントラ
ストの低下及び表示画像が白く見える傾向をほぼ均一に
抑制し、また、視角に依存した反視角方向の白階調時
（ノーマリホワイト表示であるので）に発生する反転現
象を特に効果的に改善することも可能であり、高品質の
画像を表示できる。

【００８９】しかも、本実施の形態の液晶表示装置で
は、液晶層８における液晶材料として、波長５５０ｎｍ
の光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）が、０．０６
０より大きく０．１２０より小さい範囲に設計されたも
のを用いているので、光学位相差板２・３による位相差
の補償機能、及びプレティルト角を上記の範囲に設定し
たことによる補償機能に加えて、反視角方向のコントラ
スト比の低下、左右方向の反転現象をより一層改善する
ことが可能となる。

【００９０】なお、ここでは、ノーマリホワイト表示の
液晶表示装置を例示して説明したが、ノーマリブラック
表示の液晶表示装置においても、光学位相差板２・３に
よる補償効果に合わせて、プレティルト角を液晶の閾値
電圧に近い電圧を液晶に印加した中間調表示（黒階調）
で反視角方向の階調反転が発生しない範囲に設定し、こ
れによる補償効果を得ることで、上記と同様の効果を得
ることができる。

【００９１】また、本実施の形態においては、単純マト
リクス方式の液晶表示装置について述べたが、本発明
は、これ以外に、ＴＦＴなどの能動スイッチング素子を
用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置につい
ても適用が可能である。

【００９２】〔実施の形態２〕 本発明の実施の他の形態について図１に基づいて説明す
れば、以下の通りである。尚、説明の便宜上、前記の実
施の形態にて示した部材と同一の機能を有する部材に
は、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【００９３】本実施の形態に係る液晶表示装置は、前述
の実施の形態１にて示した図１の液晶表示装置とほぼ同
様の構成を有している。異なる点は、実施の形態１の液
晶表示装置では、光学位相差板２・３による位相差の補
償機能と最良な特性を有する組み合わせとなるように、
上記液晶層８のプレティルト角が、液晶層８に液晶の閾
値電圧に近い電圧を印加した中間調表示状態で反視角方
向の階調反転が発生しない範囲に設定されていたのに対
し、本実施の形態の液晶表示装置では、光学位相差板２
・３による位相差の補償機能と最良な特性を有する組み
合わせとなるように、液晶層８に液晶の閾値電圧に近い
電圧を印加することで得られる中間調を表示するための
印加電圧値を、当該中間調の表示状態で反視角方向の階
調反転が発生しない範囲に設定している点である。

【００９４】以下、この点を詳細に説明する。

【００９５】本実施の形態の液晶表示装置は、ノーマリ
ホワイト表示であるので、液晶の閾値電圧に近い電圧を
液晶に印加した中間調表示状態、即ち、白階調を行うた
めの印加電圧値が、該電圧を印加した状態で反視角方向
の階調反転が発生しない範囲に設定されている。

【００９６】一方、白階調時の透過率を下げるほど、白
階調時の反視角方向の階調反転が起こらなくなることが
実験的に確認されたが、その反面、透過率を低く設定し
過ぎると、正視角方向、左右方向で輝度が急激に低下し
てしまう。つまり、白階調時の透過率を決定する液晶印
加電圧の設定には、白階調時に正視角方向、左右方向の
急激な輝度低下が発生しない範囲に設定することも必要
となる。

【００９７】具体的には、白階調時における液晶印加電
圧が、液晶印加電圧がゼロのオフ状態の透過率１００％
に対して８５％より大きい透過率を得るように設定され
ている。この場合、より好ましくは、白階調時における
液晶印加電圧を、オフ状態の透過率１００％に対して９
０％以上９７％以下の範囲に入る透過率を得るように設
定することである。この設定範囲は、液晶層８が上記し
た分割比で分割されているものすべてに共通の範囲であ
る。

【００９８】このように白階調時の液晶印加電圧をオフ
状態の透過率１００％に対して８５％より大きい透過率
を得るように設定することで、通常の液晶表示装置にて
要求される視角５０°において、問題となるような白階
調時の反視角方向の階調反転のない、どの方向から見て
も充分に使用に耐え得るものとできる。

【００９９】そして特に、白階調時の液晶印加電圧をオ
フ状態の透過率１００％に対して９０％以上９７％以下
の範囲に設定することで、視角７０°において、白階調
時の反視角方向の階調反転の全く無いものとできる。

【０１００】即ち、本実施の形態の液晶表示装置は、液
晶表示素子１と偏光板４・５の間に、屈折率楕円体の３
つの主屈折率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b とい
う関係を有し、表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向
を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率ｎ_b の方
向と、表面内の主屈折率ｎ_c またはｎ_a の方向とが時計
まわり、または反時計まわりに傾斜することにより、上
記屈折率楕円体が傾斜している光学位相差板２・３を備
えた構成の液晶表示装置において、液晶の閾値電圧に近
い電圧を液晶に印加した中間調表示状態を行うための印
加電圧値を、該電圧を印加した状態で反視角方向の階調
反転が発生しない範囲に設定した構成である。

【０１０１】これにより、液晶表示素子１に生じる視角
に対応する位相差の上記の光学位相差板２・３による補
償機能と共に、液晶層８の分割による補償機能、加え
て、白階調時の液晶印加電圧を上記の範囲に設定したこ
とによる補償機能により、視角を上下方向に傾けたとき
に生じる反転現象を抑えると共に、その際のコントラス
トの低下及び表示画像が白く見える傾向をほぼ均一に抑
制し、また、視角に依存した反視角方向の白階調時（ノ
ーマリホワイト表示であるので）に発生する反転現象を
特に効果的に改善することも可能であり、高品質の画像
を表示できる。

【０１０２】さらに、本実施の形態の液晶表示装置で
も、液晶層８における液晶材料として、波長５５０ｎｍ
の光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）が、０．０６
０より大きく０．１２０より小さい範囲に設計されたも
のを、より好ましくは、上記Δｎ（５５０）が、０．０
７０以上０．０９５以下の範囲に設計された液晶材料を
用いることで、光学位相差板２・３による位相差の補償
機能、及び白階調時の液晶印加電圧を上記の範囲に設定
したことによる補償機能に加えて、反視角方向のコント
ラスト比の低下、左右方向の反転現象をより一層改善す
ることが可能となる。

【０１０３】なお、ここでも、ノーマリホワイト表示の
液晶表示装置を例示して説明したが、ノーマリブラック
表示の液晶表示装置においても、光学位相差板２・３に
よる補償効果に合わせて、液晶の閾値電圧に近い電圧を
液晶に印加して得られる中間調を表示（黒階調）するた
めの液晶印加電圧を、該中間調で反視角方向の階調反転
が発生しない範囲に設定し、これによる補償効果を得る
ことで、上記と同様の効果を得ることができる。

【０１０４】また、前述の実施の形態１と同様に、単純
マトリクス方式の液晶表示装置以外に、ＴＦＴなどの能
動スイッチング素子を用いたアクティブマトリクス方式
の液晶表示装置についても適用が可能である。

【０１０５】

【実施例】次に、本実施の形態１・２に係る液晶表示装
置の実施例を、比較例と共に、図１、及び、図６ないし
図１１を用いて、以下に説明する。

【０１０６】（実施例１） 本実施例では、図６に示すように、受光素子２１、増幅
器２２および記録装置２３を備えた測定系を用いて、液
晶表示装置の視角依存性を測定した。液晶表示装置の液
晶セル１６は、前記のガラス基板９側の面１６ａが直交
座標ｘｙｚの基準面ｘ−ｙに位置するように設置されて
いる。受光素子２１は、一定の立体受光角で受光し得る
素子であり、面１６ａに垂直なｚ方向に対して角度φ
（視角）をなす方向における、座標原点から所定距離を
おいた位置に配置されている。

【０１０７】測定時には、本測定系に設置された液晶セ
ル１６に対し、面１６ａの反対側の面から波長５５０ｎ
ｍの単色光を照射する。液晶セル１６を透過した単色光
の一部は、受光素子２１に入射する。受光素子２１の出
力は、増幅器２２で所定のレベルに増幅された後、波形
メモリ、レコーダなどの記録装置２３によって記録され
る。

【０１０８】ここでは、図１の液晶表示装置における液
晶セル１６の配向膜１１・１４に、日本合成ゴム社製の
オプトマーＡＬ（商品名）を用い、第１分割部８ａ：第
２分割部８ｂが、６：４、１７：３、１９：１に設定さ
れた液晶材料を液晶層８に用い、セル厚（液晶層８の厚
み）を５μｍとした、３つのサンプル♯１〜♯３を用意
した。

【０１０９】サンプル♯１〜♯３における光学位相差板
２・３としては、透明な支持体（例えば、トリアセチル
セルロース（ＴＡＣ）等）にディスコティック液晶を塗
布し、ディスコティック液晶を傾斜配向させて架橋して
形成してなる、上述の第１のリタデーション値が０ｎ
ｍ、上述の第２のリタデーション値が１００ｎｍであ
り、図３に示す、主屈折率ｎ_b の方向がｘｙｚ軸座標に
おけるｚ軸方向に対して矢印Ａで示す方向に約２０°と
なるように傾いており、同様に主屈折率ｎ_c の方向がｘ
軸に対して矢印Ｂで示す方向に約２０°の角度をなして
いるもの（即ち、屈折率楕円体の傾斜角度θ＝２０°の
もの）を用いた。

【０１１０】このようなサンプル♯１〜♯３を、図６に
示す測定系に設置して、受光素子２１が一定の角度φで
固定された場合の、サンプル♯１〜♯３への印加電圧に
対する受光素子２１の出力レベルを測定した。

【０１１１】測定は、３０°の角度φとなるように受光
素子２１を配置し、ｙ方向が画面の上側であり、ｘ方向
が画面の左側であると仮定して、受光素子２１の配置位
置を上方向、下方向、左方向、右方向にそれぞれ変えて
行われた。また、ｚ軸方向に受光素子２１を配置した状
態でも行われた。

【０１１２】その結果を、図７（ａ）〜（ｃ）に示す。
図７（ａ）〜（ｃ）は、サンプル♯１〜♯３に印加され
る電圧に対する光の透過率（透過率−液晶印加電圧特
性）を表したグラフである。図７（ａ）が、分割比６：
４のサンプル♯１の測定結果であり、図７（ｂ）が分割
比１７：３のサンプル♯２、図７（ｃ）が分割比１９：
１のサンプル♯３の測定結果である。

【０１１３】上記の（ａ）〜（ｃ）において、実線で表
される曲線Ｌ１はｚ軸方向、破線で表される曲線Ｌ２は
下方向、点線で表される曲線Ｌ３は右方向、一点鎖線で
表される曲線Ｌ４は上方向、二点鎖線で表される曲線Ｌ
５は左方向の特性をそれぞれ表している。

【０１１４】図７（ｂ）から分かるように、分割比１
７：３のサンプル♯２では、中間調表示域における透過
率−印加電圧特性において、曲線Ｌ２・Ｌ３・Ｌ４・Ｌ
５が曲線Ｌ１に近接していることが確認された。それゆ
え、中間調表示域では、画面の上下左右のいずれの方向
に視角を傾けてもほぼ同様な視角特性を得ることができ
る。

【０１１５】下方向の測定では、オン状態で透過率がほ
ぼ７％という低い一定値に保たれ、反転現象が確認され
なかった。また、上方向の測定では、オン状態で透過率
が下方向で測定された透過率より低い値であり十分低下
していることが確認された。

【０１１６】図７（ａ)(ｃ）に示すサンプル♯１・♯３
においても、概ね上記と同じ視角特性の改善が確認され
た。

【０１１７】具体的には、図７（ａ）に示すように、分
割比が６：４から、中間調表示域およびオン状態で曲線
Ｌ２（下方向）と曲線Ｌ４（上方向）とが近づく傾向が
現れ始め、分割比が大きくなるにしたがってその傾向が
強まる。一方、図８（ｃ）に示すように、分割比が１
９：１から、曲線Ｌ２（下方向）が曲線Ｌ１（ｚ軸方
向）に近づく傾向が現れ始め、分割比が小さくなるにし
たがってその傾向が強まる。これにより、下方向（正視
角方向）について、表示画像が黒くつぶれる現象は抑制
される。

【０１１８】さらに、細かく分割比を変化させて調べた
結果、分割比が７：３から９：１の範囲に設定されてい
る場合には、上記の１７：３の場合のように、下方向と
上方向とでバランスのとれた、良好な視角特性の改善が
見られることが確認された。

【０１１９】なお、本液晶表示装置においては、液晶表
示素子１の両側に２枚の光学位相差板２・３が設けられ
ているが、いずれか１枚だけでも、上記のような視角特
性を得ることができる。１枚の場合、上下方向の視角特
性はバランスがとれて改善されるが、左右方向の視角特
性は非対称になる。これに対し、２枚の場合、上下方向
の視角特性は１枚の場合と同様に改善されるとともに、
左右方向の視角特性も対称になり、上下方向と同様に改
善される。

【０１２０】ここで、比較のために、第１分割部８ａ：
第２分割部８ｂが１：１に設定された比較用のサンプル
♯１０１を作成して、同様に図７に示す測定系に設置
し、視角依存性を測定した。その結果を透過率−印加電
圧特性のグラフを図８に示す。

【０１２１】このグラフにおいて、実線で表される曲線
Ｌ１１はｚ軸方向、破線で表される曲線Ｌ１２は下方
向、点線で表される曲線Ｌ１３は右方向、一点鎖線で表
される曲線Ｌ１４は上方向、二点鎖線で表される曲線Ｌ
１５は左方向の特性をそれぞれ表している。

【０１２２】この結果より、左右方向については、オン
状態で十分低い透過率が得られ、視角特性に問題はない
ことが確認された。これに対し、上下方向については、
オン状態で十分に透過率が低下していないことが確認さ
れた。このように、本比較例の液晶表示装置は、上下方
向に視角依存性を有している。

【０１２３】（実施例２） 本実施例では、図１の液晶表示装置における液晶セル１
６の配向膜１１・１４に、日本合成ゴム社製のオプトマ
ーＡＬ（商品名）を用い、上記配向膜１１・１４に対し
てプレティルト角が、２．０°，４．０°，６．０°，
８．０°，１４．０°，１５．０°，１６．０°となる
液晶材料を用い、セル厚（液晶層８の厚み）を５μｍと
した、５つのサンプル♯１１〜♯１７を用意した。な
お、液晶層８における第１分割部８ａ：第２分割部８ｂ
は、１７：３とした。

【０１２４】これらサンプル♯１１〜♯１７のプレティ
ルト角の測定は、サンプル♯１１〜♯１７の材料を注入
したホモジニアスセルを作成し、プレティルト角測定装
置ＮＳＭＡＰ−３０００ＬＣＤ（シグマ光機社製）で測
定した。

【０１２５】また、サンプル♯１１〜♯１７における光
学位相差板２・３としては、ディスコティック液晶を傾
斜配向した前述の実施例１における光学位相差板２・３
と同様のものを用いた。

【０１２６】これらサンプル♯１１〜♯１７に対して、
白階調時の印加電圧を種々変えて、白色光のもと目視試
験を行った結果を表１〜表７に示す。

【０１２７】

【表１】 表１は、白階調を得るための液晶印加電圧として、液晶
への印加電圧がゼロのオフ状態における、液晶セル１６
の表面の法線方向の透過率を１００％としてその１００
％の透過率を法線方向において得る値を個々のサンプル
毎に設定し、白階調時の表示状態を調べた結果である。

【０１２８】表１より、透過率を１００％として白階調
時の電圧を設定した場合、プレティルト角を８．０°，
１４．０°としたサンプル♯１４，♯１５では、視角を
７０°として反視角方向から見ても階調反転は確認され
ず良好な画質であった。

【０１２９】また、プレティルト角を６．０°としたサ
ンプル♯１３では、視角６０°までは全く問題はなく、
良好な画質であった。視角７０°では、反視角方向でや
や階調がつぶれるが、階調反転は確認されず使用には充
分な画質であった。

【０１３０】また、プレティルト角を４．０°としたサ
ンプル♯１２では、視角６０°までは全く問題はなく、
良好な画質であった。視角７０°では、階調反転が確認
されたが、これは使用に耐え得るものであった。

【０１３１】プレティルト角を１５．０°としたサンプ
ル♯１６では、視角６０°までは良好な画質であった
が、視角７０°で正視角方向から見た場合に使用に耐え
ない程輝度が低下することが確認された。

【０１３２】一方、プレティルト角を２．０°としたサ
ンプル♯１１では、視角５０°においてでさえ反視角方
向から見た場合に、階調反転が確認され、また、プレテ
ィルト角を１６．０°としたサンプル♯１７では、視角
５０°においてでさえ正視角方向から見た場合に使用に
耐えない程の輝度低下が確認された。

【０１３３】

【表２】 表２は、オフ状態の透過率に対する透過率を９７％とし
て白階調時の電圧を個々のサンプル毎に設定して調べた
結果である。

【０１３４】表２より、透過率を９７％として白階調時
の電圧を設定した場合、プレティルト角を６．０°，
８．０°，１４．０°としたサンプル♯１３，♯１４，
♯１５では、視角を７０°として反視角方向から見ても
階調反転は確認されず良好な画質であった。

【０１３５】プレティルト角を４．０°としたサンプル
♯１２では、視角５０°までは反視角方向から見ても階
調反転は確認されず良好な画質であったが、視角６０°
で階調がつぶれた。しかしながら、階調反転は確認され
なかったので、視角６０°でも使用に耐え得るものであ
った。プレティルト角を１５．０°としたサンプル♯１
６では、視角５０°までは良好な画質であったが、視角
６０°で正視角方向から見た場合に、使用に耐えない程
輝度が低下することが確認された。

【０１３６】一方、プレティルト角を２．０°としたサ
ンプル♯１１では、視角５０°においてでさえ反視角方
向から見た場合に階調反転が確認された。また、プレテ
ィルト角を１６．０°としたサンプル♯１７では、視角
５０°においてでさえ正視角方向から見た場合に使用に
耐えない程の輝度低下が確認された。

【０１３７】

【表３】 表３は、オフ状態の透過率に対する透過率を９５％とし
て白階調時の電圧を個々のサンプル毎に設定して調べた
結果である。これは、透過率を９７％として電圧設定を
行った表２と同じ結果であった。

【０１３８】

【表４】 表４は、オフ状態の透過率に対する透過率を９２％とし
て白階調時の電圧を個々のサンプル毎に設定して調べた
結果である。

【０１３９】表４より、透過率を９２％として白階調時
の電圧を設定した場合、プレティルト角を６．０°，
８．０°，１４．０°としたサンプル♯１３，♯１４，
♯１５では、視角を７０°として反視角方向から見ても
階調反転は確認されず良好な画質であった。

【０１４０】プレティルト角を４．０°としたサンプル
♯１２では、視角６０°までは反視角方向から見ても階
調反転は確認されず良好な画質であったが、視角７０°
で階調が反転した。しかしながら、使用に耐え得る程度
のものであった。プレティルト角を１５．０°としたサ
ンプル♯１６では、視角５０°までは良好な画質であっ
たが、視角６０°で正視角方向から見た場合に使用に耐
えない程輝度が低下することが確認された。プレティル
ト角を２．０°としたサンプル♯１１では、視角５０°
で階調が反転したが、使用に耐え得る程度のものであっ
た。

【０１４１】一方、プレティルト角を１６．０°とした
サンプル♯１７では、視角５０°においてでさえ正視角
方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度低下が確認
された。

【０１４２】

【表５】 表５は、オフ状態の透過率に対する透過率を９０％とし
て白階調時の電圧を個々のサンプル毎に設定して調べた
結果である。

【０１４３】表５より、透過率を９０％として白階調時
の電圧を設定した場合、プレティルト角を６．０°，
８．０°としたサンプル♯１３，♯１４では、視角を７
０°として反視角方向から見ても階調反転は確認されず
良好な画質であった。

【０１４４】プレティルト角を１４．０°としたサンプ
ル♯１５では、視角５０°までは良好な画質であった
が、視角６０°で正視角方向から見た場合に輝度が低下
することが確認された。しかしながら、この輝度低下は
使用に耐え得る程度のものであった。プレティルト角を
４．０°としたサンプル♯１２では、視角６０°までは
反視角方向から見ても階調反転は確認されず良好な画質
であったが、視角７０°で階調がつぶれた。しかしなが
ら、階調反転は無く、使用に耐え得る程度のものであっ
た。プレティルト角を１５．０°としたサンプル♯１６
では、視角５０°で正視角方向から見た場合に輝度が低
下することが確認されたが、この輝度低下は使用に耐え
得る程度のものであった。プレティルト角を２．０°と
したサンプル♯１１では、視角５０°で階調がつぶれ、
視角６０で階調が反転したが、何れも使用に耐え得る程
度のものであった。

【０１４５】一方、プレティルト角を１６．０°とした
サンプル♯１７では、視角５０°においてでさえ正視角
方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度低下が確認
された。

【０１４６】

【表６】 表６は、オフ状態の透過率に対する透過率を８７％とし
て白階調時の電圧を個々のサンプル毎に設定して調べた
結果である。

【０１４７】表６より、透過率を８７％として白階調時
の電圧を設定した場合、プレティルト角を４．０°，
６．０°，８．０°としたサンプル♯１２，♯１３，♯
１４では、視角５０°までは良好な画質であったが、視
角６０°で正視角方向から見た場合に輝度が低下するこ
とが確認された。しかしながら、この輝度低下は使用に
耐え得る程度のものであった。なお、視角７０°では、
正視角方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度低下
が確認された。

【０１４８】プレティルト角を１４．０°としたサンプ
ル♯１５では、視角５０°、視角６０°で正視角方向か
ら見た場合に輝度が低下することが確認されたが、使用
に耐え得る程度のものであった。なお、視角７０°で
は、正視角方向から見た場合に使用に耐えない程の輝度
低下が確認された。

【０１４９】プレティルト角を１５．０°，１６．０°
としたサンプル♯１６，♯１７では、視角５０°におい
てでさえ、正視角方向から見た場合に使用に耐えない程
の輝度低下が確認された。

【０１５０】プレティルト角を２．０としたサンプル♯
１１では、視角５０°までは反視角方向から見ても階調
反転は確認されず良好な画質であったが、視角６０°で
正視角方向から見た場合に輝度低下が確認された。しか
しながら、使用に耐え得る程度のものであった。なお、
視角７０°では、正視角方向から見た場合に使用に耐え
ない程の輝度低下が確認された。

【０１５１】

【表７】 表７は、オフ状態の透過率に対する透過率を８５％とし
て白階調時の電圧を個々のサンプル毎に設定して調べた
結果である。

【０１５２】表７より、透過率を８５％として白階調時
の電圧を設定した場合、プレティルト角を４．０°，
６．０°，８．０°，１４．０°，１５．０°，１６．
０°としたサンプル♯１２，♯１３，♯１４，♯１５，
♯１６，♯１７では、視角５０°においてでさえ正視角
方向、左右方向から見た場合に、使用に耐えない程の輝
度低下が確認された。

【０１５３】一方、プレティルト角を２．０としたサン
プル♯１１では、視角５０°で正視角方向から見た場合
に輝度低下が確認されたが、使用に耐え得るものであっ
た。なお、視角６０°では、正視角方向から見た場合に
使用に耐えない程の輝度低下が確認された。

【０１５４】即ち、表１〜表７より、プレティルト角を
調整すること、或いは、白階調時の透過率を調整するこ
とで、反視角方向の階調反転を改善できると言える。そ
の場合、白階調の透過率として通常設定される９５〜９
７％程度では、プレティルト角を４°より大きく１５°
未満の範囲とすることで、視角５０°において反視角方
向の階調反転を改善し、かつ、正視角方向の輝度低下も
ない良好な表示とできると言える。そして、さらに、６
°以上１４°以下の範囲とすることで、広視野角の視角
７０°においても反視角方向の階調反転を改善し、か
つ、正視角方向の輝度低下もない良好な表示とできると
言える。

【０１５５】また、通常設定される４°〜１４°のプレ
ティルト角では、白階調時の透過率として８５％より大
きい透過率を得るようにすることで、視角５０°におい
て反視角方向の階調反転を改善し、かつ、正視角方向の
輝度低下もない良好な表示とできると言える。そして、
さらに、９０％以上９７％以下の範囲に入る透過率を得
るようにすることで、広視野角の視角７０°においても
反視角方向の階調反転を改善し、かつ、正視角方向の輝
度低下もない良好な表示とできると言える。

【０１５６】また、プレティルト角の調整と白階調時の
透過率の調整とを組み合わせることで、さらに、改善の
効果が得られると言える。

【０１５７】次に、上記と同じサンプル♯１１とサンプ
ル♯１４に対して、図６に示すように、受光素子２１、
増幅器２２および記録装置２３を備えた測定系を用い
て、液晶表示装置の視角依存性を調べた。

【０１５８】この測定系において、液晶表示装置の液晶
セル１６は、前記のガラス基板９側の面１６ａが直交座
標ｘｙｚの基準面ｘ−ｙに位置するように設置される。
受光素子２１は、一定の立体受光角で受光し得る素子で
あり、面１６ａに垂直なｚ方向に対して角度φ（視角）
をなす方向における、座標原点から所定距離をおいた位
置に配置されている。

【０１５９】測定時には、本測定系に設置された液晶セ
ル１６に対し、面１６ａの反対側の面から波長５５０ｎ
ｍの単色光を照射する。液晶セル１６を透過した単色光
の一部は、受光素子２１に入射する。受光素子２１の出
力は、増幅器２２で所定のレベルに増幅された後、波形
メモリ、レコーダなどの記録装置２３によって記録され
る。

【０１６０】ここでは、受光素子２１が一定の角度φで
固定された場合の、上記の実施例サンプル♯１１，♯１
４への印加電圧に対する受光素子２１の出力レベルを測
定した。

【０１６１】測定は、５０°の角度φとなるように受光
素子２１を配置し、ｙ方向が画面の左側であり、ｘ方向
が画面の下側（正視角方向）であると仮定して、受光素
子２１の配置位置を上方向（反視角方向）、下方向（正
視角方向）、左方向、右方向にそれぞれ変えて行われ
た。

【０１６２】その結果を、図９（ａ）〜（ｃ）に示す。
図９（ａ）〜（ｃ）は、プレティルト角を８．０°とし
たサンプル♯１４及びプレティルト角を２．０°とした
サンプル♯１１に印加される電圧に対する光の透過率
（透過率−液晶印加電圧特性）を表したグラフである。

【０１６３】図９（ａ）が図５の上方向から測定を行っ
た結果であり、図９（ｂ）が図５の下方向、図９（ｃ）
が左方向から測定をそれぞれ行った結果である。尚、右
方向からの測定も図９（ｃ）と同じであった。以下、左
方向、右方向を、横方向と総称する。

【０１６４】図９（ａ）において、一点鎖線で示す曲線
Ｌ２１は、正面、即ち表面の法線方向から測定した結果
であり、サンプル♯１１，♯１４とも、同じ透過率−液
晶印加電圧特性となる。

【０１６５】図９（ａ）〜（ｃ）において、実線で表す
Ｌ２２・Ｌ２４・Ｌ２６が、サンプル♯１４のもので、
破線で示す曲線Ｌ２３・Ｌ２５・Ｌ２７が、サンプル♯
１１のものである。

【０１６６】サンプル♯１４及びサンプル♯１１につい
て、上方向の透過率−液晶印加電圧特性を比較した場
合、図９（ａ）より、サンプル♯１１の曲線Ｌ２３は、
１Ｖ付近から２Ｖ付近に欠けて透過率が一度上がってか
ら下がり、こぶを持っているのに対し、サンプル♯１４
の曲線Ｌ２２は、１Ｖ付近から２Ｖ付近に欠けて透過率
がほぼ一定であり、こぶが消滅し、反転現象が無いこと
が確認された。

【０１６７】また、図９（ｂ)(ｃ）にて、下方向及び横
方向の透過率−液晶印加電圧特性を比較すると、サンプ
ル♯１４の曲線Ｌ２４・Ｌ２６はそれぞれサンプル♯１
１の曲線Ｌ２５・Ｌ２７に対して少し速く透過率が落ち
始めることを示しているが、図９（ｂ）では２Ｖ付近、
図９（ｃ）では２．７Ｖ付近から、サンプル♯１４とサ
ンプル♯１１の透過率はほぼ一致しており、プレティル
ト角を８．０°と大きくしたことによる悪影響はないこ
とが確認できる。

【０１６８】また、光学位相差板２・３として、透明な
支持体にディスコティック液晶をハイブリッド配向させ
た以外は、上記のサンプル♯１１〜♯１７と同様のサン
プルに対しても、上記と同様の結果が得られた。

【０１６９】（実施例３） 本実施例では、図１の液晶表示装置における液晶セル１
６の配向膜１１・１４に、日本合成ゴム社製のオプトマ
ーＡＬ（商品名）を用い、上記配向膜１１・１４に対し
てプレティルト角が６°で、かつ波長５５０ｎｍにおけ
る屈折率異方性Δｎ（５５０）がそれぞれ、０．０７
０、０．０８０、０．０９５に設定された液晶材料を液
晶層８（分割比１７：３）に用い、セル厚（液晶層８の
厚み）を５μｍとした、３つのサンプル♯２１〜♯２３
を用意した。

【０１７０】尚、プレティルト角の測定は、サンプル♯
２１〜♯２３の材料を注入したホモジニアスセルを作成
し、プレティルト角測定装置ＮＳＭＡＰ−３０００にて
行った。

【０１７１】また、サンプル♯２１〜♯２３における光
学位相差板２・３としては、ディスコティック液晶を傾
斜配向した前述の実施例１における光学位相差板２・３
と同様のものを用いた。

【０１７２】このようなサンプル♯２１〜♯２３を、図
６に示す測定系に設置して、受光素子２１が一定の角度
φで固定された場合の、サンプル♯２１〜♯２３への印
加電圧に対する受光素子２１の出力レベルを測定した。

【０１７３】測定は、５０°の角度φとなるように受光
素子２１を配置し、ｙ方向が画面の左側であり、ｘ方向
が画面の下側（正視角方向）であると仮定して、受光素
子２１の配置位置を上方向（反視角方向）、左方向、右
方向にそれぞれ変えて行われた。

【０１７４】その結果を、図１０（ａ）〜（ｃ）に示
す。図１０（ａ）〜（ｃ）は、サンプル♯３１に印加さ
れる電圧に対する光の透過率（透過率−液晶印加電圧特
性）を表したグラフである。

【０１７５】図１０（ａ）〜（ｃ）において、それぞれ
一点鎖線で示す曲線Ｌ３１・Ｌ３４・Ｌ３７が、液晶層
８にΔｎ（５５０）＝０．０７０の液晶材料を用いたサ
ンプル♯２１のもので、実線で示す曲線Ｌ３２・Ｌ３５
・Ｌ３８が、液晶層８にΔｎ（５５０）＝０．０８０の
液晶材料を用いたサンプル♯２２のもので、破線で示す
曲線Ｌ３３・Ｌ３６・Ｌ３９が、液晶層８にΔｎ（５５
０）＝０．０９５の液晶材料を用いたサンプル♯２３の
ものである。

【０１７６】また、実施例に対する比較例として、図１
の液晶セル１６における液晶層８（分割比１７：３）に
波長５５０ｎｍにおける屈折率異方性Δｎ（５５０）が
それぞれ、０．０６０、０．１２０に設定された液晶材
料を用いた以外は実施例と同様の２つの比較用のサンプ
ル♯２０１・♯２０２を用意し、図６に示す測定系に設
置して、本実施例と同様の方法で受光素子２１が一定の
角度φで固定された場合のサンプル♯２０１・♯２０２
への印加電圧に対する受光素子２１の出力レベルを測定
した。

【０１７７】測定は、本実施例と同様に、５０°の角度
φとなるように受光素子２１を配置し、ｙ方向が画面の
上側であり、ｘ方向が画面の下側（正視角方向）である
と仮定して、受光素子２１の配置位置を上方向、右方
向、左方向にそれぞれ変えて行われた。

【０１７８】その結果を、図１１（ａ）〜（ｃ）に示
す。図１１（ａ）〜（ｃ）は、比較用のサンプル♯２０
１・♯２０２に印加される電圧に対する光の透過率（透
過率−液晶印加電圧特性）を表したグラフである。

【０１７９】図１１（ａ）が図５の上方向からの測定を
行った結果であり、図１１（ｂ）が図５の右方向、図１
１（ｃ）が左方向からの測定をそれぞれ行った結果であ
る。

【０１８０】図１１（ａ）〜（ｃ）において、それぞれ
実線で示す曲線Ｌ４０・Ｌ４２・Ｌ４４が、液晶層８に
Δｎ（５５０）＝０．０６０の液晶材料を用いたサンプ
ル♯２０１のもので、破線で示す曲線Ｌ４１・Ｌ４３・
Ｌ４５が、液晶層８にΔｎ（５５０）が０．１２０の液
晶材料を用いたサンプル♯２０２のものである。

【０１８１】サンプル♯２１〜♯２３とサンプル♯２０
１・♯２０２とについて、上方向の透過率−液晶印加電
圧特性を比較した場合、図１０（ａ）では、曲線Ｌ３１
・Ｌ３２・Ｌ３３とも電圧を高くするに伴って透過率が
充分下がることが確認された。これに対して、図１１
（ａ）では、曲線Ｌ４１は、図１０（ａ）の曲線Ｌ３１
・Ｌ３２・Ｌ３３と比較して、電圧を高くしていっても
充分に透過率が下がっていない。また、曲線Ｌ４０は、
電圧を高くしていくに伴い透過率は一度低下してから再
び上昇する反転現象が確認された。

【０１８２】同様に、サンプル♯２１〜♯２３とサンプ
ル♯２０１・♯２０２とについて、右方向の透過率−液
晶印加電圧特性を比較した場合、図１０（ｂ）では、曲
線Ｌ３４・Ｌ３５・Ｌ３６とも電圧を高くしていくと透
過率はほぼ０近くになるまで低下していることが確認さ
れた。また、図１１（ｂ）でも、曲線Ｌ４２は電圧を高
くしていくと、図１０（ｂ）と同様に透過率がほぼ０近
くになるまで低下するが、曲線Ｌ４３については上記の
反転現象が確認された。

【０１８３】同様に、サンプル♯２１〜♯２３とサンプ
ル♯２０１・♯２０２とについて、左方向の場合でも右
方向と同様に、図１０（ｃ）の曲線Ｌ３７・Ｌ３８・Ｌ
３９および図１１（ｃ）の曲線Ｌ４４は電圧を高くして
いくと、すべて透過率はほぼ０近くになるまで低下する
が、図１１（ｃ）の曲線Ｌ４５のみ、反転現象が確認さ
れた。

【０１８４】さらに、サンプル♯２１〜♯２３とサンプ
ル♯２０１・♯２０２とについて、白色光のもとで目視
確認を行った。

【０１８５】サンプル♯２１〜♯２３及びサンプル♯２
０１については、視角を５０°としてどの方向から見て
も、着色は確認されず良好な画質であった。これに対
し、サンプル♯２０２については、視角を５０°として
左右方向から見た場合に、黄色から橙色に着色している
ことが確認された。

【０１８６】以上の結果から、図１０（ａ）〜（ｃ）で
示したように、液晶層８に波長５５０ｎｍにおける屈折
率異方性Δｎ（５５０）がそれぞれ、０．０７０、０．
０８０、０．０９５に設定された液晶材料を用いた場合
には、電圧を印加していくと透過率は充分低下し、反転
現象も見られないため、視野角が拡大し、また、着色現
象もなく、液晶表示装置の表示品位が格段に向上してい
ることがわかる。

【０１８７】それに対して、図１１（ａ）〜（ｃ）で示
したように、液晶層８に波長５５０ｎｍにおける屈折率
異方性Δｎ（５５０）がそれぞれ、０．０６０、０．１
２０に設定された液晶材料を用いた場合には、視角依存
性は充分に改善されないことがわかる。

【０１８８】また、光学位相差板２・３として、透明な
支持体にディスコティック液晶をハイブリッド配向させ
た以外は、上記のサンプル♯２１〜♯２３及びサンプル
♯２０１・♯２０２と同様のサンプルに対しても、同様
の結果が得られた。

【０１８９】また、上記光学位相差板２・３の屈折率楕
円体の傾斜角度θを変化させて、傾斜角度θに対する透
過率−液晶印加電圧特性の依存性を調べた結果、１５°
≦θ≦７５°の範囲内であれば、光学位相差板２・３に
おけるディスコティック液晶の配向の状態に関係なく、
基本的に変化しなかった。尚、上記範囲を越えた場合に
は、反視角方向の視野角が広がらないことが確認され
た。

【０１９０】さらに、上記光学位相差板２・３の第２の
リタデーション値を変化させて、第２のリタデーション
値に対する透過率−液晶印加電圧特性の依存性を調べた
結果、第２のリタデーション値が８０ｎｍ〜２５０ｎｍ
の範囲内であれば、光学位相差板２・３におけるディス
コティック液晶の配向の状態に関係なく、基本的に変化
しなかった。尚、上記範囲を越えた場合には、横方向の
視野角が広がらないことが確認された。

【０１９１】また、上記比較用のサンプル♯２０１・♯
２０２の目視試験の結果を基に、図１の液晶セル１６に
おける液晶層８に波長５５０ｎｍにおける屈折率異方性
Δｎ（５５０）がそれぞれ、０．０６５、０．１００、
０．１１５の液晶材料を用いた以外は本実施例と同様の
３つのサンプル♯２４〜♯２６を用意し、図６に示した
測定系を用いて、本実施例と同様の方法で受光素子２１
が一定の角度φで固定された場合のサンプル♯２４〜♯
２６への印加電圧に対する受光素子２１の出力レベルを
測定した。また、それぞれ白色光のもとで目視確認を行
った。

【０１９２】その結果、屈折率異方性Δｎ（５５０）を
０．１００としたサンプル♯２５、及び屈折率異方性Δ
ｎ（５５０）を０．１１５としたサンプル♯２６では、
角度φ５０°とした場合、左右方向において電圧を高く
するとわずかに透過率の上昇が確認された。しかしなが
ら、目視においては反転現象は生じておらず、この程度
の透過率の上昇は使用に耐えうるものであった。上方向
の結果においては何ら問題なかった。

【０１９３】一方、屈折率異方性Δｎ（５５０）を０．
０６５としたサンプル♯２４では、図１１（ａ）に示し
た比較用のサンプル♯２０１と同様に、上方向において
電圧を高くすると透過率は一度沈んで浮き上がるような
曲線となったが、サンプル♯２０１のものに比べて透過
率の上昇の度合は小さく、使用に耐えうるものであっ
た。左右方向の結果においては何ら問題なかった。

【０１９４】また、目視検査においては、サンプル♯２
５・♯２６では、黄色から橙色の若干の着色が確認され
たが、問題にならない程度であった。サンプル♯２４で
は、若干ではあるが青みを呈していることが確認され
た。しかしながら、この程度の青みも問題にならないも
のであった。

【０１９５】また、補足として、サンプル♯２４とサン
プル♯２０１について、１Ｖ程度の電圧を印加し、液晶
セル１６の表面の法線方向の白表示時の透過率を測定し
た。その結果、サンプル♯２０１では、使用に耐えない
程度の透過率の低下が見られた。これに対し、サンプル
♯２４では、若干の透過率の低下が確認されたが、使用
に耐えうる程度のものであった。

【０１９６】さらに、図１の液晶表示装置における液晶
セル１６の配向膜１１・１４に日本合成ゴム社製のオプ
トマーＡＬ（商品名）を用い、上記配向膜１１・１４に
対してプレティルト角が４°、８°、１４°となる液晶
材料を液晶層８にそれぞれ用いた場合にも、同様の結果
が得られた。

【０１９７】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明の液
晶表示装置は、対向する表面に透明電極層及び配向膜が
それぞれ形成された一対の透光性基板の間にほぼ９０°
捻じれ配向した液晶層が封入されてなる液晶表示素子
と、上記液晶表示素子の両側に配置される一対の偏光子
と、上記液晶表示素子と上記偏光子との間に少なくとも
１枚介在された光学位相差板であって、屈折率楕円体の
３つの主屈折率ｎ_a 、ｎ_b、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b と
いう関係を有し、表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_cの方
向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率ｎ_b の
方向と、表面内の主屈折率ｎ_c またはｎ_a の方向とが時
計まわり、または反時計まわりに傾斜することにより、
上記屈折率楕円体が傾斜している光学位相差板とを備
え、上記配向膜が、各画素における液晶層が異なる比率
で分割された分割液晶層をそれぞれ異なる方向に配向
し、かつ、白階調時における液晶印加電圧値が、液晶へ
電圧印加の無い明状態での透過率の９０％以上９７％以
下の範囲に入る透過率を得るように設定されている構成
である。

【０１９８】請求項２記載の発明の液晶表示装置は、請
求項２の構成において、上記分割液晶層のそれぞれの配
向部分において、少なくとも片方の基板上における、液
晶層における液晶分子の長軸と配向膜とのなす角である
プレティルト角が４°より大きく１５°未満の範囲に設
定されている構成である。

【０１９９】請求項３に記載の発明の液晶表示装置は、
請求項２の構成において、プレティルト角が６°以上１
４°以下の範囲に設定されている構成である。

【０２００】これにより、請求項１ないし請求項３に記
載の発明の液晶表示装置では、液晶表示素子の位相差変
化を光学位相差板による補償機能のみの場合よりもさら
に改善し、特に、白階調時の反視角方向の階調反転を無
くして、画面の視角依存性をより一層防止することがで
きる。したがって、このような光学位相差板と液晶表示
素子とを含む液晶表示装置は、階調反転現象や反視角方
向のコントラスト比の低下を防止することができる。

【０２０１】加えて、異なる比率で分割した分割液晶層
の補償効果により、相反する正視角方向の視角特性と反
視角特性の視角特性との差をなくし、両視角特性を近づ
けることができる、これにより、視角を上下方向に傾け
たときに生じるコントラストの低下および表示画像が白
く見える傾向をほぼ均一に抑制することができる。

【０２０２】特に、請求項２記載の発明の液晶表示装置
では、通常の液晶表示装置にて要求される視角５０°で
あらゆる方向から見た場合においても、充分に使用に耐
えうる程度にまで液晶画面の階調反転現象を抑えること
が可能となる。

【０２０３】さらに、請求項３記載の発明の液晶表示装
置では、視角７０°といったさらに広視野角の液晶表示
装置において、液晶に液晶の閾値電圧に近い電圧を印加
して白階調時の反視角方向の階調反転が全くない状態を
実現できる。

【０２０４】それゆえ、請求項１ないし請求項３記載の
発明の構成を採用することで、従来の液晶表示装置に比
べ、表示画像の品質を格段に向上させることができると
いう効果を奏する。

【０２０５】また、請求項４記載の発明の液晶表示装置
は、請求項１又は２の構成において、液晶層における液
晶材料の、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δ
ｎ（５５０）が、０．０６０より大きく０．１２０より
小さい範囲に設定されている構成である。

【０２０６】これにより、液晶表示素子に生じる視角に
対応する位相差を解消することができるため、表示画面
において、視角に依存して生じる着色現象はもちろんの
こと、コントラスト変化、左右方向の反転現象等もさら
に改善することができる。

【０２０７】それゆえ、請求項４記載の発明の構成を採
用することで、請求項１又は２に記載の発明の液晶表示
装置の表示画像の品質をさらに向上させることができる
という効果を奏する。

【０２０８】また、請求項５記載の発明の液晶表示装置
は、請求項４の構成において、液晶層における液晶材料
の、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５
５０）が、０．０７０以上０．０９５以下に範囲に設定
されているので、請求項４に記載の発明の液晶表示装置
よりも、視角に依存して生じるコントラスト変化、左右
方向の反転現象等を改善し、極めて良好な表示画像の品
質を実現できるという効果を奏する。

【０２０９】請求項６記載の発明の液晶表示装置は、請
求項１、２又は４の構成において、全ての光学位相差板
において、屈折率楕円体の傾斜角が１５°から７５°の
間に設定されている構成である。

【０２１０】このように、液晶表示装置に介在される全
ての光学位相差板において、屈折率楕円体の傾斜角を１
５°から７５°の間に設定することで、前述した本発明
の備えた光学位相差板による位相差の補償機能を確実に
得ることができるので、請求項１、２又は４に記載の発
明の液晶表示装置の視認性を確実に向上し得るという効
果を奏する。

【０２１１】請求項７記載の発明の液晶表示装置は、請
求項１、２、４又は６の構成において、全ての光学位相
差板において、主屈折率ｎ_a と主屈折率ｎ_b との差と、
光学位相差板の厚さｄとの積（ｎ_a −ｎ_b ）×ｄが、８
０ｎｍから２５０ｎｍの間に設定されている構成であ
る。

【０２１２】このように、液晶表示装置に介在される全
ての光学位相差板において、主屈折率ｎ_a と主屈折率ｎ
_b との差と、光学位相差板の厚さｄとの積（ｎ_a −
ｎ_b ）×ｄを、８０ｎｍから２５０ｎｍの間に設定する
ことで、前述した本発明の備えた光学位相差板による位
相差の補償機能を確実に得ることができるので、請求項
１、２、４又は６に記載の発明の液晶表示装置の視認性
を確実に向上し得るという効果を奏する。

【０２１３】請求項８に記載の発明の液晶表示装置は、
請求項１の構成において、上記光学位相差板が、上記画
素内で最も大きい上記分割液晶層に対して、上記配向膜
の内面近傍の液晶分子が上記透明電極により電圧を印加
されたときの傾斜方向と、屈折率楕円体の傾斜方向とが
反対になるように配置されている構成である。

【０２１４】これにより、配向の影響を受けて電圧印加
時でも立ち上がらない、配向膜の内面近傍の液晶分子に
よる光学特性の偏りを光学位相差板で補償することがで
きる。それゆえ、視角を正視角方向に傾けたときに反転
現象が抑制されるので、黒くつぶれない良好な表示画像
を得ることができる。また、視角を反視角方向に傾けた
ときにコントラストの低下が抑制されるので、白みを帯
びない良好な表示画像を得ることができる。しかも、左
右方向について反転現象を抑制することが可能になる。

【０２１５】したがって、請求項８記載の発明の構成を
採用すれば、さらに、請求項１記載の発明の液晶表示装
置の視角特性を大幅に向上させることができるという効
果を奏する。

【０２１６】請求項９記載の発明の液晶表示装置は、請
求項８の構成において、上記分割液晶層として第１分割
液晶層とこれより小さい第２分割液晶層とが設けられ、
上記第１分割液晶層と上記第２分割液晶層との大きさの
比が６：４から１９：１の範囲に設定されている構成で
ある。

【０２１７】これにより、請求項８に記載の発明の液晶
表示装置の視角特性をより確実に向上させることができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る液晶表示装置の構
成を分解して示す断面図である。

【図２】液晶分子の長軸と配向膜とがなす角であるプレ
ティルト角を示す説明図である。

【図３】上記液晶表示装置の光学位相差板における主屈
折率を示す斜視図である。

【図４】上記液晶表示装置における偏光板および光学位
相差板の光学的な配置を液晶表示装置の各部を分解して
示す斜視図である。

【図５】上記液晶表示装置に備えられた１画素における
液晶分子のプレティルト方向を示す説明図である。

【図６】上記液晶表示装置の視角依存性を測定する測定
系を示す斜視図である。

【図７】実施例１に関するもので、（ａ）は液晶層の配
向分割比が６：４であるときの上記液晶表示装置の透過
率−液晶印加電圧特性を示すグラフであり、（ｂ）は液
晶層の配向分割比が１７：３であるときの上記液晶表示
装置の透過率−液晶印加電圧特性を示すグラフであり、
（ｃ）は液晶層の配向分割比が１９：１であるときの上
記液晶表示装置の透過率−液晶印加電圧特性を示すグラ
フである。

【図８】実施例１の比較例に関するもので、液晶層の配
向分割比が１：１である液晶表示装置の透過率−液晶印
加電圧特性を示すグラフである。

【図９】実施例２における液晶表示装置の透過率−液晶
印加電圧特性を示すグラフである。

【図１０】実施例３における液晶表示装置の透過率−液
晶印加電圧特性を示すグラフである。

【図１１】実施例３に対する比較例の液晶表示装置の透
過率−液晶印加電圧特性を示すグラフである。

【図１２】ＴＮ液晶表示素子における液晶分子のねじれ
配向を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 液晶表示素子 ２・３ 光学位相差板 ４・５ 偏光板（偏光子） ８ 液晶層 ８ａ 第１分割部（分割液晶層、第１分割液晶
層） ８ｂ 第２分割部（分割液晶層、第２分割液晶
層） ９・１２ ガラス基板（透光性基板） １０・１３ 透明電極（透明電極層） １１・１４ 配向膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−75116（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−50206（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−118406（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−44010（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向する表面に透明電極層及び配向膜がそ
   れぞれ形成された一対の透光性基板の間にほぼ９０°捻
   じれ配向した液晶層が封入されてなる液晶表示素子と、 上記液晶表示素子の両側に配置される一対の偏光子と、 上記液晶表示素子と上記偏光子との間に少なくとも１枚
   介在された光学位相差板であって、屈折率楕円体の３つ
   の主屈折率ｎ_a 、ｎ_b 、ｎ_c がｎ_a ＝ｎ_c ＞ｎ_b という
   関係を有し、表面内の主屈折率ｎ_a またはｎ_c の方向を
   軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率ｎ_b の方向
   と、表面内の主屈折率ｎ_c またはｎ_a の方向とが時計ま
   わり、または反時計まわりに傾斜することにより、上記
   屈折率楕円体が傾斜している光学位相差板とを備え、 上記配向膜が、各画素における液晶層が異なる比率で分
   割された分割液晶層をそれぞれ異なる方向に配向し、か
   つ、白階調時における液晶印加電圧値が、液晶へ電圧印加の
   無い明状態での透過率の９０％以上９７％以下の範囲に
   入る透過率を得るように 設定されていることを特徴とす
   る液晶表示装置。
2. 【請求項２】上記分割液晶層のそれぞれの配向部分にお
   いて、少なくとも片方の基板上における、上記液晶層に
   おける液晶分子の長軸と上記配向膜とのなす角であるプ
   レティルト角が４°より大きく１５°未満の範囲に設定
   されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
   装置。
3. 【請求項３】上記プレティルト角が６°以上１４°以下
   の範囲に設定されていることを特徴とする請求項２に記
   載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】上記液晶層における液晶材料の、波長５５
   ０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）が、
   ０．０６０より大きく０．１２０より小さい範囲に設定
   されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液
   晶表示装置。
5. 【請求項５】上記液晶層における液晶材料の、波長５５
   ０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）が、
   ０．０７０以上０．０９５以下の範囲に設定されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】全ての光学位相差板において、屈折率楕円
   体の傾斜角が１５°から７５°の間に設定されているこ
   とを特徴とする請求項１、２、又は４に記載の液晶表示
   装置。
7. 【請求項７】全ての光学位相差板において、主屈折率ｎ
   _a と主屈折率ｎ _b との差と、光学位相差板の厚さｄとの
   積（ｎ _a −ｎ _b ）×ｄが、８０ｎｍから２５０ｎｍの間
   に設定されていることを特徴とする請求項１、２、４又
   は６に記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】上記光学位相差板が、上記画素内で最も大
   きい上記分割液晶層に対して、上記配向膜の内面近傍の
   液晶分子が上記透明電極により電圧を印加されたときの
   傾斜方向と、屈折率楕円体の傾斜方向とが反対になるよ
   うに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の
   液晶表示装置。
9. 【請求項９】上記分割液晶層として第１分割液晶層とこ
   れより小さい第２分割液晶層とが設けられ、上記第１分
   割液晶層と上記第２分割液晶層との大きさの比が６：４
   から１９：１の範囲に設定されていることを特徴とする
   請求項８に記載の液晶表示装置。