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KR100304226B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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KR100304226B1
KR100304226B1 KR1019980030835A KR19980030835A KR100304226B1 KR 100304226 B1 KR100304226 B1 KR 100304226B1 KR 1019980030835 A KR1019980030835 A KR 1019980030835A KR 19980030835 A KR19980030835 A KR 19980030835A KR 100304226 B1 KR100304226 B1 KR 100304226B1
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모또히로 야마하라
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마찌다 가쯔히꼬
샤프 가부시키가이샤
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Abstract

액정 표시 장치는 액정 표시 소자와, 한쌍의 편광판과, 광학 위상차 판을 구비하고 있다. 상기 액정 표시 장치는 한쌍의 전극 기판 사이에 액정층을 봉입하여 이루어진 액정 표시 소자와, 이 양측에 배치되는 한쌍의 편광판과의 사이에 굴절율 이방성이 마이너스이고, 굴절율 타원체가 경사진 광학 위상차 판을 적어도 1매 개재시키고 있다. 상기 액정 표시 장치는, 상기 액정층을 상이한 비율로 분할하여 각각 다른 방향으로 배향시킴과 동시에, 상기 액정층에서의 액정 재료의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도를 시각(viewing angle)에 의존한 액정 화면의 착색이 발생하지 않는 범위로 설정한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 액정 표시 소자에 광학 위상차 판을 조합함으로써 표시 화면의 시각 의존성을 개선하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
네마틱 액정 표시 소자를 이용한 액정 표시 장치는, 종래 시계나 탁상용 전자 계산기 등의 수치 세그멘트형 표시 장치에 널리 이용되고 있지만, 최근에는 워드 프로세서, 노트북 컴퓨터, 차량 탑재용 액정 텔레비젼 등에도 이용되도록 되어 있다.
액정 표시 소자는 일반적으로 투광성의 기판을 갖고 있다. 상기 기판 상에 화소를 온·오프시키기 위한 전극선 등이 형성되어 있다. 예를 들면, 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에서는, 박막 트랜지스터 등의 능동 소자가 액정에 전압을 인가하는 화소 전극을 선택 구동하는 스위칭 수단으로서, 상기 전극선과 함께 상기 기판 상에 형성되어 있다. 또한, 컬러 표시를 행하는 액정 표시 장치에서는 기판 상에 적색, 녹색, 청색 등의 컬러 필터층이 설치되어 있다.
상기한 바와 같은 액정 표시 소자에 이용되는 액정 표시 방식으로서는, 액정의 트위스트각에 따라서 다른 방식이 적절하게 선택된다. 예를 들면, 액티브 구동형 트위스트 네마틱 액정 표시 방식(이후, TN 방식으로 칭한다)이나 멀티플렉스 구동형 슈퍼 트위스트 네마틱 액정 표시 방식(이후, STN 방식으로 칭한다)이 잘 알려져 있다.
TN 방식은 네마틱 액정 분자를 90° 트위스트된 상태로 배향하고, 그 트위스트 방향에 따라 광을 유도함으로써 표시를 행하는 방식이다. 한편 STN 방식은 네마틱 액정 분자의 트위스트각을 90°이상으로 확대함으로써, 액정 인가 전압의 임계치 부근에서의 투과율이 급격하게 변화하는 것을 이용하는 방식이다.
STN 방식으로는, 액정의 복굴절 효과를 이용하기 때문에 색의 간섭에 따라 표시 화면의 배경에 특유의 색이 물든다. 이러한 문제점을 해소하고 STN 방식으로 흑백 표시를 행하기 위해서는 광학 보상판을 이용하는 것이 유효하다고 생각되고 있다. 광학 보상판을 이용한 표시 방식은 더블 슈퍼 트위스트 네마틱 위상 보상 방식(이후, DSTN 방식으로 칭한다)과 광학적 이방성을 갖는 필름을 배치한 필름형 위상 보상 방식(이후, 필름 부가형 방식으로 칭한다)으로 크게 구별된다.
DSTN 방식은 표시용 액정 셀 및 이 표시용 액정 셀과 역방향의 트위스트각으로 트위스트 배향시킨 액정 셀을 갖는 2층형 셀 구조를 이용하고 있다. 필름 부가형 방식은 광학적 이방성을 갖는 필름을 배치한 구조를 이용한다. 경량성, 저비용성의 관점에서 필름 부가형 방식이 유력하다고 생각되고 있다. 이러한 위상 보상 방식의 채용에 의해 흑백 표시 특성이 개선되었기 때문에, STN 방식의 표시 장치에 컬러필터층을 설치해서 컬러 표시를 가능하게 한 컬러 STN 액정 표시 장치가 실현되고 있다.
한편, TN 방식은 노멀리 블랙 방식과 노멀리 화이트 방식으로 크게 구별된다. 노멀리 블랙 방식은 한쌍의 편광판을 그 편광 방향이 서로 평행해지도록 배치하고 액정층에 온전압을 인가하지 않은 상태(오프 상태)에서 흑을 표시한다. 노멀리 화이트 방식은 한쌍의 편광판을 그 편광 방향이 서로 직교하도록 배치하여 오프 상태에서 백색을 표시한다. 표시 콘트라스트, 색재현성, 표시의 시각(viewing angle) 의존성 등의 관점에서 노멀리 화이트 방식이 유력하다.
그런데, 상기 TN 액정 표시 장치에서는 액정 분자에 굴절율 이방성 Δn이 존재하고, 액정 분자가 상하 기판에 대해 경사지게 배향하기 위해, 관찰자가 보는 방향이나 각도에 따라 표시 화상의 콘트라스트가 변화하는, 즉 시각 의존성이 커진다고 하는 문제가 있다.
도 12는 TN 액정 표시 소자(31)의 단면 구조를 모식적으로 나타낸 것이다. 이 상태는 중간조 표시의 전압이 인가되며 액정 분자(32)가 약간 상승하고 있는 경우를 나타내고 있다. 이 TN 액정 표시 소자(31)에서 한쌍의 기판(33·34)의 표면의 법선 방향을 통과하는 직선 편광(35) 및 법선 방향에 대해 기울기를 갖고서 통과하는 직선 편광(36·37)은 액정 분자(32)와 교차하는 각도가 각각 다르다. 상기 액정 분자(32)에는 굴절율 이방성 Δn이 존재하기 때문에, 각 방향의 상기 직선 편광(35·36·37)이 상기 액정 분자(32)를 통과하면 정상광과 이상광이 발생한다. 상기 정상광과 상기 이상광과의 위상차에 따라 상기 직선 편광(35·36·37)은 타원 편광으로 변환되게 된다. 이 타원 편광이 시각 의존성의 발생원이 된다.
또한, 실제의 액정층의 내부에서는 기판(33)과 기판(34)과의 중간부 부근과기판(33) 또는 기판(34)의 근방에서는 액정 분자(32)의 틸트각이 다르며 또한 법선 방향을 축으로 해서 상기 액정 분자(32)가 90° 비틀려 있는 상태에 있다.
이상의 것에 의해, 액정층을 통과하는 직선 편광(35·36·37)은 그 방향이나 각도에 의해 여러가지의 복굴절 효과를 받아 복잡한 시각 의존성을 나타내게 된다.
상기 시각 의존성은, 구체적으로는 표시 화면의 법선 방향으로부터 표시면의 하측 방향인 정시각 방향으로 시각을 기울여가면, 어떤 각도 이상에서 표시 화상이 착색되는 현상(이하, 「착색 현상」이라 함)이나 흑백이 반전되는 현상(이하, 「반전 현상」이라 함)으로서 관찰된다. 또한, 표시 화면의 상측 방향인 반시각 방향으로 시각을 기울여가면, 급격하게 콘트라스트가 저하한다.
또한, 상기 액정 표시 장치는 표시 화면이 커짐에 따라 시야각이 좁아진다고 하는 문제도 있다. 큰 액정 표시 화면을 가까운 거리에서 정면 방향에서 보면, 시각 의존성의 영향 때문에 표시 화면의 상부와 하부에서 표시된 색이 다르게 보이는 경우가 있다. 이러한 현상은 표시 화면 전체를 보는 예상각이 커지게 되어, 표시 화면을 더욱 경사진 방향에서 보는 것과 같아지게 때문에 발생한다.
이러한 시각 의존성을 개선하기 위해서, 광학 이방성을 갖는 광학 소자로서의 광학 위상차 판(위상차 필름)을 액정 표시 소자와 한쪽 편광판과의 사이에 삽입하는 것이 제안되고 있다(예를 들면, 특개소 55-600호 공보, 특개소 56-97318호 공보 등 참조).
이 방법에 따르면, 굴절율 이방성을 갖는 액정 분자를 통과했기 때문에 직선 편광으로부터 타원 편광으로 변환된 광은 상기 광학 위상차 판을 통과한다. 이에따라, 시각에 발생하는 정상광과 이상광과의 위상차 변화가 보상되므로 상기 타원 편광은 직선 편광으로 재변환된다. 이 결과, 시각 의존성이 개선된다.
이러한 광학 위상차 판으로서, 굴절율 타원체의 1개의 주굴절율 방향을 광학 위상차 판 표면의 법선 방향에 대해 평행하게 한 것이, 예를 들면 특개평 5-313159호 공보에 기재되어 있다. 그러나, 상기 광학 위상차 판을 이용해도 정시각 방향의 반전 현상을 개선하는데는 한계가 있다.
그래서, USP5, 506, 706(특개평6-75116호 공보)에는 광학 위상차 판으로서 굴절율 타원체의 주굴절율 방향이 광학 위상차 판 표면의 법선 방향에 대해 경사져 있는 것을 이용하는 방법이 제안되어 있다. 이 방법으로는 다음 2종류의 광학 위상차 판이 이용되고 있다.
하나는, 굴절율 타원체의 3개의 주굴절율 중 최소의 주굴절율의 방향이 광학 위상차 판의 표면에 대해 평행하며, 또한 나머지 2개의 주굴절율 중 한쪽 방향이 광학 위상차 판의 표면에 대해 θ의 각도로 경사지고, 다른쪽 방향도 광학 위상차 판 표면의 법선 방향에 대해 마찬가지로 θ의 각도에서 경사져 있으며, 이 θ의 값이 20°≤θ≤70°를 만족하고 있는 광학 위상차 판이다.
또 하나는, 굴절율 타원체의 3개의 주굴절율 na, nb, nc가 na= nc> nb라는 관계를 갖고, 표면 내의 주굴절율 na또는 nc의 방향을 축으로 하여 표면의 법선 방향으로 평행한 주굴절율 nb의 방향과, 표면 내의 주굴절율 na또는 nc의 방향이 시계 방향, 또는 반시계 방향으로 경사져 있는, 굴절율 타원체가 경사진 광학 위상차 판이다.
상기 2종류의 광학 위상차 판에 대해, 전자는 각각 일축성의 것과 이축성의 것을 이용할 수 있다. 또한, 후자는 광학 위상차 판을 1매만 이용할 뿐만 아니라 해당 광학 위상차 판을 2매 조합하여 각각의 주굴절율 nb의 경사 방향이 서로 90°의 각도를 이루도록 설정한 것을 이용할 수 있다.
이러한 굴절율 타원체가 경사진 광학 위상차 판을 액정 표시 소자와 편광판과의 사이에 적어도 1매 개재시킴으로써 구성되는 액정 표시 장치는 굴절율 타원체의 주굴절율 방향이 표면의 법선 방향에 대해 경사하지 않는 광학 위상차 판을 이용한 경우보다도 표시 화상의 시각에 의존하여 발생하는 콘트라스트 변화, 착색 현상, 및 반전 현상을 개선할 수 있다.
또한, 반전 현상을 해소하기 위한 기술도 여러가지 안출되고 있다. 예를 들면 특개소 57-186735호 공보에는 각 표시 패턴(화소)을 복수로 구분하고 구분된 각각의 부분이 독립한 시각 특성을 갖도록 배향 제어를 실시하는 소위 화소 분할법이 개시되고 있다. 이 방법에 따르면, 각각의 구분에서 액정 분자가 서로 다른 방향으로 상승하므로 시각을 상하 방향으로 기울였을 때 시각 의존성을 해소할 수 있다.
또한, 특개평 6-118406호 공보 및 특개평 6-194645호 공보에는 상기 화소 분할법에 광학 위상차 판을 조합하는 기술이 개시되고 있다.
특개평 6-118406호 공보에 개시되어 있는 액정 표시 장치로는 액정 패널과편광판과의 사이에 광학 이방성 필름(광학 위상차 판)이 삽입됨으로써 콘트라스트의 향상 등이 도모되고 있다. 특개평 6-194645호 공보에 개시되어 있는 보상판(광학 위상차 판)은 보상판면에 평행한 방향의 면내의 굴절율이 거의없으며 또한 보상판면에 수직인 방향의 굴절율이 면내의 굴절율보다 작아지도록 설정되어 있음으로써 마이너스의 굴절율을 갖는다. 이 때문에, 상기 보상판은 전압이 인가되었을 때 액정 표시 소자에 발생하는 플러스의 굴절율을 보상하여 시각 의존성을 저감시킬 수 있다.
그런데, 오늘날 한층 더 광 시야각, 고표시 품위의 액정 표시 장치가 요구되는 상황 하에서 한층 더 시각 의존성의 개선이 요구되고 있다. 따라서, 상기 USP5, 506, 706(특개평 6-75116호 공보)에서 나타낸 바와 같이 굴절율 타원체가 경사진 광학 위상차 판을 이용한 것만으로는 반드시 충분하다고는 할 수 없고 아직 개선의 여지를 갖고 있다.
또한, 반전 현상을 해소하기 위한 상기 화소 분할법은 확실히, 시각을 상하 방향으로 기울였을 때의 반전 현상을 해소할 수는 있지만, 그 때 콘트라스트 저하가 발생하여 표시된 흑색이 백색을 띠어서 회색으로 보이게 되고, 또한 좌우 방향으로 시각을 기울였을 때 시각 의존성이 생긴다고 하는 결점도 있다.
또한, 상기 화소 분할법과 광학 위상차 판을 이용하는 수법에서 시각을 기울였을 때 경사 45° 방향에서 착색 현상이 발생한다. 그리고, 상기 수법으로는 화소를 분할하는 비율이 동일한 액정 표시 소자를 이용하고 있으므로 상하 방향으로 시각을 기울였을 때의 콘트라스트의 저하를 억제하는 것에는 한계가 있다. 이것은다음 이유에 의한다.
상기한 것과 같은 화소 분할법으로는 화소의 분할 비율이 동일함으로써 TN 액정 표시 소자의 정시각 방향(화면에 수직인 방향으로부터 표시 콘트라스트가 좋아지는 방향)과 반시각 방향(화면에 수직인 방향으로부터 표시 콘트라스트가 저하하는 방향)과의 시각 특성이 평균화된다. 그런데, 실제의 정시각 방향의 시각 특성과 반시각 특성의 시각 특성은 상반되므로 상기 화소 분할법에 광학 위상차 판을 조합해도 상하 방향의 콘트라스트 저하를 균일하게 억제하는 것은 어렵다. 특히, 시각을 정시각 방향에 기울인 경우, 반전 현상이 발생하거나 표시 화상이 검게 손상되는 경향이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같이 굴절율 타원체가 경사진 광학 위상차 판의 보상 효과외에, 더욱 시각 의존성을 개선함에 있어 특히 시각을 상하 방향으로 기울였을 때 발생하는 반전 현상을 억제하고, 또한 그 때의 콘트라스트의 저하 및 표시 화상이 희게 보이는 경향을 거의 균일하게 억제하며, 또한 착색 현상을 효과적으로 개선하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 구성에 따른 액정 표시 장치는 대향하는 표면에 투명 전극 및 배향막이 각각 형성된 한쌍의 투광성 기판 간에 액정층이 봉입된 액정 표시 소자와, 상기 액정 표시 소자의 양측에 배치되는 한쌍의 편광자와, 상기 액정 표시 소자와 상기 편광자와의 사이에 적어도 1매 개재되고 굴절율 타원체가 경사져 있는 광학 위상차 판을 포함하고, 상기 배향막은 각 화소에서의 액정층이 상이한 비율로 분할된 분할 액정층을 각각 다른 방향으로 배향하여, 상기 액정층에서의 액정 재료의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도가, 시각에 의존한 액정 화면의 착색이 발생하지 않는 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 따르면, 직선 편광이 복굴절성을 갖는 액정층을 통과함으로써 정상광과 이상광이 발생하고, 상기 정상광과 이상광의 위상차에 따라 상기 직선 편광이 타원 편광으로 변환되어도, 굴절율 타원체를 경사시킨 광학 위상차 판에 의해서 상기 직선 편광은 보상된다.
그러나, 이러한 보상 기능만으로는, 한층 더 시각 의존성의 개선이 요구된다는 점에서 반드시 충분하다고는 할 수 없다. 따라서, 본원 발명자 등은 더욱 더 연구를 거듭한 결과, 상기 액정층에서의 액정 재료의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도가, 시각에 의존한 액정 화면의 착색에 영향을 끼치는 것을 발견했다.
그래서, 본 구성의 액정 표시 장치로는 액정층에서의 액정 재료의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와 상기 광학 위상차 판의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도를 시각에 의존한 액정 화면의 착색이 발생하지 않는 범위로 설정하고 있다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 화면의 착색을 보다 더 한층 방지할 수 있게 되고, 또한 콘트라스트 변화나 반전 현상에서도 위상차 판의 보상 기능만인경우보다도 개선할 수 있었다.
그리고, 도한 본 구성의 액정 표시 장치는 액정층이 상이한 비율로 분할된 분할 액정층으로 해서 서로 다른 방향으로 배향하고 있다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 상반하는 정시각 방향의 시각 특성과 반시각 특성의 시각 특성과의 차를 없애서 양시각 특성을 근접시킬 수 있다. 그렇기 때문에, 상기 액정 표시 장치는 시각을 상하 방향으로 기울였을 때 발생하는 콘트라스트의 저하 및 표시 화상이 희게 보이는 경향을 거의 균일하게 억제할 수 있으며 특히 흑색을 보다 선명하게 표시하는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제2 구성에 따른 액정 표시 장치는, 대향하는 표면에 투명 전극층 및 배향막이 각각 형성된 한쌍의 투광성 기판 간에 거의 90° 트위스트 배향된 액정층이 봉입되어 이루어지는 액정 표시 소자와, 상기 액정 표시 소자의 양측에 배치되는 한쌍의 편광자와, 상기 액정 표시 소자와 상기 편광자와의 사이에 적어도 1매 개재된 광학 위상차 판에 있어서, 굴절율 타원체의 3개 주굴절율 na, nb, nc가 na= nc> nb라는 관계를 갖고, 표면 내의 주굴절율 na또는 nc의 방향을 축으로 해서 표면의 법선 방향으로 평행한 주굴절율 nb의 방향과 표면 내의 주굴절율 nc또는 na의 방향이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 경사짐으로써, 상기 굴절율 타원체가 경사져 있는 광학 위상차 판을 구비하고, 상기 배향막이 각 화소에서의 액정층이 상이한 비율로 분할된 분할 액정층을 각각 다른 방향으로 배향하고, 또한 상기 액정층에서의 액정 재료의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도가, 시각에 의존한 액정 화면의 착색이 발생하지 않는 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 따르면, 직선 편광이 복굴절성을 갖는 액정층을 통과함으로써, 정상광과 이상광이 발생하고, 상기 정상광과 이상광의 위상차에 따라 상기 직선 편광이 타원 편광으로 변환되어도 주굴절율 na, nb, nc가 na= nc> nb에서, 주굴절율 nb를 포함하는 굴절율 타원체의 단축을 광학 위상차 판의 표면의 법선 방향에 대해 경사시킨 광학 위상차 판에 의해서 상기 직선 편광은 보상된다.
그러나, 이러한 보상 기능만으로는 한층 더 시각 의존성의 개선이 요구된다는 점에서 반드시 충분하다고는 할 수 없다. 따라서, 본원 발명자 등은 더욱 더 연구를 거듭한 결과, 상기 액정층에서의 액정 재료의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도가, 시각에 의존한 액정 화면의 착색에 영향을 끼치는 것을 발견하였다.
그래서, 본 구성의 액정 표시 장치에서는, 액정층에서의 액정 재료의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도를, 시각에 의존한 액정 화면의 착색이 발생하지 않는 범위로 설정하고 있다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 화면의 착색을 더 한층 방지할 수 있게 되고, 콘트라스트 변화나 반전 현상에서도 위상차 판의 보상 기능만인 경우보다도더욱 개선할 수 있었다.
그리고, 본 구성의 액정 표시 장치에서는 액정층이 상이한 비율로 분할된 분할 액정층으로 하고, 서로 다른 방향으로 배향하고 있다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 상반하는 정시각 방향의 시각 특성과 반시각 특성의 시각 특성과의 차를 없애서 양시각 특성을 가까이 할 수 있다. 그렇기 때문에, 상기 액정 표시 장치는 시각을 상하 방향으로 기울였을 때 발생하는 콘트라스트의 저하 및 표시 화상이 희게 보이는 경향을 거의 균일하게 억제할 수 있으며 특히 흑색을 보다 선명하게 표시하는 것이 가능해진다.
다음에, 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치에서 변화 정도의 시각에 의존한 액정 화면의 착색이 발생하지 않는 범위를 구체적으로 설명한다. 상기 액정층에서의 액정 재료의, 파장 450㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(450)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)의 비인 ΔnL(450)/ΔnL(550)과, 상기 광학 위상차 판의, 파장 450㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(450)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(550)의 비인 ΔnF(450)/ΔnF(550)이,
0≤{ΔnL(450)/ΔnL(550)-1}/
{ΔnF(450)/ΔnF(550)-1} < 0.25
의 관계를 만족하도록 설정된다.
또는, 상기 액정층에서의 액정 재료의, 파장 650㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(650)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)의 비인 ΔnL(650)/ΔnL(550)과, 상기 광학 위상차 판의, 파장 650㎚의 광에 대한 굴절율 이방성ΔnF(650)와 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(550)의 비인 ΔnF(650)/ ΔnF(550)이,
0≤{ΔnL(650)/ΔnL(550)-1} /
{ΔnF(650)/ΔnF(550)-1} < 0.25
의 관계를 만족하도록 설정된다.
적어도 이들 중 어느 한 쪽의 범위로 함으로써, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 통상의 액정 표시 장치에서 요구되는 시각 50°에서, 약간의 착색은 있지만 어떤 방향에서 보아도 충분히 사용할 수 있다.
그리고, 시각 70°라는 더욱 넓은 시야각의 액정 표시 장치에서는 상기 변화의 정도의 범위를 다음과 같이 설정하는 것이 바람직하다.
즉,
0≤{ΔnL(450) /ΔnL(550)-1} /
{ΔnF(450)/ΔnF(550)-1} ≤ 0.17
또는,
0≤{ΔnL(650)/ΔnL(550)-1} /
{ΔnF(650)/ΔnF(550)-1} ≤ 0.18
의 관계를 만족하도록 설정하는 것이다.
이들 중 어느 한쪽의 범위로 함으로써, 넓은 시야각의 액정 표시 장치에서 요구되는 시각 70°에서 어느 방향에서 보아도 전혀 착색 현상은 없다고 할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치에서는 액정층에서의 액정 재료의, 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)을 0.060 보다 크고 0.120 보다 작은 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
이것은 가시광 영역의 중심 영역이 되는 파장 550㎚의 광에 대한 액정 재료의 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 0.060 이하 또는 0.120 이상인 경우, 시각 방향에 따라서는 반전 현상이나 콘트라스트비의 저하가 발생하는 것이 확인되었기 때문이다. 그래서, 액정 재료의 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)을 0.060보다 크고 0.120 보다 작은 범위로 설정함으로써, 상기 액정 표시 장치는 액정 표시 소자에 발생하는 시각에 대응하는 위상차를 해소할 수 있기 때문에, 액정 화면에서 시각에 의존하여 발생하는 착색 현상은 물론, 콘트라스트 변화, 좌우 방향의 반전 현상 등도 더욱 개선할 수 있다.
이 경우, 또한 상기 액정 표시 장치에서는 상기 액정층에서의 액정 재료의 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)이, 0.070 이상 0.095 이하의 범위로 설정되어 있다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 액정 표시 소자에 발생한 시각에 대응하는 위상차를 보다 효과적으로 해소할 수 있기 때문에, 액정 표시 화상에서의 콘트라스트 변화, 좌우 방향의 반전 현상, 착색 현상을 확실하게 개선할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치에서는, 모든 광학 위상차 판에서 굴절율 타원체의 경사각이 15° 내지 75° 사이로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이, 액정 표시 장치에 개재되는 모든 광학 위상차 판에서 굴절율 타원체의 경사각을 15° 내지 75° 사이로 설정함으로써, 상기 액정 표시 장치는 전술한 바와 같은 본 발명이 구비된 광학 위상차 판에 의한 위상차의 보상 기능을 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치에서는 모든 광학 위상차 판에서 주굴절율 na와 주굴절율 nb와의 차와 광학 위상차 판의 두께 d와의 곱(na-nb)×d가 80㎚ 내지 250㎚ 사이에 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이, 액정 표시 장치에 개재되는 모든 광학 위상차 판에서 주굴절율 na와 주굴절율 nb와의 차와 광학 위상차 판의 두께 d와의 곱 (na-nb)×d를 80㎚ 내지 250㎚의 사이로 설정함으로써, 상기 액정 표시 장치는 전술한 바와 같은 본 발명이 구비된 광학 위상차 판에 의한 위상차의 보상 기능을 확실하게 얻을 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치에서는, 상기 광학 위상차 판이 상기 화소 내에서 가장 큰 상기 분할 액정층에 대해 상기 배향막의 내면 근방의 액정 분자가 상기 투명 전극에 의해 전압이 인가되었을 때의 경사 방향과, 굴절율 타원체의 경사 방향이 반대가 되도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기한 구성에서, 가장 큰 분할 액정층에 대해 광학 위상차 판의 표면에 대한 굴절율 타원체의 경사 방향과, 전압 인가 시의 상기 액정 분자의 경사 방향이 반대이면, 그 액정 분자에 의한 광학 특성과 굴절율 타원체 즉 광학 위상차 판의 광학 특성이 반대로 설정된다. 따라서, 상기 액정 표시 장치는 배향막의 내면 근방의 액정 분자가 배향의 영향을 받아 전압 인가 시에도 상승하지 않기 때문에 발생하는 광학 특성의 편향을 광학 위상차 판으로 보상할 수 있다.
이에 따라, 시각을 정시각 방향으로 기울였을 때, 반전 현상이 억제되며 또한 검게 손상되지 않는 양호한 표시 화상을 얻을 수 있다. 또한, 시각을 반시각 방향으로 기울였을 때의 콘트라스트의 저하가 억제되므로, 흰색을 띠지 않는 양호한 표시 화상을 얻을 수 있다. 더구나, 좌우 방향에 대해 반전 현상을 억제할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치에서는, 분할 액정층을 2개의 제1 및 제2 분할 액정층으로 분할하는 경우, 제1 분할 액정층과 제2 분할 액정층과의 크기의 비가 6 : 4 내지 19 : 1의 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 굴절율 타원체의 경사 방향이 특정된 상기한 구성에서, 시각 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기한 구성의 경우, 상기 제1 분할 액정층과 제2 분할 액정층과의 크기의비가 7 : 3 내지 9 : 1의 범위로 설정됨으로써, 상기 액정 표시 장치는 하측 방향과 상측 방향으로 균형이 잡힘에 의해 양호한 시각 특성의 개선을 행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하에 나타낸 기재에 의해서 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이익은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에서 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 구성을 분해하여 나타낸 단면도.
도 2는 액정 분자의 장축과 배향막이 이루는 각인 프리틸트각을 나타낸 설명도.
도 3은 상기 액정 표시 장치의 광학 위상차 판에서의 주굴절율을 나타낸 사시도.
도 4는 상기 액정 표시 장치에서의 편광판 및 광학 위상차 판의 광학적인 배치를 액정 표시 장치의 각 부를 분해하여 나타낸 사시도.
도 5는 상기 액정 표시 장치에 구비된 1화소에서의 액정 분자의 프리틸트 방향을 나타낸 설명도.
도 6은 상기 액정 표시 장치의 액정층에 이용되는 하나의 액정 재료와 하나의 광학 위상차 판과의 파장에 대한 Δn(λ)/Δn(550)을 나타낸 그래프.
도 7은 상기 액정 표시 장치의 시각 의존성을 측정하는 측정계를 나타낸 사시도.
도 8a는 실시예 1에 관한 것으로 액정층의 배향 분할비가 6 : 4일 때의 상기 액정 표시 장치의 투과율-액정 인가 전압 특성을 나타낸 그래프이며, 도 8b는 실시예 1에 관한 것으로, 액정층의 배향 분할비가 17 : 3일 때의 상기 액정 표시 장치의 투과율-액정 인가 전압 특성을 나타낸 그래프이며, 도 8c는 실시예 1에 관한 것으로 액정층의 배향 분할비가 19 : 1일 때의 상기 액정 표시 장치의 투과율-액정 인가 전압 특성을 나타낸 그래프.
도 9는 실시예 1의 비교예에 관한 것으로, 액정층의 배향 분할비가 1 : 1인 액정 표시 장치의 투과율-액정 인가 전압 특성을 나타낸 그래프.
도 10a 내지 도 10c는 실시예 4에서의 액정 표시 장치의 투과율-액정 인가 전압 특성을 나타낸 그래프.
도 11a 내지 도 11c는 실시예 4에 대한 비교예의 액정 표시 장치의 투과율-액정 인가 전압 특성을 나타낸 그래프.
도 12는 TN 액정 표시 소자에서의 액정 분자의 트위스트 배향을 나타낸 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 액정 표시 소자
2·3: 광학 위상차 판
4·5 : 편광판(편광자)
8 : 액정층
8a : 제1 분할부(분할 액정층, 제1 분할 액정층)
8b : 제2 분할부(분할 액정층, 제2 분할 액정층)
9·12 : 유리 기판(투광성 기판)
10·13: 투명 전극(투명 전극층)
11·14 : 배향막
본 발명의 실시 형태에 대해 도 1 내지 도 11에 기초해서 설명한다.
본 실시 형태에 따른 액정 표시 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이 액정 표시 소자(1)와 한쌍의 광학 위상차 판(2·3)과 한쌍의 편광판(편광자 ; 4·5)을 구비하고 있다.
액정 표시 소자(1)는 대향하여 배치되는 전극 기판(6·7) 간에 액정층(8)을 개재한 구조로 되어 있다. 전극 기판(6)에서는, 베이스가 되는 유리 기판(투광성 기판 ; 9)의 액정층(8)측 표면에 ITO(인듐석 산화물)로 이루어진 투명 전극(10)이 형성되며, 그 위에 배향막(11)이 형성되어 있다. 전극 기판(7)에서는, 베이스가 되는 유리 기판(투광성 기판 ; 12)의 액정층(8)측 표면에 ITO로 이루어진 투명 전극(13)이 형성되며, 그 위에 배향막(14)이 형성되어 있다.
간략화를 위해, 도 1은 1 화소분의 구성을 나타내고 있다. 또한, 액정 표시 소자(1)의 전체에서, 소정 폭의 띠 형상의 투명 전극(10·13)은 유리 기판(9·12)의 각각에 소정 간격을 두고 배치되며, 또한 유리 기판(9·12) 사이에는 기판면에 수직인 방향에서 보아 서로 직교하도록 형성되어 있다. 양 투명 전극(10·13)이교차하는 부분은 표시를 행하는 화소에 상당하고, 이들 화소는 본 액정 표시 장치의 전체에 매트릭스 형상으로 배치되어 있다.
전극 기판(6·7)은 밀봉 수지(15)에 의해 점착되어 있으며, 전극 기판(6·7)과 밀봉 수지(15)에 의해 형성되는 공간 내에 액정층(8)이 봉입되어 있다. 액정층(8)에는 투명 전극(10·13)을 통해 구동 회로(17)로부터 표시 데이타에 기초한 전압이 인가된다.
본 액정 표시 장치에서는, 상기 액정 표시 소자(1)와, 광학 위상차 판(2·3)과, 편광판(4·5)으로 형성되어 이루어진 유닛이 액정 셀(16)이다.
배향막(11·14)은 서로 상태가 다른 2개의 영역을 갖고 있다. 이에 따라, 액정층(8)에서 상기 2개의 영역에 면하는 제1 분할부(분할 액정층·제1 분할 액정층 ; 8a)와 제2 분할부(분할 액정층·제2 분할 액정층 ; 8b)에서는 액정 분자의 배향 상태가 다르게 제어된다. 배향막(11·14)은 2개의 영역 사이에서 액정 분자에 부여하는 프리틸트각(pre-tilt angle)을 다르게 하게 하거나, 액정 분자의 프리틸트 방향을 기판면에 수직인 방향에 대해 반대 방향으로 하게 해서 해서 상기한 바와 같은 다른 배향 상태를 제공한다. 프리틸트각이란, 도 2에 도시한 바와 같이 액정 분자(20)의 장축과 배향막(14 ; 11)이 이루는 각 φ으로서, 배향막(11·14)에 대한 러빙(rubbing)과 액정 재료와의 조합에 의해서 결정되는 것이다.
그리고, 상세에 대해서는 후술하지만, 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는 시각을 상하 방향 및 좌우 방향으로 기울였을 때의 시각 특성을 향상시키기 위해서, 액정층(8)은 상이한 비율로 분할되어 있다.
광학 위상차 판(2·3)은 액정 표시 소자(1)와 그 양측에 배치되는 편광판(4·5)과의 사이에 각각 개재된다. 광학 위상차 판(2·3)은 투명한 유기 고분자로 이루어진 지지체에 디스코틱 액정을 도포하여, 이 디스코틱 액정을 경사 배향 또는 하이브리드 배향시키며, 또한 가교시킴으로써 형성되어 있다. 이에 따라, 광학 위상차 판(2·3)에서의 후술하는 굴절율 타원체가 광학 위상차 판(2·3)에 대해 경사지도록 형성된다.
광학 위상차 판(2·3)의 상기 지지체로서는 일반적으로 편광판에 잘 이용되는 트리 아세틸 셀룰로스(TAC)가 신뢰성도 높고 적합하다. 그 외에는, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 내환경성이나 내약품성이 우수한 무색 투명의 유기 고분자 필름이 적합하다.
도 3에 도시한 바와 같이, 광학 위상차 판(2·3)은 다른 3방향의 주굴절율 na·nb·nc를 갖고 있다. 주굴절율 na의 방향은 서로 직교 좌표 xyz에서의 각 좌표축 중 y 좌표축의 방향과 일치하고 있다. 주굴절율 nb의 방향은 광학 위상차 판(2·3)에서 화면에 대응하는 표면에 수직인 z 좌표축 (표면의 법선 방향)에 대해 화살표 A 방향으로 θ 기울어 있다. 주굴절율 nc의 방향은 x 좌표축(표면)에 대해 화살표 B 방향으로 θ 기울어 있다.
광학 위상차 판(2·3)은 각 주굴절율이 na= nc> nb라는 관계를 만족하고 있다. 이에 따라, 광학축이 1개만 존재하므로, 광학 위상차 판(2·3)은 일축성(一軸性)을 구비하고, 또한 굴절율 이방성이 네가티브로 된다. 광학 위상차 판(2·3)의제1 지연치(retardation value) (nc-na)×d는 na= nc이기 때문에, 거의 0㎚이다. 제2 지연치 (nc-nb)×d는 80㎚ ∼ 250㎚의 범위 내에서 임의의 값으로 설정된다. 제2 지연치 (nc-nb)×d를 이와 같은 범위 내로 설정함으로써, 본 액정 표시 장치는 광학 위상차 판(2·3)에 의한 위상차의 보상 기능을 확실하게 얻을 수 있다. 또한, 상기 nc- na및 nc- nb는 굴절율 이방성 Δn을 나타내고, d는 광학 위상차 판(2·3)의 두께를 나타내고 있다.
일반적으로, 액정이나 광학 위상차 판(위상차 필름)과 같은 광학 이방체에서는 상기와 같은 3차원방향의 주굴절율 na·nc·nb의 이방성이 굴절율 타원체로 나타난다. 굴절율 이방성 Δn은 이 굴절율 타원체를 어떤 방향에서 관찰하는지에 따라 다른 값이 된다.
또한, 광학 위상차 판(2·3)의 주굴절율 nb가 기울어 있는 각도 θ, 즉 굴절율 타원체의 경사 각도 θ는 15°≤θ≤75°의 범위 내에서 임의의 값으로 설정되어 있다. 경사 각도 θ를 이러한 범위 내로 설정함으로써, 굴절율 타원체의 경사 방향이 시계 방향 및 반시계 방향에 관계없이, 상기 액정 표시 장치는 광학 위상차 판(2·3)에 의한 위상차의 보상 기능을 확실하게 얻을 수 있다.
그리고, 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는, 상기한 바와 같이 액정층(8)이 제1 분할부(8a)와 제2 분할부(8b)로 분할된 상태에서, 상기 액정층(8)에서의 액정 재료의 굴절율 이방성 Δn의 광의 파장에 대한 변화와, 이들 광학 위상차 판(2·3)의 굴절율 이방성 Δn의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도가 시각에 의존한 액정 화면의 착색이 발생하지 않는 범위로 설정되어 있다.
상세는 후술하지만, 상기한 범위를 만족시키는 광학 위상차 판(2·3)과 액정층(8)을 조합하여 이용함으로써, 상기 광학 위상차 판(2·3)에 의한 위상차의 보상 기능을 효과적으로 작용시킬 수 있다.
또한, 광학 위상차 판(2·3)의 배치에 대해서는 광학 위상차 판(2·3) 중의 어느 한 쪽만을 액정 표시 소자의 일측에 배치하거나, 또는 광학 위상차 판(2·3)을 액정 표시 소자의 일측에 겹쳐서 배치할 수도 있다. 또한, 3매 이상의 광학 위상차 판을 이용할 수도 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 액정 표시 장치에서는 액정 표시 소자(1)에서의 편광판(4·5)의 흡수축 AX1·AX2가 상기 배향막(11·14 ; 도 1참조)에 접하는 액정 분자의 장축 L1·L2와 각가 직교하도록 배치된다. 본 액정 표시 장치에서는 상기 장축 L1·L2가 서로 직교하고 있기 때문에, 상기 흡수축 AX1·AX2도 서로 직교하고 있다.
여기서, 도 3에 도시한 바와 같이, 광학 위상차 판(2·3)에 이방성을 부여하는 방향으로 경사지는 주굴절율 nb의 방향이 광학 위상차 판(2·3)의 표면에 투영된 방향을 D로 정의한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 광학 위상차 판(2)은 방향 D(방향D1)가 장축 L1과 평행해지도록 배치되며, 광학 위상차 판(3)은 방향 D(방향D2)가장축 L2와 평행해지도록 배치된다.
상기한 바와 같은 광학 위상차 판(2·3) 및 편광판(4·5)의 배치에 의해, 본 액정 표시 장치는 오프 시에 광을 투과하여 백색 표시를 행하는, 소위 노멀리 화이트 표시를 행한다.
다음에, 상술한 액정층(8)의 분할에 대해 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 액정층(8)에서는 시각을 상하 방향 및 좌우 방향으로 기울였을 때의 시각 특성을 향상시키기 위해서 1개의 화소가 상이한 비율로 제1 분할부(8a)와 제2 분할부(8b)로 분할되어 있다. 구체적으로는, 제1 분할부(8a)와 제2 분할부(8b)와의 면적비가 6 : 4 내지 19 : 1의 범위 내가 되도록 설정되어 있다.
또한, 배향막(11·14)은 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 분할부(8a)와 제2 분할부(8b)의 양 쪽에서 직교하는 프리틸트 방향으로 액정 분자를 배향시킨다. 배향막(11)의 프리틸트 방향 P1·P2는 제1 분할부(8a)와 제2 분할부(8b)에서 서로 역방향이 되도록 설정되어 있다. 배향막(14)의 프리틸트 방향 P3·P4도 마찬가지로 서로 역방향이 되도록 설정되어 있다. 또한, 액정층(8)은 투명 전극(10·13) 중 어느 한 쪽의 길이 방향에 따라 분할되어 있어도 좋다.
이러한 액정층(8)을 갖는 액정 표시 소자(1)에 광학 위상차 판(2·3)을 조합하면, 정시각 방향의 시각 특성과 반시각 방향의 시각 특성에 적합한 배향 상태를 얻을 수 있다. 이에 따라, 시각을 상하 방향으로 기울였을 때 발생하는 콘트라스트 저하 및 표시 화상이 희게 보이는 경향을 억제할 수 있다. 이 결과, 특히 콘트라스트 저하의 영향을 크게 받는 흑색을 보다 진하고 선명하게 표시할 수 있다.
또한, 액정 표시 소자(1)에서는 1화소당 액정층(8)에서 가장 큰 제1 분할부(8a)에 대해, 상기 굴절율 타원체의 광학 위상차 판(2·3)에 대한 경사 방향과, 배향막(11·14)의 근방에 배치되는 액정 분자의 프리틸트 방향이 반대가 되도록 설정되는 것이 더욱 바람직하다.
이에 따라, 액정 표시 소자(1)로의 전압 인가 시에, 배향의 영향을 받아 경사진 상태로 있는 상기 액정 분자에 의한 광학 특성의 편향을 광학 위상차 판(2·3)에서 보상할 수 있다.
그 결과, 시각을 정시각 방향으로 기울였을 때의 반전 현상이 억제되어, 본 액정 표시 장치는 검게 손상되지 않는 양호한 표시 화상을 얻을 수 있다. 또한, 시각을 반시각 방향으로 기울였을 때 콘트라스트의 저하가 억제되므로 상기 액정 표시 장치는 흰색를 띠지 않는 양호한 표시 화상을 얻을 수 있다. 또한, 상기 액정 표시 장치는 좌우 방향에 대해 반전 현상을 억제하는 것도 가능해진다.
또한, 액정층(8)에서는 광학 위상차 판(2·3)에 의한 위상차의 보상 기능과 최량인 특성을 갖는 조합이 되도록, 액정층(8)에서의 액정 재료의 굴절율 이방성 Δn의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판(2·3)의 굴절율 이방성 Δn의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도를, 시각에 의존한 액정 화면의 착색이 발생하지 않는 범위로 설정된 액정 재료가 이용되고 있다.
구체적으로는 광학 위상차 판(2·3) 및 액정 재료가 이하에 도시하는 ①·② 중 적어도 1개의 설정 범위의 조건을 만족하는 조합으로 이용되면 좋다. 이들 ①·②의 설정 범위는 액정층(8)이 상기한 분할비로 분할되어 있는 것 모두에 공통의 범위이다.
(1) 상기 액정층(8)에서의 액정 재료의 파장 450㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(450)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)의 비인 ΔnL(450)/ ΔnL(550)과, 광학 위상차 판(2·3)의 파장 450㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(450)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(550)의 비인 ΔnF(450)/ ΔnF(550)를,
0≤{ΔnL(450)/ΔnL(550)-1} /
{ΔnF(450)/ΔnF(550)-1} < 0.25
의 관계를 만족도록 설정하면 된다. 그리고, 보다 바람직하게는,
0≤{ΔnL(450)/ΔnL(550)-1} /
{ΔnF(450)/ΔnF(550)-1} ≤ 0.17
의 관계를 만족하도록 설정하는 것이다.
② 상기 액정층(8)에서의 액정 재료의 파장 650㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(650)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)의 비인 ΔnL(650)/ ΔnL(550)과, 광학 위상차 판(2·3)의 파장 650㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(650)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(550)의 비인 ΔnF(650)/ΔnF(550)를,
0≤{ΔnL(650)/ΔnL(550)-1} /
{ΔnF(650)/ΔnF(550)-1} < 0.25
의 관계를 만족하도록 설정하면 된다. 그리고, 보다 바람직하게는,
0≤{ΔnL(650)/ΔnL(550)-1} /
{ΔnF(650)/ΔnF(550)-1} ≤ 0.18
의 관계를 만족하도록 설정하는 것이다.
이러한 ①·② 중 적어도 어느 한 쪽을 만족하도록 설계된 액정 재료와 광학 위상차 판을 이용함으로써, 광학 위상차 판(2·3)에 의한 위상차의 보상 기능에 의해 표시 화면의 시각에 의존하여 생기는 콘트라스트 변화, 반전 현상이 개선되며, 특히 표시 화면의 시각에 의존하여 생기는 착색 현상이 효과적으로 개선된다.
상세히 설명하면, 상기 액정 재료가 ①·② 중 적어도 한쪽의 넓은 범위를 만족함으로써, 본 액정 표시 장치는 통상의 액정 표시 장치에서 요구되는 시각 50°에서 약간의 착색은 있지만, 어느 방향에서 보더라도 충분히 사용할 수 있다.
그리고, 상기 액정 재료가 특히 상기 ①·②에서의 보다 바람직하다고 하는 범위를 적어도 한쪽 만족함으로써, 시각 70°에서 어느방향에서 보더라도 표시 화면의 착색이 일체없는 상태로 할 수 있다.
또한, ①·② 중 적어도 1개를 만족함으로써, 콘트라스트 변화, 반전 현상에대해서도 광학 위상차 판(2·3)의 보상 기능만의 경우보다도 개선을 모도할 수 있다.
도 6에 본 액정 표시 장치에서의 액정층(8)에 이용할 수 있는 액정 재료와 광학 위상차 판(2·3)에 이용할 수 있는 광학 위상차 판의 하나의 조합에서, 각각의 파장(λ)에 대한 Δn(λ)/Δn(550)을 나타낸다. 실선으로 나타낸 곡선 a가 하나의 액정 재료의 파장 (λ)에 대한 Δn(λ) /Δn(550)이며, 일점 쇄선으로 나타낸 곡선 b가 하나의 광학 위상차 판의 파장(λ)에 대한 Δn(λ)/ Δn(550)이다.
그리고, 본 실시 형태의 액정 표시 장치에서는, 액정층(8)에서의 액정 재료로서 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 0.060 보다 크고 0.120 보다 작은 범위로 설계된 것을 이용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기ΔnL(550)이 0.070 이상 0.095 이하의 범위로 설계된 액정 재료를 이용하는 것이다.
이에 따라, 광학 위상차 판(2·3)에 의한 위상차의 보상 기능 및 액정층(8)에서의 액정 재료의 굴절율 이방성 Δn의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판(2·3)의 굴절율 이방성 Δn의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도를 상기한 범위로 설정함으로써, 보상 기능외에 반시각 방향의 콘트라스트의 저하, 좌우 방향의 반전 현상을 보다 한층 더 개선하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 액정 표시 장치는 액정 표시 소자(1)와 편광판(4·5) 사이에 광학 위상차 판(2·3)을 구비하고 있다. 상기 광학 위상차판(2·3)은 3개의 주굴절율 na, nb, nc가 na= nc> nb라는 관계를 갖고, 주굴절율 nb가 표면의 법선 방향에 대해 경사져 있는 구성으로 되어 있다. 상기 액정 표시 장치는 각 화소에서의 액정층(8)을 상이한 비율로 분할하여 다른 방향으로 배향시킴과 동시에, 액정층(8)에서의 액정 재료의 굴절율 이방성 Δn의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판(2·3)의 굴절율 이방성 Δn의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도를 시각에 의존한 액정 화면의 착색이 발생하지 않는 범위로 설정한 구성으로 되어 있다.
이에 따라, 액정 표시 소자(1)에 생긴 시각에 대응하는 위상차의 상기 광학 위상차 판(2·3)에 의한 보상 기능과 함께, 액정층(8)의 분할에 의한 보상 기능, 그 외에 액정층(8)에서의 액정 재료의 굴절율 이방성 Δn의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판(2·3)의 굴절율 이방성 Δn의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도를 상기한 범위 [상기 광학 위상차 판(2·3)의 보상 기능이 최량의 조합이 되는 범위]로 설정한 것에 따른 보상 기능에 의해 특히 시각을 상하 방향으로 기울였을 때 발생한 반전 현상을 억제함과 동시에, 그 때의 콘트라스트의 저하 및 표시 화상이 희게 보이는 경향을 거의 균일하게 억제하며, 또한 시각에 의존한 표시 화면의 착색을 특히 효과적으로 개선해서 고품질의 화상을 표시할 수 있다.
또, 여기서는 노멀리 화이트 표시의 액정 표시 장치를 예시하여 설명했지만, 노멀리 블랙 표시의 액정 표시 장치에서도 액정층(8)을 상기한 바와 같이 분할한 상태 하에서, 상기 광학 위상차 판(23)에 의한 보상 기능에 맞춰서 액정층(8)에서의 액정 재료의 굴절율 이방성 Δn의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판의 굴절율 이방성 Δn의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도를 시각에 의존한 액정 화면의 착색이 발생하지 않는 범위로 설정하고, 이에 의한 보상 효과를 얻음으로써 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 단순 매트릭스 방식의 액정 표시 장치에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이 외에 TFT 등의 능동 스위칭 소자를 이용한 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치에 대해서도 적용이 가능하다.
다음에, 본 실시 형태의 액정 표시 장치에 대한 보다 상세한 실시예를 비교예와 함께 이하에 설명한다.
＜실시예 1＞
본 실시예에서는 도 7에 도시한 바와 같이, 수광 소자(21), 증폭기(22) 및 기록 장치(23)를 구비한 측정계를 이용하여 액정 표시 장치의 시각 의존성을 측정하였다. 액정 표시 장치의 액정 셀(16)은 상기 유리 기판(9)측의 면(16a)이 직교 좌표 xyz의 기준면 x-y에 위치하도록 설치되어 있다. 수광 소자(21)는 일정한 입체 수광각으로 수광할 수 있는 소자이며, 면(16a)에 수직인 z방향에 대해 각도 φ(시각)를 이루는 방향에서, 좌표 원점으로부터 소정 거리를 둔 위치에 배치되어 있다.
측정 시에는, 본 측정계에 설치된 액정 셀(16)에 대해 면(16a)의 반대측의 면으로부터 파장 550㎚의 단색광이 조사된다. 액정 셀(16)을 투과한 단색광의 일부는 수광 소자(21)에 입사된다. 수광 소자(21)의 출력은 증폭기(22)에서 소정의레벨로 증폭된 후, 파형 메모리, 레코더 등의 기록 장치(23)에 의해 기록된다.
여기서는, 도 1의 액정 표시 장치에서의 액정 셀(16)의 배향막(11·14)에 일본 합성 고무사 제조의 옵티머 AL(상품명)을 이용하며, 제1 분할부(8a)의 면적 : 제2 분할부(8b)의 면적이 6 : 4, 17 : 3, 19 : 1로 설정된 액정 재료를 액정층(8)에 이용하여, 셀 두께[액정층(8)의 두께]를 5㎛로 한 3개의 샘플 #1 ∼ #3를 준비했다.
샘플 #1 ∼ #3에서의 광학 위상차 판(2·3)으로는 투명한 지지체 [예를 들면, 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등]에 디스코틱 액정을 도포하고, 디스코틱 액정을 경사 배향시켜 가교하여 형성되는 것을 이용하였다. 상기 광학 위상차 판(2·3)에서는 상술한 제1 지연치가 0㎚, 상술한 제2 지연치가 100㎚이다. 또한, 상기 광학 위상차 판(2·3)에서는, 도 3에 도시한 주굴절율 nb의 방향이 xyz축 좌표에서의 z축 방향에 대해 화살표 A로 나타낸 방향으로 약 20°가 되도록 기울어 있으며, 마찬가지로 주굴절율 nc의 방향이 x축에 대해 화살표 B에서 나타낸 방향으로 약 20°의 각도를 이루고 있다 (즉, 굴절율 타원체의 경사 각도 θ=20°이다).
이러한 샘플 #1 ∼ #3을 도 7에 나타낸 측정계에 설치하여 수광 소자(21)가 일정한 각도 φ로 고정된 경우의 샘플 #1 ∼ #3으로의 인가 전압에 대한 수광 소자(21)의 출력 레벨을 측정하였다.
측정은 각도 φ가 30°가 되도록 수광 소자(21)를 배치하고, y방향이 화면의 상측이며, x방향이 화면의 좌측이라고 가정하여, 수광 소자(21)의 배치 위치를 상측 방향, 하측 방향, 좌측 방향, 우측 방향으로 바꿔 행하였다. 또한, z축 방향으로 수광 소자(21)를 배치한 상태에서도 행하였다.
그 결과를 도 8a ∼ 도 8c에 도시한다. 도 8a ∼ 도 8c는 샘플 #1 ∼ #3에 인가되는 전압에 대한 광의 투과율(투과율-액정 인가 전압 특성)을 나타낸 그래프이다. 도 8a가 분할비 6 : 4의 샘플 #1의 측정 결과이며, 도 8b가 분할비 17 : 3의 샘플 #2, 도 8c가 분할비 19 : 1의 샘플 #3의 측정 결과이다.
상기 도 8a ∼ 도 8c에서, 실선으로 나타낸 곡선 L1은 z축 방향, 파선으로 나타낸 곡선 L2는 하측 방향, 점선으로 나타낸 곡선 L3는 우측 방향, 일점 쇄선으로 나타낸 곡선 L4는 상측 방향, 이점 쇄선으로 나타내는 곡선 L5는 좌측 방향의 특성을 각각 나타내고 있다.
도 8b로부터 알 수 있듯이 분할비 17 : 3의 샘플 #2에서는 중간조 표시 영역에서의 투과율-인가 전압 특성에서, 곡선 L2·L3·L4·L5가 곡선 L1에 근접하고 있는 것이 확인되었다. 그렇기 때문에, 중간조 표시 영역에서는 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화면의 상하 좌우 중 어느쪽의 방향으로 시각을 기울여도 거의 동일한 시각 특성을 얻을 수 있다.
하측 방향의 측정에서는, 온 상태에서 투과율이 거의 7%라는 낮은 일정치로 유지되며, 반전 현상이 확인되지 않았다. 또한, 상방향의 측정에서는 온 형태에서 투과율이 하측 방향에서 측정된 투과율보다 낮은 값이며 충분히 저하하고 있는 것이 확인되었다.
도 8a 및 도 8c에 나타낸 샘플 #1·#3에서도 거의 상기와 동일한 시각 특성의 개선이 확인되었다.
구체적으로는, 도 8a에 도시한 바와 같이, 분할비가 6 : 4로부터 중간조 표시 영역 및 온 상태에서 곡선 L2(하측 방향)와 곡선 L4(상측 방향)가 근접하는 경향이 나타나기 시작하며, 분할비가 커짐에 따라 그 경향이 강해진다. 한편, 도 8c에 도시한 바와 같이, 분할비가 19 : 1부터 곡선 L2(하측 방향)가 곡선 L1(z축 방향)에 근접하는 경향이 나타나기 시작해서, 분할비가 작아짐에 따라 그 경향이 강해진다. 이에 따라, 하측 방향(정시각 방향)에 대해 표시 화상이 검게 손상되는 현상은 억제된다.
또한, 미세하게 분할비를 변화시켜 조사한 결과, 분할비가 7 : 3 ∼ 9 : 1의 범위로 설정되어 있는 경우에는, 상기한 17 : 3의 경우와 같이, 하측 방향과 상측 방향에서 균형이 잡힌 양호한 시각 특성의 개선이 확인되었다.
또, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 액정 표시 소자(1)의 양측에 2매의 광학 위상차 판(2·3)이 설치되어 있지만, 이중 1매만으로도 상기한 바와 같은 시각 특성을 얻을 수 있다. 광학 위상차 판이 1매인 경우, 상하 방향의 시각 특성은 밸런스가 얻어져서 개선되지만, 좌우 방향의 시각 특성은 비대칭이 된다. 이에 반해, 광학 위상차 판이 2매인 경우, 상하 방향의 시각 특성은 1매의 경우와 마찬가지로 개선됨과 동시에, 좌우 방향의 시각 특성도 대칭이 되어 상하 방향과 마찬가지로 개선된다.
여기서, 비교를 위해 제1 분할부(8a) : 제2 분할부(8b)가 1 : 1로 설정된 비교 샘플 #101을 작성해서 마찬가지로 도 7에 나타낸 측정계에 설치하고, 시각 의존성을 측정하였다. 그 결과의 투과율-인가 전압 특성의 그래프를 도 9에 도시한다.
도 9의 그래프에서 실선으로 나타낸 곡선 L11은 z축 방향, 파선으로 나타낸 곡선 L12는 하측 방향, 점선으로 나타낸 곡선 L13은 우측 방향, 일점 쇄선으로 나타낸 곡선 L14는 상측 방향, 이점 쇄선으로 나타낸 곡선 L15는 좌측 방향의 특성을 각각 나타내고 있다.
이 결과로부터, 좌우 방향에 대해서는 온 상태에서 충분히 낮은 투과율이 얻어지며, 시각 특성에 문제가 없는 것이 확인되었다. 한편, 상하 방향에 대해서는 온 상태에서 충분히 투과율이 저하하지 않는 것이 확인되었다. 이와 같이, 본 실시예에 대한 비교예의 액정 표시 장치는 상하 방향으로 시각 의존성을 갖고 있다.
＜실시예 2＞
본 실시예에서는, 도 1의 액정 표시 장치에서의 액정 셀(16)의 액정층(8 ; 분할비17 : 3)에서의 액정 재료의 파장 450㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnL(450)과 파장 550㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnL(550)과, 광학 위상차 판(2·3)의 파장 450㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnF(450)과 파장 550㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnF(550)와의 수학식 1에 나타낸 관계가, 각각 0, 0.10, 0.17, 0.20, 0.23으로 설정된 액정 재료와 광학 위상차 판(2·3)을 이용하여, 셀 두께[액정층(8)의 두께]를 5㎛로 한 5개의 샘플 #11 ∼ #15를 준비하였다.
또한, 샘플 #11 ∼ #15에서의 광학 위상차 판(2·3)으로는, 디스코틱 액정을 경사 배향한 상술한 실시예 1에서의 광학 위상차 판(2·3)과 동일한 것을 이용하였다.
또한, 본 실시예에 대한 비교예로서, 도 1의 액정 표시 장치에서의 액정 셀(16)의 액정층(8 ; 분할비 17 : 3)에 상기 수학식 1에 나타낸 관계가 0.25, 0.50, 0.60인 액정 재료와, 광학 위상차 판(2·3)을 이용한 것 외는 본 실시예와 동일한 비교 샘플 #201 ∼ #203을 준비하였다.
상기 샘플 #11 ∼ #15 및 비교 샘플 #201 ∼ #203에 대해, 백색광 아래에서 눈으로 확인하는 시험을 행한 결과를 표 1에 나타낸다.
시각 (θ) Δn L (450)/Δn L (550)-1ΔnF(450)/ΔnF(550)-1
0 0.10 0.17 0.20 0.23 0.25 0.50 0.60
#11 #12 #13 #14 #15 #201 #202 #203
50° ○ ○ ○ ○ ○ × × ×
60° ○ ○ ○ △ × × × ×
70° ○ ○ ○ × × × × ×
(표 중, ○ : 착색없음, △ : 사용할 수 있을 정도의 착색있음, × : 사용할 수 없을 정도의 착색있음)
샘플 #11 ∼ #13에 대해서는 시각을 70°로 하여 어느 방향에서 보아도 착색은 확인되지 않았고 양호한 화질이었다. 샘플 #14에서는 시각 50°까지는 어느 방향에서 보아도 착색은 확인되지 않았고 양호한 화질이었지만 시각 60°에서는 좌우 방향에서 본 경우에 약간의 착색이 확인되었다. 그러나, 이것은 사용할 수 있는 정도의 착색이었다. 샘플 #15에서는 시각 50°까지는 어느 방향에서 보아도 착색은 확인되지 않았고 양호한 화질이었지만, 시각 60°에서는 좌우 방향에서 본 경우에 사용할 수 없을 정도의 착색이 확인되었다.
이에 반해, 비교 샘플 #201 ∼ #203에서는 시각 50°에서 좌우 방향에서 본 경우에, 사용할 수 없을 정도의 노란색 내지 주황색의 착색이 확인되었다.
또한, 광학 위상차 판(2·3)으로서, 투명한 지지체에 디스코틱 액정을 하이브리드 배향시킨 것 이외는 본 실시예의 샘플 #11 ∼ #15, 비교 샘플 #201 ∼ #203과 마찬가지인 샘플, 비교 샘플에 대해서도, 상기와 동일한 결과가 얻어졌다.
＜실시예 3＞
본 실시예에서는 도 1의 액정 표시 장치에서의 액정 셀(16)의 액정층(8 ; 분할비 17 : 3)에서의 액정 재료의 파장 650㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnL(650)과 파장 550㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnL(550)과, 광학 위상차 판(2·3)의 파장 650㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnF(650)과 파장 550㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnF(550)과의 수학식 2에서 나타낸 관계가, 각각 0, 0.10, 0.18, 0.20, 023으로 설정된 액정 재료와, 광학 위상차 판(2·3)을 이용하여, 셀 두께 [액정층(8)의 두께]를 5㎛로 한 5개의 샘플 #21 ∼ #25를 준비하였다.
또한, 샘플 #21 ∼ #25에서의 광학 위상차 판(2·3)으로는, 디스코틱 액정을 경사 배향한 상기 실시예 1에서의 광학 위상차 판(2·3)과 동일한 것을 이용하였다.
또한, 본 실시예에 대한 비교예로서, 도 1의 액정 표시 장치에서의 액정 셀(16)의 액정층(8 ; 분할비 17 : 3)에, 상기 수학식 2에서 나타낸 관계가 0.25, 0.50, 0.60인 액정 재료와, 광학 위상차 판(2·3)을 이용한 것 이외는 본 실시예와 동일한 비교 샘플 #301 ∼ #303을 준비하였다.
상기 샘플 #21 ∼ #25 및 비교 샘플 #301 ∼ #303에 대해 백색광 아래에서 눈으로 확인하는 시험을 행한 결과를 표 2에 나타낸다.
시각 (θ) Δn L (650)/Δn L (550)-1ΔnF(650)/ΔnF(550)-1
0 0.10 0.18 0.20 0.23 0.25 0.50 0.60
#21 #22 #23 #24 #25 #301 #302 #303
50° ○ ○ ○ ○ ○ × × ×
60° ○ ○ ○ △ × × × ×
70° ○ ○ ○ × × × × ×
(표 중, ○ : 착색없음, △ : 사용할 수 있을 정도의 착색있음, × : 사용할 수 없을 정도의 착색있음)
샘플 #21 ∼ #23에 대해서는 시각을 70° 로 해서 어느 방향에서 보아도 착색은 확인되지 않고 양호한 화질이었다. 샘플 #24에서는 시각 50°까지는 어떤 방향에서 보아도 착색은 확인되지 않고 양호한 화질이지만 시각 60°에서는 좌우 방향에서 본 경우에 약간의 착색이 확인되었다. 그러나, 이것은 사용할 수 있을 정도의 착색이었다. 샘플 #25에서는 시각 50°까지는 어느 방향에서 보아도 착색은 확인되지 않았고 양호한 화질이었지만, 시각 60°에서는 좌우 방향에서 본 경우에 사용할 수 없을 정도의 착색이 확인되었다.
이에 반해, 비교 샘플 #301 ∼ #303에서는 시각 50°에서 좌우 방향에서 본 경우에 사용할 수 없을 정도의 노란색 내지 주황색의 착색이 확인되었다.
또한, 광학 위상차 판(2·3)으로서, 투명한 지지체에 디스코틱 액정을 하이브리드 배향시킨 것 이외는, 본 실시예의 샘플 #21 ∼ #25, 비교 샘플 #301 ∼ #303과 동일한 샘플, 비교 샘플에 대해서도 상기와 동일한 결과가 얻어졌다.
＜실시예 4＞
본 실시예에서는 도 1의 액정 표시 장치에서의 액정 셀(16)의 배향막(11·14)에 일본 합성 고무사 제조의 옵티머 AL(상품명)을 이용해서 상기 배향막(11·14)에 대해 프리틸트각이 6°로, 또한 파장 550㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 각각 0.070, 0.080, 0.095로 설정된 액정 재료를 액정층(8 ; 분할비 17 : 3)에 이용하여, 셀두께 [액정층(8)의 두께]를 5㎛로 한 3개의 샘플 #31 ∼ #33을 준비하였다.
또한, 프리틸트각의 측정은 샘플 #31 ∼ #33의 재료를 주입한 동종 셀(homogeneous cell)을 작성하여, 프리틸트각 측정 장치 NSMAP-3000에서 행하였다.
또한, 샘플 #31 ∼ #33에서의 광학 위상차 판(2·3)으로는, 디스코틱 액정을 경사 배향한 상기의 실시예 1에서의 광학 위상차 판(2·3)과 동일한 것을 이용하였다.
이러한 샘플 #31 ∼ #33을 도 7에 도시한 측정계에 설치해서 수광 소자(21)가 일정한 각도 φ로 고정된 경우의 샘플 #31 ∼ #33으로의 인가 전압에 대한 수광 소자(21)의 출력 레벨을 측정하였다.
측정은 50°의 각도φ가 되도록 수광 소자(21)를 배치하고, y방향이 화면의 좌측이며, x방향이 화면의 하측(정시각 방향)이라고 가정하여, 수광 소자(21)의 배치 위치를 상측 방향(반시각 방향), 하측 방향(정시각 방향), 좌우 방향으로 각각 바꿔 행해졌다.
그 결과를 도 10a ∼ 도 10c에 도시한다. 도 10a ∼ 도 10c는 샘플 #31 ∼ #33에 인가되는 전압에 대한 광의 투과율 (투과율-액정 인가 전압 특성)을 나타낸 그래프이다.
도 10a ∼ 도 10c에서 각각 일점 쇄선으로 나타낸 곡선 L21·L24·L27이 액정층(8)에 ΔnL(550) = 0.070의 액정 재료를 이용한 샘플 #31의 것이며, 실선으로 나타낸 곡선 L22·L25·L28이 액정층(8)에 ΔnL(550) = 0.080의 액정 재료를 이용한 샘플 #32의 것이고, 파선으로 나타낸 곡선 L23·L26·L29가 액정층(8)에 ΔnL(550) = 0.095의 액정 재료를 이용한 샘플 #33의 것이다.
또한, 실시예에 대한 비교예로서, 도 1의 액정 셀(16)에서의 액정층(8 ; 분할비 17 : 3)에 파장 550㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 각각 0.060, 0.120으로 설정된 액정 재료를 이용한 것 이외는 실시예와 동일한 2개의 비교 샘플 #401·#402를 준비하여, 도 7에 도시한 측정계에 설치하여 본 실시예와 동일한 방법으로 수광 소자(21)가 일정한 각도 φ로 고정된 경우의 비교 샘플 #401·#402로의 인가 전압에 대한 수광 소자(21)의 출력 레벨을 측정하였다.
측정은 본 실시예와 마찬가지로, 50°의 각도 φ가 되도록 수광 소자(21)를 배치하고, y방향이 화면의 좌측이고 x방향이 화면의 하측(정시각 방향)이라고 가정하여, 수광 소자(21)의 배치 위치를 상측 방향(반시각 방향), 하측 방향(정시각 방향), 좌우 방향으로 각각 바꿔 행해졌다.
그 결과를 도 11a ∼ 도 11c에 도시한다. 도 11a ∼ 도 11c는 비교 샘플 #401·#402에 인가되는 전압에 대한 광의 투과율 (투과율-액정 인가 전압 특성)을 나타낸 그래프이다.
도 11a가 도 5의 상측 방향으로부터의 측정을 행한 결과이며, 도 11b가 도 5의 우측 방향, 도 11c가 좌측 방향의 측정을 각각 행한 결과이다. 도 11a ∼ 도 11c에서 각각 실선으로 나타낸 곡선 L30·L32·L34가 액정층(8)에 ΔnL(550)=0.060의 액정 재료를 이용한 비교 샘플 #401인 것이며, 파선으로 나타낸 곡선 L31·L33·L35가 액정층(8)에 ΔnL(550)이 0.120의 액정 재료를 이용한 비교 샘플 #402의 것이다.
본 실시예의 샘플 #31 ∼ #33과 비교예의 비교 샘플 #401· #402에 대해 상측 방향의 투과율-액정 인가 전압 특성을 비교한 경우, 도 10a에서는 샘플 #31 ∼ #33의 곡선 L21·L22·L23도 전압을 높게 함에 따라 투과율이 충분히 내려가는 것이 확인되었다. 이에 반해, 도 11a에서는 비교 샘플 #402의 곡선 L31은 도 10a의 곡선 L21·L22·L23과 비교해서 전압을 높게 해도 충분히 투과율이 내려가지 않는다. 또한, 비교 샘플 #401의 곡선 L30은 전압을 높게 함에 따라 투과율은 한번 저하하고나서 다시 상승하는 반전 현상이 확인되었다.
마찬가지로, 샘플 #31 ∼ #33과 비교 샘플 #401·#402에 대해 우측 방향의 투과율-액정 인가 전압 특성을 비교한 경우, 도 10b에서는 샘플 #31 ∼ #33의 곡선 L24·L25·L26도 전압을 높게 하면 투과율은 거의 0에 가까워질 때까지 저하하고 있는 것이 확인되었다. 또한, 도 11b에서도 비교 샘플 #401의 곡선 L32는 전압을 높게 하면, 도 10b와 마찬가지로 투과율이 거의 0에 가까워질 때까지 저하하지만, 비교 샘플 #402의 곡선 L33에 대해서는 상기 반전 현상이 확인된다.
마찬가지로 샘플 #31 ∼ #33과 비교 샘플 #401·#402에 대해 좌측 방향의 경우에도 우측 방향과 마찬가지로, 도 10c의 샘플 #31 ∼ #33의 곡선 L27·L28·L29 및 도 11c의 비교 샘플 #401의 곡선 L34는 전압을 높게하면 전부 투과율은 거의 0에 가까워질 때까지 저하하지만, 도 11c의 비교 샘플 #402의 곡선 L35만 반전 현상이 확인되었다.
또한, 샘플 #31 ∼ #33과 비교 샘플 #401·#402에 대해 백색광 아래에서 눈으로 확인을 행하였다.
실시예의 샘플 #31 ∼ #33 및 비교 샘플 #401에 대해서는 시각을 50°로 해서 어떤 방향에서 보아도 착색은 확인되지 않았고 양호한 화질이었다. 이에 반해, 비교 샘플 #402에 대해서는 시각을 50°로 해서 좌우 방향에서 본 경우에 노란색 내지 주황색으로 착색되어 있는 것이 확인되었다.
이상의 결과로부터 도 10a ∼ 도 10c에서 도시한 바와 같이, 액정층(8)에 파장 550㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 각각 0.070, 0.080, 0.095로 설정된 액정 재료를 이용한 경우에는, 전압을 인가하면 투과율은 충분히 저하하고 반전 현상도 보이지 않기 때문에, 시야각이 확대되고, 또한 착색 현상도 없으며, 액정 표시 장치의 표시 품위가 격단적으로 향상하고 있는 것을 알 수 있다.
그에 반해, 도 11a ∼ 도 11c에 도시한 바와 같이, 액정층(8)에 파장 550㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 각각 0.060, 0.120으로 설정된 액정 재료를 이용한경우에는, 시각 의존성은 충분히 개선되지 않는 것을 알 수 있다.
또한, 광학 위상차 판(2·3)으로서 투명한 지지체에 디스코틱 액정을 하이브리드 배향시킨 것 이외는 상기 샘플 #31 ∼ #33, 비교 샘플 #401·#402와 동일한 샘플, 비교 샘플에 대해서도 동일한 결과가 얻어졌다.
또한, 상기 광학 위상차 판(2·3)의 굴절율 타원체의 경사 각도 θ를 변화시켜 경사 각도 θ에 대한 투과율-액정 인가 전압 특성의 의존성을 조사한 결과, 상기 굴절율 타원체의 경사 각도 θ가 15°≤θ≤75°의 범위 내에 있으면 광학 위상차 판(2·3)에서의 디스코틱 액정의 배향의 상태에 상관없이 투과율-액정 인가 전압 특성은 기본적으로 변화하지 않았다. 또한, 상기 범위를 넘는 경우에는 반시각 방향의 시야각이 넓어지지 않는 것이 확인되었다.
또한, 상기 광학 위상차 판(2·3)의 제2 지연치를 변화시켜 제2 지연치에 대한 투과율-액정 인가 전압 특성의 의존성을 조사한 결과, 제2 지연치가 80㎚ ∼ 250㎚의 범위 내에 있으면, 광학 위상차 판(2·3)에서의 디스코틱 액정 배향의 상태에 상관없이 투과율-액정 인가 전압 특성은 기본적으로 변화하지 않았다. 또한, 상기 범위를 넘는 경우에는 가로 방향(좌우 방향)의 시야각이 넓어지지 않는 것이 확인되었다.
또한, 상기 비교 샘플 #401·#402의 눈으로 확인하는 시험의 결과를 기초로, 도 1의 액정 셀(16)에서의 액정층(8)에 파장 550㎚에서의 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 각각 0.065, 0.100, 0.115인 액정 재료를 이용한 것 이외는 본 실시예와 동일한 3개의 샘플 #34 ∼ #36을 준비하고, 도 7에 도시한 측정계를 이용해서 본 실시예와 동일한 방법으로 수광 소자(21)가 일정한 각도 φ가 고정된 경우의 샘플 #34 ∼ #36으로의 인가 전압에 대한 수광 소자(21)의 출력 레벨을 측정하였다. 또한, 각각 백색광 아래에서 눈으로 확인을 행하였다.
그 결과, 굴절율 이방성 ΔnL(550)을 0.100으로 한 샘플 #35 및 굴절율 이방성 ΔnL(550)을 0.115로 한 샘플 #36에서는, 각도 φ 50°로 한 경우, 좌우 방향에서 전압을 높게 하자 간신히 투과율의 상승이 확인되었다. 그러나, 눈으로 확인함에서는 반전 현상은 발생하지 않았고, 이 정도의 투과율의 상승은 사용할 수 있는것이었다. 또한, 샘플 #35·#36의 상측 방향의 결과에서는 아무런 문제가 없었다.
한편, 굴절율 이방성 ΔnL(550)을 0.065로 한 샘플 #34에서는, 도 11a에 도시한 비교 샘플 #401과 마찬가지로, 상측 방향에서의 전압을 높게 하면 투과율은 한번 감소한 후 증가하는 곡선이 되었다. 그러나, 샘플 #34는 비교 샘플 #401에 비해 투과율의 상승 정도는 작았고, 사용할 수 있는 것이 있었다. 또한, 샘플 #34의 좌우 방향의 결과에서는 아무런 문제가 없었다.
또한, 눈으로 확인하는 검사에서는 샘플 #35·#36에서는 노란색으로부터 주황색의 약간의 착색이 확인되었지만, 문제가 되지 않을 정도였다. 샘플 #34에서는 약간이기는 하지만 푸른색을 나타내고 있는 것이 확인되었다. 그러나, 이 정도의 푸른색은 문제가 되지 않는 것이었다.
또한, 보충으로서, 샘플 #34와 비교 샘플 #401에 대해 1V 정도의 전압을 인가하고, 액정 셀(16)의 표면의 법선 방향의 백색 표시 시의 투과율을 측정하였다. 그 결과, 비교 샘플 #401에서는 사용할 수 없을 정도의 투과율의 저하가 보였다. 이에 반해, 샘플 #34에서는 약간의 투과율의 저하가 확인되었지만 사용할 수 있을 정도의 것이었다.
이상과 같이, 본 발명의 제1 구성에 따른 액정 표시 장치는, 대향하는 표면에 투명 전극 및 배향막이 각각 형성된 한쌍의 투광성 기판 사이에 액정층이 봉입된 액정 표시 소자와, 상기 액정 표시 소자의 양측에 배치되는 한쌍의 편광자와,상기 액정 표시 소자와 상기 편광자와의 사이에 적어도 1매 개재되며, 굴절율 타원체가 경사져 있는 광학 위상차 판을 포함하고, 상기 배향막은 각 화소에서의 액정층이 상이한 비율로 분할된 분할 액정층을 각각 다른 방향으로 배향하며, 상기 액정층에서의 액정 재료의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도가 시각에 의존한 액정 화면의 착색이 발생하지 않는 범위로 설정되어 있는 구성이다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 액정 표시 소자의 위상차 변화를 위상차 판에 의한 보상 기능인 경우보다도 더욱 개선하고, 화면의 착색을 보다 한층 더 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 상반하는 정시각 방향의 시각 특성과, 반시각 특성의 시각 특성과의 차를 없애 양 시각 특성을 가깝게 할 수 있으므로, 시각을 상하 방향으로 기울였을 때 생기는 콘트라스트의 저하 및 표시 화상이 희게 보이는 경향을 거의 균일하게 억제할 수 있다.
그렇기 때문에, 상기 액정 표시 장치를 채용함으로써, 흑백 표시에서의 콘트라스트비가 관찰자의 시각 방향에 따라 영향받지 않기 때문에, 종래의 액정 표시 장치에 비해 표시 화상의 품질을 격단적으로 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 본 발명의 제2 구성에 따른 액정 표시 장치는, 대향하는 표면에 투명 전극층 및 배향막이 형성된 한쌍의 투광성 기판 간에 거의 90° 트위스트 배향한 액정층이 봉입되어 이루어진 액정 표시 소자와, 상기 액정 표시 소자의 양측에 배치되는 한쌍의 편광자와, 상기 액정 표시 소자와 상기 편광자와의 사이에 적어도 1매 개재된 광학 위상차 판에서 굴절율 타원체의 3개의 주굴절율 na, nb, nc가 na= nc> nb라는 관계를 갖고, 표면 내의 주굴절율 na또는 nc의 방향을 축으로 해서 표면의 법선 방향으로 평행한 주굴절율 nb의 방향과 표면 내의 주굴절율 nc또는 na의 방향이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 경사짐으로써 상기 굴절율 타원체가 경사져 있는 광학 위상차 판을 구비하고, 상기 배향막이 각 화소에서의 액정층이 상이한 비율로 분할된 분할 액정층을 각각 다른 방향으로 배향하며, 또한 상기 액정층에서의 액정 재료의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와, 상기 광학 위상차 판의 굴절율 이방성의 광의 파장에 대한 변화와의 변화 정도가 시각에 의존한 액정 화면의 착색이 발생하지 않는 범위로 설정되어 있는 구성이다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 액정 표시 소자의 위상차 변화를 위상차 판에 의한 보상 기능만인 경우보다도 더욱 개선하고, 화면의 착색을 보다 한층 더 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 상반하는 정시각 방향의 시각 특성과 반시각 특성의 시각 특성과의 차를 없애 양시각 특성을 가까이 할 수 있으므로, 시각을 상하 방향으로 기울였을 때 생기는 콘트라스트의 저하 및 표시 화상이 희게 보이는 경향을 거의 균일하게 억제할 수 있다.
그렇기 때문에, 상기 액정 표시 장치를 채용함으로써 흑백 표시에서의 콘트라스트비가 관찰자의 시각 방향에 따라 영향받지 않기 때문에, 종래의 액정 표시 장치에 비해 표시 화상의 품질을 격단적으로 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치는, 액정층에서의 액정재료의 파장 450㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(450)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)의 비인 ΔnL(450)/ ΔnL(550)과, 상기 광학 위상차 판의 파장 450㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(450)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(550)의 비인 ΔnF(450)/ ΔnF(550)이,
0≤{ΔnL(450)/ΔnL(550)-1} /
{ΔnF(450)/ΔnF(550)-1} < 0.25
의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 구성이다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 통상의 액정 표시 장치에서 요구되는 시각 50°로 모든 방향에서 본 경우에도 충분히 사용할 수 있을 정도까지 액정 화면의 착색을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 액정 표시 장치는 상기한 구성외에,
0≤{ΔnL(450)/ΔnL(550)-1} /
{ΔnF(450)/ΔnF(550)-1} ≤ 0.17
의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 구성이다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 시각 70°와 같은 더욱 넓은 시야각의 액정 표시 장치에서, 어떤 방향에서 보아도 전혀 액정 화면의 착색이 없는 상태를 실현될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치는, 액정층에서의 액정재료의 파장 650㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(650)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)의 비인 ΔnL(650)/ΔnL(550)과, 상기 광학 위상차 판의 파장 650㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(650)와 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(550)의 비인 ΔnF(650)/ ΔnF(550)이,
0≤{ΔnL(650)/ΔnL(550)-1} /
{ΔnF(650)/ΔnF(550)-1} < 0.25
의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 구성이다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 통상의 액정 표시 장치에서 요구되는 시각 50°로 모든 방향에서 본 경우에도 충분히 사용할 수 있을 정도까지 액정 화면의 착색을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 액정 표시 장치는 상기한 구성외에,
0≤{ΔnL(650)/ΔnL(550)-1} /
{ΔnF(650)/ΔnF(550)-1} ≤ 0.18
의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 구성이다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 시각 70°와 같은 더욱 넓은 시야각의 액정 표시 장치에서 어느 방향에서 보아도 완전히 액정 화면의 착색이 없는 상태를 실현된다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치는, 액정층에서의 액정재료의 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 0.060보다 크고 0.120보다 작은 범위로 설정되어 있는 구성이다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 액정 표시 소자에 생기는 시각에 대응하는 위상차를 해소할 수 있기 때문에, 표시 화면에서 시각에 의존하여 발생하는 착색 현상은 물론, 콘트라스트 변화, 좌우 방향의 반전 현상 등도 더욱 개선할 수 있다.
그렇기 때문에, 상기 액정 표시 장치를 채용함으로써, 표시 화상의 품질을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치는, 상기한 구성에서 액정층에서의 액정 재료의 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 0.070 이상 0.095 이하의 범위로 설정되어 있으므로, 시각에 의존하여 생기는 콘트라스트 변화, 좌우 방향의 반전 현상 등을 보다 개선하고, 매우 양호한 표시 화상의 품질을 실현할 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치는, 모든 광학 위상차 판에서 굴절율 타원체의 경사각이 15° 내지 75° 사이로 설정되어 있는 구성이다.
이와 같이, 상기 액정 표시 장치에 개재되는 모든 광학 위상차 판에서 굴절율 타원체의 경사각을 15° 내지 75° 사이로 설정함으로써, 상술한 바와 같은 본 발명이 구비한 광학 위상차 판에 의한 위상차의 보상 기능을 확실하게 얻을 수 있으므로, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 시인성(視認性)을 확실하게 향상시킬 수있는 효과를 발휘한다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치는, 모든 광학 위상차 판에서 주굴절율 na와 주굴절율 nb와의 차와, 광학 위상차 판의 두께 d와의 곱 (na-nb)×d가 80㎚ 내지 250㎚의 사이로 설정되어 있는 구성이다.
이와 같이, 상기 액정 표시 장치에 개재되는 모든 광학 위상차 판에서, 주굴절율 na와 주굴절율 nb와의 차와, 광학 위상차 판의 두께 d와의 곱 (na-nb)×d를 80㎚ 내지 250㎚의 사이로 설정함으로써, 상술한 바와 같은 본 발명이 구비한 광학 위상차 판에 의한 위상차의 보상 기능을 확실하게 얻을 수 있으므로, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 시인성을 확실하게 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치는, 상기 광학 위상차 판이 상기 화소 내에서 가장 큰 상기 분할 액정층에 대해 상기 배향막의 내면 근방의 액정 분자가 상기 투명 전극에 의해 전압이 인가될 때의 경사 방향과, 굴절율 타원체의 경사 방향이 반대가 되도록 배치되어 있는 구성이다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치는 배향의 영향을 받아 전압 인가 시에도 상승하지 않고 배향막의 내면 근방의 액정 분자에 의한 광학 특성의 편향을 광학 위상차 판으로 보상할 수 있다.
그렇기 때문에, 상기 액정 표시 장치는 시각을 정시각 방향으로 기울였을 때 반전 현상이 억제되므로, 검게 없어지지 않는 양호한 표시 화상을 얻을 수 있다. 또한, 상기 액정 표시 장치는 시각을 반시각 방향으로 기울였을 때의 콘트라스트의저하가 억제되므로, 흰색을 띠지 않는 양호한 표시 화상을 얻을 수 있으며, 또한 좌우 방향에 대해 반전 현상을 억제하는 것이 가능해진다.
따라서, 상기 액정 표시 장치를 채용하면 또한 본 발명에 따른 발명의 액정 표시 장치의 시각 특성을 대폭 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치는 상기 분할 액정층으로서 제1 분할 액정층과 이보다 작은 제2 분할 액정층이 설치되며, 상기 제1 분할 액정층과 상기 제2 분할 액정층과의 크기의 비가 6 : 4 내지 19 : 1의 범위로 설정되어 있는 구성이다.
이에 따라, 상기 액정 표시 장치를 채용하면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 시각 특성을 더욱 더 확실하게 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 상기 제1 및 제2 구성에 따른 액정 표시 장치는, 상기한 구성에서 상기 제1 분할 액정층과 상기 제2 분할 액정층과의 크기의 비가 7 : 3 내지 9 : 1의 범위로 설정되어 있는 구성을 이룸으로써, 하측 방향과 상측 방향으로 균형이 잡힌 보다 양호한 시각 특성의 개선을 행할 수 있는 효과를 발휘한다.
발명의 상세한 설명의 항에서 다룬 구체적인 실시 형태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 밝히는 것으로, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허청구범위 내에서 여러가지로 변경해서 실시할 수 있는 것이다.

Claims (20)

  1. 대향하는 표면에 투명 전극 및 배향막이 각각 형성된 한쌍의 투광성 기판 사이에 액정층이 봉입된 액정 표시 소자,
    상기 액정 표시 소자의 양측에 배치되는 한쌍의 편광자, 및
    상기 액정 표시 소자와 상기 편광자와의 사이에 적어도 1매 개재되며, 굴절율 타원체가 경사져 있는 광학 위상차 판
    을 포함하고,
    상기 배향막은 각 화소에서의 액정층이 상이한 비율로 분할된 분할 액정층을 각각 다른 방향으로 배향하며,
    상기 액정층에서의 액정 재료의 파장 450㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(450)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)과의 비인 ΔnL(450)/ΔnL(550)과, 상기 광학 위상차 판의 파장 450㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(450)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(550)과의 비인 ΔnF(450)/ΔnF(550)이
    0≤{ΔnL(450)/ΔnL(550)-1} /
    {ΔnF(450)/ΔnF(550)-1} < 0.25
    의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학 위상차 판에서 굴절율 타원체의 3개의 주굴절율 na, nb, nc가 na= nc> nb라는 관계를 갖고, 주굴절율 nb가 표면의 법선 방향에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 액정층에서의 액정 재료의 파장 450㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(450)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)과의 비인 ΔnL(450)/ΔnL(550)과, 상기 광학 위상차 판의 파장 450㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(450)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(550)과의 비인 ΔnF(450)/ΔnF(550)이
    0≤{ΔnL(450)/ΔnL(550)-1} /
    {ΔnF(450)/ΔnF(550)-1} ≤ 0. 17
    의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 대향하는 표면에 투명 전극 및 배향막이 각각 형성된 한쌍의 투광성 기판 사이에 액정층이 봉입된 액정 표시 소자,
    상기 액정 표시 소자의 양측에 배치되는 한쌍의 편광자, 및
    상기 액정 표시 소자와 상기 편광자와의 사이에 적어도 1매 개재되며, 굴절율 타원체가 경사져 있는 광학 위상차 판
    을 포함하고,
    상기 배향막은 각 화소에서의 액정층이 상이한 비율로 분할된 분할 액정층을 각각 다른 방향으로 배향하며,
    상기 액정층에서의 액정 재료의 파장 650㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(650)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)과의 비인 ΔnL(650)/ΔnL(550)과, 상기 광학 위상차 판의 파장 650㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(650)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(550)과의 비인 ΔnF(650)/ΔnF(550)이
    0≤{ΔnL(650)/ΔnL(550)-1} /
    {ΔnF(650)/ΔnF(550)-1} < 0.25
    의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 액정층에서의 액정 재료의 파장 650㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(650)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)과의 비인 ΔnL(650)/ΔnL(550)과, 상기 광학 위상차 판의 파장 650㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(650)와 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(550)과의 비인ΔnF(650)/ΔnF(550)이
    0≤{ΔnL(650)/ΔnL(550)-1} /
    {ΔnF(650)/ΔnF(550)-1} ≤ 0.18
    의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 액정층에서의 액정 재료의 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 0.060보다 크고 0.120보다 작은 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 액정층에서의 액정 재료의 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 0.060보다 크고 0.120보다 작은 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 액정층에서의 액정 재료의 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 0.070 이상 0.095 이하의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 액정층에서의 액정 재료의 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)이 0.070 이상 0.095 이하의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광학 위상차 판에서 굴절율 타원체의 경사각이 15° 내지 75° 사이에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제4항에 있어서, 상기 광학 위상차 판에서 굴절율 타원체의 경사각이 15° 내지 75° 사이에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 광학 위상차 판에서 주굴절율 na와 주굴절율 nb와의 차와 광학 위상차 판의 두께 d와의 곱(na-nb)×d가 80㎚ 내지 250㎚ 사이에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  13. 제4항에 있어서, 상기 광학 위상차 판에서 주굴절율 na와 주굴절율 nb와의 차와 광학 위상차 판의 두께 d와의 곱(na-nb)×d가 80㎚ 내지 250㎚의 사이에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 광학 위상차 판이 상기 화소 내에서 가장큰 상기 분할 액정층에 대해 상기 배향막의 내면 근방의 액정 분자가 상기 투명 전극에 의해 전압이 인가되었을 때의 경사 방향과 굴절율 타원체의 경사 방향이 반대가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 분할 액정층으로서 제1 분할 액정층과 이보다 작은 제2 분할 액정층이 설치되며, 상기 제1 분할 액정층과 상기 제2 분할 액정층과의 크기의 비가 6 : 4 내지 19 : 1의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 분할 액정층과 상기 제2 분할 액정층과의 크기의 비가 7 : 3 내지 9 : 1의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 액정층이 거의 90° 트위스트 배향된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  18. 대향하는 표면에 투명 전극층 및 배향막이 각각 형성된 한쌍의 투광성 기판 사이에 거의 90° 트위스트 배향된 액정층이 봉입되어 이루어진 액정 표시 소자;
    상기 액정 표시 소자의 양측에 배치되는 한쌍의 편광자; 및
    상기 액정 표시 소자와 상기 편광자와의 사이에 적어도 1매 개재된 광학 위상차 판에서, 굴절율 타원체 3개의 주굴절율 na, nb, nc가 na=nc>nb라는 관계를 가지며, 표면 내의 주굴절율 na또는 nc의 방향을 축으로 하여 표면의 법선 방향에 평행한 주굴절율 nb의 방향과 표면 내의 주굴절율 nc또는 na의 방향이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 경사지게 함으로써, 상기 굴절율 타원체가 경사져 있는 광학 위상차 판
    을 구비하고,
    상기 배향막은 각 화소에서의 액정층이 상이한 비율로 분할된 분할 액정층을 각각 다른 방향으로 배향하며,
    상기 액정층에서의 액정 재료의 파장 450㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(450)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)과의 비인 ΔnL(450)/ΔnL(550)과, 상기 광학 위상차 판의 파장 450㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(450)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(550)과의 비인 ΔnF(450)/ΔnF(550)이
    0≤{ΔnL(450)/ΔnL(550)-1} /
    {ΔnF(450)/ΔnF(550)-1} < 0.25
    의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  19. 대향하는 표면에 투명 전극층 및 배향막이 각각 형성된 한쌍의 투광성 기판 사이에 거의 90° 트위스트 배향된 액정층이 봉입되어 이루어진 액정 표시 소자;
    상기 액정 표시 소자의 양측에 배치되는 한쌍의 편광자; 및
    상기 액정 표시 소자와 상기 편광자와의 사이에 적어도 1매 개재된 광학 위상차 판에서, 굴절율 타원체 3개의 주굴절율 na, nb, nc가 na=nc>nb라는 관계를 가지며, 표면 내의 주굴절율 na또는 nc의 방향을 축으로 하여 표면의 법선 방향에 평행한 주굴절율 nb의 방향과 표면 내의 주굴절율 nc또는 na의 방향이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 경사지게 함으로써, 상기 굴절율 타원체가 경사져 있는 광학 위상차 판
    을 구비하고,
    상기 배향막은 각 화소에서의 액정층이 상이한 비율로 분할된 분할 액정층을 각각 다른 방향으로 배향하며,
    상기 액정층에서의 액정 재료의 파장 650㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(650)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnL(550)과의 비인 ΔnL(650)/ΔnL(550)과, 상기 광학 위상차 판의 파장 650㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(650)과 파장 550㎚의 광에 대한 굴절율 이방성 ΔnF(550)과의 비인 ΔnF(650)/ΔnF(550)이
    0≤{ΔnL(650)/ΔnL(550)-1} /
    {ΔnF(650)/ΔnF(550)-1} < 0.25
    의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  20. 제4항에 있어서, 상기 광학 위상차 판에서 굴절율 타원체의 3개의 주굴절율 na, nb, nc가 na= nc> nb라는 관계를 갖고, 주굴절율 nb가 표면의 법선 방향에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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