KR100986483B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 반드시 등방적인 시야각 특성이 요구되지 않고 특정의 방향에서 높은 표시 품질이 요구되는 용도에 있어서, 높은 투과율이더라도 계조 반전을 생기게 하지 않는 높은 표시 품질을 갖는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 액정 표시 장치는, 기판(1) 및/또는 기판(2)의 액정측에 배치되고, 액정층(9)에 대한 전압 인가시에서의 액정의 경사를 제어하는 제어 구조(l2, 19)와, 액정층(9)에 대한 전압 인가시에 액정이 한 방향으로 경사하는 영역(11a)과, 영역(11a)의 액정의 경사 방향에 대하여 대략 180° 다른 방향으로 액정이 경사하는 영역(11b)을 구비하는 액정 표시 장치에 있어서, 영역(11a)에서의 액정의 경사 방향과 액정 표시 장치(14)의 화면 좌우 방향이 이루는 각도가 22°~ 39° 또는 51°~ 68°인 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이며, 특히, 복수 영역 수직 배향(Multi-domain Vertical Alignment : MVA) 액정 표시 장치에 관한 것이다.

일반적인 액정 표시 장치는, 적어도 한쪽이 전극을 갖는 2장의 기판에 의해서 액정을 사이에 유지하고, 전극으로부터 액정에 전압을 인가함으로써 액정 표시하고 있다. 액정 표시 장치는, 저소비 전력, 박형, 경량의 특징으로부터 폭 넓은 용도로 이용되고 있고, 그 중에서도 화면 내의 다른 영역의 액정에 대하여 전압을 인가하는 스위칭으로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)를 이용한 액티브형 액정 표시 장치는 고정밀도가 가능하기 때문에, 텔레비젼, 모니터, 소형 휴대 기기 등에 이용되고 있다.

액정 표시 장치의 표시 품질은, 액정의 배향 상태에 크게 의존한다. 기판면에 액정이 대략 평행하게 배향하고, 액정을 사이에 유지하는 기판면에 있어서의 액정의 배향 방향의 차(비틀림 각)이 90°인 TN(Twisted Nematic) 액정 표시 장치는, 표시 화면의 정면에서 보았을 때의 고 콘트라스트비(Contrast Ratio : CR)와 제조 안정성의 높음 때문에 널리 사용되어 왔다. 그러나, 시선을 정면으로부터 어긋나 있을 때에 CR의 저하가 현저하고, 즉 시야각이 좁게 되어, 특정의 방향에서 보았을 때의 계조 반전(계조 신호에 대하여 실제의 표시 휘도가 단조롭게 증감하지 않게 되는 현상)에 따른 색 이상이 생긴다고 하는 문제가 있다.

이러한 문제의 대책으로서, TN과는 다른 액정의 배향을 이용한 액정 표시 장치가 개발되어 실용화되어 있고, 그 1종으로서 전압을 인가하지 않았을 때에 액정이 기판면에 대략 수직으로 배향하고 있는 수직 배향(Vertical Alignment : VA) 액정 표시 장치가 있다.

VA 액정 장치 중에서도, 수지성 돌기나 전극의 제외 가공 등에 의해서 전압 인가시의 액정의 경사 방향을 제어하는 구조를 형성함으로써 액정의 경사 방향이 다른 복수의 영역으로 분할하는 MVA(Multi-domain Vertical Alignment : MVA)가 있고, 액정의 경사 방향이 90°씩 다르도록 4 영역으로 분할하여 90° 회전 대칭성을 갖는 것에 의해, 시야각 특성을 상하 좌우로 대칭으로 할 수 있어 시야각을 넓히는 것이 가능해진다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 표시 장치에서는 일반적으로, 상하 좌우 방향의 표시 특성이 중요시되지만, 액정 표시 장치는 CRT(Cathode Ray Tube)이나 PDP(Plasma Display Panel) 등의 자발광형 표시 장치보다도 시야각 의존성이 크기 때문에, 그 개선이 요구되고 있었다. 4 분할의 MVA 액정 표시 장치의 시야각 특성의 대칭성의 높이는 매우 좋다고 생각되고 있다.

특허 문헌 1의 MVA 액정 표시 장치에서는, 액정에 입사하는 빛이 직선 편광이기 때문에, 액정을 편광판의 투과축에 대하여 45°로 경사시키지 않으면 표시 장 치 정면에서 보았을 때의 빛의 휘도의 투과율이 저하된다고 하는 문제가 있다. 그러나, 1/4 파장판을 이용하여 액정에 입사하는 빛을 원편광으로 하는 것에 의해, 인가 전압이 같으면 액정의 쓰러지는 방향에 의존하지 않고서 정면에서 보았을 때와 같은 투과율이 얻어진다(예컨대, 특허 문헌 2 참조).

또, 액정의 경사 방향이 특정의 점을 대칭 중심으로 하여 연속적으로 변화되는 축 대칭 배향으로 하는 것에 의해, 투과율이 저하되는 일없이 매우 대칭성이 높은 액정 배향으로 되어, 대칭성이 높은 시야각 특성을 실현하는 것이 가능해진다(예컨대, 특허 문헌 3 참조). 한편, 축 대칭 배향은, 액정의 경사 방향이 다른 「영역으로 분할」한다고 하는 MVA의 정의에는 적합하지 않지만, 분할수를 무한대로 외삽한 극한으로도 취할 수 있기 때문에, 본 명세서에서는 MVA에 포함시킨다.

이와 같이, 기판 법선 방향으로부터 액정에 입사하는 빛을 원편광으로 하는 MVA 액정 표시 장치를, 본 명세서에서는 원편광 MVA 액정 표시 장치로 기술한다. 또한, 액정에 입사하는 빛이 직선 편광 MVA 액정 표시 장치로 기술한다.

또한, 편광판과 1/4 파장판 사이에 반파장판을 추가함으로써 넓은 파장 영역에서 액정에 입사하는 광을 원편광으로 함으로써, 정면에서 보았을 때의 흑 표시의 휘도를 저하시켜 정면에서 보았을 때의 CR을 높게 할 수 있다. 이때, 백라이트측과 관측자측에서, 1/4 파장판의 리타데이션(retardation) 끼리, 반파장판의 리타데이션끼리 동일하고, 편광판의 투과축끼리, 1/4 파장판의 지상축끼리, 반파장판의 지상축끼리가 직교하도록 구성하고, 액정에 전압을 인가하지 않았을 때 흑 표시로 하는 것이 CR를 높이는 조건으로 된다(예컨대, 특허 문헌 4 참조).

또한, 액정에 입사하는 빛을 원편광으로 하는 이점으로서는, 옥외에서의 시인성을 향상시키기 위해서, 외광을 이용하여 표시하는 반사 모드와 백라이트광을 이용하여 표시하는 보통의 투과 모드의 양쪽으로 표시할 수 있는 반투과형 또는 투과 반사형이라고 불리는 VA 액정 표시 장치가 실현가능하다(예컨대, 특허 문헌 5 참조).

(특허 문헌 1) 일본 특허 제 2947350 호 공보

(특허 문헌 2) 일본 특허 공개 제 2002-303869 호 공보

(특허 문헌 3) 일본 특허 제 3875125 호 공보

(특허 문헌 4) 일본 특허 제 3767419 호 공보

(특허 문헌 5) 일본 특허 제 3410663 호 공보

상기의 원편광 MVA 액정 표시 장치는, 투과율의 저하를 일으키지 않고서 대칭성이 높은 액정의 배향(축 대칭 배향)을 이용할 수 있는 것이 특징이다. 그러나, 백 표시에 있어서, 액정층을 두껍게 하는, 액정 재료의 복굴절률을 크게 하는, 액정에의 인가 전압을 크게 함으로써 액정층의 리타데이션을 크게 하여 투과율을 올리면, 액정 표시 장치의 좌우 방향 및 상하 방향으로 계조 반전이 생긴다고 하는 문제가 있다.

종래의 액정 표시 장치에서는, 높은 CR나 광시야각과 함께 높은 대칭성이 요구되고 있었기 때문에, 높은 대칭성을 갖는 액정의 배향을 해야 했다. 또한 상기와 같은 계조 반전을 해소하기 위해서는, 투과율을 내릴 필요가 있었다. 그러나, 최근에는 부재의 내구성이나 사용 온도 범위의 확대에 따라, 차재용이나 발권기용 등 반드시 등방적인 시야각 특성이 요구되지 않는 용도에 대하여도 액정 표시 장치가 이용되게 되었다. 예컨대, 차재용으로서는 좌우 방향에는 높은 표시 품질이 요구되지만, 상하 방향에는 이용자의 머리와 패널의 위치 관계가 대략 고정되기 때문에, 상하 방향의 요구는 좌우 방향에 비교하면 높지 않다. 또한, 발권기나 ATM에서는 좌우 방향의 표시 품질은 그다지 요구되지 않고, 이용자의 신장이나 선 위치에 의해서 변화되는 상하 방향의 시선 각도 변화에 대응하는 것이 요구된다.

본 발명은, 이들의 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 반드시 등방적인 시야각 특성이 요구되지 않고서 특정의 방향에서 높은 표시 품질이 요구되는 용 도에 있어서, 높은 투과율이더라도 계조 반전을 생기게 하지 않는 높은 표시 품질을 갖는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 액정 표시 장치는, 액정에 전압을 인가하기 위해서 주기적으로 배치된 전극을 갖는 제 1 기판과, 액정에 전압을 인가하는 전극을 갖는 제 2 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 유지되어, 기판면에 대략 수직으로 배향하고 있는 네거티브형 액정을 갖는 액정층과, 제 1 기판의 액정측과는 다른 측에 배치된 제 1 편광판과, 제 2 기판의 액정측과는 다른 측에 배치되어, 제 1 편광판의 투과축과 직교하는 투과축을 갖는 제 2 편광판과, 제 1 기판과 제 1 편광판 사이에 배치되어, 제 1 편광판의 투과축과 평행이 아니면서, 또한 직교하지 않는 지상축을 갖는 제 1 위상차판과, 제 1 기판과 제 1 위상차판 사이에 배치된 제 2 위상차판과, 제 2 기판과 제 2 편광판 사이에 배치되어, 제 1 위상차판의 지상축과 직교하는 지상축을 갖는 제 3 위상차판과, 제 2 기판과 제 3 위상차판 사이에 배치되어, 제 2 위상차판의 지상축과 직교하는 지상축을 갖는 제 4 위상차판과, 제 1 기판 및/또는 제 2 기판의 액정측에 배치되어, 액정층에 대하는 전압 인가시에서의 액정의 경사를 제어하는 제어 구조와, 액정층에 대한 전압 인가시에 액정이 한 방향으로 경사하는 제 1 영역과, 제 1 영역의 액정의 경사 방향에 대하여 대략 180° 다른 방향으로 액정이 경사하는 제 2 영역을 구비하는 액정 표시 장치에 있어서, 제 1 영역에서의 액정의 경사 방향과 액정 표시 장치의 화 면 좌우 방향이 이루는 각도가 22°~ 39° 또는 51°~ 68°인 것을 특징으로 한다.

또, 상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 액정 표시 장치는, 액정에 전압을 인가하기 위해서 주기적으로 배치된 전극을 갖는 제 1 기판과, 액정에 전압을 인가하는 전극을 갖는 제 2 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 유지되어, 기판면에 대략 수직으로 배향하고 있는 네거티브형 액정을 갖는 액정층과, 제 1 기판의 액정측과는 다른 측에 배치된 제 1 편광판과, 제 2 기판의 액정측과는 다른 측에 배치되어, 제 1 편광판의 투과축과 직교하는 투과축을 갖는 제 2 편광판과, 제 1 기판과 제 1 편광판 사이에 배치되어, 제 1 편광판의 투과축과 평행이 아니면서 또한 직교하지 않는 지상축을 갖는 제 1 위상차판과, 제 2 기판과 제 2 편광판 사이에 배치되어, 제 1 위상차판의 지상축과 직교하는 지상축을 갖는 제 2 위상차판과, 제 1 기판 및/또는 제 2 기판의 액정측에 배치되어, 액정층에 대한 전압 인가시에 있어서의 액정의 경사를 제어하는 제어 구조와, 액정층에 대한 전압 인가시에 액정이 한 방향으로 경사하는 제 1 영역과, 제 1 영역의 액정의 경사 방향에 대하여 대략 180° 다른 방향으로 액정이 경사하는 제 2 영역을 구비하는 액정 표시 장치에 있어서, 제 1 영역에서의 액정의 경사 방향과 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도가 25°~ 39° 또는 51°~ 65°인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 제 1 영역에서의 액정의 경사 방향과 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도가 22°~ 39° 또는 51°~ 68°이기 때문에, 반드시 등방적인 시야각 특성이 요구되지 않고서 특정의 방향에서 높은 표시 품질이 요구되는 용도에 있어서, 높은 투과율이더라도 계조 반전을 생기게 하지 않는 높은 표시 품질을 갖는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

또, 제 1 영역에서의 액정의 경사 방향과 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도가 25°~ 39° 또는 51°~ 65°이기 때문에, 반드시 등방적인 시야각 특성이 요구되지 않고서 특정의 방향에서 높은 표시 품질이 요구되는 용도에 있어서, 높은 투과율이더라도 계조 반전을 생기게 하지 않는 높은 표시 품질을 갖는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 대하여, 도면에 기초하여 이하에 설명한다.

(실시예 1)

도 1은, 본 발명의 실시예에 의한 원편광 MVA 액정 표시 장치의 개략 구성도이다. 기판(1)과 기판(2) 사이에 네거티브형 액정으로 이루어지는 액정층(9)이 사이에 유지되어 있다. 여기서는 도시하지 않고 있지만, 기판(1)의 액정측에는 액정에 전압을 인가하는 전극과 보조 용량 전극, 전압의 인가를 제어하는 TFT 등의 스위칭 소자, 배선이 주기적으로 배치되어 있고, 기판(2)의 액정측에는 액정에 전압을 인가하는 전극이 배치되어 있다. 기판(1) 및 기판(2)의 액정측에는, 전압이 인가되어 있을 때에 액정층(9)이 기판면에 대하여 대략 수직으로 배향하도록 수직 배향막의 형성 등의 처리가 행하여지고 있다. 액정층(9)의 배향 방향은 기판에 대하 여 대략 수직이면 좋고, 수직 방향으로부터 10도 이내의 경사를 갖더라도 좋다. 예컨대 수직 배향막에 어느 정도의 경사를 형성하는 등의 방법으로 액정층(9)의 배향 방향을 수직으로부터 어느 정도 경사시킬 수 있다. 단, 보다 큰 콘트라스트비를 얻기 위해서는, 그 경사는 5도 이내로 하는 쪽이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치는 투과 모드에서 표시를 가능하게 하기 위해, 기판(1)의 전극이 배치되는 영역의 일부와 그에 대향하는 기판(2)의 부분에는, 광을 투과시키도록 개구부를 형성한다. 적어도 개구부에는, 기판에는 글라스나 비정질성 플라스틱 등의 투과율이 높은 투명 기판 재료를 이용하여, 전극에는 ITO(Indium Tin Oxide)이나 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투과율이 높은 투명 전극 재료를 이용한다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 투과형 액정 표시 장치로서 투과 모드의 원편광 MVA 액정 표시 장치에 대하여 설명하지만, 원편광 MVA 액정 표시 장치는 반투과형 액정 표시 장치에서도 이용가능하기 때문에, 개구부와는 별도로 반사 모드로 표시를 실시하는 영역을 형성하여도 좋다.

편광판(3)은 기판(1)의 액정측과는 다른 측에 배치되고, 편광판(4)은 기판(2)의 액정측과는 다른 측에 배치되어 있고, 편광판(3)의 투과축(3a)과 편광판(4)의 투과축(4a)은 직교하도록 배치되어 있다. 따라서, 투과축과 직교하는 흡수축에 대해서도 편광판(3)과 편광판(4)에서는 직교하고 있다. 위상차판(7)은 기판(1)과 편광판(3) 사이에 배치되어 있고, 위상차판(7)의 굴절률이 가장 큰 방향을 나타내는 지상축(7a)은 편광판(3)의 투과축(3a)과 평행이 아니면서, 또한 직교하지 않도록 배치되어 있다. 위상차판(5)은 기판(1)과 위상차판(7) 사이에 배치되어 있다. 위상차판(8)은 기판(2)과 편광판(4) 사이에 배치되어 있고, 위상차판(8)의 지상축(8a)은 위상차판(7)의 지상축(7a)과 직교하도록 배치되어 있다. 위상차판(6)은 기판(2)과 위상차판(8) 사이에 배치되어 있고, 위상차판(6)의 지상축(6a)은 위상차판(5)의 지상축(5a)과 직교하도록 배치되어 있다.

원편광 MVA 액정 표시 장치에는, 위상차판(7) 및 위상차판(8)을 이용하지 않는 방식도 있지만, 본 실시예에서는, 상기의 구성을 이용하여 설명한다.

액정 표시 장치를 정면, 즉 기판(1)의 법선 방향(z축 방향)에서 보았을 때, 액정층(9)에 전압을 인가하지 않으면 액정층(9)의 리타데이션은 0이기 때문에, 액정층(9)을 통과하는 빛의 편광 상태는 변하지 않는다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 투과축(3a)과 투과축(4a), 지상축(5a)과 지상축(6a), 지상축(7a)과 지상축(8a)의 각각을 직교시켜, 위상차판(5)과 위상차판(6)의 리타데이션, 위상차판(7)과 위상차판(8)의 리타데이션을 각각 같게 하면, 각각의 리타데이션끼리가 상쇄하기 때문에, 흑 표시로서 원리상 가장 어두운 표시 상태를 실현할 수 있다. 편광판이나 위상차판을 정확히 직교시키는 것은 어렵지만, 특허 문헌 4에 의하면 ±10°의 어긋남은 허용 범위이다. 제조 조건에도 의하지만, 보통의 어긋남은 최대로 ±2°~ ±3° 정도이기 때문에, 이러한 어긋남은 실용상 특별히 문제는 안 된다.

위상차판(7) 및 위상차판(8)의 리타데이션을 소정의 파장(λ)의 절반(반파장판), 위상차판(5) 및 위상차판(6)의 리타데이션을 소정의 파장(λ)의 1/4(1/4 파장판)로 하는 것에 의해, 위상차판(5) 및 위상차판(7)의 조합과, 위상차판(6) 및 위 상차판(8)의 조합이 소정의 파장(λ)을 중심으로 한 광대역의 원 편광판으로서의 기능을 갖는다.

예컨대, 소정의 파장(λ)을 사람의 시감도가 가장 높은 550nm로 하면, 반파장판인 위상차판(7) 및 위상차판(8)의 리타데이션은 550nm/2 = 275nm로 되고, 1/4 파장판인 위상차판(5) 및 위상차판(6)의 리타데이션은 550nm/4 = 137.5nm로 된다. 이러한 조건에 의해서 액정층(9)에 입사하는 빛이 소정의 파장(λ)(550nm)으로 완전한 원편광으로 되기 때문에, 액정층(9)에 전압을 인가하여 액정층(9)의 실효적인 리타데이션을 반파장(275nm)로 하면, 투과율은 원리상 최대로 되어 가장 투과율이 높은 백 표시가 실현 가능해진다. 그러나, 파장 550nm의 빛은 황녹색이기 때문에, 상기의 설정에서는 백 표시가 황녹색으로 쉽게 기울어진다. 따라서, 소정의 파장(λ)을 550nm보다도 단파장측에 설정함으로써, 최대 투과율과 색 특성의 밸런스를 취한다. 또한, 소정의 파장(λ)의 절반 및 1/4의 리타데이션이 엄밀하게는 아니더라도, 투과율과 색이 다소 변화할 뿐이고, 원리상의 최대 투과율이 필요할 경우 이외에는 특별히 엄밀하게 소정의 파장(λ)의 절반 및 1/4의 리타데이션으로 할 필요는 없다. 반파장판과 1/4 파장판의 밸런스를 조정하는 대신에, 액정층(9)에 인가하는 전압을 낮게 하여 투과율과 색의 밸런스를 취할 수 있다. 엄밀하게 반파장판의 리타데이션이 λ/2, 1/4 파장판의 리타데이션이 λ/4가 아니면 완전한 원편광으로 되지 않고 타원편광으로 되지만, 본 실시예에서는 1/4 파장판의 리타데이션의 4배, 및 반파장판의 리타데이션의 2배가 가시역(380nm 내지 780 nm)에 있으면 원편광 MVA 액정 표시 장치로 한다. 그러나, 위상차판(5) 및 위상차판(6)의 리타데이 션, 위상차판(7) 및 위상차판(8)의 리타데이션은 각각 같게 하지 않으면 안 된다.

상기한 바와 같이, 위상차판(5) 및 위상차판(6)의 리타데이션, 위상차판(7) 및 위상차판(8)의 리타데이션이 각각 같은 것이, 원리상 가장 어두운 흑 표시를 실현하기 위한 조건 중 하나이다. 혹시 리타데이션이 다르면 액정층(9)에 전압을 인가하지 않고 있을 때라도 어느 정도의 빛이 투과하게 되어, CR를 높게 할 수 없다. 각각의 리타데이션의 허용차는 ±30nm 정도이지만(특허 문헌 4를 참조), 일반적으로 사용되고 있는 위상차판인 수지제 연신 필름의 리타데이션의 어긋남은 최대로 ±1Onm 정도이기 때문에 실용상은 문제없다. 같은 원반으로부터 절단한 위상차판과 같이, 목적의 리타데이션값으로부터 어긋나 있을지도 모르지만, 어긋남의 양이 동일하다면, 흑 표시의 투과율은 매우 작다. 다만, 백 표시의 투과율이 다소 변화하므로 CR은 다소 변화한다.

MVA 액정 표시 장치에 사용되는 위상차판은, 굴절률의 주축을 기판 법선 방향 및 기판면에 대하여 평행 방향으로 하고, 기판면내의 굴절률의 주요값 n1, n2과 법선 방향의 굴절률의 주요값 n3의 대소 관계로부터 이하의 3개로 분류된다. 우선 제 1 분류로서는, n1 > n2 = n3 로 되는 위상차판으로 (양의) a-plate라고 불린다. 다음으로 제 2 분류로서는, n1> n2 또한 n1> n3 또한 n2≠ n3 로 되는 위상차판으로 2축성 위상차판이라고 불린다. 이 2개의 위상차판은 기판면내의 굴절률 n1, n 2이 다르기 때문에 0이 아닌 리타데이션을 갖는다. 상기의 위상차판(5 ~ 8)에는 이러한 위상차판을 이용할 수 있다. 또한 제 3 분류로서는, n1 = n2> n3로 되는 위상차판으로 (음의) c-plate라고 불린다. 이 위상차판은 n1 = n2 이기 때문에 리 타데이션은 0이지만, 시야각을 넓히기 위해서 사용되고 있다. 이 c-plate는 면내의 굴절률이 같고, 또한 최대로 되므로 지상축의 방향이 양으로 될 수 없지만, 본 발명에 있어서, 위상차판(5 ~ 8)의 추가로서 c-plate를 사용할 수도 있다.

상기의 분류를 수치로서 나타내기 위해서, Nz = (n1 - n3)/(n1 - n2)라는 값이 사용된다.

상기에 있어서의 위상차판의 리타데이션은 (n1 - n2)·t 이며, t는 위상차판의 두께이다. 이것은, 위상차판에 대하여 정면으로부터 편광을 입사했을 때에 편광에 주어지는 광학적 위상차를 파장 단위로 나타낸 것에 상당한다. 1 파장에서 위상차는 360°이다. 또한, 액정층(9)의 실효적인 리타데이션은, 액정층(9)을 통과한 편광에 주어지는 광학적 위상차를 파장 단위로 나타낸 것이다.

도 1에 도시되어 있지 않지만, 컬러 필터를 이용하여 컬리 표시를 행하는 경우에는 컬러 필터가 배치된다. 컬러 필터는 기판(1) 또는 기판(2)의 액정층(9)측에 배치하면 시차에 의한 혼색이나 배어남을 방지할 수 있다. 또한, 편광판(3) 또는 편광판(4)의 기판과는 반대측에 백라이트 유닛(도시 생략)이 배치되어 있다. 관측자는 백라이트 유닛이 설치되어 있는 것과 반대측으로부터 표시를 보는 것으로 된다. 그 외에는, 화상 신호로부터 액정층(9)에 인가하는 전압 신호나, 표시 화면 내의 다른 영역의 액정층(9)으로의 전압의 인가를 제어하는 TFT 등의 스위칭 소자에의 제어 신호를 생성하는 구동 회로와, 각종 신호를 기판(1)에 배치된 배선에 공급하기 위한 배선이 배치되어 있다(어느 것도 도시하지 않음).

한편, 액정 표시 장치는, 기판, 위상차판, 편광판, 백라이트 유닛, 구동 회 로, 배선 등을 하우징에 격납하고, 화상 신호와 전원을 공급하는 것만으로 화상이 표시되도록 한 장치를 말하는 것이 많지만, 백라이트나 구동 회로를 장비하지않고서 외부로부터 전압 신호, 제어 신호, 빛의 입력으로 화상을 표시하는 장치를 말하는 경우도 있다. 본 발명에서는, 상기의 모두를 정리하여 액정 표시 장치라고 부른다.

여기까지는, 1/4 파장판과 반파장판을 이용한 원편광 MVA 액정 표시 장치에 대하여 설명했다. 다음에 본 발명의 특징인, 액정층(9)에의 전압 인가시의 액정의 경사 방향과, 경사 방향을 제어하는 경사 방향 제어 구조 및 액정 표시 장치의 사용자와의 위치 관계에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치(14)와 관측자(18)의 위치 관계를 나타낸 도면이다. 관측자의 시선(15)은, 관측자(18)가 평가하고 있는 액정 표시 장치(14)의 평가 영역으로부터 측정기(17)를 향하는 벡터로 한다. 이때, 평가 영역의 중앙으로부터 측정기(17)의 수광부의 중앙을 잇는 벡터로 한다. 측정기에 의한 평가를 상정한 정의이지만, 일반적으로 사용자의 주목하고 있는 영역과 사용자를 잇는 벡터로서 사용되고 있다.

다음에 xyz 직교 좌표계를 정의한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, z축은 기판 법선 방향과 평행이며, 액정 표시 장치(14)의 표면으로부터 관측자가 있는 측을 향하는 방향을 z축의 정방향으로 한다. x축, y축은 기판면에 평행하게 된다(기판이 만곡하고 있는 경우는, 평가 영역의 접평면을 기판면으로 한다). 화상을 표시할 때, x축이 연직 방향(16)에 대략 직교하고, xyz 좌표계가 오른손계(佑手系)가 되도 록 취한다. 관측자(18)의 오른쪽 방향을 향하는 방향(도 2의 왼쪽 방향)을 x축의 정방향으로 한다. 이 x축 방향을 액정 표시 장치(14)의 화면 좌우 방향, y축 방향을 액정 표시 장치(14)의 화면 상하 방향으로 한다. 이러한 xyz 좌표계로 하는 것에 의해, 관측자의 시선(15)의 x축에의 사영(射影)이 x축의 정방향일 때는 도면중의 우측 방향으로부터, x축의 음방향일 때는 도면 중의 좌측 방향으로부터 보고 있게 된다. 마찬가지로, 관측자의 시선(15)의 y축에의 사영이 y축의 정방향일 때에는 도면중의 상 방향으로부터, y축의 음방향일 때에는 도면 중의 아래 쪽 방향으로부터 보고 있게 된다.

한편, 시선의 방향이란 관측자의 시선(15)의 xy면에의 사영을 가리키는 것으로 한다. 혼동의 우려가 없는 경우는, 상기의 사영과 x축의 정방향과의 각도(방위각)도 시선의 방향(시선 방향)으로 기술한다. 시선 방향이 O°이면 액정 표시 장치(14)의 오른쪽 바로 옆에서 보고 있게 된다. 시선의 각도는, 관측자의 시선(15)과 z축이 이루는 각도(극각)로 한다. 시선 각도가 0°이면 z축과 관측자의 시선(15)이 평행하게 되어, 액정 표시 장치를 정면에서 보고 있게 된다.

MVA 액정 표시 장치에서 사용하는 액정은 네거티브형이며, 액정의 장축 방향의 유전율이 장축과 직교하는 방향의 유전율보다도 작기 때문에, 액정층(9)에 전압이 인가되면 액정의 장축 방향이 전기력선에 직교하는 방향으로 토크가 생긴다. 평판 전극이 평행하게 마주 대하는 기판에 배치되어 있을 때, 전기력선은 z축에 평행하기 때문에 전압의 인가에 의해서 액정은 z축 방향으로 경사진다. 이때, 액정의 장축에 평행한 벡터의 기판면(xy면)에의 사영을 액정의 경사 방향으로 한다. 또한, 사영과 x축의 정방향이 이루는 각도(방위각)에 관해서도, 특별히 혼동할 우려가 없는 경우에는 액정의 경사 방향으로서 기술한다. 액정의 경사 방향이 0°이면, 액정은 관측자로부터 보고 있어 마침 오른쪽 방향으로 경사지게 된다.

충분히 넓은 평판 전극에 대하여 수직으로 배행하고 있는 네거티브형 액정에 대하여 전압을 인가하는 경우에 있어서, 액정의 장축 방향이 전기력선에 대하여 완전히 평행하면, 토크가 액정의 전방향에 걸쳐 균등하여 액정은 움직이지 않는다. 그러나 실제로는, 전극의 단부 등으로 전기력선이 왜곡되는 개소에서 액정이 쓰러지면 탄성에 의한 토크가 전파하여, 액정 화면 내의 개소에 의해서 적당한 방향으로 토크가 일어나, 액정은 z축 방향으로부터 적당한 방향으로 경사진다. 직선 편광 MVA 액정 표시 장치의 경우에서는, 액정의 경사 방향을 편광판 투과축에 대하여 45°로 하지 않으면 투과율이 저하되기 때문에, 액정의 경사 방향을 제어하는 기술이 개발, 공개되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 한편, 전술한 바와 같이, 직선 편광 MVA 액정 표시 장치는, 액정에 입사하는 빛이 직선 편광인 MVA 액정 표시 장치로 한다.

도 3은, 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치(14)를 정면에서 보았을 때의 모식도 및 단면도이다. 도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 기판(1)의 액정측에 액정에 전압을 인가하는 전극(10)이 주기적으로 배치되어 있다. 여기서는 2개를 나타내고 있지만, 이러한 구조가 표시 화면 전체에 주기적으로 배치되어 있다. 도면중에서는 기판(2)측의 전극(13)을 직사각형으로 나타내고 있지만, 전극(13)은 액정 표시 장치(14)의 표시 화면 전면을 덮고 있다. 후술하는 바와 같이, 액정의 경사 방향을 제어하기 때문에, 전극(13)의 일부분을 제거하더라도 좋다. 도 3(b)는 도 3(a)에 있어서의 A-A'의 단면도이다. 여기서, 보조 용량 전극이나 TFT 등의 스위칭 소자 및 배선 등은 생략하고 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 액정의 경사 방향(전압 인가에 의해 액정이 경사지는 방향, 이하 경사 방향이라 한다)을 제어하기 위해서 수지제 돌기(12a, 12b)를 형성하고 있다. 도시하지 않고 있지만, 전극(10, 13)과 수지제 돌기(12a, 12b)를 덮도록 수직 배향 처리가 실시되고 있다. 따라서, 전압을 인가하지 않고 있을 때의 수지제 돌기(12a, 12b)의 사면 부분에서는, 액정이 사면에 대하여 수직으로 배향하기 때문에, 사면부의 액정은 z축으로부터 약간 기운다. 이 상태로 전압을 인가하면, 사면 부분의 액정이 사면의 법선의 xy면에의 사영에 평행한 방향으로 경사하기 때문에, 도 3(b)의 파선 화살표로 나타낸 바와 같이 사면 부분 이외의 액정도 같은 방향으로 경사진다. 도 3에 나타내는 구조에 의해, 액정의 경사 방향이 대략 180° 다른 영역(11a)과 영역(11b)이 형성된다.

한편, 도 3에서는, 수지제 돌기(12a, 12b)의 단면이 삼각형이지만 경사면이어도 좋고 어묵형이나 돌기가 아니라 홈이라도 좋다.

또, 러빙 처리나 광 배향 처리를 하여 전압을 인가하지 않고 있을 때의 액정의 배향을 수직 방향으로부터 기울어져 있더라도 상기의 경사부와 마찬가지로, 경사 방향으로 액정이 경사지게 된다. 단, MVA로 하기 위해서는 기판면내에서 부분적으로 초기 경사의 방향을 바꿀(초기 경사 방향을 패터닝한다) 필요가 있기 때문에, 제조 공정이 복잡하게 되고, 또한 매우 높은 패터닝의 위치 맞춤 정밀도가 요 구되기 때문에 생산에 있어 문제이다.

도 4는, 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치(14)를 정면에서 보았을 때의 모식도 및 단면도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 액정의 경사 방향을 제어하는 구조로서 수지제 돌기 대신에 도 3에서 돌기가 붙어 있었던 부분의 전극을 제거하여 슬릿을 형성한다. 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 기판(1)의 액정측에 액정에 전압을 인가하는 전극(10)이 주기적으로 배치되어 있다. 도 4(b)는 도 4(a)에 있어서의 B-B'의 단면도이다. 여기서, 보조 용량 전극이나 TFT 등의 스위칭 소자 및 배선 등은 생략하고 있다. 전기력선(20)은, 전극(10)의 표면에서는 표면에 대하여 수직으로 되려고 하기 때문에, 슬릿(19)의 단부 및 전극(10)의 단부 부근에서는 왜곡한다. 따라서, 이 부근의 액정은 왜곡된 전기력선에 대하여 액정의 장축 방향이 수직으로 되려고 하기 때문에 액정이 경사한다. 그리고, 도 3에 나타내는 구조와 같이, 액정의 경사 방향이 대략 180° 다른 영역(11a)과 영역(11b)이 형성된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는, 액정의 경사 방향을 제어하기 위해서 의도적으로 전극을 제거한 것을 슬릿으로 했지만, 전극의 단부에 관해서도 전극이 있는 부분과 없는 부분의 경계 부분이며, 전기력선의 변형을 이용하여 액정의 경사 방향의 제어를 행하는 것으로부터, 슬릿과 마찬가지로 간주할 수 있기 때문에, 여기서는 양쪽을 단지 슬릿이라고 한다. 또한, 기판(1)에 돌기, 기판(2)에 슬릿을 형성하는 등, 돌기와 슬릿의 조합이어도 좋다. 도 3(a) 및 도 4(a)에는 도시하지 않고 있지만, 개구부는 영역(11a 및 11b)의 정면에서 보았을 때의 중복이 대체로 등면적 이 되도록 설정되어 있다.

이러한 돌기, 슬릿, 전극의 단부 등의 액정의 경사 방향을 제어하는 구조(제어 구조)는, 그 구조의 형성 방향을 바꾸는 것에 의해 임의의 방향을 액정의 경사 방향으로 하는 것이 가능해진다. 본 발명의 실시예 1에서는, 액정의 경사 방향이 180°다른 2개의 영역(11a 및 11b)의 한쪽의 액정의 경사 방향을 제어하기 위해서, 사면이 연장되는 방향(제어 구조 연장 방향)이 x축에 대하여 22°~ 39° 또는 51°~ 68°로 되도록 한다. 이하에서, 액정의 경사 방향의 각도 범위를 결정하는 이유에 대하여 설명한다.

도 5는, 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치(14)의 각 구성부의 파라미터를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시하는 조건하에서, 도 3 및 도 4에 나타내는 액정 표시 장치(14)에 있어서 시선 각도를 좌우로 변화시켰을 때의 액정 표시 장치(14)의 투과율의 시선 각도 의존성을 계산하였다. 계산 결과를 도 6에 나타낸다. 도 6은, 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치(14)에 있어서의 투과율의 시선 각도 의존성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 횡축은 시선 각도이고, 정측은 액정 표시 장치(14)의 우측으로부터 관측하고 있게 된다. 도 5 중의 Δn·d는 액정층(9)의 복굴절률 Δn과 두께 d의 곱이고, 값이 커질수록 낮은 인가 전압에서 작아지는 것과 마찬가지로 투과율을 얻는 것이 가능하지만, 표시 계조 간의 전압차가 작게 되어 버리기 때문에 백 표시시의 전압이 4V~5V 정도로 되도록 300nm~450nm 정도의 범위로 설정한다. 계산에는 시뮬레이션 소프트(LCD Master, 시맨택제)를 사용했다. 액정의 경사 방향은 0°과 180°, 즉 좌우 방향으로 경사한다고 했다. 또한, 좌우로 시선을 변화시켰을 때의 광학 특성의 대칭성을 높이기 위해서 영역(11a 및 11b)의 면적비를 1:1로 했다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 계조(Level)는 백 표시(Level 8)와 CR(l00)의 계조(휘도가 백 표시의 1/100인 계조, 즉 Level 1)의 사이를, 명도가 7등분이 되도록 했다. Level 0은 흑 표시이다. 상기에 관해서는 문헌 1(J. Hirata, "Viewing-Angle Evaluation Method for LCD swith Gray-Scale Image", 1993 Society for Information Display International Symposium Digest of Technical Papers, Society for Information Display, 1993, p.561-564)를 참조.

다음에 이하의 식 (1)에서 구해진 지표 Q(Θ)에 의해서, 시선 각도에 의해서 계조 반전이 생기고 있는 것인지 아닌지의 판단을 실시한다.

여기서, Vm 및 Vn은 반전이 생기고 있는가를 평가하는 2개의 계조의 인가 전압, θi 및 θj는 계산상 연속하는 2개의 시선 각도(본 발명의 실시예에서는 10° 간격으로 계산하기 때문에, θj = θi + 10°), T(V, θ)는 전압 V 또한 시선 각도θ에서의 투과율, Θ는 계조 반전의 유무를 확인하는 시선 각도의 최대값이다. min은 (i, j)의 조 및 (m, n)의 조를 주사하여 최소값을 취하는 것을 나타내고 있다. 단, Vn> Vm으로 한다.

본 발명의 실시예에 있어서의 원편광 MVA 액정 표시 장치는 노멀리 블랙이기 때문에, Vn> Vm일 때에 계조 반전이 없으면 T(Vn, θi)> T(Vm, θi) 또한 T(Vn, θ j)> T(Vm, θj)로 되고, 식 (1) 중의 2개의 괄호내는 양의 값이다. 따라서, 모든 계조 또는 모든 시선 각도에서 계조 반전이 없으면 Q(Θ)> 0으로 된다. 계조 반전이 생기는 경우에는, 계조 반전이 생기지 않는 정면에서 시선 각도를 서서히 크게하면, 계조 반전이 생기는 시선 각도에서 식 (1) 중의 2개의 괄호의 곱이 음이 되기 때문에, 즉 계조 반전이 생기는 시선 각도를 사이에 유지한 θi, θj에서 투과율의 대소 관계가 역전하기 때문에, Q(Θ)<0으로 된다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 백 표시(시선 각도 0°에서 가장 투과율이 높은 Level 8)에 주목한다. 시선 각도 0°로부터 오른쪽 방향으로 시선 방향을 향해서 가면, 시선 각도 40°를 넘은 바로 아래의 계조(Level 7 등)의 투과율이 백 표시의 투과율보다 높아져 계조 반전이 생기고 있다. 계조 반전 직전의 시선 각도 40° 에서는 T(V_Level8, 40°)> T(V_Level7, 40°)이지만, 계조 반전 직후의 시선 각도 50°에서는 T(V_Level8, 50°)<T(V_Level7, 50°)로 되기 때문에, (T(V_Level8, 40°)/T(V_Level7, 40°)-1)(T(V_Level8, 50°)/T(V_Level7, 50°)-1)<0으로 된다. 따라서, Q(Θ)는 Θ>50에서 반드시 음으로 된다.

이상과 같이, 계조 반전이 생기면 Q(Θ)<0으로 된다. 도 7은 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치(14)에 있어서의 지표 Q(60°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 횡축은 영역(11a 또는 11b)에 있어서의 액정의 경사 방향이고, 5° 간격이다. 계산에 이용한 파라미터는 액정의 경사 방향 이외는 도 5와 마찬가지다. 또한, Q(60°)이 1 내지 2자리수의 수치가 되도록 종축에 적당한 양의 값을 곱해서 스케일링하고 있다. 도 7 중의 점 사이를 직선으로 보간하여 Q(60°)> 0으로 되는 시선 각도의 범위를 구하면, 21.3°~ 39.7°로 되었다. 따라서, 액정의 경사 방향이 180°다른 영역(11a 및 11b)의 한쪽에 있어서의 액정의 경사 방향을 21.3°~ 39.7°의 범위 내로 함으로써, 시선 각도 60° 이내의 범위로 계조 반전은 생겨지 않는다. 한편, 10°이하 및 50°이상은 음으로 절대값이 매우 커지기 때문에, 도시하지 않고 있다. 도 8은, 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치(14)에 있어서의 지표 Q(80°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 횡축은 영역(11a 또는 11b)에서의 액정의 경사 방향이며 5°간격이다. Q(80°)> 0으로 되는 액정의 경사 방향의 범위는 22.5°~ 34.8°로 되고, 이 범위 내로 하는 것에 의해 보다 큰 시선 각도 범위에서 계조 반전이 생기지 않기 때문에, Q(60°)> 0인 액정의 경사 방향의 범위보다 바람직하다. 도 7 및 도 8로부터, Q의 최대값은 액정의 경사 방향이 30°± 5° 미만의 범위 내에 있기 때문에, 30°± 4°가 가장 바람직하다.

원편광 MVA 액정 표시 장치는, 인가 전압이 같으면 액정의 경사 방향에 대하여 정면에서 보았을 때의 투과율은 거의 변화하지 않는다. 따라서, 백 표시(Level 8)와 거의 같은 최대 투과율 그대로, 액정의 경사 방향을 적절한 범위로 제어함으로써 계조 반전 없음으로 이용할 수 있다.

도 10은 도 9의 파라미터를 이용했을 때의 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(60°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이며, 도 11는 도 9의 파라미터를 이용했을 때의 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치 에 있어서의 지표 Q(80°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 양 도면으로부터, Q(60°)> 0으로 되는 경사 방향의 범위는 21.2°~ 41.1°, Q(80°)> 0으로 되는 경사 방향의 범위는 22.3°~ 34.4°로 되었다. 따라서, Q의 최대값은 액정의 경사 방향이 30°± 5° 미만의 범위 내에 있다. 즉, 액정의 경사 방향의 범위는 위상차판이나 편광판의 상세에는 그다지 영향을 주지 않는 것을 안다.

이것은, 좌우 방향의 표시 특성이 중시되기 때문에, 좌우 방향의 시야각이 넓은 것이 요청되기 때문이다. 원편광 MVA 액정 표시 장치는 노멀리 블랙이기 때문에, 흑 표시에서는 액정은 경사하지 않고, 기판에 수직으로 배향하고 있다. 따라서, 위상차판(5 ~ 8)은 수직 배향한 액정층(9)을 좌우로부터 보았을 때에 투과율이 낮게 되도록 설정된다. 위상차판(5 ~ 8)이 구체적인 설정에 관계하지 않고, 요구되는 광학 특성이 액정층(9)의 Δn·d라는 파라미터 1개로 결정된다. Δn·d도 실제로는 최대 인가 전압(Δn·d가 클수록 낮게 되어 소비 전력이 내려간다)과 응답 시간(d가 작은 쪽이 짧게 된다)에서 300nm ~ 450nm이라는 좁은 범위로 되기 때문에, 액정의 경사 방향의 범위는 위상차판이나 편광판의 상세에는 그다지 영향을 주지 않게 되는 것이다.

이상으로부터, 액정의 경사 방향이 180° 다른 영역(11a 및 11b)의 2개의 영역을 갖는 원편광 MVA 액정 표시 장치에 있어서, 위상차판이나 편광판의 상세에 의하지 않고, 한쪽의 영역의 액정의 경사 방향을 x축에 대하여 22°~ 39°, 보다 바람직하게는 23°~ 34°, 더 바람직하게는 30°± 4°의 범위 내에 설정함으로써, 시선 각도를 좌우로 변화시켰을 때의 계조 반전이 생기지 않게 된다.

한편, 액정 표시 장치(14) 전체를 z축을 중심으로 하여 90° 회전시키면, 회전 전의 화면 좌우 방향이 회전 후의 화면 상하 방향으로 된다. 따라서, 액정의 경사 방향을 x축에 대하여 51°~ 68°, 보다 바람직하게는 56°~ 67°, 더 바람직하게는 60°± 4°의 범위 내로 설정함으로써, 시선 각도를 상하로 변화시켰을 때의 계조 반전이 생기지 않게 된다.

한편, 도 6에 나타내는 바와 같은 특성을 갖는 액정 표시 장치(14)에 있어서, Level 8를 사용하지 않고서 Level 7 이하만을 사용하면 계조 반전이 생기지 않지만, 개구부 면적당의 최대 투과율이 저하되어 버린다.

실제의 MVA 액정 표시 장치에 있어서, 모든 액정이 2 방향으로 경사하고 있는 것은 아니고, 돌기의 정상 부근의 경사는 돌기가 형성되는 방향과 평행 방향으로 경사한다. 이와 같이, 원하는 방향으로 경사하지 않는 영역은 차광 등에 의해 개구부로부터 빼면 좋지만, 개구부에 포함시키는 경우와 비교하여 개구부의 면적이 작게 되기 때문에, 백라이트의 휘도를 올리는 등을 하지 않으면 액정 표시 장치의 최대 휘도가 저하되어 버린다. 개구부에 포함시키는 경우에는, 원하는 방향으로 경사하지 않는 부분의 영향이 생기지 때문에, 가장 바람직한 액정의 경사 방향을 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 액정에 전압을 인가하기 위한 주기적인 구조 및 그 구조로 구동되는 영역의 최소 단위를 화소로 기술하고, 또한, 1개 또는 복수의 화소가 모여서 구성된다. 화상을 표시하기 위한 최소의 표시 단위를 화상 단위로 기술한다. 액정의 경사 방향이 180°다른 영역(11a 및 11b)을 하나의 화소가 갖는다고 하면, 화소 하나만, 또는 화상 단위 하나만을 점등하더라도 대칭성이 높은 표시로 되지만, 액정 표시 장치가 소형으로 고세밀한 경우에는, 화소가 지나치게 작고 영역(11a 및 11b)을 하나의 화소로 형성될 수 없는 가능성이 있다. 그러나, 인접하는 화소마다 영역(11a 및 11b)을 만들어 나누면, 자연화 등의 복수의 화상 단위로 표시를 실시하는 경우이면 표시는 거의 대칭으로 되기 때문에 문제로는 되지 않는다.

액정 표시 장치에는, 시야각이 넓고, 대칭성이 높은 광학 특성이 요구되고 있다(특허 문헌 1, 특허 문헌 3, 특허 문헌 4를 참조). 특히 좌우 및 상하 방향의 대칭성은 중요시된다. 도 12는 액정의 경사 방향이 180° 다른 2 영역의 분할에 의해서 광학 특성이 대칭이 되는 것을 나타내는 일반적인 설명에 좋게 사용되는 개념을 설명하는 도면이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 액정의 경사 방향이 180° 다른 2 영역의 분할을 기본 단위로 하여, 영역(11a)에서 영역(11a)의 액정의 경사 방향에 따라 기울기로부터 보았을 때의 투과율(19c)과, 그 방향으로부터 180°다른 방향에서 보았을 때의 투과율(19a)의 비대칭성을, 영역(11b)에서 영역(11b)의 액정의 경사 방향에 따라 기울기로부터 보았을 때의 투과율(19b)과, 그 방향으로부터 180°다른 방향에서 보았을 때의 투과율(19d)의 비대칭성에 의해서 상쇄함으로써, 2개의 영역을 투과한 빛을 동시에 보았을 때, 동일 시선 각도이면 영역(11a)의 액정의 경사 방향에 따른 시선 방향에서의 투과율(19f)과 영역(11b)의 액정의 경사 방향에 따른 시선 방향에서의 투과율(19e)이 같게 되는 것을 이용하여 대칭성이 높은 광학 특성을 실현하고 있다(특허 문헌 1, 특허 문헌 2를 참조).

액정 표시 장치의 시야각을 개선하기 위해서 액정의 배향을 다른 영역으로 분할하는 수단은 TN 액정 표시 장치에 널리 적용되어 있던 것이며, 이후에 VA 액정 표시 장치에 응용된 것이다(문헌 2(일본 특허 공개 제 10-301113 호 공보)를 참조). TN 액정 표시 장치에 있어서도, 액정의 경사 방향에서 보면 투과율이 낮으므로 검게 보인다. 반대측에서 보면 투과율이 높기 때문에 희게 보이기 때문에, 경사 방향이 서로 반대인 2개의 영역을 형성하면, 액정의 경사 방향에서 보더라도 투과율이 평균화된다(문헌 3(일본 특허 공개 제 8-129180 호 공보)를 참조). 상기 MVA 액정 표시 장치의 설명 역시, TN 액정 표시 장치의 설명을 답습하고 있다. 한편, TN 액정 표시 장치에서는 검게 보이는 방향에서 시야각이 좁지만(작은 시선 각도에서 CR이 저하된다), 분할을 실시하면 밝아지기 때문에 분할전보다 시야각이 넓어져, 대칭성 향상이라기 보다 광시야각화라는 효과가 강조되는 경우가 많다.

액정 표시 장치에 있어서의 좌우 방향 및 상하 방향의 광학 특성의 대칭성은 중요하고, 액정의 경사 방향이 z축 주위의 180° 회전 대칭밖에 갖고 있지 않는 2개의 영역으로 액정을 분할하는 MVA 액정 표시 장치보다도, 보다 대칭성이 높은 90° 회전 대칭을 갖는 4 영역으로 액정을 분할하는 MVA 액정 표시 장치나, 또한 대칭성이 높은 축 대칭 배향이라는 액정의 경사 방향이 특정의 점을 대칭 중심으로 하여 연속적으로 변화되는 MVA 액정 표시 장치쪽이 바람직하다고 되어 있다. 2개의 영역으로 액정층을 분할하는 MVA 액정 표시 장치이면, 표시의 대칭성이 크게 요구되는 좌우 방향 또는 상하 방향으로 액정이 경사하도록 제어하거나, 또는 좌우 방향과 상하 방향을 대칭으로 하기 위해서 45° 및 225° 방향(또는 135° 및 315 ° 방향)으로 액정을 경사시키는 예가 개시되어 있다(특허 문헌 1을 참조). 또한, 4개의 영역으로 액정층을 분할하는 MVA 액정 표시 장치이면, 45°, 135°, 225°, 315°의 각각의 방향으로 액정이 경사하도록 제어하는 예가 개시되어 있다(특허 문헌 1, 특허 문헌 2, 특허 문헌 4(일본 특허 공개 2005-195753 호 공보)를 참조). 한편, 본 발명에서는 액정의 경사 방향을 좌우, 상하, 45° 방향으로 하여 개시되어 있는 방향으로부터 어긋나 있다.

직선 편광 MVA 액정 표시 장치에서는, 흑 표시시에 시선을 편광판의 흡수축 방향으로 기울이더라도 빛이 새지 않기 때문에, 흡수축 방향의 시야각은 넓다. 따라서, 일반적으로, 한쪽의 편광판의 흡수축은 좌우 방향을 향하고, 다른 쪽은 상하 방향을 향해 있다. 그러나, 원편광 MVA 액정 표시 장치에서는, 시야각이 넓은 방향과 편광판의 흡수축의 방향이 일치하지 않기 때문에, 편광판의 흡수축의 방향과 위상차판의 지상축의 방향을 조정함으로써, 시야각이 넓은 방향을 좌우 및 상하 방향을 향해 있다(특허 문헌 2, 특허 문헌 4(일본 특허 공개 2005-195753 호 공보)를 참조). 그러나, 시야각이 넓은 방향을 좌우 방향 및 상하 방향을 향할 뿐이면, 편광판, 위상차판, 액정의 경사 방향을 z축 주위에 회전시키는 것만으로 좋지만, 그와 같은 대응 수단은 보고되어 있지 않다. 액정의 경사 방향이 좌우 방향 및 상하 방향이나 45° 방향에서 벗어나 있으므로, 액정의 경사 방향의 좌우 방향 및 상하 방향에 대한 대칭성이 저하되는 것과 같이 느껴지기 때문이다.

액정의 경사 방향의 대칭성 및 광학 특성의 대칭성에 대하여 자세히 검토한다. 도 13은, 본 발명의 실시예에 의한 액정의 경사 방향이 180°다른 2 영역의 분할에 의해서 광학 특성이 대칭이 되는 것을 나타내는 도면이다. 영역(11a)의 액정의 경사 각도를 θ, 경사 방향 Φ로 한다. 도 13(a)에 나타낸 바와 같이, 2개의 영역(11a 및 11b)에서의 인가 전압이 같은 경우에는, 영역(11b)에서의 액정의 경사 각도는 영역(11a)과 같게 θ로 되고, 경사 방향은 Φ+ 180°로 된다. 영역(11a)과 영역(11b)의 면적비가 1:1이면, 액정의 배향 상태는 영역(11a)과 영역(11b) 사이의 중앙을 지나는 z축에 평행한 축 주위의 180° 회전 대칭을 갖는 구조로 된다. 정확하게는 영역(11a 및 11b)의 형상도 180°회전 대칭일 필요가 있지만, 배향 분할이나 컬러 필터에 의한 컬러 표시의 기본 원리인 측정기(17)가 충분히 떨어진 쪽에 있고, 영역(11a 및 11b)을 공간적으로 구별할 수 없는 경우를 상정하기 때문에 형상은 특별히 논의하지 않는다. 도 13에서는 편의상, 측정기(17)가 가까이 도시되어 있다.

다음에, 도 13(b)에 나타낸 바와 같이, 시선 각도를 유지한 상태로 시선의 방향을 180°회전하면, 영역(11a) 및 영역(11b)에 액정의 경사 각도는 변하지 않고서 θ 이지만, 경사 방향은 영역(11a)에서 Φ + 180°, 영역(11b)에서 Φ + 180°+ 180°= Φ로 되고, 영역(11a)과 영역(11b)에서 액정 상태가 교체한다. 편광판과 위상차판은 z축에 평행한 축 주위의 180° 회전 대칭을 갖고 있고, 또한 시선 각도에 변화는 없기 때문에, 시선 방향의 회전 전후에는 영역(11a)과 영역(11b)에 있어서의 액정의 배향 상태 및 광학 특성이 교체될 뿐이다. 영역(11a) 및 영역(11b)으로부터의 투과광을 동시에 보는 경우는, 관측자에 의해서는 영역(11a) 및 영역(11b)으로부터의 투과광의 합이 인식되지 않기 때문에, 광학 특성은 회전 전후에 모두 같게 보인다. 따라서, 액정의 배향 상태가 z축 주위의 180° 회전 대칭이면, 좌우 방향은 대칭으로 된다. 또한, 같은 이유로 상하 방향도 대칭으로 된다. 보다 일반적으로 말하면, 상기의 고찰은 Φ값에 관계없이 성립하기 때문에, 180° 다른 시선 방향은 대칭으로 된다. 이것은, 관측자의 시선 방향과 액정의 경사 방향의 관계의 상세와는 관계없다. 이러한 이해가 충분하지 아니면, 특허 문헌 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 액정의 경사 방향에 직교하는 방향에서는 광학 특성이 대칭이 되지 않는다고 하는 잘못된 해석을 하게 된다.

상기로부터, 다수의 문헌에서 본 바와 같이, 대칭성이 높은 액정 배향에 의해서 대칭성이 높은 광학 특성이 실현된다고 하는 기재도, 해석에 주의가 필요하다는 것을 안다. 가령 솔직히 해석하면, MVA 액정 표시 장치의 흑 표시에서는 액정이 기판면에 수직으로 서 있고, 또한 매우 대칭성이 높은 배향 상태가 실현되어 있기 때문에, 흑 표시의 투과율은 매우 높은 대칭성을 갖고 있다고 생각되지만, 실제로는 시선의 각도를 유지하여 시선 방향을 바꿔 흑 표시를 보면, 90° 주기로 검은 화면과 약간 밝은 화면이 교대로 보인다. 즉, 흑 표시의 투과율은 90° 회전 대칭이며, CR도 90°주기로 변화된다(특허 문헌 5(일본 특허 공개 2005-257809 호 공보, 제 9 도)를 참조). 이러한 것은, 편광판과 위상차판의 계가 90° 회전 대칭이기 때문이다. 편광판이나 위상차판은 180°회전 대칭일 뿐이지만, 원편광 MVA 액정 표시 장치에서는 편광판은 투과축이 직교하고, 위상차판은 지상축이 직교하고, 또한 리타데이션이 같기 때문에 90° 회전 대칭으로 되어 있다. 따라서, 원편광 MVA 액정 표시 장치의 광학 특성은 최대로 90° 회전 대칭밖에 가질 수 없다. 90 ° 회전 대칭까지는, 높은 대칭성의 액정 배향에 의해서 대칭성이 높은 광학 특성이 실현가능하지만, 90° 회전 대칭 이상의 대칭성을 갖고 있다고 해도, 광학 특성의 대칭성은 90° 회전 대칭 이상으로는 되지 않는다.

대칭성이 낮은 90° 회전 대칭 이하의 상태로부터 90°회전 대칭으로 대칭성이 높아진다고 하는 사실을 용이하게 외삽하면, 액정 배향의 대칭성이 높으므로 광학 특성도 대칭성이 높다고 하는 잘못된 결론을 도출하게 된다. 축 대칭 배향으로 한 액정은 「어디에서 보더라도 같게 보인다」라고 하는 인상을 주고, 실제로 액정층만을 보고 있는 것이면 그대로이기 때문에, 상기와 같은 외삽을 재촉하는 요인으로 되어 있다. 문헌 1에는 축 대칭 배향을 이용한 MVA 액정 표시 장치에 대하여, 「··투과 표시에서의 시각-콘트라스트의 특성 결과를 도 9에 나타낸다. 투과 표시에서의 시야각 특성은, 대략 전방향적이고 대칭인 특성을 나타내고, ··」라고 하는 기재가 있지만, 도 9는 전방향적이 아니라 명확히 대략 90°회전 대칭을 나타내고 있다.

축 대칭 배향을 이용한 원편광 MVA 액정 표시 장치의 백 표시의 투과율은, 전방향적으로 가까운 시선 방향 의존성을 나타내지만, 백 표시의 이야기이며, 축 대칭 배향을 이용하는 원편광 MVA 액정 표시 장치의 광학 특성 전반이 전방향적인 시선 방향 의존성을 나타내고 있는 것은 아니다.

이상에서 설명한 바와 같이, 편광판, 위상차판, 액정의 경사 방향이라는 계전체의 대칭성을 충분히 고려하지 않으면, 광학 특성의 대칭성을 논의하는 것은 어렵고, 상술한 액정의 경사 방향의 대칭성과 광학 특성의 대칭성에 대한 보다 정확 하고 또한 일반적인 고찰로부터 얻어진 결론과 같은 시점이 일반적으로 널리 인식되어 있다고는 말하기 어렵다.

이상으로부터, 본 발명에서는, 좌우 방향의 광학 특성의 대칭성을 유지한 상태로 액정의 경사 방향이 바뀌어지는 것에 주목하여, 지표 Q를 이용하여 좌우 방향에서 계조 반전이 생기지 않는 액정의 경사 방향의 범위를 정량적으로 구하는 것에 의해, 높은 투과율과 좌우 방향의 계조 반전을 억제한다.

도 14는, 본 발명의 실시예 1에 의한 도 5 및 도 9의 파라미터에 있어서 CR이 같은 시선의 각도 및 방향의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 14(a)는 도 5의 파라미터를 이용하고, 도 14(b)는 도 9의 파라미터를 이용하여 CR이 같은 시선의 각도 및 방향을 시뮬레이션한 결과이다. 여기서, 액정의 경사 방향은 양 도면 모두 영역(11a)에서 30°로 했다. 원 내의 점을 극좌표(r, Φ)로 나타내었을 때, 동경(r)은 시선 각도에 비례하고, r= 0가 시선 각도 0°에, r의 최대값이 시선 각도 80°에 대응한다. 또한, 방위각(Φ)이 시선 방향에 대응하고, Φ = 0이 오른쪽 방향(지면에서도 오른쪽 방향)에 대응한다. 도면 중, CR이 같은 시선 각도 및 방향에서 지정되는 점을 잇는 선을 나타내고 있다. 액정의 경사 방향은 좌우 방향으로부터 30° 어긋나 있지만, 시야각 특성은 좌우 방향에서 대칭이며, 상하 방향에서도 대칭이다.

좌우 방향은 x축 주위의 180° 회전에 대하여 불변이기 때문에, 도 5 및 도 9에 나타내는 바와 같은 좌우 방향에 계조 반전이 생기지 않는 원편광 MVA 액정 표시 장치의 편광판이나 위상차판, 액정층을 뒤집더라도 좌우 방향에는 계조 반전은 생기지 않는다. 액정층을 x축 주위에서 180° 회전하면 액정의 경사 방향의 부호가 반대로 된다. 즉, 액정의 경사 방향이 180° 다른 영역(11a 및 11b)의 한쪽에 있어서의 액정의 경사 방향을 -22°~ -39°의 범위 내, 보다 바람직하게는 -23°~ -34°, 더 바람직하게는 -30°± 4°의 범위 내이면 좌우 방향에 계조 반전은 생기지 않는다. 상하 방향은 광학 특성이 교체하지만, 액정의 경사 방향이 180° 다른 2개의 영역으로 분할된 원편광 MVA 액정 표시 장치는 180° 다른 시선 방향에서 광학 특성은 대칭이기 때문에, 원래 상하 방향에 계조 반전이 발생하지 않는 원편광 MVA 액정 표시 장치이면, 상기와 같이 뒤집더라도 상하 방향에 계조 반전은 생기지 않는다. 즉, 액정의 경사 방향을 x축에 대하여 -51°~ -68°, 보다 바람직하게는 -56°~ -67°, 더 바람직하게는 -60°± 4°의 범위 내로 설정하는 함으로써 상하 방향에 계조 반전이 생기지 않는다.

전술한 바와 같이, 액정의 경사 방향은 돌기나 슬릿 등의 제어 구조에 의해서 제어할 수 있다. 기본적으로는 제어 구조의 제어 구조 연장 방향에 직교하는 방향으로, 제어 구조 연장 방향 사이에 유지된 영역의 액정이 경사하도록 제어되어 있지만(본 설명에서는, 구조가 별개의 기판에 배치되어 있더라도, 정면으로부터 인접하게 보이면 인접한다고 기재한다), 특허 문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 제어 구조끼리의 간격을 작게 하여, 제어 구조 연장 방향에 평행한 방향으로 제어할 수도 있다. 어느 쪽으로 해도 개구부의 가능한 한 넓은 영역에서 액정의 경사 방향을 균일하게 제어하는 것이 바람직하다. 그것을 위해서는, 제어 구조의 사면 연장 방향을 길게 취하면 좋다. 단, 제어 구조의 사면 연장 방향과 x축이 이루는 각 도는 상기의 범위 내로 한다. 또한, 특허 문헌 2에 기재한 바와 같이, 주목하는 영역에 인접하는, 정면에서 보았을 때에 인접하는 제어 구조 연장 방향이 평행하지 않은 경우에는, 그 영역 내의 액정은 대략 인접하는 구조의 제어 구조 연장 방향과 x축의 각도의 평균에 직교하는 방향(액정의 경사 방향이 제어 구조 연장 방향에 대하여 직교하는 방향으로 제어되어 있는 경우), 또는 평행한 방향(액정의 경사 방향이 제어 구조 연장 방향에 대하여 평행한 방향으로 제어되어 있는 경우)으로 경사한다. 그 때문에, 주목하는 영역에 인접하는, 정면에서 보았을 때에 인접하는 구조의 제어 구조 연장 방향이 평행하지 않은 경우에는, 그 구조의 제어 구조 연장 방향과 x축이 이루는 각도의 평균이 상기의 범위에 있으면 좋다.

이상으로부터, 액정의 경사 방향이 180° 다른 2개의 영역으로 분할된 원편광 MVA 액정 표시 장치에 있어서, 한쪽 영역의 액정의 경사 방향을, x축에 대하여 22°~ 39°, 보다 바람직하게는 23°~ 34°, 더 바람직하게는 30°± 4°의 범위 내로 제어함으로써 액정 표시 장치의 좌우 방향에 계조 반전이 생기지 않게 된다. 또한, x축에 대하여 51°~ 68°, 보다 바람직하게는 56°~ 67°, 더 바람직하게는 60°± 4°의 범위 내로 제어함으로써 액정 표시 장치의 상하 방향에 계조 반전이 생기지 않게 된다.

(실시예 2)

실시예 1에서는 액정의 경사 방향이 180° 다른 2개의 영역으로 분할한 원편광 MVA 액정 표시 장치에 대하여 설명했지만, 실시예 2에서는 액정의 경사 방향이 상이한 4개의 영역으로 분할한 원편광 MVA 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 한편, 편광판 및 위상차판에 관해서는 실시예 1과 마찬가지다.

도 15는, 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치를 정면에서 보았을 때의 모식도이다. 도 15로부터, 기판(1)의 액정측에 액정에 전압을 인가하는 전극(10)이 주기적으로 배치되어 있고, 도 15에 나타내는 구조가 표시 화면 전체에 주기적으로 배치되어 있다. 도 15에서는, 기판(2)측의 전극(13)은 직사각형으로 되어 있지만, 표시 화면 전면을 덮고 있다. 또한, 보조 용량 전극, 스위칭 소자나 배선 등은 도시하지 않고 있다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 서로 거의 180° 다른 영역(11A 및 11B)과, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 영역(11A)과 다른 영역(11C)과, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 영역(11C)과 거의 180° 다른 영역(11D)이 형성되어 있다. 영역(11A)에서 액정이 경사하는 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때, 영역(11C)에서의 액정이 경사하는 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도는 180°- Φ로 되고, 영역(11B)에서의 액정의 경사 방향은 180°+ Φ = -180°+ Φ, 영역(11D)에서는 180°+ 180°- Φ = -Φ로 된다. 한편, 도 15에서는, 액정의 경사 방향을 제어하는 구조로서 수지제 돌기(12)를 이용하고 있지만, 슬릿(19) 등 액정의 경사 방향을 제어하는 구조이면 어떠한 구조이더라도 좋다. 또한, 이들을 기판(1)과 기판(2)에 형성하는 데 있어서, 수지제 돌기(12)와 슬릿(19)의 조합이어도 좋다. 도시하지 않고 있지만, 표시 화면의 개구부는, 영역(11A, 11B, 11C, 11D)의 정면에서 보았을 때의 중첩이 거의 등면적으로 되도록 설정되어 있다.

본 발명의 실시예 2에서는, 액정의 경사 방향이 상이한 4개의 영역(11A, 11B, 11C, 11D)으로 분할되어 있고, 영역(11A)에서의 액정이 경사하는 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때의 영역(11C)에서의 액정의 경사 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도는 180°- Φ이고, Φ는 26°~ 42° 또는 48°~ 64°인 원편광 MVA 액정 표시 장치에 대하여, 액정의 경사 방향을 상기의 각도 범위로 한 이유에 대하여 설명한다.

도 16은, 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(60°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 액정의 경사 방향 이외는 도 5의 파라미터를 이용하고 있다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 횡축은 영역(11A)에서의 액정의 경사 방향(Φ)이며 5° 간격으로 계산하고 있다. 영역(11A, 11B, 11C, 11D)은 등면적으로 한다. 또한, Q(60°)이 1 ~ 2 자리수의 수치가 되도록 종축에는 적당한 양의 값을 곱해서 스케일링하고 있다. 계산한 점을 직선으로 보간하고, Q(60°)> 0으로 되도록 한 액정의 경사 방향의 범위를 구하면, 25.3°~ 42.4°로 되었다.

도 17은, 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(60°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 액정의 경사 방향 이외는 도 9의 파라미터를 이용하고 있다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 횡축은 영역(11A)에서의 액정의 경사 방향(Φ)이고 5° 간격으로 계산하고 있다. 영역(11A, 11B, 11C, 11D)은 등면적으로 한다. 또한, Q(60°)이 1 ~ 2 자리수의 양의 값이 되도록 종축에는 적당한 수치를 곱해서 스케줄링하고 있다. 계산한 점을 직선으로 보간하고, Q(60°)> 0으로 되도록 한 액정의 경사 방향의 범위를 구하면, 25.2°~ 42.4°로 되었다.

따라서, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 서로 거의 180° 다른 영역(11A 및 11B)과, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 영역(11A)과 다른 영역(11C)과, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 영역(11C)과 거의 180° 다른 영역(11D)으로 분할되어 있고, 영역(11A)에서의 액정이 경사하는 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때의 영역(11C)에 있어서의 액정의 경사 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도는 180°- Φ인 원편광 MVA 액정 표시 장치에서는, 영역(11A)에서의 액정의 경사 방향을 26°~ 42°의 범위 내로 하는 것에 의해, 좌우 방향의 시선 각도 60° 이내의 범위에 있어서 계조 반전은 생기지 않게 된다.

도 18은, 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(80°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 액정의 경사 방향 이외는 도 5의 파라미터를 이용하고 있다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 횡축은 영역(11A)에서의 액정의 경사 방향(Φ)이고 5°간격으로 계산하고 있다. 영역(11A, 11B, 11C, 11D)은 등면적으로 한다. 또한, Q(80°)이 1 ~ 2 자리수의 수치가 되도록 종축에는 적당한 양의 값을 곱해서 스케줄링하고 있다. 계산한 점을 직선으로 보간하고, Q(80°)> 0으로 되도록 한 액정의 경사 방향의 범위를 구하면, 26.2°~ 34.9°로 되었다.

도 19는, 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(80°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 액정의 경사 방향 이외는 도 9의 파라미터를 이용하고 있다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 횡축은 영역(11A)에서의 액정의 경사 방향(Φ)이고 5°간격으로 계산하고 있다. 영역(11A, 11B, 11C, 11D)은 등면적으로 한다. 또한, Q(80°)이 1 ~ 2 자리수의 수치가 되도록 종축에는 적당한 양의 값을 곱해서 스케줄링하고 있다. 계산한 점을 직선으로 보간하여, Q(80°)> 0으로 되도록 한 액정의 경사 방향의 범위를 구하면, 25.9°~ 35.0°로 되었다.

따라서, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 서로 거의 180° 다른 영역(11A 및 11B)과, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 영역(11A)과 다른 영역(11C)과, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 영역(11C)과 거의 180°다른 영역(11D)으로 분할되어 있고, 영역(11A)에서의 액정이 경사하는 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때의 영역(11C)에서의 액정의 경사 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도가 180°- Φ인 원편광 MVA 액정 표시 장치에서는, 영역(11A)에서의 액정의 경사 방향을 27°~ 34°의 범위 내로 하는 것에 의해, 좌우 방향의 시선 각도 80° 이내의 범위에 있어서 계조 반전은 생기지 않게 된다.

도 20은 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 투과율의 시선 각도 의존성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 계산에는 도 5의 파라미터를 이용하고 있다. 영역(11A)에서의 액정의 경사 방향은 45°으로 있다. 이것 은 종래의 일반적인 액정의 경사 방향의 설정이지만 도면에 나타낸 바와 같이 계조 반전이 생기고 있다. 본 발명의 실시예 2에서는, 액정의 경사 방향을 도 16 ~ 도 19와 같이 적절히 설정함으로써, 계조 반전을 해소하여 높은 투과율을 이용하는 것이 가능해진다.

한편, 액정 표시 장치(14) 전체를 z축을 중심으로 하여 90°회전시키면, 회전 전의 좌우 방향이 회전 후의 상하 방향으로 된다. 따라서, 영역(11A)에서의 액정의 경사 방향을 x축에 대하여 48°~ 64°, 보다 바람직하게는 56°~ 63°의 범위 내로 설정함으로써, 시선 각도를 상하로 변화시켰을 때의 계조 반전이 생기지 않게 된다.

한편, 도 20과 같은 특성을 가지는 액정 표시 장치이더라도 Level 8를 사용하지 않고서 Level 7이하만을 사용하도록 하면, 계조 반전이 생기지 않도록 할 수 있다. 그러나, 개구부 면적당의 최대 투과율이 저하되는 것은 전술한 바와 같다.

실제의 MVA 액정 표시 장치에 있어서, 모든 액정이 상정되는 방향으로 경사하고 있는 것은 아니고, 돌기의 정상 부근의 경사는 돌기가 형성되는 방향과 평행 방향으로 경사한다. 이와 같이, 원하는 방향으로 경사하지 않는 영역은 차광 등에 의해 개구부에서 빼면 좋지만, 개구부에 포함시키는 경우와 비교하여 개구부의 면적이 작게 되기 때문에, 백라이트의 휘도를 올리는 등을 행하지 않으면 액정 표시 장치의 최대 휘도가 저하되어 버린다. 개구부에 포함시키는 경우에는, 원하는 방향으로 경사하지 않는 부분이 영향을 미치기 때문에, 가장 바람직한 액정의 경사 방향을 설정하는 것이 바람직하다.

액정의 경사 방향이 상이한 4개의 영역(11A, 11B, 11C, 11D)으로 분할되어 있고, 영역(11A)에서의 액정이 경사하는 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때의 영역(11C)에서의 액정의 경사 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도가 180°- Φ인 원편광 MVA 액정 표시 장치에서는, 4개의 영역(11A, 11B, 11C, 11D)을 하나의 화소에 구비하고 있으면 화소 하나만, 또는 화상 단위 하나만을 점등하더라도 대칭성이 높은 표시로 되지만, 액정 표시 장치가 소형이고 고세밀한 경우에는, 화소가 지나치게 작고 4개의 영역(11A, 11B, 11C, 11D)을 하나의 화소에 형성할 수 없는 가능성이 있다. 그러나, 인접하는 화소마다 4개의 영역(11A, 11B, 11C, 11D)을 만들어 나누면, 자연화 등의 복수의 화상 단위로 표시하는 경우이면 표시는 거의 대칭으로 되기 때문에 문제로는 되지 않는다. 한편, 화소 하나만 점등한 경우 등, 점등하고 있는 영역(11A, 11B, 11C, 11D)의 비가 극단적으로 기우는 경우는 대칭인 표시로는 되지 않는다.

이상으로부터, 본 발명에서는, 좌우 방향의 광학 특성의 대칭성을 유지한 상태로 액정의 경사 방향이 바뀌는 것에 주목하여, 지표 Q를 이용하여 좌우 방향에서 계조 반전이 생기지 않는 액정의 경사 방향의 범위를 정량적으로 구하는 것에 의해, 높은 투과율과 좌우 방향의 계조 반전을 억제한다.

도 21은, 본 발명의 실시예 2에 의한 도 5 및 도 9의 파라미터에 있어서 CR이 같은 시선의 각도 및 방향의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 21(a)에는 도 5의 파라미터를, 도 21(b)에는 도 9의 파라미터를 이용하여 CR이 같은 시선의 각도 및 방향을 시뮬레이션한 결과이다. 여기서, 액정의 경사 방향은 양 도 면 모두 영역(11A)에서 30°로 했다. 도면 중, CR이 같은 시선 각도 및 방향에서 지정되는 점을 잇는 선을 나타내고 있다. 액정의 경사 방향은 좌우 방향으로부터 30° 어긋나 있지만, 시야각 특성은 좌우 방향에서 대칭이며, 상하 방향에서도 대칭이다. 90°의 회전 대칭으로 보이지만, 도 21(b)을 보면 상하 방향보다 좌우 방향으로 시야각이 넓어, 정확하게는 90° 회전 대칭이 아닌 것을 알 수 있다. 즉, 일반적으로 알려지고 있는 액정의 경사의 방향이 45°인 4 분할 MVA 액정 표시 장치와 같은 90° 회전 대칭성은 볼 수 없다.

좌우 방향은 x축 주위의 180° 회전에 대하여 불변이기 때문에, 도 5 및 도 9에 나타내는 바와 같은 좌우 방향으로 계조 반전이 생기지 않는 원편광 MVA 액정 표시 장치의 편광판이나 위상차판, 액정층을 뒤집더라도 좌우 방향으로는 계조 반전은 생기지 않는다. 액정층을 x축 주위에서 180° 회전하면 액정의 경사 방향의 부호가 반대로 된다. 즉, 영역(11A)에서의 액정의 경사 방향을 -26°~ -42°의 범위 내, 보다 바람직하게는 -27°~ -34°의 범위 내이면 좌우 방향으로 계조 반전은 생기지 않는다. 상하 방향은 광학 특성이 교체하지만, 액정의 경사 방향이 180° 다른 2개의 영역으로 분할된 원편광 MVA 액정 표시 장치는 180° 다른 시선 방향에서 광학 특성은 대칭이기 때문에, 원래 상하 방향으로 계조 반전이 발생하지 않는 원편광 MVA 액정 표시 장치이면, 상기와 같이 뒤집더라도 상하 방향으로 계조 반전은 생기지 않는다. 즉, 영역(11A)에서의 액정의 경사 방향을 x축에 대하여 -48°~ -64°, 보다 바람직하게는 -56°~ -63°의 범위 내로 설정함으로써 상하 방향으로 계조 반전은 생기지 않는다.

전술한 바와 같이, 액정의 경사 방향은 돌기나 슬릿 등의 제어 구조에 의해서 제어할 수 있다. 기본적으로는 제어 구조의 제어 구조 연장 방향에 직교하는 방향으로, 제어 구조 연장 방향으로 사이에 유지된 영역의 액정이 경사하도록 제어되어 있지만(본 설명에서는, 구조가 별개의 기판에 배치되어 있더라도, 정면에서 인접하도록 보이고 있으면 인접한다고 기재한다), 특허 문헌 2에 기재되어 있도록, 제어 구조 연장 방향 끼리의 간격을 작게 하고, 제어 구조 연장 방향에 평행한 방향으로 제어할 수도 있다. 어느 쪽으로도 개구부의 가능한 한 넓은 영역에서 액정의 경사 방향을 균일하게 제어하는 것이 바람직하다. 그것을 위해서는, 제어 구조의 제어 구조 연장 방향을 길게 취하면 좋다. 단, 제어 구조의 제어 구조 연장 방향과 x축이 이루는 각도는 상기의 범위 내로 한다. 또한, 특허 문헌 2에 기재한 바와 같이, 주목하는 영역에 인접한다, 정면에서 보았을 때에 인접하는 제어 구조 연장 방향이 평행하지 않은 경우에는, 그 영역 내의 액정은 대략 인접하는 구조의 제어 구조 연장 방향과 x축의 각도의 평균에 직교하는 방향(액정의 경사 방향이 제어 구조 연장 방향에 대하여 직교하는 방향으로 제어되어 있는 경우), 또는 평행한 방향(액정의 경사 방향이 제어 구조 연장 방향에 대하여 평행한 방향으로 제어되어 있는 경우)으로 경사한다. 그 때문에, 주목하는 영역에 인접하는, 정면에서 보았을 때에 인접하는 구조의 제어 구조 연장 방향이 평행이 아닌 경우에는, 그 구조의 제어 구조 연장 방향과 x축이 이루는 각도의 평균이 상기의 범위에 있으면 좋다.

이상으로부터, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 서로 거의 180° 다른 영역(11A 및 11B)과, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하 는 방향이 영역(11A)과 다른 영역(11C)과, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 영역(11C)과 거의 180° 다른 영역(11D)으로 분할되어 있고, 영역(11A)에서의 액정이 경사하는 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때의 영역(11C)에서의 액정의 경사 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도가 180°- Φ인 원편광 MVA 액정 표시 장치에 있어서, 영역(11A)에서의 액정의 경사 방향을, x축에 대하여 26°~ 42°, 보다 바람직하게는 27°~ 34°의 범위 내로 제어함으로써 액정 표시 장치의 좌우 방향으로 계조 반전이 생기지 않게 된다. 또한, 영역(11A)에서의 액정의 경사 방향을, x축에 대하여 48°~ 64°, 보다 바람직하게는 56°~ 63°의 범위 내에 제어함으로써 액정 표시 장치의 상하 방향에 계조 반전이 생기지 않게 된다.

(실시예 3)

실시예 1 및 실시예 2에서는, 지상축을 가지는 위상차판을 4장 사용하고 있다(도 1). 위상차판(5) 및 위상차판(6)의 각각의 지상축이 직교하고, 또한 위상차판(7) 및 위상차판(8)의 각각의 지상축이 직교하는 것이, 정면에서 보았을 때에 높은 CR를 얻는 조건으로 되어 있다. 위상차판(5)과 위상차판(6)의 리타데이션이 같고, 위상차판(7)과 위상차판(8)의 리타데이션이 같은 것도 조건이다. 그러나, 이들의 조건을 엄밀히 만족시키는 것은 어렵다.

실용상, 축 방향은 ±10°, 리타데이션은 ±30nm이 허용으로 되어 있지만, 보다 높은 CR이 얻어지는 액정 표시 장치 쪽이 바람직하다. 원편광 MVA 액정 표시 장치에는 위상차판(7) 및 위상차판(8)을 사용하지 않는 방식이 있고, 위상차판의 수가 적기 때문에, CR이 저하되는 요인 수가 줄어, 보다 높은 CR이 얻어지는 액정 표시 장치의 생산에 유리하다. 위상차판의 수가 적기 때문에, 장치를 얇게 할 수 있다고 하는 이점도 있다.

본 발명에 의한 실시예 3에서의 액정 표시 장치의 각 구성부는, 도 1로부터 위상차판(7) 및 위상차판(8)을 제거한 것이다. 바꾸어 말하면, 도 1의 제 1 ~ 제 4의 위상차판(7, 5, 8, 6) 대신에, 제 1, 제 2 위상차판(5, 6)을 설치한 것이다. 본 발명에 의한 실시예 1과 같이, 액정층은 경사 방향이 180° 다른 2개의 영역(11a), 영역(11b)을 갖는 것으로 했다. 도 22는, 본 발명의 실시예 3에 의한 액정 표시 장치의 각 구성부의 파라미터를 나타내는 도면이다. 도 23은, 본 발명의 실시예 3에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(80°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이며, 도 22의 파라미터를 이용하고 있다. 본 발명에 의한 실시예 3에서는, 보다 높은 CR를 나타내기 위해서 위상차판(7) 및 위상차판(8)을 사용하지 않는 구성으로 했기 때문에, 계조 반전이 생기지 않는 시선 각도 범위에 대하여, 가장 요구가 높은 80°를 생각한다. 도 23의 횡축은 영역(11a)에서의 액정의 경사 방향 Φ이고 5°° 간격으로 계산하고 있다. 영역(11a) 및 영역(11b)은, 등면적으로 한다. 또한, Q(80°)이 1 ~ 2 자리수의 수치가 되도록 종축에는 적당한 양의 값을 곱해서 스케줄링하고 있다. 계산한 점을 직선으로 보간하여, Q(80°)> 0으로 되도록 액정의 경사 방향의 범위를 구하면, 24.9°~ 39.5°로 되었다.

따라서, 액정의 경사 방향이 180° 다른 영역(11a) 및 영역(11b)의 한쪽에 있어서의 액정의 경사 방향을 25°~39°의 범위 내로 하는 것에 의해, 시선 각도 80°이내의 범위로 좌우 방향의 계조 반전은 생기지 않게 된다. 도 23으로부터, Q(80°)의 최대값은 액정의 경사 방향이 30°± 5° 미만의 범위 내에 있기 때문에, 30°± 4°가 가장 바람직하다.

본 발명에 의한 실시예 1과 같이, 액정이 경사하는 방향을 90°의 보각, 즉 51°~ 65°으로 하면, 상하 방향의 계조 반전이 생기지 않게 된다. 각도의 값을 음으로 하여도 같은 효과가 얻어지는 것도 본 발명에 의한 실시예 1과 마찬가지다.

도 24는, 본 발명의 실시예 3에 의한 도 22의 파라미터에 있어서 CR이 같은 시선의 각도 및 방향의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 여기서, 액정의 경사 방향은 영역(11a)에서 30°로 했다. 원내의 점을 극좌표(r, Φ)로 나타낼 때, 동경(r)은 시선 각도에 비례하고, r = 0가 시선 각도 0°에, r의 최대값이 시선 각도 80°에 대응한다. 또한, 방위각 Φ가 시선 방향에 대응하고, Φ = 0°가 오른쪽 방향(지면에서도 오른쪽 방향)에 대응한다. 도면 중, CR이 같은 시선 각도 및 방향에서 지정되는 점을 잇는 선을 나타내고 있다. 액정의 경사 방향은 좌우 방향에서 30°어긋나 있지만, 시야각 특성은 좌우 방향에서 대칭이며, 상하 방향에서도 대칭이다.

본 발명의 실시예 1(도 14)과 비교하면, 시선 방향에서 45°, 135°, 225°, 315° 방향의 시야각이 좁다. 감시 모니터 등 다양한 방향에서 보는 것을 상정하는 용도에서는 바람직하지 못하지만, 본 발명이 대상으로 하는 좌우 또는 상하로 한 특정의 방향의 표시 특성을 우선하는 용도의 액정 표시 장치에서는 중요시되지 않는다.

또한, 도 22에서는 2축성 위상차판을 사용하고 있지만, a-plate, 또는 a-plate에 c-plate를 합쳐서 사용할 수도 있다.

(실시예 4)

본 발명에 의한 실시예 4에서의 액정 표시 장치의 각 구성부는, 도 1로부터 위상차판(7) 및 위상차판(8)을 제거한 것이다. 본 발명에 의한 실시예 2와 마찬가지로, 액정은 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 서로 거의 180° 다른 영역(11A) 및 영역(11B)과, 액정에 전압을 인가했을 때에 액정이 경사하는 방향이 영역(11A)과 다른 영역(11C)과, 액정에 전압을 인가했을 때 액정이 경사하는 방향이 영역(11C)과 거의 180° 다른 영역(11D)으로 형성되어 있다고 했다. 영역(11A)에서 액정이 경사하는 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때, 영역(11C)에서의 액정이 경사하는 방향과 x축의 정방향이 이루는 각도는 180°- Φ로 된다. 도 25는, 본 발명의 실시예 4에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(80°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이며, 도 22의 파라미터를 이용하고 있다. 본 발명에 의한 실시예 4에서는, 보다 높은 CR를 나타내기 위해서 위상차판(7) 및 위상차판(8)을 사용하지 않는 구성으로 했기 때문에, 계조 반전이 생기지 않는 시선 각도 범위에 대하여, 가장 요구가 높은 80°를 생각한다. 도 25의 횡축은 영역(11a)에서의 액정의 경사 방향 Φ이고 5° 간격으로 계산하고 있다. 영역(11A, 11B, 11C, 11D)은 등면적으로 한다. 또한, Q(80°)가 1 ~ 2 자리수의 수치로 되도 록 종축에는 적당한 양의 값을 곱해서 스케줄링한다. 계산한 점은 직선으로 보간하고, Q(80°)>0으로 되도록 한 액정의 경사 방향의 범위를 구하면, 28.1°~ 35·2°로 되었다.

따라서, 액정의 경사 방향이 180° 다른 영역(11a) 및 영역(11b)의 한쪽에 있어서의 액정의 경사 방향을 29°~ 35°의 범위 내로 하는 것에 의해, 시선 각도 80° 이내의 범위에서 좌우 방향의 계조 반전은 생기지 않게 된다.

본 발명에 의한 실시예 2와 같이, 액정이 경사하는 방향을 90°의 보각, 즉 55°~ 61°으로 하면, 상하 방향의 계조 반전이 생기지 않게 된다. 각도의 값을 음으로 하여도 같은 효과가 얻어지는 것도 본 발명에 의한 실시예 2와 마찬가지다.

도 26은, 본 발명의 실시예 4에 의한 도 22의 파라미터에 있어서 CR이 같은 시선의 각도 및 방향의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 여기서, 액정의 경사 방향은 영역(11A)에서 30°로 했다. 원 내의 점을 극좌표(r, Φ)로 나타내었을 때, 동경(r)은 시선 각도에 비례하고, r= 0가 시선 각도 0°에, r의 최대값이 시선 각도 80°에 대응한다. 또한, 방위각 Φ가 시선 방향에 대응하고, Φ = 0°가 오른쪽 방향(지면에서도 오른쪽 방향)에 대응한다. 도면 중, CR이 같은 시선 각도 및 방향에서 지정되는 점을 잇는 선을 나타내고 있다. 액정의 경사 방향은 좌우 방향으로부터 30° 어긋나 있지만, 시야각 특성은 좌우 방향에서 대칭이며, 상하 방향에서도 대칭이다.

본 발명의 실시예 2(도 21)와 비교하면, 시선 방향에서 45°, 135°, 225°, 315° 방향의 시야각이 좁다. 감시 모니터 등 다양한 방향에서 보는 것을 상정하 는 용도로서는 바람직하지 못하지만, 본 발명이 대상으로 하는 좌우나 상하라고 한 특정의 방향의 표시 특성을 우선하는 용도의 액정 표시 장치에서는 중요시되지 않는다.

한편, 도 22에서는 2축성 위상차판을 사용하고 있지만, a-plate, 또는 a-plate에 c-plate를 합쳐서 사용할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 원편광 MVA 액정 표시 장치의 개략 구성도,

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치와 관측자의 위치 관계를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치를 정면에서 보았을 때의 모식도 및 단면도,

도 4는 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치를 정면에서 보았을 때의 모식도 및 단면도,

도 5는 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치의 각 구성부의 파라미터를 나타내는 도면,

도 6은 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 투과율의 시선 각도 의존성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 7은 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(60°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 8은 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(80°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 9는 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치의 각 구성부의 파라미터를 나타내는 도면,

도 10은 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(60°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 11은 본 발명의 실시예 1에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(80°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 12는 액정의 경사 방향이 180° 다른 2 영역의 분할에 의해 광학 특성이 대칭으로 되는 원리의 일반적인 설명도,

도 13은 본 발명의 실시예에 의한 액정의 경사 방향이 180° 다른 2 영역의 분할에 의해서 광학 특성이 대칭이 되는 것을 나타내는 도면,

도 14는 본 발명의 실시예 1에 의한 도 5 및 도 9의 파라미터에 있어서 CR이 같은 시선의 각도 및 방향의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 15는 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치를 정면에서 보았을 때의 모식도,

도 16은 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(60°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 17은 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(60°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 18은 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(80°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 19는 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(80°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 20은 본 발명의 실시예 2에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 투과율의 시선 각도 의존성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 21은 본 발명의 실시예 2에 의한 도 5 및 도 9의 파라미터에 있어서 CR이 같은 시선의 각도 및 방향의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 22는 본 발명의 실시예 3에 의한 액정 표시 장치의 각 구성부의 파라미터를 나타내는 도면,

도 23은 본 발명의 실시예 3에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(80°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 24는 본 발명의 실시예 3에 의한 도 22의 파라미터에 있어서 CR이 같은 시선의 각도 및 방향의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 25는 본 발명의 실시예 4에 의한 액정 표시 장치에 있어서의 지표 Q(80°)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 26은 본 발명의 실시예 4에 의한 도 22의 파라미터에 있어서 CR이 같은 시선의 각도 및 방향의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 2 : 기판 3, 4 : 편광판

3a, 4a : 투과축 5, 6, 7, 8 : 위상차판

5a, 6a, 7a, 8a : 지상축 9 : 액정층

10 : 전극 12a : 수지제 돌기

11a : 전압을 인가했을 때의 액정의 경사 방향이 대략 같은 영역

11b : 전압을 인가했을 때의 액정의 경사 방향이 11a와 대략 180° 다른 영 역,

12b : 수지제 돌기 13 : 전극

14 : 액정 표시 장치 15 : 관측자의 시선

16 : 연직 방향 17 : 측정기

18 : 관측자 20 : 전기력선

Claims (12)

1. 액정에 전압을 인가하기 위해 주기적으로 배치된 전극을 갖는 제 1 기판과,

   액정에 전압을 인가하는 전극을 갖는 제 2 기판과,

   상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 유지되고, 기판면에 대략 수직으로 배향되어 있는 네거티브형 액정을 갖는 액정층과,

   상기 제 1 기판의 액정측과는 다른 측에 배치된 제 1 편광판과,

   상기 제 2 기판의 액정측과는 다른 측에 배치되어, 상기 제 1 편광판의 투과축과 직교하는 투과축을 갖는 제 2 편광판과,

   상기 제 1 기판과 상기 제 1 편광판 사이에 배치되고, 상기 제 1 편광판의 투과축과 평행하지 않으면서 또한 직교하지 않은 지상축(遲相軸)을 갖는 제 1 위상차판과,

   상기 제 1 기판과 상기 제 1 위상차판 사이에 배치된 제 2 위상차판과,

   상기 제 2 기판과 상기 제 2 편광판 사이에 배치되어, 상기 제 1 위상차판의 지상축과 직교하는 지상축을 갖는 제 3 위상차판과,

   상기 제 2 기판과 상기 제 3 위상차판 사이에 배치되어, 상기 제 2 위상차판의 지상축과 직교하는 지상축을 갖는 제 4 위상차판과,

   상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 적어도 한쪽 기판의 액정측에 배치되어, 상기 액정층에 대한 전압 인가시에 있어서의 액정의 경사지는 방향을 제어하는 제어 구조와,

   상기 액정층에 대한 전압 인가시에 액정이 일 방향으로 경사지는 제 1 영역과,

   상기 제 1 영역의 액정의 경사지는 방향에 대하여 대략 180° 다른 방향으로 액정이 경사지는 제 2 영역

   을 구비하는 액정 표시 장치에 있어서,

   상기 제 1 영역에 있어서의 액정의 경사지는 방향과 상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도는 22°~ 39°또는 51°~ 68°인

   것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향과 상기 제어 구조의 제어 구조 연장 방향이 이루는 각도는 22°~ 39°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향과 상기 제어 구조의 제어 구조 연장 방향이 이루는 각도는 51°~ 68°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 영역과는 다른 방향으로 액정이 경사지는 제 3 영역과,

   상기 제 3 영역의 경사지는 방향에 대하여 대략 180° 다른 방향으로 액정이 경사지는 제 4 영역

   을 더 구비하되,

   상기 제 1 영역에서의 액정이 경사지는 방향과 상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때, 상기 제 3 영역에서의 액정이 경사지는 방향과 상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도는 180°- Φ이며, Φ는 22°~ 39°대신에 26°~ 42°또는 51°~ 68°대신에 48°~ 64°인

   것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향과 상기 제 1 영역 내의 상기 제어 구조의 제어 구조 연장 방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때, 상기 제 3 영역에서의 액정이 경사지는 방향과 상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도는 180°- Φ이며, Φ는 26°~ 42°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향과 상기 제 1 영역 내의 상기 제어 구조의 제어 구조 연장 방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때, 상기 제 3 영역에서의 액정이 경사지는 방향과 상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도는 180°- Φ이며, Φ는 48°~ 64°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
7. 액정에 전압을 인가하기 위해 주기적으로 배치된 전극을 갖는 제 1 기판과, 액정에 전압을 인가하는 전극을 갖는 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 유지되어, 기판면에 대략 수직으로 배향되어 있는 네거티브형 액정을 갖는 액정층과, 상기 제 1 기판의 액정층과는 다른 측에 배치된 제 1 편광판과, 상기 제 2 기판의 액정층과는 다른 측에 배치되어, 상기 제 1 편광판의 투과축과 직교하는 투과축을 갖는 제 2 편광판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 1 편광판 사이에 배치되어, 상기 제 1 편광판의 투과축과 평행하지 않으면서 또한 직교하지 않은 지상축을 갖는 제 1 위상차판과, 상기 제 2 기판과 상기 제 2 편광판 사이에 배치되어, 상기 제 1 위상차판의 지상축과 직교하는 지상축을 갖는 제 2 위상차판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 적어도 한쪽 기판의 액정측에 배치되어, 상기 액정층에 대한 전압 인가시에 있어서의 액정의 경사지는 방향을 제어하는 제어 구조와, 상기 액정층에 대한 전압 인가시에 액정이 일 방향으로 경사지는 제 1 영역과, 상 기 제 1 영역의 액정의 경사지는 방향에 대하여 대략 180° 다른 방향으로 액정이 경사지는 제 2 영역을 구비한 액정 표시 장치에 있어서,

   상기 제 1 영역에 있어서의 액정의 경사지는 방향과 상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도는 25°~ 39° 또는 51°~ 65 °인

   것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향과 상기 제어 구조의 제어 구조 연장 방향이 이루는 각도는 25°~ 39°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향과 상기 제어 구조의 제어 구조 연장 방향이 이루는 각도는 51°~ 65°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 제 1 영역과는 다른 방향으로 액정이 경사지는 제 3 영역과,

    상기 제 3 영역의 경사지는 방향에 대하여 대략 180° 다른 방향으로 액정이 경사지는 제 4 영역

    을 더 구비하되,

    상기 제 1 영역에서의 액정이 경사지는 방향과 상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때, 상기 제 3 영역에서의 액정이 경사지는 방향과 상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도는 180°- Φ이며, Φ는 25°~ 39°대신에 29°~ 35°또는 51°~ 65°대신에 55°~ 61°인

    것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향과 상기 제 1 영역 내의 상기 제어 구조의 제어 구조 연장 방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때, 상기 제 3 영역에서의 액정이 경사지는 방향과 상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도는 180°- Φ이며, Φ는 29°~ 35°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향과 상기 제 1 영역 내의 상기 제어 구조의 제어 구조 연장 방향이 이루는 각도를 Φ로 했을 때, 상기 제 3 영역에서의 액정이 경사지는 방향과 상기 액정 표시 장치의 화면 좌우 방향이 이루는 각도는 180°- Φ이며, Φ는 55°~ 61°인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

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