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JP3399760B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP3399760B2
JP3399760B2 JP34746696A JP34746696A JP3399760B2 JP 3399760 B2 JP3399760 B2 JP 3399760B2 JP 34746696 A JP34746696 A JP 34746696A JP 34746696 A JP34746696 A JP 34746696A JP 3399760 B2 JP3399760 B2 JP 3399760B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に表示画面の視角特性が改善された液晶表示装置
に関するものである。
【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沿って光
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、１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、１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】また、ＴＮ液晶表示装置においては、対向
する１対の電極基板に対して液晶分子が傾斜して配向さ
れている状態で両電極基板間に電圧を印加したとき、液
晶層における中間部分の液晶分子は決まった方向に立ち
上がるが、両電極基板近傍の液晶分子はプレティルトの
方向に向いたまま動かない。このため、液晶分子の屈折
率異方性（複屈折性）により、画面を観察する視角によ
っては表示画像のコントラストが変化する。
【００１０】このように、ＴＮ液晶表示装置では、液晶
分子の屈折率異方性によりコントラストの視角依存性が
大きいという問題がある。特に、画面に垂直な方向から
表示コントラストがよくなる方向に視角を傾けていく
と、ある角度以上で白黒表示の階調が反転する現象が発
生する。すなわち、ＴＮ液晶表示装置では、上方向と下
方向にそれぞれ視角を傾けたときの視角特性が非対称で
ある。
【００１１】従来、このような階調反転現象を解消する
ために種々の技術が案出されている。例えば、特開昭５
７−１８６７３５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、視角依存性を解消することができる。
【００１２】また、特開平６−１１８４０６号公報およ
び特開平６−１９４６４５号公報には、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。
【００１３】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。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記の画素分割法で
は、視角を上下方向に傾けたときの視角特性がほぼ対称
になり、階調反転現象および視角依存性を解消すること
ができるものの、上下方向に視角を傾けたときにコント
ラストが低下するという問題は解消されない。このた
め、表示された黒が白みを帯びてグレーに浮いたように
見える。また、画素分割法を採用した上記の従来技術で
は、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。
【００１５】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、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。それは、次の理由による。
【００１６】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、階調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。
【００１７】また、画素分割法では、一般に、液晶層が
走査電極線または信号電極線と平行な方向に沿って分割
される。しかしながら、例えば、アクティブマトリクス
液晶表示装置においては、分割された各液晶層は、これ
らに電圧を印加する画素電極と、この画素電極の両側に
配される電極線（走査電極線または信号電極線）もしく
はその画素電極に隣接する画素電極との間に発生する電
気力線の影響を受ける。
【００１８】例えば、図２５に示すように、液晶層１０
１が２つの第１液晶層１０１ａと第２液晶層１０１ｂと
に分割された場合、電極線１０２・１０２付近の液晶分
子１０３…が、電極線１０２・１０２からの電気力線Ｆ
に沿った方向に並ぼうとする。このため、電気力線Ｆと
逆方向に傾斜している液晶分子１０３…が存在する画素
の端に、配向の不安定な部分Ｋ・Ｍ（斜線にて示す領
域）が現れる。具体的には、第１液晶層１０１ａのＫ部
における液晶分子１０３…は、第２液晶層１０１ｂの配
向方向に並ぼうとし、第２液晶層１０１ｂのＭ部におけ
る液晶分子１０３…は、第１液晶層１０１ａの配向方向
に並ぼうとする。
【００１９】上記のように、画素端部の配向が不安定に
なると、第１および第２液晶層１０１ａ・１０１ｂ間の
境界線１０１ｃは、その両端がそれぞれ矢印Ｃ1 ・Ｃ2
方向へ移動することによって傾斜しやすくなる。このよ
うに境界線１０１ｃが傾斜すると、表示むらが生じて、
均一な画質を得ることができなくなる。
【００２０】本発明の目的は、上下左右方向の階調反転
現象および上下方向の着色現象を解消するとともに、表
示むらがなく、かつ、コントラストの高い液晶表示装置
を提供し、さらには分割された液晶層の間の境界線を定
められた位置に安定させることによって、表示むらのな
い均一な画質を得ることを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、対向
する表面に透明電極および配向膜がそれぞれ形成された
１対の透光性基板の間に液晶層が介在されてなる液晶表
示素子と、この液晶表示素子の両側に配置される１対の
偏光子と、上記液晶表示素子と上記１対の偏光子との間
の少なくともいずれか一方に介在される光学位相差板と
を備え、上記配向膜が、各画素における上記液晶層が異
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、上記光学位相差板の屈折率楕円体が、上記光
学位相差板の表面に対して傾斜している液晶表示装置に
おいて、上記画素内で最も大きい上記分割液晶層につい
て、上記透明電極により電圧を印加されたときの上記配
向膜表面近傍の液晶分子の傾斜方向と、上記屈折率楕円
体の傾斜方向とが反対になるように、上記光学位相差板
が配置されていることを特徴としている。
【００２２】上記の液晶表示装置では、異なる比率で分
割された分割液晶層を有し、それぞれの分割液晶層の配
向状態が上記のように制御された液晶表示素子と偏光子
との間に光学位相差板が介在されている。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る。特に、黒をより鮮明に表示
することができる。
【００２３】なお、光学位相差板は、液晶表示素子の両
側に設けられていればより好ましいが、液晶表示素子の
片側に設けられていても、上記のように視角特性を改善
することができる。
【００２４】上記の構成において、最も大きい分割液晶
層について、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、配向膜の表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。
【００２５】これにより、視角を正視角方向に傾けたと
きに、階調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、左右方向について階調反転現象を抑制する
ことができる。
【００２６】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、本発明の請求項２に記載のよう
に、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１９：１の範囲に設定されていることが好ま
しい。これにより、屈折率楕円体の傾斜方向が特定され
た請求項２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。さらに、本発明の請求項４に記載のよう
に、第１分割液晶層と第２分割液晶層との大きさの比が
７：３から９：１の範囲に設定されていれば、極めて良
好な視角特性を実現することができる。
【００２７】また、上記の請求項１に記載の光学位相差
板は、本発明の請求項４に記載のように、トリアセチル
セルロースのような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され、かつ架橋される
ことにより形成されていることが好ましい。このような
光学位相差板は、屈折率楕円体の傾斜方向を容易に制御
することができる。あるいは、上記の請求項１に記載の
光学位相差板においては、本発明の請求項５に記載のよ
うに、配向方法がハイブリッド配向であっても、同様に
屈折率楕円体の傾斜方向を容易に制御することができ
る。
【００２８】上記の請求項２または３に記載の液晶表示
装置において、好ましくは、本発明の請求項６に記載の
ように、上記透明電極が、画素に表示用の信号電圧を印
加する信号電極線と、その信号電圧の上記画素への印加
を１走査期間毎に選択する走査電極線とからなり、上記
第１分割液晶層と上記第２分割液晶層との間の境界線が
上記走査電極線に対し傾斜している。
【００２９】上記の構成では、電極線付近の液晶分子が
電極線からの電気力線に沿った方向に並ぼうとすること
によって境界線が傾斜しやすくなる前述の特性を利用し
ている。すなわち、上記のように境界線が上記走査電極
線に対し予め傾斜していれば、境界線は電気力線の影響
を受けても僅かに移動するだけである。それゆえ、安定
して液晶層が分割されるので、表示むらを抑制すること
ができる。
【００３０】上記境界線は、本発明の請求項７に記載の
ように、好ましくは、１０〜８０°の範囲の角度で上記
走査電極線に対し傾斜している。これにより、境界線の
安定度が高まり、表示むらをより抑制することができ
る。
【００３１】また、上記境界線は、本発明の請求項８に
記載のように、好ましくは、上記信号電極線と上記走査
電極線との交点に交わる。これは、信号電極線および走
査電極線からの電気力線による力が液晶分子に均等に作
用することに基づいている。したがって、境界線が上記
交点に交わることにより、境界線の安定度が極めて高く
なり、その結果、表示むらをほとんどなくすことができ
る。
【００３２】上記の請求項２または３に記載の液晶表示
装置において、本発明の請求項９に記載のように、好ま
しくは、両側面が上記透光性基板表面に対し傾斜する傾
斜面を有する凸部または凹部が上記配向膜に形成され、
上記第１分割液晶層と上記第２分割液晶層との間の境界
線が上記凸部または上記凹部上に位置している。
【００３３】上記の構成では、液晶分子は、電気力線の
方向に並ぼうとするが、凸部または凹部の傾斜面によっ
てその動きが妨げられるので、電気力線の影響を受けて
配列を乱すことはほとんどなくなる。このように、液晶
分子の配列の乱れが大幅に抑制されることから、凸部ま
たは凹部上に配されている境界線はほとんど移動せずに
安定する。境界線が安定するということは、換言すれ
ば、液晶層が安定して分割されるということであり、こ
れによって表示むらを抑制することができる。
【００３４】上記凸部または上記凹部については、本発
明の請求項１０に記載のように、好ましくは、それぞれ
の高さまたは深さが５００〜５０００Åの範囲に設定さ
れ、それぞれの上面または底面の幅が５〜５０μｍの範
囲に設定されている。これにより、境界線の安定度が高
まり、表示むらをより抑制することができる。
【００３５】上記の請求項２または３に記載の液晶表示
装置において、好ましくは、本発明の請求項１１に記載
のように、上記１対の透光性基板のいずれか一方がカラ
ーフィルタを有しており、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上記カラーフィルタの各
色に応じて設定されている。
【００３６】液晶表示装置を下方向から見たとき、上方
向の視角を有する第１分割液晶層または第２分割液晶層
の一方は黒く見え、下方向の視角を有する他方は光が抜
けて見える。したがって、カラーフィルタの各色につい
て上記の比が全て等しければ、液晶表示素子を透過する
光は白色に見える。
【００３７】これに対し、上記の構成では、上記の比が
カラーフィルタの各色に応じて設定されるので、その各
色毎に液晶表示素子を透過する光を任意に着色すること
ができる。それゆえ、上記の比が第１分割液晶層と第２
分割液晶層とを透過する光の色が補色関係になるように
設定されていれば、液晶表示素子を透過する光の着色を
なくすことができる。
【００３８】
【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１６に基づ
いて説明すれば、以下の通りである。
【００３９】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、１対の光学位相差板
２・３と、１対の偏光板４・５とを備えている。
【００４０】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
形成されてなっている。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ＩＴ
Ｏからなる透明電極１３が形成され、その上に配向膜１
４が形成されてなっている。
【００４１】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。
【００４２】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。また、透明電極１０・１３は、駆動回路１６により
表示データに基づいた電圧が印加される。
【００４３】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（偏光子）４・５
とが形成されてなるユニットが液晶セル１７である。
【００４４】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（第１分割液晶
層）８ａと第２分割部（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。
【００４５】具体的には、液晶層８は、第１分割部８ａ
と第２分割部８ｂとの大きさの比が１７：３となるよう
に配向分割されている。また、配向膜１１・１４は、図
２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。また、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。
【００４６】なお、液晶層８は、透明電極１０・１３の
いずれの長手方向に沿って分割されていてもよい。
【００４７】上記のように配向される液晶層８は、０．
０９２の屈折率異方性を有しており、カイラル剤が加え
られたネマティック液晶材料により約４．５μｍの厚さ
に形成されている。
【００４８】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。
【００４９】光学位相差板２・３の支持体としては、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。
【００５０】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ｎa ・ｎb ・ｎc を有して
いる。主屈折率ｎa の方向は、互いに直交座標ｘｙｚに
おける各座標軸のうちｙ座標軸の方向と一致している。
主屈折率ｎb 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座標軸に対し矢印Ａの方向
にθ（θは約２０°）傾いている。主屈折率ｎc 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。
【００５１】光学位相差板２・３の各主屈折率は、ｎa
＝ｎc ＞ｎb 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
一軸性を備える。また、光学位相差板２・３の第１のリ
タデーション値（ｎc −ｎa）×ｄはほぼ０ｎｍであっ
て、第２のリタデーション値（ｎc −ｎb ）×ｄがほぼ
２００ｎｍである。これにより、光学位相差板２・３の
屈折率異方性が負になる。なお、ｎc −ｎa およびｎc
−ｎb 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。
【００５２】図４に示すように、液晶表示素子１におけ
る偏光板４・５は、その透過軸ＡＸ1 ・ＡＸ2 が前記の
配向膜１１・１４に接する液晶分子の長軸ＬＸ1 ・ＬＸ
2 とそれぞれ垂直となるように配置される。本液晶表示
装置は、長軸ＬＸ1 ・ＬＸ2が互いに直交しているた
め、透過軸ＡＸ1 ・ＡＸ2 も互いに直交している。
【００５３】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ｎb 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ＬＸ1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ＬＸ2
と平行になるように配される。
【００５４】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。
【００５５】一般に、液晶や位相差板（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ｎa ・ｎc ・ｎb 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。
【００５６】本液晶表示装置では、光学位相差板２・３
の屈折率楕円体が光学位相差板２・３に対し傾斜する方
向と、液晶層８において第２分割部８ｂより大きい第１
分割部８ａにおいて配向膜１１・１４に接する液晶分子
のプレティルトの傾斜方向とがｚ方向について反対とな
るように配置する。また、ｎa 、ｎc およびｎb を軸に
有する屈折率楕円体においては、ｎa ＝ｎc ＞ｎb であ
ることから、ｎb 方向に伝搬する光の波面による断面が
円形となる。
【００５７】次に、上記のように構成される本液晶表示
装置の視角依存性を測定した結果を説明する。
【００５８】本液晶表示装置の視角依存性を測定する測
定系は、図５に示すように、受光素子２１、増幅器２２
および記録装置２３を備えている。また、液晶セル１７
は、前記のガラス基板９側の面１７ａ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うる素子であ
り、面１７ａ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。
【００５９】測定時には、本測定系に設置された液晶セ
ル１７に対し、面１７ａ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１７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。
【００６０】上記の測定系による測定結果を図６に示
す。図６は、液晶セル１７に印加される電圧に対する光
の透過率を表したグラフである。測定は、３０°の視角
φとなるように受光素子２１を配置し、ｙ方向が画面の
上側を指し、ｘ方向が画面の左側を指すと仮定して、受
光素子２１の配置位置を上側（１２時方向）、左側（９
時方向）、下側（６時方向）、右側（３時方向）にそれ
ぞれ変えて行われた。さらに、ｚ方向に受光素子２１を
配置した状態でも同様に測定が行われた。
【００６１】上記のグラフにおいて、実線で表される曲
線Ｌ1 はｚ方向、破線で表される曲線Ｌ2 は６時方向、
点線で表される曲線Ｌ3 は３時方向、一点鎖線で表され
る曲線Ｌ4 は１２時方向、二点鎖線で表される曲線Ｌ5
は９時方向の特性をそれぞれ表している。
【００６２】この結果より、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 ・
Ｌ5 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。
【００６３】６時方向の測定では、オン状態で透過率が
ほぼ７％という低い一定値に保たれ、階調反転現象が確
認されなかった。また、１２時方向の測定では、オン状
態での透過率が６時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。
【００６４】なお、本液晶表示装置においては、第１分
割部８ａと第２分割部８ｂとの大きさの比が６：４から
１９：１の範囲に設定されていれば、概ね上記のような
視角特性の改善が見られる。
【００６５】具体的には、図７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Ｌ
2 （６時方向）と曲線Ｌ4 （１２時方向）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。また、図８に示すように、分割比が１９：
１から、曲線Ｌ2 （６時方向）が曲線Ｌ1 （ｚ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、６時方向（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。
【００６６】加えて、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、前記の１７：３の場合のよ
うに、６時方向と１２時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。
【００６７】また、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。
【００６８】続いて、本実施の形態に対する比較例につ
いて説明する。
【００６９】本比較例に係る液晶表示装置は、図９に示
すように、液晶表示素子３１と、１対の光学位相差板２
・３と、１対の偏光板４・５とを備えている。なお、簡
略化のため、図９は２画素分の構成を拡大して示してい
る。
【００７０】液晶表示素子３１は、電極基板３２・３３
がシール樹脂１５により貼り合わされ、電極基板３２・
３３間に液晶層３４が挟持される構造である。電極基板
３２・３３は、それぞれガラス基板９・１２上にＩＴＯ
からなる透明電極３５・３６が形成され、さらにその上
に配向膜３７・３８が形成されることにより構成されて
いる。また、液晶表示素子３１の両面にそれぞれ光学位
相差板２・３と偏光板４・５とが形成されることによ
り、液晶セル３９が構成される。
【００７１】透明電極３５・３６は、透明電極１０・１
３と同様に１画素当たり１本ずつ設けられている。ま
た、透明電極３５・３６が交差する部分に形成される画
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。
【００７２】配向膜３７・３８は、１画素について異な
る２つの領域を有している。これら２つの領域は、それ
ぞれ互いに異なる方向に液晶層３４の液晶分子を配向さ
せるようになっている。これにより、液晶層３４におい
て、配向膜３７・３８の２つの領域にそれぞれ面する第
１分割部３４ａと第２分割部３４ｂ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３７・３８
は、前記の配向膜１１・１４と同様に、異なる領域間
で、液晶分子に付与するプレティルト角や液晶分子のテ
ィルト方向を異ならせることで上記のような異なる配向
状態を与える。
【００７３】具体的には、液晶層３４は、液晶層８と同
様の液晶材料により約４．５μｍの厚さに形成されてお
り、第１分割部３４ａと第２分割部３４ｂとの大きさの
比が１：１となるように分割されている。また、配向膜
３７・３８は、図１０に示すように、第１分割部３４ａ
と第２分割部３４ｂ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。また、配向膜３７の
プレティルト方向Ｐ11・Ｐ12は、第１分割部３４ａと第
２分割部３４ｂとで互いに逆方向となるように設定され
ている。配向膜３８のプレティルト方向Ｐ13・Ｐ14も同
様に互いに逆方向となるように設定されている。
【００７４】図１１に示すように、偏光板４・５は、そ
の互いに直交する透過軸ＡＸ1 ・ＡＸ2 が、配向膜３７
・３８に接する液晶分子の長軸ＬＸ11・ＬＸ12とそれぞ
れ垂直となるように配置される。また、光学位相差板２
は方向Ｄ1 が長軸ＬＸ11と平行になるように配され、光
学位相差板３は方向Ｄ2 が長軸ＬＸ12と平行になるよう
に配される。したがって、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。
【００７５】上記のように構成される液晶表示装置を、
図１に示す液晶表示装置と同様に図５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
電圧特性のグラフとして図１２に示す。このグラフにお
いて、実線で表される曲線Ｌ11はｚ方向、破線で表され
る曲線Ｌ12は６時方向、点線で表される曲線Ｌ13は３時
方向、一点鎖線で表される曲線Ｌ14は１２時方向、二点
鎖線で表される曲線Ｌ15は９時方向の特性をそれぞれ表
している。
【００７６】この結果より、３時および９時方向につい
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、６時および
１２時方向については、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。
【００７７】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。
【００７８】さらに、本実施の形態に対する他の比較例
について説明する。
【００７９】本比較例に係る液晶表示装置は、図１３に
示すように、液晶表示素子４１と、１対の偏光板４・５
とを備えている。なお、簡略化のため、図１３は２画素
分の構成を拡大して示している。
【００８０】液晶表示素子４１は、電極基板４２・４３
がシール樹脂１５により貼り合わされ、電極基板４２・
４３間に液晶層４４が挟持される構造である。液晶層４
４は、前述の液晶層８と同じ液晶材料により同じ厚さに
形成されている。また、配向膜４５・４６は、前述の配
向膜１１・１４および配向膜３７・３８と異なり、液晶
層４４の液晶分子を単一方向に配向させる。
【００８１】図１４に示すように、偏光板４・５は、互
いに直交する透過軸ＡＸ1 ・ＡＸ2が、配向膜４５・４
６に接する液晶分子の長軸ＬＸ21・ＬＸ22とそれぞれ垂
直となるように配置される。液晶セル４７は、液晶表示
素子４１の両側に上記のようにして偏光板４・５が配置
されることにより構成されている。
【００８２】上記のように構成される液晶セル４７を、
図１に示す液晶セル１７と同様に図５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
電圧特性のグラフとして図１５に示す。このグラフにお
いて、実線で表される曲線Ｌ21はｚ方向、破線で表され
る曲線Ｌ22は６時方向、点線で表される曲線Ｌ23は３時
方向、一点鎖線で表される曲線Ｌ24は１２時方向、二点
鎖線で表される曲線Ｌ25は９時方向の特性をそれぞれ表
している。
【００８３】この結果より、３時および９時方向につい
ては、印加電圧を高めていくと、透過率がオン状態で一
旦ほぼ０％に低下した後に上昇するので階調反転現象が
生じる。６時方向についても同様に階調反転現象が生じ
ることが確認される。また、１２時方向については、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
る。
【００８４】以上述べたように、液晶層８は、異なる大
きさで、かつ異なる方向に配向される第１分割部８ａと
第２分割部８ｂとに分割されている。したがって、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鮮明に表示するこ
とができる。
【００８５】このように、本実施の形態によれば、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が格
段に改善され、視認性に優れた液晶表示装置を提供する
ことができる。
【００８６】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さ
れている。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。
【００８７】それゆえ、視角を正視角方向に傾けたとき
の階調反転現象が抑制される。この結果、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。この結果、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、左右方向についての階調反転現象
を抑制することも可能になる。
【００８８】なお、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（Thin Film Transistor）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。
【００８９】上記のアクティブマトリクス方式の液晶表
示装置は、例えば、図１６に示すように、液晶表示素子
５１と、１対の光学位相差板２・３と、１対の偏光板４
・５とを備えている。
【００９０】液晶表示素子５１は、対向して配される電
極基板５２・５３の間に液晶層８を挟む構造をなしてい
る。電極基板５２は、ガラス基板９の液晶層８側の表面
にＩＴＯからなる共通電極５４が形成され、その上に配
向膜１１が形成されてなっている。電極基板５３は、ガ
ラス基板１２の液晶層８側の表面にＩＴＯからなる画素
電極５５が形成され、その上に配向膜１４が形成されて
なっている。
【００９１】簡略化のため、図１６は１画素分の構成を
示している。液晶表示素子５１の全体において、共通電
極５４は、ガラス基板９における表示面全体に全画素に
共通して設けられている。また、液晶表示素子５１の全
体において、図１７に示すように、画素電極５５…は、
ガラス基板１２にマトリクス状に配設されている。さら
に、ガラス基板１２上には、信号電極線５６…、走査電
極線５７…およびＴＦＴ５８…が設けられている（図１
６では省略）。
【００９２】信号電極線５６…は、表示データに基づく
電圧が印加される電極線であり、画素電極５５…間に互
いに平行に設けられている。走査電極線５７…は、表示
すべき画素を１走査期間毎に選択するための選択電圧が
印加される電極線であり、画素電極５５…間に互いに平
行に、かつ信号電極線５７…と直交するように設けられ
ている。
【００９３】ＴＦＴ５８…は、画素電極５５…と同数設
けられており、画素電極５５…と信号電極線５６…との
間のラインを接続および遮断するようになっている。ま
た、各走査電極線５７に沿って配されるＴＦＴ５８…の
ゲートは、対応する走査電極線５７に共通に接続されて
いる。
【００９４】このように構成された液晶表示素子５１で
は、走査電極線５７に選択電圧が印加されることによっ
て、その走査電極線５７に接続されたＴＦＴ５８…がオ
ンすると、信号電極線５６…に印加された電圧が画素電
極５５…に印加される。そして、液晶表示素子５１は、
画素電極５５…に印加された電圧と共通電極５４に印加
された共通電圧との差が液晶層８に印加されることによ
って表示を行う。
【００９５】本液晶表示装置において、液晶層８は、各
画素毎に走査電極線５６…と平行な境界線８ｃ…を間に
おいて第１分割部８ａと第２分割部８ｂとに分割されて
いる。したがって、本液晶表示装置でも、図１に示す液
晶表示装置と同様に、コントラストの低下および階調反
転現象の抑制を図ることができる。
【００９６】〔実施の形態２〕 本発明の実施の他の形態について図１６、図１８ないし
図２２に基づいて説明すれば、以下の通りである。な
お、本実施の形態において、実施の形態１における構成
要素と同等の機能を有する構成要素には、同一の符号を
付記してその説明を省略する。
【００９７】本実施の形態に係る液晶表示装置は、実施
の形態１における図１６に示す液晶表示装置と同様な構
造であるが、その液晶表示装置と境界線８ｃ…の方向が
異なっている。例えば、図１８および図１９に示すよう
に、境界線８ｃ…が走査電極線５７…に対し傾斜してい
る。
【００９８】このように傾斜した方向に沿って液晶層８
を分割するために、配向膜１１・１４においてそれぞれ
配向の異なる部分が境界線８ｃによって区分されてい
る。具体的には、配向膜１１において、前述のプレティ
ルト方向Ｐ1 ・Ｐ2 に配向された部分が境界線８ｃによ
って区分され、配向膜１４において、前述のプレティル
ト方向Ｐ3 ・Ｐ4 に配向された部分が境界線８ｃによっ
て区分されている。
【００９９】上記のように、境界線８ｃ…が走査電極線
５７…に対し傾斜することによって、境界線８ｃが安定
する。本実施の形態では、境界線８ｃの安定化のため
に、電極線（信号電極線５６または走査電極線５７）付
近の液晶分子が電極線からの電気力線に沿った方向に並
ぼうとする特性を利用している。すなわち、前述のよう
に、電極線と平行な境界線が上記の特性によって電極線
に対し傾斜するので、予め電極線に対し傾斜する方向に
沿って液晶層８を分割させておけば、境界線８ｃの移動
を抑えることができる。
【０１００】図１８に示す例では、境界線８ｃが走査電
極線５７に対し３０°傾斜している。境界線８ｃの傾斜
角は、１０〜８０°の範囲で選択される。境界線８ｃ
は、この範囲の傾斜角で傾斜しているときには安定して
いる。特に、傾斜角が４５°の場合、境界線８ｃが最も
安定している。また、傾斜角が１０〜８０°の範囲外で
ある場合、境界線８ｃの安定性は良くない。
【０１０１】画素が長方形である場合、傾斜角が大きい
ほど境界線８ｃが長くなるので、境界線８ｃの安定性が
低くなりがちである。したがって、この場合、傾斜角
は、１０〜４５°の範囲で選択されることが好ましい。
また、境界線８ｃの安定性を高めるためには、４５°付
近の２０〜５０°の範囲の傾斜角が最適である。
【０１０２】図１９に示す例では、境界線８ｃが走査電
極線５７に対し４０°傾斜している。しかも、境界線８
ｃは、延長すれば信号電極線５６と走査電極線５７との
交点と交わるように傾斜している。これによって、境界
線８ｃはより安定する。これは、以下の理由による。
【０１０３】図２０に示すように、配向膜１４近傍の液
晶分子６１…は、信号電極線５６と走査電極線５７のそ
れぞれに対して４５°傾いており、画素（画素電極５
５）を囲む２本の信号電極線５６・５６および２本の走
査電極線５７・５７からの電気力線Ｆの影響を受ける。
具体的には、上記の液晶分子６１…は、互いに交差する
１組の信号電極線５６および走査電極線５７からは矢印
Ｇ方向の力を受け、互いに交差する他方の１組の信号電
極線５６および走査電極線５７からは矢印Ｈ方向の力を
受ける。
【０１０４】このため、画素が正方形の場合、境界線８
ｃは、上記２組の信号電極線５６および走査電極線５７
同士の２つの交点Ｉ・Ｊに交わるように位置するとき、
最も安定する。また、画素が長方形の場合、境界線８ｃ
は、上記の２つの交点Ｉ・Ｊのいずれか一方に交わるよ
うに位置するとき、最も安定する。
【０１０５】なお、上記のいずれの場合でも、傾斜角
は、第１および第２分割部８ａ・８ｂの分割比（６：４
から１９：１の範囲）に応じて決定される。
【０１０６】以上述べたように、本液晶表示装置では、
液晶層８が走査電極線５７に対し傾斜する境界線８ｃを
間において分割されている。これによって、第１および
第２分割部８ａ・８ｂの配向状態が安定するので、表示
むらのない均一な画質を得ることができる。
【０１０７】続いて、本実施の形態の変形例について説
明する。
【０１０８】本変形例に係る液晶表示装置は、図２１に
示すように、走査電極線５７…と平行に補助容量線５９
…が設けられている。また、境界線８ｃは、それぞれ走
査電極線５７…に対し平行かつ補助容量線５９…上に配
されている。
【０１０９】補助容量線５９…は、図２２（ａ）に示す
ように、ガラス基板１２上に形成されており、ガラス基
板１２の表面に対しテーパ状に傾斜する両側面を有して
いる。この補助容量線５９…は、絶縁膜６０を介して画
素電極５５…と絶縁されている。補助容量線５９…、画
素電極５５…および絶縁膜６０によって補助容量が形成
される。この補助容量は、ＴＦＴ５８がオフすることに
よって信号電極線５６から画素電極５５に電圧が印加さ
れなくなっても、電荷を保持するようになっている。
【０１１０】画素電極５５…上には、配向膜１４が積層
されている。この配向膜１４には、補助容量線５９の厚
みに応じた凸部１４ａが形成されている。その凸部１４
ａは、高さが１０００Åであり、かつその上面の幅が４
０μｍであるように形成されている。凸部１４ａの高さ
と上面の幅は、上記の値に限らず、それぞれ５００〜５
０００Å、５〜５０μｍの範囲であることが好ましい。
また、凸部１４ａは、両側に補助容量線５９の両側面と
同じ角度で傾斜する傾斜面を有している。その角度は、
液晶分子６１…が配向膜１４の配向規制力によって配列
する方向にほぼ一致している。
【０１１１】このような構成においては、信号電極線５
６および走査電極線５７からの電気力線の方向に並ぼう
とする、境界線８ｃ付近の液晶分子６１…の動きを凸部
１４ａの傾斜面が妨げる。これにより、液晶分子６１…
が凸部１４ａの傾斜面に沿って安定して配列される結
果、境界線８ｃも安定する。
【０１１２】また、図２２（ｂ）に示すように、境界線
８ｃは、補助容量線５９上に位置していない場合は、配
向膜１４に形成された凹部１４ｂ上に位置していてもよ
い。この凹部１４ｂは、両側に補助容量線５９の両側面
と同じ角度で傾斜する傾斜面を有している。
【０１１３】このような構成においても、境界線８ｃ付
近の液晶分子６１…が凹部１４ｂの傾斜面に沿って安定
して配列されるので、境界線８ｃも安定する。
【０１１４】以上述べたように、本実施の形態に係る液
晶表示装置は、境界線８ｃを安定させることによって、
ほぼ設計通りの分割比で液晶層８を分割することができ
る。それゆえ、実施の形態１の液晶表示装置が奏するコ
ントラストの低下および階調反転現象の抑制効果をより
確実にすることができる。
【０１１５】〔実施の形態３〕 本発明の実施のさらに他の形態について図２３および図
２４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、
本実施の形態において、実施の形態１における構成要素
と同等の機能を有する構成要素には、同一の符号を付記
してその説明を省略する。
【０１１６】本実施の形態に係る液晶表示装置は、図２
３に示すように、液晶表示素子７１と、１対の光学位相
差板２・３と、１対の偏光板４・５とを備えている。簡
略化のため、図２３は１画素分の構成を示している。
【０１１７】液晶表示素子７１は、対向して配される電
極基板７２・５３の間に液晶層８を挟む構造をなしてい
る。電極基板７２は、ガラス基板９の液晶層８側の表面
にカラーフィルタ７３および保護膜７４が積層され、そ
の上にＩＴＯからなる共通電極５４と配向膜１１とが形
成されてなっている。カラーフィルタ７３は、図２４に
示すように、信号電極線５６…に沿った１列の画素毎に
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の部分が対応するように
配置されている。
【０１１８】液晶層８において、境界線８ｃ…は、カラ
ーフィルタ７２の赤、緑、青のそれぞれに対応する位置
に配されている。具体的には、緑と青とに対応する画素
における第２分割部８ｂは、赤に対応する画素における
第２分割部８ｂより大きく形成されている。第２分割部
８ｂは、上方向の視角に対応しているので、このように
構成された液晶表示装置の表示画面を下方向から見る
と、表示色が青緑を帯びる。したがって、実施の形態１
の液晶表示装置の表示画面を下方向から見たときの表示
色が赤みを帯びている場合は、上記のように境界線８ｃ
を配することによって、その赤みが緩和される。
【０１１９】上記の構成では、青および緑に対応する第
２分割部８ｂを大きくするほど、下方向から見たときの
表示色が青緑を帯びる度合いが高くなる。したがって、
液晶層８の分割比を着色の度合いに応じて最適化すれ
ば、如何なる度合いの着色でも緩和することができる。
【０１２０】このように、本実施の形態に係る液晶表示
装置では、カラーフィルタ７３の赤、緑、青に応じて境
界線８ｃ…の位置を設定することにより、視角に依存す
る着色を緩和することができる。
【０１２１】なお、本実施の形態では、赤の着色を緩和
する例を説明したが、その他の色の着色も同様な手法に
よって緩和することができる。
【０１２２】また、実施の形態２および本実施の形態で
は、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式の液晶表
示装置について述べたが、これらの実施の形態に係る本
発明は、これ以外に、単純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。
【０１２３】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１に記載
の液晶表示装置は、対向する表面に透明電極および配向
膜がそれぞれ形成された１対の透光性基板の間に液晶層
が介在されてなる液晶表示素子と、この液晶表示素子の
両側に配置される１対の偏光子と、上記液晶表示素子と
上記１対の偏光子との間の少なくともいずれか一方に介
在される光学位相差板とを備え、上記配向膜が、各画素
における上記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、上記光学位相差板の
屈折率楕円体が、上記光学位相差板の表面に対して傾斜
しており、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ついて、上記透明電極により電圧を
印加されたときの上記配向膜表面近傍の液晶分子の傾斜
方向と、上記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。
【０１２４】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に適した配向状態を得るこ
とができる。それゆえ、配向状態が上記のように制御さ
れた液晶表示素子と偏光子との間に光学位相差板が介在
されることにより、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。
【０１２５】したがって、請求項１に記載の液晶表示装
置を採用すれば、従来の液晶表示装置に比べ表示品位を
大幅に向上させることができるという効果を奏する。
【０１２６】また、電圧印加時でも配向の影響を受けて
立ち上がらない、配向膜表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の階調反転現象
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
の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
向について階調反転現象を抑制することが可能になる。
【０１２７】したがって、請求項１に記載の液晶表示装
置を採用すれば、光学位相差板を介在させたＴＮ型やＳ
ＴＮ型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。
【０１２８】本発明の請求項２に記載の液晶表示装置
は、上記の請求項１に記載の液晶表示装置において、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。これにより、請求項２に
記載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。
【０１２９】本発明の請求項３に記載の液晶表示装置
は、上記の請求項２に記載の液晶表示装置において、さ
らに、第１分割液晶層と第２分割液晶層との大きさの比
が７：３から９：１の範囲に設定されているので、極め
て良好な視角特性を実現することができるという効果を
奏する。
【０１３０】本発明の請求項４に記載の液晶表示装置
は、上記の請求項１に記載の液晶表示装置における上記
光学位相差板として、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され、かつ架橋され
ることにより形成された材料を備えているので、屈折率
楕円体の傾斜方向を容易に制御することができる。した
がって、請求項４に記載の液晶表示装置を採用すれば、
上記のような特性を有する光学位相差板を比較的簡単に
作製することができるという効果を奏する。
【０１３１】本発明の請求項５に記載の液晶表示装置
は、上記の請求項１に記載の液晶表示装置における上記
光学位相差板として、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た材料を備えているの
で、請求項４に記載の液晶表示装置と同様に、上記のよ
うな特性を有する光学位相差板を比較的簡単に作製する
ことができるという効果を奏する。
【０１３２】本発明の請求項６に記載の液晶表示装置
は、上記の請求項２または３に記載の液晶表示装置にお
いて、上記透明電極が、画素に表示用の信号電圧を印加
する信号電極線と、その信号電圧の上記画素への印加を
１走査期間毎に選択する走査電極線とからなり、上記第
１分割液晶層と上記第２分割液晶層との間の境界線が上
記走査電極線に対し傾斜している。
【０１３３】このように、境界線が上記走査電極線に対
し予め傾斜していれば、境界線の電気力線の影響による
移動が少なくなる。その結果、安定して液晶層が分割さ
れるので、表示むらを抑制することができる。したがっ
て、請求項６に記載の液晶表示装置を採用すれば、ほぼ
請求項２または３の液晶表示装置で設計された通りの比
で液晶層を分割することができるので、表示品位を容易
に向上させることができるという効果を奏する。
【０１３４】本発明の請求項７に記載の液晶表示装置
は、上記の請求項６に記載の液晶表示装置において、上
記境界線と上記走査電極線とが１０〜８０°の範囲の角
度をなすので、境界線の安定度が高まり、表示むらをよ
り抑制することができる。したがって、請求項７に記載
の液晶表示装置を採用すれば、より表示品位を向上させ
ることができるという効果を奏する。
【０１３５】本発明の請求項８に記載の液晶表示装置
は、上記の請求項７に記載の液晶表示装置において、上
記境界線が上記信号電極線と上記走査電極線との交点に
交わるので、境界線の安定度が極めて高くなり、表示む
らをほとんどなくすことができる。したがって、請求項
８に記載の液晶表示装置を採用すれば、高い表示品位を
実現することができるという効果を奏する。
【０１３６】本発明の請求項９に記載の液晶表示装置
は、上記の請求項２または３に記載の液晶表示装置にお
いて、両側面が上記透光性基板表面に対し傾斜する傾斜
面を有する凸部または凹部が上記配向膜に形成され、上
記第１分割液晶層と上記第２分割液晶層との間の境界線
が上記凸部または上記凹部上に位置している構成であ
る。
【０１３７】これにより、凸部または凹部付近の液晶分
子が電気力線による影響を受けても安定して配列するの
で、凸部または凹部上に配されている境界線がほとんど
移動しなくなり、液晶層が安定して分割される。それゆ
え、表示むらを抑制することができる。したがって、請
求項６に記載の液晶表示装置を採用すれば、ほぼ請求項
２または３の液晶表示装置で設計された通りの比で液晶
層を分割することができるので、表示品位を容易に向上
させることができるという効果を奏する。
【０１３８】本発明の請求項１０に記載の液晶表示装置
は、上記の請求項９に記載の液晶表示装置において、上
記凸部の高さまたは上記凹部の深さが５００〜５０００
Åの範囲に設定され、上記凸部の上面または上記凹部の
底面の幅が５〜５０μｍの範囲に設定されているので、
境界線の安定度が高まり、表示むらをより抑制すること
ができる。したがって、請求項１０に記載の液晶表示装
置を採用すれば、より表示品位を向上させることができ
るという効果を奏する。
【０１３９】本発明の請求項１１に記載の液晶表示装置
は、上記の請求項２または３に記載の液晶表示装置にお
いて、上記１対の透光性基板のいずれか一方がカラーフ
ィルタを有しており、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上記カラーフィルタの各色に
応じて設定されている構成である。
【０１４０】これにより、上下方向から見た第１分割液
晶層と第２分割液晶層とを透過する光を任意に着色する
ことができる。それゆえ、上記の比が第１および２分割
液晶層を透過する光の色が補色関係になるように設定さ
れていれば、液晶表示素子を透過する光の着色をなくす
ことができる。このように、請求項１１に記載の液晶表
示装置では、表示画像の着色の制御が容易になる。した
がって、請求項１１に記載の液晶表示装置を採用すれ
ば、請求項２または３の液晶表示装置で設計された比で
液晶層を分割する際に、視角に依存する着色を改善する
ことによって表示品位を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】上記液晶表示装置が有する液晶表示素子の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】上記液晶表示装置の視角依存性を測定する測定
系を示す斜視図である。
【図６】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−印加電圧特性を示すグラフで
ある。
【図７】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−印加電圧特性を示すグラフであ
る。
【図８】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−印加電圧特性を示すグラフで
ある。
【図９】本発明の実施の一形態に対する比較例に係る液
晶表示装置の構成を分解して示す断面図である。
【図１０】図９の液晶表示装置が有する液晶表示素子の
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１１】図９の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１２】図９の液晶表示装置の透過率−印加電圧特性
を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施の一形態に対する他の比較例に
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１４】図１３の液晶表示装置における偏光板の光学
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１５】図１３の液晶表示装置の透過率−印加電圧特
性を示すグラフである。
【図１６】本発明の実施の一形態に係る他の液晶表示装
置および本発明の実施の他の形態に係る液晶表示装置に
共通する構成を分解して示す断面図である。
【図１７】図１６の液晶表示装置において液晶層が各画
素毎に走査電極線に対し平行な方向に分割されている構
成を示す平面図である。
【図１８】図１６の液晶表示装置において液晶層が各画
素毎に走査電極線に対し傾斜する方向に分割されている
構成を示す平面図である。
【図１９】図１６の液晶表示装置において液晶層が各画
素毎に走査電極線に対し傾斜する方向に分割されている
他の構成を示す平面図である。
【図２０】図１６の液晶表示装置において液晶分子が信
号電極線および走査電極線からの電気力線の影響を受け
る様子を示す説明図である。
【図２１】図１６の液晶表示装置において液晶層が各画
素毎に走査電極線に対し平行な方向に分割されている他
の構成を示す平面図である。
【図２２】図２１の構成の信号電極線に沿った断面の構
造の一部を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施のさらに他の形態に係る液晶表
示装置の構成を分解して示す断面図である。
【図２４】図２３の液晶表示装置において液晶層が各画
素毎に走査電極線に対し平行な方向に分割されている構
成を示す平面図である。
【図２５】従来の画素分割法により分割された液晶層が
電極線からの電気力線による影響を受ける様子を示す斜
視図である。
【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液晶分割
層） ８ｃ 境界線 ９・１２ ガラス基板（透光性基板） １０・１３ 透明電極（透明電極） １１・１４ 配向膜 １４ａ 凸部 １４ｂ 凹部 ５６ 信号電極線 ５７ 走査電極線 ６１ 液晶分子 ７４ カラーフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 典子 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−118406（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−75116（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−21996（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−50206（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−232474（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−173142（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】対向する表面に透明電極および配向膜がそ
    れぞれ形成された１対の透光性基板の間に液晶層が介在
    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１対の偏光子と、上記液晶表示素子と上記１
    対の偏光子との間の少なくともいずれか一方に介在され
    る光学位相差板とを備え、上記配向膜が、各画素におけ
    る上記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、上記光学位相差板の屈折率
    楕円体が、上記光学位相差板の表面に対して傾斜してい
    る液晶表示装置において、 上記画素内で最も大きい上記分割液晶層について、上記
    透明電極により電圧を印加されたときの上記配向膜表面
    近傍の液晶分子の傾斜方向と、上記屈折率楕円体の傾斜
    方向とが反対になるように、上記光学位相差板が配置さ
    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１に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】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７：３から９：１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】上記光学位相差板は、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され、
    かつ架橋されることにより形成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。
  5. 【請求項５】上記光学位相差板は、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と
    を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】上記透明電極が、画素に表示用の信号電圧
    を印加する信号電極線と、その信号電圧の上記画素への
    印加を１走査期間毎に選択する走査電極線とからなり、 上記第１分割液晶層と上記第２分割液晶層との間の境界
    線が上記走査電極線に対し傾斜している ことを特徴とす
    る請求項２または３に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】上記境界線と上記走査電極線とが１０〜８
    ０°の範囲の角度をなすことを特徴とする請求項６に記
    載の液晶表示装置。
  8. 【請求項８】上記境界線が上記信号電極線と上記走査電
    極線との交点に交わることを特徴とする請求項７に記載
    の液晶表示装置。
  9. 【請求項９】両側面が上記透光性基板表面に対し傾斜す
    る傾斜面を有する凸部または凹部が上記配向膜に形成さ
    れ、 上記第１分割液晶層と上記第２分割液晶層との間の境界
    線が上記凸部または上記凹部上に位置している ことを特
    徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】上記凸部の高さまたは上記凹部の深さが
    ５００〜５０００Åの範囲に設定され、上記凸部の上面
    または上記凹部の底面の幅が５〜５０μｍの範囲に設定
    されていることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示
    装置。
  11. 【請求項１１】上記１対の透光性基板のいずれか一方が
    カラーフィルタを有しており、 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
    比が上記カラーフィルタの各色に応じて 設定されている
    ことを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装
    置。
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