JP3452481B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子と光
学的異方性を有する位相差素子とを組み合わせることに
より表示画面の視野角が改善された液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ネマティック液晶を用いた液
晶表示装置は時計や電卓等の数値セグメント型表示装置
として広く用いられている。さらに、近年においては、
ワードプロセッサやノートブック型パーソナルコンピュ
ータ等に使用されるディスプレイ装置、或いはナビゲー
ションシステム等に使用される表示装置としても広く用
いられている。

【０００３】この液晶表示装置は、一般に、液晶層を間
に挟んで対向配置される一対の基板を有しており、この
基板上に画素をオン・オフさせるための電極や配線等が
形成されている。例えば、アクティブマトリクス型液晶
表示装置においては、液晶に電圧を印加するための画素
電極がマトリクス状に設けられ、各画素電極に選択的に
電位を与えるためのスイッチング手段として電界効果ト
ランジスタ等の能動素子が上記電極や配線と共に基板上
に設けられている。さらに、カラー表示を行う液晶表示
装置においては、基板上に赤色、緑色、青色等のカラー
フィルタ層が設けられている。

【０００４】このような液晶表示装置においては、使用
されるネマティック液晶のツイスト角に応じて以下のよ
うな表示方式が知られている。

【０００５】（１）ネマティック液晶分子のツイスト角
を一対の基板間で９０゜に捩れ配向させたアクティブ駆
動型ツイストネマティック液晶表示方式（以下、ＴＮ方
式と称する）。

【０００６】（２）ネマティック液晶分子のツイスト角
を一対の基板間で９０゜よりも大きく捩れ配向させたマ
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（以下、ＳＴＮ方式と称する）。

【０００７】ところで、上記表示方式の液晶表示装置に
おいては、観察者が表示画面を見る方向や見る角度によ
って表示画像のコントラストが変化したり反転現象が生
じたりするという視角依存性があるため、広視野の視角
特性が得られないという問題がある。

【０００８】この問題を改善するために、例えば特開昭
５７−１８６７８３５号公報には各画素内で複数の視角
特性が生じるように液晶層の配向を分割する配向分割方
法が開示されている。或いは、特開平７−２３４４０７
号公報や特開平７−２４８４９７号公報には各画素内で
液晶に複数のツイスト配向を生じさせる方法が開示され
ている。

【０００９】しかし、このような画素分割法により画素
を２分割して画素内に配向状態が異なる２つの領域を形
成した場合、表示画面の上下方向（１２時−６時方向）
と左右方向（３時−９時方向）とで全く異なる視角特性
を示すという問題がある。例えば上下方向では視角を倒
すと黒表示時の光透過率が上昇してコントラストが不十
分になり、左右方向ではコントラストは良好であるもの
の反転現象が生じてしまう。

【００１０】さらに、各画素内で複数のツイスト配向を
生じさせたり複数に配向分割させた場合、偏光板の吸収
軸又は透過軸から方位４５゜方向において視角特性を向
上させることは困難である。

【００１１】そこで、特開平６−１１８４０６号公報及
び特開平６−１９４６４５号公報には、上述のような画
素分割法と光学位相差板とを組み合わせた技術が開示さ
れている。

【００１２】まず、特開平６−１１８４０６号公報に
は、液晶表示素子と偏光板との間に光学的異方性を有す
るフィルム（光学位相差板）を挿入することによりコン
トラストを向上させた液晶表示装置が開示されている。

【００１３】次に、特開平６−１９４６４５号公報に
は、補償板（光学位相差板）表面に平行な方向の面内で
屈折率が殆ど無く、かつ、補償板表面に垂直な方向の屈
折率が面内の屈折率よりも小さくなるように設定した補
償板が開示されている。このような補償板は負の屈折率
異方性を有するので、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異方性を補償して視角依存性を
低減させることができる。

【００１４】しかし、今日のようにさらなる広視野角及
び高表示品位の液晶表示装置が望まれている状況下にお
いては、上述のような画素分割法と負の一軸性光学位相
差板とを組み合わせただけでは充分とは言えない。その
理由は、上述した技術では画素の分割比率が同じである
ため、負の一軸性光学位相差板を用いて左右方向を改善
することはできるが、上下方向は従来のＴＮ−ＬＣＤ
（ツイステッドネマティック液晶ディスプレイ）におけ
る６時方向と１２時方向との重ね合わせになるので、負
の一軸性光学位相差板を用いただけではあまり改善され
ないからである。

【００１５】そこで、特開平１０−３０８１号公報に
は、画素内を異なる比率で分割する画素分割法と上述の
ような屈折率楕円体を傾斜させた光学位相差板とを組み
合わせる技術が開示されている。この公報に開示されて
いる液晶表示装置は、各画素内で大きい分割領域におい
て、光学位相差板の屈折率楕円体の傾斜方向と、配向膜
近傍の液晶分子のプレティルトの方向とが互いに反対方
向になるように、液晶表示素子と光学位相差板とが配置
されている。これにより、左右方向の視野角拡大と同時
に上下方向の視野角拡大を図ることができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今日の
ようにさらなる広視野角、高表示品位及び色再現性に優
れた液晶表示装置が要求されている状況下においては、
上述したような異なる比率で画素分割する画素分割法と
屈折率楕円体を傾斜させた光学位相差板とを組み合わせ
ただけでは必ずしも充分であるとは言えない。

【００１７】例えば、偏光板と液晶表示素子との間に上
述のような光学位相差板（光学異方性フィルム）を配置
した場合、液晶材料の正常光屈折率の波長依存性や異常
光屈折率の波長依存性と光学位相差板の屈折率とのマッ
チングが悪い場合には、視角を倒したときや中間調表示
時に着色が顕著になって表示画像の状態が著しく悪化す
るという問題がある。

【００１８】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、左右方向と同時に上下方
向の視野角も拡大することができ、さらに、視角を倒し
たときや中間調表示時に着色が生じない広視野角で高品
位な画像表示を実現することができる液晶表示装置を提
供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、一対の基板の間に液晶層が挟持され、少なくとも一
方の基板の該液晶層側表面に配向膜が設けられている液
晶表示素子と、該液晶表示素子の両側を挟む一対の偏光
子と、少なくとも一方の偏光子及び該液晶表示素子の間
に設けられた少なくとも１枚の光学位相差素子とを有
し、該液晶層が各画素内で液晶の配向状態が異なる複数
の領域に分割され、各領域が画素内で占める比率が異な
っている液晶表示装置において、該光学位相差素子の屈
折率楕円体の３つの主屈折率ｎａ、ｎｂ及びｎｃがｎａ
＝ｎｃ＞ｎｂの関係を有し、該光学位相差素子の表面に
概ね平行な主屈折率ｎａを軸として、主屈折率ｎｂの方
向が表面の法線方向から時計回り又は反時計回りに傾斜
すると共に、主屈折率ｎｃの方向が表面に概ね平行な方
向から時計回り又は反時計回りに傾斜しており、かつ、
該液晶層中の液晶材料の正常光屈折率ｎｏの波長に対す
る変化度合い及び異常光屈折率ｎｅの波長に対する変化
度合のうちの少なくとも一方が、視角に依存した画面着
色が発生しない範囲に設定されており、そのことにより
上記目的が達成される。

【００２０】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対す
る異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に
対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍ
の光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５
０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長
５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及
び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５
０）とが、 （（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５
０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ
（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））
≧１．００ の関係を有していてもよい。

【００２１】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対す
る異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に
対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍ
の光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合
が、１．７０≦（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／
（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０））≦２．３０

【００２２】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対す
る異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に
対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍ
の光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合
が、１．８５≦（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／
（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０））≦２．１０の範囲
に設定されていてもよい。

【００２３】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対す
る正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に
対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍ
の光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合
が、１．６５≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／
（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦２．４０の範囲
に設定されていてもよい。

【００２４】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対す
る正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に
対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍ
の光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合
が、１．８５≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／
（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦２．２０の範囲
に設定されていてもよい。

【００２５】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対す
る異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に
対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍ
の光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５
０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長
５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及
び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５
０）とが、 （（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５
０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ
（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））
＜１．００ の関係を有していてもよい。

【００２６】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対す
る異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に
対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍ
の光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合
が、１．２０≦（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／
（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０））≦１．７０の範囲
に設定されていてもよい。

【００２７】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対す
る異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に
対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍ
の光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合
が、１．３５≦（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／
（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０））≦１．６０の範囲
に設定されていてもよい。

【００２８】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対す
る正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に
対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍ
の光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合
が、１．００≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／
（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦１．６５の範囲
に設定されていてもよい。

【００２９】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対す
る正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に
対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍ
の光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合
が、１．１５≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／
（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦１．４５の範囲
に設定されていてもよい。

【００３０】波長５５０ｎｍの光に対する前記液晶材料
の屈折率異方性Δｎ（５５０）が、 ０．０６０＜Δｎ（５５０）＜０．１２０ の範囲に設定されているのが好ましい。

【００３１】波長５５０ｎｍの光に対する前記液晶材料
の屈折率異方性Δｎ（５５０）が、 ０．０７０≦Δｎ（５５０）≦０．０９５ の範囲に設定されているのが好ましい。

【００３２】前記光学位相差素子における屈折率楕円体
の傾斜角が１５゜以上７５゜以下の範囲に設定されてい
るのが好ましい。

【００３３】前記光学位相差素子の主屈折率ｎａ及びｎ
ｂの差と、該光学位相差素子の厚さｄとの積（ｎａ−ｎ
ｂ）×ｄが８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲に設定さ
れているのが好ましい。

【００３４】前記液晶の配向状態が異なる複数の領域の
内、画素内で最も大きい領域において、前記配向膜の配
向処理方向と前記光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎ
ｃの傾斜方向とが反対方向になるように前記液晶表示素
子と該光学位相差素子とが配置されているのが好まし
い。

【００３５】前記液晶の配向状態が異なる複数の領域の
内、画素内で最も小さい領域において、該配向膜の配向
処理方向と該光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎｃの
傾斜方向とが同一方向になるように前記液晶表示素子と
該光学位相差素子とが配置されているのが好ましい。

【００３６】前記液晶層が各画素内で２つの領域に分割
され、各画素内での第１領域及び第２領域の比が６：４
以上１９：１以下の範囲に設定されているのが好まし
い。

【００３７】以下、本発明を完成するに至った経緯及び
本発明の作用について説明する。

【００３８】上述したように、液晶層が各画素内で比率
が異なる複数の領域に異なる比率で分割された液晶表示
素子と、屈折率楕円体を傾斜させた負の一軸性を有する
光学位相差素子とを組み合わせることで、左右方向（３
時−９時方向）における視野角拡大と同時に上下方向
（６時−１２時方向）における視野角拡大を図ることが
できる。

【００３９】この液晶表示装置において、画素内で最も
大きい領域で電圧印加時に液晶分子が立ち上がる方向が
光学位相差素子の屈折率楕円体の傾斜方向と互いに反対
方向になるように液晶表示素子と光学位相差素子とを配
置すると、画素内で最も大きい領域において電圧印加と
共に立ち上がる液晶分子の屈折率異方性が負の一軸性を
有する光学位相差素子で補償される。この場合、コント
ラストの向上及び階調反転の低減を図ることができる
が、その反面、黒階調がつぶれてしまうという問題があ
る。そこで、画素内で最も小さい領域では電圧印加時に
液晶分子が立ち上がる方向が光学位相差素子の屈折率楕
円体の傾斜方向と同じ方向になるように配置する。この
場合、最小領域では最大領域と正反対の視角特性を有す
るので、この成分が加わることにより最大領域における
黒階調のつぶれを軽減して上下方向の視野角拡大を図る
ことができる。

【００４０】しかしながら、このような液晶表示装置に
おいても液晶材料の正常光屈折率ｎｏの波長依存性や液
晶材料の異常光屈折率ｎｅの波長依存性と、光学位相差
板の屈折率の波長依存性とのマッチングが悪いと、視角
を倒したときや中間調表示時に表示画面の着色が顕著に
なって表示画像の状態が著しく悪化してしまう。

【００４１】そこで、本発明においては、左右方向と同
時に上下方向の視野角を拡大しつつ、視角を倒したとき
や中間調表示時に着色が生じない高視野角で高品位の液
晶表示装置を実現すべく、液晶層の材料についての設計
指針を設定した。

【００４２】本発明の液晶表示装置にあっては、液晶材
料の正常光屈折率ｎｏの波長に対する変化度合及び異常
光屈折率ｎｅのうちの少なくとも一方を、視角に依存し
た画面着色が発生しない範囲に設定している。これによ
り画面の着色をより一層防止することが可能となり、さ
らに、後述する実施形態に示すように、コントラスト変
化や反転現象についても、位相差板の補償機能のみの場
合よりもさらに改善することができる。

【００４３】具体的には、液晶材料の正常光屈折率ｎｏ
の波長に対する変化度合と、液晶材料の異常光屈折率ｎ
ｅの波長に対する変化度合とは、以下のように設定す
る。

【００４４】（１）液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対
する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎ
ｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４
５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波
長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）
及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６
５０）とが、（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／
（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４
５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ
（６５０）））≧１．００の関係を有する場合、液晶材
料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４
５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ
（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折
率ｎｅ（６５０）の変化度合を、１．７０≦（ｎｅ（４
５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ
（６５０））≦２．３０の範囲に設定する。

【００４５】又は、液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対
する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎ
ｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合
を、１．６５≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／
（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦２．４０の範囲
に設定する。

【００４６】少なくともこれらの何れかの範囲とするこ
とで、後述する実施形態１及び実施形態２に示すよう
に、視角を倒したときや中間調表示時に着色の無い広視
野角で高品位な表示画像が得られる。

【００４７】さらに好ましくは、１．８５≦（ｎｅ（４
５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ
（６５０））≦２．１０の範囲に設定する。

【００４８】又は、１．８５≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ
（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦
２．２０の範囲に設定する。

【００４９】少なくともこれらの何れかの範囲とするこ
とで、後述する実施形態１及び実施形態２に示すよう
に、さらに着色を無くして広視野角、高品位で色再現性
に優れた表示画像が得られる。

【００５０】（２）液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対
する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎ
ｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４
５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波
長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）
及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６
５０）とが、（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／
（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４
５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ
（６５０）））＜１．００の関係を有する場合、液晶材
料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４
５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ
（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折
率ｎｅ（６５０）の変化度合を、１．２０≦（ｎｅ（４
５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ
（６５０））≦１．７０の範囲に設定する。

【００５１】又は、液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対
する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎ
ｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合
を、１．００≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／
（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦１．６５の範囲
に設定する。

【００５２】少なくともこれらの何れかの範囲とするこ
とで、後述する実施形態３及び実施形態４に示すよう
に、視角を倒したときや中間調表示時に着色の無い広視
野角で高品位な表示画像が得られる。

【００５３】さらに好ましくは、１．３５≦（ｎｅ（４
５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ
（６５０））≦１．６０の範囲に設定する。

【００５４】又は、１．１５≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ
（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦
１．４５の範囲に設定する。

【００５５】少なくともこれらの何れかの範囲とするこ
とで、後述する実施形態３及び実施形態４に示すよう
に、さらに着色を無くして広視野角、高品位で色再現性
に優れた表示画像が得られる。

【００５６】本発明の液晶表示装置にあっては、波長５
５０ｎｍの光に対する液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５
５０）を ０．０６０＜Δｎ（５５０）＜０．１２０ の範囲に設定するのが好ましい。可視光領域である波長
５５０ｎｍの光に対する液晶材料の屈折率異方性Δｎ
（５５０）が０．０６０以下又は０．１２０以上である
場合、後述する実施形態５に示すように、視角方向によ
って反転現象やコントラスト比の低下が発生することが
確認されているからである。そこで、波長５５０ｎｍの
光に対する液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）を
０．０６０より大きく０．１２０より小さい範囲に設定
することにより視角に応じた位相差を解消することがで
きるので、液晶表示画面においてコントラスト変化や左
右方向の反転現象等もさらに改善することができる。

【００５７】さらに、波長５５０ｎｍの光に対する液晶
材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）を ０．０７０≦Δｎ（５５０）≦０．０９５ の範囲に設定することにより、後述する実施形態５に示
すように、液晶表示素子に視角に応じて生じる位相差を
より効果的かつ確実に解消することができる。従って、
液晶表示画面におけるコントラスト変化や左右方向の反
転現象等を確実に改善することができる。

【００５８】本発明の液晶表示装置にあっては、光学位
相差素子における屈折率楕円体の傾斜角を１５゜以上７
５゜以下の範囲に設定するのが好ましい。このように屈
折率楕円体の傾斜角を設定することにより、後述する実
施形態５に示すように、光学位相差素子による補償機能
を確実に得ることができる。

【００５９】本発明の液晶表示装置にあっては、光学位
相差素子の主屈折率ｎａ及びｎｂの差と、厚さｄとの積
（ｎａ−ｎｂ）×ｄを８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範
囲に設定するのが好ましい。このように光学位相差素子
の主屈折率ｎａ及びｎｂの差と厚さｄとの積を設定する
ことにより、後述する実施形態５に示すように、光学位
相差素子による補償機能を確実に得ることができる。

【００６０】本発明の液晶表示装置にあっては、液晶の
配向状態が異なる複数の領域の内、画素内で最も大きい
領域で配向膜の配向処理方向（ラビング方向）と光学位
相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎｃの傾斜方向とが反対方
向になるように配置するのが好ましい。このように配置
することにより、電圧を印加したときに液晶分子が立ち
上がる方向と光学位相差板の屈折率楕円体の傾斜方向が
互いに反対になるので、液晶分子の立ち上がりに伴う光
学異方性を光学位相差板で確実に補償することができ
る。

【００６１】さらに、画素内で最も小さい領域で配向膜
の配向処理方向と光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎ
ｃの傾斜方向とが同一方向になるように液晶表示素子と
光学位相差素子とを配置するのが好ましい。この場合、
画素内で最も小さい領域は画素内で最も大きい領域と正
反対の視角特性を有するので、この成分が加わることに
より最も大きい領域における黒階調のつぶれを軽減して
上下方向の視野角拡大を図ることができる。

【００６２】上記液晶層を各画素内で２つの領域に分割
する場合には、各画素内での第１領域及び第２領域の比
を６：４以上１９：１以下の範囲に設定するのが好まし
い。この範囲に設定することにより、後述する実施形態
６に示すように、上下方向のコントラスト向上及び黒反
転の低減を図ると共に、黒階調のつぶれを軽減して上下
方向の視野角拡大を図ることができる。

【００６３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００６４】図１は、本発明の一実施形態である液晶表
示装置の構造を示す断面図である。この液晶表示装置
は、液晶表示素子１と一対の光学位相差板２、３と一対
の偏光板（偏光子）４、５とからなるユニット（液晶セ
ル１６）と駆動回路１７とを備えている。

【００６５】液晶表示素子１は、対向して配置される一
対の電極基板６、７の間に液晶層８が挟持された構造を
有する。一方の電極基板６は、ベースとなるガラス基板
（透光性基板）９の液晶層８側の表面にＩＴＯ（インジ
ウム錫酸化物）からなる透明電極１０が形成され、その
上に配向膜１１が形成されている。他方の電極基板７
は、ベースとなるガラス基板（透光性基板）１２の液晶
層８側の表面にＩＴＯからなる透明電極１３が形成さ
れ、その上に配向膜１４が形成されている。両透明電極
１０、１１は駆動回路１７に接続されている。

【００６６】尚、この図１においては簡略化のために１
画素分の構成を示しているが、液晶表示素子１の表示部
のほぼ全体において所定幅の帯状の透明電極１０、１３
がガラス基板９、１２上に所定間隔をあけて設けられ、
一方のガラス基板９上の透明電極１０と他方のガラス基
板１０上の透明電極１３とは基板面に垂直な方向から見
て相互に交差（ここでは直交）するように形成されてい
る。

【００６７】両透明電極１０、１３の交差部が表示を行
う画素に相当し、これらの画素は液晶表示装置の全面に
マトリクス状に配置されている。

【００６８】両電極基板６、７はシール樹脂１５により
貼り合わせられており、電極基板６、７とシール樹脂１
５とで囲まれる空間内に液晶層８が封入されている。液
晶層８には透明電極１０、１３を介して駆動回路１７か
ら表示データに基づいた電圧が印加される。

【００６９】両電極基板６、７の液晶層８側表面に設け
られている配向膜１１、１４は互いに状態の異なる２つ
の領域を有しており、２つの領域間で液晶分子に付与す
るプレティルト角を異ならせたり、液晶分子のプレティ
ルト方向を基板面に垂直な方向に対して互いに反対方向
に向かせたりする。これにより、液晶層８において配向
膜の一方の領域に面する第１領域８ａと他方の領域に面
する第２領域８ｂとで液晶分子の配向状態が異なるよう
に制御される。

【００７０】さらに、本実施形態においては視角を上下
方向及び左右方向に傾けたときの視角特性を向上させる
ために、図２に示すように、１つの画素内が液晶層８の
配向状態が異なる領域８ａ、８ｂに異なる比率で分割さ
れている。

【００７１】図２は液晶パネルを法線方向から見たとき
の模式図であり、矢印Ｐ１は領域８ａにおける配向膜１
１側のラビング方向、矢印Ｐ３は領域８ａにおける配向
膜１４側のラビング方向を示し、矢印Ｐ２は領域８ｂに
おける配向膜１１側のラビング方向、矢印Ｐ４は領域８
ｂにおける配向膜１４側のラビング方向を示す。このよ
うに配向膜１１、１４にラビング処理を施すことによ
り、画素内を異なる配向状態の液晶領域８ａ、８ｂに異
なる比率で分割することができる。

【００７２】液晶表示素子１とその両側の偏光板４、５
との間には、光学位相差板２、３が各々１枚ずつ配置さ
れている。この光学位相差板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又
はハイブリッド配向されて架橋されたものである。これ
により、後述するように、屈折率楕円体が傾斜した位相
差板２、３が得られる。

【００７３】光学位相差板２、３の支持体材料として
は、一般に偏光板の材料として用いられるトリアセチル
セルロース（ＴＡＣ）が最も適しており、信頼性が高い
位相差板が得られる。それ以外の材料としては、ポリカ
ーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）等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。

【００７４】光学位相差板２、３は、図３に示すよう
に、異なる３方向の主屈折率ｎａ、ｎｂ、ｎｃを有して
いる。

【００７５】主屈折率ｎａの方向は、互いに直交する座
標軸ｘｙｚのうち、位相差板２、３の表面に平行（画面
に平行）なｙ軸の方向と一致している。主屈折率ｎｂの
方向は、主屈折率ｎａの方向を軸として、位相差板２、
３の表面に垂直（表面の法線方向、画面に垂直）なｚ軸
の方向から矢印Ａの方向にθ傾いている。主屈折率ｎｃ
の方向は、主屈折率ｎａの方向を軸として、位相差板
２、３の表面に平行（画面に平行）なｘ軸の方向から矢
印Ｂの方向にθ傾いている。この図３において、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
の方向を位相差板２、３の表面に投影した方向をＤとす
る。

【００７６】３つの主屈折率ｎａ、ｎｂ及びｎｃはｎａ
＝ｎｃ＞ｎｂの関係を有している。この場合、光学軸が
１つのみ存在することになるので光学位相差板２、３は
一軸性を備えたものとなり、屈折率異方性が負となる。

【００７７】この光学位相差板２、３の第１のリターデ
ーション値は主屈折率ｎａ及びｎｃの差（屈折率異方性
Δｎ）と光学位相差板の厚さｄとの積（ｎｃ−ｎａ）×
ｄで表されるが、ｎａ＝ｎｃであるためほぼ０ｎｍにな
る。第２のリターデーション値は主屈折率ｎａ及びｎｂ
の差（屈折率異方性Δｎ）と光学位相差板の厚さｄとの
積（ｎａ−ｎｂ）×ｄで表されるが、８０ｎｍ以上２５
０ｎｍ以下の範囲に設定するのが好ましい。この範囲に
設定することにより、光学位相差板２、３による位相差
補償機能を確実に得ることができる。

【００７８】本実施形態の液晶表示装置においては、液
晶表示素子１、位相差板２、３及び偏光板４、５は図４
に示すように配置されている。尚、この図においては、
簡単のため、領域８ｂを省略してある。

【００７９】偏光板４の吸収軸ＡＸ１は上述の領域８ａ
における配向膜１１側のラビング方向Ｐ１と平行になる
ように配置され、偏光板５の吸収軸ＡＸ２は上述の領域
８ａにおける配向膜１４側のラビング方向Ｐ３と平行に
なるように配置されている。光学位相差板２は、図３に
示した方向Ｄ（Ｄ１）が領域８ａにおける配向膜１１側
のラビング方向Ｐ１と平行になるように配置され、光学
位相差板３は、図３に示した方向Ｄ（Ｄ２）が領域８ａ
における配向膜１４側のラビング方向Ｐ３と平行になる
ように配置されている。

【００８０】さらに、上述の液晶層８においては、光学
位相差板２、３の屈折率の波長依存性とのマッチングを
考慮して、液晶材料の正常光屈折率ｎｏの波長に対する
変化度合及び異常光屈折率ｎｅの波長に対する変化度合
とは、表示画面に視角に依存した着色が発生しない範囲
に設定してある。

【００８１】具体的には、液晶材料の正常光屈折率ｎｏ
の波長に対する変化度合と、液晶材料の異常光屈折率ｎ
ｅの波長に対する変化度合とは、以下に示す（１）又は
（２）の条件において、各々及びの少なくとも一方
の設定範囲の条件を満たすように設定する。

【００８２】（１）液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対
する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎ
ｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４
５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波
長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）
及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６
５０）とが、（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／
（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４
５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ
（６５０）））≧１．００の関係を有する場合液晶材
料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４
５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ
（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折
率ｎｅ（６５０）の変化度合を、１．７０≦（ｎｅ（４
５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ
（６５０））≦２．３０の範囲に設定する。

【００８３】より好ましくは、１．８５≦（ｎｅ（４５
０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６
５０））≦２．１０の範囲に設定する。

【００８４】液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する
正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対
する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの
光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合を、
１．６５≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎ
ｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦２．４０の範囲に設
定する。

【００８５】より好ましくは、１．８５≦（ｎｏ（４５
０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６
５０））≦２．２０の範囲に設定する。

【００８６】（２）液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対
する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎ
ｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４
５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波
長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）
及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６
５０）とが、（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／
（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４
５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ
（６５０）））＜１．００の関係を有する場合液晶材
料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４
５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ
（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折
率ｎｅ（６５０）の変化度合を、１．２０≦（ｎｅ（４
５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ
（６５０））≦１．７０の範囲に設定する。

【００８７】より好ましくは、１．３５≦（ｎｅ（４５
０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６
５０））≦１．６０の範囲に設定する。

【００８８】液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する
正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対
する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの
光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合を、
１．００≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎ
ｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦１．６５の範囲に設
定する。

【００８９】より好ましくは、１．１５≦（ｎｏ（４５
０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６
５０））≦１．４５の範囲に設定する。

【００９０】この構成により、本実施形態の液晶表示装
置は、視角を倒したときや中間調表示時に着色の無い広
視野角で高品位な表示画像を得ることができる。

【００９１】以下に、本発明の液晶表示装置について、
さらに具体的な実施形態を挙げて説明する。

【００９２】（実施形態１） 本実施形態１では、図１に示した液晶表示装置におい
て、液晶層８の液晶材料として、液晶材料の波長４５０
ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５
５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び
波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５
０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ
（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率
ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光
屈折率ｎｏ（６５０）とを、（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ
（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））
／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５
５０）−ｎｅ（６５０）））≧１．００とし、かつ、液
晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ
（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率
ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光
屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合を、１．７０≦（ｎｅ
（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎ
ｅ（６５０））≦２．３０ ・・・ （Ａ）の範囲に設
定したものを用いた。

【００９３】この液晶材料は、下記構造式で示される材
料系をブレンドして調整した。

【００９４】

【化１】

【００９５】配向膜１１、１４としては日本合成ゴム社
製のオプトマーＡＬ（商品名）を用い、液晶層８におけ
る第１領域８ａ：第２領域８ｂ＝１７：３に設定し、液
晶セル１６のセル厚（液晶層８の厚み）は５μｍとし
て、下記表１に示す５つの液晶表示装置（サンプル＃１
１〜＃１５）を作製した。

【００９６】光学位相差板２、３としては、透明な支持
体（例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等）にデ
ィスコティック液晶を塗布し、ディスコティック液晶を
傾斜配向させて架橋させて、第１のリターデーション値
（ｎｃ−ｎａ）×ｄが０ｎｍ、第２のリターデーション
値（ｎａ−ｎｂ）×ｄが１００ｎｍであり、図３に示し
た主屈折率ｎｂの方向がｘｙｚ座標軸におけるｚ軸方向
から矢印Ａの方向に約２０゜傾き、主屈折率ｎｃの方向
がｘ軸方向から矢印Ｂの方向に約２０゜傾いた屈折率楕
円体の傾斜角度θ＝２０゜のものを作製した。

【００９７】さらに、比較のために、図１の液晶表示装
置に示した液晶表示装置において、液晶層８の液晶材料
として、 （（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５
０）−ｎｅ（６５０）））が上記式（Ａ）の範囲外であ
る１．６０及び２．４０のものを用いた以外は本実施形
態と同様にして下記表１に示した２つの液晶表示装置
（比較サンプル＃２０１及び＃２０２）を作製した。

【００９８】上記サンプル＃１１〜＃１５及び比較サン
プル＃２０１、＃２０２について、視角５０゜、６０゜
及び７０゜における色味の目視評価を行った結果を下記
表１に示す。尚、下記表１及び後述する実施形態２〜４
の表２〜表４において、○は着色無し、△を使用に耐え
得る程度の着色あり、×は使用に耐えない程度の着色あ
りを示す。

【００９９】

【表１】

【０１００】上記表１に示すように、本実施形態のサン
プル＃１２〜＃１４については、視角７０゜まで倒して
も着色は確認されず、表示特性が非常に良好である。従
って、１．８５≦（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））
／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０））≦２．１０の範
囲では、一層着色が抑えられ、より優れた特性が得られ
ることがわかる。

【０１０１】また、本実施形態のサンプル＃１１及び＃
１５については、視角６０゜及び視角７０゜については
着色が見られるものの、視角５０゜までは着色が確認さ
れず、表示特性が良好で使用に耐え得るレベルであっ
た。

【０１０２】これに対して、比較サンプル＃２０１及び
＃２０２については、視角５０゜まで倒すと着色が激し
く、使用に耐え得るレベルではなかった。

【０１０３】（実施形態２） 本実施形態２では、図１に示した液晶表示装置におい
て、液晶層８の液晶材料として、液晶材料の波長４５０
ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５
５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び
波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５
０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ
（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率
ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光
屈折率ｎｏ（６５０）とを、（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ
（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））
／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５
５０）−ｎｅ（６５０）））≧１．００とし、かつ、液
晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ
（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率
ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光
屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合を、１．６５≦（ｎｏ
（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎ
ｏ（６５０））≦２．４０ ・・・ （Ｂ）の範囲に設
定したものを用いた。

【０１０４】この液晶材料は、実施形態１において示し
た材料系をブレンドして調整した。

【０１０５】配向膜１１、１４としては日本合成ゴム社
製のオプトマーＡＬ（商品名）を用い、液晶層８におけ
る第１領域８ａ：第２領域８ｂ＝１７：３に設定し、液
晶セル１６のセル厚（液晶層８の厚み）は５μｍとし
て、下記表２に示す５つの液晶表示装置（サンプル＃２
１〜＃２５）を作製した。

【０１０６】光学位相差板２、３としては、透明な支持
体（例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等）にデ
ィスコティック液晶を塗布し、ディスコティック液晶を
傾斜配向させて架橋させて、第１のリターデーション値
（ｎｃ−ｎａ）×ｄが０ｎｍ、第２のリターデーション
値（ｎａ−ｎｂ）×ｄが１００ｎｍであり、図３に示し
た主屈折率ｎｂの方向がｘｙｚ座標軸におけるｚ軸方向
から矢印Ａの方向に約２０゜傾き、主屈折率ｎｃの方向
がｘ軸方向から矢印Ｂの方向に約２０゜傾いた屈折率楕
円体の傾斜角度θ＝２０゜のものを作製した。

【０１０７】さらに、比較のために、図１の液晶表示装
置に示した液晶表示装置において、液晶層８の液晶材料
として、 （（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５
０）−ｎｏ（６５０）））が上記式（Ｂ）の範囲外であ
る１．５５及び２．５０のものを用いた以外は本実施形
態と同様にして下記表２に示した２つの液晶表示装置
（比較サンプル＃３０１及び＃３０２）を作製した。

【０１０８】上記サンプル＃２１〜＃２５及び比較サン
プル＃３０１、＃３０２について、視角５０゜、６０゜
及び７０゜における色味の目視評価を行った結果を下記
表２に示す。

【０１０９】

【表２】

【０１１０】上記表２に示すように、本実施形態のサン
プル＃２２〜＃２４については、視角７０゜まで倒して
も着色は確認されず、表示特性が非常に良好である。従
って、１．８５≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））
／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦２．２０の範
囲では、一層着色が抑えられ、より優れた特性が得られ
ることがわかる。

【０１１１】また、本実施形態のサンプル＃２１及び＃
２５については、視角６０゜及び視角７０゜については
着色が見られるものの、視角５０゜までは着色が確認さ
れず、表示特性が良好で使用に耐え得るレベルであっ
た。

【０１１２】これに対して、比較サンプル＃３０１及び
＃３０２については、視角５０゜まで倒すと着色が激し
く、使用に耐え得るレベルではなかった。

【０１１３】（実施形態３） 本実施形態３では、図１に示した液晶表示装置におい
て、液晶層８の液晶材料として、液晶材料の波長４５０
ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５
５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び
波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５
０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ
（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率
ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光
屈折率ｎｏ（６５０）とを、（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ
（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））
／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５
５０）−ｎｅ（６５０）））＜１．００とし、かつ、液
晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ
（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率
ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光
屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合を、１．２０≦（ｎｅ
（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎ
ｅ（６５０））≦１．７０ ・・・ （Ｃ）の範囲に設
定したものを用いた。

【０１１４】この液晶材料は、実施形態１において示し
た材料系をブレンドして調整した。

【０１１５】配向膜１１、１４としては日本合成ゴム社
製のオプトマーＡＬ（商品名）を用い、液晶層８におけ
る第１領域８ａ：第２領域８ｂ＝１７：３に設定し、液
晶セル１６のセル厚（液晶層８の厚み）は５μｍとし
て、下記表３に示す５つの液晶表示装置（サンプル＃３
１〜＃３５）を作製した。

【０１１６】光学位相差板２、３としては、透明な支持
体（例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等）にデ
ィスコティック液晶を塗布し、ディスコティック液晶を
傾斜配向させて架橋させて、第１のリターデーション値
（ｎｃ−ｎａ）×ｄが０ｎｍ、第２のリターデーション
値（ｎａ−ｎｂ）×ｄが１００ｎｍであり、図３に示し
た主屈折率ｎｂの方向がｘｙｚ座標軸におけるｚ軸方向
から矢印Ａの方向に約２０゜傾き、主屈折率ｎｃの方向
がｘ軸方向から矢印Ｂの方向に約２０゜傾いた屈折率楕
円体の傾斜角度θ＝２０゜のものを作製した。

【０１１７】さらに、比較のために、図１の液晶表示装
置に示した液晶表示装置において、液晶層８の液晶材料
として、 （（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５
０）−ｎｅ（６５０）））が上記式（Ｃ）の範囲外であ
る１．１０及び１．８０のものを用いた以外は本実施形
態と同様にして下記表３に示した２つの液晶表示装置
（比較サンプル＃４０１及び＃４０２）を作製した。

【０１１８】上記サンプル＃３１〜＃３５及び比較サン
プル＃４０１、＃４０２について、視角５０゜、６０゜
及び７０゜における色味の目視評価を行った結果を下記
表３に示す。

【０１１９】

【表３】

【０１２０】上記表３に示すように、本実施形態のサン
プル＃３２〜＃３４については、視角７０゜まで倒して
も着色は確認されず、表示特性が非常に良好である。従
って、１．３５≦（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））
／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０））≦１．６０の範
囲では、一層着色が抑えられ、より優れた特性が得られ
ることがわかる。

【０１２１】また、本実施形態のサンプル＃３１及び＃
３５については、視角６０゜及び視角７０゜については
着色が見られるものの、視角５０゜までは着色が確認さ
れず、表示特性が良好で使用に耐え得るレベルであっ
た。

【０１２２】これに対して、比較サンプル＃４０１及び
＃４０２については、視角５０゜まで倒すと着色が激し
く、使用に耐え得るレベルではなかった。

【０１２３】（実施形態４） 本実施形態４では、図１に示した液晶表示装置におい
て、液晶層８の液晶材料として、液晶材料の波長４５０
ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５
５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び
波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５
０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ
（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率
ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光
屈折率ｎｏ（６５０）とを、（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ
（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））
／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５
５０）−ｎｅ（６５０）））＜１．００とし、かつ、液
晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ
（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率
ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光
屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合を、１．００≦（ｎｏ
（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎ
ｏ（６５０））≦１．６５ ・・・ （Ｄ）の範囲に設
定したものを用いた。

【０１２４】この液晶材料は、実施形態１において示し
た材料系をブレンドして調整した。

【０１２５】配向膜１１、１４としては日本合成ゴム社
製のオプトマーＡＬ（商品名）を用い、液晶層８におけ
る第１領域８ａ：第２領域８ｂ＝１７：３に設定し、液
晶セル１６のセル厚（液晶層８の厚み）は５μｍとし
て、下記表４に示す５つの液晶表示装置（サンプル＃４
１〜＃４５）を作製した。

【０１２６】光学位相差板２、３としては、透明な支持
体（例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等）にデ
ィスコティック液晶を塗布し、ディスコティック液晶を
傾斜配向させて架橋させて、第１のリターデーション値
（ｎｃ−ｎａ）×ｄが０ｎｍ、第２のリターデーション
値（ｎａ−ｎｂ）×ｄが１００ｎｍであり、図３に示し
た主屈折率ｎｂの方向がｘｙｚ座標軸におけるｚ軸方向
から矢印Ａの方向に約２０゜傾き、主屈折率ｎｃの方向
がｘ軸方向から矢印Ｂの方向に約２０゜傾いた屈折率楕
円体の傾斜角度θ＝２０゜のものを作製した。

【０１２７】さらに、比較のために、図１の液晶表示装
置に示した液晶表示装置において、液晶層８の液晶材料
として、 （（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５
０）−ｎｏ（６５０）））が上記式（Ｄ）の範囲外であ
る０．９０及び１．７５のものを用いた以外は本実施形
態と同様にして下記表４に示した２つの液晶表示装置
（比較サンプル＃５０１及び＃５０２）を作製した。

【０１２８】上記サンプル＃４１〜＃４５及び比較サン
プル＃５０１、＃５０２について、視角５０゜、６０゜
及び７０゜における色味の目視評価を行った結果を下記
表４に示す。

【０１２９】

【表４】

【０１３０】上記表４に示すように、本実施形態のサン
プル＃４２〜＃４４については、視角７０゜まで倒して
も着色は確認されず、表示特性が非常に良好である。従
って、１．１５≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））
／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦１．４５の範
囲では、一層着色が抑えられ、より優れた特性が得られ
ることがわかる。

【０１３１】また、本実施形態のサンプル＃４１及び＃
４５については、視角６０゜及び視角７０゜については
着色が見られるものの、視角５０゜までは着色が確認さ
れず、表示特性が良好で使用に耐え得るレベルであっ
た。

【０１３２】これに対して、比較サンプル＃５０１及び
＃５０２については、視角５０゜まで倒すと着色が激し
く、使用に耐え得るレベルではなかった。

【０１３３】（実施形態５）本実施形態５では、図１に
示した液晶表示装置において、液晶セル１６の配向膜１
１、１４として日本合成ゴム社製のオプトマーＡＬを用
い、この配向膜に対して波長５５０ｎｍの光に対する屈
折率異方性Δｎ（５５０）を０．０７０、０．０８０、
０．０９５に設定した材料を液晶層８の材料として用い
た。液晶層８において配向状態が異なる領域の分割比は
１７：３とし、液晶セル１６のセル厚を５μｍとして３
つの液晶表示装置（サンプル＃５１〜＃５３）を作製し
た。各サンプルの正常光屈折率ｎｏの変化度合及び異常
光屈折率ｎｅの変化度合は下記表５のように設定した。

【０１３４】

【表５】

【０１３５】位相差板２、３としては、ディスコティッ
ク液晶を傾斜配向させた上記実施形態１と同様のものを
用いた。

【０１３６】さらに、比較のために、図１の液晶表示装
置に示した液晶表示装置において、液晶層８の液晶材料
として波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ
（５５０）を０．０６０、０．１２０に設定したものを
用いた以外は本実施形態と同様にして２つの液晶表示装
置（比較サンプル＃６０１及び＃６０２）を作製した。

【０１３７】上記サンプル＃５１〜＃５３及び比較サン
プル＃６０１、＃６０２について、図５に示すような受
光素子１８、増幅器１９及び記録装置２０を備えた測定
系に設置して視角特性についての測定を行った。

【０１３８】この測定系において、液晶表示装置の液晶
セル１６はガラス基板９側の面１６ａが直交座標軸ｘｙ
ｚの基準面ｘ−ｙの位置になるように設置される。ま
た、一定の立体受光角で受光し得る受光素子１８は、液
晶セル１６の面１６ａに垂直なｚ方向に対して角度φ
（視角）をなす方向に、座標原点から所定距離を置いた
位置に配置される。

【０１３９】測定時には、測定系に設置された液晶セル
１６に対して面１６ａの反対側の面から波長５５０ｎｍ
の単色光を照射する。これにより、液晶セル１６を透過
した単色光の一部が受光素子１８に入射される。そし
て、受光素子１８の出力が、増幅器１９で所定のレベル
に増幅された後、波形メモリやレコーダ等を備えた記録
装置２０によって記録される。

【０１４０】この測定系に本実施形態のサンプル＃５１
〜＃５３及び比較サンプル＃６０１、＃６０２を設置し
て、受光素子１８を一定の角度φで固定した場合の各液
晶表示装置への印加電圧と受光素子１８の出力レベルと
の関係を測定した。

【０１４１】ここでは、角度φが５０゜となるように受
光素子１８を配置し、ｘ方向が画面の下側（正視角方
向）であり、ｙ方向が画面の左側であると仮定して、受
光素子１８の配置位置を上方向（反視角方向）及び左右
方向に各々変化させて測定を行った。

【０１４２】本実施形態のサンプル＃５１〜＃５３につ
いての測定結果を図６（ａ）〜（ｃ）に、比較サンプル
＃６０１及び＃６０２についての測定結果を図７（ａ）
〜（ｃ）に示す。図６（ａ）〜（ｃ）及び図７（ａ）〜
（ｃ）は、各液晶表示装置に印加される電圧に対する光
の透過率（透過率−液晶印加電圧特性）を示すグラフで
あり、図６（ａ）及び図７（ａ）が上方向から測定を行
った結果であり、図６（ｂ）及び図７（ｂ）が右方向か
ら測定を行った結果であり、図６（ｃ）及び図７（ｃ）
が左方向から測定を行った結果である。

【０１４３】この図６（ａ）〜（ｃ）において、一点鎖
線で示した曲線Ｌ２１、Ｌ２４、Ｌ２７が液晶層８にΔ
ｎ（５５０）＝０．０７０の液晶材料を用いたサンプル
＃５１を示し、実線で示した曲線Ｌ２２、Ｌ２５、Ｌ２
８が液晶層８にΔｎ（５５０）＝０．０８０の液晶材料
を用いたサンプル＃５２を示し、点線で示した曲線Ｌ２
３、Ｌ２６、Ｌ２９が液晶層８にΔｎ（５５０）＝０．
０９５の液晶材料を用いたサンプル＃５３を示す。図７
（ａ）〜（ｃ）において、実線で示した曲線Ｌ３０、Ｌ
３２、Ｌ３４が液晶層８にΔｎ（５５０）＝０．０６０
の液晶材料を用いた比較サンプル＃６０１を示し、点線
で示した曲線Ｌ３１、Ｌ３３、Ｌ３５が液晶層８にΔｎ
（５５０）＝０．１２０の液晶材料を用いた比較サンプ
ル＃６０２を示す。

【０１４４】上方向の透過率−液晶印加電圧特性につい
ては、本実施形態のサンプル＃５１〜＃５３では図６
（ａ）のＬ２１〜Ｌ２３に示すように、電圧が高くなる
のに伴って透過率が充分下がることが確認された。これ
に対して、比較サンプル＃６０２では図７（ａ）のＬ３
１に示すように、電圧を高くしても充分に透過率が下が
らず、比較サンプル＃６０１では図７（ａ）のＬ３０に
示すように、電圧が高くなるのに伴って透過率が一旦低
下した後で再び上昇する反転現象が見られた。

【０１４５】同様に、右方向の透過率−液晶印加電圧特
性については、本実施形態のサンプル＃５１〜＃５３で
は図６（ｂ）のＬ２４〜Ｌ２６に示すように、電圧が高
くなるのに伴って透過率がほぼ０近くまで低下すること
が確認された。一方、比較サンプル＃６０１では図７
（ｂ）のＬ３２に示すように、電圧が高くなるのに伴っ
て透過率がほぼ０近くまで低下するが、比較サンプル＃
６０２では図７（ｂ）のＬ３３に示すように、電圧が高
くなるに伴って透過率が一旦低下した後で再び上昇する
反転現象が見られた。

【０１４６】同様に、左方向の透過率−液晶印加電圧特
性については、本実施形態のサンプル＃５１〜＃５３で
は図６（ｃ）のＬ２７〜Ｌ２９に示すように、電圧が高
くなるのに伴って透過率がほぼ０近くまで低下すること
が確認された。一方、比較サンプル＃６０１では図７
（ｃ）のＬ３４に示すように、電圧が高くなるのに伴っ
て透過率がほぼ０近くまで低下するが、比較サンプル＃
６０２では図７（ｃ）のＬ３５に示すように、電圧が高
くなるに伴って透過率が一旦低下した後で再び上昇する
反転現象が見られた。

【０１４７】以上の結果から、液晶層８の液晶材料とし
て波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５
０）を０．０７０、０．０８０、０．０９５に設定した
本実施形態の液晶表示装置（サンプル＃５１〜＃５３）
では、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示したように、広視野
角で反転現象の無い視角特性に優れた液晶表示装置を実
現できることがわかる。

【０１４８】これに対して、液晶層８の液晶材料として
波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５
０）を０．０６０、０．１２０に設定した液晶表示装置
（比較サンプル＃６０１及び＃６０２）では、図７
（ａ）〜図７（ｃ）に示したように、反転現象が起きた
り電圧印加時の透過率が充分低下しなかったりして実用
上、耐え得るレベルではないことがわかる。

【０１４９】さらに、上記光学位相差板２、３の屈折率
楕円体の傾斜角度θを変化させて、透過率−液晶印加電
圧特性の傾斜角度θに対する依存性を調べた結果、１５
゜≦θ≦７５゜の範囲内のとき、上記光学位相差板の液
晶層に対する光学補償効果が確実なものとなり、広視野
角の液晶表示装置が実現できることがわかった。

【０１５０】これに対して、傾斜角度が１５゜未満又は
７５゜を超える光学位相差板では視野角が広がらず、充
分な視角特性が得られなかった。傾斜角度が１５゜未満
又は７５゜を超える光学位相差板では、特に、反視角方
向における視野角が狭くなる傾向が見られた。

【０１５１】さらに、上記光学位相差板２、３の第２の
リターデーション値（ｎａ−ｎｂ）×ｄを変化させて視
野角特性に与える影響を調べた結果、この値が８０ｎｍ
以上２５０ｎｍ以下の範囲内のとき、上記光学位相差板
の液晶層に対する光学補償効果が確実なものとなり、広
視野角の液晶表示装置が実現できることがわかった。

【０１５２】これに対して、第２のリターデーション値
（ｎａ−ｎｂ）×ｄが８０ｎｍ未満又は２５０ｎｍを超
える光学位相差板では視野角が広がらず、充分な視角特
性が得られなかった。第２のリターデーション値（ｎａ
−ｎｂ）×ｄが８０ｎｍ未満又は２５０ｎｍを超える光
学位相差板では、特に、左右方向における視野角が狭く
なる傾向が見られた。

【０１５３】（実施形態６）本実施形態６では、図１に
示した液晶表示装置において、液晶セル１６の配向膜１
１、１４として日本合成ゴム社製のオプトマーＡＬを用
い、液晶セル１６のセル厚は５μｍとして、液晶層８に
おいて配向状態が異なる領域の分割比（第１領域８ａ：
第２領域８ｂ）が６：４、１７：３、１９：１の３つの
液晶表示装置（サンプル＃１〜＃３）を作製した。各サ
ンプルの正常光屈折率ｎｏの変化度合及び異常光屈折率
ｎｅの変化度合は下記表６のように設定した。

【０１５４】

【表６】

【０１５５】位相差板２、３としては、ディスコティッ
ク液晶を傾斜配向させた上記実施形態１と同様のものを
用いた。

【０１５６】そして、図５に示した受光素子１８、増幅
器１９及び記録装置２０を備えた測定系を用いて第１領
域８ａと第２領域８ｂとの比率が視角特性に与える影響
を検証する実験を行った。

【０１５７】この測定系において、液晶表示装置の液晶
セル１６は実施形態５と同様に、ガラス基板９側の面１
６ａが直交座標軸ｘｙｚの基準面ｘ−ｙの位置になるよ
うに設置した。また、一定の立体受光角で受光し得る受
光素子１８は、液晶セル１６の面１６ａに垂直なｚ方向
に対して角度φ（視角）をなす方向に、座標原点から所
定距離を置いた位置に配置した。

【０１５８】測定時には、測定系に設置された液晶セル
１６に対して面１６ａの反対側の面から波長５５０ｎｍ
の単色光を照射した。これにより、液晶セル１６を透過
した単色光の一部が受光素子１８に入射され、受光素子
１８の出力が、増幅器１９で所定のレベルに増幅された
後、波形メモリやレコーダ等を備えた記録装置２０によ
って記録される。

【０１５９】この測定系に、本実施形態のサンプル＃１
〜＃３を設置して、受光素子１８を一定の角度φで固定
した場合の各液晶表示装置への印加電圧と受光素子１８
の出力レベルとの関係を測定した。

【０１６０】ここでは、角度φが３０゜となるように受
光素子１８を配置し、ｘ方向が画面の下側であり、ｙ方
向が画面の左側であると仮定して、受光素子１８の配置
位置を上方向（反視角方向）、下方向（正視角方向）、
左方向及び右方向に各々変化させて測定を行った。

【０１６１】このときの測定結果を図８（ａ）〜（ｃ）
に示す。図８（ａ）〜（ｃ）は、各液晶表示装置に印加
される電圧に対する光の透過率（透過率−液晶印加電圧
特性）を示すグラフであり、図８（ａ）が分割比６：４
のサンプル＃１の測定結果であり、図８（ｂ）が分割比
１７：３のサンプル＃２の測定結果であり、図８（ｃ）
が分割比１９：１のサンプル＃３の測定結果である。

【０１６２】この図８（ａ）〜（ｃ）において、実線で
示した曲線Ｌ１がｚ軸方向、破線で示した曲線Ｌ２が下
方向、点線で示した曲線Ｌ３が右方向、一点鎖線で示し
た曲線Ｌ４が上方向、二点鎖線で示した曲線Ｌ５が左方
向の特性を示している。

【０１６３】図８（ｂ）からわかるように、分割比１
７：３のサンプル＃２では中間調表示域における透過率
−印加電圧特性において、曲線Ｌ２〜Ｌ５が曲線Ｌ１に
近接している。従って、中間調表示域では画面の上下左
右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。

【０１６４】下方向の測定ではＯＮ状態で透過率がほぼ
７％という低い値に一定に保たれ、反転現象が確認され
なかった。上方向の測定ではＯＮ状態で透過率が下方向
で測定された透過率よりも低い値であり、充分低下して
いることが確認された。

【０１６５】図８（ａ）に示したサンプル＃１及び図８
（ｃ）に示したサンプル＃３についても、ほぼ同様な視
角特性の改善が見られた。

【０１６６】例えば、図８（ａ）に示すように、分割比
が６：４のサンプル＃１では中間調表示域及びＯＮ状態
で曲線Ｌ２（下方向）が曲線Ｌ４（上方向）に近づく傾
向が現れ始め、分割比が大きくなるに従ってその傾向が
強まる。一方、図８（ｃ）に示すように、分割比が１
９：１のサンプル＃３では中間調表示域及びＯＮ状態で
曲線Ｌ２（下方向）が曲線Ｌ１（ｚ軸向）に近づく傾向
が現れ始め、分割比が小さくなるに従ってその傾向が強
まる。これにより、下方向（正視角方向）に対して表示
画像の黒階調がつぶれる現象が抑制される。

【０１６７】さらに詳しく調べた結果、分割比が７：３
〜９：１の範囲では、上述した１７：３のサンプル＃３
のように、下方向と上方向とでバランスの取れた良好な
視角特性の改善が見られることが確認された。

【０１６８】さらに、比較のために、液晶層８の第１領
域８ａ：第２領域８ｂ＝１：１に設定した比較サンプル
＃１０１を作製し、図５に示した測定系に設置して視角
依存正を測定した。その結果を図９に示す。

【０１６９】この図９において、実線で示した曲線Ｌ１
１がｚ軸方向、破線で示した曲線Ｌ１２が下方向、点線
で示した曲線Ｌ１３が右方向、一点鎖線で示した曲線Ｌ
１４が上方向、二点鎖線で示した曲線Ｌ１５が左方向の
特性を示している。

【０１７０】この図９からわかるように、左右方向につ
いてはＯＮ状態で充分低い透過率が得られ、視角特性に
問題はない。しかし、上下方向についてはＯＮ状態で透
過率が充分低下しておらず、上下方向に視角依存性を有
していることがわかる。

【０１７１】なお、ここでは液晶表示素子１の両側に２
枚の光学位相差板２、３を配置したが、いずれか一方の
みを液晶表示素子１の片側に配置しても上述のような視
角特性を得ることができる。但し、光学位相差板が１枚
の場合、上下方向の視角特性はバランスが取れて改善さ
れるが、左右方向の視角特性が非対称になることがあ
る。これに対して、２枚設けた場合には上下方向の視角
特性は１枚の場合と同様に改善され、左右方向の視角特
性も対称になって上下左右とも視角特性が改善される。
さらに、光学位相差板を２枚配置する場合、両方を液晶
表示素子１の片側に重ねて配置してもよい。さらに、３
枚以上の位相差板を用いることも可能である。

【０１７２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による場合に
は、液晶層が各画素内で配向状態が異なる複数の領域に
異なる比率で分割された液晶表示素子と、屈折率楕円体
を傾斜させた負の一軸性を有する光学位相差素子とを組
み合わせることで、表示画面の左右方向（３時−９時方
向）における視野角拡大と共に、上下方向（６時−１２
時方向）における視野角拡大を実現することができる。
特に、上方向（反視角方向）では電圧印加時の透過率を
充分低下させることができ、下方向（正視角方向）では
電圧印加時の黒階調のつぶれ現象を軽減させることがで
きる。

【０１７３】それに加えて、液晶材料の正常光屈折率ｎ
ｏの波長に対する変化度合及び異常光屈折率ｎｅのうち
の少なくとも一方を最適化することにより、視角を倒し
たときや中間調表示時の表示画面の着色を抑えることが
できる。従って、広視野角・高コントラストでしかも表
示画面の着色の無い視認性に優れた表示特性を有する液
晶表示装置を実現することができる。

【０１７４】さらに、本発明では、液晶材料の波長４５
０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長
５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及
び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５
０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ
（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率
ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光
屈折率ｎｏ（６５０）とが、（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ
（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））
／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５
５０）−ｎｅ（６５０）））≧１．００の関係を有する
場合に、液晶材料の正常光屈折率ｎｏの波長に対する変
化度合及び異常光屈折率ｎｅのうちの少なくとも一方を
最適化することにより、視角を５０゜まで倒しても着色
の無い視認性に優れた表示特性を有する液晶表示装置を
実現することができる。

【０１７５】特に、本発明では、液晶材料の正常光屈折
率ｎｏの波長に対する変化度合及び異常光屈折率ｎｅの
うちの少なくとも一方を最適化することにより、視角を
７０゜まで倒しても着色の無い視認性に優れた表示特性
を有する液晶表示装置を実現することができる。

【０１７６】さらに、本発明では、液晶材料の波長４５
０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長
５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及
び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５
０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ
（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率
ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光
屈折率ｎｏ（６５０）とが、（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ
（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））
／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５
５０）−ｎｅ（６５０）））＜１．００の関係を有する
場合に、液晶材料の正常光屈折率ｎｏの波長に対する変
化度合及び異常光屈折率ｎｅのうちの少なくとも一方を
最適化することにより、視角を５０゜まで倒しても着色
の無い視認性に優れた表示特性を有する液晶表示装置を
実現することができる。

【０１７７】特に、本発明では、液晶材料の正常光屈折
率ｎｏの波長に対する変化度合及び異常光屈折率ｎｅの
うちの少なくとも一方を最適化することにより、視角を
７０゜まで倒しても着色の無い視認性に優れた表示特性
を有する液晶表示装置を実現することができる。

【０１７８】本発明では、波長５５０ｎｍの光に対する
液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）を０．０６０＜
Δｎ（５５０）＜０．１２０の範囲に設定することによ
り、電圧印加時の透過率を充分低下させると共に反転現
象やコントラスト比の低下を防ぐことができる。

【０１７９】特に、本発明では、波長５５０ｎｍの光に
対する液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）を０．０
７０≦Δｎ（５５０）≦０．０９５の範囲に設定するこ
とにより、電圧印加時の透過率をより一層低下させると
共に反転現象やコントラスト比の低下を確実に防ぐこと
ができる。

【０１８０】本発明では、光学位相差素子における屈折
率楕円体の傾斜角を１５゜以上７５゜以下の範囲に設定
することにより、光学位相差素子の液晶層に対する光学
的補償機能を確実に得ることができるので、広視野角で
高コントラストの表示特性を有する液晶表示装置を実現
することができる。

【０１８１】本発明では、光学位相差素子の主屈折率ｎ
ａ及びｎｂの差と、厚さｄとの積（ｎａ−ｎｂ）×ｄを
８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲に設定することによ
り、光学位相差素子の液晶層に対する光学的補償機能を
確実に得ることができるので、広視野角で高コントラス
トの表示特性を有する液晶表示装置を実現することがで
きる。

【０１８２】本発明では、画素内で最も大きい領域で配
向膜の配向処理方向と光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及
びｎｃの傾斜方向とが反対方向になるように液晶表示素
子と光学位相差素子とを配置することにより、電圧を印
加したときに液晶分子が立ち上がる方向と光学位相差板
の屈折率楕円体の傾斜方向とが互いに反対になる。これ
により、液晶分子の立ち上がりに伴う光学異方性を光学
位相差板で確実に補償することができるので、広視野角
で高コントラストの表示特性を有する液晶表示装置を実
現することができる。

【０１８３】特に、本発明では、画素内で最も小さい領
域で配向膜の配向処理方向と光学位相差素子の主屈折率
ｎｂ及びｎｃの傾斜方向とが同一方向になるように液晶
表示素子と光学位相差素子とを配置することにより、画
素内で最も小さい領域を画素内で最も大きい領域と正反
対の視角特性とし、この成分を加えることにより最も大
きい領域における黒階調のつぶれを軽減して上下方向の
視野角拡大を図ることができる。

【０１８４】さらに、本発明では、各画素内において液
晶層の第１領域及び第２領域の比を６：４以上１９：１
以下にすることにより、左右方向の視野角拡大と共に、
上方向（反視角方向）のコントラスト向上、下方向（正
視角方向）の電圧印加時における黒階調のつぶれ抑制を
実現することができる。よって、広視野角で高コントラ
スト、かつ、視認性に優れた液晶表示装置を実現するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である液晶表示装置の構成
を示す断面図である。

【図２】図１の液晶表示装置における配向膜のラビング
方向を示す模式図である。

【図３】図１の液晶表示装置における光学位相差板の主
屈折率の方向を示す斜視図である。

【図４】図１の液晶表示装置における液晶表示素子、偏
光板及び光学位相差板の光学的な配置を示す斜視図であ
る。

【図５】液晶表示装置の視角依存性を測定するための測
定系を示す斜視図である。

【図６】実施形態５の液晶表示装置の透過率−液晶印加
電圧特性を示すグラフである。

【図７】比較例の液晶表示装置の透過率−液晶印加電圧
特性を示すグラフである。

【図８】実施形態６の液晶表示装置の透過率−液晶印加
電圧特性を示すグラフである。

【図９】比較例の液晶表示装置の透過率−液晶印加電圧
特性を示すグラフである。

【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 ６、７ 電極基板 ８ 液晶層 ８ａ 第１の領域 ８ｂ 第２の領域 ９、１２ 透光性基板 １０、１３ 透明電極 １１、１４ 配向膜 １５ シール樹脂 １６ 液晶セル １７ 駆動回路 １８ 受光素子 １９ 増幅器 ２０ 記録装置

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Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板の間に液晶層が挟持され、少
   なくとも一方の基板の該液晶層側表面に配向膜が設けら
   れている液晶表示素子と、該液晶表示素子の両側を挟む
   一対の偏光子と、少なくとも一方の偏光子及び該液晶表
   示素子の間に設けられた少なくとも１枚の光学位相差素
   子とを有し、該液晶層が各画素内で液晶の配向状態が異
   なる複数の領域に分割され、各領域が画素内で占める比
   率が異なっている液晶表示装置において、 該光学位相差素子の屈折率楕円体の３つの主屈折率ｎ
   ａ、ｎｂ及びｎｃがｎａ＝ｎｃ＞ｎｂの関係を有し、該
   光学位相差素子の表面に概ね平行な主屈折率ｎａを軸と
   して、主屈折率ｎｂの方向が表面の法線方向から時計回
   り又は反時計回りに傾斜すると共に、主屈折率ｎｃの方
   向が表面に概ね平行な方向から時計回り又は反時計回り
   に傾斜しており、 かつ、該液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率
   ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈
   折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異
   常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対
   する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
   に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎ
   ｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、
   （（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５
   ０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ
   （５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））
   ≧１．００の関係を有しており、 該液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率
   ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈
   折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異
   常光屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合が、１．７０≦
   （ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５
   ０）−ｎｅ（６５０））≦２．３０の範囲に設定されて
   いる液晶表示装置 。
2. 【請求項２】 前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対
   する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
   に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎ
   ｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合
   が、１．８５≦（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／
   （ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０））≦２．１０の範囲
   に設定されている請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 一対の基板の間に液晶層が挟持され、少
   なくとも一方の基板の該液晶層側表面に配向膜が設けら
   れている液晶表示素子と、該液晶表示素子の両側を挟む
   一対の偏光子と、少なくとも一方の偏光子及び該液晶表
   示素子の間に設けられた少なくとも１枚の光学位相差素
   子とを有し、該液晶層が各画素内で液晶の配向状態が異
   なる複数の領域に分割され、各領域が画素内で占める比
   率が異なっている液晶表示装置において、 該光学位相差素子の屈折率楕円体の３つの主屈折率ｎ
   ａ、ｎｂ及びｎｃがｎａ＝ｎｃ＞ｎｂの関係を有し、該
   光学位相差素子の表面に概ね平行な主屈折率ｎａを軸と
   して、主屈折率ｎｂの方向が表面の法線方向から時計回
   り又は反時計回りに傾斜すると共に、主屈折率ｎｃの方
   向が表面に概ね平行な方向から時計回り又は反時計回り
   に傾斜しており、 かつ、 該液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率
   ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈
   折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異
   常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対
   する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
   に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎ
   ｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、
   （（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５
   ０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ
   （５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））
   ≧１．００の関係を有しており、 該液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率
   ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈
   折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正
   常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合が、１．６５≦
   （ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５
   ０）−ｎｏ（６５０））≦２．４０の範囲に設定されて
   いる液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対
   する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
   に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎ
   ｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合
   が、１．８５≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／
   （ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦２．２０の範囲
   に設定されている請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 一対の基板の間に液晶層が挟持され、少
   なくとも一方の基板の該液晶層側表面に配向膜が設けら
   れている液晶表示素子と、該液晶表示素子の両側を挟む
   一対の偏光子と、少なくとも一方の偏光子及び該液晶表
   示素子の間に設けられた少なくとも１枚の光学位相差素
   子とを有し、該液晶層が各画素内で液晶の配向状態が異
   なる複数の領域に分割され、各領域が画素内で占める比
   率が異なっている液晶表示装置において、 該光学位相差素子の屈折率楕円体の３つの主屈折率ｎ
   ａ、ｎｂ及びｎｃがｎａ＝ｎｃ＞ｎｂの関係を有し、該
   光学位相差素子の表面に概ね平行な主屈折率ｎａを軸と
   して、主屈折率ｎｂの方向が表面の法線方向から時計回
   り又は反時計回りに傾斜すると共に、主屈折率ｎｃの方
   向が表面に概ね平行な方向から時計回り又は反時計回り
   に傾斜しており、 かつ、 該液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率
   ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈
   折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異
   常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対
   する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
   に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎ
   ｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、
   （（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５
   ０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ
   （５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））
   ＜１．００の関係を有しており、 該 液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率
   ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈
   折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異
   常光屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合が、１．２０≦
   （ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５
   ０）−ｎｅ（６５０））≦１．７０の範囲に設定されて
   いる液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対
   する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
   に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎ
   ｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合
   が、１．３５≦（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／
   （ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０））≦１．６０の範囲
   に設定されている請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 一対の基板の間に液晶層が挟持され、少
   なくとも一方の基板の該液晶層側表面に配向膜が設けら
   れている液晶表示素子と、該液晶表示素子の両側を挟む
   一対の偏光子と、少なくとも一方の偏光子及び該液晶表
   示素子の間に設けられた少なくとも１枚の光学位相差素
   子とを有し、該液晶層が各画素内で液晶の配向状態が異
   なる複数の領域に分割され、各領域が画素内で占める比
   率が異なっている液晶表示装置において、 該光学位相差素子の屈折率楕円体の３つの主屈折率ｎ
   ａ、ｎｂ及びｎｃがｎａ＝ｎｃ＞ｎｂの関係を有し、該
   光学位相差素子の表面に概ね平行な主屈折率ｎａを軸と
   して、主屈折率ｎｂの方向が表面の法線方向から時計回
   り又は反時計回りに傾斜すると共に、主屈折率ｎｃの方
   向が表面に概ね平行な方向から時計回り又は反時計回り
   に傾斜しており、 かつ、 該液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率
   ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈
   折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異
   常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対
   する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
   に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎ
   ｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、
   （（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５
   ０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ
   （５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０ ）））
   ＜１．００の関係を有しており、 該 液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率
   ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈
   折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正
   常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合が、１．００≦
   （ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５
   ０）−ｎｏ（６５０））≦１．６５の範囲に設定されて
   いる液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対
   する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光
   に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎ
   ｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合
   が、１．１５≦（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／
   （ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０））≦１．４５の範囲
   に設定されている請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 波長５５０ｎｍの光に対する前記液晶材
   料の屈折率異方性Δｎ（５５０）が、 ０．０６０＜Δｎ（５５０）＜０．１２０ の範囲に設定されている請求項１乃至請求項８のいずれ
   かに記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 波長５５０ｎｍの光に対する前記液晶
    材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）が、 ０．０７０≦Δｎ（５５０）≦０．０９５ の範囲に設定されている請求項９に記載の液晶表示装
    置。
11. 【請求項１１】 前記光学位相差素子における屈折率楕
    円体の傾斜角が１５゜以上７５゜以下の範囲に設定され
    ている請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の液晶
    表示装置。
12. 【請求項１２】 前記光学位相差素子の主屈折率ｎａ及
    びｎｂの差と、該光学位相差素子の厚さｄとの積（ｎａ
    −ｎｂ）×ｄが８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲に設
    定されている請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載
    の液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 前記液晶の配向状態が異なる複数の領
    域の内、画素内で最も大きい領域において、前記配向膜
    の配向処理方向と前記光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及
    びｎｃの傾斜方向とが反対方向になるように前記液晶表
    示素子と該光学位相差素子とが配置されている請求項１
    乃至請求項１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 前記液晶の配向状態が異なる複数の領
    域の内、画素内で最も小さい領域において、該配向膜の
    配向処理方向と該光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎ
    ｃの傾斜方向とが同一方向になるように前記液晶表示素
    子と該光学位相差素子とが配置されている請求項１３に
    記載の液晶表示装置。
15. 【請求項１５】 前記液晶層が各画素内で２つの領域に
    分割され、各画素内での第１領域及び第２領域の比が
    ６：４以上１９：１以下の範囲に設定されている請求項
    １乃至請求項１４のいずれかに記載の液晶表示装置。