JP3027805B2 - 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、一般に液晶表示装
置に関し、特に正あるいは負の誘電率異方性を有する液
晶を、液晶表示装置のパネル面に対して略垂直方向に配
向した、いわゆるＶＡモードで動作する液晶表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、コンピュータをはじめ
とする様々な情報処理装置の表示装置として広く使われ
ている。液晶表示装置は小型で消費電力が低いため、特
に携帯用途の情報処理装置に使われることが多いが、い
わゆるデスクトップ型等、固定型の情報処理装置につい
ても応用が検討されている。

【０００３】ところで、従来の液晶表示装置では、正の
誘電率異方性を有するｐ型液晶を、相互に対向する液晶
表示装置の基板間に水平配向した、いわゆるＴＮ（ツイ
ストネマチック）モードのものが主として使われてき
た。ＴＮモードの液晶表示装置は、一方の基板に隣接す
る液晶分子の配向方向が、他方の基板に隣接する液晶分
子の配向方向に対して９０°ツイストしていることを特
徴とする。

【０００４】かかるＴＮモードの液晶表示装置では、す
でに様々な液晶が開発され、安価な製造技術が確立して
いるが、高いコントラストを実現することが困難で、そ
の結果、一般にかかるＴＮモードの液晶表示装置では、
液晶パネルを構成する液晶分子に電界が印加されない非
駆動状態において白色を、また前記液晶分子に電界が印
加される駆動状態において黒色表示を行うように構成さ
れている。これは、従来のＴＮモード液晶表示装置の場
合、非駆動状態において液晶分子が液晶パネルの面に平
行に配向し、駆動状態において液晶分子の配向方向が液
晶パネルに略垂直に変化するが、実際には、駆動状態に
おいても液晶パネルに隣接する液晶分子は水平配向を維
持し、かかる水平配向をした液晶分子が形成する複屈折
により、光が駆動状態においても液晶パネルをある程度
通過してしまうためである。仮にかかるＴＮモードの液
晶表示装置において、背景を黒で表示しようとしても、
基板近傍の液晶分子が生じる複屈折の結果、背景の黒が
実際には完全な黒にならず、光が漏れたり着色したりし
てしまうという問題が生じる。このような事情で、従来
のＴＮモードの液晶表示装置では、白色を背景色として
いた。

【０００５】これに対し、正あるいは負の誘電率異方性
を有する液晶層を、液晶パネルを構成する一対の基板間
に垂直配向あるいは垂直傾斜配向するように封入したＶ
Ａモードの液晶表示装置では、非駆動状態において液晶
分子が基板面に対して略垂直な配向を有するため、光は
液晶層を、その偏光面をほとんど変化させることなく通
過し、その結果基板の上下に偏光板を配設することによ
り、非駆動状態においてほぼ完全な黒色表示が可能であ
る。換言すると、かかるＶＡモードの液晶表示装置は、
ＴＮモードの液晶表示装置では不可能な、非常に高いコ
ントラストを容易に実現することができる。また、液晶
分子に駆動電界を印加した駆動状態では、液晶分子は液
晶パネル中においてパネル面に平行に配向し、入射する
光ビームの偏光面を回転させる。ただし、ＶＡモード液
晶表示装置の駆動状態においては、水平配向した液晶分
子は、一方の基板と他方の基板の間において、９０°ツ
イストを示す。このようにすることで、液晶層を通過す
る光の偏光面が回転する。

【０００６】ＶＡモード自体は古くから知られており、
例えば負の誘電率異方性を示す液晶の物性についても、
すでに D. de Rossi 等が報告している（J. Appl. Phy
s. 49(3), March 1978）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来より、Ｖ
Ａモードの液晶表示装置は、ＴＮモードの液晶表示装置
に比べてコントラスト比は優れていても、応答時間、視
角特性や電圧保持率等の表示品質が劣るとされ、実用化
に向けた真剣な研究・開発努力はあまりなされていなか
った。特に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使ったアク
ティブマトリクス方式の液晶パネルの実現は困難である
と信じられていた。

【０００８】一方、ＶＡモードの液晶表示装置では、従
来のＣＲＴに匹敵するコントラストが得られるため、特
にデスクトップ型の表示装置への応用が考えられるが、
このようなデスクトップ型の液晶表示装置は、大面積を
有し応答が高速であることの他に、特に広い視野角が得
られることが要求される。そこで、本発明は、上記の課
題を解決した、新規で有用なＶＡモードの液晶表示装置
を提供することを概括的目的とする。

【０００９】本発明のより具体的な目的は、特に視野角
およびコントラストについて最適化された、正または負
の誘電率異方性を有する液晶を使ったＶＡモード液晶表
示装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題
を、請求項１に記載したように、液晶層を挟持する第１
および第２の基板と、前記第１の基板の、前記液晶層に
接する側とは反対側に配設された第１の偏光板と、前記
第２の基板の、前記液晶層に接する側とは反対側に配設
された第２の偏光板とを備えた液晶表示装置において、
前記液晶層は、外部電界が印加されていない非駆動状態
において前記第１および第２の基板に対して略垂直な第
１の配向方向に配向する液晶分子を含み、前記第１の基
板は、駆動状態において前記液晶分子の配向方向が前記
第１の配向方向から前記第１および第２の基板に平行な
第２の配向方向に向かって変化するように作用する電界
を形成する第１および第２の電極を担持し、前記第１の
基板と前記第１の偏光板との間の第１の隙間と、前記第
２の基板と前記第２の偏光板との間の第２の隙間の少な
くとも一方に、ｘ，ｙ，ｚの各方向への屈折率ｎ _x ，ｎ
_y ，ｎ _z について、ｎ _x ＞ｎ _y ＝ｎ _z となる正の屈折率
異方性を有する第１の位相差板と、ｎ _y ＝ｎ _x ＞ｎ _z と
なる負の屈折率異方性を有する第２の位相差板とを、前
記第２の位相差板が、前記液晶層に対して前記第１の位
相差板より外側になるように配設され、前記第１の位相
差板は、面内の遅相軸が、前記液晶層に対して前記第１
の位相差板と同じ側に配設された前記偏光板の吸収軸と
略垂直になるように配設され、前記第１の位相差板の厚
さをｄとした時に、｜ｎ _x −ｎ _y ｜・ｄで与えられる面
内のリタデーションが１２０ｎｍ以下であり、前記液晶
表示装置は、前記液晶分子の方向が、前記第１および第
２の電極の間に形成された前記電界に応じて前記第１の
方向から前記第２の方向に変化することにより、その状
態を前記非駆動状態から駆動状態に変化させることを特
徴とする液晶表示装置により、または請求項２に記載し
たように、 前記位相差板は、位相差板の厚さをｄとした
時に、｛（ｎ _x ＋ｎ _y ）／２− ｎ _z ｝で与えられ
る、前記第２の位相差板の厚さ方向のリタデーション
が、前記液晶層のリタデーションの２倍以下であること
を特徴とする請求項１記載の液晶表示装置により、解決
する。

【００１１】以下、本発明の原理を説明する。図１は、
本発明による液晶表示装置の基本的構成を示す。図１を
参照するに、液晶表示装置１０は相互に対向する一対の
ガラス基板１１Ａ，１１Ｂと、その間に封入される液晶
層１２とより構成される液晶パネルを含み、前記液晶パ
ネルの下方には矢印１３ａで示した方向に吸収軸を有す
る第１の偏光板（ポラライザ）１３Ａが、また上方には
矢印３ｂで示した方向に吸収軸を有する第２の偏光板
（アナライザ）１３Ｂが配設される。

【００１２】液晶層１２を構成する液晶は、正または負
の誘電率異方性を有する液晶であり、基板１１Ａ，１１
Ｂ間に電界を印加しない液晶パネルの非駆動状態におい
て、下側基板１１Ａ近傍の液晶分子１２ａは基板１１Ａ
に対して略垂直に配向する。同様に、上側基板１１Ｂ近
傍の液晶分子１２ｂは、基板１１Ｂに対して略垂直に配
向する。換言すると、液晶表示装置１０は、いわゆるＶ
Ａモードで動作する液晶表示装置を構成する。

【００１３】図１の構成例では、下側基板１１Ａは、そ
の長手方向から反時計回り方向に約２２．５°オフセッ
トした方向にラビングされた第１の配向膜（図示せず）
を上主面に担持し、液晶分子の配向方向を示すダイレク
タは、液晶分子１２ａについては、かかる第１の配向膜
のラビング方向から上方に、約８９°の角度で傾いた方
向をポイントする。同様に、下側基板１１Ｂは、その長
手方向から時計回り方向に約２２．５°オフセットした
方向にラビングされた第２の配向膜（図示せず）を下主
面に担持し、液晶分子の配向方向を示すダイレクタは、
液晶分子１２ｂについては、かかる第２の配向膜のラビ
ング方向から下方に、約８９°の角度で傾いた方向をポ
イントする。すなわち、液晶層１２中において、液晶分
子は上下の基板１１Ａ，１１Ｂの間で４５°のツイスト
角を形成する。ただし、図１に示すように基板１１Ａ，
１１Ｂから液晶パネルを形成する際、基板１１Ａ，１１
Ｂはラビング方向が互いに４５°の角度で対向するよう
な向きに組み合わされる。

【００１４】基板１１Ａおよび１１Ｂよりなる液晶パネ
ルの下側には、吸収軸１３ａを有するポラライザ１３Ａ
が配設され、下方から入射する光を吸収軸１３ａに直交
する方向に偏光させる。同様に、液晶パネルの上側に
は、吸収軸１３ｂを有するアナライザ１３Ｂが配設さ
れ、液晶パネルを通過した光を、吸収軸１３ｂに直交す
る方向に偏光させる。従って、ポラライザ１３Ａおよび
アナライザ１３Ｂが、吸収軸１３ａ，１３ｂが互いに直
交するように配置されている場合、ポラライザ１３Ａで
偏光した光が液晶パネルをそのまま偏光面の変化なしに
通過すると、かかる光はアナライザ１３Ｂにより遮断さ
れ、黒表示が得られる。

【００１５】基板１３Ａの外側および基板１３Ｂのそれ
ぞれの配向膜の内側には透明電極（図示せず）が形成さ
れるが、電極に駆動電圧を印加しない非駆動状態では、
液晶層１２中の液晶分子は、液晶分子１２ａあるいは１
２ｂのように、基板面に対して略垂直に配向し、その結
果液晶パネルを通過する光の偏光状態はほとんど変化し
ない。すなわち、前記液晶表示装置１０では、非駆動状
態において理想的な黒表示を実現する。これに対し、駆
動状態では、液晶分子は基板面に略平行に傾斜し、液晶
パネルを通過する光はかかる傾斜した液晶分子により偏
光状態を変化させる。換言すると、液晶表示装置１０で
は、駆動状態において白表示が得られる。

【００１６】図２（Ａ）は、かかる液晶表示装置１０に
ついて、ポラライザ１３Ａおよびアナライザ１３Ｂの吸
収軸１３ａ，１３ｂの角度φ，θを様々に変化させた場
合のコントラスト比を示す。ただし、角度φ，θは、図
２（Ｂ）の平面図に示すように定義され、コントラスト
比は、非駆動状態（駆動電圧０Ｖ）と５Ｖの駆動電圧を
印加した状態を比較したものである。図２（Ａ）の例で
は、液晶層１２を構成する液晶として、Δｎ＝０．０８
１３，Δε＝−４．６のもの（例えばメルクジャパン社
より商品名ＭＪ９５７８５として入手可能な液晶製品）
を使い、偏光板１３Ａ，１３Ｂとしては市販のもの、例
えば日東電工製のＧ１２２０ＤＵを使った。また、液晶
セルの厚さ、すなわち液晶層１２の厚さｄは３．５μｍ
に設定してある。ただし、Δｎ＝ｎ_e −ｎ₀ であり、ｎ
_e ，ｎ_o は、それぞれ液晶中における異常光および正常
光の屈折率である。また、Δεは誘電率異方性を表す。

【００１７】まず図２（Ｂ）を参照するに、この図は液
晶表示装置１０における液晶分子のツイスト角、および
ツイストの中心線に対するポラライザ吸収軸１３ａのな
す角度φ，さらに前記ツイストの中心線に対するアナラ
イザ吸収軸１３ｂのなす角度θを示す。ただし、図２
（Ｂ）の平面図では、ツイスト角およびその中心線を明
確に示すために、図１の表示とは異なり、液晶表示装置
１０を、上側基板１１Ｂの向きを１８０°反転させ、下
側基板１１Ａの向きと同じ方向になるように示してあ
る。

【００１８】図２（Ａ）を参照するに、液晶表示装置１
０のコントラスト比は、ポラライザ１３Ａおよびアナラ
イザ１３Ｂが直交ニコル状態、すなわち吸収軸１３ａと
吸収軸１３ｂとが直交する状態において極大になり、特
にφ＝４５°、すなわち図２（Ｂ）の０°−１８０°を
結ぶ直線に対応するツイスト中心線を基準としたポララ
イザ吸収軸１３ａのなす角度が４５°の状態において、
コントラストが最大になることがわかる。かかる直交ニ
コル状態では、同じくツイスト中心線を基準としたアナ
ライザ吸収軸１３ｂのなす角度は１３５°になる。ま
た、同様な最大コントラストは、図２（Ｂ）において角
度φおよびθをそれぞれ−４５°および−１３５°に設
定しても得られるのは明らかである。この場合には、図
１において吸収軸１３ａの前記ツイスト中心線に対して
なす角度が１３５°、また吸収軸１３ｂの前記ツイスト
中心線に対してなす角度が４５°となる。

【００１９】図２（Ａ）よりわかるように、本発明によ
る液晶表示装置１０においては、φ，θのいずれの設定
においても７００を越えるコントラスト比が得られる
が、この結果は、高々１００程度のコントラスト比しか
得られない通常のツイストネマチック（ＴＮ）液晶表示
装置に対するＶＡ液晶表示装置の優位性を示すものであ
る。

【００２０】図３（Ａ）〜（Ｄ）は、図１の液晶表示装
置１０の動作特性を説明する図である。ただし、液晶お
よび偏光板は、先に説明したものを使っている。このう
ち、図３（Ａ）は、液晶表示装置１０に印加される電圧
パルスの波形を示す波形図であり、図３（Ｂ）は図３
（Ａ）の電圧パルスに対応して生じる液晶表示装置１０
の透過率の変化を、液晶層１２にカイラル材を添加しな
かった場合および添加した場合について、それぞれ実線
および破線で示す。ただし、図３（Ｂ）の結果は、液晶
セルの厚さｄを３．５μｍに設定したものについてのも
ので、液晶分子のツイスト角は、先に説明したように４
５°としてある。図示の例では、カイラル材のピッチｐ
は、液晶層１２の厚さｄに対する比ｄ／ｐが０．２５に
なるように設定してある。図３（Ｂ）よりわかるよう
に、カイラル材を添加しなかった場合には、液晶表示装
置１０は、印加電圧パルスに対応した実質的に一定の高
い光透過率を示すが、液晶層１２にカイラル材を添加し
た場合には、液晶表示装置１０の透過率は、時間と共に
減少することがわかる。換言すると、ＶＡモードの液晶
表示装置１０では、ＴＮモードの液晶表示装置で一般的
に使われているカイラル材の添加は、好ましくない動的
応答特性の劣化をもたらす。

【００２１】図３（Ｃ）は、液晶セルの厚さｄを３．５
μｍとした液晶表示装置１０において、液晶分子のツイ
スト角を０°〜９０°の範囲で変化させた場合につい
て、動的透過率特性の変化を示す。図３（Ｃ）よりわか
るように、図３（Ａ）の入力パルスに伴う動的透過率特
性は、液晶分子のツイスト角によってはほとんど影響さ
れない。かかるツイスト角の制御は、基板１１Ａ，１１
Ｂ上の分子配向膜のラビング方向を制御することにより
なされる。

【００２２】図３（Ｄ）は、液晶セルの厚さｄを４．５
μｍから２．５μｍの範囲で変化させた場合の動的透過
率特性の変化を示す。図３（Ｄ）よりわかるように、図
３（Ａ）の入力パルスに伴う透過率はセル厚ｄが減少す
るとともに減少するが、応答速度を示す指標、すなわち
オン時においては透過率が０％から飽和値（透過率＝１
００％）の９０％に達するまでの時間Ｔ_ON、またオフ時
においては透過率が飽和値から１０％に下がるまでの時
間Ｔ_OFF が、セル厚が減少する程減少し、従って応答速
度は増大することがわかる。特に、セル厚ｄを２．５μ
ｍ以下に設定すると、動的透過率特性曲線の立ち上がり
および立ち下がりが非常に急峻になる。

【００２３】図４（Ａ），（Ｂ）は、図１の液晶表示装
置において、液晶層１２に負の誘電率異方性を有する液
晶を使った場合の構成を示す。図４（Ａ），（Ｂ）を参
照するに、ガラス基板１１Ａ上には電極パターン１１ａ
および分子配向膜１１ａ’が、またガラス基板１１Ｂ上
には電極パターン１１ｂおよび分子配向膜１１ｂ’が形
成され、分子配向膜１１ａ’と１１ｂ’との間に液晶層
１２が挟持される。

【００２４】このうち、図４（Ａ）の状態は、電極パタ
ーン１１ａと電極パターン１１ｂとの間には駆動電圧が
印加されない非駆動状態を示すが、かかる非駆動状態で
は、液晶分子は、分子配向膜１１ａ’および１１ｂ’の
作用により、基板主面に対して実質的に垂直に配向す
る。次に、前記電極パターン１１ａ，１１ｂ間に駆動電
圧を印加すると、図４（Ｂ）に示すように、負の誘電率
異方性を有する液晶分子は駆動電界に対して略直交する
水平方向に配向する。

【００２５】図５（Ａ），（Ｂ）は、図１のＶＡモード
液晶表示装置において、液晶層１２に正の誘電率異方性
を有する液晶を使った場合の構成を示す。ただし、先に
説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付
し、説明を省略する。図５（Ａ），（Ｂ）の構成では、
電極パターンは基板１１Ｂ上には形成されず、基板１１
Ａ上にのみ、一対の隣接する電極パターン１１ａが形成
されている。

【００２６】図５（Ａ）に示す非駆動状態においては、
液晶分子は分子配向膜の作用により、図４（Ａ）と同様
に、基板主面に対して略垂直に配向しているが、図５
（Ｂ）に示す駆動状態においては、前記一対の電極の間
に形成される電界に沿って、やはり略水平に配向する。
図６は、図１の液晶表示装置１０の視角特性をさらに改
善するために、図１において、基板１１Ａ，１１Ｂおよ
びその間に封入された液晶層１２よりなる液晶パネル１
１の一方に、位相差補償フィルム１４Ａを挿入した構成
の液晶表示装置２０を示す。

【００２７】図６を参照するに、位相差補償フィルム１
４Ａは、z 方向に負のリタデーションΔｎ・ｄ₁ （Δｎ
＝ｎ_y −ｎ_z ＝ｎ_x −ｎ_z ；ｎ_x ，ｎ_y ，ｎ_z はそれぞ
れ屈折率楕円体の主軸ｘ，ｙ，ｚ方向の屈折率、ｄ₁ は
リタデーションフィルムの厚さ）を有し、それぞれ液晶
パネル１１とポラライザ１３Ａとの間に配設され、液晶
パネル１１を通過する光の複屈折を補償する。

【００２８】図７〜２２は、かかる位相差補償フィルム
１４Ａを設けられた液晶表示装置２０の視角特性を、フ
ィルム１４ＡのリタデーションＲ’の大きさを様々に変
化させた場合について示す。ただし、図７〜２２におい
て、円周方向の角度値０．０°，９０．０°，１８０．
０°および２７０．０°はそれぞれの方位角を、また同
心円はパネル正面方向を０°として測った視角を、２０
°間隔で示す。従って、図示では最外周の同心円が８
０．０°の視角を表す。また、各等高線は、コントラス
ト比ＣＲが５００．０，２００．０，１００．０，５
０．０および１０．０の等コントラスト線を表す。

【００２９】図７〜２２のいずれの場合においても、液
晶層１２としては、例えばメルクジャパン社製のＭＪ９
４１２９６等、負の誘電率異方性を有する液晶を使い、
また視角特性は０Ｖ／５Ｖの駆動電圧パルスを液晶パネ
ルに印加した場合のものである。しかし、同様の視角特
性は、液晶層１２として、正の誘電率異方性を示す液晶
を使った場合にも得られる。従って、図７〜２２の結果
は、図４（Ａ），（Ｂ）に示す負の誘電率異方性を有す
る液晶を使ったＶＡモード液晶表示装置に対しても、ま
た図５（Ａ），（Ｂ）に示す正の誘電率異方性を有する
液晶を使ったＶＡモード液晶表示装置に対しても、等し
く成立する。

【００３０】特に、図７〜１６においては、液晶パネル
１１の複屈折Δｎを０．０８０４、セル厚ｄを３μｍ、
さらに液晶分子のツイスト角を４５°、またプレチルト
角を８９°とした。この場合、液晶パネル１１のリタデ
ーションΔｎ・ｄは２４１ｎｍとなる。図７の例では、
リタデーションＲ’は１０８ｎｍで、液晶パネルのリタ
デーション値２４１ｎｍに対する比率Ｒ’／Δｎ・ｄは
０．４５となるのに対し、図８の例では、リタデーショ
ンＲ’は１４４ｎｍで、前記比率Ｒ’／Δｎ・ｄは０．
６となっている。さらに、図９の例では、リタデーショ
ンＲ’は１８０ｎｍで前記比率Ｒ’／Δｎ・ｄは０．７
５に、図１０の例では、リタデーションＲ’が１９８ｎ
ｍで前記比率Ｒ’／Δｎ・ｄが０．８２に、図１１の例
では、リタデーションＲ’が２１６ｎｍで前記比率Ｒ’
／Δｎ・ｄが０．９０に、図１２の例では、リタデーシ
ョンＲ’が２３４ｎｍで前記比率Ｒ’／Δｎ・ｄが０．
９７に、図１３の例では、リタデーション合計値Ｒ’が
２５２ｎｍで前記比率Ｒ’／Δｎ・ｄが１．０５に、図
１４の例では、リタデーションＲ’が２７０ｎｍで前記
比率Ｒ’／Δｎ・ｄが１．１２に、図１５の例では、リ
タデーションＲ’が２８８ｎｍで前記比率Ｒ’／Δｎ・
ｄが１．２０に、さらに図１６の例では、リタデーショ
ンＲ’が３２４ｎｍで前記比率Ｒ’／Δｎ・ｄが１．３
４になっている。

【００３１】図７〜１６を参照するに、液晶表示装置２
０は、特に図１１あるいは図１２に示す、比率Ｒ’／Δ
ｎ・ｄが１近傍（０．９７〜１．０５）の範囲で、特に
優れた視角特性を示すことがわかる。換言すると、図７
〜１６の結果は、液晶パネル１１に隣接して、リタデー
ション値が液晶パネルのリタデーション値に略等しい位
相差補償フィルム１４Ａを配設することにより、液晶表
示装置２０の視角特性が著しく改善されることを示す。

【００３２】以上に説明した結果は、図６の構成におい
て、液晶パネル１１の上方に、前記位相差補償フィルム
１４Ａとは別の位相差補償フィルム１４Ｂを配設した場
合にも成立する。ただし、この場合、前記リターデショ
ンＲ’は、位相差補償フィルム１４Ａと位相差補償フィ
ルム１４Ｂの合計値となる。図１７〜２２は、図６の構
成において、位相差補償フィルム１４Ａおよび／または
１４Ｂの合計リタデーションＲ’を、液晶パネル１１の
リタデーションΔｎ・ｄに略一致させ、液晶パネル１１
中の液晶層１２の厚さｄを変化させた場合の視角特性を
示す。ただし、図１７〜２２において、ＣＲ＝１０で表
した等高線は、コントラスト比１０が得られる視角を示
す。

【００３３】図１７〜２２よりわかるように、厚さｄが
１μｍ、従って液晶パネル１１のリタデーションΔｎ・
ｄが８２ｎｍ、あるいはそれ以下になると視角特性が明
らかに劣化し、また、厚さｄが５μｍ、従って液晶パネ
ル１１のリタデーションΔｎ・ｄが４１０ｎｍ以上にな
ると視角特性が再び劣化する。このことから、図６の液
晶表示装置２０において、液晶パネル１１のリタデーシ
ョンは、約８０ｎｍ以上、より好ましくは８２ｎｍ以上
で、約４１０ｎｍ以下、より好ましくは４００ｎｍ以下
に設定するのが好ましいことがわかる。同様な結論は、
図４（Ａ），（Ｂ）に示す負の誘電率異方性液晶を使っ
た液晶表示装置に対してのみならず、図５（Ａ），
（Ｂ）に示す正の誘電率異方性液晶を使った液晶表示装
置に対しても、等しく適用される。

【００３４】図２３〜２８は、液晶層１２の厚さｄを様
々に変化させた場合の、図６の液晶表示装置２０の正面
方向への透過率を、三原色を構成するそれぞれの色（Ｂ
＝青，Ｇ＝緑，Ｒ＝青）について示したものである。た
だし、透過率は、印加電圧を、０Ｖから６Ｖまで変化さ
せながら測定した。図２３〜２６よりわかるように、液
晶層の厚さｄが１μｍ（Δｎ・ｄ＝８２ｎｍ）以下だ
と、６Ｖの駆動電圧を印加しても、透過率は、いずれの
色においても非常に低い（図２３）。

【００３５】これに対し、液晶層の厚さｄを１μｍ以上
に増大させると、前記三原色の各色共、液晶表示装置駆
動時の透過率は大きく増大し、特に図２６，２７に示す
ように、前記液晶層１２の厚さｄを４〜５μｍとした場
合には、駆動電圧パルスの大きさを約４Ｖに設定するこ
とにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色について、ほぼ同じ透過率
が実現される。

【００３６】一方、液晶層ｄの厚さをさらに増大させ、
図２８に示すように６μｍあるいはそれ以上に設定した
場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色について略等しい透過率が得ら
れる駆動電圧は、３Ｖよりやや低いあたりであるが、こ
の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対する透過率が略等し
くなる駆動電圧の範囲が図２６あるいは図２７における
よりも狭まってしまう。換言すると、図２８の構成で
は、駆動電圧のわずかな変動で白表示が着色してしまう
問題が生じる。しかし、実際に量産される液晶表示装置
において、厳密な駆動電圧の制御は困難である。

【００３７】このことからも、図６の液晶表示装置にお
いて、液晶層１２の厚さｄは、１μｍ以上、６μｍ以下
であることが好ましい。これに伴い、液晶層１２のリタ
デーションは、約８０ｎｍ以上、約４００ｎｍ以下であ
るのが好ましい。同様な結論は、図４（Ａ），（Ｂ）に
示す負の誘電率異方性液晶を使ったＶＡモード液晶表示
装置に対してのみならず、図５（Ａ），（Ｂ）に示す正
の誘電率異方性液晶を使ったＶＡモード液晶表示装置に
対しても、等しく適用される。

【００３８】図２９〜３３は、図６の液晶表示装置にお
いて、極角を＋８０°から−８０°まで変化させた場合
に観測される色変化を、各方位角について示す。ただ
し、図２９〜３３は、観測された色変化を、ＣＩＥ（１
９３１）標準表色系にプロットした図である。図２９〜
３３中、太実線は方位角が０°の場合を、細実線は方位
角が４５°の場合を、また破線は方位角が９０°の場合
を示す。

【００３９】まず、図２９を参照するに、液晶層１２の
厚さｄを１μｍ、従って液晶パネル１１のリタデーショ
ンΔｎ・ｄを８２ｎｍとした場合、極角，方位角のいず
れが変化しても、観測される色の変化はわずかである。
しかし、図３０に示すように、液晶層１２の厚さｄが３
μｍ（Δｎ・ｄ＝２４６ｎｍ）とした場合には、色変化
はやや大きくなる。ただ、図３０の場合には、色変化の
方位角依存性はまだ観測されない。

【００４０】これに対し、液晶層１２の厚さｄを４μｍ
（Δｎ・ｄ＝３２８ｎｍ）とした図３１の場合には、液
晶表示装置２０の生じる色変化はさらに大きくなり、ま
た方位角が９０°である場合と、０°あるいは４５°で
ある場合とで、異なった色変化が観測されるようにな
る。さらに、図３２に示すように液晶層１２の厚さｄを
５μｍ（Δｎ・ｄ＝４１０ｎｍ）に設定した場合、ある
いは図３３に示すように、厚さｄを６μｍ（Δｎ・ｄ＝
４９２ｎｍ）に設定した場合には、観測される色変化は
非常に大きくなる。

【００４１】図２９〜３３の結果は、ＶＡモードの液晶
表示装置を、広視野角が要求されるフルカラー液晶表示
装置に適用する場合には、液晶層１２のリタデーション
Δｎ・ｄを約３００ｎｍ以下、例えば図２８と２９の中
間の２８０ｎｍ程度に設定するのが好ましいことを示し
ている。同様な結論は、図４（Ａ），（Ｂ）に示す負の
誘電率異方性液晶を使ったＶＡモード液晶表示装置に対
してのみならず、図５（Ａ），（Ｂ）に示す正の誘電率
異方性液晶を使ったＶＡモード液晶表示装置に対して
も、等しく適用される。

【００４２】さらに、本発明の発明者は、図６の液晶表
示装置２０において、液晶層１２の上面と下面との間で
液晶分子が形成するツイスト角が、視角特性に与える影
響を、液晶層１２の厚さｄを３μｍに設定して調べた。
図３４〜３６は、ぞれぞれツイスト角を０°，９０°，
１８０°とした場合の視角特性を示す。図３４〜３６よ
りわかるように、ツイスト角による視角特性の実質的な
変化はほとんど見られない。同様な関係は、図４
（Ａ），（Ｂ）に示す負の誘電率異方性液晶を使ったＶ
Ａモード液晶表示装置に対しても、また図５（Ａ），
（Ｂ）に示す正の誘電率異方性液晶を使ったＶＡモード
液晶表示装置に対しても、等しく成立する。

【００４３】また、図６以降を参照して説明した以上の
実験では、液晶表示装置２０を構成する液晶層１２に対
し、通常のＴＮモード液晶表示装置では一般的に行われ
ているカイラル材の添加は、一切行っていない。図３７
は、液晶としてメルクジャパン社製液晶ＭＸ９４１２９
６（Δｎ＝０．０８２，Δε＝−４．６）を使い、偏光
板として日東電工のＧ１２２０ＤＵを使った場合の、図
６の液晶表示装置２０が黒表示モードにおいて示す透過
率を、９０°の方位角において極角を０°から８０°ま
で変化させた場合について示す。ただし、液晶層１２の
厚さｄは３．５μｍとした。この場合、液晶層１２が形
成するリタデーションΔｎ・ｄは２８７ｎｍとなる。

【００４４】図３７よりわかるように、位相差補償フィ
ルム１４Ａのリタデーション値Ｒ’を、液晶層１２のリ
タデーションに等しい２８７ｎｍ近傍に設定することに
より、黒表示モードにおける透過率を最小化することが
できる。同様な関係は、図４（Ａ），（Ｂ）に示す負の
誘電率異方性液晶を使ったＶＡモード液晶表示装置に対
しても、また図５（Ａ），（Ｂ）に示す正の誘電率異方
性液晶を使ったＶＡモード液晶表示装置に対しても、等
しく成立する。

【００４５】本発明の発明者は、さらに、ＶＡモード液
晶表示装置において、カイラル材の添加が視角特性に与
える影響を検討した。ＶＡモードの液晶表示装置では、
駆動電圧を印加しない非駆動状態では液晶分子は図３８
（Ａ）に概略的に示すように略垂直配向しているため、
視角特性に対するカイラル材の効果は顕著には現れない
が、図３８（Ｂ）に示す液晶分子が水平配向する駆動状
態では、カイラル材によるカイラルピッチの規制によ
る、何らかの効果が現れると考えられる。図３８（Ｂ）
の状態では、液晶分子は、カイラル材により、液晶層の
厚さ方向に、カイラル材のカイラルピッチｐおよび液晶
層の厚さｄで決まる一様なツイスト角でツイストする。
これに対し、カイラル材を添加しない場合には、図３９
（Ａ）に示すように、非駆動状態における液晶分子の配
向はカイラル材を添加した図３８（Ａ）の場合と同じで
も、駆動状態においては、カイラル材によるカイラルピ
ッチの規制が存在しないため、液晶分子のツイストが不
均一になる。すなわち、図３９（Ｂ）に示すように、液
晶分子のツイストは、上下基板にそれぞれ担持されてい
る分子配向膜の近傍では生じるものの、液晶層１２の厚
さ方向***部の領域（図３９（Ｂ）中の領域Ｃ）で
は、液晶分子のツイストはほとんど生じない。

【００４６】図４０は、図６の液晶表示装置２０におい
て、液晶層１２の厚さｄを３μｍとし、さらに液晶分子
のツイスト角を９０°とした場合について、カイラル材
を添加してｄ／ｐ比を０．２５とした場合の視角特性を
示す。図４０の視角特性は、同じ構成の液晶表示装置に
おいてカイラル材を添加しなかった場合の視角特性を示
す図３５と比較すると、コントラスト比が１０以上の領
域が減少していることがわかる。すなわち、ＶＡモード
の液晶表示装置では、視角特性の点からも、カイラル材
を添加しないのが好ましいことが結論される。

【００４７】図４１，４２は、同じく、液晶層１２の厚
さｄを３μｍ、液晶分子のツイスト角を９０°とした場
合の液晶表示装置２０の、液晶パネル正面方向へのＲ，
Ｇ，Ｂ各色の輝度特性を示す。ただし、図４１は、カイ
ラル材を添加した場合を、また図４１はカイラル材を添
加しなかった場合を示す。明らかに、カイラル材を添加
することにより、液晶表示装置の輝度が低下することが
わかる。これは、カイラル材を添加した場合、駆動状態
において図３８（Ｂ）に示すように、一様な液晶分子の
ツイストが生じるのに対し、カイラル材を添加しなかっ
た場合、図３９（Ｂ）に示すように、液晶表示装置の駆
動状態において、液晶分子がツイストしない領域Ｃが形
成され、この領域Ｃでは、光ビームは偏光面を効率よく
変化させるためであると考えられる。すなわち、ＶＡモ
ードの液晶表示装置では、輝度特性の点からも、カイラ
ル材を添加しないのが好ましいことが結論される。同様
の結論は、図４（Ａ），（Ｂ）に示す負の誘電率異方性
液晶を使ったＶＡモード液晶表示装置に対しても、また
図５（Ａ），（Ｂ）に示す正の誘電率異方性液晶を使っ
たＶＡモード液晶表示装置に対しても、等しく適用され
る。

【００４８】本発明の発明者は、さらに、図６の液晶表
示装置２０において、液晶分子のプレチルト角を変化さ
せて、視角特性の変化を調べた。その結果を図４３〜４
７に示す。ただし、図４３はプレチルト角を８９．９９
°に設定した場合を、図４４はプレチルト角を８５°に
設定した場合を、図４５はプレチルト角を８０°に設定
した場合を、また図４６はプレチルト角を７５°に設定
した場合を示す。さらに、図４７は、標準的なＴＮモー
ド液晶表示装置の視角特性を示す。

【００４９】図４３〜４７を参照するに、プレチルト角
が実質的に９０°になっている図４３の場合には最も広
い視野角が実現されているのに対し、プレチルト角が減
少するにつれて視野角も減少し、図４６に示すプレチル
ト角が７５°の場合には、図４７に示す標準的なＴＮモ
ード液晶表示装置の視野角と同等になってしまう。この
ことから、ＶＡモードの液晶表示装置においては、液晶
分子のプレチルト角を７５°以上、好ましくは８７°以
上、より好ましくは８９°以上に設定することが好まし
い。以上の結果は、図４（Ａ），（Ｂ）に示す負の誘電
率異方性液晶を使ったＶＡモード液晶表示装置に対して
も、また図５（Ａ），（Ｂ）に示す正の誘電率異方性液
晶を使ったＶＡモード液晶表示装置に対しても、等しく
成立する。

【００５０】

【発明の実施の形態】

［実施例１］図４８は、本発明の第１実施例による液晶
表示装置３０の構成を示す断面図である。図４８を参照
するに、ＩＴＯよりなる透明電極３１ａ’およびラビン
グ処理を行った配向膜３１ａを担持するガラス基板３１
Ａと、同じくＩＴＯ電極３１ｂ’および同様なラビング
処理を行った配向膜３１ｂを担持するガラス基板３１Ｂ
とが、ポリマー球３１Ｃをスペーサとして、配向膜３１
ａ，３１ｂが相互に対向するような向きに合わせられ、
シール材（図示せず）によりシールされ、液晶パネルが
形成される。さらに、前記液晶パネル中において、前記
配向膜３１ａおよび３１ｂで画成された空間内に、正あ
るいは負の誘電率異方性を有する液晶、例えばメルクジ
ャパン社製液晶ＭＪ９４１２９６（Δｎ＝０．０８０
４，Δε＝−４）を真空注入法により封入し、液晶層３
２を形成する。かかる構成では、液晶層３２の厚さ、す
なわちセル厚ｄは、ポリマーのスペーサ球３１Ｃの径に
より決定される。

【００５１】さらに、このようにして形成された液晶パ
ネルの上下それぞれに位相差補償フィルム３３Ａ，３３
Ｂが配設され、また位相差補償フィルム３３Ａの下側に
は、ポラライザ３４Ａが、また位相差補償フィルム３３
Ｂの上側にはアナライザ３４Ｂが、先に図１あるいは図
６に示したような、ツイスト中心線を基準とした方位に
形成される。すなわち、図４８の液晶表示装置は、図６
の構成において、液晶パネル１１とアナライザ１３Ｂと
の間に第２の位相差補償フィルムを設けた場合に相当す
る。

【００５２】

【表１】 表１は、ツイスト角を４５°に設定した液晶表示装置３
０において、液晶層３２の厚さｄを様々に変化させた場
合の、各々の液晶表示装置の動作特性および視角特性
の、２５°Ｃにおける評価結果を示す。ただし、表１に
は、配向膜３１ａ，３１ｂとして日産化学製の垂直配向
材ＲＮ７８３を使い、偏光板３４Ａ，３４Ｂとして日東
電工製のＧ１２２０ＤＵ偏光板あるいは住友化学製のＳ
Ｋ−１８３２ＡＰ７偏光板を使った場合の結果を示す。
また、表１の液晶表示装置では、図４８に示した位相差
補償フィルム３３Ａ，３３Ｂは省略してあるが、偏光板
の保護フィルムがある程度のリターデーション補償作用
を行う。例えば、前記Ｇ１２２０ＤＵ偏光板に付随する
保護フィルムは大きさが約４４ｎｍの負のリターデーシ
ョンを示し、また前記ＳＫー１８３２ＡＰ７偏光板に付
随する保護フィルムは大きさが約５０ｎｍの負のリター
デーションを示す。また、液晶層３２にはカイラル材は
一切添加していない。

【００５３】表１を参照するに、液晶層３２の厚さｄが
減少するに伴って立ち上がり時間Ｔ _onおよび立ち下がり
時間Ｔ_off が減少し、液晶表示装置の応答速度が改善さ
れることがわかる。また、前記液晶層の厚さｄが減少す
るに伴って、コントラスト比１０以上を与える視角範囲
が増大する。ただし、先にも説明したように、液晶層の
厚さが減少すると輝度が低下するため、先に説明したよ
うに、液晶層３２の厚さは、リタデーションΔｎ・ｄが
約８０〜約４００ｎｍの範囲に納まるように設定する必
要がある。

【００５４】前記約４４あるいは５０ｎｍの負のリタデ
ーションを有する偏光板保護フィルムは、一般にトリア
セテートセルロース（ＴＡＣ）よりなり、ＴＡＣフィル
ムと称する。かかるＴＡＣフィルムは非常にリタデーシ
ョンが小さいため、一般的なＴＮあるいはＳＴＮ液晶表
示装置では、光学的特性がほとんど影響されないため、
従来のＴＮあるいはＳＴＮ液晶表示装置において、偏光
板の保護フィルムとして広く使われている。典型的なＴ
ＡＣフィルムは、面内に５〜１５ｎｍの正のリタデーシ
ョンＲを有し、また厚さ方向に３８〜５０ｎｍの負のリ
タデーションＲ’を有する。またリタデーションＲ，
Ｒ’の大きさは、フィルムの膜厚を変化させることによ
り変化させることができる。

【００５５】しかし、今回、本発明の発明者は、ＶＡモ
ードの液晶表示装置では、このようなＴＡＣフィルムの
わずかのリタデーションでも視角特性あるいはコントラ
スト比に影響が出ること、従ってＴＡＣフィルムのリタ
デーションの最適化が必要であること、さらにかかる最
適化により、液晶表示装置の視角特性をさらに向上させ
ることができることを見出した。ただし、偏光板外側の
ＴＡＣフィルムは、液晶表示装置の光学特性を変化させ
ることはない。

【００５６】従来のＴＮあるいはＳＴＮモード液晶表示
装置では、ＴＡＣフィルムはその遅相軸が、隣接する偏
光板の吸収軸に平行になるように配置されるが、後ほど
説明するように、本発明では、ＴＡＣフィルムを、その
遅相軸が隣接する偏光板の吸収軸に直交するように配設
するのが好ましいことが明らかになった。このような場
合、位相差補償フィルムの実効的なリタデーションは、
位相差補償フィルムの正のリタデーションから、ＴＡＣ
フィルムの正のリタデーションを引いた値となる。従っ
て、このようなＴＡＣフィルムを有する標準的な偏光板
を使う場合は、位相差補償フィルムのリタデーション
を、理論的な最適値よりも、液晶パネルの上下に配設さ
れた２枚のＴＡＣフィルムのリタデーションの分だけ、
予め大きくしておく必要がある。逆に、ＴＡＣフィルム
を、その遅相軸が隣接する偏光板の吸収軸に平行に配設
する場合には、位相差補償フィルムの実効的なリタデー
ションは、ＴＡＣフィルム２枚分のだけ増加する。この
ため、位相差補償フィルム委のリタデーションを、理論
的な最適値に対してＴＡＣフィルム２枚分の正リタデー
ションの分だけ予め小さくしておく必要がある。

【００５７】図４９（Ａ），（Ｂ）は、図４８の構成の
液晶表示装置において、セル厚ｄを３μｍ、ツイスト角
を４５°とした場合の視角特性を示す。ただし、図４９
の例ではカイラル材は添加しておらず、また液晶には前
記ＭＪ９４１２９６を、偏光板にはＧ１２２０ＤＵを使
っている。ただし、図４９（Ａ），（Ｂ）の結果は、偏
光板３４Ａ，３４Ｂが位相差補償フィルム３３Ｂ，３４
Ｂを兼用した場合についてのものである。

【００５８】図４９（Ａ）中、コントラスト比が１０以
上の領域を白色で示すが、白色の領域は非常に広く、非
常に広い視角特性が得られていることがわかる。また、
図４９（Ｂ）よりわかるように、かかる液晶表示装置で
は、正面方向において２０００近いコントラスト比か得
られる。図５０（Ａ），（Ｂ）は、図４８の液晶表示装
置において、市販の位相差補償フィルム（住友化学製Ｖ
ＡＣ０）を位相差補償フィルム３３Ａ，３３Ｂとして使
った場合の視角特性を示す。ただし、液晶パネルは、２
４１ｎｍのリタデーション値Δｎ・ｄを有するため、偏
光板３４Ａ，３４Ｂおよび位相差補償フィルム３３Ａ，
３３Ｂの合計リタデーション値Ｒ’の大きさを、前記２
４１ｎｍに近い２１８ｎｍに設定している。

【００５９】図５０（Ａ）よりわかるように、この場合
コントラスト比が１０を越える視野角領域は、図４９
（Ａ）の場合よりもさらに拡大し、またパネル正面方向
のコントラスト比も、図５０（Ｂ）に示すように４００
０に達することがわかる。先に、図４３〜４７に関連し
て、プレチルト角が７５°以下になると、ＶＡモード液
晶表示装置では、視角特性が従来のＴＮモード液晶表示
装置程度に劣化することを説明したが、図４８のよう
な、液晶層３２の上下に位相差補償フィルム３４Ａ，３
４Ｂを有する構成では、プレチルト角が７５°において
も、図５１に示すように、コントラスト比１０（ＣＲ＝
１０）を与える領域は広くなり、液晶表示装置として満
足できる視角特性が得られる。ただし、図５１は、液晶
層３２の厚さが３μｍ、ツイスト角が４５°，プレチル
ト角が７５°の場合についてのものである。 ［実施例２］次に、本発明の第２実施例による液晶表示
装置について説明する。

【００６０】本実施例では、図４８の構成を有する液晶
表示装置において、液晶として、先のＭＪ９４１２９６
の代わりに同じメルク社製のＭＸ９５７８５（Δｎ＝
０．０８１３，Δε＝−４．６）を使う。その他の構成
は図４８の装置と同じであるため、装置の構成について
の説明は省略する。図５２は、液晶層３２のセル厚ｄを
３μｍとした場合の本実施例による液晶表示装置の立ち
上がり特性を、ツイスト角を０°，４５°および９０°
とした場合について示す。この例では、液晶層３２中に
カイラル材は添加していない。図５２よりわかるよう
に、立ち上がり時間Ｔ_ONは、ツイスト角が０°の場合を
除き、印加電圧が４〜８Ｖの範囲で１０ｍｓ前後であ
り、液晶表示装置は非常に優れた立ち上がり特性を有す
ることがわかる。これに対し、ＴＮモードの液晶表示装
置では、立ち上がり時間Ｔ_ONは一般に２０ｍｓ以上であ
る。

【００６１】図５３は、セル厚ｄを同じく３μｍとした
場合の本実施例による液晶表示装置の立ち下がり特性
を、ツイスト角を０°，４５°および９０°とした場合
について示す。この例でも、液晶層３２中にカイラル材
は添加していない。図５３よりわかるように、立ち下が
り時間Ｔ_OFF は、いずれのツイスト角においても、５ｍ
ｓ前後であり、液晶表示装置は非常に優れた立ち下がり
特性を有することがわかる。これに対し、ＴＮモードの
液晶表示装置では、立ち下がり時間Ｔ_OFF は一般に４０
ｍｓ以上である。

【００６２】

【表２】 表２は、本実施例による液晶表示装置において、偏光板
３４Ａ，３４Ｂおよび位相差補償フィルム３３Ａ，３３
Ｂが形成する負のリタデーションＲ’の合計値を変化さ
せた場合の視角特性、特にコントラスト比１０を与える
視角範囲および１１階調反転角度の変化を示す。１１階
調反転角度とは、液晶パネルの正面方向に１１階調によ
り中間調を行った場合に、かかる中間調を構成する階調
の輝度が互いに反転して見えるような極角方向を表す。
このような階調反転が生じると表示がつぶれて見にくく
なる。このため、階調反転角度は、広い程好ましい。た
だし、本実施例では液晶層３２のリタデーションΔｎ・
ｄは正で、２４６ｎｍの値を有する。表２は、位相差補
償フィルム３３Ａ，３３Ｂおよび偏光板３４Ａ，３４Ｂ
が形成するリタデーションＲ’の合計値を液晶層３２の
リタデーションΔｎ・ｄに近く設定することにより、９
０°，−９０°，１８０°の方位角において、視野角が
拡大することがわかる。

【００６３】

【表３】 表３は、本実施例において、ツイスト角を変化させた場
合の視角特性および１１階調反転角度の変化を示す。表
３の結果は、ツイスト角による視角依存性は実質的に存
在しないことを示す。ただし、表３の結果は、位相差補
償フィルム３３Ａ，３３Ｂは設けず、偏光板３４Ａ，３
４Ｂの位相差補償作用（Ｒ’＝８８ｎｍ）のみが存在す
る場合についてのものである。 ［実施例３］図５４は、本発明の第３実施例による液晶
表示装置４０の構成を示す。ただし、図５４中、先に説
明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略す
る。

【００６４】図５４を参照するに、液晶表示装置４０は
図４８に説明した液晶表示装置３０と類似した構成を有
するが、図４８の負リタデーションを有するの位相差補
償フィルム３３Ｂの代わりに、正のリタデーションを有
する第１の位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ と負のリタ
デーションを有する第２の位相差補償フィルム（３３
Ｂ）₂ とを、前記正の位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁
を液晶パネル３１の近傍に、また負の位相差補償フィル
ム（３３Ｂ）₂ をその外側に配設する点で異なってい
る。位相差補償フィルム（３３Ｂ）₂ は液晶パネル３１
の主面に垂直な光軸を有するのに対し、位相差補償フィ
ルム（３３Ｂ）₁ は液晶パネル３１の主面に平行な光軸
を有する。

【００６５】図５５は、図５４の液晶表示装置４０にお
いて、液晶層３２の厚さｄを３．５μｍ、ツイスト角を
４５°とした場合の、様々な極角に対する黒表示状態
（非駆動時）の透過率を示す。ただし、図５５において
は、正の位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ のリタデーシ
ョンを１００ｎｍとし、その光軸角θを様々に変化させ
ている。光軸角θは、図５４に示したように、ツイスト
中心軸に対して位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ の光軸
がなす角度として定義される。その際、負の位相差補償
フィルム（３３Ｂ）₂ のリタデーション値は前記液晶パ
ネル３１のリタデーションΔｎ・ｄに略等しく設定して
あり、また図示した透過率は９０°方位角方向について
のものである。

【００６６】図５５を参照するに、いずれの極角におい
ても、光軸角θが約４５°の場合に、黒表示状態の透過
率が最小になることがわかる。このように、黒表示の透
過率をあらゆる視角について最小化することにより、視
角特性の向上を実現することができる。図５５では、極
角が０°および２０°の場合に、約１３５°の光軸角に
おいても黒表示状態の透過率が最小になるが、この場合
は極角が４０°以上において透過率が大きくなるため、
望ましい視角特性の改善はもたらされない。

【００６７】図５６は、図５４の液晶表示装置４０にお
いて、正の位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ のリタデー
ションを変化させた場合の黒表示状態の透過率を様々な
極角について示す。ただし、図５６の場合にも、方位角
は９０°としてある。図５６を参照するに、正の位相差
補償フィルム（３３Ｂ）₁ のリタデーション値を２０〜
６０ｎｍの範囲に設定することにより、黒表示状態にお
ける透過率を、あらゆる極角について最小化することが
できる。この場合、透過率は０．００２を下回る。

【００６８】図５７は、図５４の液晶表示装置４０の視
角特性を示す。ただし、図５７の特性では、正の位相差
補償フィルム（３３Ｂ）₁ のリタデーションＲを２５ｎ
ｍ、負の位相差補償フィルム（３３Ｂ）₂ のリタデーシ
ョンＲ’を２４０ｎｍとしている。また、液晶分子のツ
イスト角を４５°、液晶層３２の厚さを３μｍとしてい
る。図５７よりわかるように、正および負の位相差補償
フィルムを組み合わせて使うことにより、非常に広い視
野角が得られる。

【００６９】これに対し、同じ正および負の位相差補償
フィルムを、順序を逆転して配設した場合、液晶表示装
置４０の視角特性は、図５８のように、著しく狭まって
しまう。このことから、液晶表示装置４０において正お
よび負の位相差補償フィルムを組み合わせる場合、その
位置関係が重要で、負の位相差補償フィルム（３３Ｂ）
₂ を正の位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ の外側に配設
する必要があることがわかる。

【００７０】さらに、図５９は、図５４の液晶表示装置
４０において、位相差補償フィルムを省略した場合の視
角特性を示す。図５９よりわかるように、視角特性は、
この場合非常に狭まってしまう。 ［実施例４］図６０は、さらに図５４の液晶表示装置４
０において、下側偏光板３４Ａと液晶パネル３１との間
にも、負のリタデーションを有する別の負の位相差補償
フィルム（３３Ａ）₂ を配設した構成の液晶表示装置５
０を示す。

【００７１】図６１は、前記液晶表示装置４０におい
て、前記別の負の位相差補償フィルムと前記位相差補償
フィルム（３３Ｂ）₂ の合計のリタデーション値を前記
液晶パネル３１のリタデーション値に略等しく設定した
場合における、黒表示状態の透過率を、前記正の位相差
補償フィルム（３３Ｂ）₁ のリタデーション値の関数と
して示す。

【００７２】図６１よりわかるように、かかる構成によ
り、黒表示状態における透過率は、位相差補償フィルム
（３３Ｂ）₁ のリタデーションが５０〜６０ｎｍの範囲
にある場合に最小になる。すなわち、かかる位相差補償
フィルム（３３Ｂ）₁ が有効であるためには、位相差補
償フィルム（３３Ｂ）₁ のリタデーション値を約１００
ｎｍ以下に設定する必要がある。

【００７３】図６２は、図６０の液晶表示装置５０にお
いて、前記位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ のリタデー
ション値を３０ｎｍに固定し、負の位相差補償フィルム
（３３Ｂ）₂ ，（３３Ａ）₂ のリタデーション値Ｒ’を
変化させた場合の黒表示状態における透過率を示す。た
だし、先の場合と同様に、透過率は９０°方位角方向へ
のもので、極角の値を様々に変化させている。

【００７４】図６２よりわかるように、透過率が最小と
なるのは、位相差補償フィルム（３３Ｂ）₂ が形成する
負のリタデーションＲ’の値が約２５０ｎｍの場合であ
るが、この最適値は、液晶層３２のリタデーションΔｎ
・ｄの値よりも多少小さい。先にも説明したように、正
の位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ を設けない場合に
は、位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ の最適リタデーシ
ョン値は、液晶層３２のリタデーション値Δｎ・ｄと等
しい。すなわち、前記負の位相差補償フィルム（３３
Ｂ）₂ ，（３３Ａ）₂ に加えて正の位相差補償フィルム
（３３Ｂ）₁ を使う場合、負の位相差補償フィルム（３
３Ｂ）₂ の最適値は、液晶層３２のリタデーション値Δ
ｎ・ｄよりも多少小さく設定する必要がある。いずれに
せよ、負の位相差補償フィルムの合計リタデーション値
Ｒ’は、位相差補償フィルム（３２Ｂ）₂ のみを使う場
合でも、またさらに別の負の位相差補償フィルムを使う
場合でも、液晶層３２のリタデーション値Δｎ・ｄの２
倍以下に設定する必要がある。

【００７５】図６３は、図６０の液晶表示装置５０の視
角特性を示す。負の位相差補償フィルムだけを使った場
合の対応する視角特性を示す図１９の結果と比較する
と、コントラスト比が１０以上の領域の面積が拡大して
いることがわかる。 ［実施例５］図６４は、本発明の第５実施例による液晶
表示装置５０’の構成を示す。ただし、図６４中先に説
明した部分には対応する参照符号を付し、説明を省略す
る。

【００７６】図６４を参照するに、液晶表示装置５０’
は、前記液晶パネル３１と前記負の位相差補償フィルム
（３３Ａ）₂ との間に、正の位相差補償フィルム（３３
Ａ） ₁ を配設してなり、図６５に示す優れた視野角特性
が得られる。 ［実施例６］図６６は、本発明の第６実施例による液晶
表示装置６０の構成を示す。ただし、図６６中先に説明
した部分には対応する参照符号を付し、説明を省略す
る。

【００７７】図６６を参照するに、本実施例において
は、先に説明した液晶表示装置５０，５０’において、
正の位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ と負の位相差補償
フィルム（３３Ｂ）₂ とを設ける代わりに、単一の２軸
性位相差補償フィルム３３Ｂ’を液晶パネル３１と偏光
板３４Ｂとの間に挿入する。位相差補償フィルム３３
Ｂ’は光学的２軸性を有し、ｘ，ｙ，ｚの各方向への屈
折率ｎ_X ，ｎ_y ，ｎ_z について、ｎ_X ＞ｎ_y ＞ｎ_z ある
いはｎ_y ＞ｎ_X ＞ｎ_zが成立する。かかる２軸性位相差
補償フィルムは公知であり、例えば特開昭５９−１８９
３２５に記載されているものを使ってもよい。

【００７８】かかる２軸性位相差補償フィルム３３Ｂ’
が形成するリタデーションは、面内方向について式Ｒ＝
｜ｎ_X −ｎ_y ｜・ｄにより与えられ、また液晶パネル３
２に垂直な方向（厚さ方向）に式Ｒ’＝｛（ｎ_X ＋
ｎ_y ）／２−ｎ_z ｝・ｄで与えられる。本実施例では、
面内のリタデーション値を１２０ｎｍ以下、厚さ方向の
リタデーションを液晶層３２のリタデーションΔｎ・ｄ
に等しく設定することにより、最適な結果が得られる。
ただし、図６６の例では、位相差補償フィルム３３Ｂ’
は、その面内遅相軸が偏光板３４Ｂの吸収軸に略平行に
なるように配設される。面内遅相軸は、ｎ_X ＞ｎ_y ＞ｎ
_z の関係が成立する場合にはｘ軸に、またｎ _y ＞ｎ_X ＞
ｎ_z が成立する場合にはｙ軸に一致する。

【００７９】図６７は、図６６の液晶表示装置６０にお
いて、前記２軸性位相差補償フィルム３３Ｂ’の面内遅
相軸ｎ_x の方位角を変化させた場合の、黒表示モードに
おける透過率を示す。図６７よりわかるように、２軸性
位相差フィルム３３Ｂ’は、前記面内遅相軸ｎ_x の方位
角θが約４５°または１３５°、すなわち隣接する偏光
板３４Ｂの吸収軸に直交するようにまたは平行に延在す
るように配設することにより、黒表示モードにおける透
過率を最小にすることができる。特に、前記方位角θを
約４５°に設定することにより、８０°〜０°までの全
ての範囲の極角にわたり、黒表示モードにおける透過率
を０．２％以下に抑止することができる。

【００８０】図６８は、図６６の液晶表示装置６０にお
いて、前記２軸性位相差補償フィルム３３Ｂ’の厚さを
変化させた場合の、黒表示モードにおける透過率を示
す。図６８よりわかるように、厚さが約１３０μｍのと
ころで透過率は最小になるが、前記２軸性位相差フィル
ム３３Ｂ’は、この厚さにおいては、面内で３９ｎｍ、
厚さ方向に２４０ｎｍのリタデーションＲあるいはＲ’
を生じる。上記の結果を一般化すると、図６６の液晶表
示装置６０において、面内リタデーションＲを１２０ｎ
ｍ以下、好ましくは２０〜６０ｎｍの範囲、厚さ方向の
リタデーションＲ’を液晶層３２のリタデーションΔｎ
・ｄの２倍以下に設定することにより、黒表示モードに
おける透過率を最小化することができる。

【００８１】図６９は、図６６の液晶表示装置６０の視
角特性を示す。ただし図６９において、ｎ_x ＝１．５０
２，ｎ_y ＝１．５０１７，ｎ_z ＝１．５，ｄ＝１２０ｎ
ｍとしている。ｄは液晶層３２の厚さである。図６９よ
りわかるように、液晶表示装置６０は優れた視角特性を
示す。上記２軸性位相差フィルムとしては、ポリカーボ
ネートを２軸延伸した位相差フィルム（例えば住友化学
製のＶＡＣフィルム）や、偏光板の保護フィルムとして
いるＴＡＣフィルム等を使うことができる。 ［実施例７］図７０は、本発明の第７実施例による液晶
表示装置７０の構成を示す。ただし、図７０中先に説明
した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。

【００８２】図７０を参照するに、本実施例では、前記
位相差補償フィルム３３Ｂ’の他に、液晶パネル３１と
ポラライザ３４Ａとの間にも光学的２軸性位相差補償フ
ィルム３３Ａ’を配設し、その際位相差補償フィルム３
３Ｂ’および３３Ａ’を、フィルム３３Ｂ’の遅相軸
が、隣接するアナライザの吸収軸に実質的に直交するよ
うに、またフィルム３３Ａ’の遅相軸が、隣接するポラ
ライザの吸収軸に直交するように配設する。

【００８３】図７１は、液晶表示装置７０の視角特性を
示す。図７１よりわかるように、液晶表示装置７０は優
れた視角特性を与える。 ［実施例８］図７２は、本発明の第８実施例による液晶
表示装置８０の構成を示す。ただし、図７２中先に説明
した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
図７２を参照するに、液晶表示装置８０は、図５４の液
晶表示装置４０において、位相差補償フィルム（３３
Ｂ）₂ を省略したものになっている。

【００８４】図７３は、液晶表示装置８０の黒表示モー
ドにおける透過率を、正の位相差補償フィルム（３３
Ｂ）₁ を回転させながら、すなわちフィルム（３３Ｂ）
₁ のｎ _x 軸の方位角を変化させながら求めたものであ
る。図７３よりわかるように、黒表示モードにおける液
晶パネルの透過率は、ｎ_xがツイスト中心軸に対して約
４５°あるいは約１３５°の位置関係にある場合に最小
になる。このうち、特に４５°の方位角においては０°
〜８０°の範囲の全ての極角に対して透過率が最小とな
るため、最も好ましい。

【００８５】図７４は、液晶表示装置８０の黒表示モー
ドにおける透過率を、前記正の位相差補償フィルム（３
３Ｂ）₁ の厚さの関数として示す。図７４を参照する
に、液晶表示装置８０の黒標示モードにおける透過率
は、前記位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ が１４０〜１
５０μｍの厚さのときに最小になることがわかる。位相
差補償フィルム（３３Ｂ）₁ の面内リタデーションＲ
は、厚さが１４０〜１５０μｍの場合、１４０〜１６０
μｍの範囲に入る。すなわち、液晶表示装置８０におい
て正の位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ のみを使う場合
には、フィルム（３３Ｂ）₁ の面内リタデーションは３
００ｎｍ以内であるのが好ましい。

【００８６】図７５は、図７３，７４に従って最適化さ
れた液晶表示装置８０の視角特性を示す。図７５よりわ
かるように、液晶表示装置８０の視角特性は、図５９に
示す位相差補償フィルムを設けない場合にくらべると著
しく向上している。 ［実施例９］図７６は、本発明の第９実施例による液晶
表示装置９０の構成を示す。

【００８７】図７６を参照するに、液晶表示装置９０
は、前記液晶表示装置８０に、図６４の液晶表示装置５
０’に示した正の位相差補償フィルム（３３Ａ）₁ を追
加した構成を有する。ただし、位相差補償フィルム（３
３Ｂ）₁ は、面内遅相軸ｎ_x が隣接するアナライザ３４
Ｂの吸収軸に直交するように、また位相差補償フィルム
（３３Ａ）₁ は、面内遅相軸ｎ_x が隣接するポラライザ
３４Ａの吸収軸に直交するように配設されている。

【００８８】図７７は、液晶表示装置９０の視角特性を
示す。図７７を参照するに、液晶表示装置９０の視角特
性は、図５９に示す位相差補償フィルムを設けなかった
場合の視角特性と比較すると、大きく改善されている。 ［実施例１０］図７８は、本発明の第１０実施例による
液晶表示装置１００の構成を示す。

【００８９】図７８を参照するに、液晶表示装置１００
は先に説明した液晶表示装置９０と同様な構成を有する
が、位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ を、面内遅相軸ｎ
_x が隣接するアナライザ３４Ｂの吸収軸と４５°の角度
をなすように、また位相差補償フィルム（３３Ａ）
₁ を、面内遅相軸ｎ_x が隣接するポラライザ３４Ａの吸
収軸と４５°の角度をなるように配設した点が異なって
いる。

【００９０】図７９は、液晶表示装置１００の視角特性
を、位相差補償フィルム（３３Ａ） ₁ ，（３３Ｂ）₁ の
リタデーション値Ｒをそれぞれ７５ｎｍとした場合につ
いて示す。図７９よりわかるように、液晶表示装置１０
０の視角特性は、図５９に示す位相差補償フィルムを設
けなかった場合の視角特性を比較すると改善はされてい
るものの、他の実施例のものに比べると多少劣ってい
る。 ［実施例１１］図８０は、本発明の第１１実施例による
アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置１１０の
構成を示す。

【００９１】本実施例においては、図８０の構成におい
て、ガラス基板３１Ａまたは３１Ｂ上に、液晶パネル中
に画成された画素に対応して複数の透明画素電極（３１
ａ’）_PIXEL と、これを駆動するＴＦＴ（３１ａ’）
_TFT とが形成される。すなわち、前記透明画素電極（３
１ａ’）_PIXEL とＴＦＴ（３１ａ’）_TFT とは、図４８
の電極３１ａ’あるいは３１ｂ’に対応する。また、前
記基板３１Ａまたは３１Ｂ上には、マトリクス配列され
たＴＦＴに駆動信号を供給するデータバスＤＡＴＡとこ
れを活性化するアドレスバスＡＤＤＲとが延在する。

【００９２】図８１は、液晶表示装置１１０の視角特性
を、液晶としてメルクジャパン社ＭＪ９５７８５を使
い、液晶層の厚さを３μｍとした場合について示す。こ
の場合、液晶分子のツイスト角は４５°、液晶層３２の
リタデーションΔｎ・ｄは２４１ｎｍとしてあり、分子
配向膜３１ａ，３１ｂ（図４８参照）として日産化学性
ＲＮ７８３を使っている。図６１よりわかるように、非
常に広い視角範囲を有するアクティブマトリクス駆動液
晶表示装置が得られる。 ［実施例１２］以上に説明した各実施例においては、図
８２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、各々の画素で液晶の
分子配向が一様な、いわゆる単一ドメイン分子配向構成
を使っていた。ただし、図８２（Ａ）は液晶表示装置の
一画素分の領域の平面図、図８２（Ｂ）は、図８２
（Ａ）中の線Ａ−Ｂに沿った断面図、図８２（Ｃ）は図
８２（Ｂ）の液晶表示装置に二つの異なった方向から入
射光ＸおよびＹを入射させた場合の構成を示し、図中先
に説明した部分には同一の参照符号を付してある。ま
た、図８２（Ａ）において、実線の矢印は、上側基板３
１Ｂに担持された分子配向膜３１ｂのラビング方向を、
また点線の矢印は、下側基板３１Ａに担持された分子配
向膜３１ａのラビング方向を示す。分子配向膜３１ｂの
ラビング方向と分子配向膜３１ａのラビング方向とはα
₁ の角度で交差するが、液晶分子のツイスト角を４５°
に設定する場合には、前記角度α₁ は４５°の角度に設
定する。

【００９３】図８２（Ｃ）よりわかるように、このよう
な単一ドメイン分子配向構成を有する液晶表示装置にお
いては、その駆動状態において、入射光Ｘの方向から見
た分子配向と入射光Ｙの方向から見た分子配向とが異な
るため、実質的な視角特性の低下が避けられない。これ
に対し、図８３（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１２実施例
による液晶表示装置１２０の構成を示す。ただし、先に
説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略す
る。

【００９４】図８３（Ａ）〜（Ｃ）の構成では、図８３
（Ｂ）に示すように、各々の画素において、紫外線改質
分子配向膜３１ａ’，３１ｂ’を、それぞれ分子配向膜
３１ａ，３１ｂの一部を覆うように形成する。かかる紫
外線改質分子配向膜は、例えば分子配向膜３１ａ，３１
ｂのラビングの後、別の分子配向膜をその上に堆積し、
これに紫外線を照射して分子配向を変化させた後、各画
素においてその一部だけを残すようにパターニングする
ことにより形成すればよい。

【００９５】その際、図８３（Ｂ）の断面図に示すよう
に、図８３（Ａ）の平面図の紙面下側の領域に前記改質
分子配向膜３１ａ’を形成し、また紙面上側の領域に前
記改質分子配向膜３１ｂ’を形成することにより、図８
３（Ｃ）に示すように入射光ＸおよびＹを異なった方向
から入射させた場合に、前記いずれの方向においても光
が感受する液晶分子配向が、液晶表示装置の駆動状態に
おいて同等になり、液晶表示装置の視角特性がさらに改
善される。

【００９６】図８４（Ａ）〜（Ｃ）は本実施例の一変形
例を示す。図８４（Ａ）を参照するに、本実施例におい
ては、紙面上側の領域と紙面下側の領域においてラビン
グ方向を変化させてあり、その結果図８４（Ｂ）の断面
図に示すように、分子配向が各画素中において右側領域
と左側領域（図８４（Ａ）の上側領域と下側領域に対
応）で異なる。その結果、図８４（Ｃ）に示すように、
入射光ＸおよびＹを二つの異なった方向から入射させた
場合、それそれの方向において液晶分子の配向は図８３
（Ｃ）の場合と同様に等価になり、液晶表示装置の視角
特性が向上する。

【００９７】図８５は、図８４の構成の液晶表示装置に
おいて、角度α₁ ，α₂ をいずれも４５°、液晶層３２
の厚さｄを３μｍとした場合の視角特性を示す。ただ
し、液晶表示装置は図８５において、液晶層３２として
前記メルクジャパン社のＭＪ９５７８５を使い、カイラ
ル材は添加していない。すなわち、液晶層３２は、この
場合リタデーションΔｎ・ｄとして２８７ｎｍの値を有
し、ツイスト角は４５°に設定される。また、図６４に
示す正および負の位相差補償フィルムを、正の位相差補
償フィルム（３３Ａ）₁ ，（３３Ａ）₁ の合計リタデー
ション値Ｒが２５ｎｍ、負の位相差補償フィルム（３３
Ｂ）₂ ，の合計リタデーション値Ｒ’が１６０ｎｍにな
るように設けている。

【００９８】図８５を参照するに、液晶表示装置をこの
ように構成することにより、コントラスト比が１０を下
回る領域は非常に限定されており、非常にすぐれた視角
特性が得られることがわかる。図８６は、同じ構成の液
晶表示装置の視角特性のシミュレーションの結果である
が、これによれば、液晶表示装置は各部材の最適化によ
り、さらに優れた視角特性を実現可能であることがわか
る。

【００９９】図８７は、前記第１〜第１２の各実施例で
記載した液晶表示装置を使って構成した直視型液晶表示
装置１３０の構成を示す。図８７を参照するに、直視型
液晶表示装置１３０は、前記液晶表示装置１０〜１２０
のいずれであってもよいＶＡモード液晶表示装置１０１
と、その背後に配設された面光源１０３とより構成され
る。液晶表示装置１０１には、複数の画素領域１０２が
画成され、前記面光源１０３から放射されるバックライ
トを光学的に変調する。一方、面光源１０３は、蛍光管
等の線光源を含む光源部１０３と、前記線光源から放射
された光を拡散させ、前記液晶表示装置１０１の全面
を、２次元的に照明する光拡散部１０４とよりなる。

【０１００】先に各実施例で説明した本発明によるＶＡ
モード液晶表示装置は、特に広い視角特性を与えるた
め、図８７に示したような構成の直視型液晶表示装置に
特に適している。以上の各実施例において、液晶層３２
には負の誘電率異方性を有する液晶を使ったが、本発明
は先にも説明したように、かかる負の誘電率異方性を有
する液晶に限定されるものではなく、正の誘電率異方性
を有する液晶（いわゆるｐ型液晶）を使うことも可能で
ある。また、誘電率異方性の正負自体は、図４，５に示
す駆動方式には関係するものの、図６以降に説明した光
学的特性には関係しないため、先に説明した液晶層およ
び位相差補償フィルムの最適化は、正の誘電率異方性を
有する液晶を使った場合でも、同様に成立する。

【０１０１】また、本発明では図５４，６０あるいは６
４の実施例において、１２０ｎｍ以下のリタデーション
を有する複屈折フィルムを位相差補償フィルム（３３
Ａ）₁あるいは（３３Ｂ）₁ として使うが、従来このよ
うな複屈折が非常に小さい位相差補償フィルムを作製す
ることが困難であった。これに対し、本発明の発明者
は、ノルボルネン構造を主鎖中に有する樹脂が、ほとん
ど光学的に等方的であることに着目し、かかるノルボル
ネン樹脂を使って前記最適な位相差補償フィルム（３３
Ａ）₁ ，（３３Ｂ）₁ を作製することに成功した。 ［実施例１３］図８８は、本発明の第１３実施例による
液晶表示装置１４０の構成を示す。ただし、図８８中、
先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省
略する。

【０１０２】図８８を参照するに、液晶表示装置１４０
は、図５４の液晶表示装置４０と類似した構成を有する
が、リターデーションＲ₁ を有する位相差補償フィルム
（３３Ｂ）₁ の遅相軸（ｎ_x ）とリタデーションＲ₂ を
有する位相差補償フィルム（３３Ｂ）₂ の遅相軸
（ｎ_x ）とが、相互に直交するように配設される。図８
９は、液晶表示装置１４０の、黒表示での透過率Ｔｂ
を、位相差補償フィルム（３３Ｂ）₂ のリタデーション
Ｒ₂ を１５０ｎｍに設定し、位相差補償フィルム（３３
Ｂ）₁ のリタデーションＲ₁ を様々に変化させた場合に
ついて示す。

【０１０３】図８９を参照するに、透過率Ｔｂは、リタ
デーションＲ₁ とＲ₂ の和が前記液晶層３２のリタデー
ションΔｎ・ｄに略等しくなった場合に最小になること
がわかる。図９０は、図８９の液晶表示装置１４０にお
いて、位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ ，（３３Ｂ）₂
の方位を、図９１（Ａ），（Ｂ），９２（Ａ），（Ｂ）
に示すように様々に変化させた場合における、前記黒表
示透過率Ｔｂの極角依存性を示す。

【０１０４】図９０を参照するに、前記透過率Ｔｂの極
角依存性、すなわち液晶表示装置１４０の視角特性は、
図９１（Ｂ）あるいは図９２（Ｄ）に示す、液晶層３２
に近い側の位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ の遅相軸
が、前記液晶層３２に対して前記位相差補償フィルム
（３３Ｂ）₁ と同じ側に配設された偏光板３４Ｂの吸収
軸に対して直交する構成において、大きく改善されるこ
とがわかる。一方、図９２（Ｃ）の構成では、前記透過
率Ｔｂの極角依存性は、位相差補償フィルムを設けなか
った場合よりも悪化している。

【０１０５】図９３（Ａ）は、液晶表示装置１４０の視
角特性を、図９３（Ｂ）に示す位相差補償フィルムを設
けない構成の液晶表示装置の視角特性と比較して示す。
ただし、図９３（Ａ），（Ｂ）において、斜線部はコン
トラスト比が１以下の領域を示す。図９３（Ａ），
（Ｂ）を比較するに、液晶表示装置１４０は、位相差補
償フィルムを設けない構成の液晶表示装置に対して優れ
た視角特性を有することがわかる。

【０１０６】図９３（Ａ）の特性は、液晶層３２に負の
誘電率異方性を有する液晶を使った場合にも、正の誘電
率異方性を有する液晶を使った場合にも、同様に得られ
る。 ［実施例１４］図９４は、本発明の第１４実施例による
液晶表示装置１５０の構成を示す。ただし、図９４中、
先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省
略する。

【０１０７】図９４を参照するに、液晶表示装置１５０
は、液晶層３２としてｐ型液晶分子３２ａよりなるｐ型
液晶を使い、ガラス基板３１Ａおよび３１Ｂ上に形成さ
れた電極３１ａ’および３１ｂ’に印加した電圧によ
り、液晶分子のチルト角を制御する。その際、ガラス基
板３１Ａあるいは３１Ｂおよびその上の電極を覆うよう
に形成された分子配向膜（図示せず）との相互作用によ
り、前記ｐ液晶分子３２ａは、非駆動状態において、実
質的に垂直に配向する。さらに、図９４の構成では、上
側ガラス基板３１Ｂ上に、図５４の構成と同様な、正の
位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ および負の位相差補償
フィルム（３３Ｂ）₂ が配設される。

【０１０８】図９５は、図９４の液晶表示装置１５０の
視角特性を示す。ただし、図９５の特性は、液晶層３２
として、メルク社製の正の誘電率異方性の液晶ＺＬＩ−
４７９２を使い、位相差補償フィルム（３３Ｂ）₁ のリ
タデーションＲを２５ｎｍ、位相差補償フィルム（３３
Ｂ）₂ のリタデーションＲ’を２４０ｎｍとした場合に
ついてのものである。また、図９５中、分子配向膜とし
ては、日本合成ゴム製のＪＡＬＳ２０４を使い、液晶層
３２の厚さは３．５μｍに設定している。

【０１０９】図９５を参照するに、液晶表示装置１５０
の視角特性は、先の実施例で説明したのと同様な、すな
わち例えば図６５の視角特性と同様なパターンを有して
いることがわかる。同様な優れた視角特性パターンは、
図５（Ａ），（Ｂ）の液晶表示装置においても得られ
る。また、図５（Ａ），（Ｂ），あるいは図９４の液晶
表示装置を、図８０に示すアクティブマトリクス構成に
変形することは容易である。この場合にも、同様な優れ
た視野角パターンが選られる。

【０１１０】以上、本発明を好ましい実施例について説
明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な
変形あるいは変更が可能である。

【０１１１】

【発明の効果】請求項１，２記載の本発明の特徴によれ
ば、液晶層を挟持する第１および第２の基板と、前記第
１の基板の、前記液晶層に接する側とは反対側に配設さ
れた第１の偏光板と、前記第２の基板の、前記液晶層に
接する側とは反対側に配設された第２の偏光板とを備
え、前記液晶層は、外部電界が印加されていない非駆動
状態において前記第１および第２の基板に対して略垂直
な第１の配向方向に配向する液晶分子を含み、前記第１
の基板は、駆動状態において前記液晶分子の配向方向が
前記第１の配向方向から前記第１および第２の基板に平
行な第２の配向方向に向かって変化するように作用する
電界を形成する第１および第２の電極を担持した垂直配
向モードの液晶表示装置において、前記第１の基板と前
記第１の偏光板との間の第１の隙間と、前記第２の基板
と前記第２の偏光板との間の第２の隙間の少なくとも一
方に、ｘ，ｙ，ｚの各方向への屈折率ｎ _x ，ｎ _y ，ｎ _z
について、ｎ _x ＞ｎ _y ＝ｎ _z となる正の屈折率異方性を
有する第１の位相差板と、ｎ _y ＝ｎ _x ＞ｎ _z となる負の
屈折率異方性を有する第２の位相差板とを、前記第２の
位相差板が、前記液晶層に対して前記第１の位相差板よ
り外側になるように配設し、その際前記第１の位相差板
を、面内の遅相軸が、前記液晶層に対して前記第１の位
相差板と同じ側に配設された前記偏光板の吸収軸と略垂
直になるように配設し、前記第１の位相差板の厚さをｄ
とした時に、｜ｎ _x −ｎ _y ｜・ｄで与えられる面内のリ
タデーションが１２０ｎｍ以下であり、前記液晶表示装
置を、前記液晶分子の方向が、前記第１および第２の電
極の間に形成された前記電界に応じて前記第１の方向か
ら前記第２の方向に変化することにより、その状態を前
記非駆動状態から駆動状態に変化させることにより、前
記液晶表示装置の視角特性を大きく向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置の基本的構成を説明
する図である。

【図２】図１の液晶表示装置のコントラスト比と、液晶
パネルに対するポラライザ，アナライザの方位との関係
を説明する図である。

【図３】図１の液晶表示装置の動的特性を示す図であ
る。

【図４】負の誘電率異方性を有する液晶を使った本発明
のＶＡモード液晶表示装置の動作を説明する図である。

【図５】正の誘電率異方性を有する液晶を使った本発明
のＶＡモード液晶表示装置の動作を説明する図である。

【図６】図１の液晶表示装置において、さらに位相差補
償板を設けた構成を示す図である。

【図７】図６の液晶表示装置において、液晶パネルのリ
ターデーション値に対する位相差補償板の合計リターデ
ーション値の比の値を０．４５とした場合の視角特性を
示す図である。

【図８】図６の液晶表示装置において、液晶パネルのリ
ターデーション値に対する位相差補償板の合計リターデ
ーション値の比の値を０．６とした場合の視角特性を示
す図である。

【図９】図６の液晶表示装置において、液晶パネルのリ
ターデーション値に対する位相差補償板の合計リターデ
ーション値の比の値を０．７５とした場合の視角特性を
示す図である。

【図１０】図６の液晶表示装置において、液晶パネルの
リターデーション値に対する位相差補償板の合計リター
デーション値の比の値を０．８２とした場合の視角特性
を示す図である。

【図１１】図６の液晶表示装置において、液晶パネルの
リターデーション値に対する位相差補償板の合計リター
デーション値の比の値を０．９０とした場合の視角特性
を示す図である。

【図１２】図６の液晶表示装置において、液晶パネルの
リターデーション値に対する位相差補償板の合計リター
デーション値の比の値を０．９７とした場合の視角特性
を示す図である。

【図１３】図６の液晶表示装置において、液晶パネルの
リターデーション値に対する位相差補償板の合計リター
デーション値の比の値を１．０５とした場合の視角特性
を示す図である。

【図１４】図６の液晶表示装置において、液晶パネルの
リターデーション値に対する位相差補償板の合計リター
デーション値の比の値を１．１２とした場合の視角特性
を示す図である。

【図１５】図６の液晶表示装置において、液晶パネルの
リターデーション値に対する位相差補償板の合計リター
デーション値の比の値を１．２０とした場合の視角特性
を示す図である。

【図１６】図６の液晶表示装置において、液晶パネルの
リターデーション値に対する位相差補償板の合計リター
デーション値の比の値を１．３４とした場合の視角特性
を示す図である。

【図１７】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を１μｍ、液晶層のリタデーション値を８２ｎｍとした
場合の視角特性を示す図である。

【図１８】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を２μｍ、液晶層のリタデーション値を１６４ｎｍとし
た場合の視角特性を示す図である。

【図１９】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を３μｍ、液晶層のリタデーション値を２４６ｎｍとし
た場合の視角特性を示す図である。

【図２０】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を４μｍ、液晶層のリタデーション値を３２８ｎｍとし
た場合の視角特性を示す図である。

【図２１】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を５μｍ、液晶層のリタデーション値を４１０ｎｍとし
た場合の視角特性を示す図である。

【図２２】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を６μｍ、液晶層のリタデーション値を４９２ｎｍとし
た場合の視角特性を示す図である。

【図２３】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を１μｍとした場合の透過率特性を示す図である。

【図２４】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を２μｍとした場合の透過率特性を示す図である。

【図２５】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を３μｍとした場合の透過率特性を示す図である。

【図２６】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を４μｍとした場合の透過率特性を示す図である。

【図２７】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を５μｍとした場合の透過率特性を示す図である。

【図２８】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を６μｍとした場合の透過率特性を示す図である。

【図２９】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を１μｍとした場合の着色特性を示す図である。

【図３０】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を３μｍとした場合の着色特性を示す図である。

【図３１】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を４μｍとした場合の着色特性を示す図である。

【図３２】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を５μｍとした場合の着色特性を示す図である。

【図３３】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を６μｍとした場合の着色特性を示す図である。

【図３４】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を３μｍ、ツイスト角を０°とした場合の視角特性を示
す図である。

【図３５】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を３μｍ、ツイスト角を９０°とした場合の視角特性を
示す図である。

【図３６】図６の液晶表示装置において、液晶層の厚さ
を３μｍ、ツイスト角を１８０°とした場合の視角特性
を示す図である。

【図３７】図６の液晶表示装置の黒表示時における透過
率を示す図である。

【図３８】（Ａ），（Ｂ）は、図６の液晶表示装置にお
いて、カイラル材を含んだ液晶層中の分子配向を、それ
ぞれ非駆動状態および駆動状態について示す図である。

【図３９】（Ａ），（Ｂ）は、図６の液晶表示装置にお
いて、カイラル材を含まない液晶層中の分子配向を、そ
れぞれ非駆動状態および駆動状態について示す図であ
る。

【図４０】図６の液晶表示装置において、液晶層中にカ
イラル材を添加した場合の視角特性を示す図である。

【図４１】図６の液晶表示装置において、液晶層中にカ
イラル材を添加した場合の透過率特性を示す図である。

【図４２】図６の液晶表示装置において、液晶層中にカ
イラル材を添加しない場合の透過率特性を示す図であ
る。

【図４３】図６の液晶表示装置において、プレチルト角
を９０°に設定した場合の視角特性を示す図である。

【図４４】図６の液晶表示装置において、プレチルト角
を８５°に設定した場合の視角特性を示す図である。

【図４５】図６の液晶表示装置において、プレチルト角
を８０°に設定した場合の視角特性を示す図である。

【図４６】図６の液晶表示装置において、プレチルト角
を７５°に設定した場合の視角特性を示す図である。

【図４７】標準的なＴＮモード液晶表示装置の視角特性
を示す図である。

【図４８】本発明の第１実施例による液晶表示装置の構
成を示す図である。

【図４９】図４８の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【図５０】図４８の液晶表示装置において、位相差補償
板を設けた場合の視角特性を示す図である。

【図５１】図４８の液晶表示装置において、プレチルト
角を７５°とし、液晶パネルの上下に位相差補償フィル
ムを配設した場合の視角特性を示す図である。

【図５２】本発明の第２実施例による液晶表示装置の立
ち上がり特性を示す図である。

【図５３】本発明の第２実施例による液晶表示装置の立
ち下がり特性を示す図である。

【図５４】本発明の第３実施例による液晶表示装置の構
成を示す図である。

【図５５】図５４の液晶表示装置における黒表示状態の
透過率を示す図である。

【図５６】図５４の液晶表示装置における黒表示状態の
透過率を示す別の図である。

【図５７】図５４の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【図５８】図５４の液晶表示装置において、正の位相差
補償フィルムと負の位相差補償フィルムの順序を反転し
た場合の視角特性を示す図である。

【図５９】図５４の液晶表示装置において、位相差補償
フィルムを省略した場合に視角特性を示す図である。

【図６０】本発明の第４実施例による液晶表示装置の構
成を示す図である。

【図６１】図６０の液晶表示装置における黒表示状態の
透過率を示す図である。

【図６２】図６０の液晶表示装置における黒表示状態の
透過率を示す別の図である。

【図６３】図６０の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【図６４】本発明の第５実施例による液晶表示装置の構
成を示す図である。

【図６５】図６４の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【図６６】本発明の第６実施例による液晶表示装置の構
成を示す図である。

【図６７】図６６の液晶表示装置における黒表示状態の
透過率を示す図である。

【図６８】図６６の液晶表示装置における黒表示状態の
透過率を示す別の図である。

【図６９】図６６の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【図７０】本発明の第７実施例による液晶表示装置の構
成を示す図である。

【図７１】図７０の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【図７２】本発明の第８実施例による液晶表示装置の構
成を示す図である。

【図７３】図７２の液晶表示装置における黒表示状態の
透過率を示す図である。

【図７４】図７２の液晶表示装置における黒表示状態の
透過率を示す別の図である。

【図７５】図７２の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【図７６】本発明の第９実施例による液晶表示装置の構
成を示す図である。

【図７７】図７６の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【図７８】本発明の第１０実施例による液晶表示装置の
構成を示す図である。

【図７９】図７８の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【図８０】本発明の第１１実施例による液晶表示装置の
構成を示す図である。

【図８１】図８０の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【図８２】単一ドメイン構成を有する液晶表示装置の構
成を示す図である。

【図８３】分割配向構成を有する本発明の第１２実施例
による液晶表示装置の構成を示す図である。

【図８４】図８３の液晶表示装置の一変形例を示す図で
ある。

【図８５】図８４の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【図８６】図８４の液晶表示装置の視角特性のシミュレ
ーション結果を示す図である。

【図８７】本発明による垂直配向液晶表示装置を使った
直視型液晶表示装置の構成を示す図である。

【図８８】本発明の第１３実施例による垂直配向液晶表
示装置の構成を示す図である。

【図８９】図８８の液晶表示装置の黒表示透過率特性を
示す図である。

【図９０】図８８の液晶表示装置の黒表示透過率の極角
依存性を、様々な構成について示す図である。

【図９１】（Ａ），（Ｂ）は、図９０における、液晶表
示装置の様々な構成を示す図（その１）である。

【図９２】（Ｃ），（Ｄ）は、図９０における、液晶表
示装置の様々な構成を示す図（その２）である。

【図９３】（Ａ），（Ｂ）は、図８８の液晶表示装置の
視角特性を示す図である。

【図９４】本発明の第１４実施例による垂直配向液晶表
示装置の構成を示す図である。

【図９５】図９４の液晶表示装置の視角特性を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９
０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０ 液晶表
示装置 １１，３１ 液晶パネル １１Ａ，１１Ｂ，３１Ａ，３１Ｂ ガラス基板 １２，３２ 液晶層 １２ａ，３２ａ 液晶分子 １３Ａ，１３Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ 偏光板 １４Ａ，１４Ｂ，３４Ａ，３４Ｂ，（３４Ａ）₁ ，（３
４Ｂ）₁ ，（３４Ａ） ₂ ，（３２Ｂ）₂ 位相差補償フ
ィルム ３１ａ，３１ｂ 分子配向膜 ３１ａ’，３１ｂ’ （３１ａ’）_PIXEL 電極 （３１ａ’）_TFT ＴＦＴ ３１ｃ スペーサ １３０ 直視型液晶表示装置 １０１ 垂直配向液晶表示装置 １０２ 画素 １０３ 面光源 １０４ 光源部 １０６ 線光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 英昭 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１ 番１号 富士通株式会社内 (72)発明者 千田 秀雄 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１ 番１号 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−43462（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−13164（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−28063（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−301036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−120299（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−93665（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−201802（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−225325（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−223812（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−242225（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1337 G02F 1/13363 G02F 1/136

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶層を挟持する第１および第２の基板
   と、前記第１の基板の、前記液晶層に接する側とは反対
   側に配設された第１の偏光板と、前記第２の基板の、前
   記液晶層に接する側とは反対側に配設された第２の偏光
   板とを備えた液晶表示装置において、 前記液晶層は、外部電界が印加されていない非駆動状態
   において前記第１および第２の基板に対して略垂直な第
   １の配向方向に配向する液晶分子を含み、 前記第１の基板は、駆動状態において前記液晶分子の配
   向方向が前記第１の配向方向から前記第１および第２の
   基板に平行な第２の配向方向に向かって変化するように
   作用する電界を形成する第１および第２の電極を担持
   し、 前記第１の基板と前記第１の偏光板との間の第１の隙間
   と、前記第２の基板と前記第２の偏光板との間の第２の
   隙間の少なくとも一方に、ｘ，ｙ，ｚの各方向への屈折
   率ｎ _x ，ｎ _y ，ｎ _z について、ｎ _x ＞ｎ _y ＝ｎ _z となる
   正の屈折率異方性を有する第１の位相差板と、ｎ _y ＝ｎ
   _x ＞ｎ _z となる負の屈折率異方性を有する第２の位相差
   板とを、前記第２の位相差板が、前記液晶層に対して前
   記第１の位相差板より外側になるように配設され、 前記第１の位相差板は、面内の遅相軸が、前記液晶層に
   対して前記第１の位相差板と同じ側に配設された前記偏
   光板の吸収軸と略垂直になるように配設され、前記第１
   の位相差板の厚さをｄとした時に、｜ｎ _x −ｎ _y ｜・ｄ
   で与えられる面内のリタデーションが１２０ｎｍ以下で
   あり、 前記液晶表示装置は、前記液晶分子の方向が、前記第１
   および第２の電極の間に形成された前記電界に応じて前
   記第１の方向から前記第２の方向に変化することによ
   り、その状態を前記非駆動状態から駆動状態に変化させ
   ることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記位相差板は、位相差板の厚さをｄと
   した時に、｛（ｎ _x ＋ｎ _y ）／２−ｎ _z ｝で与えられ
   る、前記第２の位相差板の厚さ方向のリタデーション
   が、前記液晶層のリタデーションの２倍以下であること
   を特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。