(57)【要約】【課題】ＩＰＳモードの液晶表示装置にて斜め方向の輝度浮きと色付きを低減する。【解決手段】光入射側の偏光板１１を備えた基板１３ともう一方の偏光板１２を備えた基板１４間のそれぞれの吸収軸が略垂直で、液晶分子が基板に略平行となる液晶層１５と、照明装置５０を有する液晶表示装置であって、偏光板１１の吸収軸と液晶層１５の光学軸とが、略垂直の場合は、偏光板１１と液晶層１５の間に光学補償部材１７，１８が配置され、偏光板１２と液晶層１５の間は略等方性であり、略平行の場合は、偏光板１２と液晶層１５の間に光学補償部材１７，１８が配置され、偏光板１１と液晶層１５の間は略等方性であり、偏光板１１の吸収軸と光学補償部材１７，１８の遅相軸が略垂直であり、各画素はｎｘ≒ｎｙ≠ｎｚを満たし、少なくとも一色の画素の厚さ方向リタデーションが他色の画素と異なり赤画素の厚さ方向リタデーションが０ｎｍよりも大きくなる液晶表示装置。【選択図】図１
2010256831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射側の第一の偏光層を備えた第一基板ともう一方の第二の偏光層を備えた第二基板間のそれぞれの吸収軸が略垂直で、液晶分子が前記基板に略平行に配置された液晶層と、
前記第一基板又は前記第二基板のいずれか一方の基板の前記液晶層に近い側に、各画素に対向して一対の電極を有するマトリクス駆動の電極群が設けられ、
背面照明装置を有する液晶表示装置であって、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略垂直の場合は、
前記第一の偏光層と前記液晶層との間に１又は複数の光学補償部材が配置され、
前記第二の偏光層と前記液晶層との間は屈折率が略等方性であり、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略平行の場合は、
前記第二の偏光層と前記液晶層との間に１又は複数の光学補償部材が配置され、
前記第一の偏光層と前記液晶層との間は屈折率が略等方性であり、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記１又は複数の光学補償部材の遅相軸が略垂直であり、
前記第一基板と前記第二基板との間に配置されたカラーフィルタ層が、赤（Ｒ）画素、緑（Ｇ）画素、青（Ｂ）画素それぞれにおいてｎｘ≒ｎｙ≠ｎｚを満たし、
赤（Ｒ）画素、緑（Ｇ）画素、青（Ｂ）画素それぞれの厚さ方向リタデーションＲｔｈ（Ｒ）、Ｒｔｈ（Ｇ）、Ｒｔｈ（Ｂ）、のうち少なくとも１つがその他の画素と異なり、
赤（Ｒ）画素のＲｔｈ（Ｒ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
Ｒｔｈ（Ｒ）＞０ｎｍ
【請求項２】
光入射側の第一の偏光層を備えた第一基板ともう一方の第二の偏光層を備えた第二基板間のそれぞれの吸収軸が略垂直で、液晶分子が前記基板に略平行に配置された液晶層と、
前記第一基板又は前記第二基板のいずれか一方の基板の前記液晶層に近い側に、各画素に対向して一対の電極を有するマトリクス駆動の電極群が設けられ、
背面照明装置を有する液晶表示装置であって、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略垂直の場合は、
前記第一の偏光層と前記液晶層との間に１又は複数の光学補償部材が配置され、
前記第二の偏光層と前記液晶層との間は屈折率が略等方性であり、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略平行の場合は、
前記第二の偏光層と前記液晶層との間に１又は複数の光学補償部材が配置され、
前記第一の偏光層と前記液晶層との間は屈折率が略等方性であり、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記１又は複数の光学補償部材の遅相軸が略平行であり、
前記第一基板と前記第二基板との間に配置されたカラーフィルタ層が、赤（Ｒ）画素、緑（Ｇ）画素、青（Ｂ）画素それぞれにおいてｎｘ≒ｎｙ≠ｎｚを満たし、
赤（Ｒ）画素、緑（Ｇ）画素、青（Ｂ）画素それぞれの厚さ方向リタデーションＲｔｈ（Ｒ）、Ｒｔｈ（Ｇ）、Ｒｔｈ（Ｂ）、のうち少なくとも１つがその他の画素と異なり、
赤（Ｒ）画素のＲｔｈ（Ｒ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
Ｒｔｈ（Ｒ）＜０ｎｍ
【請求項３】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略垂直の場合であって、
前記第一の偏光層と前記液晶層との間に、１つの前記光学補償部材が配置され、
前記光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚが、０．４＜Ｎｚ＜０．６を満たし、
前記カラーフィルタ層の青（Ｂ）画素のＲｔｈが下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
０ｎｍ＜Ｒｔｈ（Ｂ）≦３０ｎｍ
【請求項４】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略垂直の場合であって、
前記第一の偏光層と前記液晶層との間に、前記第一の偏光層側から第一および第二の光学補償部材が配置され、
前記第一の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ１が、０．５＜Ｎｚ１＜１を、
前記第二の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ２が、Ｎｚ２＜０．５を満たし、
前記カラーフィルタ層の青（Ｂ）画素のＲｔｈ（Ｂ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
｜Ｒｔｈ（Ｂ）｜≦３０ｎｍ
【請求項５】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略垂直の場合であって、
前記第一の偏光層と前記液晶層との間に、前記第一の偏光層側から第一および第二の光学補償部材が配置され、
前記第一の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ１が、Ｎｚ１＞０．５を、
前記第二の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ２が、０＜Ｎｚ２＜０．５を満たし、
前記カラーフィルタ層の青（Ｂ）画素のＲｔｈ（Ｂ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
０ｎｍ＜Ｒｔｈ（Ｂ）≦２５ｎｍ
【請求項６】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略平行の場合であって、
前記第二の偏光層と前記液晶層との間に前記液晶層側から第一および第二の光学補償部材が配置され、
前記第一の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ１が、Ｎｚ１＞０．５を、
前記第二の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ２が、Ｎｚ２＜０．５を満たし、
前記カラーフィルタ層の青（Ｂ）画素のＲｔｈ（Ｂ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
｜Ｒｔｈ（Ｂ）｜≦３０ｎｍ
【請求項７】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略平行の場合であって、
前記第二の偏光層と前記液晶層との間に１つの前記光学補償部材が配置され、
前記光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚが、０．４＜Ｎｚ＜０．６を満たし、
前記カラーフィルタ層の青（Ｂ）画素のＲｔｈ（Ｂ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
−５０ｎｍ≦Ｒｔｈ（Ｂ）≦０ｎｍ
【請求項８】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略垂直の場合であって、
前記第一の偏光層と前記液晶層との間に前記第一の偏光層側から第一および第二の光学補償部材が配置され、
前記第一の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ１が、Ｎｚ１≧１を、
前記第二の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ２が、Ｎｚ２≦０を満たし、
前記カラーフィルタ層の青（Ｂ）画素のＲｔｈ（Ｂ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
｜Ｒｔｈ（Ｂ）｜≦４０ｎｍ
【請求項９】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略垂直の場合であって、
前記第一の偏光層と前記液晶層との間に１つの前記光学補償部材が配置され、
前記光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚが、０．４＜Ｎｚ＜０．６を満たし、
前記カラーフィルタ層の青（Ｂ）画素のＲｔｈ（Ｂ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
−３０ｎｍ≦Ｒｔｈ（Ｂ）≦０ｎｍ
【請求項１０】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略垂直の場合であって、
前記第一の偏光層と前記液晶層との間に前記第一の偏光層側から第一および第二の光学補償部材が配置され、
前記第一の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ１が、０＜Ｎｚ１＜０．５を、
前記第二の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ２が、Ｎｚ２＞０．５を満たし、
前記カラーフィルタ層の青（Ｂ）画素のＲｔｈ（Ｂ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
｜Ｒｔｈ（Ｂ）｜≦３０ｎｍ
【請求項１１】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略垂直の場合であって、
前記第一の偏光層と前記液晶層との間に前記第一の偏光層側から第一および第二の光学補償部材が配置され、
前記第一の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ１が、Ｎｚ１＜０．５を、
前記第二の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ２が、０．５＜Ｎｚ２＜１を満たし、
前記カラーフィルタ層の青（Ｂ）画素のＲｔｈ（Ｂ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
−２５ｎｍ≦Ｒｔｈ（Ｂ）≦０ｎｍ
【請求項１２】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略平行の場合であって、
前記第二の偏光層と前記液晶層との間に前記液晶層側から第一および第二の光学補償部材が配置され、
前記第一の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ１が、Ｎｚ１＜０．５を、
前記第二の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ２が、Ｎｚ２＞０．５を満たし、
前記カラーフィルタ層の青（Ｂ）画素のＲｔｈ（Ｂ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
｜Ｒｔｈ（Ｂ）｜≦３０ｎｍ
【請求項１３】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略平行の場合であって、
前記第二の偏光層と前記液晶層との間に１つの前記光学補償部材が配置され、
前記光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚが、０．４＜Ｎｚ＜０．６を満たし、
前記カラーフィルタ層の青（Ｂ）画素のＲｔｈ（Ｂ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
０ｎｍ≦Ｒｔｈ（Ｂ）≦５０ｎｍ
【請求項１４】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略垂直の場合であって、
前記第一の偏光層と前記液晶層との間に前記第一の偏光層側から第一および第二の光学補償部材が配置され、
前記第一の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ１が、Ｎｚ１≦０を、
前記第二の光学補償部材におけるＮｚ係数であるＮｚ２が、Ｎｚ２≧１を満たし、
前記カラーフィルタ層の青（Ｂ）画素のＲｔｈ（Ｂ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
｜Ｒｔｈ（Ｂ）｜≦４０ｎｍ
【請求項１５】
請求項１〜１４に記載の液晶表示装置において、
前記カラーフィルタ層の緑（Ｇ）画素のＲｔｈ（Ｇ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
｜Ｒｔｈ（Ｇ）｜≦３０ｎｍ
【請求項１６】
請求項１，２，４〜８，１０〜１２，１４，１５に記載の液晶表示装置において、
前記カラーフィルタ層の緑（Ｇ）画素のＲｔｈ（Ｇ）が下記式を満足する
ことを特徴とする液晶表示装置。
５≦｜Ｒｔｈ（Ｇ）｜≦４０ｎｍ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイに関するもので、特に黒表示時に液晶分子がホモジニアス配向であり、これに横方向の電界を印加することにより光の透過・遮断を制御するインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードの液晶表示装置に関し、その視野角特性（特に黒表示及び低階調表示時）の改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶に印加する電界の方向を基板に対して平行な方向にする方式（以下、横電界方式またはＩＰＳモード）として、１枚の基板上に設けた櫛歯電極を用いた方式が、［特許文献１］特公昭６３−２１９０７号公報，［特許文献２］特開平９−８０４２４号公報，［特許文献３］特開２００１−０５６４７６号公報に提案されている。この方式により、液晶分子は主に基板に対して平行な面内で回転するので、斜めから見た場合の電界印加時と非印加時における複屈折率の度合の相違が小さく、視野角が広いことが知られている。
【０００３】
しかしながら、ＩＰＳモードは、液晶自体の複屈折率の変化は小さいものの、偏光板の特性により偏光板の吸収軸からずれた方位の斜め方向から見た場合に光が漏れることがわかっている。このような偏光板の斜め方向の光漏れを無くすために位相差板を用いる方式が［特許文献４］特開２００１−３５００２２号公報に開示されている。しかしながら、この文献は、基本的には偏光板のみの視野角改善で、ＶＡモードについては液晶の影響を考慮しているが、ＩＰＳモードについては液晶層による影響を補償する方式については何ら開示されていない。
【０００４】
また、［特許文献５］特許公報３２０４１８２号には、観察方向により白の色変化が生じるのを解決する手段が開示されている。しかしながら、黒表示特性改善については言及されていない。
【０００５】
これに対し、［特許文献６］特許公報２９８２８６９号には、黒表示の視野角特性を改善するために、偏光板の一方の内側に位相差板を配置する構成が開示されている。この方式は、偏光板の両側に配置された支持基材ＴＡＣの影響も考慮しているが、片側に１枚の位相補償では、斜め視野角において十分に黒が沈まないばかりか、液晶層の波長分散による色付きを低減する構成にはなっていないことが、我々の検討で判明した。また、黒表示時の液晶分子の配向軸（遅相軸）が入射側の偏光板の吸収軸に平行か、垂直かによる位相補償の違いについては開示されていない。前述した公知例では、視野角特性を輝度特性のみで議論しており、この色変化への対処法は何ら開示されていない。
【０００６】
更に、［特許文献７］特開２００５−２０８３５６号公報では、黒表示の斜め輝度浮き、斜め色付きを改善する為に、一方の偏光板の支持基材を略光学的等方性にし、もう一方に位相差板を配置する構成が開示されている。この方式は、液晶層の波長分散による影響を低減することができるが、位相差板の波長分散による色付きを低減する構成にはなっていないことが、我々の検討で判明した。
【０００７】
また、［特許文献８］特開２００８−２４２０４１号公報には、黒表示の斜め色付きを改善する為に、厚さ方向のリタデーションＲｔｈがＲ，Ｇ，Ｂ各色で異なるカラーフィルタ（ＣＦ）を配置した構成が開示されている。しかしながら、黒表示の斜め輝度浮きを改善するために必要な位相差板の構成に関しては言及されていない。それに加え、黒表示時の液晶分子の配向軸（遅相軸）が入射側の偏光板の吸収軸に平行か、垂直かによる位相補償の違いについては開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公昭６３−２１９０７号公報
【特許文献２】特開平９−８０４２４号公報
【特許文献３】特開２００１−０５６４７６号公報
【特許文献４】特開２００１−３５００２２号公報
【特許文献５】特許公報３２０４１８２号
【特許文献６】特許公報２９８２８６９号
【特許文献７】特開２００５−２０８３５６号公報
【特許文献８】特開２００８−２４２０４１号公報
【特許文献９】特開平２００５−３７３３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】応用物理学会光学懇話会編「結晶光学」森北出版株式会社出版１９８  ４年第１版第４刷発行、第５章ｐ１０２〜ｐ１６３
【非特許文献２】「基礎工学」現代工学社１９９９年第３版発行、第４章ｐ２１０〜ｐ２１７
【非特許文献３】Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．の論文タイトル“Ｏｐｔｉｃａｌ  ｉｎ  Ｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ  ａｎｄ  Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｍｅｄｉａ：  ４×４−Ｍａｔｒｉｘ  Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ”  Ｄ．Ｗ．Ｂｅｒｒｅｍａｎ著  １９７２年、ｖｏｌｕｍｅ６２、ＮＯ４、ｐ５０２〜ｐ５１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
黒表示時に液晶分子がホモジニアス配向であり、これに横方向の電界を印加することにより光の透過・遮断を制御するインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードの液晶表示装置においては、黒表示時に斜め方向において輝度浮きや色付きが生じる。
【００１１】
ＩＰＳモードは、ホモジニアス配向をした液晶分子と、吸収軸が画面正面に対して上下と左右の方向をさして直交するように配置した２枚の偏光板を用いており、上下左右方向から画面を斜めに見るときには、２枚の偏光板の吸収軸は直交して見る位置関係にあり、ホモジニアス配向の液晶分子と一方の偏光板吸収軸は平行であるため、十分に黒輝度を小さくできる。これに対して方位角４５°の方向から画面を斜めに見ると、２枚の偏光板の吸収軸の成す角度が９０°からずれるため、透過光が複屈折を生じ光が漏れるために十分に黒輝度を小さくできない。更には、波長により斜め方向の光漏れ量が異なり、色付きを生じる。そこで、本発明は、ＩＰＳモードにおいて黒表示についても、全方位のあらゆる角度で良好な表示を得るために、斜め方向から見た際の黒表示時の輝度上昇と色付きが共に低減されたＩＰＳモードの液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係る液晶表示装置は、光入射側の第一の偏光層を備えた第一基板ともう一方の第二の偏光層を備えた第二基板間のそれぞれの吸収軸が略垂直で、液晶分子が前記基板に略平行に配置された液晶層と、前記第一基板又は前記第二基板のいずれか一方の基板の前記液晶層に近い側に、各画素に対向して一対の電極を有するマトリクス駆動の電極群が設けられ、背面照明装置を有する液晶表示装置であって、前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略垂直の場合は、前記第一の偏光層と前記液晶層との間に１又は複数の光学補償部材が配置され、前記第二の偏光層と前記液晶層との間は屈折率が略等方性であり、前記第一の偏光層の吸収軸と前記液晶層の光学軸が略平行の場合は、前記第二の偏光層と前記液晶層との間に１又は複数の光学補償部材が配置され、前記第一の偏光層と前記液晶層との間は屈折率が略等方性であり、前記第一の偏光層の吸収軸と前記１又は複数の光学補償部材の遅相軸が略垂直であり、前記第一基板と前記第二基板との間に配置されたカラーフィルタ層がｎｘ≒ｎｙ≠ｎｚを満たし、赤（Ｒ）画素、緑（Ｇ）画素、青（Ｂ）画素それぞれの厚さ方向リタデーションＲｔｈ（Ｒ）、Ｒｔｈ（Ｇ）、Ｒｔｈ（Ｂ）、のうち少なくとも１つがその他の画素と異なり、赤（Ｒ）画素のＲｔｈが下記式を満足することを特徴とする。
Ｒｔｈ（Ｒ）＞０ｎｍ
【００１３】
詳しくは、下記の実施形態で説明する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の液晶表示装置によれば、偏光板、液晶層、ＣＦ、光学補償部材による構成、およびそれぞれの光学部材の光学定数を規定することにより、斜め視野における液晶層や光学補償部材の影響を低減し、斜め方向の黒輝度や色付きを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の液晶表示装置の一実施例を示した構成図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の一実施例を示した構成図である。
【図３】本発明の液晶表示装置を説明する為の定義図である。
【図４】本発明の液晶表示装置を説明する為の概念図である。
【図５】本発明の液晶表示装置を説明する為の一般的なポアンカレ球表示である。
【図６】本発明の液晶表示装置を説明する為のポアンカレ球表示である。
【図７】本発明の液晶表示装置を説明する為の構成図である。
【図８】本発明の液晶表示装置を説明する為のポアンカレ球表示である。
【図９】本発明の液晶表示装置の一実施例を示した構成図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置を説明する為のポアンカレ球表示である。
【図１１】本発明の液晶表示装置を説明する為のポアンカレ球表示である。
【図１２】本発明の液晶表示装置を説明する為のポアンカレ球表示である。
【図１３】本発明の液晶表示装置の一実施例を示した構成図である。
【図１４】本発明の液晶表示装置を説明する為のポアンカレ球表示である。
【図１５】本発明の液晶表示装置の一実施例を示した構成図である。
【図１６】本発明の液晶表示装置を説明する為のポアンカレ球表示である。
【図１７】本発明の液晶表示装置の一実施例を示した構成図である。
【図１８】本発明の液晶表示装置を説明する為のポアンカレ球表示である。
【図１９】本発明に用いた評価指標を説明する為の概念図である。
【図２０】本発明に用いた評価指標を説明する為の概念図である。
【図２１】本発明の液晶表示装置の比較例の特性図である。
【図２２】本発明の液晶表示装置の比較例の特性図である。
【図２３】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図２４】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図２５】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図２６】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図２７】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図２８】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図２９】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図３０】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図３１】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図３２】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図３３】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図３４】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図３５】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図３６】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図３７】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図３８】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図３９】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図４０】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【図４１】本発明の液晶表示装置の一実施例の特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る一実施形態の液晶表示装置を具体的に説明する。
【００１７】
液晶ＴＶが台頭する中、自発光でない液晶ディスプレイは、白表示時は、如何に照明装置からの光を透過し、黒表示時は如何に光を遮断するかが重要である。本実施形態は、黒表示時において斜めから見たときに輝度を低減し、同時に色付きを無くす液晶表示装置に関するものである。
【００１８】
まず、黒表示時に斜め方向から見た場合、何故輝度が上昇し、色付きが生じるかについて説明する前に、図３を用いて定義を示す。照明装置からの光６０が入射し、液晶素子で光が変調され、表示面１０Ｄから光が出射する時、表示面１０Ｄの法線方向を８０Ｎ、水平方向を７０Ｈ、垂直上下方向を７０Ｖとし、視認方向８０Ｖの表示面１０Ｄへの射影を８０Ａとすると、水平方向７０Ｈとの成す角を方位角８１としてφで示し、法線方向８０Ｎと視認方向８０Ｖとの成す角を極角θで示す。
【００１９】
次に、直交する一対の偏光板において、極角θ、方位角φを、θ≠０°、φ≠０°，１８０°±９０°として、光漏れの理由について考える。図４．１に示すように２枚の偏光板の吸収軸１１ＢＡと１２ＢＡ（または透過軸１１ＢＴと１２ＢＴ）を直交させた場合、偏光板の法線方向から入射した光は、入射側の偏光板で直線偏光となり、出射側の偏光板により吸収され、黒表示をすることができる。一方、図４．２に示すように、斜め方向から見た場合（θ≠０°、φ≠０°，１８０°±９０°）は、反対側の偏光板の透過軸と平行な成分を有し、反対側の偏光板で光が完全には遮断されずに光漏れを生じる。更に、直交する偏光板間に平行配向の液晶層が配置された場合、液晶層の光学軸が入射側偏光板の吸収軸に平行であれば液晶層の影響を受けないが、液晶層の光学軸がずれる、若しくは２枚の偏光板が直交からずれると液晶層の影響を受けることが我々の検討で判明した。
【００２０】
これらの偏光状態を理解する為には、ポアンカレ球表示を使用すると非常にわかり易い。ポアンカレ球表示については、［非特許文献１］応用物理学会光学懇話会編「結晶光学」森北出版株式会社出版１９８４年第１版第４刷発行、第５章ｐ１０２〜１６３に開示されている。ストークスパラメータＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、光の進行方向に対し垂直な面でｘ、ｙ軸をとり、その電界振幅をそれぞれＥｘ，Ｅｙとし、ＥｘとＥｙの相対的位相差をδ（＝δｙ−δｘ）とすると、下記の式（１）のようになる。
【００２１】
【数１】
2010256831.tif 000003
完全偏光の場合は、Ｓ０２＝Ｓ１２＋Ｓ２２＋Ｓ３２となる。また、これをポアンカレ球上に表示すると、図５に示すようになる。つまり、空間直交座標系の各軸にＳ１，Ｓ２，Ｓ３軸を取り、偏光状態を表すＳ点は、強度Ｓ０の半径とする球面上に位置する。ある偏光状態Ｓの点を取り、緯度Ｌａ及び経度Ｌｏを用いて表示すると、完全偏光の場合はＳ０２＝Ｓ１２＋Ｓ２２＋Ｓ３２であるため、半径１の球を考えると、下記の式（２）のようになる。
【００２２】
【数２】
2010256831.tif 000004
ここで、ポアンカレ球上では、上半球は右回りの偏光、下半球は左回りの偏光、赤道上は直線偏光、上下両極はそれぞれ右円偏光、左円偏光が配置される。
【００２３】
図４．２の状態をポアンカレ球上で考えると図６に示すようになる。ここで、図６は、方位角φ＝４５°、θ＝６０°で見た場合で、図６．１はＳ１−Ｓ３面への、図６．２はＳ１−Ｓ２面への射影を示す。光の入射側の偏光透過軸１１ＢＴの偏光状態は２００Ｔ、吸収軸１１ＢＡに偏光成分を持つ直線偏光は２００Ａ、出射側の偏光透過軸１２ＢＴは２０１Ｔ、吸収軸１２ＢＡに偏光成分を有する直線偏光は２０１Ａで示される。つまり、２００Ｔと２０１Ａの距離３１１が光漏れとなる。従って、２００Ｔの偏光状態を２０１Ａの偏光状態へ、変換３００を行うことで光漏れを無くす事ができる事がわかる。
【００２４】
図６は、偏光層のみの理想状態を考えたが、通常の偏光板は、偏光層の両側に支持基材が配置されており、その支持基材が通常トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）から成る。ＴＡＣは複屈折性を有する為、斜め方向から光が入射し、出射する場合、偏光状態が変化する。複屈折性媒体による偏光状態の変化は、ポアンカレ球上では、入射光に関する値（方位角、視野角）で決まる特定の軸の回りに、その複屈折性媒体の物性値（屈折率、厚さ）及び入射光に関する値（方位角、視野角）で決まる斜め方向の複屈折性を表す傾斜リタデーションにより特定の角度回転させることで表される。
【００２５】
以上より、垂直入射では偏光状態に影響を受けないが斜め入射時に支持基材の影響を受けて偏光状態が変化する。ここで、図７に示す光学的な層構成で偏光状態の変化を考える。液晶層１５の両側に偏光板１１，１２が配置され、入射側偏光板１１の内側には支持基材１１Ｃ、出射側偏光板１２は内側に支持基材１２Ｃが配置されている。ここで、液晶層の光学軸１５Ｓは、入射側偏光板１１の吸収軸１１ＢＡに垂直、透過軸１１ＢＴに平行で、出射側偏光板１２の吸収軸１２ＢＡに平行、透過軸１２ＢＴに垂直に配置し、これをｅ−ｍｏｄｅと呼び、上下偏光板の軸が９０°回転している場合、つまり、液晶層の光学軸１５Ｓは、入射側偏光板１１の吸収軸１１ＢＡに平行、透過軸１１ＢＴに垂直で、出射側偏光板１２の吸収軸１２ＢＡに垂直、透過軸１２ＢＴに平行に配置した場合をｏ−ｍｏｄｅと呼ぶ。また、通常は、偏光層１１Ｂ、１２Ｂの外側に図１に示すように支持基材１１Ａ、１２Ａが配置されるが偏光状態を考える上では必要無い為に省略した。
【００２６】
この図７の構成について、ポアンカレ球上で偏光状態の変化を図８．１を用いて考える。以下断りが無い場合には、各物性値は波長５５０ｎｍ光の値として考える。図６と同様に方位角φ＝４５°、視野角θ＝６０°から見た場合の光について考えると、偏光層１１Ｂの透過軸１１ＢＴを透過した光の偏光状態は２００Ｔとなり、支持基材１１Ｃにより偏光状態２０２に変換される。更に、液晶層１５により偏光状態２０３に変換３０１される。更に出射側偏光板１２の支持基材１２Ｃによって偏光状態２０４に変換される。ここで、出射側の偏光層１２Ｂの吸収軸１２ＢＡに一致する偏光状態は２０１Ａであり、偏光状態２０４と２０１Ａの距離３１０分だけ光が漏れることになる。
【００２７】
更には、図８．１では、５５０ｎｍの光について考えたが、図８．２で図７の構成について、可視光領域（Ｂ：４５０ｎｍ，Ｇ：５５０ｎｍ，Ｒ：６２０ｎｍ）に関する偏光状態変化を示す。ここでは、一般的な３原色カラーフィルタに関する偏光状態変化を考える為、上記のような可視光波長を選択した。図６と同様に方位角φ＝４５°、視野角θ＝６０°から見た場合の光について考えると、透過軸１１ＢＴを透過した光の偏光状態は２００Ｔとなり、支持基材１１Ｃにより偏光状態２１２Ｒ，Ｇ，Ｂに変換される。更に、液晶層１５により、偏光状態２１３Ｒ，Ｇ，Ｂに変換される。更に出射側偏光板１２の支持基材１２Ｃにより偏光状態２１４Ｒ，Ｇ，Ｂに変換される。ここで、出射側の偏光層１２Ｂの吸収軸１２ＢＡに一致する偏光状態は２０１Ａであり、２１４Ｒ，Ｇ，Ｂと２０１Ａを見ればわかる通り、波長により光の漏れ量が異なる事が分かった。従って斜めから見た場合、色付きが生じることが理解できる。
【００２８】
本実施形態に係る液晶表示装置の構成を図１に示す。光入射側の第一の偏光板１１を備えた第一基板１３ともう一方の第二の偏光板１２を備えた第二基板１４間のそれぞれの吸収軸が略垂直で、液晶分子が前記基板に略平行且つ、前記第一の偏光層の吸収軸に略垂直あるいは略平行方向に配向され、前記第一の基板に対して平行な方向に電界を印加することにより前記液晶分子が前記第一の基板に対して平行な面内で回転する液晶層１５と、前記第一基板又は前記第二基板のいずれか一方の基板の前記液晶層に近い側に、各画素に対向して一対の電極を有するマトリクス駆動の電極群が設けられ、背面照明装置が配置されている。
【００２９】
図１左は、液晶層１５の光学軸が偏光層１１Ｂの吸収軸に略垂直であるｅ−ｍｏｄｅの場合を示している。この場合、光学補償部材１７、１８は液晶層１５と偏光層１１Ｂの間に挟持され、支持基材としての役割も兼ねる。
【００３０】
図１は偏光板支持基材１１Ａ、１２Ａおよび基板１３、１４を含むが、これらは偏光状態を考える場合無視できる。これらを省略し、各部材の基板平行面内の遅相軸方向を明示した光学的構成図を考えると、図９のようになる。光学補償部材１７および１８の遅相軸は入射側偏光板吸収軸に直交もしくは平行のどちらでも良いが、図９では直交となるよう例示した。このような光学的構成において、斜め方向からの光漏れをカラーフィルタ１６，光学補償部材１７および１８により低減する方法を考える。
【００３１】
図１０にポアンカレ球を用いて偏光状態変化を示す。図１０．１において、方位角φ＝４５°、視野角θ＝６０°から見た場合の光について考えると、偏光層１１Ｂの透過軸１１ＢＴを透過した光の偏光状態は２００Ｔとなり、光学補償部材１７により偏光状態５１７に変換４１７される。次に、光学補償部材１８により偏光状態２０１Ａに変換４１８される。液晶層１５による偏光状態変換は２０１Ａを中心とした回転変換４１５で表現される。よって、偏光状態が２０１Ａである場合、偏光状態変換は生じない。このように５５０ｎｍの光についてのみ考えた場合、液晶層の影響が排され、良好な黒表示が得られることとなる。
【００３２】
これに対し、図１０．２に可視光領域（Ｂ：４５０ｎｍ，Ｇ：５５０ｎｍ，Ｒ：６２０ｎｍ）に関する偏光状態変化を示す。ここでは、一般的な３原色カラーフィルタに関する偏光状態変化を考える為、上記のような可視光波長を選択した。光学補償部材１７によって変換された光は光学補償部材１７の波長分散特性により偏光状態６１７Ｒ，６１７Ｇ，６１７Ｂのように広がりを持つ。その後、光学補償部材１８によって偏光状態６１７Ｇは光学補償部材１８により偏光状態２０１Ａに変換されるが、６１７Ｒ，６１７Ｂは光学補償部材１８の波長分散特性により偏光状態６１８Ｒ，６１８Ｂに変換される。さらに、偏光状態６１８Ｒ，６１８Ｇは液晶層によって偏光状態６１５Ｒ，６１５Ｂに変換される。ここまでで理解できる通り、この状態では光学補償部材の波長分散特性により赤、青、緑各色で光漏れ量が異なり、斜めから見た場合、色付きが生じる。ここで、カラーフィルタ１６のＲｔｈを各色で独立に制御すると、偏光状態６１５Ｒ，６１５Ｂは偏光状態６１６Ｒ，６１６Ｂに変換され、カラーフィルタ１６のＲｔｈを考慮しない場合と比較して、斜め色付きを抑えることが可能となる。
【００３３】
図１０．２では光学補償部材１７、１８と液晶層１５の関係で、カラーフィルタ１６の青画素はＲｔｈ（Ｂ）＞０ｎｍとなっている。これに対し、光学補償部材１７、１８の組合せを変更し、液晶層Ｒｅを小さくした場合を考える。図１１．１において、方位角φ＝４５°、視野角θ＝６０°から見た場合の光について考えると、図１０．１同様に５５０ｎｍの光についてのみ考えた場合、液晶層の影響が排され、良好な黒表示が得られることとなる。
【００３４】
これに対し、図１１．２に可視光領域（Ｂ：４５０ｎｍ，Ｇ：５５０ｎｍ，Ｒ：６２０ｎｍ）に関する偏光状態変化を示す。ここでは、一般的な３原色カラーフィルタに関する偏光状態変化を考える為、上記のような可視光波長を選択した。光学補償部材１７によって変換された光は光学補償部材１７の波長分散特性により偏光状態６１７Ｒ，６１７Ｇ，６１７Ｂのように広がりを持つ。その後、光学補償部材１８によって偏光状態６１７Ｇは光学補償部材１８により偏光状態２０１Ａに変換されるが、６１７Ｒ，６１７Ｂは光学補償部材１８の波長分散特性により偏光状態６１８Ｒ，６１８Ｂに変換される。さらに、偏光状態６１８Ｒ，６１８Ｇは液晶層によって偏光状態６１５Ｒ，６１５Ｂに変換される。ここで、カラーフィルタ１６のＲｔｈを各色で独立に制御すると、偏光状態６１５Ｒ，６１５Ｂは偏光状態６１６Ｒ，６１６Ｂに変換される。この場合、カラーフィルタ１６の青画素はＲｔｈ（Ｂ）＜０ｎｍとなる。
【００３５】
ここで、図１０．２及び図１１．２で示すように、カラーフィルタの赤（Ｒ）画素領域の偏光状態６１５ＲはＳ３方向成分が正である。よって、赤色の光漏れを低減するには、赤画素のＲｔｈ（Ｒ）が式（３）を満足する必要がある。
【００３６】
【数３】
2010256831.tif 000005
上記のように、偏光層１１Ｂの吸収軸と、光学補償部材１７および１８の遅相軸が略垂直である場合であって、カラーフィルタに入射する５５０ｎｍ付近の光が偏光状態２０１Ａに近くなるように光学補償部材１７及び１８等の光学定数が決定されている場合には、赤（Ｒ）画素領域の偏光状態６１５Ｒは、Ｓ３方向成分が正となる傾向にある。したがって、赤色の光漏れを低減するために、赤画素のＲｔｈ（Ｒ）を０ｎｍよりも大きくすることで赤色の光漏れを低減できる。
【００３７】
これに対し、カラーフィルタの青画素領域の偏光状態６１５Ｂは光学補償部材の組合せによってＳ３成分は正にも負にも変化するが、液晶層の偏光状態変化４１５が２０１Ａを中心とした回転変換である為、その回転変換の半径は光学補償部材の組合せ、波長分散特性により、Ｒｔｈ（Ｂ）は、式（４）で示すような範囲となる。
【００３８】
【数４】
2010256831.tif 000006
ここで、Ｎｚ１は光学補償部材１７におけるＮｚ係数であり、Ｎｚ２は光学補償部材１８におけるＮｚ係数であり、Ｎｚ１≧１、かつ、Ｎｚ２≦０を満たす。
【００３９】
ここまでは斜め方向の黒輝度を低減し、その条件下で色付きの低減を図る方法を示してきた。これに対し、図１２では斜め方向の色付きを大幅に低減することが可能な方法に関して説明する。図１２．１を見てわかる通り、図１０の場合と同様の構成を考える。
【００４０】
図１０．２ではカラーフィルタの緑画素領域はＲｔｈが０ｎｍに近いものとして図示していたが、ここで、赤、緑、青各色の光漏れが同程度になるようカラーフィルタの赤、緑、青画素領域のＲｔｈを正、もしくは負の値に調節する。つまり、図１２．２に示すように偏光状態６１６Ｒ，６１６Ｇ，６１６Ｂと２０１Ａとの距離が略同一（半径３２０の円上）となるようすれば、光漏れ量が均一になり、色付きを大幅に低減することが可能となる。
【００４１】
以上のように、光学補償部材、液晶層の波長分散特性に合せてカラーフィルタのＲｔｈを独立に制御することにより、これまで以上に斜め方向の黒輝度、色付き低減両立を図ることが可能となる。さらにカラーフィルタのＲｔｈを独立に制御することにより斜め方向の色付きを大幅に低減した構成が可能になる為、光学補償部材のみで位相補償を検討した場合と比較し、選択の幅を広げることが可能になる。
【００４２】
次に、図１左において、光学補償部材１７および１８の遅相軸が入射側偏光板吸収軸に平行な場合を考える。図１は偏光板支持基材１１Ａ、１２Ａおよび基板１３、１４を含むが、これらは偏光状態を考える場合無視できる。これらを省略し、各部材の基板平行面内の遅相軸方向を明示した光学的構成図を考えると、図１３のようになる。
【００４３】
このような光学的構成において、斜め方向からの光漏れをカラーフィルタ１６，光学補償部材１７および１８により低減する方法を考える。
【００４４】
図１４にポアンカレ球を用いて偏光状態変化を示す。図１４．１において、方位角φ＝４５°、視野角θ＝６０°から見た場合の光について考えると、偏光層１１Ｂの透過軸１１ＢＴを透過した光の偏光状態は２００Ｔとなり、光学補償部材１７により偏光状態５１７に変換４１７される。次に、光学補償部材１８により偏光状態２０１Ａに変換４１８される。液晶層１５による偏光状態変換は２０１Ａを中心とした回転変換４１５で表現される。よって、偏光状態が２０１Ａである場合、偏光状態変換は生じない。このように５５０ｎｍの光についてのみ考えた場合、液晶層の影響が排され、良好な黒表示が得られることとなる。
【００４５】
これに対し、図１４．２に可視光領域（Ｂ：４５０ｎｍ，Ｇ：５５０ｎｍ，Ｒ：６２０ｎｍ）に関する偏光状態変化を示す。ここでは、一般的な３原色カラーフィルタに関する偏光状態変化を考える為、上記のような可視光波長を選択した。光学補償部材１７によって変換された光は光学補償部材１７の波長分散特性により偏光状態６１７Ｒ，６１７Ｇ，６１７Ｂのように広がりを持つ。その後、光学補償部材１８によって偏光状態６１７Ｇは光学補償部材１８により偏光状態２０１Ａに変換されるが、６１７Ｒ，６１７Ｂは光学補償部材１８の波長分散特性により偏光状態６１８Ｒ，６１８Ｂに変換される。さらに、偏光状態６１８Ｒ，６１８Ｇは液晶層によって偏光状態６１５Ｒ，６１５Ｂに変換される。ここまでで理解できる通り、この状態では光学補償部材の波長分散特性により赤、緑、青各色で光漏れ量が異なり、斜めから見た場合、色付きが生じる。ここで、カラーフィルタ１６のＲｔｈを各色で独立に制御すると、偏光状態６１５Ｒ，６１５Ｂは偏光状態６１６Ｒ，６１６Ｂに変換され、カラーフィルタ１６のＲｔｈを考慮しない場合と比較して、斜め色付きを抑えることが可能となる。
【００４６】
図１４からわかる通り、光学補償部材の遅相軸が入射側偏光板吸収軸に垂直な場合は、平行な場合とで偏光状態変化は大きく異なり、Ｓ３方向で考えれば、正負が逆転している。よって、カラーフィルタの赤画素領域の偏光状態６１５ＲはＳ３方向成分が負である為、赤色の光漏れを低減するには、赤画素のＲｔｈ（Ｒ）が式（５）を満足する必要がある。
【００４７】
【数５】
2010256831.tif 000007
とする必要がある。
【００４８】
このように光学補償部材の遅相軸が入射側偏光板吸収軸に平行な場合でも、光漏れ低減の原理は垂直な場合と同様である。よって、図１２で説明した通り、平行な場合でも、偏光状態６１６Ｒ，６１６Ｇ，６１６Ｂと２０１Ａとの距離が略同一となるようすれば、光漏れ量が均一になり、色付きを大幅に低減することが可能となる。
【００４９】
次に、図１右のｏ−ｍｏｄｅについて考える。ｏ−ｍｏｄｅでは、液晶層１５の光学軸が偏光層１１Ｂの吸収軸に略平行となっている。この場合、光学補償部材１７，１８は液晶層１５と偏光層１２Ｂの間に挟持され、支持基材としての役割も兼ねる。
【００５０】
図１５にその光学的構成を示す。ここでは、光学補償部材１７および１８の遅相軸が入射側偏光板吸収軸に平行な場合を考える。この場合の偏光状態変化をポアンカレ球により図１６に示す。図１６．１で示された通り、ｏ−ｍｏｄｅにおいては偏光層１１Ｂの透過軸１１ＢＴを透過した光の偏光状態は２００Ｔとなる。液晶層１５による偏光状態変換は２００Ｔを中心とした回転変換４１５で表現される。よって、偏光状態が２００Ｔである場合、つまり、偏光層１１Ｂの吸収軸１１ＢＡと液晶層の遅相軸１５Ｓが略平行である場合、偏光状態変換は生じない。次に、光学補償部材１７により偏光状態５１７に変換４１７される。更に、光学補償部材１８により偏光状態２０１Ａに変換４１８される。このように５５０ｎｍの光についてのみ考えた場合、液晶層の影響が排され、良好な黒表示が得られることとなる。
【００５１】
これに対し、図１６．２に可視光領域（Ｂ：４５０ｎｍ，Ｇ：５５０ｎｍ，Ｒ：６２０ｎｍ）に関する偏光状態変化を示す。ここでは、一般的な３原色カラーフィルタに関する偏光状態変化を考える為、上記のような可視光波長を選択した。ｅ−ｍｏｄｅで説明した通り、光学補償部材１７，１８には波長分散特性がある。よって、これを補償するようカラーフィルタのＲｔｈを独立に制御する。まず、このカラーフィルタ１６により、偏光状態６１６Ｒ，６１６Ｇ，６１６Ｂのように偏光状態変換される。その後、光学補償部材１７により偏光状態６１７Ｒ，６１７Ｇ，６１７Ｂへ、光学補償部材１８により偏光状態６１８Ｒ，６１８Ｇ，６１８Ｂと偏光状態変換される。これにより光学補償部材の波長分散特性を補償することが可能となり、カラーフィルタ１６のＲｔｈを考慮しない場合と比較して、斜め色付きを抑えることが可能となる。
【００５２】
この場合、赤色の光漏れを低減するには、赤画素のＲｔｈ（Ｒ）が式（６）を満足する必要がある。
【００５３】
【数６】
2010256831.tif 000008
【００５４】
次に、図１右において、光学補償部材１７および１８の遅相軸が入射側偏光板吸収軸に直交な場合を考える。図１は偏光板支持基材１１Ａ、１２Ａおよび基板１３、１４を含むが、これらは偏光状態を考える場合無視できる。これらを省略し、各部材の基板平行面内の遅相軸方向を明示した光学的構成図を考えると、図１７のようになる。
【００５５】
図１８にポアンカレ球を用いて偏光状態変化を示す。図１８．１で示された通り、ｏ−ｍｏｄｅにおいては偏光層１１Ｂの透過軸１１ＢＴを透過した光の偏光状態は２００Ｔとなる。液晶層１５による偏光状態変換は２００Ｔを中心とした回転変換４１５で表現される。よって、偏光状態が２００Ｔである場合、つまり、偏光層１１Ｂの吸収軸１１ＢＡと液晶層の光学軸１５Ｓが略平行である場合、偏光状態変換は生じない。次に、光学補償部材１７により偏光状態５１７に変換４１７される。更に、光学補償部材１８により偏光状態２０１Ａに変換４１８される。このように５５０ｎｍの光についてのみ考えた場合、液晶層の影響が排され、良好な黒表示が得られることとなる。
【００５６】
これに対し、図１８．２に可視光領域（Ｂ：４５０ｎｍ，Ｇ：５５０ｎｍ，Ｒ：６２０ｎｍ）に関する偏光状態変化を示す。ここでは、一般的な３原色カラーフィルタに関する偏光状態変化を考える為、上記のような可視光波長を選択した。ｅ−ｍｏｄｅで説明した通り、光学補償部材１７，１８には波長分散特性がある。よって、これを補償するようカラーフィルタのＲｔｈを独立に制御する。まず、このカラーフィルタ１６により、偏光状態６１６Ｒ，６１６Ｇ，６１６Ｂのように偏光状態変換される。その後、光学補償部材１７により偏光状態６１７Ｒ，６１７Ｇ，６１７Ｂへ、光学補償部材１８により偏光状態６１８Ｒ，６１８Ｇ，６１８Ｂと偏光状態変換される。これにより光学補償部材の波長分散特性を補償することが可能となり、カラーフィルタ１６のＲｔｈを考慮しない場合と比較して、斜め色付きを抑えることが可能となる。
【００５７】
この場合、赤色の光漏れを低減するには、赤画素のＲｔｈ（Ｒ）が式（７）を満足する必要がある。
【００５８】
【数７】
2010256831.tif 000009
【００５９】
これまでｅ−ｍｏｄｅ、ｏ−ｍｏｄｅの２種類、その中でさらに光学補償部材１７、１８の遅相軸方向を直交、平行とした場合２種類の全４種類は、略同一の視角性能を有すると考えられてきた。しかし、偏光状態変換はそれぞれ異なっており、液晶層、光学補償部材の波長分散特性による赤、緑、青色光の偏光状態もまた大きく異なっている。つまり、ＣＦのＲｔｈによって波長分散特性を補償するには、それぞれの場合において、上記のように条件を変更する必要がある。これにより、斜め視野における液晶層や光学補償部材の影響を低減し、斜め方向の黒輝度および色付きの低減を両立できる。なお、Ｒｔｈ（Ｂ）については、偏光層１１Ｂの吸収軸と、光学補償部材１７および１８の遅相軸が略平行である場合も略垂直である場合と同様に、Ｎｚ１≦０、かつ、Ｎｚ２≧１を満たして、式（４）の範囲とすることで、青色の漏れ光を低減することができる。
【００６０】
以上述べた考え方の詳細な例は、以下実施例に示す。
【実施例】
【００６１】
以下に具体的な実施例を示して、本発明の内容をさらに詳細に説明する。以下の実施例は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。なお、本実施例においては、［非特許文献３］に開示されている４×４マトリクス法を用いた光学シミュレーションを用いて数値計算し検討した結果も含まれる。ここで、シミュレーションにおいては、一般的構成を想定し、通常のバックライトに使用されている３波長冷陰極管の分光特性、赤、緑、青の３原色カラーフィルタの分光透過特性、偏光板偏光層としては、日東電工製１２２４ＤＵの分光特性を使用した。さらに、液晶層に含まれる液晶分子としては、異常光屈折率１．５７３、常光屈折率１．４８４のネマティック液晶を想定し、液晶層の厚みは３．７μｍとした。また、光学補償部材の波長分散はポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン、ノルボルネン系材料等、あるいは液晶性高分子材料のものを用いたがこれらに限定されるものではない。
【００６２】
また、上述の実施形態においてはカラーフィルタが一軸性を有して、そのＲｔｈを調整することで斜め方向の黒輝度および色付きの低減の両立を実現しているが、Ｒｔｈを調整する材料としては、メラミン樹脂、ポリフィリン化合物、および重合性液晶化合物等が知られているがこれらに限定されるものではない。
【００６３】
また上記の実施形態においては、第一基板と第二基板間に光学補償部材を配置することも想定しているが、このような技術は例えば、［特許文献９］特開平２００５−３７３３号公報等において開示されている。我々の検討によると、このような技術の課題の一つは表面の平坦性にある。第一基板と第二基板間に光学補償部材を配置した場合、光学補償部材の表面に凹凸があると、これが液晶層厚みのばらつきとなり、面内表示むらやコントラスト低下を招く。しかし、我々の検討によると、［特許文献３］特開２００１−０５６４７６号公報で提案されているようなフリンジフィールド電界を用いたＩＰＳモードでは、液晶層厚みばらつきに対して、面内表示むらやコントラスト低下が生じにくいため、第一基板と第二基板間に光学補償部材を配置する技術と容易に組み合わせることが可能である。
【００６４】
更に、光学補償部材および偏光層が、基板上に材料が塗布され、配向処理が行われることにより形成されてもよい。ただしこの場合、実施例中で示した構成は変化する場合がある。具体的には、偏光層は基板の液晶層側に配置される場合が考えられる。また、実施例中では図１を構造例として示しているが、図２等のような構造でも問題は無い。本発明は、光学的構成に重きを置くものであり、本発明で示した光学的構成が実現されれば、本発明の効果は達成可能である。このため実施例中では、適宜光学的構成を示している。
【００６５】
液晶セルや電極構造、基板、偏光板の偏光層、及び照明装置はＩＰＳとして従来から用いられるものがそのまま適用できる。本発明は、光学部材の仕様、構成に関するものである。
【００６６】
液晶層に対して電圧無印加時における液晶層光学軸の基板に対する小さい方の角度（プレチルト角）は、実施例において示すシミュレーションでは０°としたが、±３°の範囲では本実施例で示した傾向に大きな差は生じなかった。ただし、プレチルト角０°の場合が最も良好な特性を示した。
【００６７】
ここで用いられる用語の説明を行う。
・略垂直：小さい方のなす角が８８°〜９０°
・略平行：小さい方のなす角が０°〜２°
・略水平：小さい方のなす角が０°〜３°
・ｅ−ｍｏｄｅ：第一の偏光板１１の吸収軸１１ＢＡと電圧無印加時の液晶分子の配向軸１５Ｓの方向が略垂直の場合。
・ｏ−ｍｏｄｅ：第一の偏光板１１の吸収軸１１ＢＡと電圧無印加時の液晶分子の配向軸１５Ｓの方向が略水平（小さい方のなす角が０°〜２°）の場合。
・ｎｘ：基板平行面内における遅相軸方向の屈折率
・ｎｙ：基板平行面内における進相軸方向の屈折率
・ｎｚ：厚さ方向の屈折率
・ｄ：光学補償部材の厚さ
・Ｒｅ：基板平行面内のリタデーション。Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）ｄ
・Ｒｔｈ：厚さ方向のリタデーション。Ｒｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）ｄ
・Ｎｚ係数：Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）
・複屈折性を有する：ＲｅまたはＲｔｈの絶対値が約１０ｎｍより大きい場合。
・略等方性を有する：ＲｅおよびＲｔｈの絶対値が約１０ｎｍ以下の場合。
・ポジティブａ−ｐｌａｔｅ：ｎｘ＞ｎｙ≒ｎｚ
・ネガティブａ−ｐｌａｔｅ：ｎｘ≒ｎｚ＞ｎｙ
・ポジティブｃ−ｐｌａｔｅ：ｎｚ＞ｎｘ≒ｎｙ
・ネガティブｃ−ｐｌａｔｅ：ｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚ
・Ｒｔｈ（Ｒ）：カラーフィルタ赤（Ｒ）画素の、透過率最大値を示す波長ＲでのＲｔｈ
・Ｒｔｈ（Ｇ）：カラーフィルタ赤（Ｇ）画素の、透過率最大値を示す波長ＧでのＲｔｈ
・Ｒｔｈ（Ｂ）：カラーフィルタ赤（Ｂ）画素の、透過率最大値を示す波長ＢでのＲｔｈ
【００６８】
また、本実施例ではこの一軸異方性光学補償部材を使用しているが、我々の検討では必ずしもポジティブａ−ｐｌａｔｅや、ネガティブａ−ｐｌａｔｅ、ポジティブｃ−ｐｌａｔｅ、ネガティブｃ−ｐｌａｔｅである必要はなく、これらのＮｚ係数であるＮｚが、ポジティブａ−ｐｌａｔｅは０．８＜Ｎｚ＜１．２、ネガティブａ−ｐｌａｔｅは−０．２＜Ｎｚ＜０．２、ポジティブｃ−ｐｌａｔｅはＮｚ＜−５、ネガティブｃ−ｐｌａｔｅはＮｚ＞５と考えても問題はない。
【実施例１】
【００６９】
本実施例の構造を図１左に、ｅ−ｍｏｄｅの光学的構成を図９に示す。本実施例では光学補償部材１７としてのＮｚ係数であるＮｚ１が、Ｎｚ１＝１（Ｎｚ≧１）、光学補償部材１８としてのＮｚ係数であるＮｚ２が、Ｎｚ２＝−１（Ｎｚ≦０）の光学補償部材を使用する。ここで使用するＮｚ≧１、Ｎｚ≦０の光学補償部材は０＜Ｎｚ＜１と比較して容易に作製できる為、材料選択時にも選択肢が非常に広い。よって、この範囲の光学補償部材を使用することで、様々な材料を使用することが可能である。
【００７０】
ここで、評価指標を定める必要がある。本発明は、黒表示時の視野角を変化させたときの輝度変化や色度変化の低減が目的である為、それぞれの評価指標を導入する。
【００７１】
輝度変化の指標としては、視野角を変化させたときの透過率最大値を導入する。ここで透過率とは、入射光波長４００〜７００ｎｍにおいて視感度を考慮して求めたものである。図１９によりこれを説明する。同図は、光学補償部材の仕様が異なる三種類の液晶表示装置において、黒表示時の透過率視野角特性を評価したもので、方位角を固定して、極角のみを変化させた場合である。同図により、仕様３が最も輝度変化の特性が良好となる。ここで、それぞれの仕様における透過率最大値を比較しても同様の結果が得られることが分かる。４５１Ｔ１，４５１Ｔ２，４５１Ｔ３はそれぞれ仕様１，２，３の透過率最大値である。このように、透過率最大値が小さいならば、視野角変化に伴う輝度変化も小さいと言える。図７のような光学補償部材を配置しない構成をとった場合、黒表示時の最大透過率はおよそ１．２％程度であった。
【００７２】
次に、色度変化の指標としてはΔｕ´ｖ´を導入する。図２０に説明図を示す。図２０は図７の構成において、黒表示時の色をｕ´ｖ´色度図にプロットしたものであり、全方位角，全極角方向から見た全ての色度座標をプロットしている。結果として、同図に示す楕円領域が得られる。視野角変化に伴う色度変化を低減することは、同図における楕円領域を小さくすることに相当する。そこで、この楕円長軸の長さを評価指標とする。これがΔｕ´ｖ´である。図７のような光学補償部材を配置しない構成をとった場合、黒表示時のΔｕ´ｖ´はおよそ０．１３程度であった。
【００７３】
これに対し、光学補償部材１７としてＮｚ１＝１、光学補償部材１８としてＮｚ２＝−１の光学補償部材を使用し、カラーフィルタ層のＲｔｈを考慮しない（０ｎｍ）場合の最大透過率を図２１に、Δｕ´ｖ´を図２２に示す。このように、最大透過率とΔｕ´ｖ´はトレードオフの関係にあり、Δｕ´ｖ´が０．１３以下となる中で最大透過率が最も小さくなる場合は、光学補償部材１７のＲｅが１３０ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが３０ｎｍのときで、最大透過率が０．２９％となる。これに対し、最大透過率を優先した場合、光学補償部材１７のＲｅが１１５ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが４５ｎｍのときで、Δｕ´ｖ´は０．１８となる。光学補償部材を上記数値に固定し、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させたときの最大透過率を図２３に、Δｕ´ｖ´を図２４に示す。１例として、Ｒｔｈ（Ｒ）を５ｎｍとした。図からもわかる通り、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、最大透過率、Δｕ´ｖ´の低減を両立することが可能となる。ここで、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．２９％以下となる領域を図２５に示す。Ｒｔｈ（Ｒ）が１５，２５，３５，４５ｎｍの場合に関しても、図２６，２７，２８，２９に示す。この中でＲｔｈ（Ｒ）＝５ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝−２０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝０ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１３％と最も性能良好であった。これらの図において示されるように、Ｒｔｈ（Ｒ）が、０ｎｍよりも大きく５０ｎｍよりも小さい範囲において、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．２９％以下となるような条件が存在する。また、Ｒｔｈ（Ｒ）は、好適には、５ｎｍ以上３５ｎｍ以下である。また、上記のようなＮｚ係数の範囲において、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）を適宜調整する場合にも、Ｒｔｈ（Ｒ）が０ｎｍよりも大きく５０ｎｍよりも小さい範囲において、最大透過率やΔｕ´ｖ´を低減できる。なお、上記のようなＮｚ係数の範囲以外となる場合においても、同様にＲｔｈ（Ｒ）を０ｎｍよりも大きく５０ｎｍよりも小さくすることでの範囲で、最大透過率やΔｕ´ｖ´を低減でき、Ｒｔｈ（Ｒ）を５ｎｍ以上３５ｎｍ以下とするのが好適である。このことは、図１７のような光学的構成をとる場合においても同様である。なお、図１３や図１５のような光学的構成をとる場合においても、同様に、Ｒｔｈ（Ｒ）を、０ｎｍよりも小さく−５０ｎｍよりも大きい範囲として、Ｒｔｈ（Ｒ）は、−５ｎｍ以下−３５ｎｍ以上とするのが好適である。
【００７４】
次に、Ｒｔｈ（Ｒ）＝５ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝−２０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝０ｎｍに固定し、光学補償部材のＲｅを変化させたとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．２９％以下となる領域を図３０に示す。このように、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、これまで使用できなかった広範囲の光学補償部材を使用できるようになる。
【実施例２】
【００７５】
本実施例の概略構造を図１左に、ｅ−ｍｏｄｅの光学的構成の概略を図９に示す。ここで、本実施例では光学補償部材としてＮｚ＝０．５（０．４＜Ｎｚ＜０．６）の１つの光学補償部材を使用するため、図１左および図９においては光学補償部材１７と１８とが表示されているが、本実施例では１つの光学補償部材である。カラーフィルタ層のＲｔｈを考慮しない（０ｎｍ）場合、Δｕ´ｖ´が０．１３以下となる中で最大透過率が最も小さくなる場合は、光学補償部材のＲｅが２５０ｎｍのときで、最大透過率が０．１０％となる。これに対し、最大透過率を優先した場合、光学補償部材のＲｅが２６０ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´は０．１５、最大透過率は０．０９％となる。光学補償部材を上記数値に固定し、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させたとき、ここで、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１０％以下となる領域を図３１に示す。１例として、Ｒｔｈ（Ｒ）を１０ｎｍとした。図からもわかる通り、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、最大透過率、Δｕ´ｖ´の低減を両立することが可能となる。この中でＲｔｈ（Ｒ）＝１０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝１５ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．０８％と最も性能良好であった。上記の範囲のＮｚ係数となる光学補償部材を用いる場合に、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）が適宜調整される範囲においては、０ｎｍ＜Ｒｔｈ（Ｂ）≦３０ｎｍとすることでΔｕ´ｖ´や最大透過率を低減できる。
【実施例３】
【００７６】
本実施例の構造を図１左に、ｅ−ｍｏｄｅの光学的構成を図９に示す。本実施例では光学補償部材１７としてＮｚ１＝０．７（０．５＜Ｎｚ１＜１）、光学補償部材１８としてＮｚ２＝−６（Ｎｚ２＜０．５）の光学補償部材を使用する。カラーフィルタ層のＲｔｈを考慮しない（０ｎｍ）場合、Δｕ´ｖ´が０．１３以下となる中で最大透過率が最も小さくなる場合は、光学補償部材１７のＲｅが１８５ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが５ｎｍのときで、最大透過率が０．１７％となる。これに対し、最大透過率を優先した場合、光学補償部材１７のＲｅが１７０ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが８ｎｍのときで、Δｕ´ｖ´は０．１６、最大透過率は０．０７％となる。光学補償部材を上記数値に固定し、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させたとき、ここで、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１７％以下となる領域を図３２に示す。１例として、Ｒｔｈ（Ｒ）を１０ｎｍとした。図からもわかる通り、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、最大透過率、Δｕ´ｖ´の低減を両立することが可能となる。この中でＲｔｈ（Ｒ）＝１０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝−１０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝５ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．０８％と最も性能良好であった。上記の範囲のＮｚ係数となる光学補償部材を用いる場合に、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）が適宜調整される範囲においては、｜Ｒｔｈ（Ｂ）｜≦３０ｎｍとすることで、Δｕ´ｖ´や最大透過率を低減できる。
【実施例４】
【００７７】
本実施例の構造を図１左に、ｅ−ｍｏｄｅの光学的構成を図９に示す。本実施例では光学補償部材１７としてＮｚ１＝６（Ｎｚ１＞０．５）、光学補償部材１８としてＮｚ２＝０．３（０＜Ｎｚ２＜０．５）の光学補償部材を使用する。カラーフィルタ層のＲｔｈを考慮しない（０ｎｍ）場合、Δｕ´ｖ´が０．１３以下となる中で最大透過率が最も小さくなる場合は、光学補償部材１７のＲｅが９ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが１５５ｎｍのときで、最大透過率が０．１１％となる。これに対し、最大透過率を優先した場合、光学補償部材１７のＲｅが９ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが１６０ｎｍのときで、Δｕ´ｖ´は０．１５、最大透過率は０．１０％となる。光学補償部材を上記数値に固定し、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させたとき、ここで、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１１％以下となる領域を図３３に示す。１例として、Ｒｔｈ（Ｒ）を１０ｎｍとした。図からもわかる通り、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、最大透過率、Δｕ´ｖ´の低減を両立することが可能となる。この中でＲｔｈ（Ｒ）＝１０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝１０ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．０９％と最も性能良好であった。上記の範囲のＮｚ係数となる光学補償部材を用いる場合に、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）が適宜調整される範囲においては、０ｎｍ＜Ｒｔｈ（Ｂ）≦２５ｎｍとすることで、Δｕ´ｖ´や最大透過率を低減できる。
【実施例５】
【００７８】
本実施例の構造を図１右に、ｏ−ｍｏｄｅの光学的構成を図１７に示す。本実施例では光学補償部材１７としてＮｚ１＝１（Ｎｚ１＞０．５）、光学補償部材１８としてＮｚ２＝−１（Ｎｚ２＜０．５）の光学補償部材を使用する。カラーフィルタ層のＲｔｈを考慮しない（０ｎｍ）場合、Δｕ´ｖ´が０．１３以下となる中で最大透過率が最も小さくなる場合は、光学補償部材１７のＲｅが９５ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが５０ｎｍのときで、最大透過率が０．２３％となる。これに対し、最大透過率を優先した場合、光学補償部材１７のＲｅが１１０ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが４０ｎｍのときで、Δｕ´ｖ´は０．１４、最大透過率は０．１０％となる。光学補償部材を上記数値に固定し、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させたとき、ここで、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１０％以下となる領域を図３４に示す。１例として、Ｒｔｈ（Ｒ）を１０ｎｍとした。図からもわかる通り、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、最大透過率、Δｕ´ｖ´の低減を両立することが可能となる。この中でＲｔｈ（Ｒ）＝１０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝−５ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝０ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．０９％と最も性能良好であった。上記の範囲のＮｚ係数となる光学補償部材を用いる場合に、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）が適宜調整される範囲においては、｜Ｒｔｈ（Ｂ）｜≦３０ｎｍとすることで、Δｕ´ｖ´や最大透過率を低減できる。
【実施例６】
【００７９】
本実施例の概略構造を図１右に、ｏ−ｍｏｄｅの光学的構成の概略を図１７に示す。本実施例では光学補償部材としてＮｚ＝０．５（０．４＜Ｎｚ＜０．６）の１つの光学補償部材を使用するため、図１右および図１７においては光学補償部材１７と１８とが表示されているが、本実施例では１つの光学補償部材である。カラーフィルタ層のＲｔｈを考慮しない（０ｎｍ）場合、Δｕ´ｖ´が０．１３以下となる中で最大透過率が最も小さくなる場合は、光学補償部材のＲｅが２４５ｎｍのときで、最大透過率が０．１２％となる。これに対し、最大透過率を優先した場合、光学補償部材のＲｅが２６０ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´は０．１５、最大透過率は０．１０％となる。光学補償部材を上記数値に固定し、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させたとき、ここで、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１０％以下となる領域を図３５に示す。１例として、Ｒｔｈ（Ｒ）を１０ｎｍとした。図からもわかる通り、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、最大透過率、Δｕ´ｖ´の低減を両立することが可能となる。この中でＲｔｈ（Ｒ）＝１０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝−５ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝−３０ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．０７％と最も性能良好であった。上記の範囲のＮｚ係数となる光学補償部材を用いる場合に、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）が適宜調整される範囲においては、−５０ｎｍ≦Ｒｔｈ（Ｂ）≦０ｎｍとすることで、Δｕ´ｖ´や最大透過率を低減できる。
【実施例７】
【００８０】
本実施例の構造を図１左に、ｅ−ｍｏｄｅの光学的構成を図１３に示す。本実施例では光学補償部材１７としてＮｚ１＝−１（Ｎｚ１≦０）、光学補償部材１８としてＮｚ２＝１（Ｎｚ２≧１）の光学補償部材を使用する。カラーフィルタ層のＲｔｈを考慮しない（０ｎｍ）場合、Δｕ´ｖ´が０．１３以下となる中で最大透過率が最も小さくなる場合は、光学補償部材１７のＲｅが３０ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが１２０ｎｍのときで、最大透過率が０．３０％となる。これに対し、最大透過率を優先した場合、光学補償部材１７のＲｅが４５ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが１１０ｎｍのときで、Δｕ´ｖ´は０．１８、最大透過率は０．１０％となる。光学補償部材を上記数値に固定し、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させたとき、ここで、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．３０％以下となる領域を図３６に示す。１例として、Ｒｔｈ（Ｒ）を−４０ｎｍとした。図からもわかる通り、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、最大透過率、Δｕ´ｖ´の低減を両立することが可能となる。この中でＲｔｈ（Ｒ）＝−４０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝２０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝−５ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１５％と最も性能良好であった。上記の範囲のＮｚ係数となる光学補償部材を用いる場合に、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）が適宜調整される範囲においては、｜Ｒｔｈ（Ｂ）｜≦４０ｎｍとすることで、Δｕ´ｖ´や最大透過率を低減できる。
【００８１】
なお、図１左の構造、図９のｅ−ｍｏｄｅの光学的構成をとる場合には、光学補償部材１７としてＮｚ１≧１、光学補償部材１８としてＮｚ２≦０の光学補償部材を使用する。このような範囲のＮｚ係数となる光学補償部材を用いる場合に、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）が適宜調整される範囲においては、｜Ｒｔｈ（Ｂ）｜≦４０ｎｍとすることで、Δｕ´ｖ´や最大透過率を低減できる。
【実施例８】
【００８２】
本実施例の概略構造を図１左に、ｅ−ｍｏｄｅの光学的構成の概略を図１３に示す。本実施例では光学補償部材としてＮｚ＝０．５（０．４＜Ｎｚ＜０．６）の１つの光学補償部材を使用するため、図１左および図１３においては光学補償部材１７と１８とが表示されているが、本実施例では１つの光学補償部材である。カラーフィルタ層のＲｔｈを考慮しない（０ｎｍ）場合、Δｕ´ｖ´が０．１３以下となる中で最大透過率が最も小さくなる場合は、光学補償部材のＲｅが２４５ｎｍのときで、最大透過率が０．１２％となる。これに対し、最大透過率を優先した場合、光学補償部材のＲｅが２６０ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´は０．１５、最大透過率は０．１０％となる。光学補償部材を上記数値に固定し、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させたとき、ここで、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１２％以下となる領域を図３７に示す。１例として、Ｒｔｈ（Ｒ）を−２５ｎｍとした。図からもわかる通り、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、最大透過率、Δｕ´ｖ´の低減を両立することが可能となる。この中でＲｔｈ（Ｒ）＝−２５ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝１５ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝−５ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１１％と最も性能良好であった。上記の範囲のＮｚ係数となる光学補償部材を用いる場合に、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）が適宜調整される範囲においては、−３０ｎｍ≦Ｒｔｈ（Ｂ）≦０ｎｍとすることで、Δｕ´ｖ´や最大透過率を低減できる。
【実施例９】
【００８３】
本実施例の構造を図１左に、ｅ−ｍｏｄｅの光学的構成を図１３に示す。本実施例では光学補償部材１７としてＮｚ１＝０．３（０＜Ｎｚ１＜０．５）、光学補償部材１８としてＮｚ２＝６（Ｎｚ２＞０．５）の光学補償部材を使用する。カラーフィルタ層のＲｔｈを考慮しない（０ｎｍ）場合、Δｕ´ｖ´が０．１３以下となる中で最大透過率が最も小さくなる場合は、光学補償部材１７のＲｅが１９０ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが５ｎｍのときで、最大透過率が０．２０％となる。これに対し、最大透過率を優先した場合、光学補償部材１７のＲｅが１６５ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが９ｎｍのときで、Δｕ´ｖ´は０．１５、最大透過率は０．０７％となる。光学補償部材を上記数値に固定し、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させたとき、ここで、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．２０％以下となる領域を図３８に示す。１例として、Ｒｔｈ（Ｒ）を−３０ｎｍとした。図からもわかる通り、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、最大透過率、Δｕ´ｖ´の低減を両立することが可能となる。この中でＲｔｈ（Ｒ）＝−３０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝１０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝０ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．０８％と最も性能良好であった。上記の範囲のＮｚ係数となる光学補償部材を用いる場合に、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）が適宜調整される範囲においては、｜Ｒｔｈ（Ｂ）｜≦３０ｎｍとすることで、Δｕ´ｖ´や最大透過率を低減できる。
【実施例１０】
【００８４】
本実施例の構造を図１左に、ｅ−ｍｏｄｅの光学的構成を図１３に示す。本実施例では光学補償部材１７としてＮｚ１＝−６（Ｎｚ１＜０．５）、光学補償部材１８としてＮｚ２＝０．７（０．５＜Ｎｚ２＜１）の光学補償部材を使用する。カラーフィルタ層のＲｔｈを考慮しない（０ｎｍ）場合、Δｕ´ｖ´が０．１３以下となる中で最大透過率が最も小さくなる場合は、光学補償部材１７のＲｅが８ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが１５０ｎｍのときで、最大透過率が０．１３％となる。これに対し、最大透過率を優先した場合、光学補償部材１７のＲｅが８ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが１６０ｎｍのときで、Δｕ´ｖ´は０．１５、最大透過率は０．１０％となる。光学補償部材を上記数値に固定し、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させたとき、ここで、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１３％以下となる領域を図３９に示す。１例として、Ｒｔｈ（Ｒ）を−２５ｎｍとした。図からもわかる通り、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、最大透過率、Δｕ´ｖ´の低減を両立することが可能となる。この中でＲｔｈ（Ｒ）＝−２５ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝１５ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝−５ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１２％と最も性能良好であった。上記の範囲のＮｚ係数となる光学補償部材を用いる場合に、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）が適宜調整される範囲においては、−２５ｎｍ≦Ｒｔｈ（Ｂ）≦０ｎｍとすることで、Δｕ´ｖ´や最大透過率を低減できる。
【実施例１１】
【００８５】
本実施例の構造を図１右に、ｏ−ｍｏｄｅの光学的構成を図１５に示す。本実施例では光学補償部材１７としてＮｚ１＝−１（Ｎｚ１＜０．５）、光学補償部材１８としてＮｚ２＝１（Ｎｚ２＞０．５）の光学補償部材を使用する。カラーフィルタ層のＲｔｈを考慮しない（０ｎｍ）場合、Δｕ´ｖ´が０．１３以下となる中で最大透過率が最も小さくなる場合は、光学補償部材１７のＲｅが３５ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが１２０ｎｍのときで、最大透過率が０．２２％となる。これに対し、最大透過率を優先した場合、光学補償部材１７のＲｅが４５ｎｍ、光学補償部材１８のＲｅが１１０ｎｍのときで、Δｕ´ｖ´は０．１７、最大透過率は０．１０％となる。光学補償部材を上記数値に固定し、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させたとき、ここで、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．２２％以下となる領域を図４０に示す。１例として、Ｒｔｈ（Ｒ）を−１５ｎｍとした。図からもわかる通り、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、最大透過率、Δｕ´ｖ´の低減を両立することが可能となる。この中でＲｔｈ（Ｒ）＝−１５ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝２０ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝１０ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１３％と最も性能良好であった。上記の範囲のＮｚ係数となる光学補償部材を用いる場合に、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）が適宜調整される範囲においては、｜Ｒｔｈ（Ｂ）｜≦３０ｎｍとすることで、Δｕ´ｖ´や最大透過率を低減できる。
【実施例１２】
【００８６】
本実施例の概略構造を図１右に、ｏ−ｍｏｄｅの光学的構成の概略を図１５に示す。本実施例では光学補償部材としてＮｚ＝０．５（０．４＜Ｎｚ＜０．６）の１つの光学補償部材を使用するため、図１右および図１５においては光学補償部材１７と１８とが表示されているが、本実施例では１つの光学補償部材である。カラーフィルタ層のＲｔｈを考慮しない（０ｎｍ）場合、Δｕ´ｖ´が０．１３以下となる中で最大透過率が最も小さくなる場合は、光学補償部材のＲｅが２５０ｎｍのときで、最大透過率が０．１１％となる。これに対し、最大透過率を優先した場合、光学補償部材のＲｅが２６０ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´は０．１５、最大透過率は０．１０％となる。光学補償部材を上記数値に固定し、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させたとき、ここで、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．１１％以下となる領域を図４１に示す。１例として、Ｒｔｈ（Ｒ）を−１５ｎｍとした。図からもわかる通り、カラーフィルタ層のＲｔｈを変化させることで、最大透過率、Δｕ´ｖ´の低減を両立することが可能となる。この中でＲｔｈ（Ｒ）＝−１５ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｇ）＝５ｎｍ，Ｒｔｈ（Ｂ）＝３０ｎｍのとき、Δｕ´ｖ´が０．１３以下、最大透過率が０．０６％と最も性能良好であった。上記の範囲のＮｚ係数となる光学補償部材を用いる場合に、他の値（光学補償部材１７，１８のＲｅ値や液晶分子の光学定数など）が適宜調整される範囲においては、０ｎｍ≦Ｒｔｈ（Ｂ）≦５０ｎｍとすることで、Δｕ´ｖ´や最大透過率を低減できる。
【００８７】
なお、上記の実施例２以降の各実施例においても、Ｒｔｈ（Ｒ）は実施例１で述べたような値をとる。したがって、赤画素と青画素の厚さ方向リタデーションが与えられて、赤画素と青画素の漏れ光が低減されつつ、青の漏れ光と赤の漏れ光のバランスがとられて色つきも低減されることとなる。上記の各実施形態における緑画素の厚さ方向リタデーションＲｔｈ（Ｇ）は、上述したように５５０ｎｍの光については液晶層の影響が排されるように光学補償部材等が設けられるため漏れ光は少なくなるが、赤や青との漏れ光とのバランスを考慮して｜Ｒｔｈ（Ｇ）｜≦３０ｎｍとするのが望ましい。特に、複数の光学補償部材を用いる場合には、Ｒｔｈ（Ｒ）とＲｔｈ（Ｂ）とを調整するのみでは、色つきを低減するのが困難となるため、５ｎｍ≦｜Ｒｔｈ（Ｇ）｜≦４０ｎｍの範囲とするのが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、液晶ディスプレイに関するもので、特に黒表示時に液晶分子がホモジニアス配向であり、これに横方向の電界を印加することにより光の透過・遮断を制御するインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モードの液晶表示装置に関し、その視野角特性（特に黒表示及び低階調表示時）の大幅な改善に関するものであり、ＩＰＳモード全ての液晶ディスプレイに適用できる。
【符号の説明】
【００８９】
１０  液晶表示素子、１０Ｄ  表示面、１１  入射側偏光板、１２  出射側偏光板、１１Ａ，１１Ｃ，１２Ａ，１２Ｃ  支持基材、１１Ｂ，１２Ｂ  偏光層、１１ＢＡ，１２ＢＡ  吸収軸、１１ＢＴ，１２ＢＴ  透過軸、１３，１４  基板、１５  液晶層、１５Ｓ  液晶配向軸（液晶光学軸）、１６  カラーフィルタ、１７，１８  光学補償部材、１７Ｓ，１８Ｓ  光学補償部材遅相軸、５０  照明装置、５１  反射板、５２  ランプ、５３  拡散板、６０  入射光、７０Ｈ  表示面水平方向、７０Ｖ  表示面垂直方向、８０Ａ  視認方向の表示面への射影方向、８０Ｎ  表示面法線方向、８０Ｖ  視認方向、８１  方位角、８２  極角。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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