(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二枚の互いに平行な透明絶縁性の基板と、
これらの基板の間に挟持され、前記基板に略平行な方向に配向され前記基板に略平行な横電界が印加される液晶を有する液晶層と、
前記液晶の初期配向方向が互いに直交する領域Ｉ及び領域IIと、
前記二枚の基板のそれぞれの外側に一枚ずつ配置され、前記領域Ｉ及び領域IIのいずれかの前記初期配向方向に一致しかつ互いに直交する吸収軸を有する二枚の偏光板と、
前記基板の少なくとも一方と前記液晶層との間に配置され、前記液晶の初期配向方向と同一の方向に一軸光学異方性を有する第１の光学補償層と、
前記基板の一方とこの基板側に配置された前記偏光板との間に配置され、当該偏光板の吸収軸に平行な方向に一軸光学異方性を有する第２の光学補償層と、
前記第２の光学補償層と直近の前記偏光板との間に配置され、前記基板に垂直な方向に一軸光学異方性を有する第３の光学補償層と、
を備え、
前記第１の光学補償層が正の一軸屈折率異方性を有し、
当該第１の光学補償層の有するリターデーションと前記液晶層の有するリターデーションとの和が５００〜６００［ｎｍ］の間にある、
横電界方式の液晶表示装置。
【請求項２】
二枚の互いに平行な透明絶縁性の基板と、
これらの基板の間に挟持され、前記基板に略平行な方向に配向され前記基板に略平行な電界が印加される液晶を有する液晶層と、
前記液晶の初期配向方向が互いに直交する領域Ｉ及び領域IIと、
前記二枚の基板のそれぞれの外側に一枚ずつ配置され、前記領域Ｉ及び領域IIのいずれかの前記初期配向方向に一致しかつ互いに直交する吸収軸を有する二枚の偏光板と、
前記基板の少なくとも一方と前記液晶層との間に配置され、前記液晶の初期配向方向と同一の方向に一軸光学異方性を有する第１の光学補償層と、
前記基板の一方とこの基板側に配置された前記偏光板との間に配置され、二軸性の光学異方性を有する第４の光学補償層と、を備え、
前記第４の光学補償層の主軸は、前記基板に平行な面内で前記偏光板の吸収軸と平行な方向及びこれに垂直な方向、並びに前記基板に垂直な方向であり、
前記第１の光学補償層が正の一軸屈折率異方性を有し、
当該第１の光学補償層の有するリターデーションと前記液晶層の有するリターデーションとの和が５００〜６００［ｎｍ］の間にある、
横電界方式の液晶表示装置。
【請求項３】
二枚の互いに平行な透明絶縁性の基板と、
これらの基板の間に挟持され、前記基板に略平行な方向に配向され前記基板に略平行な横電界が印加される液晶を有する液晶層と、
前記液晶の初期配向方向が互いに直交する領域Ｉ及び領域IIと、
前記二枚の基板のそれぞれの外側に一枚ずつ配置され、前記領域Ｉ及び領域IIのいずれかの前記初期配向方向に一致しかつ互いに直交する吸収軸を有する二枚の偏光板と、
前記基板の少なくとも一方と前記液晶層との間に配置され、前記液晶の初期配向方向と同一の方向に一軸光学異方性を有する第１の光学補償層と、
前記基板の一方とこの基板側に配置された前記偏光板との間に配置され、当該偏光板の吸収軸に平行な方向に一軸光学異方性を有する第２の光学補償層と、
前記第２の光学補償層と直近の前記偏光板との間に配置され、前記基板に垂直な方向に一軸光学異方性を有する第３の光学補償層と、
を備え、
前記第１の光学補償層が負の一軸屈折率異方性を有し、
当該第１の光学補償層の有するリターデーションと前記液晶層の有するリターデーションとの和が−５０〜５０［ｎｍ］の間にある、
横電界方式の液晶表示装置。
【請求項４】
二枚の互いに平行な透明絶縁性の基板と、
これらの基板の間に挟持され、前記基板に略平行な方向に配向され前記基板に略平行な電界が印加される液晶を有する液晶層と、
前記液晶の初期配向方向が互いに直交する領域Ｉ及び領域IIと、
前記二枚の基板のそれぞれの外側に一枚ずつ配置され、前記領域Ｉ及び領域IIのいずれかの前記初期配向方向に一致しかつ互いに直交する吸収軸を有する二枚の偏光板と、
前記基板の少なくとも一方と前記液晶層との間に配置され、前記液晶の初期配向方向と同一の方向に一軸光学異方性を有する第１の光学補償層と、
前記基板の一方とこの基板側に配置された前記偏光板との間に配置され、二軸性の光学異方性を有する第４の光学補償層と、を備え、
前記第４の光学補償層の主軸は、前記基板に平行な面内で前記偏光板の吸収軸と平行な方向及びこれに垂直な方向、並びに前記基板に垂直な方向であり、
前記第１の光学補償層が負の一軸屈折率異方性を有し、
当該第１の光学補償層の有するリターデーションと前記液晶層の有するリターデーションとの和が−５０〜５０［ｎｍ］の間にある、
横電界方式の液晶表示装置。
【請求項５】
カラーフィルタを有する複数のサブ画素からなる画素を更に備え、
前記サブ画素において、前記第１の光学補償層の有するリターデーションと前記液晶層の有するリターデーションとの和が、当該サブ画素の有する前記カラーフィルタの透過率スペクトルのピークの９０％以上のところから選択された波長に等しい、
請求項１又は２記載の横電界方式の液晶表示装置。
【請求項６】
前記領域Ｉと前記領域IIとで、発生する前記横電界の方向が互いに直交しており、前記液晶の配向方向と前記横電界の方向とのなす角が略同一である、
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の横電界方式の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視野角特性に優れた特長を有する横電界方式の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
広く用いられているＴＮ（Twisted Nematic）方式は、高コントラストである反面、液晶の分子軸が垂直電界によって立ち上がることから、視角依存性が著しいという問題があった。近年では、ＴＶ（television）など大型モニターや、携帯可能な情報端末でも、どこから見ても同じ画質が得られることが強く求められるようになっている。この要求に応えるために、ＩＰＳ（In-plane Switching）方式やＦＦＳ（Fringe field Switching）方式のような基板に略平行な横電界を印加して、液晶をほぼ基板に平行な面で回転させる方式の採用が広がっている。
【０００３】
これらの横電界方式は、水平配向させたネマティック液晶の分子軸を、横電界によって基板に対して平行な面内で回転させるものである。この横電界方式によれば、液晶の分子軸の立ち上がりに伴う視野角方向による画質の変化を、抑制することができるため、視野角特性を改善することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３３４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、横電界方式の場合でも、視野角特性は完全ではなく、液晶分子の配向方向と偏光板の吸収軸の方向とによって、若干のシフトが生じる。特にＦＦＳでは、液晶の初期配向方向から斜め視野で見込んだ場合に、電圧−透過率が低電圧側にシフトする。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、黒表示時に斜め視野から見込んだ場合の透過率を抑制し、どの視野角から見込んだ場合でも、良好な黒表示が得られる横電界方式の液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る横電界方式の液晶表示装置は、
二枚の互いに平行な透明絶縁性の基板と、
これらの基板の間に挟持され、前記基板に略平行な方向に配向され前記基板に略平行な横電界が印加される液晶を有する液晶層と、
前記液晶の初期配向方向が互いに直交する領域Ｉ及び領域IIと、
前記二枚の基板のそれぞれの外側に一枚ずつ配置され、前記領域Ｉ及び領域IIのいずれかの前記初期配向方向に一致しかつ互いに直交する吸収軸を有する二枚の偏光板と、
前記基板の少なくとも一方と前記液晶層との間に配置され、前記液晶の初期配向方向と同一の方向に一軸光学異方性を有する第１の光学補償層と、
前記基板の一方とこの基板側に配置された前記偏光板との間に配置され、当該偏光板の吸収軸に平行な方向に一軸光学異方性を有する第２の光学補償層と、
前記第２の光学補償層と直近の前記偏光板との間に配置され、前記基板に垂直な方向に一軸光学異方性を有する第３の光学補償層と、
を備え、
前記第１の光学補償層が正の一軸屈折率異方性を有し、
当該第１の光学補償層の有するリターデーションと前記液晶層の有するリターデーションとの和が５００〜６００［ｎｍ］の間にある、
ものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、初期配向状態で液晶配向を直交させた二領域を有する横電界方式の液晶表示装置において、黒表示時に斜め視野から見た場合にも良好な表示が得られる視野角の広い横電界方式の液晶表示装置が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１の液晶表示装置における１画素の構成を示す斜視図である。
【図２】実施形態１の液晶表示装置における１画素の構成を示す平面図を示す。
【図３】図２におけるＡ−Ａ’線縦断面図である。
【図４】実施形態１の液晶表示装置における１画素の配向状態を示す平面図である。
【図５】実施形態１の液晶表示装置における光学要素の配置を示す断面図である。
【図６Ａ】実施形態１の液晶表示装置における領域IIの黒表示の視野角特性を関連技術と比較した図である。
【図６Ｂ】実施形態１の液晶表示装置における領域IIの黒表示の視野角特性を関連技術と比較した図である。
【図６Ｃ】実施形態１の液晶表示装置における領域IIの黒表示の視野角特性を関連技術と比較した図である。
【図７Ａ】実施形態１の液晶表示装置における黒表示の視野角特性を関連技術と比較した図である。
【図７Ｂ】実施形態１の液晶表示装置における黒表示の視野角特性を関連技術と比較した図である。
【図７Ｃ】実施形態１の液晶表示装置における黒表示の視野角特性を関連技術と比較した図である。
【図８】実施形態２の液晶表示装置における光学要素の配置を示す断面図である。
【図９】実施形態２の液晶表示装置における黒表示の視野角特性を示す図である。
【図１０】実施形態３の液晶表示装置における光学要素の配置を示す断面図である。
【図１１】実施形態４の液晶表示装置における光学要素の配置を示す断面図である。
【図１２】実施形態５の液晶表示装置における光学要素の配置を示す断面図である。
【図１３Ａ】実施形態５の液晶表示装置における領域IIの黒表示の視野角特性を実施形態１と比較した図である。
【図１３Ｂ】実施形態５の液晶表示装置における領域IIの黒表示の視野角特性を実施形態１と比較した図である。
【図１４】実施形態５の液晶表示装置における黒表示の視野角特性を実施形態１と比較した図である。
【図１５】実施形態６の液晶表示装置における１画素の構成を示す平面図を示す。
【図１６】実施形態６の液晶表示装置における１画素の配向状態を表す平面図である。
【図１７】実施形態７の液晶表示装置における１画素の構成を示す平面図を示す。
【図１８】図１７におけるＡ−Ａ’線縦断面図である。
【図１９】実施形態７の液晶表示装置における１画素の配向状態を表す平面図である。
【図２０】実施形態８の液晶表示装置における光学要素の配置を示す断面図である。
【図２１】実施形態８の液晶表示装置における黒表示の視野角特性を示す図である。
【図２２】実施形態９の液晶表示装置における光学要素の配置を示す断面図である。
【図２３】実施形態９の液晶表示装置における黒表示の視野角特性を示す図である。
【図２４】本発明の実施形態の効果を示す図である。
【図２５】１画素分の液晶の配向方向を直交する二方向に分割した関連技術１を示す平面図である。
【図２６Ａ】電圧−輝度特性の視野角特性の関連技術１による改善例を示すグラフである。
【図２６Ｂ】電圧−輝度特性の視野角特性の関連技術１による改善例を示すグラフである。
【図２７Ａ】一般的な横電界方式の液晶表示装置の黒表示において斜め視野から輝度上昇を引き起こす要因を示す図である。
【図２７Ｂ】一般的な横電界方式の液晶表示装置の黒表示において斜め視野から輝度上昇を引き起こす要因を示す図である。
【図２８】横電界方式の液晶表示装置の黒表示において斜め視野からの輝度上昇を抑制する関連技術２を示す断面図である。
【図２９Ａ】図２８に示す関連技術２の原理を示す図である。
【図２９Ｂ】図２８に示す関連技術２の原理を示す図である。
【図３０Ａ】図２８に示す関連技術２における黒表示の視野角改善例を示す図である。
【図３０Ｂ】図２８に示す関連技術２における黒表示の視野角改善例を示す図である。
【図３１Ａ】図２８に示す関連技術２を図２５に示す関連技術１に適用した場合に生じる問題の原因を示す図である。
【図３１Ｂ】図２８に示す関連技術２を図２５に示す関連技術１に適用した場合に生じる問題の原因を示す図である。
【図３２】図２８に示す関連技術２を図２５に示す関連技術１に適用した場合に生じる黒表示の視野角特性の悪化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。
【００１１】
まず、前述の電圧−透過率特性のシフトを抑制する関連技術１（未公開）を、図２５に示す。この関連技術１は、ＦＦＳモードの横電界方式の液晶表示装置の画素を二分割して領域３９ａ，３９ｂとし、領域３９ａの液晶６１ａの初期配向方向６２ａと領域３９ｂの液晶６１ｂの初期配向方向６２ｂとを直交させ、横電界４２ａと横電界４２ｂとが直交するようにストライプ状電極６３ａの延在方向とストライプ状電極６３ｂの延在方向とを直交させ、ストライプ状電極６３ａと初期配向方向６２ａとのなす角とストライプ状電極６３ｂと初期配向方向６２ｂとのなす角を等しくするものである。図２５には、初期配向方向６２ｂの斜め視野４０、初期配向方向６２ａに直交する方向の斜め視野４０、初期配向方向６２ａの斜め視野４１、初期配向方向６２ｂに直交する斜め視野４１、入射側偏光板の吸収軸４３、出射側偏光板の吸収軸４４などが開示されている。このようにすることで、横電界４２ａ，４２ｂを用いて液晶６１ａ，６１ｂを回転させて透過率を変化させる際に、二つの領域３９ａ，３９ｂの液晶６１ａ，６１ｂの互いの向きの直交を保ったままで、液晶６１ａ，６１ｂを回転させることができる。
【００１２】
図２６Ａに示すように、領域３９ｂでは初期配向方向６２ｂの斜め視野４０から見込むと電圧−透過率特性は低電圧側にシフトし、逆に、初期配向方向６２ｂに直交する方向の斜め視野４１から見込むと電圧−透過率特性は高電圧側にシフトする。領域３９ａでも同様である。これに対して、図２６Ｂに示すように、二つの領域３９ａ，３９ｂを合わせることにより、両者の視野角特性が平均化され、初期配向方向６２ａ，６２ｂ及びこれに直交する方向から見ても、正面の特性とほぼ同等な特性に近づけることができる。
【００１３】
一方、横電界方式の液晶表示装置では、黒表示の斜め視野からの特性も比較的良好ではあるが、直交する偏光板の吸収軸から４５°をなす方向の斜め視野から見込んだ場合に、黒透過率がやや上昇することが知られている。この状況を図２７に示す。図２７Ａには、入射側偏光板の吸収軸４３、出射側偏光板の吸収軸４４、吸収軸４３，４４と４５°をなす方向６４などが開示されている。図２７Ｂには、入射側偏光板の偏光軸５６、出射側偏光板の偏光軸５７などが開示されている。
【００１４】
一般的に、横電界方式の液晶表示装置では、吸収軸４３，４４が直交する二枚の偏光板の間に、吸収軸４３，４４のいずれかに初期配向方向が一致するように液晶を配置する（図２７Ａ）。この状態で、両偏光板の吸収軸４３，４４の方向から４５°をなす方向６４から、基板法線方向から傾斜した視野から見込むと、両偏光板の偏光軸５６，５７の方向が直交しなくなるため、上述のような黒表示時の透過率の上昇が発生してしまう（図２７Ｂ）。
【００１５】
高い表示品位が要求される表示装置では、このような斜め視野からの黒輝度の上昇を抑制することが求められている。これを実現するための、図２８に示す関連技術２（特許文献１参照）について説明する。図２８には、入射側偏光板４３ａ、入射側偏光板４３ａの吸収軸４３、出射側偏光板４４ａ、出射側偏光板４４ａの吸収軸４４、Ａプレート（A-plate）４５、Ｃプレート（C-plate）４６、液晶４７ａ、液晶４７ａの初期配向方向４７、液晶層４７ｂ、二枚の透明絶縁性基板４８、二枚の配向膜４９などが開示されている。
【００１６】
まず、入射側偏光板４３ａの吸収軸４３と一致するように、液晶４７ａの初期配向方向４７をとる。更に、出射側偏光板４４ａと液晶層４７ｂとの間には、液晶層４７ｂに近い方から、Ａプレート４５、Ｃプレート４６を配置し、出射側偏光板４４ａの吸収軸４４は初期配向方向４７に直交させる。Ａプレート４５は、初期配向方向４７に直交する方向に正の一軸の屈折率異方性を有する位相補償層である。Ｃプレート４６は、基板４８に垂直な方向に正の一軸の屈折率異常性を有する位相補償層である。
【００１７】
図２９Ａには、入射側偏光板４３ａの吸収軸４３、出射側偏光板４４ａの吸収軸４４、Ａプレート４５の軸方向５０、Ｃプレート４６の軸方向５１が開示されている。図２９Ｂには、斜め視野から見込んだ場合の光線に垂直なＡプレート４５の常光方向５２、光線に垂直なＣプレート４６の常光方向５３、液晶４７ａ通過後の偏光方向５４、Ａプレート４５及びＣプレート４６通過後の偏光方向５５、入射側偏光板４３ａの偏光軸５６、出射側偏光板４４ａの偏光軸５７が開示されている。
【００１８】
前述のように各層の光学軸を配置し、各要素のパラメータを最適化することにより、偏光板４３ａ，４４ａの吸収軸４３，４４と４５°をなす方向から斜め視野で見込んだ場合に、図２９Ａ及び図２９Ｂに示すように、入射側偏光板４３ａを透過した光は、入射側偏光板４３ａの透過軸の向きと光線が感じる液晶ダイレクタの光線の短軸の向きとが一致するため、液晶層４７ｂをそのまま透過する。そして、その光の偏光方向は、液晶層４７ｂと出射側偏光板４４ａとの間に存在するＡプレート４５及びＣプレート４６によって回転し、ほぼ出射側の透過軸に直交する向きに変換される。このため、出射側偏光板４４ａにより、ほぼ光が遮断されて、光漏れを抑制することができる。
【００１９】
図３０Ａに位相補償層を設けない場合の黒の視野角特性を、図３０ＢにＣプレート４６とＡプレート４５とを組合せた位相補償層を設けた場合の黒の視野角特性を示す。図３０Ａ及び図３０Ｂは、液晶の配向方向を９０°方向とした場合に、視野角の方位角（０〜３６０°）及び極角（０〜８０°）を指定したときの、黒表示の等輝度分布を示している。位相補償を設けない図３０Ａの特性では、方位角４５°かつ極角６０°付近で約０．５５［ｃｄ／ｍ２］となる。これに対して、位相補償層を設ける図３０Ｂの特性では、最大でも０．０７３［ｃｄ／ｍ２］程度となり、斜め視野の黒輝度を顕著に抑制できる。なお、図３０Ａ及び図３０Ｂは等輝度曲線（isoluminance contour [nit]）を示し、［ｎｉｔ］は［ｃｄ／ｍ２］と同じ次元である。
【００２０】
このようなＡプレート４５とＣプレート４６の組合せによる偏光軸の変換は、等価な二軸性の光学補償層を一層設けることによっても、行うことができる。
【００２１】
しかしながら、関連技術１すなわち液晶の初期配向方向を直交する二方向にとる場合には、関連技術２と同様な光学配置を用いても、黒の斜め視野からの特性を改善することができない。図３１にその状況を示す。図３１Ａには、入射側偏光板の吸収軸４３、出射側偏光板の吸収軸４４、Ａプレートの軸方向５０、Ｃプレートの軸方向５１が開示されている。図３１Ｂには、光線に垂直なＡプレートの常光方向５２、光線に垂直なＣプレートの常光方向５３、液晶通過後の偏光方向５４、Ａプレート及びＣプレート通過後の偏光方向５５、入射側偏光板の偏光軸５６、出射側偏光板の偏光軸５７が開示されている。
【００２２】
まず、入射側偏光板を通過した光は、その偏光方向がｐ’の方向となる。液晶層の初期配向方向が直交する二方向を有する場合、その一方向は入射側偏光板の吸収軸４３に直交する方向にとる。この初期配向方向では、液晶ダイレクタの短軸の方向がｐ’の向きに一致しないため、液晶層を通過した光の偏光軸の向きはｐ’とは異なる向きに向いてしまう。横電界方式の液晶表示装置の場合、一般的に概ねλ／２板とほぼ等価なリターデーションを液晶層に持たせることにより、正面から見た場合の白の透過率を極大化する。このように液晶層のリターデーションをλ／２とした場合に、偏光方向は、ａ’の方向に一致する液晶のダイレクタの短軸の向きに関して、対称な方向に変換される。
【００２３】
ＡプレートとＣプレートを通過する光の偏光方向は、図３１Ａ及び図３１Ｂに示すように、時計回りの回転を受けるため、ａ’に直交する出射側偏光板の吸収軸４４の方向から離れる方向に動いてしまう。そのため、ＡプレートとＣプレートからなる光学補償層は、逆に透過率を増大させてしまい、図３２のような黒の視野角特性となってしまう。図３２の特性では、斜め視野の黒輝度が１．１［ｃｄ／ｍ２］となり、図３０Ａに示す位相補償を適用しない場合よりも悪化してしまう。すなわち、関連技術１に関連技術２を適用しても、一方の領域の黒の視野角を抑制することができず、全体として、位相補償の効果による良好な黒表示の視野角特性を得ることができないという課題があった。
【００２４】
そこで、下記実施形態の目的は、直交配向を有する横電界方式の液晶表示装置において、黒表示時に斜め視野から見込んだ場合の透過率を抑制し、どの視野角から見込んだ場合でも、良好な黒表示が得られる横電界方式の液晶表示装置を与えるものである。
【００２５】
［実施形態１］
本発明の実施形態１について、図１、図２、図３、図４、図５を用いて説明する。すなわち、ここでの説明で用いる符号は、図１乃至図５のいずれかに開示されている。図１は、実施形態１に係る液晶表示装置における１画素の光学的な機能を果たす主要要素の構成（一部の図示を省略している。）を示す。図２は１画素の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’の断面図を示す。図４は、画素内の表示領域における初期配向方向の分割を示したものである。図５は分割に伴う構成を断面図で模式化したものである。
【００２６】
本実施形態１を、以下、作成順を追って、詳細に説明する。
【００２７】
まず、第１のガラス基板からなる透明絶縁性基板２０上に、第１の透明導電膜としてＩＴＯ（indium tin oxide）を５０［ｎｍ］成膜し、このＩＴＯに平面状の共通電極１のパタンを形成する。更にこの上に、第１の金属層としてクロム（Ｃｒ）を２５０［ｎｍ］成膜し、このクロムに走査線３及び共通信号配線２のパタンを形成する。
【００２８】
続いて、ゲート絶縁膜１３として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を４００［ｎｍ］成膜し、薄膜半導体層６として水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を２００［ｎｍ］及びｎ型水素化アモルファスシリコン（ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ）を５０［ｎｍ］積層成膜し、画素のスイッチング素子となるＴＦＴ（thin film transistor）部分のみに薄膜半導体層６を残すパターニングをする。更に、第２の金属層としてクロム（Ｃｒ）を２５０［ｎｍ］成膜し、このクロムにデータ線４、ＴＦＴのソース電極７ｓ及びドレイン電極７ｄ、第２の金属層からなる画素電極５の一部のパタンを形成する。
【００２９】
続いて、ＴＦＴのソース電極７ｓ及びドレイン電極７ｄをマスクとして、薄膜半導体層６のｎ型水素化アモルファスシリコン（ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ）を除去する。続いて、保護絶縁膜１４として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を１５０［ｎｍ］成膜し、その窒化シリコンの一部に画素電極５を接続するためのスルーホール８を形成する。
【００３０】
更に、この上に第２の透明電極としてＩＴＯを４０［ｎｍ］成膜し、そのＩＴＯに画素電極５のパタンを形成する。画素電極５は、ストライプ状のパタンを両端部９で接続した形状とする。ストライプ状の電極の幅は３［μｍ］、ストライプ状の電極間のスリットの幅は６［μｍ］とする。画素の上半分の領域IIでは、水平方向（走査線３の延在方向）から８°反時計回りに回転させた方向にストライプ電極を延在させ、画素の下半分の領域Ｉでは、これと直交させる方向にストライプ電極を延在させてある。以上の方法により、ＴＦＴアレイ基板２８を作製する。
【００３１】
更に、第２のガラス基板からなる透明絶縁性基板２１上に、樹脂ブラックを用いてブラックマトリクス１７を形成し、この上にＲＧＢ（red green blue）の色層１８を所定のパタンに形成し、その上にオーバーコート層１９を形成する。この上に、偏光した光を照射することにより配向可能な配向膜１１を形成し、図４に示す初期配向方向２９，３１が互いに直交する領域Ｉ及び領域IIを形成するように、光配向処理を行う。
【００３２】
更にこの上に、液晶性の分子の末端に反応性の基を有するリアクティブメソゲンを全面に塗布して、表示部全体にＵＶ（ultra violet）照射を行い、周辺部を未露光として残して、現像液により未露光部を除去し、更に露光・焼成を行なうことにより、図４に示す方向に配向させた１軸光学異方性を有する層（第１の光学補償層）すなわちインセルリターダー（in-cell retarder）１０を形成する。ここで、インセルリターダー１０のリターデーションの大きさは、１５０［ｎｍ］とする。以上の方法により、カラーフィルタ基板３０を作製する。
【００３３】
上述のように作製したＴＦＴアレイ基板２８及びカラーフィルタ基板３０の両方に、光照射により配向可能な配向膜１５，１６を形成し、図４に示す領域Ｉ及び領域IIを形成するように光配向処理を行う。この際、領域Ｉ及び領域IIのそれぞれにおいて、インセルリターダー１０の異方軸と液晶１２の初期配向方向２９，３１とを一致させる。図４の上半分において水平方向（走査線３の延在方向）から８°反時計回りに回転させた方向にストライプ状の画素電極５を延在させた領域IIでは、水平方向に初期配向方向３１を設定する。このとき、ＴＦＴアレイ基板２８とカラーフィルタ基板３０との両方において、プレティルト角を０°とする。更に図４の下半分において縦方向（走査線３の延在方向に直交する方向）から８°反時計回りに回転させた方向にストライプ状の画素電極５を延在させた領域Ｉでは、縦方向に初期配向方向２９を設定する。このとき、ＴＦＴアレイ基板２８とカラーフィルタ基板３０との両方において、プレティルト角を０°とする。
【００３４】
ここで、図４の上半分の領域IIの初期配向方向３１と下半分の領域Ｉの初期配向方向２９とは、直交するように角度を設定してある。また、領域Ｉと領域IIの面積はほぼ等しくする。これにより、領域Ｉ及び領域IIの相互の補償が行いやすくなり、電圧―輝度特性の視野角による変動や色つきが少なく、かつ対称性の良い、良好な視野角特性を得ることができる。
【００３５】
更に、ＴＦＴアレイ基板２８とカラーフィルタ基板３０とにシール材を塗布してこれらを貼りあわせ、この中に正の誘電率異方性を有する液晶１２を注入して封止する。ここで、液晶１２の物性値はΔε＝５．５、Δｎ＝０．１００とし、液晶層１２ａの厚さｄは４．０［μｍ］となるように、柱状スペーサの高さを制御する。このとき、液晶層１２ａのリターデーションは、Δｎとｄの積で与えられ、４００［ｎｍ］とする。この値は、緑色の光の中心的な波長５５０［ｎｍ］の１／２より、やや大きな値としてある。このような値にすると、実効的に液晶１２が動く層厚ｄｅｆｆが約２７０〜３００［ｎｍ］となるので、表示が良好となる。上記約２７０〜３００［ｎｍ］となる理由は、フリンジフィールドにより構成する横電界が、電極を構成する基板２０側で強く、対向する基板２１側では弱いことにより、基板２０側の液晶１２が主として動き、基板２１側の液晶１２で動きが小さくなるためである。
【００３６】
リアクティブメソゲンを用いて形成した１軸光学異方性を有する層であるインセルリターダー１０のリターデーション１５０［ｎｍ］と、液晶層１２ａのリターデーション４００［ｎｍ］とは、同一方向であり、かつ合計で５５０［ｎｍ］のリターデーションとなる。このため、可視光の領域の中心となる緑の典型的波長であるところの５５０［ｎｍ］において、常光に対して、異常光はほぼ波長と同じ長さのリターデーションを有することになる。
【００３７】
一方、両側の基板２０，２１の外側に、偏光軸が直交するように、偏光板２２，２３を貼付する。ここでＴＦＴアレイ基板２８側の偏光板２２の吸収軸２６の向きは、領域Ｉの初期配向方向２９と一致させる。カラーフィルタ基板３０側の偏光板２３と基板２１との間には、領域Ｉの初期配向方向２９に直交する方向で面内に平行な方向に一軸屈折率異方性を有する第２の光学補償層（外側Ａプレート２４）と、基板２１に直交する方向の一軸屈折率異方性を有する第３の光学補償層（Ｃプレート２５）とを、基板２１側からこの順に配置する。
【００３８】
この際、外側Ａプレート２４とＣプレート２５とを支持する基板としてＴＡＣ（triacetylcellulose）層３３を用いる。ＴＡＣ層３３は基板２１に垂直な方向に負の一軸異方性を有するものを用いる。以下の説明では、ＴＡＣ層３３とＣプレート２５とのリターデーションを合わせて、Ｃプレート２５のリターデーションとして説明する。本実施形態１では、基板２１と出射側偏光板２３との間に配置する外側Ａプレート２４のリターデーションは１２８［ｎｍ］、Ｃプレート２５のリターデーションは６８［ｎｍ］とする。
【００３９】
上述のように作製した液晶表示パネルに、バックライトと駆動回路を実装することにより、実施形態１のアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。図３に、バックライトの入射方向６０を示す。
【００４０】
上述のようにして得られた液晶表示装置では、画素電極５と共通電極１との間に電界を印加すると、領域Ｉ及び領域IIにおいて、いずれも液晶１２は時計回りに回転する。領域Ｉ及び領域IIでは、液晶１２の初期配向方向２９，３１が互いに直交しており、電界も互いに直交しており、初期配向方向２９，３１と電界とのなす角がほぼ等しい。そのため、領域Ｉの液晶１２と領域IIの液晶１２とは、互いに直交した状態のまま回転する。したがって、図２５及び図２６を用いて説明した、領域Ｉ及び領域IIそれぞれ単独では問題となる電圧−透過率特性のシフトが、両領域を同じ面積で配置することにより、互いに視野角特性が補償し合うので顕著に抑制される。
【００４１】
次に、液晶１２の初期配向状態を用いて、黒を表示させる場合について説明する。領域Ｉ及び領域IIのいずれにおいても、入射側偏光板２２の吸収軸２６と出射側偏光板２３の吸収軸２７とが直交し、これらの間に挟まれた液晶層１２ａ並びに光学補償層であるインセルリターダー１０、Ａプレート２４及びＣプレート２５は、吸収軸２６，２７のいずれかと平行であるか、又は基板２０，２１に直交している。そのため、表示面を正面から見た場合には、透過率が低く抑えられ、良好な黒表示が得られる。
【００４２】
次に、両方の偏光板２２，２３の吸収軸２６，２７と４５°をなす方向の斜め視野から見込んだ場合について考える。ここで、入射側偏光板２２の吸収軸２６の方向の単位ベクトルをｐ、出射側偏光板２３の吸収軸２７の単位ベクトルをａ、領域Ｉのダイレクタの向きをｎ１、領域IIのダイレクタの単位ベクトルをｎ２、出射側偏光板２３と基板２１との間にある外側のＡプレート２４の光学軸の向きをａｐ、Ｃプレート２５の向きをｃｐ、光線の向きをｓとする。
【００４３】
光線ｓに垂直な方向の、入射側偏光板２２の透過軸をｐ’、出射側偏光板２３の透過軸をａ’、領域Ｉのダイレクタの常光の軸方向をｎ１’、領域IIのダイレクタの常光の軸方向をｎ２’、Ａプレート２４の常光の軸方向をａｐ’、Ｃプレート２５の常光の軸方向をｃｐ’とすると、
ｐ’＝ｐ×ｓ
ａ’＝ａ×ｓ
ｎ１’＝ｎ１×ｓ
ｎ２’＝ｎ２×ｓ
ａｐ’＝ａｐ×ｓ
ｃｐ’＝ｃｐ×ｓ
となる。
【００４４】
まず、領域Ｉでは、入射側偏光板２２を透過した光の偏光軸がｐ’の方向となることにより、ｐ＝ｎ１でありｐ’＝ｎ１’であるから、液晶層１２ａ及びインセルリターダー１０の常光の向きと一致するため、その光は液晶層１２ａをそのまま透過する。続いて、その光は、Ａプレート２４を通過する際にａｐ’によりリターデーションを受け、更にＣプレート２５を通過する際にｃｐ’によるリターデーションを受ける。その結果、ｐ’の方向の偏光軸は、出射側偏光板２３の透過軸ａ’に直交する偏光軸ｐｐ１’の方向に回転する。これにより、出射側偏光板２３を透過する光は、吸収を受けて、透過率が低く抑えられるため、良好な黒表示を行うことができる。これは、関連技術２の光学補償層が、斜め視野からの黒表示の光漏れを抑制する原理と同じである。
【００４５】
一方、領域IIにおいても、入射側偏光板２２を透過した光の偏光軸はｐ’の方向となる。ここで領域IIのダイレクタｎ２の方向はｐと垂直であり、ｎ２’とｐ’は一致しないため、入射側偏光板２２を透過した偏光は、液晶層１２ａを透過する際に、液晶１２のリターデーションにより、偏光軸が変化する。
【００４６】
液晶層１２ａのリターデーションがλ／２相当であり、インセルリターダーが存在しない場合、液晶層１２ａを透過した光はｎ２’に対称な方向ｐ''に変化する。この光が続いてＡプレート２４を通過する際にａｐ’によりリターデーションを受け、更にＣプレート２５を通過する際にｃｐ’によるリターデーションを受ける結果、ｐ''の方向の偏光はｐｐ２’方向に回転する。そして、ｐｐ２’はａ’と直交する方向から逆に遠ざかってしまうため、Ａプレート２４とＣプレート２５による光学補償は逆効果となり、斜め視野からの黒の透過率が上昇して、良好な黒表示が得られない。
【００４７】
関連技術２のように液晶層のリターデーションのみでは、白表示を行った場合のリターデーションを考慮すると、３００〜４００［ｎｍ］程度が適当であるため、液晶層のみでは上述の状況に近いため、斜め視野から、良好な黒表示が得られない。
【００４８】
これに対して、本実施形態１のように、液晶セル内に液晶層１２ａと同一な方向に一軸光学異方性を有するインセルリターダー１０を配置する。これにより、白表示を得るために必要な３００〜４００［ｎｍ］の液晶層１２ａのリターデーションに加えて、液晶層１２ａ及びインセルリターダー１０の合計のリターデーションを５００〜６００［ｎｍ］とする。その結果、可視光の領域の中心となる緑の典型的波長であるところの５５０［ｎｍ］近辺において、常光に対して、異常光はほぼ波長と同じ長さのリターデーションを有することになる。したがって、これを透過した光は、異常光は常光に対して、一波長分のリターデーションを受けることになり、偏光方向がほぼｐ’の方向に戻る。
【００４９】
このため、出射側偏光板２３と基板２１との間に配置されたＡプレート２４及びＣプレート２５を通過する光は、領域Ｉと同じく、ｐｐ１’の方向に回転する。そのため、その光は、出射側偏光板２３で吸収を受けて、透過率が低く抑えられる。青の波長ではリターデーションが波長より大きくなり、赤の波長ではリターデーションが波長より小さくなるため、領域Ｉに比べて、若干透過率は上昇するものの、全体としては、透過率は低く抑えられる。
【００５０】
図６Ａに、インセルリターダー及び外側Ａプレート、Ｃプレートを配置しない場合の領域IIの黒表示の視野角特性を示す。図６Ｂに、外側Ａプレート及びＣプレートのみを配置した場合の領域IIの黒表示の視野角特性を示す。いずれも、領域Ｉの液晶の初期配向方向を９０°とした場合の、視野角の方位角（０〜３６０°）と極角（０〜８０°）を指定したときの、黒表示の等輝度分布を示している。図６Ａでは斜め視野の最大黒輝度が０．５６［ｃｄ／ｍ２］程度であるのに対して、図６Ｂでは斜め視野の最大の黒輝度が１．１［ｃｄ／ｍ２］程度である。
【００５１】
外側Ａプレート２４及びＣプレート２５を配置することにより、領域Ｉでは、黒の視野角特性を顕著に改善できる。これに対し、領域IIでは、インセルリターダー１０を配置しない状態で外側Ａプレート２４及びＣプレート２５を配置すると、逆に視野角特性が悪化してしまう。図６Ｃに、本実施形態１のようなインセルリターダー１０を配置した場合の領域IIの黒表示の視野角特性示す。このように、液晶層１２ａとインセルリターダー１０と合わせて５５０［ｎｍ］のリターデーションとすることにより、黒表示の視野角特性を顕著に良化し、斜め視野の最大の黒輝度を０．３０［ｃｄ／ｍ２］とすることができる。
【００５２】
実際の画素としては、領域Ｉと領域IIが１／２ずつで構成されているため、黒表示時の斜め視野からの透過率は、領域Ｉと領域IIの平均で得られることになる。図７Ａに、基板２１と偏光板２３との間に外側Ａプレート２４、Ｃプレート２５及びインセルリターダー１０がない場合の黒表示の視野角特性示す。図７Ｂには、インセルリターダー１０を配置せずに、基板２１と偏光板２３との間に外側Ａプレート２４及びＣプレート２５を配置した場合の視野角特性示す。更に図７Ｃに実施形態１の構成の液晶表示装置における黒表示の視野角特性を示す。図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに示すように、それぞれの斜め視野からの最大の黒輝度は図７Ａで０．５６［ｃｄ／ｍ２］、図７Ｂで０．５７［ｃｄ／ｍ２］、図７Ｃでは０．１６［ｃｄ／ｍ２］となり、本実施形態１によれば良好な斜め視野の黒表示が得られることがわかる。
【００５３】
上述の黒輝度の斜め視野からの特性は、各々の光学配置における黒輝度の視野角分布を相対的に比較するものであり、同等のバックライト光源を用いたものである。バックライトの輝度等が異なれば、相対的な関係は変化しないが、輝度の絶対値そのものは変化する。
【００５４】
領域Ｉの初期配向方向２９と領域IIの初期配向方向３１とは直交しているため、領域Ｉと領域IIとの境界では初期配向方向２９，３１がそれぞれ９０°変化する部分がある。この部分の初期配向方向は、黒表示の際に、偏光板２２，２３の偏光軸と異なる方向を向いてしまうため、光漏れが生じる。したがって、この部分は遮光することが望ましい。本実施形態１では、第１の金属層からなる共通信号配線２をこの部分に配置することによって遮光する。これにより、精度よく、必要な領域のみを遮光することができるため、開口率を落とすことなく、十分な遮光を行うことができる。また、不透明金属層の電位が共通電極１の電位と等しいため、電気的な擾乱を与えることなく、良好な表示を得ることができる。上述の例では、ＴＦＴアレイ基板２８側に共通電極１と等電位の不透明金属層を配置することにより、光漏れを抑制したが、不透明金属層は画素電極５の電位と等しくしても同等の効果が得られる。また、領域Ｉと領域IIとの境界部分の遮光は、カラーフィルタ基板３０側にブラックマトリクス１７を設けて行うこともできる。
【００５５】
また、図４に、隣接画素との間の部分まで拡張した領域Ｉ，IIの平面図を示す。図４に示すように、データ線４の近傍では、領域Ｉと同じ方向、すなわちデータ線４の延在方向と８°をなす方向に配向させる。これにより、データ線４と画素電極５との間に生ずる、図で横方向に発生する電界によって、液晶１２の動きを小さくすることができる。そのため、カラーフィルタ基板３０側でデータ線４近傍を遮光するブラックマトリクス１７の幅を小さくできるので、開口率を広く取ることができる。この場合、領域IIの両サイドに領域Ｉと同じ方向に配向された領域が存在するため、第１の金属層からなる遮光層を、共通電極１に接続するように配置する。これにより、高開口率で、コントラストの良好な表示を得ることができる。
【００５６】
上述の実施形態において、光照射によって分割配向を行う際に、光照射領域を完全に線で分割することは困難である。したがって、２〜３［μｍ］程度、領域間の重なりを持って光照射を行うことにより、画素内で光が照射されないために配向しない領域を、作らないようにする。これによって、配向が不完全な箇所が画素内に発生せず、良好な二分割配向が得られる。
【００５７】
また、上述の実施形態では、領域Ｉ及び領域IIの各々で、ストライプ状の画素電極５と、液晶１２の初期配向方向２９，３１とのなす角を８°としたが、５〜１０°の範囲であれば、ほぼ同等で良好な表示が得られる。また、場合によっては、２°以上２０°以下であれば、ほぼ問題ない表示を得ることができる。このように初期配向方向２９，３１とストライプ状の画素電極５の延在方向とは、画素の形状とサイズに応じて、適宜設計することができる。
【００５８】
［実施形態２］
本発明の実施形態２について、図８を用いて説明する。実施形態１では、図５に示すように、出射側偏光板２３と基板２１との間に、基板２１側から外側Ａプレート２４とＣプレート２５を配置することにより、斜め視野からの光漏れを抑制する。このような外側Ａプレート２４とＣプレート２５とを重ねた位相補償は、この部分を図８に示すように、第４の光学補償層としての二軸の光学補償層である二軸補償層３２で置き換えた場合でも、同等の効果を得ることができる。二軸補償層３２と偏光板２３との間には、支持基板となるＴＡＣ層３３が配置されている。
【００５９】
ＴＡＣ層３３は、基板２１に垂直な方向の負のリターデーションを有する。そのため、これを見込んで、実施形態１とほぼ等価となる二軸の屈折率異方性を有する光学パラメータをシミュレーションにより導き、それに基づいた光学パラメータを有する二軸補償層３２を、図８のように配置する。二軸補償層３２の主軸の向きは、基板２１面内方向で偏光板２３の吸収軸２７に平行な方向及びこれに垂直な方向、並びに基板２１に垂直な方向とする。
【００６０】
これにより、図９に示すように、実施形態１と同様、良好な黒表示の視野角依存性を得ることができる。本実施形態２の特性では、実施形態１と同等のバックライト光源を用いることにより、黒表示の斜め視野からの最大輝度が０．１３［ｃｄ／ｍ２］と、図７Ｃに示す実施形態１の黒表示の視野角特性とほぼ同等な特性を得ることができる。
【００６１】
［実施形態３］
本発明の実施形態３について、図１０を用いて説明する。実施形態１では、図５に示すように、出射側偏光板２３と基板２１との間には、基板２１側からこの順に外側Ａプレート２４とＣプレート２５を配置することにより、斜め視野からの光漏れを抑制する。本実施形態３では、外側第２の光学補償層としてのＡプレート２４と第３の光学補償層としてのＣプレート２５とを、入射側偏光板２２と基板２０との間に配置する。
【００６２】
順序としては、入射側偏光板２２側から、基板２０に垂直な方向に一軸異方性を有するＣプレート２５を配置し、更に、入射側偏光板２２の吸収軸２６の方向に一軸屈折率異方性を有する外側Ａプレート２４を配置する。それぞれのリターデーションの量としては、実施形態１と同じ量でよい。
【００６３】
この場合、斜め視野方向で光が入射した場合、実施形態１と同様、入射側偏光板２２を透過した光は、ｐ’の方向に偏光が向いている。この後、Ｃプレート２５及び外側Ａプレート２４を通過した光は、ａ’に直交する向きに偏光方向が回転される。
【００６４】
領域IIでは、液晶層１２ａ及びインセルリターダー１０の屈折率異方性の短軸方向ｎ２’がａ’に一致する。そのため、これらを透過した光の偏光方向は変化しない。更に、この向きの偏光方向は出射側偏光板２３において完全に吸収される偏光方向であるため、透過率を低く抑えることができる。
【００６５】
領域Ｉでは、液晶層１２ａ及びインセルリターダー１０の屈折率異方性の短軸方向ｎ１’がｐ’に一致する。そのため、これらを透過した光は、この主軸方向である常光方向に直交する異常光方向にリターデーションが生じる。しかしながら、実施形態１と同様、液晶層１２ａ及びインセルリターダー１０の合計のリターデーションを５００〜６００［ｎｍ］としてあるため、これらを透過した光は、異常光が常光に対して一波長分のリターデーションを受けることになるので、偏光方向がほぼｐ’の方向に戻ることになる。
【００６６】
したがって、領域Ｉにおいても、インセルリターダー１０を配置することにより、透過率を低く抑えることができ、斜め視野からでも良好な黒表示を得ることができる。この補償の効果は、実施形態１における領域IIでの斜め視野の黒表示の補償と等価となる。
【００６７】
実際の画素としては領域Ｉと領域IIが１／２ずつで構成されているため、黒表示時の斜め視野からの透過率は領域Ｉと領域IIの平均で得られることになる。そのため、本実施形態３の場合、光学的配置としては実施形態１と等価になるため、実施形態１と同等の良好な黒表示の視野角特性が得られる。
【００６８】
［実施形態４］
本発明の実施形態４について、図１１を用いて説明する。実施形態３では、図１０に示すように、入射側偏光板２２と基板２０との間に、入射側偏光板２２側からＣプレート２５と外側Ａプレート２４を配置することにより、斜め視野からの光漏れを抑制する。このような外側Ａプレート２４とＣプレート２５とを重ねた位相補償は、この部分を図１１に示すように、二軸補償層３２で置き換えた場合でも、同等の効果を得ることができる。
【００６９】
本実施形態４では、支持基板としてのＴＡＣ層３３も含めて、実施形態２と同じパラメータを有する二軸補償層３２を配置する。二軸補償層３２の主軸の向きは、基板２０面内方向で偏光板２２の吸収軸２６に平行な方向及びこれに垂直な方向、並びに基板２０に垂直な方向とする。また、二軸の屈折率異方性の主軸の向きは、これと貼り合せる偏光板２２の吸収軸２６との関係が同じとなるようにする。
【００７０】
本実施形態４によれば、光学的配置としては実施形態２と等価になるため、実施形態２と同等の良好な黒表示の視野角依存性が得られる。
【００７１】
［実施形態５］
本発明の実施形態５について、図１２を用いて説明する。本実施形態５では、実施形態１と同様に、出射側偏光板２３と基板２１との間に、基板２１側から外側Ａプレート２４とＣプレート２５を配置する。ただし、本実施形態５では、第１の光学補償層としてのインセルリターダー１０ｒ，１０ｇ，１０ｂのリターデーション量を、それぞれＲＧＢ３色のカラーフィルタの色層１８ｒ、１８ｇ、１８ｂに対応するサブ画素ごとに変える。
【００７２】
液晶層１２ａのリターデーションを４００［ｎｍ］として、Ｒサブ画素のインセルリターダー１０ｒのリターデーションを２２０［ｎｍ］、Ｇサブ画素のインセルリターダー１０ｇのリターデーションを１５０［ｎｍ］、Ｂサブ画素のインセルリターダー１０ｂのリターデーションを６０［ｎｍ］とする。これにより、Ｒサブ画素の液晶層１２ａとインセルリターダー１０ｒの合計のリターデーションＲｒは６２０［ｎｍ］、Ｇサブ画素の液晶層１２ａとインセルリターダー１０ｇの合計のリターデーションは５５０［ｎｍ］、Ｂサブ画素の液晶層１２ａとインセルリターダー１０ｂの合計リターデーションは４６０［ｎｍ］とする。
【００７３】
このように、ＲＧＢサブ画素でインセルリターダー１０ｒ，１０ｇ，１０ｂのリターデーションの量をそれぞれ変えることで、透明絶縁性基板２０，２１間の液晶層１２ａと第１の光学補償層との合計のリターデーションを、各サブ画素の透過率スペクトルのピークから９０％以内のところから選択した波長とほぼ同一にする。
【００７４】
図５に示す実施形態１では、次の現象が生ずる。領域IIにおいて、入射側偏光板２２を通過した光は、ｐ’の方向に偏光軸を有する状態になり、更に液晶層１２ａ及びインセルリターダー１０を通過する際に、緑の波長ではほぼ１波長分のリターデーションを有する。しかし、青と赤の波長では、リターデーションと波長とが不整合となるため、若干の光漏れがある。
【００７５】
これに対して、本実施形態５では、ＲＧＢの各サブ画素において、液晶層１２ａのリターデーションとインセルリターダー１０ｒ，１０ｇ，１０ｂのリターデーションとの和が、各サブ画素の代表的波長と一致するため、斜め視野からの光漏れをより完全に抑制することができる。
【００７６】
基板２１と出射側偏光板２３との間の外側Ａプレート２４を１２８［ｎｍ］とし、同じくＣプレート２５を６８［ｎｍ］として、液晶層１２ａとインセルリターダー１０とのリターデーションの和をＲＧＢサブ画素で共通で５５０［ｎｍ］とした場合（実施形態１）の、領域IIの黒表示の視野角特性を図１３Ａに示す。また、インセルリターダー１０ｒ，１０ｇ，１０ｂのリターデーションをそれぞれ異なる値にすることにより、液晶層１２ａとの合計リターデーションをＲＧＢサブ画素ごとに変えた場合（本実施形態５）の、領域IIの黒表示の視野角特性を図１３Ｂに示す。図１３Ａでは黒表示の斜め視野からの最大値が０．３０［ｃｄ／ｍ２］程度であるのに対して、図１３Ｂでは黒表示の斜め視野からの最大値が０．０６［ｃｄ／ｍ２］程度である。このように、本実施形態５によれば、領域IIの黒表示の視野角特性を更に改善することができる。
【００７７】
また、図１４には、本実施形態５において、１／２ずつの領域Ｉと領域IIとで１サブ画素を構成した場合の、黒表示の視野角特性を示す。この場合、黒表示の斜め視野からの輝度の最大値は０．０４［ｃｄ／ｍ２］となり、図７Ｃに示した実施形態１の黒表示の視野角特性に比べて、更に黒表示時の視野角特性を改善できる。
【００７８】
液晶層とインセルリターダーとのリターデーションの合計をＲＧＢサブ画素ごとに変えるには、本実施形態５のようにインセルリターダーのリターデーションをＲＧＢごとに変える他に、液晶層の層厚をＲＧＢごとに変えてもよい。
【００７９】
液晶層の層厚を変える場合は、例えば、液晶層の屈折率異方性Δｎを０．１０に対して、Ｒサブ画素の液晶層厚を４．７［μｍ］、Ｇサブ画素の液晶層厚を４．０［μｍ］、Ｂサブ画素の液晶層厚を３．１［μｍ］とし、インセルリターダーのリターデーションはＲＧＢサブ画素で共通で１５０［ｎｍ］とする。これにより、ＲＧＢサブ画素のそれぞれのトータルのリターデーションは、Ｒサブ画素で６２０［ｎｍ］、Ｇサブ画素で５５０［ｎｍ］、Ｂサブ画素で４６０［ｎｍ］となる。
【００８０】
また、インセルリターダーのリターデーションを変える場合は、例えば、ＲＧＢサブ画素の液晶層の屈折率異方性Δｎを０．１０とし、液晶層厚をすべて３．５［μｍ］とし、ＲＧＢサブ画素のインセルリターダーをそれぞれ２７０［ｎｍ］、２００［ｎｍ］、１１０［ｎｍ］とする。これにより、ＲＧＢサブ画素のそれぞれのトータルのリターデーションは、Ｒサブ画素で６２０［ｎｍ］、Ｇサブ画素で５５０［ｎｍ］、Ｂサブ画素で４６０［ｎｍ］となる。
【００８１】
［実施形態６］
本発明の実施形態６について、図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は１画素の平面図である。図１６は、１画素内の表示領域における初期配向方向の分割を示したものである。図１５及び図１６に示すように、本実施形態６では、実施形態１と比べて、領域Ｉ及び領域IIにおけるストライプ状の画素電極５の延在方向及び液晶の初期配向方向２９，３１のみを変えている。画素の上半分の領域IIでは、水平方向（走査線３の延在方向）にストライプ電極を延在させ、画素の下半分の領域Ｉでは、これと直交させる方向にストライプ電極を延在させてある。
【００８２】
図１６の上半分の水平方向（走査線３の延在方向）にストライプ電極を延在させた領域IIでは、水平方向から時計周りに８°回転させた方向に初期配向方向３１を設定する。このとき、ＴＦＴアレイ基板とカラーフィルタ基板の両方において、プレティルト角を０°とする。また図１６の下半分の縦方向（走査線３の延在方向に直交する方向）にストライプ電極を延在させた領域Ｉでは、縦方向から時計回りに８°回転させた方向を初期配向方向２９に設定する。このとき、ＴＦＴアレイ基板とカラーフィルタ基板の両方において、プレティルト角を０°とする。ここで、図１６の上半分の領域IIの初期配向方向３１と下半分の領域Ｉの初期配向方向２９とは、直交するように角度を設定してある。
【００８３】
その他の構成は、実施形態１と同様であり、入射側偏光板の吸収軸は領域Ｉの初期配向方向２９に一致させ、出射側偏光板の吸収軸はこれに直交させる。また、出射側偏光板の偏光軸と基板との間に、基板側から外側ＡプレートとＣプレートを配置してあり、領域Ｉ及び領域IIそれぞれにおいて、実施形態１と同様にインセルリターダーを形成し、液晶層及びインセルリターダーのリターデーションの合計を５５０［ｎｍ］とする。
【００８４】
この構成の場合、黒表示の視野角特性は、図７Ｃにおける特性を時計回りに８°回転させた特性と同一となり、良好な視野角特性を得ることができる。このような初期配向方向２９，３１の配置において、実施形態２から実施形態５までに示すような、光学的な要素を配置することも可能である。この場合も、それぞれ実施形態２から実施形態５までの各々の黒表示の視野角特性を時計回りに８°回転させた、良好な視野角特性が得られる。
【００８５】
［実施形態７］
本発明の実施形態７について、図１７、図１８及び図１９を用いて説明する。すなわち、ここでの説明で用いる符号は、図１７乃至図１９のいずれかに開示されている。図１７は１画素の平面図である。図１８は、図１７のＡ−Ａ’の断面図を示す。図１９は、１画素内の表示領域における初期配向方向の分割を示す。
【００８６】
本実施形態７を、以下、作成順を追って、詳細に説明する。
【００８７】
まず、第１のガラス基板からなる基板２０上に、第１の金属層としてクロム（Ｃｒ）を２５０［ｎｍ］成膜し、このクロムに走査線３及び共通信号配線２のパタンを形成する。続いて、ゲート絶縁膜１３として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を４００［ｎｍ］成膜し、薄膜半導体層６として水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を２００［ｎｍ］及びｎ型水素化アモルファスシリコン（ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ）を５０［ｎｍ］積層成膜し、画素のスイッチング素子としてのＴＦＴ部分にのみ薄膜半導体層６が残るパターニングをする。
【００８８】
更に、第２の金属層としてクロム（Ｃｒ）を２５０［ｎｍ］成膜し、このクロムにデータ線４、ＴＦＴのソース電極７ｓ及びドレイン電極７ｄ、並びに第２の金属層からなる画素電極３４の一部のパタンを形成する。続いて、ＴＦＴのソース電極７ｓ及びドレイン電極７ｄをマスクとして、ＴＦＴ部の薄膜半導体層６におけるｎ型水素化アモルファスシリコン（ｎ−ａ−Ｓｉ：Ｈ）を除去する。
【００８９】
続いて、保護絶縁膜１４として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を６００［ｎｍ］成膜し、この窒化シリコンに画素電極３４を接続するスルーホール３８及び共通電極３５を接続するスルーホール３７を形成する。更に、この上に第２の透明電極としてＩＴＯを８０［ｎｍ］成膜し、このＩＴＯに画素電極３４のパタン及び共通電極３５のパタンを形成する。画素電極３４及び共通電極３５は、ストライプ状のパタンを端部で接続し、櫛歯を噛み合わせた形状とする。画素電極３４及び共通電極３５のそれぞれの幅は３．５［μｍ］、画素電極３４と共通電極３５との間隔は７［μｍ］とする。
【００９０】
画素電極３４及び共通電極３５のストライプパタンは、画素の上半分の領域IIでは縦方向（走査線３に垂直な方向）に延在し、画素の下半分の領域Ｉでは横方向（走査線３に平行な方向）に延在し、これらを互いに直交させる。更に、共通電極３５の一部３６は、データ線４、走査線３、及び、走査線３と共通信号配線２との間をシールドする。以上の方法により、ＴＦＴアレイ基板を形成する。
【００９１】
図２に示す実施形態１では、平面状に形成された共通電極１と、その上にゲート絶縁膜１３及び保護絶縁膜１４を介して配置されたストライプ状の画素電極５との間に形成されるフリンジ電界により、液晶１２を面内で回転させる。これに対し、本実施形態７では、櫛歯状に形成された画素電極３４と共通電極３５との間に、横電界を発生させることにより、液晶１２を面内で回転させる。
【００９２】
本実施形態７では、領域Ｉ及び領域IIの液晶１２の初期配向方向３１，２９を、櫛歯状の画素電極３４及び共通電極３５の延在方向に対して、１５°時計回りに回転する方向に設定する。本実施形態７のその他の構成は実施形態１と同様であり、入射側偏光板２２の吸収軸は領域Ｉの初期配向方向３１に一致させ、出射側偏光板２３の吸収軸はこれに直交させる。また、出射側偏光板２３の偏光軸と基板２１との間に、基板２１側から外側Ａプレート２４とＣプレート２５を配置してある。領域Ｉ及び領域IIそれぞれにおいて、実施形態１と同様にインセルリターダー１０を形成し、液晶層１２ａとインセルリターダー１０とのリターデーションの合計を５５０［ｎｍ］とする。ここでは、液晶層１２ａの屈折率異方性をΔｎ＝０．０７５、液晶層１２ａの厚さを４［μｍ］とすることにより、液晶層１２ａのリターデーションを３００［ｎｍ］とし、これに合わせてインセルリターダー１０のリターデーションを２５０［ｎｍと］した。
【００９３】
本実施形態７における黒表示の視野角特性は、図７Ｃに示す実施形態１の黒視野の視野角特性を時計回りに１５°回転させた特性と同一となり、良好な視野角特性を得ることができる。このような電極構成及び初期配向方向の配置においても、実施形態２から実施形態５までに示すような、光学的な要素を配置することも可能である。この場合も、それぞれ実施形態２から実施形態５までの各々の黒表示の視野角特性を時計回りに１５°回転させた良好な視野角特性が得られる。
【００９４】
［実施形態８］
本実施形態８では、画素の構成及び光学要素の配置を実施形態１と同様にして、図２０に示すように、透明絶縁性基板２１と液晶層１２ａとの間に配置する第１の光学補償層としてのインセルリターダー５８を、負の屈折率異方性を有するものとする。インセルリターダー５８の異方軸の方向は、液晶１２の初期配向方向に一致させる。インセルリターダー５８のリターデーションの大きさは、液晶層１２ａのリターデーションに対して絶対値を等しく符号を反対とする。これにより、両者のリターデーションの合計を約０［ｎｍ］とする。
【００９５】
この場合、領域IIにおいて、入射側偏光板２２を通過したｐ’の方向の偏光が、液晶層１２ａとインセルリターダー５８を通過する際に、合計で受けるリターデーションは、約０［ｎｍ］になる。そのため、常光と異常光の位相差が約０となることにより、この場合も、液晶層１２ａ及びインセルリターダー５８を通過した後の偏光方向は、ほぼｐ’の方向に戻る。したがって、Ａプレート２４とＣプレート２５によって、領域IIにおいても、斜め視野からみて良好な黒表示を得ることができるので、領域IIと領域Ｉを合わせて表示全体として黒表示の視野角特性が良好となる。
【００９６】
本実施形態８によれば、図２１に示すように、斜め視野からの黒輝度の最大値は０．０７［ｃｄ／ｍ２］程度となっており、更に完全な黒表示の視野角特性を得ることができる。
【００９７】
このようにインセルリターダー５８に負の一軸屈折率異方性を有するものを適用することは、実施形態３のような構成においても可能である。その場合の黒表示の視野角特性は、図２１で示される本実施形態８の特性と同等になる。本実施形態８ではインセルリターダー５８と液晶層１２ａとのリターデーションの和を０［ｎｍ］としたが、検討結果によれば、そのリターデーションの和を−５０［ｎｍ］〜５０［ｎｍ］の間にすることにより、ほぼ同等の良好な特性を得ることができる。
【００９８】
［実施形態９］
本実施形態９では、画素の構成及び光学要素の配置は、実施形態２と同様にして、図２２に示すように、透明絶縁性基板２１と液晶層１２ａとの間に配置するインセルリターダー５８を負の屈折率異方性を有するものとする。
【００９９】
インセルリターダー５８の異方軸の方向は、液晶１２の初期配向方向に一致させる。インセルリターダー５８のリターデーションの大きさは、液晶１２のリターデーションに対して絶対値を等しく符号を反対とする。これにより、両者のリターデーションの合計を約０［ｎｍ］とする。
【０１００】
本実施形態９によれば、図２３に示すように、斜め視野からの黒輝度の最大値が０．０３［ｃｄ／ｍ２］程度となっており、実施形態８と同様、良好な黒表示の視野角特性を得ることができる。
【０１０１】
このようにインセルリターダー５８に負の一軸屈折率異方性を有するものを適用することは、実施形態４のような構成においても可能である。その場合の黒表示の視野角特性は、図２３で示される本実施形態９の特性と同等になる。本実施形態９ではインセルリターダー５８と液晶層１２ａとのリターデーションの和を０［ｎｍ］としたが、検討結果によれば、そのリターデーションの和を−５０［ｎｍ］〜５０［ｎｍ］の間にすることにより、ほぼ同等の良好な特性を得ることができる。
【０１０２】
［本発明の実施形態の効果］
次に、本発明の実施形態の効果について詳しく説明する。本発明の実施形態により、初期配向状態で液晶配向を直交させた二領域を有する横電界方式の液晶表示装置において、黒表示時に斜め視野から見た場合にも良好な表示が得られる視野角の広い良好な横電界方式の液晶表示装置が得られた。
【０１０３】
以下に本発明の実施形態により、初期配向状態で液晶配向を直交させた二領域を有する横電界方式の液晶表示装置において、黒表示時に斜め視野から見た場合にも良好な表示が得られる理由を、次の場合（図１参照）について説明する。各々の領域で、液晶の初期配向方向と同一の方向に一軸光学異方性を有する第１の光学補償層が、二枚の透明絶縁性の基板の少なくとも一方と液晶層との間に配置されている。出射側偏光板と基板との間に、出射側偏光板の吸収軸に平行な方向に一軸光学異方性を有する第２の光学補償層が配置されている。更に第２の光学補償層と出射側偏光板との間に、基板に垂直な方向に一軸光学異方性を有する第３の光学補償層が配置されている。
【０１０４】
初期配向方向が直交する二領域のうち、入射側偏光板の吸収軸に平行な初期配向方向を有する領域を領域Ｉ、これに直交する初期配向方向を有する領域を領域IIとする。領域Ｉ及び領域IIのいずれの領域でも、入射側偏光板の吸収軸と出射側偏光板の吸収軸とが直交し、これらの間に挟まれた液晶層の初期配向方向及び光学補償層の光学軸は、いずれかの吸収軸と平行であるか、又は基板に直交している。そのため、表示面を正面から見た場合には、透過率は低く抑えられ、良好な黒表示が得られる。
【０１０５】
次に、両方の偏光板の吸収軸と４５°をなす方向の斜め視野から見込んだ場合について考える。ここで、入射側偏光板の吸収軸の方向の単位ベクトルをｐ、出射側偏光板の吸収軸の方向の単位ベクトルをａ、領域Ｉのダイレクタの方向の単位ベクトルをｎ１、領域IIのダイレクタの単位ベクトルをｎ２、出射側偏光板と基板との間にある第２の光学補償層として出射側偏光板の吸収軸と平行な方向に正の一軸の屈折率異方性を有する位相補償層（Ａプレート）の光学軸の向きをａｐ、第３の光学補償層として基板に垂直な方向に正の一軸の屈折率異方性を有する位相補償層（Ｃプレート）の向きをｃｐ、光線の向きをｓとする。
【０１０６】
光線ｓに垂直な方向の、入射側偏光板の透過軸ｐ’及び出射側偏光板の透過軸ａ’、領域Ｉのダイレクタの常光の軸方向をｎ１’、領域IIのダイレクタの常光の軸方向をｎ２’、Ａプレートの常光の軸方向をａｐ’、Ｃプレートの常光の軸方向をｃｐ’とすると、
ｐ’＝ｐ×ｓ
ａ’＝ａ×ｓ
ｎ１’＝ｎ１×ｓ
ｎ２’＝ｎ２×ｓ
ａｐ’＝ａｐ×ｓ
ｃｐ’＝ｃｐ×ｓ
となる。
【０１０７】
まず、領域Ｉでは、入射側偏光板を透過した光の偏光軸はｐ’の方向となる。その偏光軸は、ｐ＝ｎ１でありｐ’＝ｎ１’であるので、液晶層の配向方向及び第１の光学補償層としてセル内に配置したリターダー（インセルリターダー）の常光の向きと一致する。そのため、その光は液晶層及び第１の光学補償層をそのまま透過する。続いて、その光は、第２の光学補償層としてのＡプレートを通過する際に、ａｐ’の方向の一軸異方性によるリターデーションを受け、更に第３の光学補償層としてのＣプレートを通過する際にｃｐ’の方向の一軸異方性によるリターデーションを受ける。その結果、ｐ’の方向の偏光軸は、出射側偏光板の透過軸ａ’に直交する偏光軸ｐｐ１’の方向に回転する。このため、出射側偏光板を透過する光は吸収を受けて透過率が低く抑えられるので、良好な黒表示を行うことができる。これは、関連技術２の光学補償層が、斜め視野からの黒表示の光漏れを抑制する原理と同じである。
【０１０８】
一方、領域IIにおいても、入射側偏光板を透過した光の偏光軸はｐ’の方向となるが、領域IIのダイレクタｎ２の方向はｐに垂直であるので、ｎ２’とｐ’は一致しない。そのため、液晶層を透過する光は、液晶のリターデーションにより、偏光軸が変化する。例えば、液晶層のリターデーションがλ／２相当であり、第１の光学補償層がない場合は、図３１Ｂに示すように、液晶層を透過した光はｎ２’を軸として対称な方向ｐ''に変化する。通常、横電界方式の液晶表示装置では、液晶のダイレクタを回転させて表示を制御するため、リターデーションとしては３００〜４００［ｎｍ］程度が適当である。しかし、液晶層のリターデーションのみでは、可視光の波長に対してλ／２に近い値となる。したがって、液晶層のみでは、上述のように液晶層を通過する際に偏光方向が大きく変調を受けるため、これを通過した光に関連技術２のようなＡプレートとＣプレートとを配置しても、良好な黒表示の視野角特性が得られない。
【０１０９】
これに対して、本発明の実施形態では、液晶層の配向方向と同一方向の正の一軸光学異方性を有する第１の光学補償層としてのインセルリターダーを液晶セル内に配置することにより、液晶セル内に液晶層及びインセルリターダーを配置し、液晶層及びインセルリターダーの合計のリターデーションを５００〜６００［ｎｍ］とする。これにより、可視光の領域の中心となる緑の典型的波長であるところの５５０［ｎｍ］近辺において、液晶層とインセルリターダーとを通過する際に、常光に対して異常光はほぼ波長と同じ長さのリターデーションを有することになる。
【０１１０】
したがって、図２４に示すように、異常光は常光に対して２π相当の位相差が生じることになるため、液晶層及びインセルリターダーを通過した光の偏光方向５９は、ほぼｐ’の方向に戻る。このため、出射側偏光板と基板との間に配置された第２の光学補償層としてのＡプレート及び第３の光学補償層としてのＣプレートを通過する光は、その偏光方向が領域Ｉと同じくｐｐ１’の方向に回転するため、出射側偏光板で吸収を受けて、透過率が低く抑えられる。
【０１１１】
上述のようにして、本発明の実施形態の構造を用いることにより、領域IIにおいても斜め視野からみて良好な黒表示を得ることができるので、領域IIと領域Ｉを合わせて表示全体として黒表示の視野角特性が良好となる。
【０１１２】
更に、上記の液晶表示装置において、各画素が２色以上のカラーフィルタを有するサブ画素からなる場合、各サブ画素において、第１の光学補償層の有するリターデーションと液晶層の有するリターデーションとの和が、各カラーフィルタの透過率スペクトルのピークの９０％以上のところから選択された波長に等しいことが望ましい。これにより、領域IIにおいて、ｐ’の方向の偏光が、液晶層とインセルリターダーを通過する際に、各色のサブ画素においてより完全に常光と異常光との位相差が２πとなる。そのため、液晶層とインセルリターダーを通過した後の偏光方向５９を、よりｐ’の方向に近づけることができる。したがって、上述の原理を完全に働かせることができるため、更に良好な黒表示の視野角特性を得ることができる。
【０１１３】
また、第１の光学補償層としてのインセルリターダーの屈折率異方性を負の一軸とし、インセルリターダーの異方軸の方向を液晶材の初期配向方向に一致させ、インセルリターダーのリターデーションの大きさを液晶のリターデーションに対して絶対値を等しく符号を反対とすることにより、両者のリターデーションの合計を約０［ｎｍ］とした場合は、次の効果を奏する。
【０１１４】
領域IIにおいて、入射側偏光板を通過したｐ’の方向の偏光は、液晶層とインセルリターダーを通過する際に、合計で受けるリターデーションが約０［ｎｍ］になるので、常光と異常光の位相差が約０となる。そのため、この場合も、液晶層及びインセルリターダー通過した光は、図２４に示すように、偏光方向５９がほぼｐ’の方向に戻る。そのため、第２の光学補償層と第３の光学補償層により、領域IIにおいても斜め視野からみて良好な黒表示を得ることができるので、領域IIと領域Ｉとを合わせて表示全体として黒表示の視野角特性が良好となる。
【０１１５】
上述の説明では、出射側偏光板と基板との間に第２の光学補償層及び第３の光学補償層を配置した場合について述べた。同様のことは、入射側偏光板と基板との間に、入射側偏光板の吸収軸に平行な方向に一軸異方性を有する第２の光学補償層としてのＡプレートを配置し、第２の光学補償層と入射側偏光板との間に、基板に垂直な方向に一軸光学異方性を有する第３の光学補償層としてのＣプレートを配置した場合でも成立する。
【０１１６】
この場合、斜め視野方向で光が入射した場合、その光が入射側偏光板を透過した直後は、ｐ’の方向に偏光が向いている。この後、Ｃプレート及び外側Ａプレートを通過した光は、ａ’に直交する向きに偏光方向が回転される。
【０１１７】
領域IIでは、液晶層及びインセルリターダーの屈折率異方性の短軸方向ｎ２’はａ’に一致するため、これらを透過しても偏光方向は変化しない。更にこの向きの偏光方向は出射側偏光板において完全に吸収される偏光方向であるため、透過率を低く抑えることができる。
【０１１８】
領域Ｉでは、液晶層及びインセルリターダーの屈折率異方性の短軸方向ｎ１’はｐ’に一致する。そのため、これらを透過する光は、この主軸方向である常光方向に対して、これに直交する異常光方向にリターデーションが生じる。しかし、液晶層及びインセルリターダーの合計のリターデーションを５００〜６００［ｎｍ］とすることにより、これらを透過した光は、異常光は常光に対して、一波長分のリターデーションを受けることになるので、偏光方向がほぼｐ’の方向に戻ることになる。したがって、領域Ｉにおいても、インセルリターダーを配置することにより、透過率を低く抑えることができ、斜め視野からでも良好な黒表示を得ることができる。
【０１１９】
上述の説明では、出射側偏光板と基板との間に第２の光学補償層としてのＡプレートと第３の光学補償層としてのＣプレートとを配置することにより、ｐ’の方向の偏光方向からａ’に直交する向きに偏光方向を回転させている。しかし、同様のことは、第２の光学補償層及び第３の光学補償層と等価の二軸の屈折率異方性を有する光学補償層を、第２の光学補償層及び第３の光学補償層の代わりに第４の光学補償層として配置することによっても、実現することができる。
【０１２０】
この場合、二軸性の光学異方性を有する第４の光学補償層の主軸は、基板に平行な面内で偏光板の吸収軸と平行な方向及びこれに垂直な方向、並びに基板に垂直な方向の三方向となる。この場合も、第１の光学補償層と液晶層との関係を、上述の通りとすることにより、斜め視野からでも良好な黒表示を得ることができる。
【０１２１】
また、上述のような、液晶の初期配向方向が直交する二領域を有する横電界方式の液晶表示装置において、二領域で発生する横電界の方向が互いに直交しており、液晶の配向方向と横電界の方向とのなす角を領域Ｉと領域IIとで略同一とすることにより、液晶ダイレクタは、領域Ｉと領域IIとにおいて、直交した状態のまま、回転する。この場合、二枚の基板の外側には、互いに直交した吸収軸を有する二枚の偏光板が配置されており、液晶の初期配向方向は、直交した吸収軸のいずれか一方に一致しており、各々の領域で、液晶の初期配向方向と同一の方向に一軸光学異方性を有する第１の光学補償層が、少なくとも一方の基板と液晶層との間に配置されており、一方の基板とこの基板側に配置される偏光板との間には、第２の光学補償層及び第３の光学補償層、又は第４の光学補償層が配置されている。
【０１２２】
このため、関連技術１について図２５及び図２６を用いて示した、領域Ｉ及び領域IIがそれぞれ単独では問題となる、液晶の初期配向方向の斜め視野からの電圧−透過率特性のシフトは、両領域を同じ面積で配置することにより、互いの視野角特性が補償し合い顕著に抑制される。この場合、第１の光学補償層、第２の光学補償層、第３の光学補償層、第４の光学補償層は、いずれも光学軸が、二枚の偏光板の吸収軸のいずれかに一致するか、又は基板に垂直な方向となっているため、図２６に示す電圧−輝度特性に影響を与えることがなく、良好な電圧−輝度特性の視野角依存性を得ることができる。
【０１２３】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【０１２４】
上記の実施形態の一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るが、本発明は以下の構成に限定されるものではない。
【０１２５】
［付記１］二枚の互いに平行な透明絶縁性の基板と、
これらの基板の間に挟持され、前記基板に略平行な方向に配向され前記基板に略平行な横電界が印加される液晶を有する液晶層と、
前記液晶の初期配向方向が互いに直交する領域Ｉ及び領域IIと、
前記二枚の基板のそれぞれの外側に一枚ずつ配置され、前記領域Ｉ及び領域IIのいずれかの前記初期配向方向に一致しかつ互いに直交する吸収軸を有する二枚の偏光板と、
前記基板の少なくとも一方と前記液晶層との間に配置され、前記液晶の初期配向方向と同一の方向に一軸光学異方性を有する第１の光学補償層と、
前記基板の一方とこの基板側に配置された前記偏光板との間に配置され、当該偏光板の吸収軸に平行な方向に一軸光学異方性を有する第２の光学補償層と、
前記第２の光学補償層と直近の前記偏光板との間に配置され、前記基板に垂直な方向に一軸光学異方性を有する第３の光学補償層と、
を備えた横電界方式の液晶表示装置。
【０１２６】
［付記２］二枚の互いに平行な透明絶縁性の基板と、
これらの基板の間に挟持され、前記基板に略平行な方向に配向され前記基板に略平行な電界が印加される液晶を有する液晶層と、
前記液晶の初期配向方向が互いに直交する領域Ｉ及び領域IIと、
前記二枚の基板のそれぞれの外側に一枚ずつ配置され、前記領域Ｉ及び領域IIのいずれかの前記初期配向方向に一致しかつ互いに直交する吸収軸を有する二枚の偏光板と、
前記基板の少なくとも一方と前記液晶層との間に配置され、前記液晶の初期配向方向と同一の方向に一軸光学異方性を有する第１の光学補償層と、
前記基板の一方とこの基板側に配置された前記偏光板との間に配置され、二軸性の光学異方性を有する第４の光学補償層と、を備え、
前記第４の光学補償層の主軸は、前記基板に平行な面内で前記偏光板の吸収軸と平行な方向及びこれに垂直な方向、並びに前記基板に垂直な方向である、
横電界方式の液晶表示装置。
【０１２７】
［付記３］前記第１の光学補償層が正の一軸屈折率異方性を有し、当該第１の光学補償層の有するリターデーションと前記液晶層の有するリターデーションとの和が５００〜６００［ｎｍ］の間にある、
付記１又は２記載の横電界方式の液晶表示装置。
【０１２８】
［付記４］カラーフィルタを有する複数のサブ画素からなる画素を更に備え、
前記サブ画素において、前記第１の光学補償層の有するリターデーションと前記液晶層の有するリターデーションとの和が、当該サブ画素の有する前記カラーフィルタの透過率スペクトルのピークの９０％以上のところから選択された波長に等しい、
付記１又は２記載の横電界方式の液晶表示装置。
【０１２９】
［付記５］前記第１の光学補償層が負の一軸屈折率異方性を有し、当該第１の光学補償層の有するリターデーションと前記液晶層の有するリターデーションとの和が−５０〜５０［ｎｍ］の間にある、
付記１又は２記載の横電界方式の液晶表示装置。
【０１３０】
［付記６］前記領域Ｉと前記領域IIとで、発生する前記横電界の方向が互いに直交しており、前記液晶の方向と前記横電界の方向とのなす角が略同一である、
付記１乃至５のいずれか一つに記載の横電界方式の液晶表示装置。
【０１３１】
［付記１１］二枚の透明絶縁性の基板の間に挟持され、前記基板に略平行な方位に配向させた液晶からなる液晶層を有し、これを前記基板に略平行な電界で変形させることで表示を制御する横電界方式の液晶表示装置において、
前記液晶の初期配向方向が直交する二領域を有し、
互いに直交した吸収軸を有する二枚の偏光板が前記二枚の基板のそれぞれの外側に一枚ずつ配置されており、
前記液晶の初期配向方向は、前記吸収軸のいずれかに一致しており、
前記二領域のそれぞれで、前記液晶の初期配向方向と同一の方向に一軸光学異方性を有する第１の光学補償層が、少なくとも一方の前記基板と前記液晶層との間に配置されており、
一方の前記基板とこの基板側に配置される前記偏光板との間には、当該偏光板の吸収軸に平行な方向に一軸光学異方性を有する第２の光学補償層が配置されており、
更にこの第２の光学補償層と当該偏光板との間に、前記基板に垂直な方向に一軸光学異方性を有する第３の光学補償層を有している、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
【０１３２】
［付記１２］二枚の透明絶縁性の基板の間に挟持され、前記基板に略平行な方位に配向させた液晶からなる液晶層を有し、これを前記基板に略平行な横電界で変形させることで表示を制御する横電界方式の液晶表示装置において、
前記液晶の初期配向方向が直交する二領域を有し、
互いに直交した吸収軸を有する二枚の偏光板が前記二枚の基板のそれぞれの外側に一枚ずつ配置されており、
前記液晶の初期配向方向は、前記吸収軸のいずれかに一致しており、
前記二領域のそれぞれで、前記液晶の初期配向方向と同一の方向に一軸光学異方性を有する第１の光学補償層が、少なくとも一方の前記基板と前記液晶層との間に配置されており、
一方の前記基板とこの基板側に配置される前記偏光板の間には、二軸性の光学異方性を有する第４の光学補償層が配置されており、
前記第４の光学補償層の主軸は、前記基板に平行な面内で前記偏光板の吸収軸と平行な方向及びこれに垂直な方向、並びに前記基板に垂直な方向である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
【０１３３】
［付記１３］付記１１又は１２記載の横電界方式の液晶表示装置において、
前記第１の光学補償層が正の一軸屈折率異方性を有し、
前記第１の光学補償層の有するリターデーションと前記液晶層の有するリターデーションとの和が５００〜６００［ｎｍ］の間にある、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
【０１３４】
［付記１４］付記１１又は１２記載の横電界方式の液晶表示装置において、
前記液晶表示装置の画素が２色以上のカラーフィルタを有するサブ画素からなり、
前記サブ画素において、前記第１の光学補償層の有するリターデーションと前記液晶層の有するリターデーションとの和が、前記各カラーフィルタの透過率スペクトルのピークの９０％以上のところから選択された波長に等しい、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
【０１３５】
［付記１５］付記１１又は１２記載の横電界方式の液晶表示装置において、
前記第１の光学補償層が負の一軸屈折率異方性を有し、
前記第１の光学補償層の有するリターデーションと前記液晶層の有するリターデーションとの和が−５０〜５０［ｎｍ］の間にある、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
【０１３６】
［付記１６］付記１１乃至１５のいずれか一つに記載の横電界方式の液晶表示装置において、
前記二領域を領域Ｉ、領域IIとしたとき、
前記領域Ｉで発生する前記横電界の方位と前記領域IIで発生する前記横電界の方位とは互いに直交しており、
前記領域Ｉにおける前記液晶の方位と前記横電界の方位とのなす角と、前記領域IIにおける前記液晶の方位と前記横電界の方位とのなす角とが、略同一である、
ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置、及び、その液晶表示装置を表示装置として利用する任意の機器に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３８】
Ｉ，II  領域
１  平面状の共通電極
２  共通信号配線
３  走査線
４  データ線
５  ストライプ状の画素電極
６  薄膜半導体層
７ｓ  ソース電極
７ｄ  ドレイン電極
８  画素電極スルーホール
９  両端部（ストライプ状の画素電極を接続する部分）
１０，１０ｒ，１０ｇ，１０ｂ  インセルリターダー
１１  インセルリターダー用配向膜
１２  液晶
１２ａ  液晶層
１３  ゲート絶縁膜
１４  保護絶縁膜
１５、１６  配向膜
１７  ブラックマトリクス
１８，１８ｒ、１８ｇ、１８ｂ  色層
１９  オーバーコート層
２０，２１  透明絶縁性基板
２２  入射側偏光板
２３  出射側偏光板
２４  Ａプレート
２５  Ｃプレート
２６  入射側偏光板吸収軸
２７  出射側偏光板吸収軸
２８  ＴＦＴアレイ基板
２９  領域Ｉの初期配向方向
３０  カラーフィルタ基板
３１  領域IIの初期配向方向
３２  二軸補償層
３３  ＴＡＣ層
３４  櫛歯状画素電極
３５  櫛歯状共通電極
３６  データ線をシールドする共通電極の一部
３７  共通電極スルーホール
３８  画素電極スルーホール
３９ａ，３９ｂ  領域
４０  液晶初期配向方向からの斜め視野
４１  液晶初期配向方向に垂直な方向からの斜め視野
４２ａ，４２ｂ  横電界の方向
４３  入射側偏光板吸収軸
４３ａ  入射側偏光板
４４  出射側偏光板吸収軸
４４ａ  出射側偏光板
４５  Ａプレート
４６  Ｃプレート
４７  液晶初期配向方向
４７ａ  液晶
４７ｂ  液晶層
４８  透明絶縁性基板
４９  配向膜
５０  Ａプレートの軸方向
５１  Ｃプレートの軸方向
５２  光線に垂直なＡプレートの常光方向
５３  光線に垂直なＣプレートの常光方向
５４  液晶通過後の偏光方向
５５  Ａプレート及びＣプレート通過後の偏光方向
５６  入射側偏光板の偏光軸
５７  出射側偏光板の偏光軸
５８  負の屈折率異方性を有するインセルリターダー
５９  液晶層とインセルリターダーを通過した後の偏光方向
６０  バックライトの入射方向
６１ａ，６１ｂ  液晶
６２ａ，６２ｂ  配向方向
６３ａ，６３ｂ  ストライプ状電極
６４  吸収軸と４５度をなす方向
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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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２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３２】
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