(57)【要約】【課題】  単純マトリクス駆動される垂直配向型の液晶セルを有し、液晶セルの厚さ断面内のリターデーションが大きくても、良好に視角補償を行うことができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】  略直交ニコル配置された２枚の偏光板の間に、単純マトリクス駆動される垂直配向型の液晶セルを配置する。液晶セルと一方の偏光板との間に、２枚の二軸プレートが配置され、偏光板側の二軸プレートの面内の遅相軸を、隣接する偏光板の吸収軸と略平行とし、液晶セル側の二軸プレートの面内の遅相軸を、偏光板側の二軸プレートの面内の遅相軸と略直交させる。駆動電圧が印加されたとき、表示面内で、液晶分子の倒れ込む方向が２枚の偏光板の吸収軸の双方と略４５°の角度をなすように、液晶分子にプレティルト角が付与されている。【選択図】  図２
2008224843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の偏光板と、
前記第１の偏光板の上方に配置された垂直配向型の液晶セルと、
前記液晶セルの上方に配置された第１の二軸プレートと、
前記第１の二軸プレートの上方に配置された第２の二軸プレートと、
前記第２の二軸プレートの上方に配置された第２の偏光板と、
前記液晶セルを単純マトリクス駆動する制御装置と
を有し、
前記第１及び第２の偏光板は、略直交ニコルの位置関係で配置されており、
前記液晶セルに駆動電圧が印加されたとき、前記液晶層の液晶分子の倒れ込む方向が、表示面内で、前記第１の偏光板の吸収軸及び前記第２の偏光板の吸収軸の双方と略４５°の角度をなすように、該液晶分子にプレティルト角が付与されており、
表示面内で、前記第２の二軸プレートの面内の遅相軸が、前記第２の偏光板の吸収軸と略平行となるように、該第２の二軸プレートが配置され、前記第１の二軸プレートの面内の遅相軸が、該第２の二軸プレートの面内の遅相軸と略直交するように、該第１の二軸プレートが配置されている液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の二軸プレートの面内のリターデーション、及び、前記第２の二軸プレートの面内のリターデーションが、それぞれ、１００ｎｍ以下である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の二軸プレートの、厚さ断面内のリターデーションが等しく、かつ、面内のリターデーションも等しい請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記二軸プレートは、有機樹脂からなるフィルムを延伸加工して作製されたものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
さらに、前記第１の偏光板と前記液晶セルとの間、及び、前記液晶セルと前記第１の二軸プレートとの間の少なくとも一方に配置されたＣプレートを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶セルは、厚さ断面内のリターデーションが５５０ｎｍより大きい液晶層を含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、視角補償がされた垂直配向型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、垂直配向型の液晶表示装置の視角補償技術として、以下に説明するように、様々な光学特性を持つ視角補償板を使用する方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、３つの主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを有し、そのうちの１つｎｚが他の２つの主屈折率ｎｘ、ｎｙよりも小さく、最小の主屈折率ｎｚに対応する軸が補償板の面法線方向と平行である（負の屈折率異方性を持つ）視角補償板を用いることが開示されている。このような視角補償板が、液晶セルと、その両側に直交ニコル配置された偏光板との間の少なくとも一方に配置される。視角補償板として、面内の屈折率ｎｘとｎｙとが等しく、光軸が視角補償板の面法線方向と平行である負の一軸補償板、いわゆるＣプレート、もしくは、面内の屈折率ｎｘとｎｙとが相互に等しくない負の二軸補償板、いわゆる二軸プレートが用いられている。
【０００４】
特許文献２も、液晶セルと、その両側に直交ニコル配置された偏光板との間の少なくとも一方に、上述の特許文献１について説明したのと同様な二軸プレートを配置している。特許文献２は、二軸プレートの面内の大きい方の主屈折率に対応する軸、すなわち遅相軸が、表示面内で、隣接する偏光板の吸収軸と略平行または略垂直となるように、二軸プレートを配置し、さらに、二軸プレートの面内のリターデーションを１２０ｎｍ以下とすることが好ましいことを開示する。
【０００５】
特許文献３も、液晶セルと、その両側に直交ニコル配置された偏光板との間の少なくとも一方に、視角補償板を配置している。特許文献３は、面内に光軸を有し、屈折率異方性が正の一軸補償板（面法線方向の屈折率をｎｚとし、面内の２つの屈折率をｎｘ、ｎｙとして、ｎｚ＝ｎｙ＜ｎｘ）、いわゆるＡプレートと、上述のようなＣプレートとを、液晶セル側にＡプレートが配置され、偏光板側にＣプレートが配置されるように組み合わせて用いることを開示し、さらに、Ａプレートの面内のリターデーションを１２０ｎｍ以下とすることが好ましいことを開示する。
【０００６】
特許文献４は、電圧印加時に複数の液晶領域毎に軸対称状に配向するタイプの垂直配向液晶表示装置の視角補償手段として、特許文献１及び２に開示されたような二軸プレートや、特許文献３に開示されたような、Ａプレート及びＣプレートを重ね合わせた視角補償部材を用いることが有効であることを開示する。
【０００７】
特許文献２〜４は、特許文献１において示された垂直配向型液晶表示装置の視角補償原理を基にして、さらに効果的な視角補償ができるように、光学補償板の条件を設計したものである。
【０００８】
特許文献１では、垂直配向型液晶表示装置の、液晶材料の複屈折率とセル厚との積、すなわちセルの厚さ断面内のリターデーションの範囲について限定していない。特許文献２〜４は、セルの厚さ断面内のリターデーションの範囲について検討している。液晶層の厚さ断面内のリターデーションについて、特許文献２及び３（いずれも段落［００３７］参照）は、８０ｎｍ以上、４００ｎｍ以下であることが好ましいことを開示し、特許文献４（請求項１３参照）は、３００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下であることが好ましいことを開示する。
【０００９】
特許文献２〜４が開示する、液晶層の厚さ断面内のリターデーションの好適な範囲は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるアクティブマトリックス型液晶表示装置に対応している。
【００１０】
【特許文献１】特公平７−６９５３６号公報
【特許文献２】特許第３３３０５７４号公報
【特許文献３】特許第３０２７８０５号公報
【特許文献４】特開２０００−１９５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
垂直配向型液晶表示装置として、セグメント表示を行い単純マトリクス駆動されるものもある。このような垂直配向型液晶表示装置の液晶層の厚さ断面内のリターデーションは、良好なオンオフ動作を行う観点から、アクティブマトリックス型液晶表示装置のそれよりも大きくすることが望ましい。厚さ断面内のリターデーションが大きい液晶セルを有する垂直配向型液晶表示装置に対して、特に有効な視角補償技術があれば望ましい。
【００１２】
本発明の一目的は、単純マトリクス駆動される垂直配向型の液晶セルを有し、液晶セルの厚さ断面内のリターデーションが大きくても、良好に視角補償を行うことができる液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一観点によれば、第１の偏光板と、前記第１の偏光板の上方に配置された垂直配向型の液晶セルと、前記液晶セルの上方に配置された第１の二軸プレートと、前記第１の二軸プレートの上方に配置された第２の二軸プレートと、前記第２の二軸プレートの上方に配置された第２の偏光板と、前記液晶セルを単純マトリクス駆動する制御装置とを有し、前記第１及び第２の偏光板は、略直交ニコルの位置関係で配置されており、前記液晶セルに駆動電圧が印加されたとき、前記液晶層の液晶分子の倒れ込む方向が、表示面内で、前記第１の偏光板の吸収軸及び前記第２の偏光板の吸収軸の双方と略４５°の角度をなすように、該液晶分子にプレティルト角が付与されており、表示面内で、前記第２の二軸プレートの面内の遅相軸が、前記第２の偏光板の吸収軸と略平行となるように、該第２の二軸プレートが配置され、前記第１の二軸プレートの面内の遅相軸が、該第２の二軸プレートの面内の遅相軸と略直交するように、該第１の二軸プレートが配置されている液晶表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
液晶セルの片側に、２枚の二軸プレートが配置される。偏光板側の二軸プレートの面内遅相軸を当該偏光板の吸収軸と略平行とし、液晶セル側の二軸プレートの面内遅相軸を、偏光板側に配置された二軸プレートの面内遅相軸と略直交させる。これにより、液晶セルの厚さ断面内のリターデーションが大きくても、当該リターデーションを補償することが容易になり、さらに、視角の深い範囲での表示品位の低下が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施例による液晶表示装置について説明する。図１は、第１の実施例による液晶表示装置の概略断面図である。背面偏光板１０と前面偏光板１１との間に、垂直配向型の液晶セル２０が配置されている。なお、バックライトは、例えば、背面偏光板１０の外側（図の下側）に配置される。
【００１６】
液晶セル２０の構成について説明する。下側透明基板２１の上面に下側透明電極２２が形成され、下側透明電極２２の上面に、下側配向膜２３が形成されている。上側透明基板２８の下面に上側透明電極２７が形成され、上側透明電極２７の下面に、上側配向膜２６が形成されている。相互に対向する下側配向膜２３と上側配向膜２６との間に、液晶層２５が挟持され、シール材２４が液晶層２５をシールする。セル厚を決めるギャップコントロール材の直径を、４μｍとする。
【００１７】
下側及び上側配向膜２３、２６として、例えば、日産化学工業株式会社製の垂直配向膜ＳＥ−１２１１が用いられる。下側及び上側配向膜２３、２６を、それぞれ、例えばレーヨン製のラビング布でラビングすることにより、ラビング方向に液晶分子Ｍが倒れ込むように、プレティルト角θが付与される。
【００１８】
液晶層２５として、例えば、メルク株式会社製の、複屈折率Δｎが０．１５で誘電率異方性が負の（電圧印加により液晶分子が垂直方向から倒れ込む）液晶材料が用いられる。セル厚が４μｍで、複屈折率Δｎが０．１５であるので、液晶セル２０の厚さ断面内のリターデーションは６００ｎｍとなる。液晶セル２０は、厚さ断面内で正のリターデーションを有する。
【００１９】
液晶セル２０は、セグメント表示を行い、高いデューティ比（１：Ｎとしたとき、Ｎが４以上）で単純マトリクス駆動される。下側及び上側透明電極２２、２７が、表示パタンに対応したパタンを有し、制御装置４０に接続される。制御装置４０が、駆動信号を供給し、表示状態を制御する。
【００２０】
単純マトリックス駆動において、デューティ比が上がると、オン電圧とオフ電圧の比が小さくなる。よって、良好なオンオフ動作を行うためには、電圧変化に対して透過率の変化を急峻にしなくてはならない。
【００２１】
垂直配向型の液晶セルでは、厚さ断面内のリターデーションを大きくすることにより、電圧変化に対する透過率の変化を急峻にすることができる。液晶層を厚くすること、及び、液晶材料の複屈折率Δｎを大きくすることの少なくとも一方により、厚さ断面内のリターデーションを大きくすることができる。
【００２２】
単純マトリックス駆動を高いデューティ比（上記Ｎが４以上）で行う垂直配向型の液晶セルでは、厚さ断面内のリターデーションを５５０ｎｍより大きくすることが好ましく、５５５ｎｍ以上とすることがさらに好ましい。なお、液晶セルの厚さ断面内のリターデーションに、特に上限はない。
【００２３】
なお、単純マトリクス駆動によりセグメント表示を行う表示の例としては、７セグメント表示（８の字）を含む、オーディオ表示（周波数などを含む設定状態の表示）、エアコン表示（温度などを含む設定状態の表示）、自動車のメーター内のオドトリップ表示（距離）などが挙げられる。
【００２４】
液晶セル２０と前面偏光板１１との間に、２枚の二軸プレート３０及び３１を積層した視角補償部材が挿入されている。
【００２５】
二軸プレート３０及び３１は、それぞれ、３つの主屈折率のうち、面法線方向（液晶セル２０の表示面の法線方向に平行な方向）の屈折率をｎｚとし、面内（液晶セル２０の表示面に平行な面内）の２つの屈折率をｎｘ及びｎｙとしたとき、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚという関係を満たすものである。
【００２６】
二軸プレート３０及び３１は、それぞれ、厚さ断面内について、大きさが２０５ｎｍの負のリターデーションを有する。二軸プレートの厚さ断面内のリターデーションの大きさは、面内の２つの屈折率ｎｘ及びｎｙの平均値（ｎｘ＋ｎｙ）／２と、面法線方向の屈折率ｎｚとの差に、二軸プレートの厚さを掛けて算出される。
【００２７】
なお、二軸プレート３０及び３１の面内のリターデーションは、それぞれ、６０ｎｍである。二軸プレートの面内のリターデーションの大きさは、面内の一方の屈折率ｎｘと他方の屈折率ｎｙとの差に、二軸プレートの厚さを掛けて算出される。
【００２８】
背面偏光板１０及び前面偏光板１１として、偏光子となる膜をトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムで保護した構造のものが用いられる。各偏光板に含まれるＴＡＣフィルムは、厚さ断面内について、大きさが約６０ｎｍの負のリターデーションを有する。
【００２９】
二軸プレート３０及び３１、背面偏光板１０、及び前面偏光板１１を合わせた部材は、厚さ断面内について、大きさが５３０ｎｍ（２０５ｎｍ＋２０５ｎｍ＋６０ｎｍ＋６０ｎｍ）の負のリターデーションを有する。
【００３０】
このように、二軸プレート３０及び３１、背面偏光板１０、及び前面偏光板１１を合わせた部材の厚さ断面内のリターデーションを、液晶セルの厚さ断面内のリターデーションに対して、正負が逆で、絶対値を近づけた値とすることにより、液晶セルの厚さ断面内のリターデーションを補償することができる。
【００３１】
次に、図２を参照して、背面偏光板１０の吸収軸方向、液晶セル２０の下側及び上側配向膜のラビング方向、二軸プレート３０及び３１の遅相軸方向、及び、前面偏光板１１の吸収軸方向について説明する。図２は、背面偏光板１０等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、第１の実施例の液晶表示装置の概略図である。
【００３２】
背面偏光板１０及び前面偏光板１１の吸収軸方向Ｄ１０及びＤ１１が、表示面内で、相互に略直交している。すなわち、背面偏光板１０及び前面偏光板１１は、略直交ニコル配置されている。２つの方向のなす角が８０°〜１００°の範囲である場合を、略直交すると呼ぶこととする。
【００３３】
液晶セル２０の、下側配向膜２３のラビング方向Ｄ２３と、上側配向膜２６のラビング方向Ｄ２６とが、相互に反平行である。ラビング方向Ｄ２３及びＤ２６は、ともに、表示面内で、偏光板１０及び１１の吸収軸方向Ｄ１０及びＤ１１の双方に対して略４５°の角度をなしている。つまり、表示面内で、駆動電圧が印加されたときに液晶分子の倒れ込む方向と、両偏光板の吸収軸とが略４５°の角度をなす。なお、３５°〜５５°の範囲を、略４５°と呼ぶこととする。
【００３４】
前面偏光板１１側の二軸プレート３１の面内遅相軸方向（面内の最大屈折率ｎｘに対応する方向）Ｄ３１が、表示面内で、前面偏光板１１の吸収軸方向Ｄ１１と略平行である。２つの方向のなす角が−１０°〜１０°の範囲である場合を、略平行と呼ぶこととする。
【００３５】
また、液晶セル２０側の二軸プレート３０の面内遅相軸方向Ｄ３０が、表示面内で、二軸プレート３１の面内遅相軸方向Ｄ３１と略直交する。
【００３６】
上述の二軸プレートは、有機樹脂からなるフィルムを延伸加工して作製されたものである。なお、後述の第２実施例等で用いるＣプレートも、同様にして作製される。二軸プレート及びＣプレートに用いられる有機樹脂として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリノルボルネン、ポリ塩化ビニル、セルロースエステル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂（ＡＳ樹脂）、ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。
【００３７】
二軸プレート及びＣプレートの作製方法として、延伸加工が現在広く用いられている。しかし、このような作製方法では、二軸プレート及びＣプレートの１枚の厚さ断面内のリターデーションの大きさを、最大で２７０ｎｍ程度までしか大きくできない。なお、二軸プレートの安定的な量産を考えると、リターデーションの大きさは２５０ｎｍ程度が最大となる。
【００３８】
上述のように、液晶セルの厚さ断面内のリターデーションは５５０ｎｍより大きくすることが好ましい。従って、このような液晶セルのリターデーションを補償するためには、本実施例のように、２枚以上の視角補償板を使用することになる。
【００３９】
なお、二軸プレート及びＣプレートは、例えば、垂直配向型の液晶セルを有するアクティブマトリックス型液晶表示装置（垂直配向型ＴＦＴ−ＬＣＤ）の視角補償等の用途向けに市販されている。市販の二軸プレート及びＣプレートの厚さ断面内のリターデーションは、９０〜２５０ｎｍ程度であり、二軸プレートについては、面内のリターデーションが４０ｎｍ〜１２０ｎｍ、特に４０ｎｍ〜７０ｎｍのものが広く用いられている。
【００４０】
二軸プレートの面内のリターデーションは、４０ｎｍ以下とすることも可能であると考えられるが、面内のリターデーションを安定的に４０ｎｍ以下に制御することが難しい等の理由で、このような二軸プレートは市販されていない。
【００４１】
垂直配向型ＴＦＴ−ＬＣＤ（例えば液晶テレビ）向けに、特に、二軸プレートが多く流通している。流通量の多い視角補償板を用いることや、同一種類の視角補償板を用いることは、例えばコスト的に望ましい。上記実施例の装置では、同一種類の（従って、厚さ断面内のリターデーション及び面内のリターデーションの等しい）２枚の二軸プレートを用いている。
【００４２】
次に、第１及び第２の比較例による液晶表示装置について説明する。第１及び第２の比較例は、液晶セルと前面偏光板との間に２枚の二軸プレートが配置されている点で、第１の実施例と同様であるが、二軸プレートの面内の遅相軸の方向が第１の実施例と異なる。二軸プレートのリターデーション（厚さ断面内及び面内）の大きさは、第１の実施例と同様である。
【００４３】
図１０及び図１１は、それぞれ、背面偏光板１０等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、第１の比較例及び第２の比較例の液晶表示装置の概略図である。
【００４４】
まず、図１０を参照して、第１の比較例について説明する。第１の比較例の装置は、第１の実施例の装置と、前面偏光板１１側の二軸プレートの面内遅相軸の方向が異なる。面内遅相軸方向Ｄ１３１が、表示面内で、前面偏光板１１の吸収軸方向Ｄ１１と直交するように、前面偏光板１１側の二軸プレート１３１が配置されている。液晶セル２０側の二軸プレート３０の面内遅相軸方向Ｄ３０と、前面偏光板１１側の二軸プレート１３１の面内遅相軸方向Ｄ１３１とが、表示面内で、相互に平行となる。
【００４５】
次に、図１１を参照して、第２の比較例について説明する。第２の比較例の装置は、第１の実施例の装置と、前面偏光板１１側の二軸プレートの面内遅相軸の方向、及び、液晶セル２０側の二軸プレートの面内遅相軸の方向が異なる。第１の比較例と同様に、面内遅相軸方向Ｄ１３１が、表示面内で、前面偏光板１１の吸収軸方向Ｄ１１と直交するように、前面偏光板１１側の二軸プレート１３１が配置されている。さらに、面内遅相軸方向Ｄ１３０が、表示面内で、二軸プレート１３１の面内遅相軸方向Ｄ１３１と直交するように、液晶セル２０側の二軸プレート１３０が配置されている。
【００４６】
次に、図１２を参照して、第３の比較例による液晶表示装置について説明する。図１２は、背面偏光板１０等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、第３の比較例の液晶表示装置の概略図である。第３の比較例は、液晶セル２０の両側にそれぞれ１枚の二軸プレートが配置されている点で第１の実施例と異なる。二軸プレートのリターデーション（厚さ断面内及び面内）の大きさは、第１の実施例と同様である。
【００４７】
背面偏光板１０と液晶セル２０との間に配置された二軸プレート１３０ａの面内遅相軸方向Ｄ１３０ａが、表示面内で、背面偏光板１０の吸収軸方向Ｄ１０と直交する。液晶セル２０と前面偏光板１１との間に配置された二軸プレート１３１の面内遅相軸方向Ｄ１３１が、表示面内で、前面偏光板１１の吸収軸方向Ｄ１１と直交する。
【００４８】
第１の実施例では、前面偏光板に隣接する二軸プレートの面内遅相軸が、表示面内で、前面偏光板の吸収軸と平行である。第１〜第３の比較例では、いずれも、前面偏光板に隣接する二軸プレートの面内遅相軸が、表示面内で、前面偏光板の吸収軸と直交している。
【００４９】
次に、図３を参照して、第１の実施例、及び、第１〜第３の比較例の液晶表示装置の視角特性について説明する。図３は、電圧無印加時の黒下地透過率の視角特性を示すグラフである。横軸が左右背景観察角度を度単位で示し、縦軸が透過率を％単位で示す。曲線Ａ１、Ｂ１〜Ｂ３が、それぞれ、第１の実施例、第１〜第３の比較例の視角特性である。
【００５０】
第１の実施例、第１〜第３の比較例のすべてについて、左右方向ともに、深い視角になるほど透過率が増加する傾向を示す。しかし、増加の程度は、実施例で最も小さい。また、実施例では、透過率が明確に上昇し始める視角が、左右双方について、概ね５０°程度と大きい。このように、実施例の装置で、深い視角での黒表示が最も良好に行われる。実施例と両比較例との差は、左右の双方で、視角の大きさが２０°程度以上の範囲で顕著である。
【００５１】
以上説明したように、液晶セルと片方の偏光板との間に、偏光板側の二軸プレートの面内遅相軸が、隣接する偏光板の吸収軸と、表示面内で平行となり、液晶セル側の二軸プレートの面内遅相軸が、偏光板側の二軸プレートの面内遅相軸と、表示面内で直交するように、２枚の二軸プレートを配置することにより、良好な視角特性が得られる。
【００５２】
次に、図４を参照して、第２の実施例の液晶表示装置について説明する。第２の実施例は、第１の実施例よりも液晶セルの厚さ断面内のリターデーションが大きく、これに対応し、２枚の二軸プレートに加えて、１枚のＣプレートを有する。液晶セルの厚さ断面内のリターデーションと、追加されたＣプレート以外の構成は、第１の実施例と同様である。
【００５３】
図４は、背面偏光板１０等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、第２の実施例の液晶表示装置の概略図である。第２の実施例では、セル厚を５．５μｍとし、液晶材料の複屈折率Δｎを０．１５として、液晶セル２０ａの厚さ断面内のリターデーションを８２５ｎｍとする。液晶材料として、例えば、メルク株式会社製のものを用いることができる。
【００５４】
液晶セル２０ａの下側配向膜及び上側配向膜のラビング方向Ｄ２３ａ及びＤ２６ａが、相互に反平行で、直交ニコル配置された偏光板１０及び１１の吸収軸方向Ｄ１０及びＤ１１の双方に対して略４５°の角度をなしている。
【００５５】
液晶セル２０ａと前面偏光板１１との間に、第１の実施例と同様に、２枚の二軸プレート３０及び３１が配置されている。背面偏光板１０と液晶セル２０ａとの間に、Ｃプレート３２が配置されている。Ｃプレート３２は、３つの主屈折率のうち、面法線方向（液晶セル２０ａの表示面の法線方向に平行な方向）の屈折率をｎｚとし、面内（液晶セル２０ａの表示面に平行な面内）の２つの屈折率をｎｘ及びｎｙとしたとき、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚという関係を満たすものである。
【００５６】
Ｃプレート３２は、厚さ断面内について、大きさが２２０ｎｍの負のリターデーションを有する。なお、Ｃプレートの厚さ断面内のリターデーションの大きさは、面内の屈折率ｎｘ（＝ｎｙ）と面法線方向の屈折率ｎｚとの差に、Ｃプレートの厚さを掛けて算出される。
【００５７】
２枚の二軸プレート３０及び３１、Ｃプレート３２、背面偏光板１０、及び前面偏光板１１を合わせた部材は、厚さ断面内について、大きさが７５０ｎｍ（２０５ｎｍ＋２０５ｎｍ＋２２０ｎｍ＋６０ｎｍ＋６０ｎｍ）の負のリターデーションを有する。
【００５８】
第２の実施例の装置は、第１の実施例よりも液晶セルのリターデーションが大きいので、これを補償するため、液晶セルと一方の偏光板との間に第１の実施例と同様に配置された２枚の二軸プレートに加え、さらに、液晶セルと他方の偏光板との間にＣプレートを配置して、視角補償部材のリターデーションを大きくしている。なお、必要に応じ、液晶セルと、液晶セル側の二軸プレートとの間に、Ｃプレートを配置してもよい。
【００５９】
次に、図５を参照して、第２の実施例の液晶表示装置の視角特性について説明する。図５は、電圧無印加時の黒下地透過率の視角特性を示すグラフである。横軸が左右背景観察角度を度単位で示し、縦軸が透過率を％単位で示す。第２の実施例でも、第１の実施例と同様に、透過率が明確に上昇し始める視角が、左右双方について概ね５０°程度と大きく、深い視角での透過率の上昇が抑制されている。
【００６０】
次に、図６を参照して、第３の実施例の液晶表示装置について説明する。第３の実施例は、第２の実施例よりもさらに液晶セルのリターデーションが大きく、これに対応し、２枚の二軸プレートに加えて、２枚のＣプレートを有する。液晶セルの厚さ断面内のリターデーションと、さらに追加されたＣプレート以外の構成は、第２の実施例と同様である。
【００６１】
図６は、背面偏光板１０等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、第３の実施例の液晶表示装置の概略図である。第３の実施例では、セル厚を６．９μｍとし、液晶材料の複屈折率Δｎを０．１５として、液晶セル２０ｂの厚さ断面内のリターデーションを１０３５ｎｍとする。液晶材料として、例えば、メルク株式会社製のものを用いることができる。
【００６２】
液晶セル２０ｂの下側配向膜及び上側配向膜のラビング方向Ｄ２３ｂ及びＤ２６ｂが、相互に反平行で、直交ニコル配置された偏光板１０及び１１の吸収軸方向Ｄ１０及びＤ１１の双方に対して略４５°の角度をなしている。
【００６３】
液晶セル２０ｂと前面偏光板１１との間に、第１及び第２の実施例と同様に、２枚の二軸プレート３０及び３１が配置されている。背面偏光板１０と液晶セル２０ａとの間に、第２の実施例と同様に、Ｃプレート３２が配置されている。さらに、Ｃプレート３２と液晶セル２０ｂとの間に、Ｃプレート３３が配置されている。Ｃプレート３３は、厚さ断面内について、大きさが２２０ｎｍの負のリターデーションを有する。
【００６４】
２枚の二軸プレート３０及び３１、２枚のＣプレート３２及び３３、背面偏光板１０、及び前面偏光板１１を合わせた部材は、厚さ断面内について、大きさが９７０ｎｍ（２０５ｎｍ＋２０５ｎｍ＋２２０ｎｍ＋２２０ｎｍ＋６０ｎｍ＋６０ｎｍ）の負のリターデーションを有する。
【００６５】
第３の実施例の装置は、第２の実施例よりもさらに液晶セルのリターデーションが大きいので、Ｃプレートを複数枚積層して、視角補償部材のリターデーションを大きくしている。なお、追加するＣプレートは、必要に応じ、液晶セルと、液晶セル側の二軸プレートとの間に配置してもよい（液晶セルの両側それぞれにＣプレートを配置してもよい）。また、複数枚のＣプレートの積層を、液晶セルと、液晶セル側の二軸プレートとの間に配置してもよい。
【００６６】
次に、図７を参照して、第３の実施例の液晶表示装置の視角特性について説明する。図７は、電圧無印加時の黒下地透過率の視角特性を示すグラフである。横軸が左右背景観察角度を度単位で示し、縦軸が透過率を％単位で示す。第３の実施例でも、第１及び第２の実施例と同様に、透過率が明確に上昇し始める視角が、左右双方について概ね５０°程度と大きく、深い視角での透過率の上昇が抑制されている。
【００６７】
次に、図８を参照して、第３の実施例の変形例による液晶表示装置について説明する。図８は、背面偏光板１０等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、本変形例の液晶表示装置の概略図である。
【００６８】
本変形例は、第３の実施例において、２枚のＣプレートの積層の替わりに、厚さ断面内についてそれと等しいリターデーション（４４０ｎｍ）を持つ１枚の光学プレート３２ａを配置した構成を有する。これ以外の構成は、第３の実施例と同様である。
【００６９】
光学プレート３２ａは、可視波長より短いツイストピッチを有するコレステリック液晶ポリマーよりなる。このような構造の光学プレートは、Ｃプレートと同等な光学的働きをすることが知られている。コレステリック液晶の複屈折率と液晶層の厚さを適切に設定することにより、ノルボルネン系樹脂等の有機樹脂の延伸加工では得ることのできない、大きなリターデーションを有する視角補償板を作製することが可能である。なお、このような光学プレートも、液晶セルと、液晶セル側の二軸プレートとの間に配置してもよい。
【００７０】
本変形例の、電圧無印加時の黒下地透過率の視角特性は、第３の実施例のそれ（図７参照）とほぼ一致する。
【００７１】
以上説明したように、垂直配向型の液晶セルの厚さ断面内のリターデーションが大きいとき、２枚の二軸プレートを、液晶セルと一方の偏光板との間に、偏光板側に配置された二軸プレートの面内遅相軸が偏光板の吸収軸と略平行になり、液晶セル側に配置された二軸プレートの面内遅相軸が、偏光板側に配置された二軸プレートの面内遅相軸と略直交するように配置することにより、良好な視角特性を有する液晶表示装置を得ることができる。
【００７２】
２枚の二軸プレートを用いても液晶セルの厚さ断面内のリターデーションを充分に補償できないときは、Ｃプレートを追加して、視角補償部材の厚さ断面内のリターデーションを大きくすることが有効である。なお、Ｃプレートは、液晶セルのどちら側に配置することもでき、複数枚を積層して用いてもよい。二軸プレートと同じ側に配置するときは、二軸プレートよりも液晶セル側に配置する。Ｃプレートとして、有機樹脂の延伸加工で作製したもの以外に、例えば、コレステリック液晶からなる光学プレートを用いることもできる。
【００７３】
なお、上記実施例では、二軸プレートとして、厚さ断面内のリターデーションが２０５ｎｍで、面内のリターデーションが５０ｎｍであるものを用いた。二軸プレートの面内のリターデーションの好適な範囲を調べるために、第１の実施例と同様の構成で二軸プレートの面内のリターデーションを様々に変化させた装置を作製した。面内のリターデーションは、５０ｎｍの他に、４０ｎｍ、６０ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍ、１２０ｎｍ、及び１４０ｎｍとした。
【００７４】
これらの装置の表示を目視で観察したところ、面内のリターデーションが４０ｎｍ、５０ｎｍ、及び６０ｎｍのものが、色調変化を含む視角特性において優れており、１２０ｎｍ及び１４０ｎｍのものは、視角が深い範囲で色調変化や透過率の上昇が観察され、品位が悪かった。８０ｎｍ及び１００ｎｍのものは、４０ｎｍ〜６０ｎｍのものに比べれば品位は劣るが、許容範囲内であった。以上から、二軸プレートの面内のリターデーションは、１００ｎｍ以下が好ましく、６０ｎｍ以下がより好ましいことがわかった。
【００７５】
上記実施例の液晶表示装置は、浅い視角から深い視角まで、広い視角の範囲で良好な表示を行うことができる。このような液晶表示装置は、例えば、カーオーディオ等の車載機器の表示パネルや、コピー機、ファクシミリ等の事務機器の表示パネル等に適している。なお、上記実施例では視角特性が特に良好となる方向を左右方向として説明したが、必要に応じてこれを上下方向等とすることもできる。
【００７６】
図９（Ａ）は、カーオーディオ等の車載機器の表示パネルの例を概略的に示す。この例の表示パネルＰは、運転席と助手席の間に配置されているので、運転席及び助手席から、深い視角で見られることになる。図９（Ａ）において、表示パネルＰを、運転席から見たときの視線を矢印Ｄ１で示し、助手席から見たときの視線を矢印Ｄ２で示す。
【００７７】
図９（Ｂ）は、コピー機、ファクシミリ等の事務機器の表示パネルの例を概略的に示す。このような事務機器は、例えば、背の高い人に操作されることもあれば、背の低い人に操作されることもある。身長の違いによって、表示パネルＰを見る視角が大きく変化しうる。図９（Ｂ）において、表示パネルＰを、背の高い人が見たときの視線を矢印Ｄ１で示し、背の低いから見たときの視線を矢印Ｄ２で示す。
【００７８】
なお、液晶セルに対し、観察者に近い側に二軸プレートが配置された状態で液晶表示装置を用いるだけでなく、液晶セルに対し、観察者から遠い側に二軸プレートが配置された状態で液晶表示装置を用いることもできる。
【００７９】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施例による液晶表示装置の概略断面図である。
【図２】図２は、背面偏光板等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、第１の実施例の液晶表示装置の概略図である。
【図３】図３は、第１の実施例、及び、第１〜第３の比較例の液晶表示装置の、電圧無印加時の黒下地透過率の視角特性を示すグラフである。
【図４】図４は、背面偏光板等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、第２の実施例の液晶表示装置の概略図である。
【図５】図５は、第２の実施例の液晶表示装置の、電圧無印加時の黒下地透過率の視角特性を示すグラフである。
【図６】図６は、背面偏光板等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、第３の実施例の液晶表示装置の概略図である。
【図７】図７は、第３の実施例の液晶表示装置の、電圧無印加時の黒下地透過率の視角特性を示すグラフである。
【図８】図８は、背面偏光板等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、第３の実施例の変形例による液晶表示装置の概略図である。
【図９】図９（Ａ）は、カーオーディオ等の車載機器の表示パネルの例を示す概略図であり、図９（Ｂ）は、コピー機、ファクシミリ等の事務機器の表示パネルの例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、背面偏光板等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、第１の比較例の液晶表示装置の概略図である。
【図１１】図１１は、背面偏光板等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、第２の比較例の液晶表示装置の概略図である。
【図１２】図１２は、背面偏光板等の構成部材の概略平面図を、厚さ方向の配置順に並べて示した、第３の比較例の液晶表示装置の概略図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０  背面偏光板
１１  前面偏光板
２０  液晶セル
２１  下側透明基板
２２  下側透明電極
２３  下側配向膜
２４  シール材
２５  液晶層
２６  上側配向膜
２７  上側透明電極
２８  上側透明基板
Ｍ  液晶分子
θ  プレティルト角
３０、３１  二軸プレート
３２  Ｃプレート
４０  制御装置
【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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