(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置であって、
後方直線偏光板と、
前方直線偏光板と、
前記前方直線偏光板と前記後方直線偏光板との間に設けられ、ツイストモードの液晶材料を有し、かつ、後方電極を備え第１ラビング方向を有する後方基板と、前方電極を備え第２ラビング方向を有する前方基板と、を有する液晶セルと、
複数のサブ層を有する第１補償層と、
複数のサブ層を有する第２補償層と、
バックライトと、
前記前方電極と前記後方電極とに対し、補償される状態を決定する電圧を供給する電圧源と、
を備え、
前記液晶材料は、前記前方基板と前記後方基板との間に配置され、前記液晶セルの光軸は第１方向に、前記第１ラビング方向から前記第２ラビング方向へと、第１の量だけ回転し、
前記第１補償層は、前記前方基板側から第１サブ層、第２サブ層、第３サブ層を有し、
前記第１サブ層は、前記前方基板に隣接配置され、前記前方基板の面に垂直な方向の光軸を有し、
前記第３サブ層は、前記第１補償層の第２サブ層に隣接配置され、前記前方基板の面に垂直な方向の光軸を有し、
前記第１補償層の第２サブ層の光軸と、前記第２補償層の所定サブ層の光軸とは、それぞれ層の厚み方向において変化する傾きを有し、
前記第１補償層の第２サブ層の光軸と、前記第２補償層の所定サブ層の光軸とは、それぞれ、補償される状態における液晶材料のダイレクタの傾き角度と同じ傾き角度を備え、
前記第１補償層の第２サブ層の光軸と、前記第２補償層の所定サブ層の光軸とは、それぞれ、前記第１補償層及び第２補償層に隣接配置された前記液晶材料のダイレクタのねじれ角度に対応したねじれ角度を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶表示装置であって、
後方直線偏光板と、
前方直線偏光板と、
前記前方直線偏光板と前記後方直線偏光板との間に設けられ、ツイストモードの液晶材料を有し、かつ、後方電極を備え第１ラビング方向を有する後方基板と、前方電極を備え第２ラビング方向を有する前方基板と、を有する液晶セルと、
複数のサブ層を有する第１補償層と、
複数のサブ層を有する第２補償層と、
バックライトと、
前記前方電極と前記後方電極とに対し、補償される状態を決定する電圧を供給する電圧源と、
を備え、
前記液晶材料は、前記前方基板と前記後方基板との間に配置され、前記液晶セルの光軸は第１方向に、前記第１ラビング方向から前記第２ラビング方向へと、第１の量だけ回転し、
前記第２補償層は、前記後方基板側から第１サブ層、第２サブ層、第３サブ層を有し、
前記第２補償層の第１サブ層は、前記後方基板に隣接配置され、前記後方基板の面に垂直な方向の光軸を有し、
前記第２補償層の前記第３サブ層は、前記第２サブ層に隣接配置され、前記後方基板の面に垂直な方向の光軸を有し、
前記第１補償層の所定サブ層の光軸と、前記第２補償層の第２サブ層の光軸とは、それぞれサブ層の厚み方向において変化する傾きを有し、
前記第１補償層の所定サブ層の光軸と、前記第２補償層の第２サブ層の光軸とは、それぞれ、補償される状態における液晶材料のダイレクタの傾き角度と同じ傾き角度を備え、
前記第１補償層の所定サブ層の光軸と、前記第２補償層の第２サブ層の光軸とは、それぞれ、前記第１補償層及び第２補償層に隣接配置された前記液晶材料のダイレクタのねじれ角度に対応したねじれ角度を有することを特徴とする液晶表示装置。
【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２補償層は、前記後方基板側から第１サブ層、第２サブ層、第３サブ層を有し、
前記第２補償層の第１サブ層は、前記後方基板に隣接配置され、前記後方基板の面に垂直な方向の光軸を有し、
前記第２補償層の前記第３サブ層は、前記第２サブ層に隣接配置され、前記後方基板の面に垂直な方向の光軸を有し、
前記第１補償層の第２サブ層の光軸と、前記第２補償層の第２サブ層の光軸とは、それぞれサブ層の厚み方向において変化する傾きを有し、
前記第１補償層の第２サブ層の光軸と、前記第２補償層の第２サブ層の光軸とは、それぞれ、補償される状態における液晶材料のダイレクタの傾き角度と同じ傾き角度を備え、
前記第１補償層の第２サブ層の光軸と、前記第２補償層の第２サブ層の光軸とは、それぞれ、前記第１補償層及び第２補償層に隣接配置された前記液晶材料のダイレクタのねじれ角度に対応したねじれ角度を有することを特徴とする液晶表示装置。
【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、その有効視野量を増大する特別なリターデーション膜（補償膜）を有する透過型の背面照射型液晶表示装置（ＬＣＤ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置（ＬＣＤ）は、ＬＣＤ技術の発達により、ＣＲＴ等の他の表示装置に取って替わりつつある。大抵の液晶（ＬＣ）材料は、一軸性である。一軸性材料は、１つの固有軸、すなわちＬＣ分子の長軸に平行な光軸を有する。ＬＣ材料は異方性も有しており、それによって複屈折の光学特性を与える。複屈折は、結晶軸に対する偏光の伝搬方向および配向に応じて結晶性材料中を異なる速度で光が移動する現象である。これは、固有または異常方向の屈折率ｎeが正常方向の屈折率ｎoと異なることを意味する。△ｎ＝ｎe−ｎoが正である時、ＬＣ材料は正の複屈折を有すると言える。
【０００３】
図１は、バックライト光源１０５と光スタック１０６とを備える従来の透過直視型ツイステッドネマティックＬＣＤ１００を示す。この光スタック１０６は、バックライト１０５から発生する光のスペクトル構成および偏光状態を変更する多数の層状光素子を備える。これらの素子は、その透過軸方向が点線１１２で示された後方偏光板１１０と、リターデーション膜１２０と、ＬＣセル１３０と、電源１４０と、偏光状態の検光子としての前方偏光板１５０とを備える。
【０００４】
ＬＣセル１３０は、後方基板１３１と、前方基板１３２との間にＬＣ材料１３８が配置されている。前方および後方基板１３２、１３１と、ＬＣ材料１３８との間には、それぞれ前方電極１３４と後方電極１３３とが設けられている。また、それらの上には、後方ポリイミド膜１３５と前方ポリイミド膜１３６が設けられている。電源１４０は、後方電極１３３と前方電極１３４とに接続されている。
【０００５】
ＬＣセル１３０のようなＬＣセルは、セルに使用するＬＣ材料のタイプと、セル内を通る光の伝搬方法の両方によって定められる。このようなＬＣセル構造を有するものとして、ツイステッドネマティック（ＴＮ）セルがある。ＬＣＤ１００がＴＮセルであると仮定すると、バックライト１０５からの光は後方偏光板１１０によって直線偏光とされ、その後、光軸がＴＮ−ＬＣセル１３０によって回転される。回転量は、ＬＣセル１３０の複屈折および厚さ、ならびにＬＣセル１３０のねじれ角および光の波長によって決定される。例えば、多くのＴＮ−ＬＣＤでは９０度回転を利用する。９０度回転は、ポリイミド膜１３５および１３６をラビングし、その後、ラビング方向が９０度異なるようにポリイミド膜１３５および１３６を配向処理することによって確立できる。ポリイミド膜１３５および１３６に隣接するＬＣ分子は、このラビング方向に整列（配向）する。ポリイミド膜は、ＬＣセル１３０内でＬＣ分子に対してプレチルト角θoを与えるように作成しても良い。電源１４０から前方電極１３４および後方電極１３３に制御電圧が印加されると、このプレチルト角θoによってＬＣ分子が望ましい方向に確実に傾斜する。
【０００６】
光軸が回転した後、前方偏光板または検光子１５０により、ＬＣセル１３０に存在する光の偏光状態が分析される。後方偏光板１１０の偏光軸と検光子１５０の偏光軸とが交差するため、電圧源１４０から電極１３３および１３４に電圧を印加しない時、ＬＣＤが白く見える。この状態をノーマリホワイト（ＮＷ）と呼ぶ。
【０００７】
ＬＣ材料１３８はホモジニアス（均質）なものであるが、ＬＣ材料１３８を図１に示すような多数の層を備えるものとして考えるのが都合良い。このようなターミノロジは、従来周知である。このように、図１は、ＬＣ分子またはダイレクタの５つの層Ｌ１〜Ｌ５を示す。層Ｌ１〜Ｌ５の各々の光軸は、図１に示すようにダイレクタの軸に揃う。
【０００８】
図１に示すように、ＬＣＤ１００はリターデーション膜または補償層１２０を用いる。後述するように、補償層１２０は表示装置の観察者に対する視野角を改善する。
【０００９】
ＬＣＤ１００は、多数の「状態」で動作する。電圧「オフ」状態では、ＬＣセル１３０内のダイレクタが図１に示すように整列し、光スタック１０６を介して光が有効に透過する。電源１４０から電極１３３および１３４への電圧を増大すると、ダイレクタが傾斜し始め、ねじれた構造がまっすぐになる。図２は、電圧「フル・オン」状態のＬＣＤ１００を示す。後方基板１３１および前方基板１３２に隣接するダイレクタが比較的わずかに傾斜すると、最大傾斜角がＬＣセル１３０の中心（例えばＬ３）で得られる。
【００１０】
制御電圧（一般に３〜６ボルト）を印加した状態では、ＬＣセル１３０の中心部の光軸は主として電界に対して平行となり、図２に示すように、ねじれた構造がなくなる。こうなると光の偏光方向は回転されず、ＬＣセル１３０を通過した光は、交差位置で検光子と交差する、つまり検光子の偏光方向とＬＣセル１３０を通過した光の偏光方向とが交わることとなる。従って、このような位置で光が吸収され、表示装置のアクティブ部分は、暗く見える。
【００１１】
図３は、特定のＬＣ材料の電気歪み曲線を示す。この曲線は、傾斜角θおよびねじれ角Φを、印加した電圧Ｖとしきい値電圧Ｖｃとの比の関数として示す。図３に示すように、所与の制御電圧に対して、傾斜角θは、セルの中心領域近くで最大値まで増大し、基板に隣接するＬＣセルの境界近くで最小値となる。図３にも示すように、電極への制御電圧Ｖが増大すると、最大傾斜角θが増大する。図３は、ＬＣセルの境界と比較した場合に、ＬＣセルの中心領域では、セル厚さに対しねじれ角がより迅速に変化するという点において、電極に電圧を印加する効果も示している。
【００１２】
ＬＣＤを使用する際の欠点は、視野角が増大すると、コントラスト比および他の光学特性が劣化することである。ＬＣＤの視野角性能を改良するために、いくつかの技術が開発されている。視野角性能を改良する方法として、ＩＰＳ（In-Plane Swiching ）モード（Kondo、SID 96 Digest、81(1996)）、光補償モード（Miyashita、C.-L.Kuo、 M.SuzukiおよびT.Uchida、SID 95 Digest、797(1995)）ならびにマルチドメインＴＮ構成（Yang、IDRC 91 Digest、68(1991);J.Chen、P.J.Bos、D.L.Johnson、J.R.Kelly、J.Crow、N.D.Kim、SID 96 Digest、650(1996)）等のセル内の変更が挙げられる。セル外の変更としては、光スタックの前面に配置された拡散スクリーンで平行にされたバックライトが挙げられる（McFarland、S.Zimmerman、K.Beeson、J.Wilson、T.J.Credelle、K.Bingham、P.Ferm、J.T.Yardley、Asia Display' 95、739(1995)）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの技術の多くは、製造がより複雑となるか、または光効率が劣化するかのいずれかの代償を払って視野角を改良している。従って、このように妥協することなく視野角性能を改良するより良い方法が、強く望まれる。欠点が少ないと思われる１つの外的方法として、補償膜（またはリターデーション膜）の使用が挙げられる。
【００１４】
補償膜は、日東電工（Ｎｉｔｔｏ  Ｄｅｎｋｏ）、サンリッツ（Ｓａｎｒｉｔｚ）、富士写真フィルム株式会社（Ｆｕｊｉ  Ｆｉｌｍ  ＬＴＤ）等の多くの製造業者から入手可能である。典型的な材料として、ポリカーボネートが挙げられる。図４は、補償層の例として補償層１２０を示す。この例の補償膜は、ｎx＝ｎy＞ｎzとなるようにｘ方向およびｙ方向の両方に伸張された厚さｄrのポリカーボネート膜である。ポリカーボネートが伸張されると、分子の列（chain molecule）が揃う傾向にあり、材料は、伸張された軸に沿ってより分極（polarizable）が大きくなる（屈折率が高くなる）。その結果、伸張方向に対して垂直に偏光される光は、通常の速度で伝搬する。他の形態の材料としてポリスチレンが挙げられる。ポリスチレンの場合、材料の分極率（polarizability）は、伸張方向に対して垂直な方向でより大きくなる。ポリスチレンは、負の複屈折（すなわちｎe＜ｎo）を有する材料を代表する。しかし、補償層１２０等の補償膜は、主としてＬＣセルの中間近くのＬＣ材料に対して補償を行う。ＬＣセル基板に近いＬＣ分子は、印加した電界に対して平行に配向されないため、これらのＬＣセル基板付近については充分に補償されない。
【００１５】
さらに他の形態の補償層を図５に示す。図５において、補償層１８０は、ＣＴＡ（cellulose triacetate:セルローストリアセテート）基板１８２と、アラインメント層１８４と、ディスコティック（discotic）コンパウンド層１８６とを備える。ＣＴＡ基板１８２の光軸は、ＬＣセル基板の平面に垂直になるように選択される。ディスコティックコンパウンド層１８６の光軸は、図５に示すようにディスコティックコンパウンド層の厚さ全体にわたって傾斜するように選択される。従って、図５に示すように、ディスコティックコンパウンド層１８６の光軸は、例えば４゜から６８゜まで変化可能である。光軸のこの変化は、ＬＣセルのダイレクタの傾斜をある程度模倣するように設計されている。このように傾斜を備える補償層は、ＴＮ−ＬＣＤの視野角の性能を改良することが可能である。このような補償層は、例えば、「Optical Performance of a Novel Compensation Film for Wide-Viewing-Angle-TN-LCDs」、Mori Hiroyuki、Yuji Itoh、Yosuhe Nishiura、Taku Nakamura、Yukio Shinagawa、AM-LCD' 96/IDW' 96、189に述べているＦｕｊｉｆｉｌｍのＷＶ膜、「ＷｉｄｅＶｉｅｗ  Ａ」（登録商標）を含む。
【００１６】
図６は、補償層を備えていないＬＣＤの視野角特性を示す。図６は、一定のコントラスト比の水平および垂直視野角および線を示すイソコントラスト図である。図７は、図６と同じＬＣＤのイソコントラスト図であるが、図５に示すような補償膜がＬＣセルに隣接して設けられている。図６および図７を比較するとわかるように、図５の補償膜を備えたＬＣＤは、補償膜を備えていないＬＣＤよりもかなり優れた視野角性能を有する。図５に示すような補償膜は、ＬＣセルの境界および中心近くでＬＣ材料を補償しようとする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、輝度、コントラスト比および色度の望ましくない変化を最小限にし、または該変化をより確実に除去する補償層を用いることにより、液晶表示装置の視野角性能を改良することを目的とする。
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明は、液晶セルと、その光軸が補償のために傾斜しかつねじれた構造をとる補償層と、を備え、補償層として、その厚み内で、前記補償のための傾斜及びねじれ構造が変化するものを用いることを特徴とする。
より具体的には、液晶表示装置であって、後方直線偏光板と、前方直線偏光板と、前記前方直線偏光板と前記後方直線偏光板との間に設けられ、ツイストモードの液晶材料を有し、かつ、後方電極を備え第１ラビング方向を有する後方基板と、前方電極を備え第２ラビング方向を有する前方基板と、を有する液晶セルと、複数のサブ層を有する第１補償層と、複数のサブ層を有する第２補償層と、バックライトと、前記前方電極と前記後方電極とに対し、補償される状態を決定する電圧を供給する電圧源と、を備え、前記液晶材料は、前記前方基板と前記後方基板との間に配置され、前記液晶セルの光軸は第１方向に、前記第１ラビング方向から前記第２ラビング方向へと、第１の量だけ回転し、前記第１補償層は、前記前方基板側から第１サブ層、第２サブ層、第３サブ層を有し、前記第１サブ層は、前記前方基板に隣接配置され、前記前方基板の面に垂直な方向の光軸を有し、前記第３サブ層は、前記第１補償層の第２サブ層に隣接配置され、前記前方基板の面に垂直な方向の光軸を有し、前記第１補償層の第２サブ層の光軸と、前記第２補償層の所定サブ層の光軸とは、それぞれ層の厚み方向において変化する傾きを有し、前記第１補償層の第２サブ層の光軸と、前記第２補償層の所定サブ層の光軸とは、それぞれ、補償される状態における液晶材料のダイレクタの傾き角度と同じ傾き角度を備え、前記第１補償層の第２サブ層の光軸と、前記第２補償層の所定サブ層の光軸とは、それぞれ、前記第１補償層及び第２補償層に隣接配置された前記液晶材料のダイレクタのねじれ角度に対応したねじれ角度を有する。
また、第２補償層が、後方基板側から第１サブ層、第２サブ層、第３サブ層を有することができ、前記第２補償層の第１サブ層は、前記後方基板に隣接配置され、前記後方基板の面に垂直な方向の光軸を有し、前記第２補償層の前記第３サブ層は、前記第２サブ層に隣接配置され、前記後方基板の面に垂直な方向の光軸を有し、前記第１補償層の所定サブ層の光軸と、前記第２補償層の第２サブ層の光軸とは、それぞれサブ層の厚み方向において変化する傾きを有し、前記第１補償層の所定サブ層の光軸と、前記第２補償層の第２サブ層の光軸とは、それぞれ、補償される状態における液晶材料のダイレクタの傾き角度と同じ傾き角度を備え、前記第１補償層の所定サブ層の光軸と、前記第２補償層の第２サブ層の光軸とは、それぞれ、前記第１補償層及び第２補償層に隣接配置された前記液晶材料のダイレクタのねじれ角度に対応したねじれ角度を有していてもよい。
【００１９】
このような構成の補償層を採用することにより、表示効率を犠牲にすることなく、ＬＣＤの特性の視野角依存性を補償して、視野角をより広げることが可能となる。
【００２０】
【発明の実施形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態（以下実施形態という）について詳細に述べる。なお、以下に説明する図面において、同一参照符号は同一部分を示すものとする。
【００２１】
図８は、補償ＬＣＤ２００の第１の実施形態を示す。ＬＣＤ２００は、バックライト２０５と、後方偏光板２１０と、補償層２２０と、ＬＣセル２３０と、電圧源２４０と、検光子２５０とを備えている。後方偏光板２１０は、偏光板の透過軸方向が点線２１２で示されるように配置される。同様に、検光子２５０の偏光板の透過軸方向は線２５２で示される。
【００２２】
ＬＣセル２３０は、後方基板２３１と、前方基板２３２と、後方電極２３３と、前方電極２３４と、後方配向膜２３５と、前方配向膜２３６とを備える。後方基板２３１および前方基板２３２は、例えばガラス等の好適な材料から成る。前方基板２３１および後方基板２３２は、ＬＣ材料２３８をその間に挟持する。配向膜２３５および２３６も同様に、例えばポリイミド等の好適な材料から成る。後方配向膜２３５は第１の方向にラビングされ、前方配向膜２３６は、第１の方向とは異なる第２の方向にラビングされる。なお、本発明において、ＬＣＤを観察者からみた場合の手前側を前方といい、奥側を後方と示しているが、本実施形態のＬＣＤの後方側が手前側に配置される構成も採りうる。
【００２３】
第１の実施形態において、ＬＣセル２３０は正の複屈折を有し、左にねじれた９０度ＴＮセルである。本実施形態におけるＬＣセルは、良く知られたｅモードで構成される（ここでは、ＬＣセルの各々の側のＬＣダイレクタが、隣接する偏光板の透過軸に平行である）。なお、ＬＣセルの他のねじれ配向、モードおよびタイプならびにＬＣ材料の形態も使用可能である。例えば、強誘電性液晶（ＦＬＣ）セル、スーパーツイステッドネマティック（ＳＴＮ）セル、ポリマー分散型ＬＣセル、ポリマー安定型ＬＣセル、光学補償ベンドセル、πセルおよびホメオトロピック配向［homeotropic alignment］（垂直配向）ＬＣセルも使用可能である。さらに、５０度ＴＮセル等の９０度以外の角度も使用可能である。
【００２４】
図９は、第１の実施形態によるＬＣセル２３０および補償層２２０の分解図である。図９は、ＬＣＤ２００にフル・オン状態の制御電圧を印加した場合の状態を示している。図９において、ＬＣセル２３０はＬＣ材料の５つの「層」Ｌ１〜Ｌ５を含む。層Ｌ１〜Ｌ５の各々は、傾斜角θおよびねじれ角Φを有する。しかし、ＬＣＤ２００はフル・オン状態で示しているため、ＬＣセル２３０の中心に最も近いＬＣダイレクタの光軸は表面２５０ａに対して実質上垂直である。
【００２５】
図９にも示すように、補償層２２０は５つの「層」Ｌ１’〜Ｌ５’を有する。補償層２２０の構造により、層Ｌ１’〜Ｌ５’の光軸はＬＣセル２３０の層Ｌ１〜Ｌ５の光軸を模倣する。すなわち、層Ｌ１’は層Ｌ１と同じ傾斜角θおよびねじれ角Φを有する。従って、層Ｌ１’の光軸は、層Ｌ１の光軸に平行である。結果として、層Ｌ１’は層Ｌ１を補償する。同様に、層Ｌ２’は層Ｌ２を補償し、層Ｌ３’は層Ｌ３を補償し、以下Ｌ４’、Ｌ５’も同様である。このように、第１の実施形態において、補償層２２０は負の複屈折（すなわちｎe＜ｎo）を有し、Δｎ’の絶対値はΔｎの絶対値に等しい。従って、補償層２２０は負の複屈折を有し、且つＬＣセル２３０が左にねじれているのに対して右にねじれている。
【００２６】
さらに第１の実施形態においては、ＬＣセルが負の複屈折を有し、補償層が正の複屈折を有していても良い。また、補償層２２０は、前方基板２３２または後方基板２３１のいずれかに隣接して配置可能である。また、補償層２３０は、２つに分割可能であり、より対称性を高めるために、分割した一方を前方基板２３２に隣接し、他方を後方基板２３１に隣接することが可能である。
【００２７】
図１０は、補償層２２０を用いたＬＣＤ２００の視野角性能を示す。図１０に示すように、補償層２２０の採用により、ＬＣＤ２００の広視野角性能は、図７に示す従来の装置の広視野角性能よりもかなり改良されている。このように性能が改良されるのは、ＬＣセル２３０の「層」Ｌ１〜Ｌ５の各々が、補償層２２０の「層」Ｌ１’〜Ｌ５’の各々によって補償されるためである。ここで、Δｎ・ｄ≒−Δｎ’・ｄ’であり、ｄはＬＣセル２３０の厚さに等しく、ｄ’は補償層２２０の厚さに等しい。Δｎの典型的な値は０．１であり、Δｎ’の典型的な値は−０．０５である。従って、ｄは約５μｍであり、ｄ’は約１０μｍである。
【００２８】
さらに、第１の実施形態の他の例において、補償すべき状態をオフ状態とフル・オン状態との間の中間電圧としてもよい。この場合、補償層２２０の層Ｌ１’〜Ｌ５’が配向し、例えば３ボルトの中間電圧を前方電極２３４と後方電極２３３との間にそれぞれ印加すると、この補償層２２０がＬＣセル２３０を補償することになる。ここで、ＬＣダイレクタは、図３に示すような中間電圧に対応する傾斜角θおよびねじれ角Фを示す。このような補償層を使用することにより、低電圧でのＬＣＤの動作を考慮し、光学特性の劣化を最小限にしながら、より大きいＬＣＤパネルを使用することを考慮する。
【００２９】
図１１は、本発明の第２の実施形態を示す。図１１において、ＬＣＤ３００はバックライト３０５と、後方偏光板３１０と、後方補償層３２０と、ＬＣセル３３０と、電圧源３４０と、前方補償層３５０と、検光子３６０とを備える。後方偏光板３１０の偏光板の透過軸方向は点線３１２で示されており、検光子３６０の偏光板の透過軸方向は線３６２で示されている。ＬＣセル３３０は、後方基板３３１および前方基板３３２と、電源３４０に接続された前方電極３３４および後方電極３３３と、後方配向膜３３５および前方配向膜３３６とを備える。
【００３０】
第２の実施形態において、ＬＣセル３３０は正の複屈折を有する９０度ＴＮセルである。しかし、本実施形態において、他の配向および他のＬＣ材料であっても、負の複屈折を示すＬＣ材料を備えた状態で有効に使用できる。
【００３１】
ＬＣセル３３０は、第１の実施形態のＬＣセル２３０と同様である。特に、ＬＣセル３３０が、例えば層Ｌ１〜Ｌ５等の多数の層を備えるものとして考えるのが都合良い。電圧オフ状態では、層Ｌ１〜Ｌ５の各々が所望のプレチルト角θおよびねじれ角Φを有する。電圧フル・オン状態では、例えば図３に示すように、傾斜角θおよびねじれ角Φが変化する。
【００３２】
図１２は、第２の実施形態による補償層３２０および３５０を示す図である。図１２においては、補償層３２０が３つの層Ｒ１、Ｒ２およびＲ３を備える。層Ｒ１および層Ｒ３は、図１１の表面３６０ａに対して実質的に垂直な光軸を有する。同様に、補償層３５０は３つの層Ｒ４〜Ｒ６を備え、層Ｒ４および層Ｒ６の各々の光軸は表面３６０ａに対して実質的に垂直である。
【００３３】
補償層３２０の補償用層Ｒ２は、その厚さによって変化する光軸を有する。補償用層Ｒ２では、光軸が、補償すべき状態（例えば電圧フル・オン）で、ＬＣセル３３０の層Ｌ１〜Ｌ３の傾斜角θに対応する傾斜角θ’が変化する。補償用層Ｒ２の光軸はねじれていないため、その配向は後方基板３３１の配向に対して実質的に平行となる。同様に補償層Ｒ５は、その光軸の傾斜角θ’’がＬＣセル３３０の層Ｌ３〜Ｌ５の傾斜角θを実質的に模倣するように、層Ｒ５の厚み内で光軸が変化するような構造である。層Ｒ５の配向は、図１２に示すように、上部基板３３２の配向に対して実質的に平行である。なお、層Ｒ２の配向方位は、偏光板３１０の透過軸方向３１２と平行であってもよく、また層Ｒ５の配向方位は、検光子３６０の透過軸方向３６２と平行であっても良い。
【００３４】
図１３は、第２の実施形態による視野性能を示すイソコントラスト曲線を示す。本実施形態におけるＬＣセルは、ｅモードで構成される。第２の実施形態において、ＬＣセル３３０のΔｎｄは約４００ｎｍであり、層Ｒ３およびＲ４の各々のΔｎｄは約−６０ｎｍであり、層Ｒ２およびＲ５の各々のΔｎｄは約−８０ｎｍであり、層Ｒ１およびＲ６の各々のΔｎｄは約−７０ｎｍである。図１３に示すように、このような視野角性能は、図７に示す従来技術よりも実質的に改良される。
【００３５】
図１４は、第２の実施形態における他の視野角性能を示しており、ＬＣセル３３０のΔｎｄは約３２０ｎｍであり、層Ｒ１およびＲ６のΔｎｄは約−７０ｎｍであり、層Ｒ２およびＲ５のΔｎｄは約−８０ｎｍであり、層Ｒ３およびＲ４のΔｎｄは約−４０ｎｍである。このように第２の実施形態においては、ｅモードでも構成される。図１４に示すように、第２の実施形態は、図７に示す従来技術よりも実質的に改良されている。
【００３６】
さらに第２の実施形態では、補償層３２０および３５０が層Ｒ２およびＲ５のみをそれぞれ備える構成も採用可能である。また、第２の実施形態においては、補償層３２０が層Ｒ２およびＲ３、補償層３５０が層Ｒ４およびＲ５を備え、層Ｒ６は検光子３６０、層Ｒ１は後方偏光板３１０にそれぞれ組み入れることが可能である。
【００３７】
本発明は、限定されない例示の好ましい実施形態を参照して述べた。前掲の特許請求の範囲に定められた発明の精神および範囲を逸脱しないで様々な変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  オフ状態のＬＣＤ装置を示す図である。
【図２】  フル・オン状態のＬＣＤ装置を示す図である。
【図３】  電極に印加する制御電圧が傾斜角およびねじれ角に与える効果を示す図である。
【図４】  ２方向に伸張された補償膜を示す図である。
【図５】  傾斜構造を有する補償層を示す図である。
【図６】  図５の補償層を備えていない図１のＬＣＤの性能をイソコントラスト曲線で示す図である。
【図７】  図５の補償層を備えた図１のＬＣＤの性能をイソコントラスト曲線で示す図である。
【図８】  本発明の第１の実施形態に係る改良された補償層を備えたＬＣＤの構成を示す図である。
【図９】  図８のＬＣセルおよび補償層の分解図である。
【図１０】  図８のＬＣＤのイソコントラスト曲線を示す図である。
【図１１】  本発明の第２の実施形態に係る改良された補償層を備えたＬＣＤの構成を示す図である。
【図１２】  図１１に示すＬＣＤの補償層の分解図である。
【図１３】  図１１のＬＣＤの第１のイソコントラスト曲線を示す図である。
【図１４】  図１１のＬＣＤの第２のイソコントラスト曲線を示す図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００  ＬＣＤ、１０５，２０５，３０５  バックライト、１０６  光スタック、１１０，１５０，２１０，３１０  偏光板、１２０  リターデーション膜、１３０，２３０，３３０  ＬＣセル、１３１，１３２，２３１，２３２，３３１，３３２  基板、１３３，１３４，２３３，２３４，３３３，３３４  電極、１３８，２３８  ＬＣ材料、１３５，１３６  ポリイミド膜、１４０，２４０，３４０  電圧源、１８０，２２０，３２０，３５０  補償層、１８２  ＣＴＡ基板、１８４  アラインメント層、１８６  ディスコティックコンパウンド層、２５０，３６０  検光子、２３５，２３６，３３５，３３６  配向膜、Ｌ１〜Ｌ５，Ｌ１’〜Ｌ５’，Ｒ１〜Ｒ６  層。
【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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