(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶に電圧を印加するために周期的に配置された電極を有する第１の基板と、
液晶に電圧を印加する電極を有する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板とに挟持され、基板面に略垂直に配向しているネガ型液晶を有する液晶層と、
前記第１の基板の液晶側とは異なる側に配置された第１の偏光板と、
前記第２の基板の液晶側とは異なる側に配置され、前記第１の偏光板の透過軸と直交する透過軸を有する第２の偏光板と、
前記第１の基板と前記第１の偏光板との間に配置され、前記第１の偏光板の透過軸と平行ではなく、かつ直交しない遅相軸を有する第１の位相差板と、
前記第１の基板と前記第１の位相差板との間に配置された第２の位相差板と、
前記第２の基板と前記第２の偏光板との間に配置され、前記第１の位相差板の遅相軸と直交する遅相軸を有する第３の位相差板と、
前記第２の基板と前記第３の位相差板との間に配置され、前記第２の位相差板の遅相軸と直交する遅相軸を有する第４の位相差板と、
前記第１の基板および／または前記第２の基板の液晶側に配置され、前記液晶層に対する電圧印加時における液晶の傾斜する方向を制御する制御構造と、
前記液晶層に対する電圧印加時に液晶が一方向に傾斜する第１の領域と、
前記第１の領域の液晶の傾斜する方向に対して略１８０°異なる方向に液晶が傾斜する第２の領域と、
を備える液晶表示装置において、
前記第１の領域における液晶の傾斜する方向と前記液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度が２２°〜３９°または５１°〜６８°であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示装置の画面左右方向と前記制御構造の制御構造延設方向とのなす角度が２２°〜３９°であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶表示装置の画面左右方向と前記制御構造の制御構造延設方向とのなす角度が５１°〜６８°であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１の領域とは異なる方向に液晶が傾斜する第３の領域と、
前記第３の領域の傾斜する方向に対して略１８０°異なる方向に液晶が傾斜する第４の領域と、
をさらに備える液晶表示装置において、
前記第１の領域での液晶が傾斜する方向と前記液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度をφとしたとき、前記第３の領域での液晶が傾斜する方向と前記液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度は１８０−φであり、φは２２°〜３９°の代わりに２６°〜４２°または５１°〜６８°の代わりに４８°〜６４°であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶表示装置の画面左右方向と前記第１の領域内の前記制御構造の制御構造延設方向とのなす角度をφとしたとき、前記第３の領域での液晶が傾斜する方向と前記液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度は１８０°−φであり、φは２６°〜４２°であることを特徴とする、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶表示装置の画面左右方向と前記第１の領域内の前記制御構造の制御構造延設方向とのなす角度をφとしたとき、前記第３の領域での液晶が傾斜する方向と前記液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度は１８０°−φであり、φは４８°〜６４°であることを特徴とする、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
液晶に電圧を印加するために周期的に配置された電極を有する第１の基板と、
液晶に電圧を印加する電極を有する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板とに挟持され、基板面に略垂直に配向しているネガ型液晶を有する液晶層と、
前記第１の基板の液晶側とは異なる側に配置された第１の偏光板と、
前記第２の基板の液晶側とは異なる側に配置され、前記第１の偏光板の透過軸と直交する透過軸を有する第２の偏光板と、
前記第１の基板と前記第１の偏光板との間に配置され、前記第１の偏光板の透過軸と平行ではなく、かつ直交しない遅相軸を有する第１の位相差板と、
前記第２の基板と前記第２の偏光板との間に配置され、前記第１の位相差板の遅相軸と直交する遅相軸を有する第２の位相差板と、
前記第１の基板および／または前記第２の基板の液晶側に配置され、前記液晶層に対する電圧印加時における液晶の傾斜する方向を制御する制御構造と、
前記液晶層に対する電圧印加時に液晶が一方向に傾斜する第１の領域と、
前記第１の領域の液晶の傾斜する方向に対して略１８０°異なる方向に液晶が傾斜する第２の領域と、
を備える液晶表示装置において、
前記第１の領域における液晶の傾斜する方向と前記液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度が２５°〜３９°または５１°〜６５°であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶表示装置の画面左右方向と前記制御構造の制御構造延設方向とのなす角度が２５°〜３９°であることを特徴とする、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶表示装置の画面左右方向と前記制御構造の制御構造延設方向とのなす角度が５１°〜６５°であることを特徴とする、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１の領域とは異なる方向に液晶が傾斜する第３の領域と、
前記第３の領域の傾斜する方向に対して略１８０°異なる方向に液晶が傾斜する第４の領域と、
をさらに備える液晶表示装置において、
前記第１の領域での液晶が傾斜する方向と前記液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度をφとしたとき、前記第３の領域での液晶が傾斜する方向と前記液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度は１８０−φであり、φは２５°〜３９°の代わりに２９°〜３５°または５１°〜６５°の代わりに５５°〜６１°であることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶表示装置の画面左右方向と前記第１の領域内の前記制御構造の制御構造延設方向とのなす角度をφとしたとき、前記第３の領域での液晶が傾斜する方向と前記液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度は１８０°−φであり、φは２９°〜３５°であることを特徴とする、請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶表示装置の画面左右方向と前記第１の領域内の前記制御構造の制御構造延設方向とのなす角度をφとしたとき、前記第３の領域での液晶が傾斜する方向と前記液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度は１８０°−φであり、φは５５°〜６１°であることを特徴とする、請求項１０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、複数領域垂直配向（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：ＭＶＡ）液晶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示装置は、少なくとも一方が電極を有する２枚の基板によって液晶を挟持し、電極から液晶に電圧を印加することによって液晶表示している。液晶表示装置は、低消費電力、薄型、軽量といった特徴から幅広い用途に利用されており、その中でも画面内の異なる領域の液晶に対して電圧を印加するスイッチングとして薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を利用したアクティブ型液晶表示装置は高精細化が可能であるため、テレビ、モニタ、小型携帯機器等に利用されている。
【０００３】
液晶表示装置の表示品位は、液晶の配向状態に大きく依存する。基板面に液晶が略平行に配向し、液晶を挟持する基板面における液晶の配向方向の差（捩れ角）が９０°であるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ：ＴＮ）液晶表示装置は、表示画面の正面から見たときの高コントラスト比（Ｃｏｎｔｒａｓｔ  Ｒａｔｉｏ：ＣＲ）と製造安定性の高さから広く使用されてきた。しかし、視線を正面からずらしたときにＣＲの低下が著しく、すなわち視野角が狭くなり、特定の方向から見たときの階調反転（階調信号に対し実際の表示輝度が単調に増減しなくなる現象）に伴う色異常が生じるという問題がある。
【０００４】
このような問題の対策として、ＴＮとは異なる液晶の配向を利用した液晶表示装置が開発され実用化されており、その一種として電圧を印加しないときに液晶が基板面に略垂直に配向している垂直配向（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：ＶＡ）液晶表示装置がある。
【０００５】
ＶＡ液晶装置の中でも、樹脂性突起や電極の抜き加工などによって電圧印加時の液晶の傾斜する方向を制御する構造を形成することで液晶の傾斜する方向が異なる複数の領域に分割するＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：ＭＶＡ）があり、液晶の傾斜する方向が９０°ずつ異なるように４領域に分割して９０°回転対称性を有することによって、視野角特性を上下左右に対称とすることができ視野角を広くすることが可能となる（例えば、特許文献１参照）。表示装置では一般的に、上下左右方向の表示特性が重要視されるが、液晶表示装置はＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）等の自発光型表示装置よりも視野角依存性が大きいため、その改善が求められていた。４分割のＭＶＡ液晶表示装置の視野角特性の対称性の高さは非常に良いと考えられている。
【０００６】
特許文献１のＭＶＡ液晶表示装置では、液晶へ入射する光が直線偏光であるため、液晶を偏光板の透過軸に対して４５°に傾斜させなければ表示装置正面から見たときの光の輝度の透過率が低下するという問題がある。しかし、１／４波長板を用いて液晶へ入射する光を円偏光とすることによって、印加電圧が等しければ液晶の倒れる向きによらずに正面から見たときに等しい透過率が得られる（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、液晶の傾斜する方向が特定の点を対称中心として連続的に変化する軸対称配向とすることによって、透過率が低下することなく非常に対称性の高い液晶配向となり、対称性の高い視野角特性を実現することが可能となる（例えば、特許文献３参照）。なお、軸対称配向は、液晶の傾斜方向の異なる「領域に分割」するというＭＶＡの定義には当てはまらないが、分割数を無限大へ外挿した極限とも取れるので、本明細書ではＭＶＡに含める。
【０００８】
このように、基板法線方向から液晶へ入射する光を円偏光とするＭＶＡ液晶表示装置を、本明細書では円偏光ＭＶＡ液晶表示装置と記述する。また、液晶へ入射する光が直線偏光であるＭＶＡ液晶表示装置を直線偏光ＭＶＡ液晶表示装置と記述する。
【０００９】
さらに、偏光板と１／４波長板の間に半波長板を追加することで広い波長域で液晶へ入射する光を円偏光とすることによって、正面から見たときの黒表示の輝度を低下させて正面から見たときのＣＲを高くすることができる。このとき、バックライト側と観測者側とで、１／４波長板のリタデーション同士、半波長板のリタデーション同士が等しく、偏光板の透過軸同士、１／４波長板の遅相軸同士、半波長板の遅相軸同士が直交するように構成し、液晶に電圧を印加しないときに黒表示とすることがＣＲを高くする条件となる（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
さらに、液晶へ入射する光を円偏光とする利点としては、屋外での視認性を向上させるために、外光を利用して表示する反射モードとバックライト光を利用して表示する通常の透過モードの両方で表示できる半透過型または透過反射型と呼ばれるＶＡ液晶表示装置が実現可能である（例えば、特許文献５参照）。
【００１１】
【特許文献１】特許第２９４７３５０号公報
【特許文献２】特開２００２−３０３８６９号公報
【特許文献３】特許第３８７５１２５号公報
【特許文献４】特許第３７６７４１９号公報
【特許文献５】特許第３４１０６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の円偏光ＭＶＡ液晶表示装置は、透過率の低下を起こさずに対称性の高い液晶の配向（軸対称配向）を利用できることが特徴である。しかし、白表示において、液晶層を厚くする、液晶材料の複屈折率を大きくする、液晶への印加電圧を大きくすることなどによって液晶層のリタデーションを大きくして透過率を上げると、液晶表示装置の左右方向および上下方向に階調反転が生じるという問題がある。
【００１３】
従来の液晶表示装置では、高いＣＲや広視野角とともに高い対称性が求められていたため、高い対称性を有する液晶の配向をする必要があった。また上記のような階調反転を解消するためには、透過率を下げる必要があった。しかし、最近では部材の耐久性や使用温度範囲の拡大に伴って、車載用や券売機用など必ずしも等方的な視野角特性が要求されない用途に対しても液晶表示装置が利用されるようになった。例えば、車載用では左右方向には高い表示品位が要求されるが、上下方向には利用者の頭部とパネルの位置関係が略固定されるため、上下方向の要求は左右方向に比べると高くない。また、券売機やＡＴＭでは左右方向の表示品位はあまり要求されず、利用者の身長や立ち位置によって変化する上下方向の視線角度変化に対応することが要求される。
【００１４】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、必ずしも等方的な視野角特性が要求されずに特定の方向で高い表示品位が要求される用途において、高い透過率であっても階調反転を生じさせない高い表示品位を有する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】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明による液晶表示装置は、液晶に電圧を印加するために周期的に配置された電極を有する第１の基板と、液晶に電圧を印加する電極を有する第２の基板と、第１の基板と第２の基板とに挟持され、基板面に略垂直に配向しているネガ型液晶を有する液晶層と、第１の基板の液晶側とは異なる側に配置された第１の偏光板と、第２の基板の液晶側とは異なる側に配置され、第１の偏光板の透過軸と直交する透過軸を有する第２の偏光板と、第１の基板と第１の偏光板との間に配置され、第１の偏光板の透過軸と平行ではなく、かつ直交しない遅相軸を有する第１の位相差板と、第１の基板と第１の位相差板との間に配置された第２の位相差板と、第２の基板と第２の偏光板との間に配置され、第１の位相差板の遅相軸と直交する遅相軸を有する第３の位相差板と、第２の基板と第３の位相差板との間に配置され、第２の位相差板の遅相軸と直交する遅相軸を有する第４の位相差板と、第１の基板および／または第２の基板の液晶側に配置され、液晶層に対する電圧印加時における液晶の傾斜を制御する制御構造と、液晶層に対する電圧印加時に液晶が一方向に傾斜する第１の領域と、第１の領域の液晶の傾斜する方向に対して略１８０°異なる方向に液晶が傾斜する第２の領域とを備える液晶表示装置において、第１の領域における液晶の傾斜する方向と液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度が２２°〜３９°または５１°〜６８°であることを特徴とする。
【００１６】
また、上記の課題を解決するために、本発明による液晶表示装置は、液晶に電圧を印加するために周期的に配置された電極を有する第１の基板と、液晶に電圧を印加する電極を有する第２の基板と、第１の基板と第２の基板とに挟持され、基板面に略垂直に配向しているネガ型液晶を有する液晶層と、第１の基板の液晶側とは異なる側に配置された第１の偏光板と、第２の基板の液晶側とは異なる側に配置され、第１の偏光板の透過軸と直交する透過軸を有する第２の偏光板と、第１の基板と第１の偏光板との間に配置され、第１の偏光板の透過軸と平行ではなく、かつ直交しない遅相軸を有する第１の位相差板と、第２の基板と第２の偏光板との間に配置され、第１の位相差板の遅相軸と直交する遅相軸を有する第２の位相差板と、第１の基板および／または第２の基板の液晶側に配置され、液晶層に対する電圧印加時における液晶の傾斜を制御する制御構造と、液晶層に対する電圧印加時に液晶が一方向に傾斜する第１の領域と、第１の領域の液晶の傾斜する方向に対して略１８０°異なる方向に液晶が傾斜する第２の領域とを備える液晶表示装置において、第１の領域における液晶の傾斜する方向と液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度が２５°〜３９°または５１°〜６５°であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、第１の領域における液晶の傾斜する方向と液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度が２２°〜３９°または５１°〜６８°であるため、必ずしも等方的な視野角特性が要求されずに特定の方向で高い表示品位が要求される用途において、高い透過率であっても階調反転を生じさせない高い表示品位を有する液晶表示装置を提供することができる。
【００１８】
また、第１の領域における液晶の傾斜する方向と液晶表示装置の画面左右方向とのなす角度が２５°〜３９°または５１°〜６５°であるため、必ずしも等方的な視野角特性が要求されずに特定の方向で高い表示品位が要求される用途において、高い透過率であっても階調反転を生じさせない高い表示品位を有する液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態について、図面に基づいて以下に説明する。
【００２０】
〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態による円偏光ＭＶＡ液晶表示装置の概略構成図である。基板１と基板２との間にネガ型液晶からなる液晶層９が挟持されている。ここでは図示していないが、基板１の液晶側には液晶に電圧を印加する電極と補助容量電極、電圧の印加を制御するＴＦＴなどのスイッチング素子、配線が周期的に配置されており、基板２の液晶側には液晶に電圧を印加する電極が配置されている。基板１および基板２の液晶側には、電圧が印加されていないときに液晶層９が基板面に対して略垂直に配向するように垂直配向膜の形成などの処理が行なわれている。液晶層９の配向方向は基板に対して略垂直であればよく、垂直方向から１０度以内の傾斜を有してもよい。例えば垂直配向膜にわずかな傾斜を形成するなどの方法で液晶層９の配向方向を垂直からわずかに傾斜させることができる。ただし、より大きなコントラスト比を得るためには、その傾斜は５度以内とするほうが望ましい。
【００２１】
本発明の実施形態による液晶表示装置は透過モードで表示を可能とするため、基板１の電極が配置される領域の一部とそれに対向する基板２の部分には、光を透過させるように開口部を形成する。少なくとも開口部には、基板にはガラスや非晶質性プラスチックなどの透過率の高い透明基板材料を用い、電極にはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などの透過率の高い透明電極材料を用いる。
【００２２】
なお、本発明の実施形態では透過型液晶表示装置として透過モードの円偏光ＭＶＡ液晶表示装置について説明するが、円偏光ＭＶＡ液晶表示装置は半透過型液晶表示装置としても利用可能であるため、開口部とは別に反射モードで表示を行なう領域を形成してもよい。
【００２３】
偏光板３は基板１の液晶側とは異なる側に配置され、偏光板４は基板２の液晶側とは異なる側に配置されており、偏光板３の透過軸３ａと偏光板４の透過軸４ａとは直交するように配置されている。従って、透過軸と直交する吸収軸についても偏光板３と偏光板４とでは直交している。位相差板７は基板１と偏光板３との間に配置されており、位相差板７の屈折率の最も大きい方向を示す遅相軸７ａは偏光板３の透過軸３ａと平行ではなく、かつ直交しないように配置されている。位相差板５は基板１と位相差板７との間に配置されている。位相差板８は基板２と偏光板４との間に配置されており、位相差板８の遅相軸８ａは位相差板７の遅相軸７ａと直交するように配置されている。位相差板６は基板２と位相差板８との間に配置されており、位相差板６の遅相軸６ａは位相差板５の遅相軸５ａと直交するように配置されている。
【００２４】
円偏光ＭＶＡ液晶表示装置には、位相差板７および位相差板８を用いない方式もあるが、本実施の形態では、上記の構成を用いて説明を行う。
【００２５】
液晶表示装置を正面、すなわち基板１の法線方向（ｚ軸方向）から見たとき、液晶層９に電圧を印加しなければ液晶層９のリタデーションは０であるため、液晶層９を通過する光の偏光状態は変わらない。図１に示すように、透過軸３ａと透過軸４ａ、遅相軸５ａと遅相軸６ａ、遅相軸７ａと遅相軸８ａのそれぞれを直交させ、位相差板５と位相差板６のリタデーション、位相差板７と位相差板８のリタデーションをそれぞれ等しくすると、それぞれのリタデーション同士が相殺するため、黒表示として原理上最も暗い表示状態を実現することができる。偏光板や位相差板を正確に直交させることは難しいが、特許文献４によれば±１０°のずれは許容範囲である。製造条件にもよるが、通常のずれは最大でも±２°〜±３°程度であるため、このようなずれは実用上特に問題とはならない。
【００２６】
位相差板７および位相差板８のリタデーションを所定の波長λの半分（半波長板）、位相差板５および位相差板６のリタデーションを所定の波長λの１／４（１／４波長板）とすることによって、位相差板５および位相差板７の組み合わせと、位相差板６および位相差板８の組み合わせとが所定の波長λを中心とした広帯域な円偏光板としての機能を有する。
【００２７】
例えば、所定の波長λを人の視感度が最も高い５５０ｎｍとすると、半波長板である位相差板７および位相差板８のリタデーションは５５０ｎｍ／２＝２７５ｎｍとなり、１／４波長板である位相差板５および位相差板６のリタデーションは５５０ｎｍ／４＝１３７．５ｎｍとなる。このような条件によって液晶層９に入射する光が所定の波長λ（５５０ｎｍ）で完全な円偏光となるため、液晶層９に電圧を印加して液晶層９の実効的なリタデーションを半波長（２７５ｎｍ）とすると、透過率は原理上最大となって最も透過率の高い白表示が実現可能となる。しかし、波長５５０ｎｍの光は黄緑色であるため、上記の設定では白表示が黄緑色に偏りやすくなる。従って、所定の波長λを５５０ｎｍよりも短波長側に設定することによって、最大透過率と色特性のバランスをとる。また、所定の波長λの半分および１／４のリタデーションが厳密でなくても、透過率と色が多少変化するだけであり、原理上の最大透過率が必要である場合以外では特に厳密に所定の波長λの半分および１／４のリタデーションとする必要はない。半波長板と１／４波長板のリタデーションを調整する代わりに、液晶層９に印加する電圧を低くして透過率と色のバランスをとることもできる。厳密に半波長板のリタデーションがλ／２、１／４波長板のリタデーションがλ／４でないと完全な円偏光とはならずに楕円偏光となるが、本実施形態では１／４波長板のリタデーションの４倍、および半波長板のリタデーションの２倍が可視域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）にあれば円偏光ＭＶＡ液晶表示装置とする。しかし、位相差板５および位相差板６のリタデーション、位相差板７および位相差板８のリタデーションはそれぞれ等しくしなければならない。
【００２８】
上記の通り、位相差板５および位相差板６のリタデーション、位相差板７および位相差板８のリタデーションがそれぞれ等しいことが、原理上最も暗い黒表示を実現させるための条件の一つである。もしリタデーションが異なると液晶層９に電圧を印加していないときであってもある程度の光が透過してしまい、ＣＲを高くすることができない。それぞれのリタデーションの許容差は±３０ｎｍ程度であるが（特許文献４を参照のこと）、一般に使用されている位相差板である樹脂製延伸フィルムのリタデーションのずれは最大で±１０ｎｍ程度であるため実用上は問題ない。同じ原反からカットした位相差板のように、目的のリタデーション値からずれているかもしれないが、ずれの量が等しいのであれば、黒表示の透過率は非常に小さい。ただし、白表示の透過率が多少変化するのでＣＲは多少変化する。
【００２９】
ＭＶＡ液晶表示装置に用いられる位相差板は、屈折率の主軸を基板法線方向および基板面に対して平行方向とし、基板面内の屈折率の主値ｎ１、ｎ２と法線方向の屈折率の主値ｎ３の大小関係から以下の三通りに分類される。まず第１の分類としては、ｎ１＞ｎ２＝ｎ３となる位相差板で（正の）ａ−ｐｌａｔｅと呼ばれる。次に第２の分類としては、ｎ１＞ｎ２かつｎ１＞ｎ３かつｎ２≠ｎ３となる位相差板で二軸性位相差板と呼ばれる。この２種類の位相差板は基板面内の屈折率ｎ１、ｎ２が異なるため０ではないリタデーションを有する。上記の位相差板５〜８にはこのような位相差板を用いることができる。また第３の分類としては、ｎ１＝ｎ２＞ｎ３となる位相差板で（負の）ｃ−ｐｌａｔｅと呼ばれる。この位相差板はｎ１＝ｎ２なのでリタデーションは０であるが、視野角を広げるために用いられている。このｃ−ｐｌａｔｅは面内の屈折率が等しく、かつ最大なので遅相軸の向きが定義できないが、本発明において、位相差板５〜８の追加としてｃ−ｐｌａｔｅを使用してもよい。
【００３０】
上記の分類を数値として表すために、Ｎｚ＝（ｎ１−ｎ３）／（ｎ１−ｎ２）という値が用いられる。
【００３１】
上記における位相差板のリタデーションとは（ｎ１−ｎ２）・ｔであり、ｔは位相差板の厚さである。これは、位相差板に対して正面から偏光を入射したときに偏光に与えられる光学的位相差を波長単位で表したものに相当する。１波長で位相差は３６０°である。また、液晶層９の実効的なリタデーションとは、液晶層９を通過した偏光に与えられる光学的位相差を波長単位で表したものである。
【００３２】
図１に図示していないが、カラーフィルタを用いてカラー表示を行なう場合にはカラーフィルタが配置される。カラーフィルタは基板１または基板２の液晶層９側に配置すると視差による混色やにじみを防止できる。また、偏光板３または偏光板４の基板とは反対側にバックライトユニット（図示せず）が配置されている。観測者はバックライトユニットの設置されているのと反対側から表示を見ることとなる。他には、画像信号から液晶層９へ印加する電圧信号や、表示画面内の異なる領域の液晶層９への電圧の印加を制御するＴＦＴ等のスイッチング素子への制御信号を生成する駆動回路と、各種の信号を基板１に配置された配線へ供給するための配線が配置されている（いずれも図示せず）。
【００３３】
なお、液晶表示装置とは、基板、位相差板、偏光板、バックライトユニット、駆動回路、配線などを筐体に格納して、画像信号と電源を供給するだけで画像が表示されるような装置をいうことが多いが、バックライトや駆動回路を装備せずに外部から電圧信号、制御信号、光の入力で画像を表示する装置をいう場合もある。本発明では、上記の全てをまとめて液晶表示装置と呼ぶ。
【００３４】
ここまでは、１／４波長板と半波長板とを用いた円偏光ＭＶＡ液晶表示装置について説明した。次に、本発明の特徴である、液晶層９への電圧印加時の液晶の傾斜する方向と、傾斜する方向を制御する傾斜する方向制御構造および液晶表示装置の使用者との位置関係について説明する。
【００３５】
図２は、本発明の実施形態による液晶表示装置１４と観測者１８との位置関係を示した図である。観測者の視線１５とは、観測者１８が評価している液晶表示装置１４の評価領域から測定器１７に向かうベクトルとする。このとき、評価領域の中央から測定器１７の受光部の中央を結ぶベクトルとする。測定器による評価を想定した定義だが、一般的に使用者の注目している領域と使用者とを結ぶベクトルとして用いられている。
【００３６】
次にｘｙｚ直交座標系の定義をする。図２に示すように、ｚ軸は基板法線方向と平行であり、液晶表示装置１４の表面から観測者のいる側へと向かう方向をｚ軸の正方向とする。ｘ軸、ｙ軸は基板面に平行となる（基板が湾曲している場合は、評価領域の接平面を基板面とする）。画像を表示する際、ｘ軸が鉛直方向１６におおよそ直交し、ｘｙｚ座標系が右手系になるようにとる。観測者１８の右方向に向かう方向（図２の左方向）をｘ軸の正方向とする。このｘ軸方向を液晶表示装置１４の画面左右方向、ｙ軸方向を液晶表示装置１４の画面上下方向とする。このようなｘｙｚ座標系とすることにより、観測者の視線１５のｘ軸への射影がｘ軸の正方向であるときは図中の右方向から、ｘ軸の負方向であるときは図中の左方向から見ていることになる。同様に、観測者の視線１５のｙ軸への射影がｙ軸の正方向であるときには図中の上方向から、ｙ軸の負方向であるときは図中の下方向から見ていることになる。
【００３７】
なお、視線の方向とは観測者の視線１５のｘｙ面への射影を指すものとする。混同の恐れがない場合は、上記の射影とｘ軸の正方向との角度（方位角）も視線の方向（視線方向）と記述する。視線方向が０°であれば液晶表示装置１４の右側真横から見ていることになる。視線の角度は、観測者の視線１５とｚ軸とのなす角度（極角）とする。視線角度が０°であればｚ軸と観測者の視線１５とが平行となり、液晶表示装置を正面から見ていることになる。
【００３８】
ＭＶＡ液晶表示装置で使用する液晶はネガ型であり、液晶の長軸方向の誘電率が長軸と直交する方向の誘電率よりも小さいため、液晶層９に電圧が印加されると液晶の長軸方向が電気力線に直交する方向にトルクが生じる。平板電極が平行に相対する基板に配置されているとき、電気力線はｚ軸に平行であるため電圧の印加によって液晶はｚ軸方向から傾斜する。このとき、液晶の長軸に平行なベクトルの基板面（ｘｙ面）への射影を液晶の傾斜する方向とする。また、射影とｘ軸の正方向とのなす角度（方位角）についても、特に混同する恐れのない場合には液晶の傾斜する方向と記述する。液晶の傾斜する方向が０°なら、液晶は観測者から見てちょうど右方向に傾斜することになる。
【００３９】
十分に広い平行電極に対して垂直に配向しているネガ型液晶に対して電圧を印加する場合において、液晶の長軸方向が電気力線に対して完全に平行であると、トルクが液晶の全方向に均等にかかり液晶は動かない。しかし実際には、電極の端などで電気力線が歪んでいる箇所で液晶が倒れれば弾性によるトルクが伝播し、液晶画面内の箇所によって適当な方向にトルクが働き、液晶はｚ軸方向から適当な方向へ傾斜する。直線偏光ＭＶＡ液晶表示装置の場合では、液晶の傾斜方向を偏光板透過軸に対して４５°としなければ透過率が低下するため、液晶の傾斜する方向を制御する技術が開発、公開されている（例えば、特許文献１参照）。なお、前述のように、直線偏光ＭＶＡ液晶表示装置は、液晶へ入射する光が直線偏光であるＭＶＡ液晶表示装置とする。
【００４０】
図３は、本発明の実施形態１による液晶表示装置１４を正面から見たときの模式図および断面図である。図３（ａ）に示すように、基板１の液晶側に液晶に電圧を印加する電極１０が周期的に配置されている。ここでは二つ分を示しているが、このような構造が表示画面全体に周期的に配置されている。図中では基板２側の電極１３を矩形で示しているが、電極１３は液晶表示装置１４の表示画面全面を覆っている。後述するように、液晶の傾斜する方向を制御するため、電極１３の一部分を取り除いてもよい。図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ’の断面図である。ここで、補助容量電極やＴＦＴ等のスイッチング素子および配線などは省略している。
【００４１】
図３に示すように、液晶の傾斜する方向（電圧印加により液晶が傾斜していく方向、以下単に傾斜方向ともいう）を制御するために樹脂製突起１２ａ、１２ｂを形成している。図示していないが、電極１０、１３と樹脂製突起１２ａ、１２ｂとを覆うように垂直配向処理が施されている。従って、電圧を印加していないときの樹脂製突起１２ａ、１２ｂの斜面部分では、液晶が斜面に対して垂直に配向するため、斜面部の液晶はｚ軸から若干傾く。この状態で電圧を印加すると、斜面部分の液晶が斜面の法線のｘｙ面への射影に平行な方向に傾斜するため、図３（ｂ）の破線矢印に示すように斜面部分以外の液晶も同じ方向へ傾斜する。図３に示す構造により、液晶の傾斜する方向がおおよそ１８０°異なる領域１１ａと領域１１ｂとが形成される。
【００４２】
なお、図３では、樹脂製突起１２ａ、１２ｂの断面が三角形であるが傾斜面であればよく、蒲鉾型や突起ではなく窪みであってもよい。
【００４３】
また、ラビング処理や光配向処理をして電圧を印加していないときの液晶の配向を垂直方向から傾けても上記の傾斜部と同様、傾いている方向に液晶が傾斜するようになる。ただし、ＭＶＡにするためには基板面内で部分的に初期傾斜の方向を変える（初期傾斜方向をパターニングする）必要があるので、製造工程が複雑になり、また非常に高いパターニングの位置合わせ精度が要求されるために生産上不利である。
【００４４】
図４は、本発明の実施形態１による液晶表示装置１４を正面から見たときの模式図および断面図である。図４に示すように、液晶の傾斜する方向を制御する構造として樹脂製突起の代わりに図３で突起がついていた部分の電極を取り除いてスリットを形成する。図４（ａ）に示すように、基板１の液晶側に液晶に電圧を印加する電極１０が周期的に配置されている。図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ’の断面図である。ここで、補助容量電極やＴＦＴ等のスイッチング素子および配線などは省略している。電気力線２０は、電極１０の表面では表面に対して垂直になろうとするため、スリット１９の端および電極１０の端付近では歪む。従って、この付近の液晶は歪んだ電気力線に対して液晶の長軸方向が垂直になろうとするため液晶が傾斜する。そして、図３に示す構造と同様に、液晶の傾斜する方向がおおよそ１８０°異なる領域１１ａと領域１１ｂとが形成される。
【００４５】
なお、本発明の実施形態では、液晶の傾斜する方向を制御するために意図的に電極を取り除いたものをスリットとしたが、電極の端についても電極のある部分とない部分との境界部分であり、電気力線の歪みを利用して液晶の傾斜する方向の制御を行なうことから、スリットと同様とみなせるため、ここでは両方を単にスリットという。また、基板１に突起、基板２にスリットを形成するなど、突起とスリットの組み合わせであってもよい。図３（ａ）および図４（ａ）には図示していないが、開口部は領域１１ａおよび１１ｂとの正面から見たときの重なりがおおよそ等面積になるように設定されている。
【００４６】
このような突起、スリット、電極の端などの液晶の傾斜する方向を制御する構造（制御構造）は、その構造の形成方向を変えることによって任意の方向を液晶の傾斜する方向とすることが可能となる。本発明の実施形態１では、液晶の傾斜する方向が１８０°異なる二つの領域１１ａおよび１１ｂの一方の液晶の傾斜する方向を制御するために、斜面が延設される方向（制御構造延設方向）がｘ軸に対して２２°〜３９°または５１°〜６８°となるようにする。以下に、液晶の傾斜する方向の角度範囲を決定する理由について説明する。
【００４７】
図５は、本発明の実施形態１による液晶表示装置１４の各構成部のパラメータを示す図である。図５に示す条件下で、図３および図４に示す液晶表示装置１４において視線角度を左右に変化させたときの液晶表示装置１４の透過率の視線角度依存性を計算した。計算結果を図６に示す。図６は、本発明の実施形態１による液晶表示装置１４における透過率の視線角度依存性のシミュレーション結果を示す図である。図６に示すように、横軸は視線角度であり正側は液晶表示装置１４の右側から観測していることになる。図５中のΔｎ・ｄは液晶層９の複屈折率Δｎと厚さｄの積であり、値が大きいほど低い印加電圧で小さいものと同じ透過率を得ることができるが、表示階調間の電圧差が小さくなってしまうため白表示時の電圧が４Ｖ〜５Ｖ程度になるように３００ｎｍ〜４５０ｎｍ程度の範囲で設定する。計算にはシミュレーションソフト（ＬＣＤ  Ｍａｓｔｅｒ、シマンテック製）を使用した。液晶の傾斜する方向は０°と１８０°、すなわち左右方向に傾斜するとした。また、左右に視線を変化させたときの光学特性の対称性を高くするために領域１１ａおよび１１ｂの面積比を１：１とした。図６に示すように、階調（Ｌｅｖｅｌ）は白表示（Ｌｅｖｅｌ８）とＣＲ１００の階調（輝度が白表示の１／１００である階調、すなわちＬｅｖｅｌ１）の間を、明度が７等分になるようにした。Ｌｅｖｅｌ０は黒表示である。上記については文献１（Ｊ．Ｈｉｒａｔａ，”Ｖｉｅｗｉｎｇ−Ａｎｇｌｅ  Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ＬＣＤｓ  ｗｉｔｈ  Ｇｒａｙ−Ｓｃａｌｅ  Ｉｍａｇｅ”，１９９３  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒｓ，Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ，１９９３，ｐ．５６１−５６４）を参照のこと。
【００４８】
次に、以下の式（１）で求められる指標Ｑ（Θ）によって、視線角度によって階調反転が生じているのかどうかの判断を行なう。
【００４９】
【数１】
0005042139.tif 000002
【００５０】
ここで、ＶｍおよびＶｎは反転が生じているのかを評価する二つの階調の印加電圧、θｉおよびθｊは計算上連続する二つの視線角度（本発明の実施形態では１０°間隔で計算するため、θｊ＝θｉ＋１０°）、Ｔ（Ｖ，θ）は電圧Ｖかつ視線角度θでの透過率、Θは階調反転の有無を確認する視線角度の最大値である。ｍｉｎは（ｉ、ｊ）の組および（ｍ，ｎ）の組を走査して最小値をとることを示している。ただし、Ｖｎ＞Ｖｍとする。
【００５１】
本発明の実施形態における円偏光ＭＶＡ液晶表示装置はノーマリブラックであるため、Ｖｎ＞Ｖｍのときに階調反転がなければＴ（Ｖｎ，θｉ）＞Ｔ（Ｖｍ，θｉ）かつＴ（Ｖｎ，θｊ）＞Ｔ（Ｖｍ，θｊ）となり、式（１）中の二つの括弧内は正の値である。従って、全ての階調または全ての視線角度で階調反転がなければＱ（Θ）＞０となる。階調反転が生じる場合には、階調反転が生じない正面から視線角度を徐々に大きくしていくと、階調反転が生じる視線角度のところで式（１）中の二つの括弧の積が負になるため、すなわち階調反転の生じる視線角度を挟むθｉ、θｊで透過率の大小関係が逆転するため、Ｑ（Θ）＜０となる。
【００５２】
図６に示すように、白表示（視線角度０°で最も透過率の高いＬｅｖｅｌ８）に注目する。視線角度０°から右方向に視線方向を向けていくと、視線角度４０°を超えたところで下の階調（Ｌｅｖｅｌ７など）の透過率が白表示の透過率より高くなって階調反転が生じている。階調反転直前の視線角度４０°では、Ｔ（ＶLevel8，４０°）＞Ｔ（ＶLevel7，４０°）であるが、階調反転直後の視線角度５０°ではＴ（ＶLevel8，５０°）＜Ｔ（ＶLevel7，５０°）となるため、（Ｔ（ＶLevel8，４０°）／Ｔ（ＶLevel7，４０°）−１）（Ｔ（ＶLevel8，５０°）／Ｔ（ＶLevel7，５０°）−１）＜０となる。従って、Ｑ（Θ）はΘ＞５０°で必ず負になる。
【００５３】
以上のように、階調反転が生じるとＱ（Θ）＜０となる。図７は、本発明の実施形態１による液晶表示装置１４における指標Ｑ（６０°）のシミュレーション結果を示す図である。横軸は領域１１ａまたは１１ｂにおける液晶の傾斜する方向であり５°間隔である。計算に用いたパラメータは液晶の傾斜する方向以外は図５と同じである。また、Ｑ（６０°）が１〜２桁の数値になるように縦軸に適当な正の値を乗じてスケーリングしている。図７中の点間を直線で補間してＱ（６０°）＞０となる視線角度の範囲を求めると、２１．３°〜３９．７°となった。従って、液晶の傾斜する方向が１８０°異なる領域１１ａおよび１１ｂの一方における液晶の傾斜する方向を２１．３°〜３９．７°の範囲内とすることによって、視線角度６０°以内の範囲で階調反転は生じなくなる。なお、１０°以下および５０°以上は負で絶対値が非常に大きくなったため、図示していない。図８は、本発明の実施形態１による液晶表示装置１４における指標Ｑ（８０°）のシミュレーション結果を示す図である。横軸は領域１１ａまたは１１ｂにおける液晶の傾斜する方向であり５°間隔である。Ｑ（８０°）＞０となる液晶の傾斜する方向の範囲は２２．５°〜３４．８°となり、この範囲内とすることによってより大きい視線角度範囲で階調反転が生じないため、Ｑ（６０°）＞０である液晶の傾斜する方向の範囲より好ましい。図７および図８より、Ｑの最大値は液晶の傾斜する方向が３０°±５°未満の範囲内にあるので、３０°±４°が最も好ましい。
【００５４】
円偏光ＭＶＡ液晶表示装置は、印加電圧が等しければ液晶の傾斜する方向に対して正面から見たときの透過率はほとんど変化しない。従って、白表示（Ｌｅｖｅｌ８）とほぼ等しい最大透過率のままで、液晶の傾斜する方向を適切な範囲に制御することによって階調反転なしで利用できる。
【００５５】
図１０は図９のパラメータを用いたときの本発明の実施形態１による液晶表示装置における指標Ｑ（６０°）のシミュレーション結果を示す図であり、図１１は図９のパラメータを用いたときの本発明の実施形態１による液晶表示装置における指標Ｑ（８０°）のシミュレーション結果を示す図である。両図より、Ｑ（６０°）＞０となる傾斜する方向の範囲は２１．２°〜４１．１°、Ｑ（８０°）＞０となる傾斜する方向の範囲は２２．３°〜３４．４°となった。従って、Ｑの最大値は液晶の傾斜する方向が３０°±５°未満の範囲内にある。つまり、液晶の傾斜する方向の範囲は位相差板や偏光板の詳細にはあまり影響しないことが分かる。
【００５６】
これは、左右方向の表示特性が重視されるので、左右方向の視野角が広いことが求められるからである。円偏光ＭＶＡ液晶表示装置はノーマリーブラックなので、黒表示では液晶は傾斜せず、基板に垂直に配向している。従って、位相差板５〜８は垂直配向した液晶層９を左右から見たときに透過率が低くなるように設定される。位相差板５〜８の具体的な設定に関わらず、要求される光学特性が液晶層９のΔｎ・ｄというパラメータひとつで決まる。Δｎ・ｄも実際的には最大印加電圧（Δｎ・ｄが大きいほど低くなり消費電力が下がる）と応答時間（ｄが小さい方が短くなる）の兼ね合いで３００ｎｍ〜４５０ｎｍという狭い範囲となるので、液晶の傾斜する方向の範囲は位相差板や偏光板の詳細にはあまり影響しなくなるのである。
【００５７】
以上のことから、液晶の傾斜する方向が１８０°異なる領域１１ａおよび１１ｂの二つの領域を有する円偏光ＭＶＡ液晶表示装置において、位相差板や偏光板の詳細によらずに、一方の領域の液晶の傾斜する方向をｘ軸に対して２２°〜３９°、より好ましくは２３°〜３４°、さらに好ましくは３０°±４°の範囲内に設定することによって、視線角度を左右に変化させたときの階調反転が生じなくなる。
【００５８】
一方、液晶表示装置１４全体をｚ軸を中心として９０°回転させると、回転前の画面左右方向が回転後の画面上下方向となる。よって、液晶の傾斜する方向をｘ軸に対して５１°〜６８°、より好ましくは５６°〜６７°、さらに好ましくは６０°±４°の範囲内に設定することによって、視線角度を上下に変化させたときの階調反転が生じなくなる。
【００５９】
なお、図６に示すような特性を有する液晶表示装置１４において、Ｌｅｖｅｌ８を使用せずにＬｅｖｅｌ７以下のみを使用すれば階調反転が生じないが、開口部面積あたりの最大透過率が低下してしまう。
【００６０】
実際のＭＶＡ液晶表示装置において、全ての液晶が二方向に傾斜しているわけではなく、突起の頂上付近の傾斜は突起が形成される方向と平行方向に傾斜する。このように、所望の方向に傾斜しない領域は遮光などにより開口部から外せばよいが、開口部に含める場合と比べて開口部の面積が小さくなるため、バックライトの輝度を上げるなどしなければ液晶表示装置の最大輝度が低下してしまう。開口部に含める場合には、所望の方向に傾斜しない部分の影響が出るため、最も好ましい液晶の傾斜する方向を設定することが好ましい。
【００６１】
本発明では液晶に電圧を印加するための周期的な構造およびその構造で駆動される領域の最小単位を画素と記述し、また、一つまたは複数の画素が集まって構成される、画像を表示するための最小の表示単位を画像単位と記述する。液晶の傾斜する方向が１８０°異なる領域１１ａおよび１１ｂを一つの画素が有するとすれば、画素一つだけ、または画像単位一つだけを点灯しても対称性の高い表示となるが、液晶表示装置が小型で高精細である場合には、画素が小さすぎて領域１１ａおよび１１ｂを一つの画素に形成できない可能性がある。しかし、隣接する画素ごとに領域１１ａおよび１１ｂを作り分ければ、自然画などの複数の画像単位で表示を行なう場合であれば表示はほぼ対称となるため問題にはならない。
【００６２】
液晶表示装置には、視野角が広く、対称性の高い光学特性が求められている（特許文献１、特許文献３、特許文献４を参照のこと）。特に左右および上下方向の対称性は重要視される。図１２は液晶の傾斜する方向が１８０°異なる二領域の分割によって光学特性が対称になることを示す一般的な説明によく用いられる概念を説明する図である。図１２に示すように、液晶の傾斜する方向が１８０°異なる二領域の分割を基本単位として、領域１１ａにおいて領域１１ａの液晶の傾斜する方向に沿って斜めから見たときの透過率１９ｃと、その方向から１８０°異なる方向から見たときの透過率１９ａの非対称性を、領域１１ｂにおいて領域１１ｂの液晶の傾斜する方向に沿って斜めから見たときの透過率１９ｂと、その方向から１８０°異なる方向から見たときの透過率１９ｄの非対称性によって相殺することによって、二つの領域を透過した光を同時に見たとき、同じ視線角度であれば領域１１ａの液晶の傾斜する方向に沿った視線方向での透過率１９ｆと領域１１ｂの液晶の傾斜する方向に沿った視線方向での透過率１９ｅとが等しくなることを利用して対称性の高い光学特性を実現している（特許文献１、特許文献２を参照のこと）。
【００６３】
液晶表示装置の視野角を改善するために液晶の配向を異なる領域に分割するという手段はＴＮ液晶表示装置に広く適用されていたものであり、後にＶＡ液晶表示装置に応用されたものである（文献２（特開平１０−３０１１１３号公報）を参照のこと）。ＴＮ液晶表示装置においても、液晶の傾斜する方向から見ると透過率が低いため黒く見え、反対側から見ると透過率が高いため白く見えるため、傾斜する方向が互いに反対である二つの領域を形成すれば、液晶の傾斜する方向から見ても透過率が平均化される（文献３（特開平８−１２９１８０号公報）を参照のこと）。上記ＭＶＡ液晶表示装置の説明も、ＴＮ液晶表示装置の説明を踏襲している。なお、ＴＮ液晶表示装置では黒く見える方向で視野角が狭い（小さい視線角度でＣＲが低下する）が、分割を行なうと明るくなるので分割前より視野角が広がり、対称性向上というよりも広視野角化という効果が強調される場合が多い。
【００６４】
液晶表示装置における左右方向および上下方向の光学特性の対称性は重要であり、液晶の傾斜方向がｚ軸回りの１８０°回転対称しか有しない二つの領域に液晶を分割するＭＶＡ液晶表示装置よりも、より対称性の高い９０°回転対称を有する四領域へ液晶を分割するＭＶＡ液晶表示装置や、さらに対称性の高い軸対称配向という液晶の傾斜する方向が特定の点を対称中心として連続的に変化するＭＶＡ液晶表示装置の方が好ましいとされている。二つの領域に液晶層を分割するＭＶＡ液晶表示装置であれば、表示の対称性が強く要求される左右方向または上下方向に液晶が傾斜するように制御するか、または左右方向と上下方向を対称にするために４５°および２２５°方向（あるいは１３５°および３１５°方向）に液晶を傾斜させる例が開示されている（特許文献１を参照のこと）。また、四つの領域に液晶層を分割するＭＶＡ液晶表示装置であれば、４５°、１３５°、２２５°、３１５°のそれぞれの方向へ液晶が傾斜するように制御する例が開示されている（特許文献１、特許文献２、文献４（特開２００５−１９５７５３号公報）を参照のこと）。一方、本発明では液晶の傾斜方向を左右、上下、４５°方向といった開示されている方向からずらしている。
【００６５】
直線偏光ＭＶＡ液晶表示装置では、黒表示のときに視線を偏光板の吸収軸方向に傾けても光が漏れてこないため、吸収軸方向の視野角は広い。従って、一般的に、一方の偏光板の吸収軸を左右方向に向け、他方を上下方向に向けている。しかし、円偏光ＭＶＡ液晶表示装置では、視野角の広い方向と偏光板の吸収軸の方向が一致しないため、偏光板の吸収軸の方向と位相差板の遅相軸の方向とを調整することによって、視野角の広い方向を左右および上下方向に向けている（特許文献２、文献４（特開２００５−１９５７５３号公報）を参照のこと）。しかし、視野角の広い方向を左右方向および上下方向に向けるだけであれば、偏光板、位相差板、液晶の傾斜する方向をｚ軸回りに回転させるだけでよいが、そのような対応手段は報告されていない。液晶の傾斜する方向が左右方向および上下方向や４５°方向から外れるため、液晶の傾斜する方向の左右方向および上下方向に対する対称性が低下するように感じるためである。
【００６６】
液晶の傾斜する方向の対称性および光学特性の対称性について詳しく検討する。図１３は、本発明の実施形態による液晶の傾斜する方向が１８０°異なる二領域の分割によって光学特性が対称になることを示す図である。領域１１ａの液晶の傾斜角度をθ、傾斜する方向をφとする。図１３（ａ）に示すように、二つの領域１１ａおよび１１ｂでの印加電圧が等しい場合では、領域１１ｂでの液晶の傾斜角度は領域１１ａと等しくθとなり、傾斜する方向はφ＋１８０°となる。領域１１ａと領域１１ｂとの面積比が１：１であれば、液晶の配向状態は領域１１ａと領域１１ｂとの間の中央を通るｚ軸に平行な軸回りの１８０°回転対称を有する構造となる。正確には領域１１ａと１１ｂの形状も１８０°回転対称である必要があるが、配向分割やカラーフィルタによるカラー表示の基本原理である、測定器１７が十分遠方にあり、領域１１ａと１１ｂを空間的に区別できない場合を想定するので形状は特に議論しない。図１３では便宜上、測定器１７が近くに描かれている。
【００６７】
次に、図１３（ｂ）に示すように、視線角度を保持した状態で視線の方向を１８０°回転すると、領域１１ａおよび領域１１ｂにおける液晶の傾斜角度は変わらずにθであるが、傾斜する方向は領域１１ａでφ＋１８０°、領域１１ｂでφ＋１８０°＋１８０°＝φとなり、領域１１ａと領域１１ｂとで液晶の配向状態が入れ替わる。偏光板と位相差板はｚ軸に平行な軸回りの１８０°回転対称を有しており、かつ視線角度に変化はないので、視線方向の回転の前後では領域１１ａと領域１１とにおける液晶の配向状態および光学特性が入れ替わるだけである。領域１１ａおよび領域１１ｂからの透過光を同時に見る場合は、観測者にとっては領域１１ａおよび領域１１ｂからの透過光の和しか認識できないため、光学特性は回転の前後で全く等しく見える。従って、液晶の配向状態がｚ軸回りの１８０°回転対称であれば、左右方向は対称となる。また、同じ理由で上下方向も対称となる。より一般的に言うと、上記の考察はφの値にかかわらず成立するので、１８０°異なる視線方向は対称となる。このことは、観測者の視線方向と液晶の傾斜する方向との関係の詳細に関わらない。このような理解が十分でないと、特許文献１にみられるように、液晶の傾斜の方向に直交する方向では光学特性が対称にならないという誤った解釈をすることになる。
【００６８】
上記より、多数の文献に見られるような、対称性の高い液晶配向によって対称性の高い光学特性が実現されるという記載も、解釈に注意が必要であることが分かる。仮に素直に解釈すると、ＭＶＡ液晶表示装置の黒表示では液晶が基板面に垂直に立っており、まさに非常に対称性の高い配向状態が実現されているので、黒表示の透過率は非常に高い対称性を有していると思われるが、実際は視線の角度を保持して視線方向を変えて黒表示を見ると、９０°周期で黒い画面とやや明るい画面が交互に見られる。つまり、黒表示の透過率は９０°回転対称であり、ＣＲも９０°周期で変化する（文献５（特開２００５−２５７８０９号公報、第９図）を参照のこと）。このことは、偏光板と位相差板の系が９０°回転対称だからである。偏光板や位相差板は１８０°回転対称でしかないが、円偏光ＭＶＡ液晶表示装置では偏光板は透過軸が直交し、位相差板は遅相軸が直交し、かつリタデーションが等しいため９０°回転対称となっている。従って、円偏光ＭＶＡ液晶表示装置の光学特性は最大でも９０°回転対称しか有することができない。９０°回転対称までは、高い対称性の液晶配向によって対称性の高い光学特性が実現可能であるが、９０°回転対称以上の対称性を有していたとしても、光学特性の対称性は９０°回転対称以上にはならない。
【００６９】
対称性の低い９０°回転対称以下の状態から９０°回転対称へ対称性が高くなるという事実を容易に外挿すると、液晶配向の対称性が高いから光学特性も対称性が高いといった誤った結論を導くこととなる。軸対称配向とした液晶は「どこから見ても同じに見える」という印象を与え、実際に液晶層のみを見ているのであればその通りであるため、上記のような外挿を促す要因となっている。文献１には軸対称配向を用いたＭＶＡ液晶表示装置について、「・・・透過表示での視角−コントラストの特性結果を図９に示す。透過表示での視野角特性は、略全方位的で対称な特性を示し、・・・」という記載があるが、その図９は全方位的ではなく明確に略９０°回転対称を示している。
【００７０】
軸対称配向を用いた円偏光ＭＶＡ液晶表示装置の白表示の透過率は、全方位的に近い視線方向依存性を示すが、白表示の話であり、軸対称配向を用いる円偏光ＭＶＡ液晶表示装置の光学特性全般が全方位的な視線方向依存性を示しているわけではない。
【００７１】
以上で説明したように、偏光板、位相差板、液晶の傾斜する方向という系全体の対称性を十分に考慮しないと、光学特性の対称性を議論することは難しく、前述した液晶の傾斜する方向の対称性と光学特性の対称性についてのより正確かつ一般的な考察から得られた結論のような視点が一般的に広く認識されているとは言い難い。
【００７２】
以上のことから、本発明では、左右方向の光学特性の対称性を維持したまま液晶の傾斜する方向が変えられることに注目し、指標Ｑを用いて左右方向で階調反転が生じない液晶の傾斜する方向の範囲を定量的に求めることによって、高い透過率と左右方向の階調反転の抑制を行なう。
【００７３】
図１４は、本発明の実施形態１による図５および図９のパラメータにおいてＣＲが等しい視線の角度および方向のシミュレーション結果を示す図である。図１４（ａ）は図５のパラメータを用い、図１４（ｂ）は図９のパラメータを用いてＣＲの等しい視線の角度および方向をシミュレーションした結果である。ここで、液晶の傾斜する方向は両図ともに領域１１ａで３０°とした。円内の点を極座標（ｒ，φ）で示したとき、動径ｒは視線角度に比例し、ｒ＝０が視線角度０°に、ｒの最大値が視線角度８０°に対応する。また、方位角φが視線方向に対応し、φ＝０°が右方向（紙面でも右方向）に対応する。図中、ＣＲの等しい視線角度および方向で指定される点を結んだ線を示している。液晶の傾斜する方向は左右方向から３０°ずれているが、視野角特性は左右方向で対称であり、上下方向でも対称である。
【００７４】
左右方向はｘ軸回りの１８０°回転に対して不変なので、図５および図９に示すような左右方向に階調反転の生じない円偏光ＭＶＡ液晶表示装置の偏光板や位相差板、液晶層を裏返しても左右方向には階調反転は生じない。液晶層をｘ軸回りで１８０°回転すると液晶の傾斜する方向の符号が逆になる。すなわち、液晶の傾斜する方向が１８０°異なる領域１１ａおよび１１ｂの一方における液晶の傾斜する方向を−２２°〜−３９°の範囲内、より好ましくは−２３°〜−３４°、さらに好ましくは−３０°±４°の範囲内であれば左右方向に階調反転は生じない。上下方向は光学特性が入れ替わるが、液晶の傾斜する方向が１８０°異なる二つの領域に分割された円偏光ＭＶＡ液晶表示装置は１８０°異なる視線方向で光学特性は対称なので、もともと上下方向に階調反転の発生しない円偏光ＭＶＡ液晶表示装置であれば、上記と同じように裏返しても上下方向に階調反転は生じない。すなわち、液晶の傾斜する方向をｘ軸に対して−５１°〜−６８°、より好ましくは−５６°〜−６７°、さらに好ましくは−６０°±４°の範囲内に設定することによって上下方向に階調反転は生じない。
【００７５】
前述の通り、液晶の傾斜する方向は突起やスリットなどの制御構造によって制御することができる。基本的には制御構造の制御構造延設方向に直交する方向に、制御構造延設方向で挟まれた領域の液晶が傾斜するように制御されている（本説明では、構造が別々の基板に配置されていても、正面から隣接するように見えていれば隣接すると記載する）が、特許文献２に記載されているように、制御構造延設方向同士の間隔を小さくし、制御構造延設方向に平行な方向に制御することもできる。どちらにしろ開口部のできるだけ広い領域で液晶の傾斜方向を均一に制御することが望ましい。そのためには、制御構造の斜面延設方向を長く取ればよい。ただし、制御構造の斜面延設方向とｘ軸とのなす角度は上記の範囲内とする。また、特許文献２に記載のように、注目する領域に隣接する、正面から見たときに隣接する制御構造延設方向とが平行でない場合には、その領域内の液晶はおおよそ隣接する構造の制御構造延設方向とｘ軸との角度の平均に直交する方向（液晶の傾斜する方向が制御構造延設方向に対して直交する方向に制御されている場合）、あるいは平行な方向（液晶の傾斜する方向が制御構造延設方向に対して平行な方向に制御されている場合）に傾斜する。そのため、注目する領域に隣接する、正面から見たときに隣接する構造の制御構造延設方向が平行でない場合には、その構造の制御構造延設方向とｘ軸とのなす角度の平均が上記の範囲にあればよい。
【００７６】
以上のことから、液晶の傾斜する方向が１８０°異なる二つの領域に分割された円偏光ＭＶＡ液晶表示装置において、一方の領域の液晶の傾斜する方向を、ｘ軸に対して２２°〜３９°、より好ましくは２３°〜３４°、さらに好ましくは３０°±４°の範囲内に制御することによって液晶表示装置の左右方向に階調反転が生じなくなる。また、ｘ軸に対して５１°〜６８°、より好ましくは５６°〜６７°、さらに好ましくは６０°±４°の範囲内に制御することによって液晶表示装置の上下方向に階調反転が生じなくなる。
【００７７】
〈実施形態２〉
実施形態１では液晶の傾斜する方向が１８０°異なる二つの領域に分割した円偏光ＭＶＡ液晶表示装置について説明したが、実施形態２では液晶の傾斜する方向が相異なる四つの領域に分割した円偏光ＭＶＡ液晶表示装置について説明する。なお、偏光板および位相差板については実施形態１と同様である。
【００７８】
図１５は、本発明の実施形態２による液晶表示装置を正面から見たときの模式図である。図１５より、基板１の液晶側に液晶に電圧を印加する電極１０が周期的に配置されており、図１５に示す構造が表示画面全体に周期的に配置されている。図１５では、基板２側の電極１３は矩形となっているが、表示画面全面を覆っている。また、補助容量電極、スイッチング素子や配線などは図示していない。
【００７９】
図１５に示すように、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が互いにほぼ１８０°異なる領域１１Ａおよび１１Ｂと、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が領域１１Ａと異なる領域１１Ｃと、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が領域１１Ｃとほぼ１８０°異なる領域１１Ｄとが形成されている。領域１１Ａにおいて液晶が傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度をφとしたとき、領域１１Ｃにおける液晶が傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度は１８０°−φとなる。領域１１Ｂにおける液晶の傾斜する方向は１８０°＋φ＝−１８０°＋φ、領域１１Ｄでは１８０°＋１８０°−φ＝−φとなる。なお、図１５では、液晶の傾斜する方向を制御する構造として樹脂製突起１２を用いているが、スリット１９など液晶の傾斜する方向を制御する構造であればいかなる構造であってもよい。また、これらを基板１と基板２とに形成するにあたって、樹脂製突起１２とスリット１９の組み合わせであってもよい。図示していないが、表示画面の開口部は、領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄとの正面から見たときの重なりがほぼ等面積になるように設定されている。
【００８０】
本発明の実施形態２では、液晶の傾斜する方向が相異なる四つの領域（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）に分割されており、領域１１Ａにおける液晶が傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度をφとしたときの領域１１Ｃにおける液晶の傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度が１８０°−φであり、φが２６°〜４２°または４８°〜６４°である円偏光ＭＶＡ液晶表示装置について、液晶の傾斜する方向を上記の角度範囲とした理由について説明する。
【００８１】
図１６は、本発明の実施形態２による液晶表示装置における指標Ｑ（６０°）のシミュレーション結果を示す図である。液晶の傾斜する方向以外は図５のパラメータを用いている。図１６に示すように、横軸は領域１１Ａにおける液晶の傾斜する方向φであり５°間隔で計算している。領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは等面積とする。また、Ｑ（６０°）が１〜２桁の数値になるように縦軸には適当な正の値を乗じてスケーリングしている。計算した点を直線で補間し、Ｑ（６０°）＞０となるような液晶の傾斜する方向の範囲を求めると、２５．３°〜４２．４°となった。
【００８２】
図１７は、本発明の実施形態２による液晶表示装置における指標Ｑ（６０°）のシミュレーション結果を示す図である。液晶の傾斜する方向以外は図９のパラメータを用いている。図１７に示すように、横軸は領域１１Ａにおける液晶の傾斜する方向φであり５°間隔で計算している。領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは等面積とする。また、Ｑ（６０°）が１〜２桁の正の値になるように縦軸には適当な数値を乗じてスケーリングしている。計算した点を直線で補間し、Ｑ（６０°）＞０となるような液晶の傾斜する方向の範囲を求めると、２５．２°〜４２．４°となった。
【００８３】
従って、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が互いにほぼ１８０°異なる領域１１Ａおよび１１Ｂと、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が領域１１Ａと異なる領域１１Ｃと、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が領域１１Ｃとほぼ１８０°異なる領域１１Ｄとに分割されており、領域１１Ａにおける液晶が傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度をφとしたときの領域１１Ｃにおける液晶の傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度が１８０°−φである円偏光ＭＶＡ液晶表示装置では、領域１１Ａにおける液晶の傾斜する方向を２６°〜４２°の範囲内とすることによって、左右方向の視線角度６０°以内の範囲において階調反転は生じなくなる。
【００８４】
図１８は、本発明の実施形態２による液晶表示装置における指標Ｑ（８０°）のシミュレーション結果を示す図である。液晶の傾斜する方向以外は図５のパラメータを用いている。図１８に示すように、横軸は領域１１Ａにおける液晶の傾斜する方向φであり５°間隔で計算している。領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは等面積とする。また、Ｑ（８０°）が１〜２桁の数値になるように縦軸には適当な正の値を乗じてスケーリングしている。計算した点を直線で補間し、Ｑ（８０°）＞０となるような液晶の傾斜する方向の範囲を求めると、２６．２°〜３４．９°となった。
【００８５】
図１９は、本発明の実施形態２による液晶表示装置における指標Ｑ（８０°）のシミュレーション結果を示す図である。液晶の傾斜する方向以外は図９のパラメータを用いている。図１９に示すように、横軸は領域１１Ａにおける液晶の傾斜する方向φであり５°間隔で計算している。領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは等面積とする。また、Ｑ（８０°）が１〜２桁の数値になるように縦軸には適当な正の値を乗じてスケーリングしている。計算した点を直線で補間し、Ｑ（８０°）＞０となるような液晶の傾斜する方向の範囲を求めると、２５．９°〜３５．０°となった。
【００８６】
従って、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が互いにほぼ１８０°異なる領域１１Ａおよび１１Ｂと、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が領域１１Ａと異なる領域１１Ｃと、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が領域１１Ｃとほぼ１８０°異なる領域１１Ｄとに分割されており、領域１１Ａにおける液晶が傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度をφとしたときの領域１１Ｃにおける液晶の傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度が１８０°−φである円偏光ＭＶＡ液晶表示装置では、領域１１Ａにおける液晶の傾斜する方向を２７°〜３４°の範囲内とすることによって、左右方向の視線角度８０°以内の範囲において階調反転は生じなくなる。
【００８７】
図２０は、本発明の実施形態２による液晶表示装置における透過率の視線角度依存性のシミュレーション結果を示す図である。計算には図５のパラメータを用いている。領域１１Ａにおける液晶の傾斜方向は４５°としている。これは従来の一般的な液晶の傾斜方向の設定であるが図に示すように階調反転が生じている。本発明の実施形態２では、液晶の傾斜する方向を図１６〜図１９のように適切に設定することによって、階調反転を解消して高い透過率を利用することが可能となる。
【００８８】
一方、液晶表示装置１４全体をｚ軸を中心として９０°回転させると、回転前の左右方向が回転後の上下方向となる。よって、領域１１Ａにおける液晶の傾斜する方向をｘ軸に対して４８°〜６４°、より好ましくは５６°〜６３°の範囲内に設定することによって、視線角度を上下に変化させたときの階調反転が生じなくなる。
【００８９】
なお、図２０のような特性を持つ液晶表示装置であってもＬｅｖｅｌ８を使用せずにＬｅｖｅｌ７以下のみを使用するようにすれば、階調反転が生じないようにすることはできる。しかし、開口部面積あたりの最大透過率が低下するのは前述の通りである。
【００９０】
実際のＭＶＡ液晶表示装置において、全ての液晶が想定される方向に傾斜しているわけではなく、突起の頂上付近の傾斜は突起が形成される方向と平行方向に傾斜する。このように、所望の方向に傾斜しない領域は遮光などにより開口部から外せばよいが、開口部に含める場合と比べて開口部の面積が小さくなるため、バックライトの輝度を上げるなどしなければ液晶表示装置の最大輝度が低下してしまう。開口部に含める場合には、所望の方向に傾斜しない部分の影響が出るため、最も好ましい液晶の傾斜する方向を設定することが好ましい。
【００９１】
液晶の傾斜する方向が相異なる四つの領域（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）に分割されており、領域１１Ａにおける液晶が傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度をφとしたときの領域１１Ｃにおける液晶の傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度が１８０°−φである円偏光ＭＶＡ液晶表示装置では、四つの領域（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）を一つの画素に備えていれば画素一つだけ、または画像単位一つだけを点灯しても対称性の高い表示となるが、液晶表示装置が小型で高精細である場合には、画素が小さすぎて四つの領域（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）を一つの画素に形成できない可能性がある。しかし、隣接する画素ごとに四つの領域（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）を作り分ければ、自然画などの複数の画像単位で表示を行なう場合であれば表示はほぼ対称となるため問題にはならない。なお、画素一つだけ点灯した場合など、点灯している領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄの比が極端に偏る場合は対称な表示とはならない。
【００９２】
以上のことから、本発明では、左右方向の光学特性の対称性を維持したまま液晶の傾斜する方向が変えられることに注目し、指標Ｑを用いて左右方向で階調反転が生じない液晶の傾斜する方向の範囲を定量的に求めることによって、高い透過率と左右方向の階調反転の抑制を行なう。
【００９３】
図２１は、本発明の実施形態２による図５および図９のパラメータにおいてＣＲが等しい視線の角度および方向のシミュレーション結果を示す図である。図２１（ａ）には図５のパラメータを、図２１（ｂ）には図９のパラメータを用いてＣＲの等しい視線の角度および方向をシミュレーションした結果である。ここで、液晶の傾斜する方向は両図ともに領域１１Ａで３０°とした。図中、ＣＲの等しい視線角度および方向で指定される点を結んだ線を示している。液晶の傾斜する方向は左右方向から３０°ずれているが、視野角特性は左右方向で対称であり、上下方向でも対称である。９０°の回転対称のようにも見えるが、図２１（ｂ）を見ると上下方向より左右方向に視野角が広く、正確には９０°回転対称ではないことがわかる。つまり、一般に知られている液晶の傾斜の方向が４５°の四分割ＭＶＡ液晶表示装置のような９０°回転対称性はみられない。
【００９４】
左右方向はｘ軸回りの１８０°回転に対して不変なので、図５および図９に示すような左右方向に階調反転の生じない円偏光ＭＶＡ液晶表示装置の偏光板や位相差板、液晶層を裏返しても左右方向には階調反転は生じない。液晶層をｘ軸回りで１８０°回転すると液晶の傾斜する方向の符号が逆になる。すなわち、領域１１Ａにおける液晶の傾斜する方向を−２６°〜−４２°の範囲内、より好ましくは−２７°〜−３４°の範囲内であれば左右方向に階調反転は生じない。上下方向は光学特性が入れ替わるが、液晶の傾斜する方向が１８０°異なる二つの領域に分割された円偏光ＭＶＡ液晶表示装置は１８０°異なる視線方向で光学特性は対称なので、もともと上下方向に階調反転の発生しない円偏光ＭＶＡ液晶表示装置であれば、上記と同じように裏返しても上下方向に階調反転は生じない。すなわち、領域１１Ａにおける液晶の傾斜する方向をｘ軸に対して−４８°〜−６４°、より好ましくは−５６°〜−６３°の範囲内に設定することによって上下方向に階調反転は生じない。
【００９５】
前述の通り、液晶の傾斜する方向は突起やスリットなどの制御構造によって制御することができる。基本的には制御構造の制御構造延設方向に直交する方向に、制御構造延設方向で挟まれた領域の液晶が傾斜するように制御されている（本説明では、構造が別々の基板に配置されていても、正面から隣接するように見えていれば隣接すると記載する）が、特許文献２に記載されているように、制御構造延設方向同士の間隔を小さくし、制御構造延設方向に平行な方向に制御することもできる。どちらにしろ開口部のできるだけ広い領域で液晶の傾斜方向を均一に制御することが望ましい。そのためには、制御構造の制御構造延設方向を長く取ればよい。ただし、制御構造の制御構造延設方向とｘ軸とのなす角度は上記の範囲内とする。また、特許文献２に記載のように、注目する領域に隣接する、正面から見たときに隣接する制御構造延設方向とが平行でない場合には、その領域内の液晶はおおよそ隣接する構造の制御構造延設方向とｘ軸との角度の平均に直交する方向（液晶の傾斜する方向が制御構造延設方向に対して直交する方向に制御されている場合）、あるいは平行な方向（液晶の傾斜する方向が制御構造延設方向に対して平行な方向に制御されている場合）に傾斜する。そのため、注目する領域に隣接する、正面から見たときに隣接する構造の制御構造延設方向が平行でない場合には、その構造の制御構造延設方向とｘ軸とのなす角度の平均が上記の範囲にあればよい。
【００９６】
以上のことから、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が互いにほぼ１８０°異なる領域１１Ａおよび１１Ｂと、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が領域１１Ａと異なる領域１１Ｃと、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が領域１１Ｃとほぼ１８０°異なる領域１１Ｄとに分割されており、領域１１Ａにおける液晶が傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度をφとしたときの領域１１Ｃにおける液晶の傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度が１８０°−φである円偏光ＭＶＡ液晶表示装置において、領域１１Ａにおける液晶の傾斜する方向を、ｘ軸に対して２６°〜４２°、より好ましくは２７°〜３４°の範囲内に制御することによって液晶表示装置の左右方向に階調反転が生じなくなる。また、領域１１Ａにおける液晶の傾斜する方向を、ｘ軸に対して４８°〜６４°、より好ましくは５６°〜６３°の範囲内に制御することによって液晶表示装置の上下方向に階調反転が生じなくなる。
【００９７】
〈実施形態３〉
実施形態１および実施形態２では、遅相軸を持つ位相差板を４枚使用している（図１）。位相差板５および位相差板６のそれぞれの遅相軸が直交し、かつ位相差板７および位相差板８のそれぞれの遅相軸が直交することが、正面から見たときに高いＣＲを得る条件となっている。位相差板５と位相差板６とのリタデーションが等しく、位相差板７と位相差板８とのリタデーションが等しいことも条件である。しかし、これらの条件を厳密に満たすことは難しい。
【００９８】
実用上、軸方向は±１０°、リタデーションは±３０ｎｍが許容とされているが、より高いＣＲが得られる液晶表示装置の方が好ましい。円偏光ＭＶＡ液晶表示装置には位相差板７および位相差板８を使用しない方式があり、位相差板の数が少ないため、ＣＲが低下する要因数が減り、より高いＣＲが得られる液晶表示装置の生産に有利である。位相差板の数が少ないため、装置を薄くできるという利点もある。
【００９９】
本発明による実施形態３での液晶表示装置の各構成部は、図１から位相差板７および位相差板８を取り除いたものである。換言すれば、図１の第１〜第４の位相差板７、５、８、６に代えて、第１、第２の位相差板５、６を設けたものである。本発明による実施形態１と同様に、液晶層は傾斜方向が１８０°異なる二つの領域１１ａ、領域１１ｂを有するとした。図２２は、本発明の実施形態３による液晶表示装置の各構成部のパラメータを示す図である。図２３は、本発明の実施形態３による液晶表示装置における指標Ｑ（８０°）のシミュレーション結果を示す図であり、図２２のパラメータを用いている。本発明による実施形態３では、より高いＣＲを示すために位相差板７および位相差板８を使用しない構成としたため、階調反転が生じない視線角度範囲について、最も要求の高い８０°を考える。図２３の横軸は領域１１ａにおける液晶の傾斜する方向φであり５°間隔で計算している。領域１１ａおよび領域１１ｂは、等面積とする。また、Ｑ（８０°）が１〜２桁の数値になるように縦軸には適当な正の値を乗じてスケーリングしている。計算した点を直線で補間し、Ｑ（８０°）＞０となるような液晶の傾斜する方向の範囲を求めると、２４．９°〜３９．５°となった。
【０１００】
従って、液晶の傾斜する方向が１８０°異なる領域１１ａおよび領域１１ｂの一方における液晶の傾斜する方向を２５°〜３９°の範囲内とすることによって、視線角度８０°以内の範囲で左右方向の階調反転は生じなくなる。図２３から、Ｑ（８０°）の最大値は液晶の傾斜する方向が３０°±５°未満の範囲内にあるので、３０°±４°が最も好ましい。
【０１０１】
本発明による実施形態１と同様に、液晶が傾斜する方向を９０°の補角、つまり５１°〜６５°とすれば、上下方向の階調反転が生じなくなる。角度の値を負にしても同じ効果が得られるのも本発明による実施形態１と同様である。
【０１０２】
図２４は、本発明の実施形態３による図２２のパラメータにおいてＣＲが等しい視線の角度および方向のシミュレーション結果を示す図である。ここで、液晶の傾斜する方向は領域１１ａで３０°とした。円内の点を極座標（ｒ，φ）で示したとき、動径ｒは視線角度に比例し、ｒ＝０が視線角度０°に、ｒの最大値が視線角度８０°に対応する。また、方位角φが視線方向に対応し、φ＝０°が右方向（紙面でも右方向）に対応する。図中、ＣＲの等しい視線角度および方向で指定される点を結んだ線を示している。液晶の傾斜する方向は左右方向から３０°ずれているが、視野角特性は左右方向で対称であり、上下方向でも対称である。
【０１０３】
本発明の実施形態１（図１４）と比較すると、視線方向で４５°、１３５°、２２５°、３１５°方向の視野角が狭い。監視モニタ等様々な方向から見ることを想定する用途では好ましくないが、本発明が対象とする左右や上下といった特定の方向の表示特性を優先する用途の液晶表示装置では重要視されない。
【０１０４】
なお、図２２では二軸性位相差板を使用しているが、ａ−ｐｌａｔｅ、またはａ−ｐｌａｔｅにｃ−ｐｌａｔｅを合わせて使用してもよい。
【０１０５】
〈実施形態４〉
本発明による実施形態４での液晶表示装置の各構成部は、図１から位相差板７および位相差板８を取り除いたものである。本発明による実施形態２と同じく、液晶は電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が互いにほぼ１８０°異なる領域１１Ａおよび領域１１Ｂと、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が領域１１Ａと異なる領域１１Ｃと、液晶に電圧を印加したときに液晶が傾斜する方向が領域１１Ｃとほぼ１８０°異なる領域１１Ｄとが形成されているとした。領域１１Ａにおいて液晶が傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度をφとしたとき、領域１１Ｃにおける液晶が傾斜する方向とｘ軸の正方向とのなす角度は１８０°−φとなる。図２５は、本発明の実施形態４による液晶表示装置における指標Ｑ（８０°）のシミュレーション結果を示す図であり、図２２のパラメータを用いている。本発明による実施形態４では、より高いＣＲを示すために位相差板７および位相差板８を使用しない構成としたため、階調反転が生じない視線角度範囲について、最も要求の高い８０°を考える。図２５の横軸は領域１１ａにおける液晶の傾斜する方向φであり５°間隔で計算している。領域１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは等面積とする。また、Ｑ（８０°）が１〜２桁の数値になるように横軸には適当な正の値を乗じてスケーリングしている。計算した点を直線で補間し、Ｑ（８０°）＞０となるような液晶の傾斜する方向の範囲を求めると、２８．１°〜３５．２°となった。
【０１０６】
従って、液晶の傾斜する方向が１８０°異なる領域１１ａおよび領域１１ｂの一方における液晶の傾斜する方向を２９°〜３５°の範囲内とすることによって、視線角度８０°以内の範囲で左右方向の階調反転は生じなくなる。
【０１０７】
本発明による実施形態２と同様に、液晶が傾斜する方向を９０°の補角、つまり５５°〜６１°とすれば、上下方向の階調反転が生じなくなる。角度の値を負にしても同じ効果が得られるのも本発明による実施形態２と同様である。
【０１０８】
図２６は、本発明の実施形態４による図２２のパラメータにおいてＣＲが等しい視線の角度および方向のシミュレーション結果を示す図である。ここで、液晶の傾斜する方向は領域１１Ａで３０°とした。円内の点を極座標（ｒ，φ）で示したとき、動径ｒは視線角度に比例し、ｒ＝０が視線角度０°に、ｒの最大値が視線角度８０°に対応する。また、方位角φが視線方向に対応し、φ＝０°が右方向（紙面でも右方向）に対応する。図中、ＣＲの等しい視線角度および方向で指定される点を結んだ線を示している。液晶の傾斜する方向は左右方向から３０°ずれているが、視野角特性は左右方向で対称であり、上下方向でも対称である。
【０１０９】
本発明の実施形態２（図２１）と比較すると、視線方向で４５°、１３５°、２２５°、３１５°方向の視野角が狭い。監視モニタ等様々な方向から見ることを想定する用途では好ましくないが、本発明が対象とする左右や上下といった特定の方向の表示特性を優先する用途の液晶表示装置では重要視されない。
【０１１０】
なお、図２２では二軸性位相差板を使用しているが、ａ−ｐｌａｔｅ、またはａ−ｐｌａｔｅにｃ−ｐｌａｔｅを合わせて使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施形態による円偏光ＭＶＡ液晶表示装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態による液晶表示装置と観測者との位置関係を示した図である。
【図３】本発明の実施形態１による液晶表示装置を正面から見たときの模式図および断面図である。
【図４】本発明の実施形態１による液晶表示装置を正面から見たときの模式図および断面図である。
【図５】本発明の実施形態１による液晶表示装置の各構成部のパラメータを示す図である。
【図６】本発明の実施形態１による液晶表示装置における透過率の視線角度依存性のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】本発明の実施形態１による液晶表示装置における指標Ｑ（６０°）のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】本発明の実施形態１による液晶表示装置における指標Ｑ（８０°）のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】本発明の実施形態１による液晶表示装置の各構成部のパラメータを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態１による液晶表示装置における指標Ｑ（６０°）のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態１による液晶表示装置における指標Ｑ（８０°）のシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】液晶の傾斜方向が１８０°異なる二領域の分割により光学特性が対称になる原理の一般的な説明図である。
【図１３】本発明の実施形態による液晶の傾斜する方向が１８０°異なる二領域の分割によって光学特性が対称になることを示す図である。
【図１４】本発明の実施形態１による図５および図９のパラメータにおいてＣＲが等しい視線の角度および方向のシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態２による液晶表示装置を正面から見たときの模式図である。
【図１６】本発明の実施形態２による液晶表示装置における指標Ｑ（６０°）のシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態２による液晶表示装置における指標Ｑ（６０°）のシミュレーション結果を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態２による液晶表示装置における指標Ｑ（８０°）のシミュレーション結果を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態２による液晶表示装置における指標Ｑ（８０°）のシミュレーション結果を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態２による液晶表示装置における透過率の視線角度依存性のシミュレーション結果を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態２による図５および図９のパラメータにおいてＣＲが等しい視線の角度および方向のシミュレーション結果を示す図である。
【図２２】本発明の実施形態３による液晶表示装置の各構成部のパラメータを示す図である。
【図２３】本発明の実施形態３による液晶表示装置における指標Ｑ（８０°）のシミュレーション結果を示す図である。
【図２４】本発明の実施形態３による図２２のパラメータにおいてＣＲが等しい視線の角度および方向のシミュレーション結果を示す図である。
【図２５】本発明の実施形態４による液晶表示装置における指標Ｑ（８０°）のシミュレーション結果を示す図である。
【図２６】本発明の実施形態４による図２２のパラメータにおいてＣＲが等しい視線の角度および方向のシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  基板、２  基板、３  偏光板、３ａ  透過軸、４  偏光板、４ａ  透過軸、５  位相差板、５ａ  遅相軸、６  位相差板、６ａ  遅相軸、７  位相差板、７ａ  遅相軸、８  位相差板、８ａ  遅相軸、９  液晶層、１０  電極、１１ａ  電圧を印加した時の液晶の傾斜方向がおおよそ揃っている領域、１１ｂ  電圧を印加した時の液晶の傾斜方向が１１ａと略１８０°異なっている領域、１２ａ  樹脂製突起、１２ｂ  樹脂製突起  １３  電極、１４  液晶表示装置、１５  観測者の視線、１６  鉛直方向、１７  測定器、１８  観測者、２０  電気力線。
【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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