(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶配向方向が略１８０度異なった２種類の配向領域を有し、かつ、電界無印加時に略１軸の複屈折を示すネマチック液晶層、及び該液晶層を挾持し、かつ、透明電極を有する透明な一対の基板、前記液晶層の示す複屈折を補償する２枚以上の位相差板、直交ニコルに配置された一対の偏光板、等からなる透過型液晶パネルを表示部分として具備しており、そして、略前記２枚以上の位相差板のうちの第１の位相差板の遅相軸方向と電界無印加時の液晶層が示す遅相軸方向とは、基板表面に対しそれぞれ略平行で、かつ、互いに直交し、さらに、電界無印加時の液晶層が示す遅相軸方向と偏光板の吸収軸とのなす角度は略４５度に設定され、また、第２の位相差板の遅相軸方向は、第１の位相差板の遅相軸方向及び電界無印加時の液晶層が示す遅相軸方向にそれぞれ略直交していて、電界無印加時に黒を表示する液晶表示装置において、
前記液晶パネルの観察面側に配置された偏光板の内側に、偏光板の吸収軸とほぼ平行な方向に遅相軸を有する第３の位相差板を、第３の位相差板の遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角度が−２度〜＋２度だけ平行な方向からずれるように配置して、液晶層と第１及び第２の位相差板の面内リタデーションを補償することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶配向方向が略１８０度異なった２種類の配向領域を有し、かつ、電界無印加時に略１軸の複屈折を示すネマチック液晶層、及び該液晶層を挾持し、かつ、透明電極を有する透明な一対の基板、前記液晶層の示す複屈折を補償する２枚以上の位相差板、直交ニコルに配置された一対の偏光板、等からなる透過型液晶パネルを表示部分として具備しており、そして、前記２枚以上の位相差板のうちの第１の位相差板の遅相軸方向と電界無印加時の液晶層が示す遅相軸方向とは、基板表面に対しそれぞれ略平行で、かつ、互いに直交し、さらに、電界無印加時の液晶層が示す遅相軸方向と偏光板の吸収軸とのなす角度は略４５度に設定され、また、第２の位相差板の遅相軸方向は、第１の位相差板の遅相軸方向及び電界無印加時の液晶層が示す遅相軸方向にそれぞれ略直交していて、電界無印加時に黒を表示する液晶表示装置において、
前記第２の位相差板は、液晶パネルの観察面側に配置された偏光板の内側に配置されるとともに、偏光板の吸収軸とほぼ平行な方向に遅相軸を有し、第２の位相差板の遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角度が−２度〜＋２度だけ平行な方向からずれるように配置して、液晶層と第１の位相差板の面内リタデーションを補償することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
上記２枚以上の位相差板は、液晶パネルの基板の両外側に分かれて配置され、そして、偏光板、第２の位相差板、第１の位相差板、基板、液晶層、基板、第１の位相差板、第２の位相差板、偏光板の順に配置される請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
基板の外側の一方に配置される位相差板と基板の外側の他方に配置される位相差板とがほぼ同一の複屈折を示す請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
基板面に略平行なリタデーションＲ１を第３の位相差板のリタデーション又は第２の位相差板の面内リタデーション（ｄ（ｎａ−ｎｂ））とし、また、基板面に略直交するリタデーションＲ２を第２の位相差板のリタデーション（ｄ（ｎａ−ｎｃ））とするときに、リタデーション比Ｎｚ＝Ｒ２／Ｒ１が−０．５〜−２である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
ある特定のリタデーションを有する第１〜第３又は第１、第２の位相差板を使用し、第３又は第２の位相差板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向との角度を−２度もしくは＋２度から順に＋２度もしくは−２度までずらして、異なったリタデーションの液晶パネルに合わせて液晶表示装置とする請求項１又は２記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広視野角液晶テレビ又はＯＡ用、ＣＡＤ用広視野角液晶モニターに関し、分割された配向領域を有し、液晶の複屈折を位相差板で補償することによって、ノーマリーブラックで、視野角の広い液晶パネルと恣意的に角度をずらしたフィルムを用いた液晶パネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報インフラの発展に伴い、映像及び音声情報端末となるテレビ装置、さらにＯＡ用のＰＣモニターは、発展し続けている。特に、省スペース、小電力の社会的な要請から、中小型のテレビ、さらにＯＡ用ＰＣモニターへの液晶表示装置の適用はもはや時代の流れといえる。この目的のために、アクティブ方式のツイストネマチックモード、パッシブ方式のスーパーツイストネマチックモード液晶が開発され、広く利用されている。
【０００３】
しかしながら、現在、小型液晶テレビや個人用モニターに多く使われている液晶パネルでは、ツイストネマチック配向又はスーパーツイストネマチック配向を利用しているために、視野角が狭く、画面の両端で色が異なる、複数の人間が観察すると人によってみている絵が異なる、正面に座っているときと楽な姿勢でみているときで絵が異なるなど、テレビとして利用するには、問題があった。また、個人で用いるＰＣモニターにおいても、大画面化に伴って表示部分による色味変化などの問題があり、液晶の導入を妨げていた。
【０００４】
この問題を解決するために、マルチドメインＴＮ（配向分割方式）（特開平５−１０７５４４号公報）、ＡＳＭ表示方式（特開平６−３０１０１５号公報）、ＭＶＡ表示方式（特開平８−４３８２５号公報）、ＩＰＳ表示方式（特開平７−３６０５８号公報）等が提案されているが、いずれも特性が十分でなかったり、コストが上がるなどの問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のＴＮパネルを用いた場合に発生する視野角の問題を解決し、さらにＡＳＭ、ＭＶＡなどのパネルにみられるコストへのトレードオフの発生しない液晶表示装置を提供するとともに、量産性に優れた液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、液晶配向方向が略１８０度異なった２種類の配向領域を有し、かつ、電界無印加時に略１軸の複屈折を示すネマチック液晶層、及び該液晶層を挾持し、かつ、透明電極を有する透明な一対の基板、前記液晶層の示す複屈折を補償する２枚以上の位相差板、直交ニコルに配置された一対の偏光板、等からなる透過型液晶パネルを表示部分として具備しており、そして、略前記２枚以上の位相差板のうちの第１の位相差板の遅相軸方向と電界無印加時の液晶層が示す遅相軸方向とは、基板表面に対しそれぞれ略平行で、かつ、互いに直交し、さらに、電界無印加時の液晶層が示す遅相軸方向と偏光板の吸収軸とのなす角度は略４５度に設定され、また、第２の位相差板の遅相軸方向は、第１の位相差板の遅相軸方向及び電界無印加時の液晶層が示す遅相軸方向にそれぞれ略直交していて、電界無印加時に黒を表示する液晶表示装置において、前記液晶パネルの観察面側に配置された偏光板の内側に、偏光板の吸収軸とほぼ平行な方向に遅相軸を有する第３の位相差板を、第３の位相差板の遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角度が−２度〜＋２度だけ平行な方向からずれるように配置して、液晶層と第１及び第２の位相差板の面内リタデーションを補償する液晶表示装置である。
【０００８】
そして、本発明は、液晶配向方向が略１８０度異なった２種類の配向領域を有し、かつ、電界無印加時に略１軸の複屈折を示すネマチック液晶層、及び該液晶層を挾持し、かつ、透明電極を有する透明な一対の基板、前記液晶層の示す複屈折を補償する２枚以上の位相差板、直交ニコルに配置された一対の偏光板、等からなる透過型液晶パネルを表示部分として具備しており、そして、前記２枚以上の位相差板のうちの第１の位相差板の遅相軸方向と電界無印加時の液晶層が示す遅相軸方向とは、基板表面に対しそれぞれ略平行で、かつ、互いに直交し、さらに、電界無印加時の液晶層が示す遅相軸方向と偏光板の吸収軸とのなす角度は略４５度に設定され、また、第２の位相差板の遅相軸方向は、第１の位相差板の遅相軸方向及び電界無印加時の液晶層が示す遅相軸方向にそれぞれ略直交していて、電界無印加時に黒を表示する液晶表示装置において、
前記第２の位相差板は、液晶パネルの観察面側に配置された偏光板の内側に配置されるとともに、偏光板の吸収軸とほぼ平行な方向に遅相軸を有し、第２の位相差板の遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角度が−２度〜＋２度だけ平行な方向からずれるように配置して、液晶層と第１の位相差板の面内リタデーションを補償する液晶表示装置である。
【０００９】
更に、本発明は、上記２枚以上の位相差板は、液晶パネルの基板の両外側に分かれて配置され、そして、偏光板、第２の位相差板、第１の位相差板、基板、液晶層、基板、第１の位相差板、第２の位相差板、偏光板の順に配置される液晶表示装置である。
【００１０】
また、本発明は、基板の外側の一方に配置される位相差板と基板の外側の他方に配置される位相差板とがほぼ同一の複屈折を示す液晶表示装置である。
【００１２】
更に、本発明は、基板面に略平行なリタデーションＲ１を第３の位相差板のリタデーション又は第２の位相差板の面内リタデーション（ｄ（ｎａ−ｎｂ））とし、また、基板面に略直交するリタデーションＲ２を第２の位相差板のリタデーション（ｄ（ｎａ−ｎｃ））とするときに、リタデーション比Ｎｚ＝Ｒ２／Ｒ１が−０．５〜−２である液晶表示装置である。
【００１３】
また、本発明は、ある特定のリタデーションを有する第１〜第３又は第１、第２の位相差板を使用し、第３又は第２の位相差板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向との角度を−２度もしくは＋２度から順に＋２度もしくは−２度までずらして、異なったリタデーションの液晶パネルに合わせて液晶表示装置とする液晶表示装置の製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下、図面を用いて詳しく説明する。
【００１５】
まず、視野角を拡大する技術について説明する。本発明の液晶表示装置の作用を説明する模式的な構造図を図１に示す。液晶表示装置は、液晶パネルを表示部分として具備しており、液晶パネルは、液晶層１、第１〜第３の位相差板４〜６、１対の偏光板３１、３２等からなる。液晶表示層１は、液晶配向方向が略１８０度異なった２種類の配向領域を有し、かつ、電界無印加時に略１軸の複屈折を示すネマチック液晶層であり、透明電極を有する透明な１対の基板に挾持されている。液晶層１は、配向方向に遅相軸となるラビング軸を有している。第１の位相差板４は、基板に平行に、かつ、液晶層１のラビング軸方向に直交する方向に、遅相軸を有している。第２の位相差板５は、液晶パネルの基板に直交する方向に遅相軸を有している。第３の位相差板６は、観察面側の偏光板３２の吸収軸方向と所定の角度、−２度〜＋２度ずれた方向に遅相軸を有している。偏光板３１、３２は、直交ニコルに配置されており、互いに直交する吸収軸を有している。
【００１６】
液晶層１は、表示部分が２つの配向領域に分割されそれぞれの配向方向は１７０度から１９０度ずれ、好ましくは略１８０度異なっていて、ほぼ一軸上に並んでいる。配向軸方向のずれが直線から１０度以上となると、液晶の複屈折をフィルムで補償することが難しく、液晶パネルのコントラストが低下する。
【００１７】
２種類の配向領域を作る方法はいろいろ知られており、ラビングと光チルト制御の組み合わせ、マスクラビング、光配向膜など公知の液晶配向技術がそのまま利用できる。例えば、図２に示すように、ラビング方向に２分した領域とし、そして、一方の領域の表面側に紫外線を照射し、他方の領域の裏面側に紫外線を照射して作製することができる。この２つの領域は、各表示絵素を面積比で１：１分割することによって、対称な視野角特性を得ることができる。そして、その形状は制限されないが、好ましくは、絵素を直線で２又は４分割した、おおむね長方形の形状が好ましい。この形状によって、単純なマスクによる分割が可能となる。また、表示サイズによっては、隣り合う表示絵素を２つ１組で絵素に一致した形状の領域を作ることも好ましい。このことによって表示パターンを用いた簡便な領域分割が可能となる。また、この際の各領域の形は、市松又はストライプ模様であることが均一な表示上好ましい。ほぼ一軸となるその配向軸は、偏光板の吸収軸方向と概略４５度ずれている。そして、液晶パネルの明るさは、液晶が電界によって水平配向から垂直配向に変化したときの複屈折の差で表せるため、その位相差が半波長である状態が最も好ましい。液晶材料の屈折率差Δｎが同じならば、液晶層の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向とのずれ角度が４５゜の時に液晶パネルの厚みをより薄く設定できるため、視野角の改善の点でいっそう有利となる。
【００１８】
液晶層の２つの配向領域は、電界印加によって、それぞれ逆向きに立ち上がるため、液晶配向方向での中間調反転を防止することができる。
【００１９】
第１の位相差板４は、水平方向に遅相軸を有し、電界無印加時にほぼ１軸の位相差板として機能する液晶層１とリタデーションはほぼ等しく、そして、遅相軸方向は略直交して配置されているため、液晶層１の正面から見たリタデーションを補償することができる。この結果、ノーマリーブラックで高コントラストの液晶パネルとすることがができる。なお、第１の位相差板４と液晶表示素子１の配置位置は入れ替わっても良い。
【００２０】
この液晶パネルを観察する視角を倒すと、水平方向だけでは補償できない複屈折が発生する。この位相差を補償するには、面内に垂直方向の遅相軸を有する第２の位相差板５を配置することによって達成できる。この第２の位相差板５は、液晶表示素子１及び第１の位相差板４によって発生する遅相軸と常に直交する遅相軸を有するために、常に良好なノーマリーブラック表示を実現できる。言うまでもないことだが、偏光板等には、一般に、垂直方向に複屈折異方性を示すＴＡＣ層などを有する場合が多いが、当然その場合には第２の位相差板５の最適リタデーションサイズは、調整される。さらに、例えば延伸で作製された第２の位相差板５は、水平方向に若干の位相差を発生することがあるが、適当な水平位相差板を配置することによって補償できるし、偏光板の吸収軸方向と一致させて正面透過率を損なわないようにすることもできる。もちろん、そのような改善が本発明に含まれることは言うまでもない。
【００２１】
また、観察視角を倒し、そして、方位角を変化させると、見かけ上の偏光板の配置角度が変化する事による光抜けが観察されるようになる。この防止には、偏光板３２の吸収軸方向と略平行の方向に遅相軸を持つ第３の位相差板６を配置することが効果的である。本発明によると、第３の位相差板６の遅相軸方向と偏光板３２の吸収軸方向は−２度から＋２度の間の特定の角度だけずれることが好ましいが、これについては後で詳述する。第１の位相差板４及び第２の位相差板５による補償が完全である場合、すなわち、正面から見たときの第１の位相差板４と第２の位相差板５との合計リタデーションが０の場合、第３の位相差板６の遅相軸方向は、偏光板３２の吸収軸方向に一致していることが好ましいのは明らかである。
【００２２】
しかしながら、液晶表示装置の製造時に、第１の位相差板４とが第２の位相差板５との合計リタデーションが０でない場合があり、第３の位相差板６の遅相軸方向を、偏光板３２の吸収軸方向から所定の角度だけずらす必要が生じる。製造時に、ある特定のリタデーションを有する第１〜第３の位相差板４〜６を使用し、そして、第３の位相差板６の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向との角度を−２度（もしくは＋２度）から順に＋２度（もしくは−２度）まで回転させてずらしていくと、所定の角度となり、リタデーションを補償した液晶表示装置とすることができる。
【００２３】
第２の位相差板５は、ポリカーボネートなどの公知の部材で作製することが、プロセス技術、材料コストなどの点で好ましいが、たとえば延伸プロセスによって第２の位相差板５を作成すると、面内にリタデーションが発生することは避けられない。このリタデーションを補償することはできるが、このために余分な位相差フィルムを導入することは貼り合わせの手間を増やし、製造コストを増加させる。第２の位相差板５に発生する面内リタデーションの遅相軸方向を偏光板３２の吸収軸方向と略平行に配置すると、第３の位相差板６の機能を併せて持つようになる。すなわち、この第２の２軸位相差板５ｂは、水平方向と垂直方向の２軸のリタデーションを持つことになる。この構成の概略を図３に示す。すなわち、直交して配置された１対の偏光板３１、３２に挾持された液晶層１、第１の位相差板４、第２の２軸位相差板５ｂが配置されており、液晶層１と第１の位相差板４とは正面リタデーションを補償し、第１の位相差板４と第２の２軸位相差板５ｂは視角を倒したときのリタデーションを補償する。第２の位相差板５ｂの面内リタデーションの遅相軸方向は、偏光板３２の吸収軸方向とは、やはり−２度から＋２度までの特定の角度にずれて維持されている。この場合も、液晶層１と第１の位相差板４とが完全に補償している場合には、その好ましい角度は０度である。
【００２４】
液晶表示装置の製造時に、液晶層１と第１の位相差板４とが完全に補償されていない場合も、第２の２軸位相差板５ｂの遅相軸方向を、偏光板３２の吸収軸方向から所定の角度だけずらす必要が生じる。製造時に、ある特定のリタデーションを有する第１、第２の位相差板を使用し、そして、第２の２軸位相差板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向との角度を−２度（もしくは＋２度）から順に＋２度（もしくは−２度）まで回転させてずらしていくと、所定の角度となり、リタデーションを補償した液晶表示装置とすることができる。
【００２５】
水平成分にしても垂直成分にしても、液晶層１によって発生するリタデーションは非常に大きいため、１枚のフィルムで液晶層１の複屈折を完全に補償するのは困難である場合が多くなり、また、補償できる場合にも製造上の困難が多いことがある。このため適当なリタデーションを有するフィルムを複数用意し、そして、液晶層１の上下２層に分割して配置することが好ましい。典型的な模式図を図４に示す。図４において、直交ニコルに配置された１対の偏光板３１、３２に挟まれ、液晶層１、第１の位相差板４１、４２、第２の２軸位相差板５１ｂ、５２ｂと配置されている。２枚の第１の位相差板４１、４２は合わせて液晶層１の正面の位相差を補償し、２枚の第２の２軸位相差板５１ｂ、５２ｂは合わせて垂直方向の位相差を補償する。そして、第１の位相差板４１、４２、第２の２軸位相差板５１ｂ、５２ｂは、合計で所望の位相差を実現すればよい。そして、フィルムの確保、均一性など量産性を考えると、所望の位相差のおおよそ１／２ずつの大きさのほぼ同等のフィルムを使うことが好ましい。
【００２６】
これらの位相差板の好ましい特性は、コントラスト及び視野角特性によって制限されるが、好ましいフィルムの組合せについては、後述する実施例の中で説明する。
【００２７】
なお、実施例では、図４の構成に基づいて規定してあるが、図１、図３の構成においても、対応するリタデーションに併せることによって、同様に好ましい結果を得ることができる。また、一般に利用されている偏光板のタックのリタデーション（垂直方向に約−５０ｎｍ）を考慮した数値を記載している。また、今後の議論においてもこの条件を含むものとするが、発明の本質には影響しない。すなわち、タックのリタデーションが変化しただけ垂直方向のリタデーションが合わせて変化するものとする。
【００２８】
このように作製したパネルは、広視野角特性を示し、アクティブ素子と組み合わせた中間調表示のさいに階調反転も起こらず、応答速度も速いため、テレビ装置及び大画面ＯＡ用途として最適な特徴を備えているといえる。
【００２９】
本発明の液晶表示装置の実施例及び参考例について、説明する。まず、以下の実施例等の説明で共通して使用する、液晶層、偏光板、位相差板の構成を特徴付けるパラメータを次のように定義する。
【００３０】
各パラメータ、特に角度の値の定義は、液晶パネルに上に設定したＸＹＺ直交座標系を基準として行なう。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、基準となる座標系は、ＸＹ平面が液晶パネル表面に平行であればよく、Ｘ軸及びＹ軸の向きは何ら制限されない（図５（ｂ）、（ｃ）のいずれでもよい）。ただし、一つの液晶表示装置においては、液晶層、偏光板、位相差板何れに対しても共通の軸とする。以下の説明では、この基準となる座標系の主軸を、それぞれ「Ｘ＿ＲＥＦ」、「Ｙ＿ＲＥＦ」、「Ｚ＿ＲＥＦ」とする。
【００３１】
液晶層の液晶分子の配向状態を特徴付けるパラメータについて、図６を用いて説明する。図６（ａ）は液晶表示素子の斜視図である。以下の説明は、簡単の為に均一な配向状態にあるドメインについて説明する。絵素領域が複数のドメインに配向分割された構成において、各ドメインの液晶層を特徴付けるパラメータは、▲１▼液晶層のリタデーション値、▲２▼液晶層のツイスト角度、及び、▲３▼液晶分子（液晶層の厚み方向の中間に位置する液晶分子）の配向方向（液晶層の遅相軸）である。
【００３２】
図６（ｂ）は液晶層１の断面図である。液晶層１のリタデーション値は、１対の基板２１、２２で挟持された液晶層１の液晶分子の屈折率差△ｎと、基板２２（例えば、カラーフィルタを形成した基板）と基板２１（例えば、ＴＦＴアレイを形成した基板）との距離（液晶層１の厚さ＝セルギャップ）ｄとの積ｄ・△ｎとすることができる。
【００３３】
図６（ｃ）は、液晶層１を観測者側から観測したときの平面図である。直線１３は光源側基板２１に隣接した液晶分子の長軸に平行な直線であり、直線１４は観測者側基板２２に隣接した液晶分子の長軸に平行な直線である。簡単の為に液晶分子のツイスト角度が９０度以下の場合について説明する。この場合、液晶層１のツイスト角は、直線１３を直線１４に一致するまで回転させたときの回転角度であって、反時計回りの回転を正とする。この角度を、図中にθｔｗｉｓｔとして示す。
【００３４】
液晶層１の配向方向は、次のように定義する。図６（ｃ）に示したθｔｗｉｓｔを二等分する直線を直線１５とする。この直線１５は、液晶層１の厚さ方向の中間に位置する液晶分子が電界によって立ち上がる方向と一致し、液晶層の配向方向又は遅相軸と呼ぶ。液晶層１に中間的な透過率を与える電圧（中間調電圧）を印加したとき、液晶層１中の液晶分子の中でその長軸が直線１５と平行な液晶分子を考える。液晶層の直線１５に平行な断面図を図６（ｄ）に示す。液晶分子の起き上がり方向を矢先とし、かつ直線１５に平行な矢印を１６とする。液晶層１の配向方向は反時計回りを正としたときの基準軸Ｘ＿ＲＥＦとの成す角度βとする。
【００３５】
偏光板のパラメータは、偏光軸（透過軸、又は吸収軸に直交）の方向（角度）である。偏光軸の方向の規定の仕方を説明する（図示せず）。偏光軸の方向は、基準軸Ｘ＿ＲＥＦとの成す角度で規定し、反時計回りを正として表す。無論、任意の偏光軸の方向αで表される偏光板と、（α＋１８０）度及び（α−１８０）度で表される偏光板の偏光軸の方向はすべて等価である。
【００３６】
位相差板のパラメータについて定義する。位相差板のパラメータは、▲１▼面内リタデーション値（表示面に平行な面内）、▲２▼厚さ方向リタデーション値（液晶表示面に垂直な方向）、▲３▼ａ軸の角度（Ｘ＿ＲＥＦとａ軸の成す角度）である。
【００３７】
位相差板の屈折率楕円体を図７に示す。実施例で用いる位相差板の屈折率楕円体の３つの主軸をａ、ｂ及びｃとする。主軸ａ、ｂ及びｃは直交座標系を成している。また主軸ａ、ｂは位相板表面に平行な面内、即ち表示面に平行な面内にある。この時、主軸ａ、ｂ及びｃに沿った屈折率の値をそれぞれｎａ、ｎｂ及びｎｃとする。また、位相差板の厚さをｄとする。▲１▼位相差板の面内リタデーションは、ｄ・（ｎａ−ｎｂ）と定義する。▲２▼厚さ方向リタデーションは、ｄ・（ｎａ−ｎｃ）と定義する。  ▲３▼ａ軸の角度は、基準軸Ｘ＿ＲＥＦとａ軸の成す角度θと定義する。角度の符号は反時計回りを正とする。
【００３８】
参考例１を説明する。本参考例の液晶表示装置は、液晶層、位相差板、偏光板等を図４に示すように配置して構成した。液晶層１、第１の位相差板４１、４２、第２の位相差板５１ｂ、５２ｂ、偏光板３１、３２の特性の図表を図１１に示す。観察面側の第２の位相差板５２ｂと偏光板３２とのずれ角度は、０度である。参考例１の液晶表示装置は、透明なガラス基板上に、公知の手段によって、ＴＦＴ、絶縁膜、絵素電極を形成し、ポリイミド系配向膜を塗布した。また、ＣＦ基板上に電極を形成し、ポリイミド配向膜を塗布した。基板サイズは、対角１８インチである。それぞれの基板にｄｅｅｐ  ＵＶを照射し、ラビング方向が上下で同方向になるようにレーヨン系の布でラビングしてギャップ４μｍで貼り合わせた。屈折率差Δｎが０．０６の液晶を注入して液晶パネルとした。液晶層のリタデーションは２４０ｎｍであった。
【００３９】
液晶層の断面模式図を図２に示す。紫外線照射した部分はプレチルト角がほとんど０度に対し、紫外線が照射されていない部分はプレチルト角は約４度であった。上下基板で照射領域と非照射領域が相対することで表示部分は、チルト方向が約１８０度異なった２種類の領域に分割されている。
【００４０】
位相差板について、液晶層１のリタデーションを１対の第１の位相差板４１、４２の合計リタデーションが完全に補償しており、このときの第２の２軸位相差板５１ｂ、５２ｂの面内遅相軸方向は当然偏光板の吸収軸方向に一致している。
【００４１】
参考例１の液晶表示装置は、パラレル配向であるため、応答速度は約２５ｍｓｅｃであり、また、視角特性に優れた液晶表示装置を得ることができた。また、正面コントラストは２５０以上であった。
【００４２】
実施例１を説明する。本実施例においては、吸収軸方向に略平行の方向に配置された面内リタデーションを有し、遅相軸方向を吸収軸方向から−２度から＋２度までのあいだで固定されたフィルムを用いることの効果を説明する。一般性を失わないため図４において説明するが、特に好ましい配置は、液晶層１のリタデーションを１対の第１の位相差板４１、４２の合計リタデーションが完全に補償する場合であり、このときの第２の２軸位相差板５１ｂ、５２ｂの面内遅相軸方向は当然偏光板の吸収軸方向に一致していることが好ましいため、実施例１と同様に液晶パネルを作成したが、仕上がった液晶パネルのギャップは４μｍのつもりが４．１μｍであった。すなわち、液晶層のリタデーションは２４６ｎｍであった。そのため、図１２に示す観察面側第２の２軸位相差板５２ｂを使用した。位相差板５２ｂと偏光板３２とのずれ角度は、＋１度である。実施例１の液晶表示装置の応答速度は、約２３ｍｓｅｃであり、階調視野角特性は、図８に示すように良好であって、参考例１の液晶表示装置と同様であり、正面コントラストは１８０以上の優れた液晶表示装置を得ることができた。
【００４３】
この結果について、詳しく説明する。実施例１の液晶表示装置の正面コントラストは、液晶層と水平位相差板によって実現している。しかしながら、液晶パネルは、ビーズ散布のような技術を使用するため、必ずしも所望のギャップにならないで、ずれることが多く生じてしまう。そして、液晶パネルは、パネルギャップが０．１μｍ異るとき、液晶層の屈折率差Δｎが０．０６であれば、６ｎｍ（±３ｎｍ）のリタデーションの食い違いが生じることになる。１対の第１の位相差板４１、４２の合計リタデーションが２４０ｎｍの場合に、液晶のリタデーションの違いにより正面コントラストが変化する様子を図９に示してある。
【００４４】
正面コントラストが最適値の７０％を維持するためには、リタデーションの食い違いを±４ｎｍ以下に押さえる必要があることがわかる。これを改善するために第１の位相差板４１、４２のリタデーションをパネルギャップに合わせて変更するのは理論的には全く妥当であるが、実際には全く新しいフィルムの作製であり、そして、実際にロールでフィルムを作製することを思えば、異なったリタデーションである複数種類のフィルムを用意することになり、好ましくない。図１０に、観察面側第２の２軸位相差板５２ｂの面内リタデーションフィルムの遅相軸方向を偏光板３２の吸収軸方向に対し、０度（△印）及び−２度（＊印）、−１度（×印）、＋１度（□印）、＋２度（■印）ずらしたときの正面コントラストの液晶リタデーション依存性を示した。−２度から＋２度になるにつれて、コントラスト変化率の最大値は液晶リタデーションの大きい方にずれており、最大コントラストを得る液晶リタデーションがフィルムの規定するリタデーションとずれていることがわかる。これらのフィルムそのものは、参考例１で使用したものと全く同じ材料であるから、フィルム同士の貼り合わせ角度の変更のみとなる。これらのフィルムをあらかじめ用意することは容易であり、最大コントラストに対し、７０％のマージンを±８ｎｍ、すなわち、この液晶パネルでのギャップ換算で０．１５μｍ以上のマージンを確保できるようにすることができる。
【００４５】
比較例１を説明する。実施例１で作製したリタデーション２４６ｎｍの液晶パネルに、図１３に示す位相差板を組み合わせて液晶表示装置とした。第２の位相差板５２ｂと偏光板３２とのずれ角度は、０度である。得られた液晶表示装置の正面コントラストは１００未満であった。
【００４６】
参考例２を説明する。本参考例により、フィルムの選定の効果を説明する。参考例１と同様に公知の手段によって形成されたＴＦＴ基板、ＣＦ基板に配向膜を塗布し、紫外線照射した後にラビングすることによって、配向分割された基板を形成した。ラビング方向が一致するようにそれぞれの基板をスペーサーを挟んで貼り合わせ、屈折率差△ｎが０．０６の液晶を注入することによって液晶パネルとした。こうして作成した３枚の液晶パネルの液晶層のリタデーションは、２４０ｎｍであった。それぞれの液晶パネルに図１４に示すフィルムを重ね合わせることによって、参考例１と同様に視野角特性に優れ、コントラスト２５０以上の良好な液晶表示装置を得ることができた。位相差板５２ｂと偏光板３２とのずれ角度は、０度である。
【００４７】
実施例２を説明する。参考例２と同様に液晶パネルを作成し、液晶層のリタデーションが２３２から２４８ｎｍの液晶パネルを得た。それぞれの液晶パネルに図１５に示すフィルムを組み合わせたところ、参考例１と同様に視角特性に優れた液晶表示装置を得ることができた。図表中のフィルムはすべて同一の機材で、同一のリタデーションの大きさであり、貼り合わせる角度のみが異なっているため、いずれのフィルムも容易に入手することができる。第２の位相差板５２ｂと偏光板３２とのずれ角度は、＋２度〜−２度である。角度によって若干のコントラストの変動はあるが、十分に良好であった。
【００４８】
位相差板の基板面に略平行方向と略直交方向とのリタデーションの比Ｎｚについて、説明する。第１〜第３の位相差板４〜６を使用する液晶表示装置においては、基板面に略平行なリタデーションＲ１は第３の位相差板６のリタデーションの面内リタデーション（ｄ（ｎａ−ｎｂ））であり、また、基板面に略直交するリタデーションＲ２は第２の位相差板５のリタデーション（ｄ（ｎａ−ｎｃ））である。この比Ｎｚについては、−０．５〜−２であるようにすることが好ましい。なお、第１の位相差板４及び第２の２軸位相差板５ｂを使用する液晶表示装置においては、基板面に略平行なリタデーションＲ１は、第２の２軸位相差板５ｂのリタデーションの面内リタデーション（ｄ（ｎａ−ｎｂ））とする。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のＴＮパネルを用いた場合に発生する視野角の問題を解決し、さらにＡＳＭ、ＭＶＡなどのパネルにみられるコストへのトレードオフの発生しない液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置における液晶層等の配置の一例の説明図。
【図２】本発明の液晶表示装置の液晶層の模式的斜視図。
【図３】本発明の液晶表示装置における液晶層等の配置の一例の説明図。
【図４】本発明の液晶表示装置における液晶層等の配置の一例の説明図。
【図５】実施例における主軸方向の説明図。
【図６】実施例における液晶層等の説明図。
【図７】実施例における位相差板の屈折率楕円体の説明図。
【図８】実施例の液晶表示装置の視角と透過率の特性の説明図。
【図９】実施例の液晶表示装置の液晶リタデーションマージンの説明図。
【図１０】実施例の液晶表示装置の所定角度における液晶リタデーションマージンの説明図。
【図１１】参考例１の液晶表示装置の位相差板の特性の図表。
【図１２】実施例１の液晶表示装置の位相差板の特性の図表。
【図１３】比較例１の液晶表示装置の位相差板の特性の図表。
【図１４】参考例２の液晶表示装置の位相差板の特性の図表。
【図１５】実施例２の液晶表示装置の位相差板の特性の図表。
【符号の説明】
１  液晶層、
２１、２２  基板、
３１  光源側偏光板、  ３２  観察面側偏光板、
４  第１の位相差板、
５  第２の位相差板、  ５ｂ  第２の２軸位相差板、
５１ｂ  光源側第２の２軸位相差板、  ５２ｂ  観察面側第２の位相差板、
６  第３の位相差板。
【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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