(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の屈折率異方性を有し、液晶ねじれ角が２００度以上３００度以下である液晶層と、
前記液晶層に積層配置された少なくとも一つのフィルム状の第１の位相板と、
前記液晶層に積層配置された少なくとも一つのフィルム状の第２の位相板とを備え、
前記第１の位相板は、負の屈折率異方性を有し、かつ、主軸が前記液晶層の液晶分子のねじれ方向とは逆方向にねじれ配列された円盤状の分子を有し、
前記第２の位相板は、正の屈折率異方性を有し、かつ、主軸が前記液晶層の液晶分子のねじれ方向と同一方向にねじれ配列され、前記液晶層の液晶ねじれ角との総和が３３０度以上３９０度以内となる一軸性の分子を有していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置であって、液晶層の第２の位相板側界面における液晶分子配列方向と、第２の位相板の液晶層側界面における一軸性の分子の主軸方向との間に形成される角度が、１０度以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の液晶表示装置であって、第１の位相板の第２の位相板側界面における円盤状の分子の主軸方向と第２の位相板の第１の位相板側界面における一軸性の分子の主軸方向との間に形成される角度が、１０度以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか記載の液晶表示装置であって、第２の位相板を液晶層の両面に配置することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１記載の液晶表示装置であって、液晶層の液晶ねじれ角と、円盤状の分子の主軸ねじれ角と、一軸性の分子の主軸ねじれ角との、ねじれ方向の一方を正とした符号を考慮した総和が、−１０度以上＋１０度以内であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
正の屈折率異方性を有し、液晶ねじれ角が７０度以上１１０度以下である液晶層と、
前記液晶層に積層配置された少なくとも一つのフィルム状の第１の位相板と、
前記液晶層に積層配置された少なくとも一つのフィルム状の第２の位相板とを備え、
前記第１の位相板は、負の屈折率異方性を有し、かつ、主軸が前記液晶層の液晶分子のねじれ方向とは逆方向にねじれ配列された円盤状の分子を有し、
前記第２の位相板は、正の屈折率異方性を有し、かつ、主軸が前記液晶層の液晶分子のねじれ方向と同一方向にねじれ配列され、前記液晶層の液晶ねじれ角との総和がほぼ３６０度となる一軸性の分子を有していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６記載の液晶表示装置であって、液晶層の液晶ねじれ角と、円盤状の分子の主軸ねじれ角と、一軸性の分子の主軸ねじれ角との、ねじれ方向の一方を正とした符号を考慮した総和が、−１０度以上＋１０度以内であ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、映像や文字情報を表示する液晶表示装置、それに用いられる位相差板、および位相板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄型軽量の特長により、薄型テレビ、カー・ナビゲーション・システム、パーソナル・コンピュータやワード・プロセッサなどのフラット・ディスプレイとして広く用いられるようになっている。
【０００３】
液晶表示には数多くの表示モードが提案されているが、現在広く用いられているものは、ツイステッド・ネマティック型（以下、ＴＮ型と略す）とスーパーツイステッド・ネマティック型（以下、ＳＴＮ型と略す）の２種類である。前者は、画素ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子を形成したアクティブ・マトリクス型の液晶表示装置に主に用いられ、後者は画素にスイッチング素子のない単純マトリクス型液晶表示装置に用いられる。
【０００４】
ＳＴＮ型の液晶表示装置は、二百数十度のねじれ角で配列した液晶層と２枚の偏光板を用い、基板法線方向への電圧印加により液晶分子が立ち上がり液晶層の複屈折が変化する現象に基づいて偏光表示を行っている（特開昭６０−１０７０２０号公報参照）。ＳＴＮ型の液晶表示装置では表示が着色するので、現在は位相板を付加して表示の着色（色付き）を取り除き、白黒表示を得る技術が広く用いられている。色付きを取り除く位相板としては、例えば、液晶層とは逆向きにねじれた構造の第２の液晶パネルや高分子液晶を用いた位相板（特開昭６３−１４９６２４号公報参照）がある。
【０００５】
図２１は表示の色付きを防止した従来のＳＴＮ型の液晶表示装置（以下、第１の従来例という）の構成を示している。図において、３０４は液晶層、３０３，３０５はガラス基板である。２枚のガラス基板３０３，３０５の液晶層側には、図示しないが、液晶層３０４に電圧を印加するための電極が形成されており、この電極の重なり部が画素を形成している。３０１，３０６は偏光表示を行うための偏光板、３０２は位相板、３０７は背面光源である。
【０００６】
位相板３０２は、液晶層３０４を通過した光の偏光状態の波長依存性を補償して、上側偏光板３０１を通過する偏光の波長依存性をなくし、白黒表示を得る役割を果たしている。位相板３０２と液晶層３０４とは、そのリターデーションが互いに等しく、ねじれ方向が逆でツイスト角がほぼ等しく、両者の界面において、位相板３０２の光軸方向と液晶層３０４のラビング方向のなす角度が９０度となっている。なお、位相板３０２はガラス基板３０５と下側の偏光板３０６との間に形成しても同様の動作を行うことができるし、液晶層３０４の両面側に形成することも可能である。
【０００７】
第１の従来例は、正面方向での表示を白黒化するものではあるが、液晶層３０４や位相板３０２の複屈折量は観察方向によって変化し、また、液晶層３０４と位相板３０２との間で、複屈折量の変化量をお互いに補償するものではないため、液晶パネルの表示特性には、視野角変化に伴う表示の反転や色相の変化といった視野角依存性が生じる。すなわち、この従来例では、明視方向が正面になり同心円上の視野角特性になる利点があるものの、視野角を広げる構成は、具体的に有していない。
【０００８】
一方、特開平４−４３３１８に号に示されるように、従来から、ねじれ位相板を用いた構成で視野角特性を向上させたＳＴＮ型の液晶表示装置（以下、第２の従来例という）がある。第２の従来例は、液晶層にそれと同方向にねじれた位相板を積層してトータルのねじれ角を３６０度とし、さらに逆方向に３６０度ねじれた位相板を積層して、液晶表示装置の視野角特性を改善している。
【０００９】
第２の従来例は、液晶分子の複屈折量は分子長軸方向を対称軸とする視野角特性を持ち、液晶層のねじれ角を見かけ上増加させ、また位相板のねじれ角も増大させて、液晶分子や位相板の配列方向，主軸方向があらゆる方向に向くようにすることにより、視野角依存性を改善している。
【００１０】
しかしながら、第２の従来例は、液晶層と位相板の視野角特性を各方向に分散させて表示の視野角依存を緩和しているものの、逆方向ねじれの位相板は正面方向の光学補償を行って白黒表示を得ることに主眼があり、視野角補償効果をもつものではないので、十分なる視野角特性を得ることができなかった。
【００１１】
一方、ＴＮ型の液晶表示装置は、９０度のねじれ角で液晶分子を配列させた構成（特開昭５５−５２０２７号公報参照）をとっている。このような構成では、液晶分子に平行または垂直な偏光面を持つ光を基板に垂直に入射させた場合には、光は偏光面が９０度回転して出射する。基板法線方向の電圧を液晶層に印加すると、液晶分子が立ち上がってそのねじれ構造が解消されるので、液晶は偏光に対する作用を失い、入射偏光はそのまま出射する。
【００１２】
そこで、ＴＮ型液晶表示装置では、電圧のオン・オフによって出射光の偏光面を９０度回転させることと、２枚の偏光板を用いいることで白黒表示を得ている。２枚の偏光板は、偏向軸が隣接する液晶分子の主軸方向に平行（あるいは直角）になるように配置されており、２つの偏光板の偏光軸が直交する場合は表示電圧無印加時が白、表示電圧印加時が黒となるノーマリーホワイト（ＮＷ）表示であり、２つの偏光板の偏光軸が平行である場合は表示電圧無印加時が黒、表示電圧印加時が白となるノーマリーブラック（ＮＢ）表示となる。
【００１３】
ＴＮ型の液晶表示装置の場合も、液晶層の偏光伝播特性が観察方向によって異なるため、液晶パネルの表示特性には、例えば視野角変化に伴う表示の反転や色相の変化といった視野角依存性が生じる。アクティブ・マトリクスを用いたＴＮ型液晶表示装置では、映像などの中間調表示を行うことが多いため、特に影響の大きい黒表示付近での視野角特性を改善することが性能上の課題となっている。
【００１４】
そこで、従来から特開平６−２１４１１６号公報に示されるように、屈折率異方性が負の複屈折媒体をその光学軸をシート法線方向から傾斜するように配置した位相板を用いて、ＮＷ表示のＴＮ型液晶表示装置の視野角特性を改善したもの（以下、第３の従来例という）がある。また、特開平７−１３０２１号公報に示されるように、屈折率異方性が負の複屈折媒体をその光学軸をシート法線方向から傾斜するように配置した位相板を用いたり、それを積層したりしてＮＷ表示のＴＮ型液晶表示装置の視野角特性を改善したもの（以下、第４の従来例という）がある。
【００１５】
第３，第４の従来例は、表示電圧印加時の視野角依存性を上記構成の位相板で補償することにより、良好な黒表示特性を得て、視野角特性を改善するものである。なお、光学軸の傾斜した位相板の製法としては、負の複屈折を持つバルク状のポリマーからフィルムを斜めに切り出す方法や、高分子マトリクスと低分子液晶を混合し低分子液晶を斜めに配列して固定する方法があり、低分子液晶は負の複屈折を示すものが好ましい。
【００１６】
しかしながら、第３，第４の従来例は、液晶分子配列が大きく変形した表示電圧印加時の液晶層の特性を補償するものであるので、良好な黒特性を得るためには液晶層にある程度以上の電圧を印加して液晶層の中央部にある液晶分子を十分に立ち上がらせる必要がある。そのため、液晶層に十分な電圧が印加できない場合には良好な視野角特性が得られなかったり、良好な補償が行われる電圧レベルの幅が狭く、駆動条件の設定が困難であったりする。すなわち、現在、電子機器においては、消費電力の低減や信号処理速度の向上のために、ロジック電圧を６ボルトから３.３ボルトに低下させる動きが盛んである。このような現状において、ＮＷ表示のＴＮ型液晶表示装置に第３，第４の従来例の構成を採用しても、３.３ボルトの信号電圧駆動により、良好な表示特性を得ることが困難であった。つまり、第３，第４の従来例では、粘性の高い低電圧液晶の利用に伴う応答速度の低下や、不十分な印加電圧に起因するコントラストや視野角特性の低下が生じてしまうことになる。
【００１７】
また、第４の従来例では、位相板として、例えば、直線偏光を入射して光異性化物質を配向させたフィルムを、１０度ずつずらして８枚積層することで形成される。この構成では工程数が増加するためコストアップ要因となったり、貼合せ面での光学散乱等のため十分な位相板特性が得られず、液晶表示装置のコントラストが低下したりするといった不都合がある。
【００１８】
さらには、第４の従来例では、ＮＷ表示のＴＮ型液晶表示装置の視野角特性の改善を主とした目的としており、そのために、光学的に負の一軸性または一軸性に近い二軸性を示す薄膜をねじれ構造をもつように積層した位相板を、ＴＮ型液晶と組み合わせている。このことからわかるように、第４の従来例は、ＮＷ表示を行う液晶表示装置を対象としているものの、ＮＢ表示を行うＴＮ型やＳＴＮ型の液晶表示装置を対象にしておらず、ＮＢ表示を行う液晶表示装置で実施できるかどうか不明である。
【００１９】
一方、ＴＮ型液晶表示装置でＮＢ表示を行う場合には、表示電圧無印加時が黒表示となる。詳しい計算によれば、入射した直線偏光がちょうど９０度偏光面を回転させて出射する条件は、特定の波長に対してのみ成立するので、正面方向でも黒表示には若干の色付きが生じる。
【００２０】
そこで、このような色付きを解消したものとして、従来から特開昭５７−９６３１５号公報に示すように、逆ねじれ液晶層をもつパネルを積層して、正面方向の色付きを解消して黒表示特性を改善したもの（以下、第５の従来例という）がある。しかしながら、第５の従来例においては、視野角改善特性については述べられておらず、十分な視野角を得られるものではなかった。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述した各従来例では、液晶層の基本的構成を変えることなく液晶表示装置の表示特性を改善することができるものの、斜め方向から液晶表示装置を見た場合の表示特性が不十分であったり、特に、ＴＮ型液晶表示装置においては、液晶層への印加電圧が高くないと十分な視野角特性が得られない、といった課題を有していた。
【００２２】
また、直線位相板を積層することでねじれ位相板を形成しており、その分、製造工程数が増加したり、貼合せ面での光学散乱等のために液晶表示装置のコントラスト特性が劣化するといった課題も有していた。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は次のような構成を有する。すなわち、本発明は、正の屈折率異方性を有し、液晶ねじれ角が２００度以上３００度以下である液晶層と、前記液晶層に積層配置された少なくとも一つのフィルム状の第１の位相板と、前記液晶層に積層配置された少なくとも一つのフィルム状の第２の位相板とを備え、前記第１の位相板は、負の屈折率異方性を有し、かつ、主軸が前記液晶層の液晶分子のねじれ方向とは逆方向にねじれ配列された円盤状の分子を有し、前記第２の位相板は、正の屈折率異方性を有し、かつ、主軸が前記液晶層の液晶分子のねじれ方向と同一方向にねじれ配列され、前記液晶層の液晶ねじれ角との総和が３３０度以上３９０度以内となる一軸性の分子を有していることを特徴とする液晶表示装置を構成する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、正の屈折率異方性を有し、液晶ねじれ角が２００度以上３００度以下である液晶層と、前記液晶層に積層配置された少なくとも一つのフィルム状の第１の位相板と、前記液晶層に積層配置された少なくとも一つのフィルム状の第２の位相板とを備え、前記第１の位相板は、負の屈折率異方性を有し、かつ、主軸が前記液晶層の液晶分子のねじれ方向とは逆方向にねじれ配列された円盤状の分子を有し、前記第２の位相板は、正の屈折率異方性を有し、かつ、主軸が前記液晶層の液晶分子のねじれ方向と同一方向にねじれ配列され、前記液晶層の液晶ねじれ角との総和が３３０度以上３９０度以内となる一軸性の分子を有している。これにより次のような作用を有する。すなわち、第１の位相板により、表示電圧無印加状態またはオフ電圧印加状態にある液晶層の光学伝搬特性の視野角依存が補償されるとともに、表示電圧無印加状態にある液晶層の光学伝搬特性の視野角依存が方位角方向に分散し、視野角依存性がより均一化される。また、液晶層が単純マトリクス構造で良くなり、その分、低価格でありながら視野角特性のよい液晶表示装置を低価格で提供することができるようになる。また、オフ電圧印加状態にある液晶層における光学伝搬特性の視野角依存がすべての方位角でほぼ均等に分散されることになり、方位角による視野角特性の差が小さくなる。
【００２５】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に係る液晶表示装置において、液晶層の第２の位相板側界面における液晶分子配列方向と、第２の位相板の液晶層側界面における一軸性の分子の主軸方向との間に形成される角度が、１０度以下であり、これにより次のような作用を有する。すなわち、液晶層と第２の位相板との視野角補償効果が高まる。
【００２６】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に係る液晶表示装置において、第１の位相板の第２の位相板側界面における円盤状の分子の主軸方向と第２の位相板の第１の位相板側界面における一軸性の分子の主軸方向との間に形成される角度が１０度以下であり、これにより次のような作用を有する。すなわち、第１の位相板と第２の位相板との視野角補償効果が高まる。
【００２７】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに係る液晶表示装置において、第２の位相板を液晶層の両面に配置しており、これにより次のような作用を有する。すなわち、光学補償の裕度が高まり、光学伝搬特性の対称性が高まる。さらには、液晶層と第２の位相板との視野角補償効果もさらに高まる。
【００２９】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に係る液晶表示装置において、液晶層の液晶ねじれ角と、円盤状の分子の主軸ねじれ角と、一軸性の分子の主軸ねじれ角との、ねじれ方向の一方を正とした符号を考慮した総和が、−１０度以上＋１０度以内であり、これにより次のような作用を有する。すなわち、液晶層と第１，第２の位相板の光学伝搬特性の整合性が高まる。
【００３１】
本発明の請求項６に記載の発明は、正の屈折率異方性を有し、液晶ねじれ角が７０度以上１１０度以下である液晶層と、前記液晶層に積層配置された少なくとも一つのフィルム状の第１の位相板と、前記液晶層に積層配置された少なくとも一つのフィルム状の第２の位相板とを備え、前記第１の位相板は、負の屈折率異方性を有し、かつ、主軸が前記液晶層の液晶分子のねじれ方向とは逆方向にねじれ配列された円盤状の分子を有し、前記第２の位相板は、正の屈折率異方性を有し、かつ、主軸が前記液晶層の液晶分子のねじれ方向と同一方向にねじれ配列され、前記液晶層の液晶ねじれ角との総和がほぼ３６０度となる一軸性の分子を有している。これにより次のような作用を有する。すなわち、アクティブマトリクスとの組み合わせにより、高コントラストになるとともに視野角特性も向上する。また、表示電圧無印加状態にある液晶層の視野角依存が広く分し、方位角による視野角特性の差が小さくなる。
【００３２】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項６に係る液晶表示装置において、液晶層の液晶ねじれ角と、円盤状の分子の主軸ねじれ角と、一軸性の分子の主軸ねじれ角との、ねじれ方向の一方を正とした符号を考慮した総和が、−１０度以上＋１０度以内としており、これにより次のような作用を有する。すなわち、液晶層と第１、第２の位相板との光学伝搬特性の整合性が高まる。
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図２０を参照して説明する。
第１の実施の形態
図１に本発明の第１の実施の形態である液晶表示装置の構成を示す。図において４，５はガラス基板等の透明基板であり、液晶層１を挟持している。液晶層１はねじれ角二百数十度のスーパーツイステッドネマティック（ＳＴＮ）構造をとっている。透明基板４，５上には液晶層１に電圧を供給するための電極２，３が形成されている。７，８は偏光表示を行うための偏光板、９は照明用のバックライトである。６は位相板であり、液晶層１の光学特性の波長依存や視野角依存を補償して、表示の白黒化や視野角特性の拡大を行っている。
【００３６】
図２は、液晶層１の構造を示す模式図であって、図２（ａ）は液晶層１に表示電圧が印加されていない状態を示しており、図２（ｂ）は液晶層１に表示電圧（オン電圧）を印加した状態を示している。液晶層１は正の屈折率異方性を持つ液晶分子１１を有しており、この液晶分子１１は表示電圧が印加された状態（図２（ａ））では、液晶分子の主軸が液晶層１の面方向と平行に、かつ液晶分子が液晶層１の厚み方向にねじれ配列している。一方、表示電圧が印加された状態（図２（ｂ））では、液晶分子１１は形成される電界により立ち上がった状態となっており、ねじれ配列はほぼ消滅している。
【００３７】
図３は、位相板６の構造を示す模式図であって、位相板６（請求項の第１の位相板に相当する）は負の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体１２（請求項の第１の光学媒体に相当する。以下、この光学媒体を負の一軸性光学媒体と称す）を、その主軸を位相板６の面方向に平行で、かつその主軸が位相板６の厚さ方向に対してねじれるように配列された構造を有している。なお、図３では、図の簡略化のため、負の一軸性光学媒体１２が法線方向に配列するものとしてその１列のみを示しているが、実際にはこのような構造が位相板６の面全体に広がっている。さらに、負の一軸性光学媒体１２の各分子は法線方向に厳密な列構造をとる必要はなく、光学的に均質とみなされる範囲内で、統計的にこのようなねじれ構造をもてばよい。負の一軸性光学媒体１２としては、ディスコティック液晶やその他の円盤状の分子構造をもつ物質を用いることができる。なお、ディスコティック液晶としては、トリフェニレン系の化合物や、ベンゼン環の側鎖として長鎖型あるいは板状の官能基を放射状に配置したベンゼン誘導体なとがある。また、図３では、位相板６は屈折率異方性が負の一軸性光学媒体１２の層のみから形成されているが、機械的強度向上や分子配向性などの必要に応じて、負の一軸性光学媒体１２の層の上下両面、あるいはいずれか一方の面に、光学的に等方な支持層（図示省略）を設けてもかまわない。
【００３８】
液晶層１と位相板６とは、互いに逆方向にほぼ等しい角度だけねじれており、液晶層１の位相板側界面１ａ（図１参照）における液晶分子１１の配列方向と、位相板６の液晶側界面６ａ（図１参照）における負の一軸性光学媒体１２の主軸方向とはほぼ平行になっている。また、液晶層１と位相板６とは、互いにほぼ等しいリターデーション値を有している。
【００３９】
図４は、位相板６による視野角特性向上の原理を説明するための図である。図には表示電圧無印加状態の液晶層１と位相板６の分子配列を示してあり、説明を簡単にするために、液晶層１および位相板６の複屈折率（屈折率異方性）Δｎと厚みｄはそれぞれ等しく、液晶分子１１や負の光学媒体１２の主軸は液晶層１や位相板６の面方向と平行としている。また液晶層１は左ねじれ、位相板６は右ねじれの構造をもっており、そのねじれ角の絶対値は等しくなっている。
【００４０】
液晶層１を、位相板側界面１ａから順に薄層（例えば１０層）２１ａ，２２ａ，…３０ａに分割する。同様に、位相板６を、液晶側界面６ａから順に薄層（液晶層１と同じ１０層）２１ｂ，２２ｂ…３０ｂに分割する。このように分割したうえで、薄層２１ａと薄層２１ｂ、薄層２２ａと薄層２２ｂといったように、液晶層１と位相板６との間で対応する薄層の組み合わせを考えると、それぞれの組み合わせは主軸の方向が平行で等しいリターデーションを持つ正負の複屈折媒体となっている。
【００４１】
このように構成された液晶層１および位相板６において偏光の伝播を考えると、薄層２１ａと薄層２１ｂとは隣接しているので、あらゆる方向に進む光に対して理想的には互いの複屈折の影響を打ち消し合うことになり、偏光伝播を考えた場合には、薄層２１ａと薄層２１ｂとの組み合わせはないものとして取り扱うことができる。
【００４２】
薄層２１ａと薄層２１ｂとの組み合わせをないものとして考えると、次は薄層２２ａと薄層２２ｂとの組み合わせが隣接するものとして取り扱うことができる。この薄層の組み合わせも主軸の方向が平行で等しいリターデーションを持つ正負の複屈折媒体なので、あらゆる方向に進む光に対して理想的には互いの複屈折の影響を打ち消し合うことになり、光学伝播を考えた場合には、薄層２２ａと薄層２２ｂとの組み合わせはないものとして取り扱うことができる。
【００４３】
同様に考えて、薄層２３ａと薄層２３ｂとの組み合わせから薄層３０ａと薄層３０ｂとの組み合わせまで、すべての組み合わせが互いに視野角特性を打ち消し合い、理想的にはないものとして取り扱うことができる。
【００４４】
偏光の伝播は、数学的には４行４列の要素からなる各薄層の伝播行列Ｔ21a，Ｔ22a，…，Ｔ30a、Ｔ21b，Ｔ22b，…，Ｔ30bを用いて次に示す（１）式で表される。ＥxとＥyはそれぞれｘ方向とｙ方向に振動面をもつ電界成分、ＨxとＨyはそれぞれｘ方向とｙ方向に振動面をもつ磁界成分を表し、添字のinとoutはそれ
ぞれ入射光と出射光を示している。
【００４５】
【数１】
0003770974.tif 000002
この式を用いて考えると、上記の現象は行列の掛け算の中央部から、Ｔ21aとＴ21bの積、Ｔ22aとＴ22bの積、…Ｔ30aとＴ30bの積の順に単位行列となり、理想的には入射偏光と出射偏光が等しくなるものと考えられる。
【００４６】
図１において偏光板７，８を互いの偏光軸が直交するように配置しておけば、表示電圧無印加時には上記のように液晶層１と位相板６の光学伝搬特性は完全に補償し合うので、表示は黒となる。この黒表示は偏光板特性で定まるものであり、非常に良好な視野角特性を持っている。この結果、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）のカラーフィルターを形成した３つの画素の混色を用いて色表示を行う場合に、表示電圧無印加状態となっている色が視野角を振っても漏れにくくなり、色相の視野角依存が小さく、コントラストとともに色相変化を考慮した視野角特性も良好なものとなる。反対に、偏光板７，８を互いの偏光軸が平行になるように配置しておけば、表示電圧無印加時に視野角依存性の良好な白表示を行うことができる。
【００４７】
液晶層１に表示電圧を印加すると、正の複屈折媒体である液晶分子１１が立ち上がり、液晶層１と位相板６との光学伝搬特性が上記の補償条件からずれる。このとき、液晶層１と位相板６とのねじれ角およびリターデーションの値や、偏光板７，８の偏光軸と液晶層１や位相板６の主軸方向とのなす角度により表示電圧印加時の表示特性を所望のものに設定することができる。
【００４８】
上記の補償原理は、図４における各薄層の組が完全対称の時に成り立つものではあるが、実際には薄層２１ａと薄層２１ｂにおいて、液晶分子１１の配列方向と負の一軸性光学媒体１２の主軸方向との間のずれが１０度程度であり、かつ、液晶層１と位相板６とのねじれ角の差が２０度以下（すなわち、ねじれ方向の一方を正とした符号を考慮した両者のねじれ角の和が−２０度から＋２０度の範囲内）であれば、偏光板７，８の配置角を若干調整するだけで、実用上十分な視野角特性を得ることができる、つまり、正面から見て、黒の色付きを生じさせることなく、表示することができる。
【００４９】
なお、各光学要素のねじれ角や配置角を定義する場合には、これを液晶層１，位相板６の法線方向から見た場合の角度、即ち界面への正射影で定義するものとし、その傾斜角は考慮しないものとする。
【００５０】
次に、負の一軸性光学媒体１２を有する位相板６を設けることで、液晶層１と位相板６との間で互いの複屈折の影響を打ち消し合う理由を図５を参照して説明する。
【００５１】
図５（ａ）は液晶層１'に正の一軸性光学媒体６２を有する位相板（以下、このような位相板を正の位相板と称す）５２を積層した液晶表示装置のモデル構成であり、図５（ｂ）は同様の液晶層１'に対して負の一軸性光学媒体１２'を有する位相板（以下、このような位相板を負の位相板と称す）６'を積層した本願発明の液晶表示装置のモデル構成を示す断面図である。なお、図５では、説明を簡素化するために、液晶分子１１'、正の一軸性光学媒体６２、および負の一軸性光学媒体１２'を、その主軸を液晶層１'や位相板６'の面方向と平行にして配列している。
【００５２】
液晶分子１１'はその主軸を図中左右方向にして平行配置されている。また、液晶分子１１'は正の一軸性光学媒体としての光学特性を有している。すなわち、軸方向に振動する光に対する屈折率である異常屈折率ｎeLCと、軸方向に対して直角な方向に振動する光に対する屈折率である常屈折率ｎoLCとの間には、ｎeLC＞ｎoLCの関係がある。
【００５３】
正の位相板５２は、正の一軸性光学媒体６２の光軸方向が液晶分子１１'に対して直交するように配置されている。つまり、正の一軸性光学媒体６２はその主軸を紙面に垂直な方向にして平行配列されている。また、正の一軸性光学媒体６２は正の一軸性光学媒体としての光学特性を有している。すなわち、その異常屈折率ｎe1と、常屈折率ｎo1との間にはｎe1＞ｎo1の関係がある。
【００５４】
負の位相板６'は、負の一軸性光学媒体１２'が液晶分子１１'に対して平行となるように配置されている。つまり、負の一軸性光学媒体１２'はその主軸を図中左右方向にして平行配置されている。また、負の一軸性光学媒体１２'は負の一軸性光学媒体としての光学特性を有している。すなわち、その異常屈折率ｎe2、常屈折率ｎo2との間には、ｎe2＜ｎo2の関係がある。
【００５５】
次に、図５（ａ）,（ｂ）の構成に対して、垂直光５６が入射された場合を考察する。垂直光５６は液晶層１'を通過する際に、紙面に垂直な方向に偏波面を持つ偏光成分５６Vと、紙面内向に偏波面をもつ偏光成分５６Hとの間にはある位相差が生じる。５（ａ）の構成と図５（ｂ）の構成のいずれにおいても、液晶層１'のリターデーションと位相板５２，６'のリターデーションとを等しくしておけば、液晶層１'を通過した光には、液晶層１'で生じた位相差を相殺する位相差が位相板５２，６'によって与えられ、これにより全体としては位相差ゼロの状態が作り出される。
【００５６】
このように、垂直光５６では、正の位相板５２であろうと、負の位相板６'であろうと位相板５２，６'を介して出射される光は位相差ゼロとなる。
【００５７】
次に、液晶層１'や位相板５２，６'に対して垂直方向から角度（入射角）αだけ傾斜した方向に伝搬する傾斜光５７が入射された場合を考察する。
【００５８】
傾斜光５７が液晶層１'および位相板５２，６'を通過する距離は、垂直光５６より長くなる。例えば図５(ｂ)に示すように、負の位相板６'の厚みをｄとすると垂直光５７が負の位相板６'を通過する距離はｄ／ｃｏｓαとなる。このことは液晶層１'や正の位相板６２においても同様である。
【００５９】
光学的異方性を鑑みれば、液晶分子１１'や負の一軸性光学媒体１２'は、入射角αが大きくなるほど光学軸に近い方向に光が伝搬することになる。そのため、傾斜光５７の２つの偏光成分５７V，５７Hの間の屈折率異方性はＣＯＳ2αのファクターで減少していくことになる。
【００６０】
一般に、リターデーションは屈折率異方性と伝搬距離との積と見なすことができるので、負の位相板６'では、液晶層１'のリターデーションおよび負の位相板６'のリターデーションは、入射角αの増大とともに、どちらも垂直光５６のリターデーションからｃｏｓαの割合で減少していくことになる。
【００６１】
一方、正の位相板５２では、垂直光５６、傾斜光５７のいずれにおいても、正の一軸性光学媒体６２の長軸と光の伝搬方向とは直交しており、垂直光５６，傾斜光５７の２つの偏光成分５６V，５６H（５７V，５７H）の屈折率異方性は、角度αの変化によって変動することはない。そのため、リターデーションの変動の計算においては、距離のファクターのみが残り、正の位相板５２のリターデーションは、垂直方向のリターデーションから１／ｃｏｓαの割合で増加していくことになる。
【００６２】
したがって、正の位相板５２を有する図５（ａ）の構成に対して、傾斜光５７を入射すれば、液晶層１'のリターデーションが減少する一方で正の位相板５２のリターデーションが増加し、両者の補償関係が崩れていく。
【００６３】
これに対して、負の位相板６'を有する図５（ｂ）の構成に対して、傾斜光５７を入射すれば、液晶層１'のリターデーションと負の位相板６'のリターデーションがともにほぼ等しい量だけ減少するため、両者の補償関係は良好なものに保たれる。
【００６４】
なお、上述した説明では、光の入射角αが垂直方向から図の左右に傾斜した場合に当てはまるものである。これに対して、光の入射角αが紙面の奥行き方向や手前方向に傾斜した場合では、液晶層１'および負の位相板６'は、入射角αが増加しても屈折率異方性が一定であるため、入射角αの増加とともにリターデーションも増加する。これに対して、正の位相板５２では、屈折率異方性は入射角αの増加に伴ってｃｏｓ2αのファクターで減少するため、リターデーションは減少する。
【００６５】
このように、光の入射角αが紙面の奥行き方向や手前方向に傾斜した場合であっても、正の位相板５２を備えた図５（ａ）の構成では、傾斜光５７に対して補償特性が崩れていくのに対して、負の位相板６'を備えた図５（ｂ）の構成では、傾斜光５７に対する補償特性が良好なものに保たれることがわかる。なお、入射角αが、紙面水平方向と紙面垂直方向の中間角度位置にある場合には、そのときのリターデーションは図５（ａ）の状態のリターデーションと図５（ｂ）の状態のリターデーションとの間の中間の値を示す。なお、説明を簡単にするために、上記の説明では、各界面における光の屈折を省略している。
【００６６】
このように、液晶層１'に負の位相板６'を積層すれば、両者のリターデーションの視野角依存性が同―方向に向かい、液晶層１'の単独の場合よりも視野角依存性は緩和されることになる。そのため、負の位相板６'さえ装着すれば、液晶層１'と負の位相板６'とのリターデーションが必ずしも等しくない場合であっても、液晶層１'単独の構成や液晶層１'に正の位相板５２を積層した構成に比べて、液晶表示装置の視野角特性を改善することができる。そして、液晶層１'と負の位相板６'とのリターデーションを互いに同等もしくはそれに準じる状態にすれば、視野角特性はさらに改善されることになる。
【００６７】
上述した説明では、説明を簡単にするために液晶層１'と各位相板５２，６'との双方にねじれ構造がないものとしているが、この原理はねじれ構造のある場合にも当てはまる。特に、図４等に示すように液晶層１と位相板６とをいくつかの薄層に分割して各組み合わせでの光学的補償を考えることができる場合には、各薄層はねじれ角が小さくかつ平行配列に近似したものと考えることができるため、上述した説明をそれぞれの薄層の組み合わせをそのまま適用することができる。
【００６８】
ところで、実際のＳＴＮ型液晶表示装置は、デューティー駆動される場合がほとんどである。この場合には、オフ状態でも液晶層１には若干の電圧（オフ電圧）が印加されており、液晶分子１１がやや立ち上がった状態にある。そのため、正面方向から見た液晶層１１のリターデーションは表示電圧の全く印加されていない状態よりやや小さくなっている。そのため、位相板６のリターデーションを液晶層１のリターデーションよりやや小さめに設定することが、より良好な正面方向の表示特性を得る意味で望ましい。
【００６９】
図６は、位相板６のリターデーションＲnと液晶層１のリターデーションＲLCとの間の比Ｒn／ＲLCと、表示のコントラストとの間の関係に関する実験結果を示すものである。この実験の条件は次の通りである。すなわち、液晶表示装置の駆動デューティー比は１／３００、液晶層１のリターデーションは８４０ｎｍ、液晶層１のねじれ角は左回り２５０度、位相板６のねじれ角は右回り２５０度である。また、偏光板８の偏光軸方向と液晶層１下面の液晶分子の配列方向のなす角度は４５度、偏光板７の偏光軸と偏光板８の偏光軸とは直交配置である。
【００７０】
この実験結果から明らかなように、コントラスト２０以上という比較的高いコントラストを得るためには、Ｒn／ＲLCを、０.８５〜０.９６の間に設定するのが望ましい。さらには、コントラスト４０以上という高コントラストを得るためには、Ｒn／ＲLCを０.８８〜０.９５の間に設定するのが望ましい。
【００７１】
図７は、上記の比（Ｒn／ＲLC）が、０.９２である場合のコントラストの視野角依存性を示したものである。図７には、全方位角について倒れ角８０度までの等コントラスト曲線が描かれている。また、図８は、同様の条件で、正の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体をねじれ配置した位相板を、その液晶層側界面において、その光学媒体の主軸が液晶分子の配向方向と直交するように配置した場合のコントラストの視野角依存性を図８に示す。
【００７２】
これらの図において周辺部に右上がりの斜線で示す領域イは、コントラストが１以下で表示が反転していることを示しているが、負の屈折率異方性をもつ一軸性光学媒体を設けた図７の特性は正の屈折率異方性をもつ一軸性光学媒体を設けた図８の特性に比べて、この表示反転領域イが大幅に減少している。また、中央部に左上がりの斜線で示すコントラスト２０以上の領域ロは、図７の方が広くなっている。すなわち、負の屈折率異方性を有し、かつ液晶層１とはねじれ方向が逆となった一軸性光学媒体の使用により、視野角特性が大幅に改善されることが分かる。
【００７３】
デューティー駆動を行うためには、輝度−電圧特性が急峻である必要があるが、この急峻性を得るために、液晶層１における液晶分子のねじれ角は２００度以上であることが望ましく、２４０度以上であればさらに良好な表示特性が得られる。一方、ねじれ角が大きすぎる場合には配向不良現象が生じやすくなるので、ねじれ角は３００度以下、さらに望ましくは２７０度以下に設定するのがよい。
【００７４】
また、偏光板８の偏光軸と、液晶層１の偏光板側界面１ａにおける液晶分子の配向方向との間に形成される角度は、上記と同様に特性の急峻性を得る意味で、１５度〜７５度の範囲、さらに望ましくは３０度〜６０度の範囲に設定するのが望ましい。偏光板７の偏光軸方向は、液晶層１と位相板６のねじれ角が等しい場合には、偏光板８の偏光軸方向とほぼ直交させればよく、両者のねじれ角に差がある場合は、その分だけ回転させればよいが、上記の各方向から数度から十数度の範囲で調整すれば、さらに良好な表示特性を得ることができる。なお、白表示の視野角特性を良好にしたい場合には、偏光板７，８の偏光軸を平行方向、あるいはそれにねじれ角の差を加えた方向から数度あるいは十数度の範囲で調整するのが望ましい。
【００７５】
液晶層１のリターデーションは、小さすぎる場合にはオン輝度が不足し、大きすぎる場合にはオン表示が黄色っぽく着色する。そこで、白黒表示やＲＧＢカラーフィルタによる３色混合のカラー表示を行う場合には、液晶層１のリターデーションは７００〜９５０ｎｍの間に設定するのが良く、７８０〜９００ｎｍの間であればさらに良好な表示特性を得ることができる。特に、ねじれ角が２５０度前後の場合には、液晶層１のリターデーションを８４０ｎｍ付近に設定すれば、非常に良好な表示特性を得ることができる。
第２の実施の形態
本実施の形態の液晶表示装置は、基本的には第１の実施の形態の液晶表示装置と同様の構成をもっている。第１の実施の形態との主な違いは、位相板の構成にある。第１の実施の形態では、デューティー駆動時の正面からの表示特性を良好なものにするために、位相板６のリターデーションを液晶層１のリターデーションよりやや小さめに設定した。これに対して、本実施の形態の位相板１４は、図９に示すように負の１軸性光学媒体１５の主軸を位相板１４の面方向から図中右上がりに角度θだけチルト傾斜させたうえで、ねじれ配列させたことにより、デューティー駆動時の正面特性を良好なものにしている。図９では、負の一軸性光学媒体１５の主軸チルト角θは、負の一軸性光学媒体１５の位相板１４の深さ方向位置ｚに係わらず一定であるとしているが、これは若干の分布をもっていても構わない。
【００７６】
位相板１４における深さ方向の位置ｚでの主軸のチルト角がθｚであるとし、固有複屈折をΔｎ、位相板の厚みをｄとする。この場合には、位相板１４の正面方向からの等価的なリターデーションＲeffは、次の（２）式で表される。
【００７７】
【数２】
0003770974.tif 000003
位相板１４の正面方向からの等価的なリターデーションＲeffと、液晶層１の表示電圧無印加時のリターデーションＲLCとの間の比Ｒeff／ＲLCを、第１の実施形態と同様に、０.８５〜０.９６の間、さらに望ましくは０.８８〜０.９５の間に設定すれば良好な表示特性を得ることができる。
【００７８】
なお、負の一軸性光学媒体１５に上述したチルト構造がない場合には、リターデーションＲeffの値は通常のリターデーションと一致する。チルト角θを決定することが困難でリターデーションＲeffの値を上記した(２）式から求めることができない場合には、位相板１４に偏光を入射させて出射偏光の状態を観察し、これをシミュレーションによって求めた理論的な出射偏光状態と比較すれば、比較的容易に等価リターデーションの値を求めることができる。
【００７９】
チルト角θの方向は、位相板１４の液晶側界面での負の一軸性光学媒体１５の主軸と、液晶層１の位相板側界面１ａでの液晶分子の主軸とが同一方向に向くように、すなわち、図４において薄層２１ａと薄層２１ｂとの主軸が同一方向に傾くように設定するのが、視野角を拡大するうえで望ましい。液晶層１のねじれ角およびリターデーションの値、さらに偏光板７，８の配置については第１の実施形態と同様に設定すればよい。
【００８０】
本実施の形態は、位相板１４における負の１軸性媒体１５の主軸を位相板１４の面方向からやや立ち上がった方向に傾けている（チルト傾斜している）ので、第１の実施の形態に比べて、オフ表示状態であっても若干のオフ電圧が印加されるためやや液晶分子が立ち上がった液晶層１と位相板１４との光学的な整合性がよくなり、視野角に対する補償特性が向上する。
第３の実施の形態
本実施の形態の液晶表示装置は、基本的には第１，第２の実施の形態の液晶表示装置と同様の構成をもっている。第１，第２の実施形態との主な違いは、位相板の構成にある。本実施の形態では、第２の実施の形態の考えをさらに推し進めて、次のような位相板１６を有している。すなわち、位相板１６は、液晶分子１１のチルト具合に対応してそのチルト角が深さ方向の分布を持った負の一軸性光学媒体１７を有している。
【００８１】
単純マトリクス型の液晶表示装置では、その構造上、オフ表示状態でも若干の電圧（以下、この電圧をオフ電圧と称す）が液晶層１に印加される。液晶層１にこのようなオフ電圧が印加された状態では、液晶層１と透明基板４，５との界面において、いわゆるアンカリング現象のため液晶分子１１は初期配列状態からほとんど動かないものの、液晶層１の厚み方向中央部付近では電圧変化に伴って液晶分子１１の動きが生じる。
【００８２】
オフ電圧を印加した場合に、液晶層１の深さ方向の位置ｚに応じた液晶分子の配列方向は、シミュレーションによって求めることができる。図１０は、オフ電圧印加時における液晶厚み方向の各位置ｚに対する液晶分子のチルト角θ・ツイスト（ねじれ）角φを計算した結果を示している。なお、この計算ではプレチルト角を６度としている。
【００８３】
本実施の形態では、この計算結果に対応させて、位相板１６が有する負の一軸性光学媒体１７の主軸のチルト傾斜を、図１１に示すように分布させた構成をとっている。すなわち、負の一軸性光学媒体１７のツイスト角を、液晶分子のツイスト角とは逆向きにしたうえで、負の一軸性光学媒体１７のチルト角の厚み方向の分布を、オフ電圧印加時（表示電圧無印加時）における液晶分子のチルト角の厚み方向の分布に一致させている。
【００８４】
本実施の形態における液晶分子１１と位相板１６の負の一軸性光学媒体１７との配列関係は図１２に示すものとなる。図１２は図４に準じた図であって、同等の部分には、同一の符号を付している。
【００８５】
図１２においても、図４と同様、薄層２１ａと薄層２１ｂ、薄層２２ａと薄層２２ｂ、…薄層３０ａと薄層３０ｂの各組み合わせにおける液晶分子１１の主軸と負の一軸性光学媒体１７の主軸とが互いに平行となっている。そのため、第１の実施の形態での説明と同様の原理で、薄層の各組み合わせが、さらに良好に相互の光学的伝搬特性を相殺しあい、広い視野角特性を得ることができる。
【００８６】
本実施の形態は、液晶層１にオフ電圧が印加された場合の光学特性を補償するように位相板１６の負の一軸性光学媒体が配列しているので、オフ表示状態でもオフ電圧が印加される構造においては、第１および第２の実施の形態に比べて、さらに良好な視野角特性を得ることができる。
【００８７】
なお、上記の第１，第２，第３の実施の形態において、位相板６，１４，１６は液晶層１から見て前面側にあるものとし、図１において偏光板８の背後側にバックライト９を配置した。しかしながら、偏光板７の背後にバックライト９を配置し、偏光板８の側から表示を観察するようにしても構わない。この場合も、上記の説明と同様にして良好な視野角特性の表示を行うことができる。
第４の実施の形態
図１３は、本発明の第４の実施の形態の液晶表示装置の構成を示すものである。本実施の形態は、負の一軸性光学媒体を有する位相板を第１の位相板６Ａと第２の位相板６Ｂとの２枚に分割し、これら位相板６Ａ，６Ｂを液晶層１の両側に配置したことに特徴がある。
【００８８】
本実施の形態においては、液晶層１の第１の位相板側界面１ｂにおける液晶分子（図示省略）と、第１の位相板６Ａの液晶層側界面６ｂにおける負の一軸性光学媒体（図示省略）の主軸とがなす角度は理論的には平行であるのが良い。同様に、液晶層１の第２の位相板側界面１ｃにおける液晶分子（図示省略）と、第２の位相板６Ｂの液晶層側界面６ｃにおける負の一軸性光学媒体（図示省略）の主軸とがなす角度は理論的には平行であるのが良い。しかしながら、第１の実施の形態で説明したのと同様に、実用的には上述した各角度が１０度以下であれば良好な視野角特性を得ることができる。
【００８９】
光学補償の原理は、第１の実施形態で説明したように、液晶層１と第１，第２の位相板６Ａ，６Ｂとを薄層に分割し、液晶層１と各位相板６Ａ，６Ｂとの薄層の組み合わせが光学特性を順次キャンセルするものと考えることができる。
【００９０】
さらに、本実施の形態の構成では、例えば、第１，第２の位相板６Ａ，６Ｂのリターデーションを等しく設定した場合には、液晶層１の上半分の特性を上側に位置する第１の位相板６Ａが補償し、液晶層１の下半分の特性を下側に位置する第２の位相板６Ｂが補償することになる。これにより、各位相板６Ａ，６Ｂが補償する液晶層１の厚みは第１の実施の形態の構成の半分で済むことになる。そのため、薄層の組み合わせで光学補償で考えた場合、補償特性にミスマッチがあった場合、すなわち、液晶層１と位相板６Ａ，６Ｂとの間で、対応する薄層の光学特性の整合性に不一致があった場合でも、その影響が蓄積されにくく、結果的に良好な視野角特性を示すことになる。また、液晶層１の上下それぞれに第１の位相板６Ａないし第２の位相板６Ｂがあるので構成の対称性が増し、視野角特性がより対称なものになるという利点もある。なお、第１，第２の位相板６Ａ，６Ｂどうしのリターデーションは必ずしも等しくなくても、ここで説明した効果は発揮される。
【００９１】
第１の実施の形態において、位相板６のリターデーションＲnと液晶層１のリターデーションＲLCとの比Ｒn／ＲLCは、０.８５〜０.９６の間に設定するのが望ましく、０.８８〜０.９５の間に設定するのがさらに望ましいと述べたが、本実施の形態においては次の通りである。すなわち、第１の位相板６ＡのリターデーションＲn1と第２の位相板６ＢのリターデーションＲn2との和（Ｒn1＋Ｒn2）と液晶層１のリターデーションＲLCとの比（Ｒn1＋Ｒn2）／ＲLCが０.８５〜０.９６の間であるのが望ましく、０.８８〜０.９５の間に設定するのがさらに望ましい。
【００９２】
また、ねじれ角については、液晶層１と第１，第２の位相板６Ａ，６Ｂのねじれ角を、一方のねじれ方向を正とした符号を考慮して加え合わせた総和が−２０度から＋２０度の範囲内にあれば、実用上十分な視野角特性を得ることができる。
【００９３】
偏光板の配置角については、偏光板８の偏光軸と、第２の位相板６Ｂの偏光板８側界面６ｄにおける負の一軸性光学媒体（図示省略）の主軸との間に形成される角度を、望ましくは１５度〜７５度の範囲、さらに望ましくは３０度〜６０度の範囲に設定すれば、輝度−電圧特性が急峻で、マルチプレックス駆動に適した液晶特性を得ることができる。
【００９４】
図１４は、第１の実施の形態で用いた位相板６をねじれ角が１２５度でリターデーションが等しい２枚の位相板６Ａ，６Ｂに分割し、液晶層１の両側に配置して構成した第４の実施の形態の液晶表示装置のコントラストの視野角依存性を示している。
【００９５】
この図から明らかなように、第１の実施の形態の液晶表示装置の視野角依存性（図７参照）に比べて、本実施の形態の液晶表示装置の視野角依存性（図１４参照）は、コントラスト５０以上の傾域が増大し、かつ視野角特性の左右対称性が向上している。例えば、図中、上方においてはコントラスト５０以上の領域（図７，図１４で符号ハで表示）が倒れ角にして約１０度拡大し、図中、右上と右下方向ではコントラスト２０以上の領域ロが倒れ角にして約１０度拡大している。この結果、本実施の形態の液晶表示装置では、左右対称で視野角の広い非常に見やすい表示を得ることができる。
【００９６】
本実施の形態の液晶表示装置を、黒表示の視野角依存性が良好なＮＢ表示形態にしたい場合には、偏光板７の偏光軸は偏光板８の偏光軸と直交する方向から上記のねじれ角の総和の分だけすらした方向に配置すればよい。このとき、上記の方向から数度から十数度の範囲で調整すれば、なお良好な表示特性を得ることができる。なお、白表示の視野角特性が良好なＮＷ表示形態にしたい場合には、偏光板７の偏光軸は偏光板８の偏光軸と平行な方向を基準として同様に考えればよい。
【００９７】
本実施の形態のように、液晶層１の両側に負の位相板（負の屈折率異方性をもつ一軸性光学媒体を有している）６Ａ，６Ｂを配置した液晶表示装置においても、第２の実施の形態に示したように、各位相板６Ａ，６Ｂの負の一軸性光学媒体の主軸を傾けて視野角特性をさらに良好なものにすることもできる。同様に、第３の実施の形態に示したように、各位相板６Ａ，６Ｂの負の一軸性光学媒体を液晶分子の配列状態に応じて配列させて、視野角特性をさらに良好なものにすることもできる。
第５の実施の形態
図１５に本発明の第５の実施の形態である液晶表示装置の構成を示す。図において、第１の実施の形態と同一ないし同等の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００９８】
本実施の形態の液晶表示装置の特徴は、液晶層１と負の屈折率異方性をもつ一軸性光学媒体よりなる位相板（負の位相板）６との間に、正の屈折率異方性をもつ一軸性光学媒体１９を備えた位相板（正位相板：請求項の第２の位相板に相当する）１８を更に設けたことにある。
【００９９】
図１６は、液晶層１と２つの位相板１８，６における正負の一軸性光学媒体１９，１２の配列を模式的に示すものである。本図では、透明基板４，５等の部品は記載を省略している。位相板１０は、正の屈折率異方性をもった正の一軸性光学媒体１９を有しており、正の一軸性光学媒体１９は液晶層１と同じ方向にねじれ配列している。位相板１８の液晶層側界面１８ａでの正の一軸性光学媒体１９の主軸方向は、液晶層１の位相板１８側界面１ｄでの液晶分子１１の主軸方向とほぼ一致している。また、正の一軸性光学媒体１９のねじれ方向は液晶分子１１のねじれ方向と同一方向であり、液晶層１における液晶分子１１のねじれ角と位相板１８における正の一軸性光学媒体１９のねじれ角を合計するとほぼ３６０度となっている。
【０１００】
位相板６は、第１の実施の形態と同様に、負の屈折率異方性をもち、かつ、液晶層１とは逆の方向にねじれて配列した負の一軸性光学媒体１２を有している。
【０１０１】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の原理で、液晶層１と位相板１８によって生じる視野角依存を位相板６が補償するので、非常に視野角の広い液晶表示装置を得ることができる。これは、第１の実施の形態において説明したように、位相板６，１８と液晶層１とをいくつかの薄層に分割し、正負の屈折率異方性をもつ薄層の組み合わせが互いに光学特性を補償するものと考えることができる。理想的状態では、全方位で完全に光学補償が行われるが、現実には屈折率の値や、液晶分子１１および各一軸性光学媒体１２，１９の主軸の向きが必ずしも理想的なものではないため、各薄層の組み合わせにおける軸方向（位相板６，１８，液晶層１の法線方向）近傍に光の進行方向がある場合には補償特性が良好となり、それから光の進行方向がはずれるに従って補償が不完全になることが多い。
【０１０２】
しかしながら、本実施の形態は第１の実施形態に比べて、正の一軸性光学媒体１９を有する位相板１８を設けているので、上述したような各薄層の組み合わせにおける一軸性光学媒体や液晶分子の主軸の方向が３６０度すべての方向に対して存在し、視野角補償における軸方向依存性があらゆる方向に分散され、さらに良好な視野角特性を得ることができる。
【０１０３】
以上の説明を別の視点からみると次にようになる。すなわち、正の一軸性光学媒体１９を有する位相板１８は液晶表示の視野角特性における方位角依存を緩和あるいは平均化し、負の一軸性光学媒体を有する位相板６はこの視野角依存を補償する働きを有するものと考えられる。
【０１０４】
この補償は、第１の実施の形態と同様に表示電圧無印加状態（オフ状態）に対して特に有効であるため、偏光板７，８の偏光軸をほぼ直交に配置（ＮＢ表示）にすれば、非常に良好な視野角の黒表示を得ることができ、偏光板７，８の偏光軸をほぼ平行に配置（ＮＷ表示）にすれば、非常に良好な視野角の白表示を得ることができる。
【０１０５】
本実施の形態の構成では、液晶分子１１や正負の一軸性光学媒体１２，１８のねじれ角の関係が次の示す（３）式の範囲にあることが望ましく、さらには、（４）式の範囲にあることがさらに望ましい。
【０１０６】
-30°≦ΩLC＋Ωp＋Ωn≦30°…（３）
-10°≦ΩLC＋Ωp＋Ωn≦10°…（４）
ΩLC：液晶分子１１のねじれ角
Ωp：正の一軸性光学媒体１９のねじれ角
Ωn：負の一軸性光学媒体１２のねじれ角
なお、ねじれ方向には符号を付けており、左ねじれを正、右ねじれを負としている。
【０１０７】
本実施の形態においては、液晶層１のねじれ角、偏光板８の偏光軸と液晶分子１１との間に形成される角度、および、偏光板７の偏光軸と偏光板８の偏光軸との間に形成される角度については、第１の実施の形態と同様の範囲に設定するのが望ましい。
【０１０８】
液晶層１と各位相板６，１８との近接面において、液晶分子１１や正負の一軸性光学媒体１９，１２の配向方向や主軸方向が相互になす角度、すなわち、図１５における液晶層１の位相板側界面１ｄにおける液晶分子１１の配向方向と位相板１８の液晶層側界面１８ａにおける正の一軸性光学媒体１９の主軸方向との間に形成される角度、および位相板１８の位相板６側界面１８ｂにおける正の一軸性光学媒体１９の主軸方向と位相板６の液晶層側界面６ｅにおける負の一軸性光学媒体１２の主軸方向との間に形成される角度について説明する。
【０１０９】
すなわち、液晶層１に電圧が全く印加されていない状態を考えると、これらの角度は理論的には平行であるのが理想状態である。しかしながら、実際にはこれらの角度がともに１０度以内であれば実用的に十分良好な表示電圧無印加状態での視野角特性が得られるため、表示電圧印加状態での輝度特性や色相といった他の表示特性をも考慮して表示電圧無印加状態で上述した範囲内になるように、これらの角度を調整すれば、総合的な表示特性をさらに良好なものとすることができる。
【０１１０】
正の一軸性光学媒体１９を有する位相板１８は液晶層１の延長とみなされる構造をもつのが望ましい。したがって、位相板１８ののリターデーションＲpは次に示す（５）式によって算出される値Ｒpoを基本として考えればよい。
【０１１１】
Ｒpo ＝ ＲLC×Ωp／ΩLC…（５）
ＲLC：液晶層１のリターデーション
Ωp：正の一軸性光学媒体１９のねじれ角
ΩLC：液晶分子１１のねじれ角
しかしながら、液晶表示装置がデューティー駆動されることを考慮して、位相板１８のリターデーションをこれより１０％程度小さい値に設定したり、正の一軸性光学媒体１９を傾斜配列させたりすれば、さらに液晶層１との光学的な連続性が良好になる。なお、正の一軸性光学媒体１９を傾斜配列する場合には、傾斜配列の方向は液晶分子１１の傾斜方向と一致させるのが望ましい。
【０１１２】
傾斜構造をも考慮した位相板１８の等価的なリターデーションＲpeffは、第１の実施の形態と同様に考えて、次に示す（６）式によって算出される値となる。
【０１１３】
【数３】
0003770974.tif 000004
Δｎp：正の一軸性光学媒体１９の固有複屈折
なお、傾斜配列していない場合には、位相板１８の等価的なリターデーションＲpeffは上述した（５）式で算定されるＲpoに基づいて選定されるリターデーションＲpに等しくなる。
【０１１４】
本実施の形態の構成においては、負の一軸性光学媒体１２を有する位相板６のリターデーションのうち一部分が正の一軸性光学媒体１９を有する位相板１８の光学特性を補償し、位相板６のリターデーションの残りの部分が液晶層１の光学特性を補償するものと考えられる。したがって、位相板６のリターデーションのうち液晶層１の光学特性を補償する部分は、Ｒn−Ｒpeffとなる。
【０１１５】
第１の実施の形態で説明したように、液晶層１はデューティー駆動されるので、液晶層１の光学特性を補償する部分であるＲn−Ｒpeffと液晶層１のリターデーションとの間に第１の実施の形態で説明した関係が成り立つのが望ましい。すなわち、良好な視野角特性を実現するためには次の示す（７）式の関係が成り立つことが望ましく、さらには、次に示す（８）式の関係が成り立てばより良好な視野角特性を得ることができる。
【０１１６】
０.８５≦（Ｒn−Ｒpeff）／ＲLC≦０.９６…（７）
０.８８≦（Ｒn−Ｒpeff）／ＲLC≦０.９５…（８）
図１７は本実施の形態の液晶表示装置における、コントラストの視野角依存性を示すものである。図７に示す第１の実施の形態の視野角特性に比べて、表示反転領域にはほとんど差がないものの、コントラスト２０以上の領域ロやコントラスト５０以上の領域ハが図中左下方向に広がり、視野角特性が向上していることが分かる。
第５の実施の形態の変形例１
第５の実施の形態の液晶表示装置においては、第２の実施の形態と同様に、負の一軸性光学媒体を有する位相板６として、主軸がチルト配列した負の一軸性光学媒体１５を有する位相板１４と同様の位相板を用いてもよい。以下、このような位相板を位相板６(14)と称す。
【０１１７】
そうすれば、第２の実施の形態での説明と同様の原理で、デューティー駆動時の正面特性は良好なものとなる。すなわち、位相板６(14)の正面方向からの等価的なリターデーションＲneffは、前述した（２）式で求めるＲeffの値に等しくなる。また、第５の実施の形態の上述した説明では、リターデーションＲnの値を前述した（７）式および（８）式で示す範囲に設定するのが望ましいと説明したが、位相板６(14)を用いれば、リターデーションＲnをリターデーションＲneffに置き換えて考えればよい。
【０１１８】
なお、位相板６(14)が有する負の一軸性光学媒体のチルト方向は次のように設定すればよい。すなわち、液晶層１のチルト構造を正の位相板内に仮想的に延長する。そして、この仮想チルト構造に対して、位相板６(14)における負の一軸性光学媒体の主軸のチルト方向が連続するように、位相板６(14)が有する負の一軸性光学媒体のチルト方向を設定するのが望ましい。
【０１１９】
位相板６(14)を設けた場合には、位相板６(14)が有する負の一軸性光学媒体の主軸を位相板６(14)の面方向からやや立ち上がった方向に傾けているので、通常の位相板６を有する第５の実施の形態の構造に比べて、オフ電圧のためにやや液晶分子１１が立ち上がった液晶層１と位相板６(14)との光学的な整合性がよくなり、視野角に対する補償特性がさらに向上する。
第５の実施の形態の変形例２
第５の実施の形態の液晶表示装置においては、負の１軸性光学媒体１２を有する位相板６として、第３の実施の形態で示した負の一軸性光学媒体１７を有する位相板１６と同様の位相板を用いてもよい。以下、このような位相板を位相板６(16)と称し、この位相板６(16)が有する負の一軸性光学媒体を負の一軸性光学媒体１２(17)と称す。
【０１２０】
負の一軸性光学媒体１２(17)は、次のような構成を備えている。すなわち、負の一軸性光学媒体１２(17)のチルト角は位相板６(16)の深さ方向に沿った所定の分布を持っている。この所定の分布は液晶層１の液晶分子１１のチルト具合および正の位相板１８の正の一軸性光学媒体１９の主軸のチルト具合に対応している。
【０１２１】
液晶層１にオフ電圧を印加した場合の液晶分子１１の配列分布は第３の実施の形態と同様にしてシミュレーションすることによって求めることができる。本実施の形態では、これに加えて正の一軸性光学媒体１９の主軸も考慮に入れ、これらに対応して負の一軸性光学媒体１２(17)の主軸のチルト角を位相板６(16)の厚み方向に分布させた構成となっている。
【０１２２】
この変形例２においては、負の一軸性光学媒体１２(17)の主軸方向のチルト角を上述したように分布させることによって、第３の実施の形態で説明したのと同様に、液晶層１にオフ電圧が印加された場合の光学特性がより忠実に補償される。したがって、第５の実施の形態に比べて、さらに良好な視野角特性が得られる。
第５の実施の形態の変形例３
上述した第５の実施の形態およびその変形例１，２に、正負の位相板１８，６のいずれか一方または双方を２枚の位相板に分割し、液晶層１の上下に１枚づつ配置したところ、さらに良好な表示特性を得ることができる。
【０１２３】
このように構成することで良好な表示特性が得られる理由は次の通りである。すなわち、正の一軸性光学媒体１９を有する位相板１８を分割すると、液晶層１から見て正の位相板１８が対称的に配置されることになる。また、負の一軸性光学媒体１２を有する位相板６を分割すると、対称性が増すことに加えて、第４の実施の形態で説明したように正負の複屈折特性がキャンセルすべき深さ方向の距離が短くて済むことになる。したがって、どちらかといえば負の位相板６を分割する方が、より大きな視野角特性向上効果が得られる。
【０１２４】
なお、第５の実施の形態およびその変形例においては、液晶層１，位相板１８，６が光源側から見てこの順に並んでいるものとした。しかしながら、液晶層１，位相板１８，６の積層順についてはこのような限定はなく、２枚の偏光板７，８の間に挟まれている限りこれらの層を別の順序で積層しても構わないし、偏光板７の側にバックライトを配置し偏光板８の側から表示を観察するような構成にしても構わない。この場合も、第５の実施の形態で説明したのと同様の原理で良好な視野角特性が得られる。
【０１２５】
また、液晶層１と各位相板６，１８の互いの近接面における液晶分子や光学媒体の主軸が相互になす角度は、すべての近接面で１０度以内にするのが望ましい。すなわち、図１５における液晶層１の位相板側界面１ｄにおける液晶分子１１の配列方向と位相板１８の液晶層側界面１８ａにおける正の一軸性光学媒体１９の主軸方向との間に形成される角度、および位相板１８の位相板６側界面１８ｂにおける正の一軸性光学媒体１９の主軸方向と位相板６の液晶層側界面６ｅにおける負の一軸性光学媒体１２の主軸方向との間に形成される角度は、すべて１０度以内にするのが望ましい。
【０１２６】
さらには、第５の実施の形態およびその変形例において、位相板１８，６の負の一軸性光学媒体の主軸がチルト角をもつ場合には、位相板１８と液晶層１との間、および位相板６と液晶層１との間で互いに近接し合う界面（界面１８ａと界面１ｄ、および界面１８ｂと界面６ｅ）においてチルト角が連続に近くなるように、位相板１８，６の各界面における正負の一軸性光学媒体の主軸の方向およびプレチルト角を設定するのが望ましい。
【０１２７】
さらにまた、第５の実施の形態およびその変形例において、偏光板８の偏光軸と、液晶層１の界面１ｄにおける液晶分子の配向方向との間に形成される角度は、１５度〜７５度の範囲、さらに望ましくは３０度〜６０度の範囲に設定すれば、輝度−電圧特性が急峻で、マルチプレックス駆動に適した液晶特性を得ることができる。
【０１２８】
また、第５の実施の形態およびその変形例において、表示電圧無印加状態（オフ状態）を黒表示（ＮＢ表示）として黒表示の視野角依存性を良好なものにしたい場合には、偏光板７の偏光軸方向を、偏光板８の偏光軸方向と直交する方向からねじれ角の総和の分だけずらして配置すればよいが、直交方向から数度から十数度の範囲で調整すれば、なお良好な表示特性を得ることができる。表示電圧無印加時（オフ時）を白表示（ＮＷ表示）として白状態の視野角特性を良好にしたい場合には、偏光板７，８の偏光軸を平行方向を基準として上記と同様に考えればよい。
【０１２９】
以上は、本発明をＳＴＮ型液晶表示装置に実施した形態の説明であったが、次に、本発明をＴＮ型液晶表示装置に実施した形態を説明する。
第６の実施の形態
本実施の形態の液晶表示装置の構成は基本的には図１に示すものと同じであるので、図１を参照してその構造を説明する。この液晶表示装置は、ねじれ角９０度のＴＮ型液晶からなる液晶４０と、負の一軸性光学媒体（図示省略）を液晶層４０とは逆の方向に９０度ねじれ配列させた位相板４１とを備えている。液晶層４０と位相板４１とのリターデーションはほぼ等しく、液晶層１の位相板側界面４０ａにおける液晶分子（図示省略）の配列方向と、位相板４１の液晶層側界面４１ａにおける負の一軸性光学媒体の主軸方向とはほぼ平行となっている。なお、図示していないが、透明基板４２には電圧スイッチング素子としてのＴＦＴが形成されている。このＴＦＴは、ＭＩＭなどのダイオード素子で代用することもできる。
【０１３０】
本実施の形態の液晶表示装置においては、ＴＮモードの動作を行わせるために、偏光板８の偏光軸を、液晶層４０の偏光板８側界面４０ｂにおける液晶分子の配列方向に対して平行あるいは直交させて配置している。偏光板７の偏光軸は、偏光板８の偏光軸と直交するように配置され、このようにして偏光板８，７を配置することでＮＢ表示を行っている。
【０１３１】
この液晶表示装置においては、液晶層４０のリターデーションが小さすぎる場合には表示電圧印加時の明るさが十分でなくなる一方、液晶層４０のリターデーションが大きすぎる場合には視野角補償特性が低下したり、液晶層４０の厚み（セル厚）が厚くなって応答速度が低下したりする。このことから、液晶層４０のリターデーションは３００ｎｍ以上に設定するのが望ましく、４００〜５００ｎｍ付近に設定するのがさらに望ましい。
【０１３２】
本実施の形態においても、光学補償の原理は第１の実施の形態で説明したのと同様の原理であり、表示電圧無印加状態で非常に良好な視野角特性の黒表示を行うことができる。
【０１３３】
ところで、一般に、透明基板にスイッチング素子を設けたアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、コントラストが高く中間調特性が良好であるので、ＲＧＢ３つの色画素の混色により、フルカラー画像を表示するディスプレイとして用いられることが多い。この場合、黒表示が視野角によって変化しないことは、表示コントラストから見た視野角範囲を拡大するとともに、視野角による表示色相の変化をなくす意味で特に重要である。ＮＷ表示に基づく従来の液晶表示装置では、印加する表示電圧が不足すると黒表示特性が劣化するため極端に視野角特性が悪くなる。これに対して、本実施の形態の液晶表示装置においては、良好な黒表示が表示電圧ゼロの状態で実現されているので、駆動ＩＣの耐圧や駆動信号の制約により液晶層４０に十分な電圧が印加できない場合でも、白輝度がわずかに低下するのみで、コントラストや色相の視野角依存は非常に良好なものに保たれる。これは、携帯用機器などで電源電圧が十分に取れない場合や、消費電力を低減したい場合、さらには搭載機器からの電磁波の輻射を低減したい場合に、視野角特性を大幅に低下させなくてよいという利点につながる。
【０１３４】
表１は本発明の液晶表示装置と、２種類のＮＷ表示の液晶表示装置（従来例）とについて、駆動電圧５ボルトおよび３．３ボルトで駆動させた場合の表示特性を比較した実験結果である。
【０１３５】
【表１】
0003770974.tif 000005
すなわち、本実施の形態のＮＢ表示の液晶表示装置を、３.３ボルトと５ボルトとの２種類の信号電圧で駆動させた場合を考える。この場合、３.３ボルト駆動では、５ボルト駆動に比べて白表示の透過率が１０％程度低下するものの、正面から見た場合の黒表示の状態は１００対１以上の非常に良好なコントラストを得ることができ、５ボルト駆動と同等の結果が得られる。一方、ＮＷ表示では、３．３ボルト駆動すると、両方式とも十分なコントラストを得ることができない。
【０１３６】
また、本実施の形態の液晶表示装置を３.３ボルトの信号電圧で駆動した場合の視野角特性は、本発明の特徴となる位相板を設けたＮＢ表示の液晶表示装置を５ボルトの信号電圧で駆動した場合に比べてほとんど遜色がなく、本発明の特徴である位相板を有しない従来のＮＷ型の液晶表示装置を５ボルトの信号電圧で駆動した場合や従来型の位相板付きのＮＷ表示の液晶表示装置を３．３ボルト駆動した場合に比べるとはるかに良好なものとなる。
【０１３７】
また、本実施の形態の液晶表示装置では、ＮＷ表示の５ボルト駆動と同様に低粘性の液晶材料が使用できるため、応答へ速度も５Ｏｍｓｅｃ以下と十分良好となる。
【０１３８】
このことから、本実施の形態の液晶表示装置は、携帯型コンピュータをはじめとする３.３ボルトロジックの各種機器に、液晶表示装置用の昇圧回路を付加することなく組み込めるという特長を有し、機器のコンパクト化や低価格化に貢献することができる。また液晶表示装置での消費電力も約半分に低減され、携帯機器の電池寿命を伸ばしたり、バッテリー部分を軽量化したりすることができる。
【０１３９】
なお、上述した説明では、液晶層と位相板とは、リターデーションとねじれ角が等しく、液晶層１の位相板側界面４０ａにおける液晶分子（図示省略）の配列方向と、位相板４１の液晶層側界面４１ａにおける負の一軸性光学媒体の主軸方向とはほぼ平行となっているとしたが、本実施の形態はこのようなものに限定されるものではない。
【０１４０】
すなわち、液晶層１の位相板側界面４０ａにおける液晶分子（図示省略）の配列方向と、位相板４１の液晶層側界面４１ａにおける負の一軸性光学媒体の主軸方向との間に形成される角度が１０度以下、さらに望ましくは５度以下であり、一方のねじれ方向を正とした符号を考慮した、液晶層４０と位相板４１とのねじれ角の総和が−１０度から＋１０度の間にあれば、実用的には十分な表示特性を得ることができる。
【０１４１】
また、液晶層４０および位相板４１のねじれ角は、いずれも７０度から１１０度の範囲にあるのが望ましい。これらの場合、２枚の偏光板７，８の偏光軸の方向を上述した方向から若干調整すれば表示特性はさらに良好になる。
【０１４２】
さらに、実際の液晶表示装置では、前述したように、液晶のガンマ特性に伴う信号処理や透明基板上のスイッチング素子の特性が不十分であるため、表示電圧無印加状態で液晶層に若干ながら電圧（オフ電圧）が印加される。このようなオフ電圧により、表示電圧無印加状態でも液晶分子がわずかに立ち上がった状態となりやすい。
【０１４３】
このようなことに鑑みて、本実施の形態の液晶表示装置では、位相板４１のリターデーションは、液晶層４０のリターデーションに等しいか、それよりわずかに小さく設定するのが望ましい。実験によれば、位相板４１のリターデーションを液晶層４０のリターデーションの９５％から１００％の間に設定すれば、ほとんどの信号処理回路やスイッチング素子に対して良好な特性を与えることが分かっている。
【０１４４】
なお、位相板４１のリターデーションを小さくする代わりに、位相板４１が有する負の一軸性光学媒体の主軸を傾ければ、さらに良好な視野角特性を得ることができる。また、第２の実施の形態と同様に、位相板４１の等価的なリターデーションが、液晶層４０のリターデーションの９５％から１００％の間にあれば、ほとんどの信号処理回路やスイッチング素子に対して良好な特性を得ることができる。
【０１４５】
位相板４１が有する負の一軸性光学媒体の主軸のチルト角が位相板厚み方向に分布を持つ場合、負の一軸性光学媒体のチルト角が液晶分子のチルト角に比べて大きすぎる部分があると、その部分の視野角特性が大きくなりすぎるので好ましくない。この場合は、液晶層４０が有する液晶分子のプレチルト角の３倍を越えないように、負の一軸性光学媒体のチルト角の最大値を設定するのが望ましく、液晶分子のプレチルト角の２倍を越えないように、負の一軸性光学媒体のチルト角を設定するのがさらに望ましい。
【０１４６】
また、液晶層４０の表示電圧無印加状態における液晶分子の配列状態が、シミュレーション等によって分かっている場合には、第３の実施の形態で説明したのと同様に、位相板４１が有する負の一軸性光学媒体をこれに対応して配列させれば、さらに良好な視野角特性を得ることができる。
第７の実施の形態
本実施の形態の液晶表示装置は、ＴＮ型の液晶層４０を有するものの、その構成は、基本的には図１３に示すもの（第４の実施の形態）と同様であるので、図１３を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、第４の実施の形態と同一ないしは同様の部分には同一の符号を付している。
【０１４７】
本実施の形態の液晶表示装置は、２枚に分割された第１，第２の位相板４１Ａ，４１Ｂを備え、これら位相板４１Ａ，４１Ｂを液晶層４０から見て表裏に配置した構成をとっている。本実施の形態においても、第４の実施の形態で説明したのと同様の原理で、視野角特性が向上するうえ、視野角対称性も向上する。
【０１４８】
なお、液晶層４０と第１，第２の位相板４１Ａ，４１Ｂの近接面における液晶分子や光学媒体の主軸が相互になす角度は、すべての近接面で１０度以内、より望ましくは５度以内にするのがよい。すなわち、液晶層４０の第１の位相板側界面４０ｂにおける液晶分子（図示省略）の配列方向と、第１の位相板６Ａの液晶層側界面４１ｂにおける負の一軸性光学媒体（図示省略）の主軸方向とがなす角度は１０度、より望ましくは５度以内にするのが望ましい。同様に、液晶層４０の第２の位相板側界面４０ｃにおける液晶分子（図示省略）の配列方向と、第２の位相板４１Ｂの液晶層側界面４１ｃにおける負の一軸性光学媒体（図示省略）の主軸方向とがなす角度は１０度、より望ましくは５度以内にするのが望ましい。
【０１４９】
第１、第２の位相板４１Ａ，４１Ｂの負の一軸性光学媒体の主軸がチルト角をもつ場合には、第１の位相板４１Ａと液晶層４０との間、および第２の位相板４１Ｂと液晶層４０との間で互いに近接し合う界面（界面４１ｂと界面４０ｂ、ないしは界面４１ｃと界面４０ｃ）においてチルト角が連続に近くなるように、位相板４１Ａ，４１Ｂの界面４１ｂ，４１ｃにおける負の一軸性光学媒体の主軸方向およびプレチルト角を設定するのが望ましい。
【０１５０】
また、偏光板７，８の配置角については、次のようにすればよい。すなわち、第２の位相板４１Ｂの偏光板８側界面４１ｄにおける負の一軸性光学媒体の主軸方向と偏光板８の偏光軸方向を平行または直交配置し、第１の位相板４１Ａの位相板７側界面４１ａにおける負の一軸性光学媒体の主軸方向と偏光板７の偏光軸方向とを、前者が平行配置の場合には直交配置し、前者が直交配置の場合には平行配置することを基本とする。そして、この基準位置に、他のパラメータに応じて、１０度程度までの範囲で偏光板７，８の配置角度を調整すればよい。
【０１５１】
第１，第２の位相板４１Ａ，４１Ｂのリターデーションとねじれ角については次のようにすればよい。すなわち、第１，第２の位相板４１Ａ，４１Ｂのリターデーションの合計、およびねじれ角の合計が、第６の実施の形態で１枚の位相板４１に対して説明した条件を満たせばよい。なお、第１，第２の位相板４１Ａ，４１Ｂはリターデーション等の光学特性が必ずしも等価になるように分割しなくても、ここで説明した効果は発揮される。
第８の実施の形態
本実施の形態の液晶表示装置は、ＴＮ型の液晶層４０を有しているものの、その構成は基本的には、図１５に示す第５の実施の形態の液晶表示装置と同じものであるので、図１５を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、第５の実施の形態と同一ないしは同様の部分には同一の符号を付している。
【０１５２】
本実施の形態の液晶表示装置の特徴は、ＴＮ型の液晶層４０とは逆方向にねじれた負の屈折率異方性をもつ一軸性光学媒体（負の一軸性光学媒体）を備えた位相板（負の位相板）４１に加えて、液晶層と同一方向にねじれた正の屈折率異方性をもつ一軸性光学媒体（正の一軸性光学媒体）を備えた位相板（正の位相板）４３を有している。この位相板４３の構成は第５の実施の形態で説明した正の位相板１８と同様の構成を備えている。
【０１５３】
本実施の形態に示した構成においても、第５の実施の形態で説明したのと同様の原理で、正の位相板４３が液晶表示特性の方位角依存を緩和あるいは平均化し、負の位相板４１がこの視野角依存を補償するので、第６の実施の形態に比べて視野角特性がさらに向上する。
【０１５４】
第５の実施の形態では、液晶層１のねじれ角と正の位相板１８のねじれ角との合計を３６０度程度に設定した。本実施の形態でも、液晶層４０のねじれ角と正の位相板４３のねじれ角との合計を３６０度程度に設定すれば視野角依存性を各方位に分散させることができるが、ＴＮ型液晶層４０はねじれ角が約９０度とＳＴＮ型の液晶層１に比べて狭いので、この合計のねじれ角が１８０度以上であれば実用上十分な視野角拡大効果を得ることができる。
【０１５５】
本実施の形態の構成では、液晶層４０、位相板４３，４１のねじれ角の関係が次の（９）式の範囲にあることが望ましい。
【０１５６】
−１０°≦ΩLC＋Ωp＋Ωn≦１０°…（９）
ΩLC：液晶層４０を構成する液晶分子のねじれ角
Ωp：正の位相板４３を構成する正の一軸性光学媒体のねじれ角
Ωn：負の位相板４１を構成する負の一軸性光学媒体のねじれ角
なお、ねじれ方向は、左ねじれを正、右ねじれを負としており、位相板４３，４１のリターデーションは、位相板４３，４１が有する一軸性光学媒体が傾斜配列をもつ場合には、等価的なリターデーションとしている。
【０１５７】
次に、液晶層４０と位相板４１，４３との間のリターデーションの望ましい関係について説明する。本実施の形態では、正の位相板４３は液晶層４０の延長とみなされる構造をもつのが望ましいので、そのリターデーションＲpは次に示す
（１０）式で求められるＲpoの値を基本として考えればよい。
【０１５８】
Ｒpo＝ＲLC×Ωp／ΩLC…（１０）
ＲLC：液晶層４０のリターデーション
Ωp：正の位相板４３を構成する正の一軸性光学媒体のねじれ角
ΩLC：液晶層４０を構成する液晶分子のねじれ角
第６の実施の形態で説明したように、アクティブマトリクス型の液晶表示装置においては、表示電圧無印加状態（オフ状態）でも液晶分子がわずかに立ち上がった状態となることが多い。このため、正の位相板４３のリターデーションを上記した（１０）式で定まる値より２〜３％程度小さく設定したり、正の位相板４３を構成する正の一軸性光学媒体をチルト配列させたりすれば、より良好な表示特性が得られる。
【０１５９】
なお、正の位相板４３を構成する正の一軸性光学媒体のチルト配列の方向は液晶分子のチルト方向と一致させるのがよい。
【０１６０】
本実施の形態の構成においては、負の位相板４１のリターデーションのうち一部分が正の位相板４３の特性を補償し、負の位相板４１の残りの部分のリターデーションが液晶層４０の特性を補償するものと考えられる。従って、負の位相板４１のリターデーションのうち液晶層４０の特性を補償する部分は、Ｒneff−Ｒpeffとなる。第６の実施の形態で説明したのと同様の理由で、Ｒneff−ＲpeffとＲLCの間に、次に示す（１１）式の関係が成り立つのが望ましい。
【０１６１】
０.９５≦（Ｒn−Ｒpeff）／ＲLC≦１…（１１）
また、本実施の形態においても、液晶層４０と各位相板４３，４１との間において、その互いに近接し合う面における液晶分子や正負の一軸性光学媒体の主軸が相互になす角度は、すべての近接面で１０度以内にするのが望ましく、５度以下にするのがさらに望ましい。さらには、位相板４３，４１における正負の一軸性光学媒体の主軸がチルト角をもつ場合には、液晶層４０，位相板４３，４１の液晶分子および正負の一軸性光学媒体の主軸のチルト角および配向方向を次のように設定するのが望ましい。すなわち、液晶層４０と位相板４３との間、および位相板４３と位相板４１との間において、互いの近接面でチルト角が連続に近くなるように、上記したチルト角および配向方向を設定するのが望ましい。
【０１６２】
また、偏光板７，８の配置角については、次のように設定する。すなわち、偏光板８の偏光軸とそれに隣接する液晶層１では、その近接面側において、偏光板８の偏光軸と液晶層１の液晶分子の主軸方向とが平行または直交で、偏光板７の主軸方向は偏光板８の主軸方向と直交する配置から（９）式で示されたねじれ角の総和の分だけずらした配置を基本とする。そして、このような基本配置を基にして、他のパラメータに応じて、１０度程度までの範囲で偏光板７，８の配置角度を調整すればよい。液晶層４０のねじれ角やリターデーションについては第６の実施の形態と同様の範囲に設定するのが望ましい。
第８の実施の形態の変形例
第８の実施の形態の液晶表示装置において、正負の位相板４３，４１のいずれか一方または双方を２枚の位相板に分割し、液晶層４０の上下に１枚づつ配置したところ、さらに良好な表示特性を得ることができた。
【０１６３】
これは、第５の実施の形態の変形例３で説明したのと同様の理由によると考えられ、どちらかといえば負の位相板４１を分割する方が、より大きな視野角特性向上効果が得られる。
【０１６４】
なお、液晶層４０と各位相板４３，４１の近接面における液晶分子や正負の一軸性光学媒体の主軸とが相互になす角度や偏光板７，８の配置角については、第８の実施の形態に述べた範囲に設定すればよい。
【０１６５】
次に、上記した各実施の形態で用いられる負の屈折率異方性を有する位相板の製造方法について説明する。
【０１６６】
負の屈折異方性をもつ光学媒体をねじれ配列させた位相板は、高分子ネットワーク内にネマティック液晶を配列させた光学層を形成した後に、ネマティック液晶をディスコティック液晶に置換することにより作製することができる。これは、方向制御やねじれ構造の付与が困難なディスコティック液晶を、比較的容易に配列制御できるネマティック液晶と置換することにより、所望の配列分布させるものである。より具体的で好ましい作製方法としては、図１８に工程図を示す方法がある。
【０１６７】
まず、１８（ａ）に示すように、例えばセルロース・トリアセテートなどの光学的に等方的なフィルム基材１０１の表面を、ラビングロール１０２を用いたラビング処理などにより配向処理する。このとき、フィルム基材１０１表面にポリイミドなどの配向膜を形成しておいてもよい。
【０１６８】
次いで、図１８（ｂ）に示すように、ネマティック液晶と光重合型の高分子との混合物１０３を、ロールコート法によりフィルム機材１０１上に塗布する。図中、符号１０４は混合物１０３の塗布を行うロールコータのロールである。混合物１０３は必要により溶媒に溶かしても構わない。また、混合物１０３の塗布はスピンコートや各種の印刷法を用いてもよい。
【０１６９】
このようにして、光重合型の高分子とともにフィルム基材１０１に塗布するネマティック液晶には若干のカイラル物質（例えばメルク社製のＳ−８１１）を添加しておき、ねじれ構造をもたせておく。一方、光重合型の高分子としては紫外線硬化型のアクリル樹脂などを用いる。混合物１０３を溶媒に溶かしておく場合には、次に説明する工程の前に乾燥により溶媒をとばしておく。
【０１７０】
次に図１８（ｃ）に示すように、混合物１０３に紫外線光１０５を照射することにより、光重合型の高分子を重合させて混合物１０３内に高分子ネットワークを形成する。このように形成された高分子ネットワークにより、ねじれ構造を有するネマティック液晶分子の配列が安定化する。なお、照射する光は光重合型の高分子がネットワークを形成する波長であれば可視光でもかまわない。
【０１７１】
その後、図１８（ｄ）に示すように、メタノール、エタノール等のネマティック液晶を溶解させる溶媒１０６を用意し、この溶媒１０６に、高分子ネットワークが形成されたフィルム基材１０１を浸析し、これにより、フィルム基材１０１上の混合物１０３からネマティック液晶を選択的に除去する。浸析する代わりに、フィルム基材１０１上に溶媒１０６をシャワー状に注いでも、ネマティック液晶を選択的に除去することができる。
【０１７２】
次いで、図１８（ｅ）に示すように、溶媒１０６中から引き上げたフィルム基材１０１上に、シリンジ１０９によりディスコティック液晶１０８を滴下する。ディスコティック液晶１０８としては、例えば、トリフェニルレン系の化合物、ベンゼン環の側鎖として長鎖型あるいは板状の官能基が配置されたベンゼン誘導体を用いる。
【０１７３】
ディスコティック液晶１０８は、ネマティック液晶の除去により空孔が形成された高分子ネットワーク１０７に浸入して分散する。高分子ネットワーク１０７に形成されているネマティック液晶跡の空孔にはネマティック液晶のねじれ構造に対応した異方性を備えているので、この空孔に浸透するディスコティック液晶１０８にもねじれ構造および異方性が与えられる。このねじれ構造の形状は、上述したネマティック液晶へのカイラル物質の添加量を調整することにより制御することができる。なお、このような工程においては、シリンジ１０９やフィルム１０１基材の加熱によりディスコティック液晶１０８の流動性を高めれば、プロセス時間の短縮を図ったり、室温では液晶相をとらない物質を用いたりすることができる。
【０１７４】
また、シリンジ１０９による滴下操作の代わりに、ディスコティック液晶１０８の中にフィルム基材１０１を浸析したり、フィルム基材１０１上にディスコティック液晶１０８をロールコート法や印刷法により塗布してもよい。さらには、ディスコティック液晶１０８単体を用いる代わりに、ディスコティック液晶１０８を適当な溶媒に溶かしたものを用意し、この溶媒に溶かし込んだディスコティック液晶１０８をフィルム基材１０１上に滴下ないし塗布してもよい。この場合には、フィルム基材１０１にディスコティック液晶１０８を浸透させたのち、溶媒を除去する必要が生じる。
【０１７５】
次いで、図１８（ｆ）に示すように、余分なディスコティック液晶１０８を除去する。これにより、ねじれ構造をもったディスコティック液晶１０８が高分子ネットワーク１０７内に分散してなる光学層１１０が形成され、この光学層１１０を有するフィルム基材１０１が、上述した負の屈折率異方性を有する位相板となる。なお、高分子ネットワーク１０７の添加量は、重量比にして２〜３％程度にしておくのが望ましい。そうすれば、ディスコティック液晶１０８に対して光学的影響が小さくなる。
【０１７６】
このように形成した光学層１１０中のディスコティック液晶１０８の流動性が低く、位相板の物理的安定性が良好な場合は、このまま位相板として用いても構わない。しかしながら、そうではなく、ディスコティック液晶１０８の流動性が高い場合には、光学層１１０の表面に、例えばセルロース・トリアセテート膜など、光学層１１０に対して光学的に等方的な保護フィルム膜を形成して、光学層１１０を保護すれば、位相板の光学的安定度や、機械的安定度ないし強度が増加する。また、偏光板や他の位相板を光学層１１０上に積層する場合には、これらの薄板を上述した保護フィルム膜の代用とすることもできる。また、ディスコティック液晶１０８の流動性が高い場合には、光学層１１０およびフィルム基材１０１を所定の大きさに裁断した後、その裁断面を封止するのが望ましい。
【０１７７】
なお、図１８を参照した説明した製造方法では、フィルム基材１０１上に光学層１１０を形成して位相板としているが、フィルム基材１０１に代えて位相板、偏光板、または液晶パネルの表面に同様の光学層を形成しても構わない。
【０１７８】
さらに、この製造方法は、図１９の工程概念図を示すように、ロール状のフィルム基材１０１'に連続的に位相板を形成するのに特に適している。なお、図１９では、図１８と同一ないし同様の部分には同一の符号を付しおり、それらについての詳細な説明は省略する。
【０１７９】
フィルム基材１０１'は送り出し側のロール１２１から連続的に供給され、図１８で説明したのと同様のプロセスを経て、その表面に光学層１１０（図１９では図示省略）が形成されたのち受け取り側のロール１２２に巻きとられる。
【０１８０】
光学層１１０が形成されたフィルム基材１０１'は、この後すぐに、裁断等の加工を行っても構わないし、ロールの形状で位相板、偏光板等の他のフィルムと貼合せしてもよい。このように連続生産を行えば生産量が大幅に拡大し、負の屈折率異方性を有する位相板を安価に大量に供給できる。
【０１８１】
このようにして製造した負の屈折率異方性を有する位相板は、連続的なねじれ構造を持つため光学的な特性が良好であり、これを第１から第８の実施の形態の液晶表示装置に用いたところ非常に良好な表示特性を得ることができる。また、ロール状のフィルムを用いた連続生産を行えば、さらに液晶表示装置の低価格化に寄与することができる。
【０１８２】
上述した負の屈折率異方性を有する位相板の製造方法において、ディスコティック液晶１０８として、末端に反応基が形成されたディスコティック液晶１０８'を用いてもよい。すなわち、上述したディスコティック液晶１０８'を、図１８（ｆ）と同様、ネマティック液晶の除去により空孔が形成された高分子ネットワーク１０７に浸透させる。さらには、ディスコティック液晶１０８'の相互間、および高分子ネットワーク１０７とディスコティック液晶１０８'との間で架橋反応させる。架橋反応は、加熱や光照射により生じさせることができる。
【０１８３】
このようにして、ディスコティック液晶１０８'の相互間、および高分子ネットワーク１０７とディスコティック液晶１０８'との間で架橋させることで、安定性の良好な光学層１１０'、ひいては位相板を得ることができる。この場合は、位相板側面を封止する必要はない。また、特に位相板の上面（または下面）をキズ等から保護する必要がない場合には、ディスコティック液晶１０８'を有する光学層１１０'を保護フィルムを覆わなくてもよい。
【０１８４】
また、架橋により安定性を固めた位相板の製造方法において、さらに次のようにしてもよい。すなわち、図１８（ｆ）の構成を作成したのち、高分子材料やディスコティック液晶１０８'の末端基の選定や架橋反応条件の設定により、ディスコティック液晶１０８'相互のみに架橋反応を起こさせる。
【０１８５】
その後、図２０（ａ）に示すように、トルエン、キシレンといった、光学層１１０'の中にある高分子ネットワーク１０７のみを選択的に溶解させる溶媒１１１により光学層１１０'から高分子ネットワーク１０７だけを選択的に除去する。これにより、ディスコティック液晶１０８'のみからなる光学層１１２をフィルム基材１０１上に形成する。
【０１８６】
次いで、図２０（ｂ）に示すように、末端に反応基が形成されたディスコティック液晶１１４を用意し、このディスコティック液晶１１４をシリンジ１１３を用いた滴下操作等により、光学層１１２上に供給し、このディスコティック液晶１１４を光学層１１２内に形成された高分子ネットワーク１０７跡の空孔に浸透させる。さらに、このディスコティック液晶１１４を架橋させて、図２０（ｃ）に示す光学層１１５を形成する。
【０１８７】
このようにして得られる位相板は、図１８（ｆ）に示す光学層１１０の高分子ネットワーク１０７がディスコティック液晶１１４に置換され、光学層１１５全体がディスコティック液晶から形成されたものになる。したがって、このようにして製造された位相板は、次のような利点がある。すなわち、図１８を参照して説明した製造方法で作成された位相板の機械的安定性を高めるためには、光学層１１０内の高分子ネットワーク１０７の量を増加させる必要がある。しかしながら、高分子ネットワーク１０７を増加させると、それに応じて、ディスコティック液晶１０８に対する光学的な悪影響（例えば、屈折率の違いによる光の散乱等で変化すること）が増大する。つまり、図１８の製法で作成された位相板では、光学特性と機械的安定性とは相反する関係にある。
【０１８８】
これに対して、光学的ネットワーク１０７をディスコティック液晶１１４に置換させる製法では、その分、工程が増加するものの、高分子ネットワーク１１４の光学的悪影響を排除することができ、光学特性と機械的安定性とを両立させることができる。
【０１８９】
上述した位相板の製造方法それぞれにおいて、ネマティック液晶と光重合型の高分子との混合物１０３に光照射して高分子ネットワークを形成する際に、フィルム法線方向に電界（または磁界）を印加しながら光照射を行ってもよい。そうすれば、ネマティック液晶の分子がフィルム基材１０１の法線方向に立ち上がるので、最終的に得られるディスコティック液晶１０８の主軸方向を、フィルム基基材１０１の法線方向から傾けたり、フィルム基材１０１の深さ方向にチルト角の分布を持たせたりすることができる。
【０１９０】
これにより、第２の実施の形態などで説明した位相板、すなわち、負の一軸性光学媒体１５の主軸方向を、液晶層１の分子配列に整合させた位相板を得ることができる。
【０１９１】
なお、上述した負の屈折率異方性を有する位相板の製造方法で作成された位相板では、フィルム基材１０１に接している光学層１１０の界面と、露出している光学層１１０の界面とでは、チルト角が互いに異なることがあり、表示装置の光学特性から対称的なチルト構造が要求される場合には、このような構成は都合が悪い。
【０１９２】
そこで、対称的なチルト構造が要求される場合には、上述した負の屈折率異方性を有する位相板の製造方法で作成された位相板の複数枚を、互いに界面で負の一軸性光学媒体の主軸がほぼ連続するように積層して１枚の位相板とすることにより、対称的なチルト構造を得ることができる。
【０１９３】
なお、この場合には、両端以外の位相板では、フィルム基材１０１を取り除くのが、全体としての位相板の光学特性を高めたり、位相板の厚みを増加させないうえで望ましい。また、積層枚数が多い場合には界面の影響で表示特性が劣化するので、積層枚数は３枚以下にすることが望ましい。
【０１９４】
さら上述した位相板の製造方法では、ディスコティック液晶１０８をねじれ配列させることにより、主軸がねじれ配列した負の位相板を作製するものとした。しかしながら、これらの製造法において、最初に作成するネマティック液晶の構造を、ねじれ配列とは異なる別の配列をとるように制御しておけば、他の配列の負の位相板を作製することも可能である。例えば、カイラル剤を添加しなければ、界面での配向条件や、光硬化時の電界や磁界の印加条件により、ネマティック液晶を垂直配向，水平配向，傾斜配向，ないしはハイブリッド配向させることができる。これにより、光学軸が垂直配向，水平配向，傾斜配向，ないしはハイブリッド配向した負の位相板を作製することができる。
【０１９５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、表示電圧無印加状態（オフ状態）にある液晶層の光学伝搬特性の視野角依存を補償し、視野角の広い液晶表示装置を得ることができるうえ、特に、ＴＮ型液晶表示装置に適用した場合には、ＮＢ表示での視野角特性が十分に良好な表示を行うことができるため、駆動電圧の低減、特に３.３ボルト駆動が可能になった。
【０１９６】
また、本発明によれば、負の光学媒質の光学軸がねじれ配列した位相板を容易に形成することができた。
【０１９７】
以上が本発明の全体的な効果である。次に、各請求項の効果を詳細に述べる。
請求項１の効果
電圧無印加状態にある液晶層の光学伝搬特性の視野角依存が補償され、これによって視野角特性が改善され、かつ、表示電圧無印加状態にある液晶層の光学伝搬特性の視野角依存が方位角方向に分散し、視野角依存が補償された。そのため、その分、さらに視野角特性が向上した。また、液晶層が単純マトリクス構造でよくなり、その分、視野角特性のよい液晶表示装置を低価格で提供することができるようになって、コストダウンが図れた。また、表示電圧無印加状態にある液晶層における光学伝搬特性の視野角依存がすべての方位角でほぼ均等に分散されることになり、方位角による視野角特性の差が小さくなり、その分、さらに視野角特性が向上した。
請求項２の効果
液晶層と第２の位相板との視野角補償効果が高まり、その分、さらに視野角特性が向上した。
請求項３の効果
第１の位相板と第２の位相板との視野角補償効果が高まり、その分、さらに視野角特性が向上した。
請求項４の効果
光学補償の裕度が高まり、光学伝搬特性の対称性が高まるうえに、液晶層と第２の位相板との視野角補償効果もさらに高まった。これにより、さらに視野角特性が向上した。
請求項５の効果
液晶層と第１，第２の位相板の光学伝搬特性の整合性が高まり、その分、さらに視野角特性が向上した。
請求項６の効果
アクティブマトリクスとの組み合わせにより、高コントラストになるとともに視野角特性も向上した。また、表示電圧無印加状態にある液晶層の視野角依存が広く分し、方位角による視野角特性の差が小さくなり、視野角依存性が小さくなった。
請求項７の効果
液晶層と第１、第２の位相板との光学伝搬特性の整合性が高まり、その分、視野角特性がさらに向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１〜第３の実施の形態の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】  本発明の液晶表示装置における液晶層の摸式的な断面図である。
【図３】  本発明の液晶表示装置における位相板の摸式的な断面図である。
【図４】  本発明の液晶表示装置における液晶分子と、負の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体との配列関係を摸式的に示す断面図である。
【図５】  負の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体と正の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体との視野角補償効果の比較に供する断面図である。
【図６】  位相板と液晶層のリターデーション比に対するコントラストの関係を示す特性図である。
【図７】  第１の実施の形態の液晶表示装置の視野角特性図である。
【図８】  正の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体の位相板を用いた従来の液晶表示装置の視野角特性図である。
【図９】  本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置を構成する位相板の模式的な断面図である。
【図１０】  液晶層の分子配列状態のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】  位相板の光学軸の配列状態の設計条件を示す図である。
【図１２】  本発明の第３の実施の形態の液晶表示装置における液晶分子と、負の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体との配列関係を摸式的に示す断面図である。
【図１３】  本発明の第４の実施の形態の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図１４】  第４の実施の形態の液晶表示装置の視野角特性図である。
【図１５】  本発明の第５の実施の形態の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図１６】  第５の実施の形態における液晶分子、負の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体、および正の屈折率異方性を有する一軸性光学媒体の配列関係を摸式的に示す断面図である。
【図１７】  第５の実施の形態の液晶表示装置の視野角特性図である。
【図１８】  本発明の位相板の製造方法の一実施の形態を示す工程図である。
【図１９】  本発明の位相板の製造方法の変形例を示す工程図である。
【図２０】  本発明の位相板の製造方法のさらに他の変形例を示す工程図である。
【図２１】  従来例の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１，４０    液晶層
６,６Ａ,６Ｂ,１４,１６,１８,４１    負の一軸性光学媒体を有する位相板
１１    液晶分子
１２，１５，１７    負の一軸性光学媒体
１８    正の一軸性光学媒体を有する位相板
１９    正の一軸性光学媒体
【図１】
0003770974.tif 000006
【図２】
0003770974.tif 000007
【図３】
0003770974.tif 000008
【図４】
0003770974.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003770974.tif 000013
【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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