JPH07199176A - 視野改良用遅延膜を有するｎｗタイプの液晶ディスプレイ - Google Patents

視野改良用遅延膜を有するｎｗタイプの液晶ディスプレイ

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JPH07199176A
JPH07199176A JP6333379A JP33337994A JPH07199176A JP H07199176 A JPH07199176 A JP H07199176A JP 6333379 A JP6333379 A JP 6333379A JP 33337994 A JP33337994 A JP 33337994A JP H07199176 A JPH07199176 A JP H07199176A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ディスプレイの視野が広い垂直方向および水平
方向の視角で高いコントラスト比を有し、逆転域から離
れた位置に中心を据えたＮＷタイプの液晶ディスプレイ
を提供すること。 【構成】液晶層の後方面および前方面の各面に、遅延値
８０から２００ｎｍの遅延膜を１層以上設けた通常白色
のツイスト・ネマティック液晶ディスプレイで、その視
野を遅延膜の光学軸を回転させて視野の中心を逆転域か
ら遠ざかるように垂直方向に移動させることが可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は２枚以上の遅延膜を有
し、その一方は液晶層の片面に設けた液晶ディスプレイ
に関する。より詳細には、本発明は液晶層の各面に設け
た遅延値８０から２００ｎｍの遅延膜を１層以上有する
通常白色の液晶ディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶（ＬＣと表示）材料は、液晶材料の
層を通過する光がその材料の異方性や複屈折値（ΔＮ）
に影響され、また液晶材料はそれにかける電圧により制
御可能なので、電子ディスプレイに有用である。液晶デ
ィスプレイ（ＬＣＤと表示）は、周辺光やバックライト
・システムなどの外部光源からの光の透過あるいは反射
が従来のディスプレイに使われている発光材料に要する
電力にくらべはるかに低電力で制御できるので望まし
い。ＬＣＤは現在では、デジタル・ウオッチ、電卓、携
帯型パソコン、航空機コクピットのディスプレイ、など
多くの電子装置に広く使用されており、それらはＬＣＤ
の低電圧、低電力消費の操作で長寿命という利点を利用
している。
【０００３】多くのＬＣＤにおける情報は、数字や文字
を横行と縦行のマトリックス列の形で提供され、そのマ
トリックス・パターンに配列した多数の小電極によって
生成される。その小電極は個別の配線により駆動回路接
続され、小電極の組合せに駆動回路が電圧をかけること
により液晶材料を通過する光を制御して所望のデータや
画像を表示する。例えば、航空機コクピット内での応用
やテレビ受像機でのグラフィック情報は、２組の直交す
る導電線（つまり、横線と縦線）の間のＸ−Ｙ連続アド
レス指定機構によって接続された画素のマトリックスに
より得られる。最新のアドレス指定機構は、個々の画素
の駆動電圧を制御するためのスイッチとして働く薄膜ト
ランジスタ、ダイオード、ＭＩＭＳ等の配列を使用して
いる。これらの機構は主としてツイスト・ネマティック
ＬＣＤに応用されるが、超ツイスト・ネマティックＬＣ
Ｄの高性能バージョンに使用される例もある。
【０００４】コントラストは通常白色（ＮＷと表示）お
よび通常黒色（ＮＢ）の両液晶ディスプレイの品質を決
定するうえで最も重要な特徴の一つである。コントラス
ト、あるいはコントラスト比は、ＯＦＦ状態の透過対Ｏ
Ｎ状態の透過の差である。ＮＢタイプの液晶ディスプレ
イでは、コントラストを制限する主なファクタは暗状態
あるいはＯＦＦ状態のディスプレイから洩れる光の量で
ある。ＮＷタイプの液晶ディスプレイでは、コントラス
トを制限する主なファクタは暗状態あるいはＯＮ状態の
ディスプレイから洩れる光の量である。これらの問題は
太陽光のような光のある環境において、すなわち、かな
りの量の反射光や散乱光がある環境では倍加される。カ
ラー液晶ディスプレイでは、光の洩れは飽和およびグレ
ースケール・カラーにたいする激しいカラー偏移とな
る。これらの限界は特に航空機コクピットでの利用で重
要となる。つまり、コクピットでは操縦士用ディスプレ
イを副操縦士も見れることが重要である。
【０００５】さらに、ＮＷタイプ、ＮＢタイプの両液晶
ディスプレイの画像の見やすさは、ディスプレイを見る
ユーザの視線角度（視角）に依存しており、特に、多数
のスキャンニング電極を有するマトリックス・アドレス
指定装置において顕著である。遅延膜がない通常のＮＢ
タイプあるいはＮＷタイプの液晶ディスプレイのコント
ラスト比は、通常の入射角（水平視角０゜および垂直視
角０゜）を中心にした狭い視角の範囲でのみ最大値を示
し、視角が増大するに従って低下する。
【０００６】広い視角に対する高品質、高コントラスト
画像を提供可能な液晶ディスプレイを提供することが本
技術分野では非常に重要である。
【０００７】ＮＢタイプの液晶ディスプレイは、セル・
ギャップあるいは液晶材料の厚さｄに対し、液晶材料の
温度と同様に敏感である。したがって、ＮＢタイプの液
晶ディスプレイは、ディスプレイのセル・ギャップに関
連した特殊な公差パラメータに基づき製造しなくてはな
らず、これが製造を困難にし、コストを押し上げる。Ｎ
Ｂタイプの液晶ディスプレイのセル・ギャップに対する
高い感度を補償するための一方法は、各色の副画素用の
液晶材料の厚さｄをその副画素の色のダイオード透過最
小値に合わせるようにした複数のギャップを有する多色
ディスプレイを提供することである。例えば、米国特許
公報 USP. No.4,632,514は、赤色、緑色、青色副画素用
の液晶材料の厚さｄを変えて、各副画素の厚さｄを各赤
色、緑色、青色の光線の３種の異なった透過最小値に各
副画素の厚さｄが合うようにした複数のギャップ手段を
利用したものである。もちろん、これはこのタイプのＬ
ＣＤの製造を困難にし、コストを押し上げることにな
る。
【０００８】ＮＢタイプの液晶ディスプレイは温度およ
びセル・ギャップｄに敏感であるが、このタイプの液晶
ディスプレイによる重要な利点は広い視角で良好なコン
トラスト比を提供することである。従って、見る人は広
い範囲の角度からディスプレイのデータを不満なく見る
ことができる。例えば、ＮＢタイプの液晶ディスプレイ
の１０：１のコントラスト比曲線は、例えば垂直０゜
で、水平±６０゜の視角まで広がる。ＮＢタイプの液晶
ディスプレイがこうした広範囲な水平視角で良好なコン
トラスト比を有するという事実は、この程度の視角が必
要あるいは望ましい商業上の実用化を可能とする。さら
に、ＮＢタイプの液晶ディスプレイはＮＷタイプの液晶
ディスプレイより暗状態の洩れを多く経験している。
【０００９】ＮＷタイプの液晶ディスプレイについて
は、温度およびセル・ギャップｄに敏感ではない。これ
はＮＷタイプの液晶ディスプレイの開発にともなう製造
公差を小さくすることが可能となる。従って、ＮＷタイ
プの液晶ディスプレイはＮＢタイプの液晶ディスプレイ
にくらべ製造が容易でコストも低い。しかし、ＮＷタイ
プの液晶ディスプレイはＮＢタイプの液晶ディスプレイ
にくらべ温度およびセル・ギャップｄに敏感ではない
が、広範囲な視角でのコントラスト比はＮＢタイプの液
晶ディスプレイより小さい。たとえば、ＮＷタイプの液
晶ディスプレイの１０：１コントラスト比曲線は垂直０
゜で、水平±３５゜の視角まで広がる。これはＮＢタイ
プの液晶ディスプレイの同一のコントラスト比において
水平の視角はかなり狭いことになる。それゆえ、ＮＷタ
イプの液晶ディスプレイはＮＢタイプの液晶ディスプレ
イにくらべ製造が容易でコストも低いが、ＮＢタイプの
液晶ディスプレイより視角が狭い。広範囲な視角で良好
なコントラスト比を有するＮＷタイプの液晶ディスプレ
イが提供できれば、この長年の液晶ディスプレイ業界の
要望を満たすことができる。
【００１０】様々なタイプの液晶画素あるいは液晶セル
が平面ディスプレイに広く使用されている。アクティブ
・マトリックスのアドレス指定が、高解像度のフルカラ
ー画像をこうしたディスプレイが提供することを可能に
している。通常の視角あるいはＯＮ軸視角（垂直０゜
で、水平０゜の視角）で直接見る時、特に、セル・ギャ
ップｄが第１透過最小値にセル・ギャップの厚さｄが合
うようにした時、ＮＢ、ＮＷのどちらかのタイプの液晶
ディスプレイは一般的に高品質出力を提供するが、視角
を広げると画像の品質が低下し、コントラスト比が下が
る。これは、多数の異方性液晶分子を有する液晶層によ
り現れる異方性効果あるいは複屈折により液晶セルを操
作することに原因がある。この材料は明確な単一の複屈
折（つまり、通常の屈折率より大きな異常屈折率）であ
る。この液晶材料の位相遅延効果は光線の入射角度自体
で変化あるいは増大し、広い視角のときに低いコントラ
スト比と低い画像品質となる。しかし、液晶画素あるい
はセルに光学補償部材（あるいは遅延素子）を導入する
ことにより、不要の角度効果を訂正することが可能とな
り、他で可能なより通常および広い視角の両方での高い
コントラストを維持することができる。
【００１１】必要な光学補償あるいは遅延のタイプや配
向は、使用されるディスプレイのタイプ、つまりＮＢタ
イプの液晶ディスプレイかＮＷタイプの液晶ディスプレ
イに部分的に依存している。
【００１２】ＮＢタイプのツイスト・ネマティック液晶
ディスプレイでは、ツイスト・ネマティック液晶材料が
透過軸が互いに平行な偏光板の間に配置される。ＯＦＦ
状態（液晶材料にしきい電圧Ｖthを上回る電圧をかけて
ない状態）では、バックライトからの通常の入射光は後
方偏光板により初めに偏光され、画素あるいはセルを通
過する際に、バフかけ域によって方向づけられた液晶材
料のねじり角によってその偏光方向が回転させられる。
ねじり角は、たとえば、約９０゜にセットされ、画素が
ＯＦＦ状態にある時に光は前方あるいは出力偏光板によ
って遮られるか吸収される。電極を介してＮＢタイプの
画素に電圧をかけると、液晶分子は電界によりほぼ直線
に並べられ、液晶材料のツイスト・ネマティック光学効
果をなくす。この配向で、液晶層の光学分子軸はセル壁
に直角である。そして液晶層は通常入射光に等方性を示
し、偏光状態が液晶層による伝搬により変化しないよう
にねじり効果をなくして、光が出力偏光板を通過できる
ようにする。発光させるディスプレイの部分に可変電圧
を選択的にかけてＮＢタイプの液晶ディスプレイに模様
を描くことができる。
【００１３】再度、ＮＷタイプの液晶ディスプレイのセ
ルに関し、そのディスプレイ構造では、約８０゜から１
００゜（最も望ましくは９０゜）のねじり角度を有する
ツイスト・ネマティックのセルを偏光板の間に設け、そ
の偏光板は透過軸にほぼ直交しており、各偏光板の透過
軸は各偏光板に隣接した液晶材料の界面域の液晶分子の
バフかけ方向あるいは配向に平行（Ｐ−バフかけ）ある
いは直角（Ｘ−バフかけ）のどちらかである。すなわ
ち、ＮＷタイプのセルは、両偏光板の軸が互いにほぼ平
行であるＰ−バフかけ、あるいは両偏光板の軸がほぼ直
交するＸ−バフかけのどちらかとすることができる。
【００１４】偏光板のこのＮＷ配向は上記のＮＢタイプ
の液晶ディスプレイとは光および暗闇の感度が逆にな
る。ＯＦＦあるいは励起してない（液晶材料にＶthを上
回る電圧をかけてない）範囲はＮＷタイプの液晶ディス
プレイでは、発光させる。
【００１５】しかし、広い視角のときに光や色がつく表
面上暗色の領域の問題が依然として生じ、上記した広い
視角で低コントラスト比を作り出す。この広い視角での
ＮＷタイプの液晶ディスプレイのコントラスト比の減少
の理由は、ＮＢタイプの液晶ディスプレイでの問題の理
由とは異なっている。ＮＷタイプの液晶ディスプレイで
の励起した暗色域では、液晶分子は印加した電界で直線
になる傾向がある。この直線化が完全であれば、セル内
の全ての液晶分子はガラス基板あるいはセル壁にたいし
て普通の長軸を有する。励起状態では、ＮＷタイプのデ
ィスプレイは通常入射光に等方性を示し、それは交差し
た偏光板により遮断され、したがって画素あるいは副画
素は暗色になる。
【００１６】ＮＷタイプの液晶画素あるいはディスプレ
イでの広い視角によるコントラストの損失は、類似方向
性液晶層はＯＦＦ軸あるいはＯＦＦ通常光に等方性を示
さないことで主に起こる。液晶材料を通じてＯＦＦ通常
角で方向づけられた光は、液晶層の異方性あるいは複屈
折（ΔＮ）による２つのモードにより、光の入射角度で
増加するこれらモード間の位相遅れをともなって伝搬す
る。この入射角依存の位相は偏光状態に楕円率を導入
し、その偏光状態はＮＷタイプのセルで前方偏光板ある
いは出口偏光板による不完全な光の吸収あるいは遮断に
より、光の洩れを発生させる。ＮＷタイプのシンメトリ
により、複屈折は方位角依存性を有しない。
【００１７】従って、ＮＷタイプの液晶ディスプレイで
必要なことは光学補償部材あるいは遅延部品である。こ
の光学補償部材あるいは遅延部品は、本来の光の偏光状
態に復帰させる位相遅れを作りだし、ＯＮ状態の出力偏
光板により光を遮蔽できるようにする。ＮＷタイプの液
晶ディスプレイに対する光学補償部材あるいは遅延部品
は公知であり、例えば米国特許公報USP.No. 5,184,23
6； 5,196,953； 5,138,474； 5,071,997等に記載があ
り、これらは本願の引例とする。上記、USP.5,071,997
に記載のポリイミドおよびコポリイミドはＮＷタイプの
液晶ディスプレイの負の複屈折遅延部材として使用可能
であり、引っ張りを使用しなくても所望の負の複屈折値
にすることができると言われている。USP.5,071,997に
記載のポリイミド遅延膜は単軸であるが、光学軸は膜の
面に直角なＺ方向に配向されている。
【００１８】ＮＷタイプの液晶ディスプレイで使用され
る遅延膜あるいは遅延板は、ほとんど負の複屈折値を有
する。しかし、ある場合には、正の複屈折値を有する遅
延膜をＮＷタイプの液晶ディスプレイと組み合わせて使
用する。この例は米国特許公報USP.No. 5,184,236であ
り、以下詳細に説明する。
【００１９】図１は従来のＮＷタイプのライト・バルブ
画素のコントラスト比曲線のグラフである。図１に示し
たコントラスト比曲線用のライト・バルブは、第１方向
を規定する透過軸を有する後方偏光板と、第１方向とほ
ぼ直角な第２方向を規定する透過軸を有する前方あるい
は出口偏光板と、５．８６μｍのセル・ギャップｄを有
する液晶材料と、第２方向に配向した後方バフ域、およ
び第１方向に配向した前方バフ域等を有する。図１のグ
ラフをプロットした時、温度は３４．４℃であった。こ
の画素は遅延手段を含んでいない。図１に関する上記パ
ラメータは図２および図３にも適用可能である。
【００２０】図１のグラフは６．８Ｖの駆動電圧ＶON、
および０．２ＶのＶOFFを使用してプロットした。図１
から分かるように、１０：１コントラスト比曲線は垂直
視界軸０゜に沿って、水平角約−４０゜と＋３８゜にの
み広がっている。同様に、３０：１コントラスト比曲線
は垂直視界軸０゜に沿って、水平角約±３０゜にのみ広
がっている。このグラフはＮＷタイプの液晶ディスプレ
イによる問題、つまり、その広い水平、垂直視角でのコ
ントラスト比が明らかに低いという問題を示している。
【００２１】図２は図１に関して説明したＮＷタイプの
ライト・バルブ画素のコントラスト比曲線のグラフであ
る。しかし、図２では５．０Ｖの駆動電圧ＶON、および
０．２ＶのＶOFFを使用してプロットした。同様に、温
度は３４．４℃であった。図１と図２のグラフを比較し
て明らかなように、液晶材料にかけた電圧が下がると、
図２のようにコントラスト比曲線は水平方向に広がり、
垂直方向で縮まる。図２の１０：１コントラスト比曲線
は垂直軸０゜に沿って、図１ではトータルで７８゜にた
いして８５゜に広がっている。また、図２の３０：１コ
ントラスト比曲線は垂直軸０゜に沿って、図１ではトー
タルで５８゜にたいして６７゜に広がっている。垂直視
角に関しては、図２の水平０゜視角軸にそった１０：１
および３０：１のコントラスト比曲線は負の垂直域に広
がっていない。図１では負の垂直域に広がっている。従
って、図１から図３のＮＷタイプのライト・バルブは広
い視界での望ましいコントラスト比より低い値を有して
いるが、液晶材料に印加する電圧が下がればコントラス
ト比は水平にも垂直にも拡大する。
【００２２】図３は図１、図２のライト・バルブ画素に
ついて駆動電圧対強度のプロットであり、画素のグレー
・レベル特性を示している。種々の曲線は垂直軸０゜に
沿った−６０゜から＋６０゜の水平視角を示している。
【００２３】液晶ディスプレイのグレー・レベル特性は
非常に重要である。従来の液晶ディスプレイは約８から
６４の異なった駆動電圧を用いている。異なった駆動電
圧はグレー・レベル電圧と呼ばれる。画素やディスプレ
イを透過する光の強度は駆動電圧に影響を受ける。した
がって、グレー・レベル電圧は異なった色の異なった色
調を発生させ、これら色調を互いに混ぜて異なった色を
作るために使用される。望ましくは、ＮＷタイプの液晶
ディスプレイでは駆動電圧が高い程、透過光の強度が低
くなり、同様に、駆動電圧が低い程、ＮＷタイプの液晶
ディスプレイの望ましい形からの放射光の強度が高くな
る。ＮＢタイプの液晶ディスプレイでは逆である。従っ
て、複数のグレー・レベル駆動電圧を使用することによ
り、ＮＷタイプあるいはＮＢタイプのどちらかの液晶デ
ィスプレイ画素を操作して所望の光強度を放射させるこ
とができる。グレー・レベルＶONはＶthより大きく約
５．０から６．５Ｖ以下である。
【００２４】ＬＣＤのグレー・レベル強度特性はディス
プレイの駆動電圧に影響される。ＮＷタイプの液晶ディ
スプレイのグレー・レベル特性では、画素から放射され
る光の強度が駆動電圧が上昇するにつれ連続的かつ単調
に減少する強度対駆動電圧曲線を有することが望まし
い。すなわち、６．０Ｖでの強度は５．０Ｖでの強度よ
り小さく、同様に、５．０Ｖでの強度は４．０Ｖでの強
度より小さく、４．０Ｖでの強度は３．０Ｖでの強度よ
り小さく、３．０Ｖでの強度は２．０Ｖでの強度より小
さく、等々、というように画素のグレー・レベル特性を
有することが望ましい。この広い視角にわたる良好なグ
レー・レベル曲線は、画素からの放射強度を容易に制御
できる。
【００２５】再度図３にもどり、図１、図２の従来の遅
延膜のないライト・バルブ画素についての強度対駆動電
圧曲線は、約３．２Ｖをこえる電圧を有する曲線域に存
在する逆転山があるので望ましくはない。この「逆転
山」という用語は、駆動電圧が約１．６Ｖから３．０Ｖ
の範囲で増加する際に強度曲線が単調に低下するが、駆
動電圧が約３．２Ｖで複数の視角曲線の強度が、駆動電
圧が約３．２Ｖから６．８Ｖと増加すると上昇し始め
る。駆動電圧が増加すると強度が上昇することは「逆転
山」として知られている。図３の逆転山は立ち上がり転
のみ有するが、この逆転山は立ち上がり、立ち下がり位
置の両方を含むことが多い。図３の複数の水平視角につ
いての逆転山の存在は、たとえば１．６Ｖと３．０Ｖ間
のグレー・レベル電圧が増大するにつれ、画素からの放
射強度が減少することを意味する。しかし、約３．０Ｖ
を超えるグレー・レベル電圧が３．２Ｖから６．８Ｖま
で増加すると、画素の放射強度は増大する。これは望ま
しくない。完全な駆動電圧対強度の曲線はグレー・レベ
ル駆動電圧の増加につき強度が低下することである。こ
れと反対に、逆転山はある視角について約３．２Ｖを上
回るグレー・レベル駆動電圧の各増加にたいしてライト
・バルブ画素からの放射強度の増加を意味する。従っ
て、液晶ディスプレイおよびその画素が全くあるいはほ
とんど逆転がなく提供できるなら、当業界で長らく期待
していたものを満たせる。つまり、駆動電圧の増大にた
いし強度の上昇が小さければ小さいほど良い。
【００２６】図４は、米国特許公報USP.No. 5,184,236
に記載のＮＷタイプの液晶ディスプレイ装置の光学構成
を示す概略説明図である。図示のように、このＬＣＤは
後方偏光板１１１、後方遅延板あるいは遅延膜１１３、
Ａ0方向に配向した後方配向あるいはバフかけ域と、Ａ1
方向に配向した前方配向あるいはバフかけ域との間にサ
ンドイッチした液晶材料を有する液晶セル１１９と、前
方遅延膜１１４、そして前方偏光板１１２とを有する。
【００２７】後方偏光版１１１は液晶層１１９の光の入
射側に設けられ、前方あるいは出口偏光板１１２は液晶
層１１９の光の出口側に設けられ、後方遅延幕１１３は
その液晶層と後方偏光板１１１の間に設けられ、前方遅
延幕１１４はその液晶層と前方偏光板１１２の間に設け
られている。この従来のＮＷタイプのディスプレイは、
後方偏光板透過軸Ｐ1が後方配向方向Ａ0に平行なのでＰ
−バフかけをしたもので、前方偏光板の透過軸Ｐ2は前
方配向方向Ａ1に平行である。
【００２８】液晶層１１９のパラメータΔＮ・ｄは４５
０ｎｍから５５０ｎｍの範囲に設定される。米国特許公
報USP.No. 5,184,236に記載の液晶材料は、その文献に
説明されているように左旋性である。液晶層１１９の入
射側の後方配向膜の並び方向は、液晶セルの側面にたい
して約４５°傾けたラビング方向Ａ0である。液晶層１
１９の前方配向膜の並び方向は配向方向Ａ1であり、こ
れは液晶層１１９の後方配向膜の配向方向Ａ0から反時
計方向に約９０°回転したものである。それゆえ、対向
する配向膜に挟まれた液晶層１１９はほぼ９０゜ねじら
れる。液晶分子の予備傾斜角は約１゜である。
【００２９】後方直線偏光板１１１は配向方向Ａ0に平
行な透過軸Ｐ1を有し、いっぽう、前方偏光板１１２は
前方配向方向Ａ1に平行な透過軸方向Ｐ2を有する。前方
および後方偏光板１１２、１１１の透過軸は互いに直交
し、ＮＷタイプの液晶ディスプレイを形成する。後方遅
延板あるいは膜１１３は、その光学軸Ｒ1が後方ラビン
グ方向Ａ0に平行か９０゜で交差するように配置されて
いる。前方遅延膜１１４は、その光学軸Ｒ2がラビング
方向Ａ1に平行か９０゜で交差するように配置されてい
る。これらの遅延膜１１３、１１４は等しい遅延値（ｄ
・ΔＮ）を有するように形成される。ｄは遅延膜の厚
さ、ΔＮは遅延膜の異方性あるいは複屈折値である。こ
の遅延膜１１３、１１４の遅延値は３００から４００ｎ
ｍの範囲に設定されている。この前方、および後方遅延
膜は、例えば、ポリカーボネートあるいはポリビニル・
アルコールなどの同じ材料で形成され、その外面はトリ
アセチル・セルロースなどで作った保護膜で覆われるの
が望ましい。
【００３０】図４の従来装置の配向方向あるいはバフか
け方向は「６時方向のバフかけ」である。「６時方向の
バフかけ」という言葉の意味は、後方配向方向Ａ0と前
方配向方向Ａ1が図５のＡからＤに示したグラフの６時
方向域の広げられた範囲を有する視野を提供する方向に
配向させることである。つまり、配向方向Ａ0は図４に
示したように左上から右下に向かい、配向方向Ａ1は左
下から右上へ向かうので、得られる視界は垂直視角軸０
゜より下の負の垂直域で、図５のＡからＤに示すように
良好なコントラストを有する。これは「６時方向のバフ
かけ」という表現によって示されることである。
【００３１】あるいは、配向方向Ａ0が右下から左上に
向かい、配向方向Ａ1は右上から左下へ向かうなら、図
４のディスプレイは「１２時方向のバフかけ」が行わ
れ、負の垂直視角に代わり正の垂直視角で良好なコント
ラスト比を有する視野を提供する。図４、図５Ａ−Ｄの
６時方向のバフかけをしたＬＣＤは、垂直の視角０゜よ
り上の正の垂直視野と反対の垂直の視角０゜より下の負
の垂直視野において良好なコントラスト比を有する視野
を示している。
【００３２】図４の従来の液晶ディスプレイにおいて、
コントラスト比は、液晶層１１９のｄ・ΔＮの値が５１
０ｎｍに設定され、両遅延膜１１３、１１４の遅延値が
３５０ｎｍ（波長が５８９ｎｍの光により測定された
値）に設定される時、遅延膜配向の４つの考えられるケ
ースについて図５のＡからＤで測定する。この４つのケ
ースは以下のとおりである。
【００３３】図５のＡは、両遅延膜１１３、１１４の光
学軸が後方ラビング方向Ａ0に平行に設けられたケース
を示している。Ａ−Ｄの外側の実線のコントラスト比曲
線はコントラスト比１０：１を示している。内側の点線
のコントラスト曲線はコントラスト比１００：１を示し
ている。中間の一点鎖線の曲線はコントラスト比５０：
１を示している。さらに、図５のＡ−Ｄのグラフでは、
各円は視角を１０゜づつ変化させたものを示している。
すなわち、グラフの中心は垂直０゜、水平０゜の視角
で、中心より外側にむかって順番に、１０゜、２０゜、
…である。図５のＡから分かるように、コントラスト比
１０：１の曲線は垂直０゜の視角軸に沿って約−３７゜
と＋４０゜に水平に広がり、水平視角軸０゜に沿って約
１５゜垂直に上方へ広がっている。
【００３４】図５のＢは、後方遅延膜１１３の光学軸Ｒ
1が配向方向Ａ0に平行に設けられ、前方遅延膜１１４の
光学軸Ｒ2がラビング方向Ａ0に直角に設けられたケース
を示している。Ｒ1方向は後方偏光板の軸Ｐ1に平行であ
り、Ｒ2は前方偏光板の軸Ｐ2に平行である。図５のＢか
ら分かるように、１０：１コントラスト比曲線は水平視
角軸０゜に沿って垂直に約１５゜にだけ広がっている。
また、５０：１コントラスト比曲線は水平視角軸０゜に
沿って垂直に約５゜にだけ広がっている。
【００３５】図５のＣは、後方遅延膜１１３および前方
遅延膜１１４の光学軸が互いに平行に配置され、後方ラ
ビング方向Ａ0に９０゜で交差するように設けられたケ
ースを示している。図５のＣから分かるように、１０：
１コントラスト比曲線は水平視角軸０゜に沿って垂直に
約１５゜にだけ上方に広がっている。また、１０：１コ
ントラスト比曲線は垂直視角軸０゜に沿ってトータルで
約７５゜−８０゜広がっている。
【００３６】図５のＤは、後方遅延膜１１３の光学軸Ｒ
1がラビング方向Ａ0に９０゜で交差するように設けら
れ、前方遅延膜１１４の光学軸Ｒ2が後方配向方向Ａ0に
平行に設けられたケースを示している。図５のＤから分
かるように、１０：１コントラスト比曲線は水平視角軸
０゜に沿ってトータルで約６０゜−６５゜広がってい
る。また、１０：１コントラスト比曲線は水平視角軸０
゜に沿って垂直に約＋１５゜上方にだけ広がっている。
【００３７】ＬＣＤの視野を調整するために遅延膜を回
転させることは従来より公知であった。たとえば、米国
特許公報USP.No. 5,184,236は、２枚の遅延膜を液晶材
料の片側に設けた場合にその遅延膜の光学軸を±１５゜
以下回転させることを教示している。遅延膜の光学軸
を、視野を調整する目的で時計方向あるいは反時計方向
のどちらかに回転させる。しかし、この従来技術の遅延
膜を回転させる時、視野のシンメトリが歪み、水平視角
軸０゜を中心としたシンメトリのない視野となる。さら
に、この従来技術は、液晶材料を挟んだ後方遅延膜と前
方遅延膜からディスプレイが構成される時に、ディスプ
レイ視野の位置調整を目的として後方遅延膜と前方遅延
膜の一方あるいは両方を回転することについて教示して
いない。
【００３８】図６は、本発明のＬＣＤに関する水平視角
および垂直視角と、従来のＬＣＤに記載の水平視角φお
よび垂直視角θとの角度関係を示している。同図におけ
る＋Ｘ、＋Ｙ、＋Ｚ軸も他の図において定義されてい
る。さらに、水平視角（Ｘang）および垂直視角（Ｙan
g）は以下に示した式により従来のＬＣＤに記載の水平
視角φおよび垂直視角θに変換できる。
【００３９】 ｔａｎ（Ｘang）＝ｃｏｓ（φ）・ｔａｎ（θ） ｓｉｎ（Ｙang）＝ｓｉｎ（φ）・ｓｉｎ（θ） あるいは、 ｃｏｓ（θ）＝ｃｏｓ（Ｙang）・ｃｏｓ（Ｘang） ｔａｎ（φ）＝ｔａｎ（Ｙang）÷ｓｉｎ（Ｘang）
【００４０】図７から図１０はセル・ギャップｄが５．
７０μｍのＮＷタイプの液晶ディスプレイを示すコンピ
ュータ・シミュレーションのコントラスト比曲線図であ
る。このディスプレイは第１方向の透過軸を有する後方
偏光板と、その第１方向と平行な光学軸を有する後方遅
延膜と、第１方向に直角に配向した後方バフかけゾーン
と、第１方向に平行に配向した前方バフかけゾーンと、
第１方向と直角な光学軸を有する前方遅延膜と、第１方
向と直角な透過軸を有する前方あるいは出口偏光板とか
ら構成する。この遅延膜は正の複屈折単軸タイプのもの
である。図７から図１０のＬＣＤは従来技術のものでは
ないが、後述する本発明の実施例との比較のために使用
するものである。
【００４１】図７は、使用光の波長が６３０ｎｍの赤色
で、ＶONが６．８Ｖ、ＶOFFが０．９ＶであるＮＷタイ
プの液晶ディスプレイを示すコンピュータ・シミュレー
ションのコントラスト比曲線図である。図７から図１０
のＬＣＤ前方、後方の両遅延膜の遅延値は３２０ｎｍで
あった。図７から分かるように、１０：１コントラスト
比曲線は垂直視角軸０゜に沿って水平角約−４０゜から
＋４０゜に広がっており、１０：１のコントラスト比の
垂直視角軸０゜にそったトータルな視野は約８０゜と定
義することができる。
【００４２】図８は図７と同様なコンピュータ・シミュ
レーションのグラフである。その違いは、図８における
パラメータのＶONが５．０Ｖである。ＶONの低下は垂直
視角軸０゜を中心とした視野の上方移動を招くことが分
かる。また、ＶONの低下は視野の垂直方向の縮みとな
る。
【００４３】図９は図７と同様なコンピュータ・シミュ
レーションのグラフであり、前方、後方の両遅延膜の遅
延値は３２０ｎｍで、パラメータのＶONが６．８Ｖであ
る。その違いは、図９では５５０ｎｍの緑色波長を使用
した。図７の赤色波長に対して緑色波長の高いコントラ
ストの理由は、赤色波長に対するよりも緑色波長に対す
る第１透過最小値にセル・ギャップ５．７０μｍがほぼ
一致していることによる。従って、緑色波長は視野の中
心で高いコントラスト比を示す。また、図９の１０：１
コントラスト比曲線は垂直視角軸０゜にそってトータル
に約７５゜の水平方向の広がりを持つ。
【００４４】図１０は図７と同様なコンピュータ・シミ
ュレーションのグラフであり、前方、後方の両遅延膜の
遅延値は３２０ｎｍで、４８０ｎｍの青色波長を使用し
た。図１０の１０：１青色コントラスト比曲線は垂直視
角軸０゜にそってトータルに約７５゜の水平方向の広が
りを持つ。この青色コントラスト比の視野は赤色波長に
関する図７で見られたより僅かに上方へずれている。
【００４５】図１、２、および７乃至１０のコントラス
ト比曲線から分かるように、広い垂直、水平視角に広が
るコントラスト比曲線を有する視野を持つＮＷタイプの
液晶ディスプレイが提供できるのことが非常に望まし
い。
【００４６】米国特許公報USP.No.4,984,874は、遅延値
約３００ｎｍの前方、後方遅延膜を有する液晶ディスプ
レイ装置を開示している。前方、後方のバフかけゾーン
を有する液晶層をその遅延膜の間に挟んでいる。後方遅
延膜は、直線的に偏光した光を楕円的に偏光した光に変
換するように機能し、一方、前方遅延膜は、液晶材料か
ら出る楕円的に偏光した光を、前方あるいは出口偏光板
に達する前に直線的に偏光した光に変換するように機能
する。このUSP.No.4,984,874の液晶材料のねじり角度は
約１８０゜から２７０゜である。
【００４７】米国特許公報USP.No.5,107,356は、平行な
透過軸を有する第１、第２偏光板を持つＮＢタイプの液
晶ディスプレイを開示している。この特許の液晶材料は
前方遅延膜と後方遅延膜に挟まれている。
【００４８】Ｐ−パフかけしたディスプレイの液晶層の
反対側に３００−６００ｎｍの遅延膜あるいは遅延板を
設けることは公知であるが、この従来技術は所定範囲の
視角にわたり高いコントラスト比を達成するために８０
−２００ｎｍの遅延値を有する前方、後方の遅延膜を持
つＮＷタイプのＸ−バフかけした液晶ディスプレイある
いは画素を提供することは開示していない。この従来技
術は、また、ディスプレイの視野の中心位置を垂直視角
軸０゜より下に移動させ、垂直視角軸０゜より上にある
反転域から遠ざかるように、この後方、前方遅延膜の光
学軸を対称に回転することは開示していない。
【００４９】ここで使用された「時計方向」および「反
時計方向」という用語は、ディスプレイに向かってユー
ザから見た場合である。
【００５０】また、基板、偏光板、電極、ラビングある
いはバフかけゾーン、遅延膜、配向膜に使用した「後
方」という語は、液晶材料への光の入射側を意味する。
あるいは、ユーザの視点とは反対の液晶材料の側を意味
する。
【００５１】この明細書に記載のディスプレイおよびラ
イト・バルブは特に明記しないかぎり、Ｘ−バフかけを
したものである。
【００５２】同様に、基板、偏光板、電極、ラビングあ
るいはバフかけゾーン、遅延膜、配向膜に使用した「前
方」という語は、ユーザの視点と同じ液晶材料の側にこ
れら部材があることを意味する。
【００５３】図１乃至３、図７乃至４５のＬＣＤおよび
ライト・バルブは、室温で０．０８４の複屈折（ΔＮ）
を有する左旋性液晶材料を有する。
【００５４】「遅延値」という語は、遅延膜（板）のｄ
・ΔＮを意味し、ｄは膜厚でありΔＮは膜の複屈折値
（正あるいは負）である。
【００５５】「内部」という語は、液晶材料に近い側の
部材の側面、表面を意味する。
【００５６】「ライト・バルブ」という語は、後方偏光
板、後方遅延膜（他に特定しない場合）、後方透明基
板、後方連続電極、後方配向膜、液晶層、前方配向膜、
前方連続画素電極、前方基板、前方遅延膜（他に特定し
ない場合）、および前方偏光板をこの順に配列し、カラ
ー・フィルタおよびＴＦＴのような駆動アクティブ・マ
トリックス回路の存在はない液晶ディスプレイ画素を意
味する。
【００５７】「コントラスト比」という語は、ＯＮ状態
あるいは暗色状態のディスプレイあるいは画素を透過す
る光量に対するＯＦＦ状態あるいは白色状態のディスプ
レイあるいは画素を透過する光量の比率を意味する。
【００５８】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、ディ
スプレイの視野が広い垂直方向および水平方向の視角で
高いコントラスト比を有するＮＷタイプの液晶ディスプ
レイの必要性がある。また、ＮＷタイプの液晶ディスプ
レイの視野を０゜の垂直視角軸あるいはそれより上にあ
る逆転域から離れた位置に中心を据える必要がある。
【００５９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による液晶ディスプレイは以下の構成を有す
る。複数の画素と、光入射用後方偏光板と、光出口用前
方偏光板と、後方遅延膜と、前方遅延膜とを有し、前記
複数の画素の各々は、一対の駆動電極と、その電極間に
設けたツイスト・ネマティック液晶材料から成り、液晶
材料は厚さｄで、ｄ・ΔＮの結果が約４００ｎｍ乃至５
５０ｎｍとなる異方性ΔＮを有し、液晶材料はそれを通
過する１以上の光の通常入射可視光線波長を約８０゜か
ら１００゜にねじることが可能であり、前記後方偏光板
は第１方向に配向された透過軸を有し、前記前方偏光板
は上記第１方向にたいして第２方向に配向された透過軸
を有し、それにより通常白色のディスプレイを形成し、
前記後方遅延膜は前記後方偏光板と前記ツイスト・ネマ
ティック液晶材料間に設けてあり、前記前方遅延膜は前
記前方偏光板と前記液晶材料間に設けてあり、前記偏光
板の透過軸と前記遅延膜の光学軸は、約１００゜以上の
水平角スパンおよび約５５゜より大きい垂直角スパンに
わたり少なくとも約１０：１の白色光コントラスト比を
得られるように互いに配列したことを特徴とする。
【００６０】本発明の望ましい形態では、約６．０Ｖを
ディスプレイにかける時に、約１２０゜以上の水平角ス
パン、および約６０゜を上回る垂直角スパンではコント
ラスト比が約１０：１以上が達成される。
【００６１】本発明の別の望ましい形態では、上記コン
トラスト比約１０：１が達成され、一方、約８０゜以上
の水平角スパン、および約３０゜の垂直角スパンでコン
トラスト比が約３０：１が同時に達成される。さらに、
本発明の特に望ましい形態では、上記コントラスト比ば
かりではなく、約８５゜の水平角スパン、および約３０
゜の垂直角スパンで約５０：１のコントラスト比も達成
される。こうした実施例では、（ｄ・ΔＮ）／λの結果
は予め選択した波長λの単色の第１最小値におおよそ匹
敵するようにディスプレイを設計することが望ましい。
この単色は通常、赤色、緑色、青色であるが、他の色も
必要により使用できる。
【００６２】また、本発明は以下の構成によるＮＷタイ
プの液晶ディスプレイを提供することにより前記目的を
達成する。すなわち、複数の画素を有するディスプレイ
は、通過する１以上の光の通常入射可視光線波長を約８
０゜から１００゜にねじるツイスト・ネマティック液晶
層と、前記液晶層の第１側の第１遅延膜と、前記液晶層
の第２側の第２遅延膜とを有し、前記液晶層は該第１、
第２遅延膜の間に設けられ、前記第１、第２遅延膜は各
々単軸で、約８０乃至２００ｎｍの正あるいは負の遅延
値を有し、前記遅延膜の透過軸は所定の視角域で高いコ
ントラスト比を得るように互いに配列したことを特徴と
する。
【００６３】本発明の実施例では、第１、第２遅延膜は
各々光学軸を有し、第１遅延膜の光学軸は第１方向を形
成し、第２遅延膜の光学軸は第２方向を形成し、第１、
第２方向は約７５゜から１００゜異なっている。
【００６４】本発明の他の実施例では、ディスプレイは
さらに前記第１遅延膜にほぼ隣接した第１偏光板と、前
記第２遅延膜にほぼ隣接した第２偏光板とを有し、該第
１、第２偏光板の間に前記第１、第２遅延膜を設けてい
る。
【００６５】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
約６．０Ｖをかけた時にディスプレイは、垂直で約０
゜、水平で±４５゜の視角で少なくとも約２０：１の白
色光コントラスト比を有する。
【００６６】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
約６．０Ｖをかけた時にディスプレイは、垂直で約−２
０゜、水平で±４０゜の視角で少なくとも約２０：１の
白色光コントラスト比を有する。
【００６７】また、本発明は以下の構成による液晶ディ
スプレイ用の画素を提供することにより前記目的を達成
する。すなわち、第１方向に配向された透過軸を有する
入射光用後方偏光板と、上記第１方向にたいして第２方
向に配向された透過軸を有し、それにより通常白色のデ
ィスプレイを形成する光出口用前方偏光板と、前記後方
偏光板とツイスト・ネマティック液晶材料間に設けた後
方単一軸遅延膜で、前記液晶材料は１以上の通常入射の
可視波長の光が通過する際にその可視光線を約８０゜か
ら１００゜にねじり、前記前方偏光板と前記液晶材料間
に設けた前方単一軸遅延膜とから成り、前記前方遅延膜
および後方遅延膜は正の複屈折値を有し、また、約８０
ｎｍ乃至２００ｎｍの遅延値を有し、前記偏光板の透過
軸と前記遅延膜の光学軸は所定の視角範囲にわたり高コ
ントラスト比を得られるように互いに配列したことを特
徴とする。
【００６８】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
画素に約６．０Ｖをかけた時に白色コントラスト比が、
（i）垂直０゜、水平−４０゜、（ii）垂直０゜、水平
３０゜、（iii）垂直２５゜、水平０゜、（iv）垂直−
５゜、水平±２５゜の視角で少なくとも約３０：１であ
ることを特徴とする。
【００６９】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
画素に約６．０Ｖをかけた時に白色コントラスト比が、
（i）垂直０゜、水平±６０゜、（ii）垂直３０゜、水
平０゜、（iii）垂直−１５゜、水平±３０゜の視角の
うちどれかで少なくとも約１０：１であることを特徴と
する。
【００７０】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
約８０゜乃至１００゜の角度は、後方および前方遅延膜
の光学軸間で形成される。また、本発明のさらに別の望
ましい実施例では、約８５゜乃至９０゜の角度は、後方
および前方遅延膜の光学軸間で形成される。
【００７１】また、本発明は以下の構成による液晶ディ
スプレイを提供することにより前記目的を達成する。す
なわち、垂直視角軸０゜より下にほぼ中心とした視野を
有する液晶ディスプレイは、第１方向を形成する透過軸
を有する第１偏光板と、第２方向を形成する透過軸を有
し、該第１方向と第２方向は互いにほぼ直交して、それ
により通常白色のディスプレイを形成する第２偏光板
と、光学軸を有し、約８０ｎｍ乃至２００ｎｍの正ある
いは負の遅延値を有する第１遅延膜と、光学軸を有する
第２遅延膜で、ツイスト・ネマティック液晶層を前記第
１遅延膜と該第２遅延膜の間に設け、前記液晶層は１以
上の通常入射の可視波長の光が通過する際にその可視光
線を約８０゜から１００゜にねじり、前記第１、第２遅
延膜の光学軸はその間の角度δを約７０゜乃至８９゜の
範囲で形成し、約５．０乃至７．０Ｖの電圧をかけた時
に、垂直視角軸０゜より下にほぼ中心とし、垂直視角軸
０゜より上にある逆転域からはなれた視野を有するディ
スプレイを形成したことを特徴とする。
【００７２】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
第１、第２遅延膜の光学軸間の角度δは約７５゜乃至８
７゜であり、０゜の垂直視角軸より上にある視角の逆転
を避けるように高コントラストの視野を位置決めし、か
つ中心出しをおこない、前記遅延膜は単軸で正の複屈折
である。
【００７３】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
第１遅延膜の光学軸と第１偏光板の透過軸は、約１．５
゜乃至７．５゜の角度θ１をその間に形成する。
【００７４】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
第２遅延膜の光学軸と第２偏光板の透過軸は、約１．５
゜乃至７．５゜の角度θ２をその間に形成する。
【００７５】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
角度θ１とθ２はほぼ等しく、水平視角軸０゜を中心と
してほぼ対称の高コントラスト視野を形成する。
【００７６】また、本発明は以下の方法により前記目的
を達成する。すなわち、逆転域からはなれた中心決めし
た位置に液晶ディスプレイの高コントラストの視野を移
動させる方法は、ａ）第１方向を形成する透過軸を有す
る第１偏光板を持つ液晶ディスプレイを提供するステッ
プと、ｂ）第２方向を形成する透過軸を有する第２偏光
板を持つディスプレイを提供するステップと、ｃ）１以
上の通常入射の可視波長の光が通過する際にその可視光
線を約８０゜から１００゜にねじるツイスト・ネマティ
ック液晶層の反対側に前記第１、第２偏光板をそれぞれ
位置決めするステップと、ｄ）ほぼ同じ遅延値を有する
正の複屈折単軸の第１、第２遅延膜を前記液晶層の反対
側にそれぞれ位置決めし、前記第１遅延膜は第１偏光板
にほぼ隣接し、前記第２遅延膜は第２偏光板にほぼ隣接
するようにしたステップと、ｅ）前記第１偏光板にたい
して前記第１遅延膜の光学軸を配向させ、その間に角度
θ１を形成するステップと、ｆ）前記第２偏光板にたい
して前記第２遅延膜の光学軸を配向させ、その間に角度
θ２を形成するステップと、ｇ）垂直視角軸０゜より下
にディスプレイの最高コントラスト視野の中心を設定す
るように、前記角度θ１とθ２の値を選択するステップ
を有し、よって垂直視角軸０゜より上にある逆転域から
はなれた最高コントラストの視野を位置決めし、中心出
しする。
【００７７】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
前記角度θ１とθ２は約３゜から５゜の範囲となるよう
に選択される。
【００７８】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
前記角度θ１とθ２は約２゜から１０゜の範囲となるよ
うに選択される。
【００７９】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
前記遅延膜は単軸であり、負の複屈折を有する。
【００８０】本発明のさらに別の望ましい実施例では、
前記遅延膜は二軸であり、正あるいは負のどちらかの複
屈折を有する。
【００８１】また、本発明は以下の構成によるツイスト
・ネマティック液晶ディスプレイ用の画素を提供するこ
とにより前記目的を達成する。すなわち、第１方向に配
向された透過軸を有する入射光用後方偏光板と、前記第
１方向にほぼ直角の第２方向に配向された透過軸を有
し、それにより通常白色のディスプレイを形成する光出
口用前方偏光板と、前記後方偏光板とツイスト・ネマテ
ィック液晶材料間に設けた後方二軸遅延膜で、前記液晶
材料は１以上の通常入射の可視波長の光が通過する際に
その可視光線を約８０゜から１００゜にねじり、前記前
方偏光板と前記液晶材料間に設けた前方二軸遅延膜とか
ら成り、最大の屈折率を有する前記後方遅延膜の光学軸
は、後方偏光板の透過軸の第１方向にほぼ平行な方向に
配向させ、最大の屈折率を有する前記前方遅延膜の光学
軸は、前方偏光板の透過軸の第２方向にほぼ平行な方向
に配向させ、前記最大屈折率を有する前方および後方遅
延膜の前記光学軸は各々、画素の視野が所定の大きな水
平視角で高いコントラスト比を有するように約−１００
から−２００ｎｍの範囲の遅延値（ｄ・ΔZX）を有す
る。
【００８２】
【実施例】図１１は本発明による第１実施例の光学構成
部品を示し、その各々の配向を示す概略図である。図１
１に示したこの実施例のＮＷタイプのＸ−バフかけした
ＬＣＤ（または画素）は、液晶層５の光入射側に設けた
後方直線偏光板１、液晶層５の光出口側に設けた出口あ
るいは前方直線偏光板９、液晶層と後方偏光板１との間
に設けた後方遅延膜または遅延板３、および液晶層と前
方偏光板９との間に設けた前方遅延膜または遅延板７か
ら成る。この実施例の遅延膜は単軸で正の複屈折（Δ
Ｎ）値を有するのが望ましい。本発明のこの実施例で有
用な単軸で正の複屈折遅延膜は市販されており、例えば
Nitto Corp.,（日本）、あるいはNittoDenko America,
Inc., New Brunswick,（米国、ニュージャージー州）に
より販売されているモデル番号ＮＲＦ−ＲＦ１２０の１
２０ｎｍ遅延膜などがある。
【００８３】さらに、二軸遅延膜が、例えば、Allied S
ignal Corporationから入手可能であり、負の複屈折単
軸／二軸の可溶性ポリイミド遅延膜がアクロン大学から
入手可能であり、本発明の実施例に使用できる。
【００８４】通常、入射光１１は、例えば米国特許公報
USP.No.5,161,041に示されているように従来のバックラ
イト・システムから後方直線偏光板１に向けられてい
る。液晶材料５はツイスト・ネマティックのタイプが望
ましく、通常入射の可視波長光が液晶材料５を通過する
際に少なくとも、約８０゜から１００゜（最ものぞまし
くは約９０゜）にねじる。液晶層による「ねじり」の量
は、通過する光の波長、液晶層５の厚さｄ、液晶層の複
屈折値、後方および前方バフかけゾーンの配向等に依存
する。液晶材料あるいは液晶層は約４．５から６．０μ
ｍの厚さ、および室温で０．０８４の複屈折値が望まし
い。
【００８５】後方遅延膜３と液晶層５の間に後方配向膜
２１を設け、該配向膜２１はＢ1方向に配向した配向軸
あるいはバフかけ域を有する。Ｂ1方向に配向した後方
配向膜２１は、後方配向膜に隣接した液晶層の分子をこ
のＢ1方向に整列させる役目をする。図１１のディスプ
レイは、配向方向Ｂ2を有する前方配向膜２２あるいは
バフかけ域も有する。前方配向膜のＢ2方向は後方配向
膜のＢ1方向にほぼ直角であることが望ましい。後方配
向膜を有する場合、前方配向膜の目的は液晶層５とＢ2
方向の前方配向膜との界面に沿って液晶の分子を整列さ
せることである。後述するように、Ｂ1方向の後方配向
膜は右下から左上に整列させられ、前方配向方向Ｂ2は
右上から左下に配向させられており、図４で示した米国
特許公報USP.No.5,184,236のバフかけ方向と混乱しない
ようにする。これら２枚の配向膜の整列の効果は液晶層
に約８０゜から１００゜（最も望ましくは約９０゜）の
ねじりを与えることである。
【００８６】後方直線偏光板１は、透過軸ＰRが前方配
向膜の配向方向あるいはバフかけ方向Ｂ2とほぼ平行に
なるように配置する。前方偏光板９は、その透過軸ＰF
が後方偏光板１の透過軸ＰRとほぼ直角になるように配
置する。後方偏光板１の透過軸ＰRはその隣接した配向
膜２１の配向方向Ｂ1にほぼ直角で、これは交差したバ
フかけ（つまり、Ｘ−バフかけ）を意味する。Ｐ（平
行）バフかけは、各々の偏光板に隣接したバフかけ膜の
バフかけ方向が偏光の方向に平行であることを意味す
る。前方、後方の両偏光板の透過軸のこの配列も、光が
前方直線偏光板９から出る際にＮＷタイプのツイスト・
ネマティック液晶ディスプレイ・セルを形成し、ディス
プレイがＯＦＦ状態にある時にユーザの視点１５で観察
できる。
【００８７】この実施例は、「Ｘ−バフかけ」の構成が
「Ｐ−バフかけ」配向に対して優れた結果をもたらすの
で「Ｘ−バフかけ」光学構成を利用する。しかし、「Ｐ
−バフかけ」の構成も本発明の実施例に利用可能であ
る。
【００８８】後方遅延膜３は単軸タイプが望ましいが、
必ずしも単軸タイプである必要はなく、後方偏光板１の
透過軸ＰRにほぼ平行な方向に向けられた光学軸ＲRを有
する。また、後方遅延膜の光学軸ＲRは後方配向膜のＢ1
方向にほぼ直角の方向に配置してある。後方遅延膜３の
遅延値（ｄ・ΔＮ）は、望ましくは約８０から２００ｎ
ｍの範囲、より望ましくは約１００から１６０ｎｍの範
囲、最も望ましくは約１２０から１４０ｎｍの範囲であ
る。
【００８９】前方および後方遅延膜は、本発明のこの実
施例あるいは他の実施例で液晶材料から等しい距離はな
れて位置させることが望ましい。
【００９０】前方遅延膜７は後方遅延膜３に対して液晶
層５の反対側に位置させ、単軸であることが望ましい。
前方遅延膜７の光学軸ＲFは、前方偏光板９の透過軸ＰF
にほぼ平行な方向に配向させることが望ましい。また、
前方遅延膜７の光学軸ＲFは前方配向膜の配向方向Ｂ2に
ほぼ直角の方向に配向させるのが望ましい。ここで使用
する「ほぼ平行」および「ほぼ直角」という語は後方お
よび前方遅延膜の光学軸の配向を規定するためにのみ使
用するのではなく、遅延膜の軸が特に特定しなければ約
±１０゜内で配置させることを意味する。
【００９１】前方遅延膜７の遅延値は後方遅延膜３の値
と同一が望ましい。すなわち、前方遅延膜７の遅延値
（ｄ・ΔＮ）は、望ましくは約８０から２００ｎｍの範
囲、より望ましくは約１００から１６０ｎｍの範囲、最
も望ましくは約１２０から１４０ｎｍの範囲である。
【００９２】本発明で教示するように約８０から２００
ｎｍの遅延膜を使用する利点は、広い視野が得られるこ
と、および、視野をゆがめることなく逆転域から垂直方
向に視野を移動させる能力が得られることである。
【００９３】また、後方および前方遅延膜の遅延値は、
視野を０゜の水平視角軸を中心としてほぼ対称に形成す
るように同じとするのが望ましい。遅延膜３と７の遅延
値の差を大きくするほど、０゜の水平視角軸を中心とし
た視野の対称性の損失が大きくなる。これは本発明のあ
る実施例では望ましいものとなる。
【００９４】従来のバックライト・システムからの通常
に入射する白色光１１は図１１に示されたＮＷタイプの
液晶ディスプレイ、および後方直線偏光板１とその透過
軸ＰRに向けられる。この後方偏光板１はその白色光１
１を直線的にＰR方向に偏光する。偏光の後、光は約８
０から２００ｎｍの範囲のある遅延値を有する後方遅延
膜３に向かい、通過する。遅延膜３の透過およびその光
学軸ＲRの影響を受けた後、光は配向方向Ｂ1を有する後
方配向膜を進み、液晶層５に入る。そこを進む時、ツイ
スト・ネマティック液晶材料は白色光を約８０゜から１
００゜、望ましくは約９０゜ねじる。
【００９５】液晶層５の前方面に沿って分子がＢ2方向
に整列された液晶層５を出た後、光はカラー・フィルタ
（図示せず）を通って前方遅延膜７に向かい、通過す
る。カラー・フィルタは、例えば、赤色、緑色、青色、
白色、あるいは本発明の引例としてあげた米国特許公報
USP.No.4,632,514で教示されたようにその組合せでもよ
い。前方遅延膜７を通過し、その光学軸ＲFに影響され
た後、光は前方偏光板９に進む。液晶ディスプレイが励
起されていない状態、あるいはＯＦＦ状態（閾値Ｖthを
上回る電圧が液晶材料にかけられていない状態）の時、
ねじられた光は前方偏光板９を通過し、ディスプレイは
白色、あるいは有色に輝いて見える。一方、液晶ディス
プレイが励起されている状態、あるいはＯＮ状態（閾値
Ｖthを上回る電圧が液晶材料にかけられている状態）の
時、光は前方偏光板９により電圧に応じた範囲で遮光さ
れ、ディスプレイはユーザに暗く見える。
【００９６】液晶材料の各々の側に設けた電極は従来技
術に基づくものであり、簡略化のために図１１から図１
３では図示していない。
【００９７】図１２は本発明の第１実施例の偏光板、遅
延膜、配向膜の各軸間の角度関係を示した図である。図
１２および図１３は液晶ディスプレイのユーザ側視点か
らの概略図である。図１２に示したように、前方偏光板
の透過軸ＰF、前方遅延膜の光学軸ＲF、後方配向膜の配
向方向Ｂ1が互いにほぼ平行である。また、後方偏光板
の透過軸ＰR、後方遅延膜の光学軸ＲR、前方配向膜の配
向方向Ｂ2も互いにほぼ平行である。したがって、図１
２で示されているように約９０゜の角度がこの２グルー
プ間で形成されている。望ましくは、本発明の第１実施
例の図１２に示した角度構成が０゜の垂直視角軸あるい
はこの図を見ている読者を中心としてほぼ対称の視野を
提供する。
【００９８】図１２、図１３には＋Ｘと＋Ｙ方向が示さ
れており、＋Ｚ方向は図面から読者に向けて出てくる方
向である。
【００９９】図１３は本発明の別の実施例の上記光学方
向間の角度関係を示した概略図である。この実施例で
は、後方、前方の両遅延膜３、７の光学軸は、その形状
をほぼ維持しながら０゜の垂直視角軸より下の位置にデ
ィスプレイの視野の中央部を移動するように負の方向に
対称的に回転させる。図１３の実施例は、遅延膜の光学
軸の配向を除いて第１実施例で説明したものと同じパラ
メータを使用している。第１実施例のように、この実施
例の前方偏光板と後方偏光板の透過軸ＰFとＰRは約９０
゜をその間に形成する。また、Ｂ1とＢ2方向は互いにほ
ぼ直角であり、前方偏光板と後方偏光板の透過軸ＰFと
ＰRに対してそれぞれほぼ平行である。
【０１００】第１実施例とこの実施例の違いは、図１３
に示す実施例における後方遅延膜の光学軸ＲRが、後方
偏光板の透過軸と後方遅延膜の光学軸ＲR間に角度θ１
を形成するように回転させている。また、この実施例の
前方遅延膜の光学軸ＲFも、前方偏光板の透過軸ＰFと前
方遅延膜の光学軸ＲF間に角度θ２を形成するように回
転させている。
【０１０１】図１３に示したように、後方遅延膜の光学
軸ＲRはＰRおよびＢ2方向に対して時計方向に回転さ
せ、一方、前方遅延膜の光学軸ＲFはＰFおよびＢ1方向
に対して反時計方向に回転させてある。のぞましくは、
図１３の角度θ１、θ２は互いにほぼ等しく、水平視角
軸０゜を中心にほぼ対称となるＮＷタイプの液晶ディス
プレイ用の視野を形成する。前方遅延膜の光学軸ＲFが
反時計方向に回転させられ、後方遅延膜の光学軸ＲRが
時計方向に同程度回転させられているので、この実施例
のディスプレイは対称的に負の方向に回転させた遅延膜
を有していると言える。この「対照的」という語は、角
度θ１、θ２が互いにほぼ等しいことを意味する。例え
ば、図１３のＮＷタイプの液晶ディスプレイが−８゜対
称的に回転した後方、前方遅延膜の光学軸を有するな
ら、角度θ１、θ２はそれぞれ約４゜である。それゆ
え、この実施例の遅延膜が対称的に−８゜回転させられ
ている時、ＲR、ＲF方向間の角度δは約８２゜となる。
後方、前方遅延膜の光学軸が−４゜対称的に回転させた
なら、角度θ１、θ２はそれぞれ約２゜であり、後方、
前方遅延膜の光学軸間の角度δは約８６゜となることは
明らかである。
【０１０２】後方、前方遅延膜の光学軸ＲR、ＲFを回転
させる目的は、視野の中央位置をその形状を維持したま
ま垂直方向に移動させるためである。液晶ディスプレイ
技術分野では、様々なユーザが視野の位置などのような
様々な特性を要求することが多い。そうした様々な要求
により、単に、後方、前方遅延膜の光学軸を回転させる
ことにより、ユーザの好みに合わせて視野を垂直方向に
移動することができるディスプレイが望ましい。遅延膜
の光学軸ＲR、ＲFを対称的に所定の負の範囲に回転させ
ることにより、視野はその形状がほぼ維持されたまま０
゜の垂直視角軸より下の中央位置で、０゜の垂直視角軸
より上の逆転域から離れて移動させられる。この視野の
移動は、この実施例および他の実施例に関する図面を用
いて以下、詳細に説明する。
【０１０３】図１３の実施例は、後方、前方遅延膜の光
学軸を対称に所定の正の値に回転させる状態である。光
学軸ＲR、ＲFを、例えば＋６゜対称に回転させる時に
は、光学軸ＲRはＰRとＢ2方向に対して反時計方向に３
゜回転させ、同時に遅延軸ＲFはＢ1とＰF方向に対して
時計方向に３゜回転させる。従って、後方、前方遅延膜
の光学軸ＲR、ＲFは、その軸とそれぞれ隣接する偏光板
の透過軸との間の角度θ１、θ２はそれぞれ約３゜を形
成する。光学軸ＲR、ＲFが対称的に＋６゜回転させられ
ている状態では、角度δは約９６゜である。遅延膜の光
学軸が正の方向に対称的に回転させられると、その結果
として視野を０゜の垂直視角軸より上の中央位置に移動
させる。
【０１０４】図１４から図２７は、異なった駆動電圧、
遅延値、波長の効果を示す本発明の第１実施例のコンピ
ュータ・シミュレーションのグラフである。
【０１０５】図１４および図１５は６３０ｎｍの赤色波
長を使用した第１実施例のコンピュータ・シミュレーシ
ョンのコントラスト比曲線のグラフである。図１４、図
１５に関し、セル・ギャップｄが５．７０μｍで、後
方、前方遅延膜の光学軸ＲR、ＲFは後方、前方直線偏光
板の透過軸にそれぞれ平行である。後方、前方遅延膜
３、７は、各々１２０ｎｍの遅延値を有し、これは図１
６から図２１も同様である。
【０１０６】図１４において、ＶONは６．８Ｖで、ＶOF
Fは０．９Ｖであった。図１４から分かるように、赤色
波長のコントラスト比は特に水平方向で非常に良好であ
る。３０：１コントラスト比曲線は両水平方向に広が
り、一方１０：１のコントラスト比曲線は正の垂直方向
に広がっている。３０：１のコントラスト比曲線は０゜
の垂直視角軸に沿って水平方向に約−５５゜から＋５５
゜でトータルに約１１０゜広がっている。さらに、０゜
の垂直視角軸に沿った５０：１のコントラスト比曲線
は、約−４６゜から＋４６゜の広がりをもつ。これらは
従来技術に比べかなり改善されている。
【０１０７】図１５はＶONが６．０Ｖを除いて図１４と
同じパラメータを使用したコントラスト比曲線のグラフ
を示す。図１５から分かるように、パラメータＶONある
いは駆動電圧を下げることにより、視野は垂直方向に縮
小され、正の垂直視角上方にわずか移動させられる。し
かし、図１５では、駆動電圧が６．０Ｖの時は、５０：
１コントラスト比曲線は０゜の垂直視角軸に沿って水平
に約±５５゜広がっている。
【０１０８】図１６および図１７は、本発明の第１実施
例のディスプレイで５５０ｎｍの緑色波長を利用したコ
ンピュータ・シミュレーションのコントラスト比曲線グ
ラフである。このセル・ギャップｄは５．７０μｍであ
り、後方および前方遅延膜３、７は１２０ｎｍの遅延値
であった。図１６はＶONが６．８Ｖであり、図１７は
６．０Ｖであった。図１６から分かるように、５０：１
のコントラスト比曲線は０゜の垂直視角軸に沿って水平
方向に約−４５゜から＋４５゜でトータルに約９０゜広
がっている。図１７から分かるように、駆動電圧を下げ
ることにより、視野は垂直方向に縮小され、０゜の垂直
視角軸より上方の中央位置に移動させられる。
【０１０９】図１８および図１９は、本発明の第１実施
例のディスプレイで４８０ｎｍの青色波長を利用したコ
ンピュータ・シミュレーションのコントラスト比曲線グ
ラフである。このセル・ギャップｄは５．７０μｍであ
り、後方および前方遅延膜３、７は１２０ｎｍの遅延値
であった。赤色波長および緑色波長の場合のように、Ｖ
ONを６．８Ｖ（図１８）から６．０Ｖ（図１９）に下げ
ると、１０：１のコントラスト比曲線によりカバーされ
た垂直角に関して、視野は垂直方向に縮小され、０゜の
垂直視角軸より上方に移動する。
【０１１０】図２０は、０゜の垂直視角軸に沿って水平
視角の−６０゜から＋６０゜の範囲で様々な駆動電圧に
おける駆動電圧対透過のグラフである。±６０゜の曲線
を除けば、約２から６Ｖのグレー・レベル駆動電圧域の
透過対駆動電圧曲線について逆転の効果はほとんどな
い。つまり、グレー・レベル駆動電圧域では、駆動電圧
が増大すると、透過は減少し、図２０に示したように０
゜の垂直視角軸に沿って水平視角の良好なグレー・レベ
ル特性が得られる。図２０のグラフと図３の公知例のグ
ラフを比較すると、本発明の第１実施例の光学パラメー
タの構成が種々の水平視角での逆転の効果を減少させる
ことが明らかであり、ＮＷタイプの液晶ディスプレイを
提供する改良されたグレー・レベルを提供する。
【０１１１】図２１の曲線は０゜の水平視角軸に沿った
様々な垂直視角を表し、＋４０゜の垂直視角を除いて、
駆動電圧が増大すれば一般的に減少する透過率を示す。
＋３０゜と＋４０゜の垂直視角についてのみ逆転の効果
が見られる。つまり、広い範囲のグレー・レベル駆動電
圧で、電圧を増大させると透過率は減少し、垂直視角の
良好なグレー・レベル特性が得られる。図２０、図２１
のセル・ギャップは５．７０μｍであった。図２０と図
３の駆動電圧対透過曲線をプロットする際に白色光を使
用した。図３の大きな逆転の山の存在は図２０、図２１
には現れていない。つまり、従来技術の欠点を本発明は
改善したことを意味する。
【０１１２】図２２乃至２４は、液晶材料へのＶONは
６．８Ｖで、後方遅延膜３と前方遅延膜７は１６０ｎｍ
の遅延値を有し、セル・ギャップｄが５．７０μｍの時
の第１実施例のコンピュータ・シミュレーションのコン
トラスト比曲線のグラフを示す。
【０１１３】図２２は赤色波長６３０ｎｍを使用したケ
ースを示している。１６０ｎｍの遅延膜（図２２）と１
２０ｎｍの遅延膜（図１４）を用いた第１実施例のＬＣ
Ｄを比較すると、１２０ｎｍの遅延膜の場合は水平およ
び垂直の両方向でコントラスト比がより広がっている。
例えば、図１４（１２０ｎｍ）および図２２（１６０ｎ
ｍ）の赤色波長６３０ｎｍに関して、図１４の５０：１
コントラスト比曲線は約−５５゜から＋５５゜でトータ
ルに約１１０゜水平方向に広がり、一方、図２２の５
０：１コントラスト比曲線は約±４５゜水平に広がって
いる。しかし、図１４の視野のブーメラン形状は、図２
２の１６０ｎｍの遅延膜を使用した時ではほぼなくなっ
ている。また、図２２の３０：１コントラスト比曲線
は、図１４の３０：１曲線よりも所々で広がっている。
要するに、両方の場合も広い水平視角および垂直視角に
視野が広がるという優れた結果が認められる。
【０１１４】図２３は後方遅延膜３と前方遅延膜７が１
６０ｎｍの遅延値を有する本発明の第１実施例に５５０
ｎｍの緑色波長を使用した場合を示す。このグラフは第
１実施例で１６０ｎｍの遅延膜を使用することにより、
広い水平視角および垂直視角の両方に視野が拡大したも
のが得られることを示している。
【０１１５】図２４は１６０ｎｍの遅延膜と４８０ｎｍ
の青色波長を使用した場合を示す。１６０ｎｍの遅延膜
の場合は１２０ｎｍの場合よりわずかに視野が減少する
が、コントラスト比曲線は良好のままである。
【０１１６】図２５乃至図２７は液晶材料へのＶONは
６．８Ｖで、後方遅延膜３と前方遅延膜７は８０ｎｍの
遅延値を有し、セル・ギャップｄが５．７０μｍの時の
第１実施例のコンピュータ・シミュレーションのコント
ラスト比曲線のグラフを示す。図２５は６３０ｎｍの赤
色波長を使用した場合を示し、図２６は５５０ｎｍの緑
色波長を使用した場合を示し、図２７は４８０ｎｍの青
色波長を使用した場合を示す。図２５乃至図２７、すべ
て第１実施例の遅延膜が８０ｎｍの遅延値を有する時に
優れたコントラスト比曲線を示しており、これらのディ
スプレイは全て単軸正の複屈折遅延膜を使用したもので
あった。
【０１１７】本発明を以下に示す例により、さらに詳細
に説明する。
【０１１８】例 １ この例では、セル・ギャップｄが５．８６μｍおよび液
晶複屈折（ΔＮ）が室温で０．０８４を有するＸ−バフ
かけしたライト・バルブを製造し、以下のようにテスト
した。使用した液晶材料はE.Merck Ltd.または米国販売
代理EM Industries, Inc., Hawthorne, New Yorkにより
市販されているモデル番号ＺＬＩ４７１８である。この
例のライト・バルブから得られたデータは図２８から図
３２に示されている。
【０１１９】この例のライト・バルブ画素は本発明の第
１実施例に類似しており、後方直線偏光板は後方遅延膜
の光学軸にほぼ平行な透過軸方向、及び前方直線偏光板
は前方遅延膜の光学軸にほぼ平行な透過軸方向を有し
た。後方配向膜の配向あるいはバフかけ方向は、後方遅
延膜の光学軸にほぼ直角であり、前方配向膜の配向ある
いはバフかけ方向は、前方遅延膜の光学軸にほぼ平行で
あった。後方および前方遅延膜の光学軸はその間に約９
０゜の角度δを形成した。前方配向膜の配向方向は後方
遅延膜の光学軸の方向にほぼ平行であり、後方配向膜の
配向方向にほぼ直角であった。この例（図２８から図３
２）のライト・バルブをテストする際には、白色光（Ｒ
ＧＢの３つのピークを有する）を使用した。後方および
前方遅延膜は単軸タイプで、正の複屈折値を有した。ま
た、後方および前方遅延膜の両方は１２０ｎｍの遅延値
を有した。温度は約３５から４０℃であった。
【０１２０】図２８は、この例の駆動電圧ＶONが６．８
ＶおよびＶOFFが０．２Ｖの時の実験データを示してい
る。図から分かるように、１０：１のコントラスト比曲
線は０゜の垂直視角軸に沿って水平方向に約±５０゜広
がっており、全体的な視野の範囲は０゜の垂直視角軸で
約１００℃となる。この１００゜の範囲を図１の従来技
術の約７７゜の範囲、および図５のＤに示した従来技術
の約６５゜の範囲と比較すると、６．８Ｖでの本発明に
よる１０：１のコントラスト比曲線は従来のディスプレ
イおよびライト・バルブを改良したものといえる。同様
に、図２８の５０：１コントラスト比曲線は０゜の垂直
視角軸に沿って水平方向に全体の角スパン約７５゜にわ
たり広がっている。
【０１２１】図２９は、この例１の駆動電圧ＶONが６．
０Ｖの時の実験データを示している。ＶONが６．８Ｖか
ら６．０Ｖに下げられた時、より現実的なＶONが画素に
かけられ、１０：１コントラスト比曲線が図２８の場合
よりわずかに水平方向に広がった。
【０１２２】図３０は、この例１の駆動電圧ＶONが５．
０Ｖの時の実験データを示している。５．０Ｖを画素に
かけた場合では、１０：１コントラスト比曲線は０゜の
垂直視角軸に沿って水平方向に約１１２゜にわたり広が
っている。これは前述の従来例の１０：１コントラスト
比曲線による範囲よりかなり大きい。
【０１２３】図３１は例１の駆動電圧ＶONが４．０Ｖの
時の実験データを示している。４．０Ｖを画素にかけた
場合、１０：１コントラスト比曲線は０゜の垂直視角軸
に沿って水平方向に伸びてグラフからはみ出している。
しかし、図３１の場合のように電圧を下げると、視野は
垂直方向に縮み、上方にわずか移動し、図示の各々に関
してほぼ正確な条件は電圧の低下である。
【０１２４】図３２は例１について駆動電圧対強度の関
係をプロットしたものであり、垂直視角軸０゜に沿って
−６０゜から＋６０゜の範囲の様々な水平視角にたいす
るグレー・レベル駆動電圧の効果を示したものである。
図３２から分かるように、この画素のグレー・レベル特
性は、逆転山が比較的小さく、広い範囲の水平視角で存
在せず、非常に良好である。すなわち、このライト・バ
ルブの水平グレー・レベル特性は、駆動電圧が増加する
と、大部分にたいする強度が減少するので良好である。
それゆえ、この画素の駆動電圧があるグレー・レベル電
圧から別の値に増加されると、画素の強度は一般的に減
少する。図３２に示したグラフの改良結果は、約３．２
Ｖで始まる逆転山が比較的大きく、かつ、２００ｆｌを
上回る範囲に広がる図３の従来技術の改良を要する結果
と比較させると、例１のライト・バルブのグレー・レベ
ル特性はかなり改良されていることが分かる。
【０１２５】例 ２ この第２の例では、アクティブ・マトリックス配列の切
換装置としてＴＦＴを利用したカラー液晶ディスプレイ
を以下のように製造した。ＮＷタイプのＸ−バフかけを
した液晶ディスプレイは、赤色フィルタを有する赤色副
画素用の約５．１μｍのセル・ギャップｄと、緑色フィ
ルタと青色フィルタをそれぞれ有する緑色副画素と青色
副画素用の約５．７μｍのセル・ギャップｄを有した。
副画素間にセル・ギャップの差があるのは、カラー・フ
ィルタの厚みの違いに原因があった。液晶材料の複屈折
値は室温で０．０８４であった。液晶材料はMerck製の
モデルＮｏ．ＺＬＩ４７１８を購入した。ディスプレイ
は、前方あるいは出口直線偏光板の透過軸にほぼ直角の
透過軸を有する後方直線偏光板を有した。後方偏光板の
透過軸におおよそ平行な光学軸を有する後方遅延膜は、
後方偏光板と液晶材料間に挟まれていた。同様に、前方
偏光板の透過軸におおよそ平行な光学軸を有する前方遅
延膜は、前方偏光板と液晶材料間に挟まれていた。後方
配向膜は後方遅延膜の光学軸にほぼ直角で、前方偏光板
の透過軸にほぼ平行の配向方向を与えられていた。前方
配向膜は前方遅延膜の光学軸にほぼ直角で、後方偏光板
の透過軸にほぼ平行の配向方向を与えられていた。
【０１２６】後方遅延膜と前方遅延膜の光学軸はその間
に約９０゜の角度δを形成した。後方および前方遅延膜
の両方は１２０ｎｍの遅延値を有した。また、後方およ
び前方遅延膜は米国ニュージャージ州のNew Brunswick
のNitto Denko America Corporationより購入の単軸タ
イプで、正の複屈折値を有するものであった。白色光を
このディスプレイのテストに使用し、測定結果は図３３
から図３７に示した。
【０１２７】図３３は６．８ＶのＶONをＮＷタイプの液
晶ディスプレイにかけた時のコントラスト比曲線を示し
ている。図から分かるように、１０：１コントラスト比
曲線は０゜の垂直視角軸に沿って水平方向にトータルで
約１２０゜広がっており、この範囲は従来技術による１
０：１コントラスト比曲線の範囲よりはるかに大きい。
同様に、図３３の３０：１コントラスト比曲線は０゜の
垂直視角軸に沿って水平方向に約±４２゜広がってい
る。６．８Ｖをディスプレイにかけた時の本例の１０：
１コントラスト比曲線は、０゜の水平視角軸に沿って垂
直方向に約−４０゜から約＋３５゜に広がっている。こ
の範囲は従来技術による１０：１コントラスト比曲線の
範囲よりはるかに大きい。
【０１２８】図３４は６．０Ｖを本例のＮＷタイプの液
晶ディスプレイにかけた時のコントラスト比曲線を示し
ている。図３４から分かるように、この１２０ｎｍ遅延
膜、およびディスプレイへの印加電圧６．０Ｖを使用し
た時の１０：１コントラスト比曲線は、０゜の垂直視角
軸に沿って水平方向にトータルで少なくとも約１２０゜
広がっている。この液晶ディスプレイはかなり広い視角
範囲にたいして優れたコントラスト比曲線を示してい
る。
【０１２９】図３５は５．０Ｖを本例のディスプレイに
かけた時のコントラスト比曲線を示している。図３５か
ら分かるように、１０：１コントラスト比曲線は、０゜
の垂直視角軸に沿って水平方向にトータルで少なくとも
約１２０゜広がっている。前述したように、視野は電圧
が低下するにつれ垂直方向に減少する。
【０１３０】図３６は４．０Ｖを本例のディスプレイに
かけた時のコントラスト比曲線を示している。図から分
かるように、１０：１コントラスト比曲線は、０゜の垂
直視角軸に沿って水平方向にトータルで少なくとも約１
２０゜広がり、グラフからはみ出している。総合して、
図３３から図３６は、本発明のＮＷタイプの液晶ディス
プレイが広い駆動電圧にたいして特に水平方向に優れた
コントラスト比を有することを示している。
【０１３１】図３７は本例について白色光を使用した時
の駆動電圧対強度の関係をプロットしたものであり、垂
直視角軸０゜に沿って−６０゜から＋６０゜の範囲の様
々な水平視角にたいするグレー・レベル駆動電圧の効果
を示したものである。図から分かるように、事実上、逆
転が広い範囲の水平視角の電圧でも存在しない。すなわ
ち、グレー・レベルあるいは駆動電圧が増加すると、そ
れに伴いディスプレイからの放射される光の強度が減少
し、この例のディスプレイの良好なグレー・レベル特性
が得られる。図３７のプロットを図３と比較すると、本
発明のＬＣＤが従来技術であった逆転山を事実上なくし
ていることが明確であり、本発明のディスプレイがグレ
ー・レベル電圧の広い範囲にわたり良好に使用できる。
【０１３２】例 ３ Ｘ−バフかけしたＮＷタイプの液晶ディスプレイを、赤
色フィルタを有する赤色副画素用の５．１μｍのセル・
ギャップ、緑色フィルタおよび青色フィルタをそれぞれ
有する緑色副画素および青色副画素用の５．７μｍのセ
ル・ギャップを有するように製造した。液晶材料のΔＮ
は室温で０．０８４であった。液晶材料はMerck製のモ
デルＮｏ．ＺＬＩ４７１８であった。このＬＣＤは従来
のＴＦＴアクティブ・マトリックス配列により駆動され
た。
【０１３３】ＮＷタイプの液晶ディスプレイは、順に、
後方偏光板、後方遅延膜、後方基板、後方電極、後方配
向膜、液晶層、前方配向膜、前方電極、前方基板、前方
遅延膜、前方あるいは出口偏光板を有した。後方偏光板
の透過軸は後方遅延膜の光学軸および前方配向膜の配向
方向にほぼ平行であった。前方偏光板の透過軸は前方遅
延膜の光学軸および後方配向膜の配向方向にほぼ平行で
あった。後方および前方遅延膜の光学軸はその間で約９
０゜の角度を形成した。後方および前方遅延膜の遅延値
は、両方とも１２０ｎｍであった。後方および前方遅延
膜は単軸タイプであり、正の複屈折値を有していた。
【０１３４】図３８は、駆動電圧６．０ボルトでの白色
光を使用した時のこの例のコントラスト比曲線のグラフ
を示している。図より分かるように、１０：１コントラ
スト比曲線は０゜の垂直視角軸に沿って水平方向に少な
くとも約±６０゜広がっている。また、３０：１コント
ラスト比曲線は０゜の垂直視角軸に沿って水平方向に約
±４４゜広がっている。これらの範囲は従来技術による
範囲よりはるかに大きい。また、図３８の１０：１コン
トラスト比曲線は、０゜の水平視角軸に沿って垂直方向
に約±３３゜に広がっている。このグラフのデータを得
るために白色光を使用した。
【０１３５】例 ４ この例では、本発明によるＮＷタイプのＸ−バフかけし
たライト・バルブを、後方および前方遅延膜の光学軸を
対称的に−８゜回転させ製造した。この、遅延膜の光学
軸を回転させることにより、視野をその形状を維持した
まま０゜の垂直視角軸より下に中心位置を移動させるこ
とになる。
【０１３６】この例では、ライト・バルブを以下のよう
に製造した。後方直線偏光板は第１方向を形成する透過
軸ＰRを設けられた。前方直線偏光板は、第１方向にほ
ぼ直角な第２方向を形成する透過軸ＰFを設けられた。
後方配向膜の配向方向は、前方偏光板の透過軸ＰFによ
る第２方向にほぼ平行であった。前方配向膜の配向方向
は、後方偏光板の透過軸ＰRによる透過軸方向にほぼ平
行であった。
【０１３７】正の複屈折値を有する単軸タイプの後方遅
延膜を後方偏光板と後方配向膜の間に設けた。正の複屈
折値を有する単軸タイプの前方遅延膜を前方偏光板と前
方配向膜の間に設けた。
【０１３８】後方および前方遅延膜の光学軸を対称的に
−８゜回転させたので、角度θ１とθ２はそれぞれ４゜
であり、後方および前方遅延膜の光学軸間の角度δを８
２゜を有する。つまり、前方遅延膜の光学軸ＲFを前方
偏光板の透過軸ＰFに対して反時計方向に４゜回転させ
た。また、後方遅延膜の光学軸ＲRを後方偏光板の透過
軸ＰRに対して時計方向に４゜回転させた。したがっ
て、後方および前方遅延膜の光学軸は、図１３の角度δ
によって示される両光学軸間の８２゜の角度を形成し
た。
【０１３９】この例の後方および前方遅延膜は１２０ｎ
ｍの遅延値を有した。液晶材料はMerck製のモデルＮ
ｏ．ＺＬＩ４７１８であった。その液晶層のセル・ギャ
ップｄは、この例のライト・バルブ画素用で５．８６μ
ｍであり、液晶材料の複屈折値は０．０８４であった。
この例の温度は、前述の他の全ての例のように、特に記
述がない限り約３５℃から４０℃であった。
【０１４０】図３９は、駆動電圧６．８ボルトでの白色
光を使用した時のこの例のライト・バルブの視野を表す
コントラスト比曲線のグラフである。図より分かるよう
に、後方および前方遅延膜の光学軸を対称的に−８゜回
転させた結果として、視野は０゜の垂直視角軸より下の
約１０゜（つまり、約−１０゜の垂直視角軸）に中心が
ある。
【０１４１】この例は、ディスプレイあるいは画素の視
野をその全体的な対称形状を維持したまま０゜の垂直視
角軸より下に中心位置を移動させる状態を示している。
０゜の水平視角軸より上の視野の対称性は、後方および
前方遅延膜は互いにほぼ等しい遅延値を有しているので
ほぼ保たれる。
【０１４２】図４０は、駆動電圧５．０ボルトでの白色
光を使用した時のこの例のライト・バルブの視野を表す
コントラスト比曲線のグラフである。図４０より分かる
ように、視野は−１０゜の垂直視角軸を中心としたまま
であり、広い視角で優れたコントラスト比を保持してい
る。ＶONが６．８Ｖから５．０Ｖに低下した結果、視野
は垂直方向にわずかに圧縮され、視野の中心で水平にわ
ずかに広がったことが分かる。
【０１４３】この例のライト・バルブによってもたらさ
れる長所は、本発明の実施例による液晶ディスプレイや
画素の視野の中心位置が特定の必要性や別のユーザに応
じて視野の対称性をほぼ維持したまま、ある位置から別
の位置に垂直方向へ移動させることができるという点で
ある。視野のこうした移動は、本発明の実施例の後方お
よび前方遅延膜の光学軸の単純な、望ましくは対称的
な、回転により得られる。
【０１４４】図４１は、この例のディスプレイの０゜の
垂直視角軸より上の垂直視角による逆転山の問題を示し
ている。この例のディスプレイの視野は、図４１の逆転
域から離れた０゜の垂直視角軸より下の位置に中心があ
る。従って、グレー・レベル特性は、視野をその逆転域
から離れた位置に中心づけ、離れた視角に対する逆転効
果を限定することにより改良される。
【０１４５】例 ５ ＮＷタイプのＸ−バフかけをしたカラー液晶ディスプレ
イを以下のように製造し、白色光によりテストを行っ
た。従来のＴＦＴマトリックス配列を利用したカラー液
晶ディスプレイは、第１方向を形成する透過軸を有する
後方直線偏光板と、第２方向を形成する透過軸を有する
前方直線偏光板と、第１方向と第２方向は互いにほぼ直
角であり、後方偏光板と液晶層の間で後方偏光板の透過
軸にほぼ平行な光学軸を有する後方遅延膜と、前方偏光
板の透過軸にほぼ平行な光学軸を有する前方遅延膜と、
後方偏光板の透過軸によって形成された第１方向にほぼ
直角な配向方向を有する後方配向膜と、前方偏光板の透
過軸にほぼ直角な配向方向を有する前方配向膜と、後方
配向膜と前方配向膜の間に挟まれた液晶層とから構成し
た。後方および前方遅延膜は正の複屈折値を有する単軸
タイプであった。さらに、後方および前方遅延膜は、各
々１２０ｎｍの遅延値を有した。
【０１４６】後方および前方遅延膜の光学軸は対称に−
３゜回転させられた。それゆえ、図１３を参照して、角
θ１およびθ２は各々１．５゜であり、角度δはこの例
のディスプレイでは８７゜であった。
【０１４７】図４２は、この例の液晶ディスプレイがア
クティブ・マトリックスにかけた６．０Ｖの電圧を有
し、ＶOFFが０．２Ｖで、ＶCOMMが８．１４Ｖであった
時の測定結果を示す白色光コントラスト比曲線グラフで
ある。図４２に示したように、コントラスト比は、１
０：１コントラスト比曲線が０゜の垂直軸に沿った１２
０゜の水平域をかなり超えて広がっているように優れた
ものである。さらに、０゜の垂直視角軸に沿った３０：
１コントラスト比は約１００゜のトータル域を形成し、
このトータル域は従来技術にくらべかなり広い。垂直方
向の１０：１コントラスト比曲線は、約−２０゜の垂直
視角軸と少なくとも約４０゜の垂直視角軸の間の０゜水
平視角軸に沿った範囲をカバーする。
【０１４８】図４２から分かるように、遅延膜の−３゜
対称回転は、０゜の垂直視角軸より下の視野を移動させ
るには充分ではなかった。これは、このディスプレイの
光学部材に関連したものの製造のためであった。にもか
かわらず、視野およびコントラスト比は水平方向および
垂直方向の両方向で優れている。
【０１４９】この例のディスプレイのセル・ギャップｄ
は赤色フィルタを設けられた赤色副画素で５．１μｍで
あり、緑色フィルタおよび青色フィルタをそれぞれ設け
られた緑色副画素および青色副画素では５．７μｍであ
った。副画素間のセル・ギャップｄの差は、他の例での
ように、カラー・フィルタの異なった厚さの結果であ
る。つまり、赤色フィルタは緑色フィルタおよび青色フ
ィルタに比べて厚く、赤色副画素のセル・ギャップｄは
緑色副画素および青色副画素にくらべ薄い。液晶材料の
複屈折値は室温で０．０８４であった。左旋性の液晶材
料はMerck社製のモデルＮｏ．ＺＬＩ４７１８であっ
た。
【０１５０】例 ６ この例では、Ｘ−バフかけしたＮＷタイプのライト・バ
ルブ画素を製造し、白色光を使用してテストを行った。
第１方向を形成する透過軸を有する後方直線偏光板と、
第２方向を形成する透過軸を有する前方直線偏光板を設
け、第１方向と第２方向は互いにほぼ直角であり、これ
によりＮＷタイプのライト・バルブを形成した。後方偏
光板の透過軸にほぼ平行な光学軸を有する後方遅延膜を
後方偏光板と後方配向膜の間に設けた。後方配向膜は、
前方偏光板の透過軸によりつくられた方向にほぼ平行な
バフかけ方向あるいは配向方向を有した。前方偏光板の
透過軸にほぼ平行な光学軸を有する前方遅延膜を、前方
偏光板および前方配向膜の間に設けた。前方配向膜は、
後方配向膜の配向方向にほぼ直角の配向方向あるいはバ
フかけ方向を有した。
【０１５１】この例では、後方および前方遅延膜は二軸
タイプであった。二軸遅延膜は２つの個別の遅延値：ｄ
・ΔZXおよびｄ・ΔZYにより特徴づけられる。このライ
ト・バルブの後方および前方二軸遅延膜の局部Ｘ光学軸
は、最も近接した偏光板の透過軸にほぼ平行に配向され
た。ここでの二軸遅延膜の局部Ｘ光学軸は、最も高い屈
折率を有する方向の軸を意味する。（ｎXは最大屈折率
であり、ｎZは最小屈折率である。）二軸遅延膜のＸ、
Ｙ、Ｚ方向（軸）は離れており、ディスプレイのＸ、
Ｙ、Ｚ方向（図６）により表される。この例では、遅延
値ｄ・ΔZX＝−１６８ｎｍを有する軸は最大の屈折率を
有した。後方および前方二軸遅延膜の両方は、Allied S
ignal CorporationのSample No. 4.0より入手した。こ
の例の二軸遅延膜の屈折率はｎX＝１．４３０５、ｎY＝
１．４２７５、ｎZ＝１．４２６１であった。液晶材料
は室温で複屈折０．０８４を有し、Merck社製のモデル
Ｎｏ．ＺＬＩ４７１８であった。したがって、遅延膜は
遅延値ｄ・ΔZX＝−１６８ｎｍおよびｄ・ΔZY＝−５
３．３を有した。
【０１５２】図４８はこの例のライト・バルブの測定結
果を示すコントラスト比曲線グラフである。同図におい
て、ＶONは６．０Ｖ、ＶOFFは０．２Ｖであった。図４
８に示したように、コントラスト比は、１０：１コント
ラスト比曲線が０゜の垂直軸に沿った１２０゜の水平域
をかなり超えて広がっている。さらに、０゜の垂直視角
軸に沿った３０：１コントラスト比は約９５゜から１０
０゜のトータル視野を形成し、このトータル視野は従来
技術にくらべかなり改善された。０゜の水平軸に沿った
垂直方向の１０：１コントラスト比曲線は、約７５゜の
範囲をカバーする。
【０１５３】この例は本発明のライト・バルブが二軸の
後方および前方遅延膜を有している時、優れた視野およ
びコントラスト比が従来技術に比べ格段の向上をもたら
したことを示している。
【０１５４】例 ７ 図４３は本発明の別の実施例による液晶ディスプレイの
コンピュータ・シミュレーションによるコントラスト比
曲線グラフを示し、後方および前方遅延膜の光学軸を対
称に＋４゜回転させたものである。この正の回転によ
り、視野の中心は０゜の垂直視角軸より上方の位置に移
動させられる。図より分かるように、このディスプレイ
の視野は、遅延膜の対称＋４゜回転のために約＋２０゜
の垂直視角軸を中心としている。
【０１５５】図１３を参照にして、この実施例の軸ＲF
を、ＰFおよびＢ1にたいして時計方向に回転あるいは配
向させ、その間に２゜の角度を形成する。また、この実
施例のＲR軸をＰRおよびＢ2に対して反時計方向に回転
あるいは配向させる。結果として、遅延膜の＋４゜の対
称回転により遅延膜の光学軸間の角度δは９４゜であ
る。０゜の垂直視角軸より上方の位置に中心がある視野
が必要となる状況において、本実施例のディスプレイは
望ましくなる。図４３のグラフはＶON６．８Ｖ、５５０
ｎｍの緑色波長、１６０ｎｍの遅延膜を使用した。本発
明の他の実施例では、遅延膜の光学軸とは対照的に偏光
板の透過軸を視野の位置を移動させるために回転させる
こともある。しかし、偏光板の軸の回転は遅延膜の軸の
回転によって得られる結果にくらべ、好結果を生み出さ
ない。
【０１５６】例 ８ 図４６は本発明のＮＷタイプのＸ−バフかけした液晶デ
ィスプレイの別の実施例による液晶ディスプレイのコン
ピュータ・シミュレーションによるコントラスト比曲線
グラフを示している。この実施例は、後方および前方遅
延膜３、７が負の複屈折で単軸であることを除けば第１
実施例で説明したこととほぼ同一である。これら遅延膜
の光学軸はＺ方向に、つまり、遅延膜によって形成され
た面にほぼ直角な方向に配向される。この例の図４６の
ディスプレイは、セル・ギャップ５．７０μｍを有し、
使用波長５５０ｎｍ、ＶON６．０Ｖで、Ｘ−バフ掛けを
して、温度は約３０℃であった。
【０１５７】この例の後方、前方遅延膜はｄ・ΔZX＝ｄ
・ΔZYで−１６０ｎｍの遅延値を有した。これらの膜は
ｄ・ΔZX＝ｄ・ΔZYなので単軸である。遅延値ｄ・ΔZX
は、ｄ・（ｎZ−ｎX）と定義され、ここでｎはある軸の
屈折率であり、ｄはこの遅延膜の厚さである。パラメー
タｎXはパラメータｎZより大きいので、この例の遅延膜
は負である。二軸遅延膜のＸ、Ｙ、Ｚ方向は別々であ
り、ディスプレイの座標を形成するＸ、Ｙ、Ｚ方向で区
別される。
【０１５８】ｎXという語は、ここでは常に最大屈折率
を示し、ｎZは最小屈折率を示す。後方および前方偏光
板は互いにほぼ直角である透過軸を有した。後方遅延膜
は後方偏光板と後方配向膜の間に設け、前方遅延膜は前
方偏光板と前方配向膜の間に設けた。本例の負の複屈折
単軸遅延膜は、Akron大学から入手可能であり、米国特
許公報USP. No.5,071,997に可溶性ポリイミドおよび／
あるいはコポリイミドとして記載されている。
【０１５９】図４６から明らかなように、この例は非常
に広い視角で顕著なコントラスト比を達成している。た
とえば、０゜の垂直軸上の５０：１コントラスト比曲線
が約１００゜の水平域を形成している。これは従来技術
にくらべて、かなりの改善である。
【０１６０】例 ９ 図４７は本発明の別のＮＷタイプ液晶ディスプレイのコ
ンピュータ・シミュレーションによるコントラスト比曲
線グラフを示している。二軸の後方、前方遅延膜はｄ・
ΔZX＝−１６０ｎｍ、ｄ・ΔZY＝−６０ｎｍの遅延値を
有した。遅延値が負なので、その膜は負の複屈折値を有
する。遅延値ｄ・ΔZXは、ｄ・（ｎZ−ｎX）と定義さ
れ、ここでｎXは個の膜の最大屈折率であり、ｎZは最小
屈折率である。それゆえ、ｄ・ΔZXはここでは最大の遅
延値である。図４７のグラフは、ＶON＝６．０Ｖ、ＬＣ
複屈折値０．０８４、ＶOFF＝０．９Ｖ、セル・ギャッ
プ５．７０μｍ、使用波長５５０ｎｍ、Ｘ−バフ掛けを
して、温度は約３０℃のパラメータを使用した。局部
Ｘ’は最大の屈折率、ｎXを有する軸である。各遅延膜
の局部Ｘ’光学軸は隣接する偏光板の透過軸にほぼ平行
に配向される。つまり、後方遅延膜の局部Ｘ’軸は後方
偏光板の透過軸にほぼ平行で、前方二軸遅延膜の局部
Ｘ’光学軸は前方偏光板の透過軸にほぼ平行である。本
例の局部Ｘ’光学軸はｎXが最大の屈折率なので、前記
の遅延値ｄ・ΔZX＝−１６０ｎｍを有する。後方および
前方偏光板の軸はその間に約９０゜の角度を形成する。
最小の屈折率、ｎZ、を有する軸は遅延膜によって形成
された面に対してほぼ直角に配向される。図４７に示す
ように、上記二軸遅延膜を使用する本例は、広い視角で
優れたコントラスト比を達成する。また、０゜の垂直視
角軸上の５０：１コントラスト比曲線が約１００゜の水
平域を形成している。
【０１６１】上記例のディスプレイやライト・バルブの
電極や基板は従来と同じものであり、簡潔にするため説
明は省略し、図示はしなかった。
【０１６２】図４４は本発明による通常の液晶ディスプ
レイ画素の断面図である。たとえば、図１１から図１３
の光学構造は図４４に示した構成と共に使用できる。通
常の入射光はその画素に入り、初めに後方直線偏光板１
を進み、それにより偏光される。偏光板１の通過後、通
常入射光は後方遅延膜３および後方透明基板１９を進
む。透明基板１９、２０はガラス製が望ましいが、プラ
スチック、石英も可能である。後方透明基板１９を通過
後、光は後方電極２４に入り、ほとんど光学的な影響を
受けずに通過する。つぎに、後方遅延膜２１、液晶層
５、前方配向膜２２、前方電極層２５を進む。電極２５
を通過した後、光は前方透明基板２０、前方遅延膜７を
伝搬して、最終的に前方直線偏光板９に入る。その画素
がＯＦＦ状態なら、光は偏光板９を通過してユーザ側に
向かって進む。一方、画素がＯＮ状態なら、偏光板９は
画素の光を吸収し、ディスプレイは暗くなる。また、カ
ラー・フィルタ（図示せず）も透明基板間の任意の位
置、望ましくは、前方基板２０と電極層２５の間に設
け、複数の着色副画素を有する多色画素を作ることがで
きる。もちろん、遅延膜３、７はバフかけ層として機能
させることも可能である。そうした実施例では、遅延膜
３、７はバフかけ膜２１、２２の位置に移し換える。ま
た、バフかけ膜２１、２２と換えてない場合、遅延膜
３、７はそれぞれの駆動電極（２４、２５）およびガラ
ス基板（１９、２０）の間になるように再配置させるこ
とが可能である。本発明の光学実施例により教示したよ
うにこの構造（図４４）の光学部材を配列することによ
り、所定の視角範囲について上記したようにコントラス
ト比を大幅に改善したものが得られる。
【０１６３】本発明による別の構造は、後方遅延膜３お
よび前方遅延膜７が基板１９と２０の間に設けてあるこ
とを除けば図４４に示したものと類似のＮＷタイプの画
素である。例えば、後方遅延膜は後方基板１９と後方電
極２４の間に挟まれ、前方遅延膜は前方基板２０と前方
電極２５の間に挟まれる。本発明の全ての実施例は、広
い視角範囲について優れたコントラスト比を有する構造
が得られるように行われる。
【０１６４】さらに、本発明の出願人による先出願であ
る１９９３年１２月２日出願の米国特許出願第０８／１
６０７３１号、「パターン化した遅延膜を有する液晶デ
ィスプレイ（LIQUID CRYSTAL DISPLAY WITH PATTERNED
RETARDATION FILMS）」に教示されたように、本発明の
実施例による遅延膜は各副画素の波長あるいは色により
個別化あるいはパターン化することも可能である。つま
り、赤色副画素内の遅延膜は緑色副画素あるいは青色副
画素の遅延膜とは異なった遅延値を有することが可能で
ある。
【０１６５】図４５は本発明による典型的なアクティブ
・マトリックス液晶画素の配列の部分的な切り欠き図で
ある。ここでは、図４５に特に示されてない後方遅延膜
および前方遅延膜は各隣接した偏光板１、９および基板
１９、２０に挟まれている。図４５に示された個々の画
素３０は、各画素３０を選択的に駆動するスイッチ装置
として作動する従来のＴＦＴ３１により駆動される。従
来の透明ＩＴＯ電極３３が個々のＴＦＴ３１をそれぞれ
の画素３０に接続する。平行導電横線３５がＴＦＴ３１
のゲート電極かドレイン電極の一方を駆動する。縦線３
７がＴＦＴのゲート電極かドレイン電極の他方を駆動
し、ＴＦＴが励起されたゲート電極およびドレイン電極
を有する時に個々の画素３０を選択的に駆動する。
【０１６６】図７から図４８のシミュレーション、ライ
ト・バルブ、およびディスプレイは１２時方向にバフか
けをされたものである。それゆえ、後方配向方向あるい
はバフかけ方向は右下から左上に向けたものであり、前
方配向方向あるいはバフかけ方向は右上から左下に向け
たものである。
【０１６７】図１から図３、および図７から図４８のデ
ィスプレイ、ライト・バルブ、シミュレーションのプレ
チルト角は約３゜であり、また、これら図面の液晶層の
ｄ／ｐ値（液晶材料の厚さ／自然ピッチ）は約０．２５
に設定する。
【０１６８】これらコンピュータ・シミュレーション
は、New Jersey州、Scotch PlainsのDwight Berreman博
士著作のシミュレーション・ソフトウェアを使用して作
成した。このソフトウェアはBerreman博士の著作物の一
つであり、英国にて出版した"Numerical Modelling of
Twisted Nematic Devices", Phil. Trns. R. Soc. Lon
d. A309, 203-216(1983)に記載されており、それを参照
した。
【０１６９】以上説明したように、本発明は多くの他の
特徴、改良等が当業者により可能であり、それらは本発
明の精神および請求の範囲から逸脱しない限り様々な変
更が可能である。
【発明の効果】本発明の構成による遅延値８０から２０
０ｎｍの遅延膜を液晶層の両側に設けたＮＷタイプの液
晶ディスプレイは、水平方向および垂直方向の両方にわ
たり視野を拡大し、かつ優れたコントラスト比を実現で
き、また、視野の中心を逆転域から遠ざけることにより
優れた映像視野を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＮＷタイプのライト・バルブ液晶画素の
印加電圧６．８ボルトでの白色光を使用したコントラス
ト比曲線のグラフである。
【図２】図１の従来のライト・バルブ画素の白色光を使
用したコントラスト比曲線のグラフである。
【図３】図１、図２の従来のライト・バルブ画素につい
て駆動電圧対強度の関係をプロットしたものであり、駆
動電圧約３．２ボルト以上での水平視角の広い範囲にわ
たり大きな逆転山を示している。
【図４】３００ｎｍ以上の遅延値の遅延膜を有する従来
のＰ−バフしたＮＷタイプのツイスト・ネマティック液
晶ディスプレイ装置の光学構成を示す概略説明図であ
る。
【図５】Ａ−Ｄは図４の従来のＮＷタイプの液晶ディス
プレイの視角特性を示す特定波長のコントラスト曲線図
であり、Ａ−Ｄの各々は図４のディスプレイの前方およ
び後方偏光板の光学軸の異なった配向を示す。
【図６】本発明のＬＣＤに関する水平視角および垂直視
角と、従来のＬＣＤに記載の水平視角φおよび垂直視角
θとの角度関係を示す概略図である。
【図７】遅延値３２０ｎｍの前方遅延膜と後方遅延膜を
有するＮＷタイプの液晶ディスプレイのコンピュータ・
シミュレーションのコントラスト比曲線図であり、この
ディスプレイは従来技術のものではないが、本発明の実
施例との比較のために使用するものである。
【図８】５．０Ｖをディスプレイにかけ、６３０ｎｍの
波長を使用した図７と同様なコンピュータ・シミュレー
ションのグラフである。
【図９】液晶材料への印加電圧が６．８Ｖであり、５５
０ｎｍの緑色波長を使用した図７と同様なコンピュータ
・シミュレーションのグラフである。
【図１０】液晶材料への印加電圧が６．８Ｖであり、４
８０ｎｍの青色波長を使用した図７と同様なコンピュー
タ・シミュレーションのグラフである。
【図１１】本発明のＮＷタイプのツイスト・ネマティッ
ク液晶ディスプレイの第１実施例の光学構成部品を示す
概略図である。
【図１２】本発明の第１実施例の偏光板、遅延膜、配向
膜の各軸間の角度関係を示した図である。
【図１３】本発明の別の実施例の上記光学方向間の角度
関係を示した概略図である。
【図１４】液晶材料に６．８Ｖをかけ、１２０ｎｍの遅
延値を使用し、６３０ｎｍの赤色波長を使用した第１実
施例のコンピュータ・シミュレーションのコントラスト
比曲線のグラフである。
【図１５】液晶材料に６．０Ｖをかけ、１２０ｎｍの遅
延値を使用し、６３０ｎｍの赤色波長を使用した第１実
施例のコンピュータ・シミュレーションのコントラスト
比曲線のグラフである。
【図１６】液晶材料に６．８Ｖをかけ、１２０ｎｍの遅
延値を使用し、５５０ｎｍの緑色波長を使用した第１実
施例のコンピュータ・シミュレーションのコントラスト
比曲線のグラフである。
【図１７】液晶材料に６．０Ｖをかけ、１２０ｎｍの遅
延値を使用し、５５０ｎｍの緑色波長を使用した第１実
施例のコンピュータ・シミュレーションのコントラスト
比曲線のグラフである。
【図１８】液晶材料に６．８Ｖをかけ、１２０ｎｍの遅
延値を使用し、４８０ｎｍの青色波長を使用した第１実
施例のコンピュータ・シミュレーションのコントラスト
比曲線のグラフである。
【図１９】液晶材料に６．０Ｖをかけ、１２０ｎｍの遅
延値を使用し、４８０ｎｍの青色波長を使用した第１実
施例のコンピュータ・シミュレーションのコントラスト
比曲線のグラフである。
【図２０】前方、後方遅延膜が１２０ｎｍの遅延値を使
用したときの第１実施例のコンピュータ・シミュレーシ
ョンの水平視角の透過対駆動電圧をプロットしたグラフ
である。
【図２１】白色光を使用し、前方、後方遅延膜が１２０
ｎｍの遅延値を使用したときの第１実施例のコンピュー
タ・シミュレーションの垂直視角の透過対駆動電圧をプ
ロットしたグラフである。
【図２２】液晶材料に６．８Ｖをかけ、１６０ｎｍの遅
延値を使用し、６３０ｎｍの赤色波長を使用した第１実
施例のコンピュータ・シミュレーションのコントラスト
比曲線のグラフである。
【図２３】液晶材料に６．８Ｖをかけ、１６０ｎｍの遅
延値を使用し、５５０ｎｍの緑色波長を使用した第１実
施例のコンピュータ・シミュレーションのコントラスト
比曲線のグラフである。
【図２４】液晶材料に６．８Ｖをかけ、１６０ｎｍの遅
延値を使用し、４８０ｎｍの青色波長を使用した第１実
施例のコンピュータ・シミュレーションのコントラスト
比曲線のグラフである。
【図２５】液晶材料に６．８Ｖをかけ、８０ｎｍの遅延
値を使用し、６３０ｎｍの赤色波長を使用した第１実施
例のコンピュータ・シミュレーションのコントラスト比
曲線のグラフである。
【図２６】液晶材料に６．８Ｖをかけ、８０ｎｍの遅延
値を使用し、５５０ｎｍの緑色波長を使用した第１実施
例のコンピュータ・シミュレーションのコントラスト比
曲線のグラフである。
【図２７】液晶材料に６．８Ｖをかけ、８０ｎｍの遅延
値を使用し、４８０ｎｍの青色波長を使用した第１実施
例のコンピュータ・シミュレーションのコントラスト比
曲線のグラフである。
【図２８】単軸で正の複屈折を有し、１２０ｎｍの遅延
値を有する後方および前方遅延膜を利用し、駆動電圧
６．８Ｖをかけた本発明の第１実施例によるライト・バ
ルブの白色光で測定したコントラスト比曲線グラフであ
る。
【図２９】単軸で正の複屈折を有し、１２０ｎｍの遅延
値を有する後方および前方遅延膜を利用し、駆動電圧
６．０Ｖをかけた図２８と同様のライト・バルブの白色
光で測定したコントラスト比曲線グラフである。
【図３０】単軸で正の複屈折を有し、１２０ｎｍの遅延
値を有する後方および前方遅延膜を利用し、駆動電圧
５．０Ｖをかけた図２８と同様のライト・バルブの白色
光で測定したコントラスト比曲線グラフである。
【図３１】単軸で正の複屈折を有し、１２０ｎｍの遅延
値を有する後方および前方遅延膜を利用し、駆動電圧
４．０Ｖをかけた図２８と同様のライト・バルブの白色
光で測定したコントラスト比曲線グラフである。
【図３２】後方および前方単軸、正の複屈折１２０ｎｍ
遅延膜を使用する時の図２８のライト・バルブの白色光
で測定した駆動電圧対強度の関係をプロットしたもので
あり、垂直視角軸０゜に沿って様々な水平視角にたいす
るライト・バルブ画素のグレー・レベル駆動電圧の効果
を示したものである。
【図３３】後方および前方の１２０ｎｍ遅延膜を使用
し、６．８Ｖをディスプレイにかける時の本発明の第１
実施例によるＮＷタイプの液晶ディスプレイの白色光測
定のコントラスト比曲線グラフである。
【図３４】後方および前方の１２０ｎｍ遅延膜を使用
し、６．０Ｖをディスプレイにかける時の図３３のＮＷ
タイプの液晶ディスプレイの白色光測定のコントラスト
比曲線グラフである。
【図３５】後方および前方の１２０ｎｍ遅延膜を使用
し、５．０Ｖをディスプレイにかける時の図３３のＮＷ
タイプの液晶ディスプレイの白色光測定のコントラスト
比曲線グラフである。
【図３６】後方および前方の１２０ｎｍ遅延膜を使用
し、４．０Ｖをディスプレイにかける時の図３３のＮＷ
タイプの液晶ディスプレイの白色光測定のコントラスト
比曲線グラフである。
【図３７】後方および前方遅延膜の遅延値が１２０ｎｍ
で、白色光を使用した時の図３１のＮＷタイプの液晶デ
ィスプレイにたいする垂直視角軸０゜に沿って様々な水
平視角についての駆動電圧対強度の関係をプロットした
グラフである。
【図３８】１２０ｎｍの遅延膜を使用し、６．０Ｖをデ
ィスプレイにかける時の本発明の第１実施例による液晶
ディスプレイの白色光測定のコントラスト比曲線グラフ
である。
【図３９】１２０ｎｍの遅延膜を使用し、遅延膜は対称
的に−８゜回転させ、６．８Ｖをディスプレイにかけた
時の本発明の別の実施例によるライト・バルブの白色光
測定のコントラスト比曲線グラフである。
【図４０】５．０Ｖをライト・バルブにかける時の図３
９のライト・バルブの測定コントラスト比曲線グラフで
ある。
【図４１】図３９および図４０のライト・バルブについ
ての白色光測定の強度対電圧の関係を示したグラフであ
る。
【図４２】白色光を使用し、１２０ｎｍの遅延膜を使用
し、ディスプレイに６．０Ｖをかけ、遅延膜は対称に−
３゜回転させ、セル・ギャップｄはカラー・フィルタの
厚さにより赤色副画素では約５．１μｍで、緑色副画素
および青色副画素では約５．７μｍである本発明の液晶
ディスプレイの測定コントラスト比曲線のグラフであ
る。
【図４３】本発明の別の実施例によるＮＷタイプの液晶
ディスプレイで、遅延膜を対称に＋４゜回転させ、１６
０ｎｍの遅延膜を使用し、緑色波長５５０ｎｍを使用
し、印加電圧６．８Ｖを使用した結果のコントラスト比
曲線グラフである。
【図４４】本発明による通常の液晶ディスプレイ画素の
断面図である。
【図４５】本発明による複数の画素を有するアクティブ
・マトリックス液晶ディスプレイを示す部分的に切り欠
いた斜視図である。
【図４６】本発明の別の実施例による液晶ディスプレイ
のコンピュータ・シミュレーションによるコントラスト
比曲線グラフであり、後方および前方遅延膜は負の複屈
折で単軸であり、ΔZX＝ΔZY＝−１６０ｎｍの遅延値を
有し、遅延値ΔZX＝ｄ・（ｎZ−ｎX）であり、ここでｎ
は屈折率であり、ｄはこの遅延膜の厚さであり、これら
の膜の光学軸はＺ方向に配向されている。
【図４７】本発明の別の液晶ディスプレイのコンピュー
タ・シミュレーションによるコントラスト比曲線グラフ
を示しており、セル・ギャップ５．７０μｍ、印加電圧
６．０Ｖ、後方、前方遅延膜は負の遅延値を有する二軸
であり、後方、前方遅延膜はΔZX＝−１６０ｎｍ、ΔZY
＝−６０ｎｍの遅延値を有し、使用波長５５０ｎｍを使
用した。
【図４８】本発明の別の実施例によるＸ−バフかけした
ライト・バルブ画素の測定コントラスト比曲線グラフで
あり、６．０Ｖをかけ、Allied Signal Corporation製
の二軸遅延膜を使用した。
【符号の説明】
１ 後方直線偏光板 ３ 後方遅延膜 ５ 液晶層 ７ 前方遅延膜 ９ 前方直線偏光板 １９ 後方透明基板 ２１ 後方配向膜 ２２ 前方配向膜 ２４ 後方駆動電極 ２５ 前方駆動電極 ３０ 画素 ３１ ＴＦＴ ３３ 透明ＩＴＯ電極 ３５ 導電横線 ３７ 導電縦線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガング・シュウ アメリカ合衆国、48073・ミシガン、ロイ ヤル・オーク、トーキー・アベニュー、ア パートメント・102、2445

Claims (58)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１方向に配向された透過軸を有する光
    入射用後方偏光板と、上記第１方向にたいして第２方向
    に配向された透過軸を有し、それにより通常白色のディ
    スプレイを形成する光出口用前方偏光板と、 前記後方偏光板とツイスト・ネマティック液晶材料間に
    設けた後方単一軸遅延膜で、前記液晶材料は１以上の通
    常入射の可視波長の光が通過する際にその可視光線を約
    ８０゜から１００゜にねじり、 前記前方偏光板と前記液晶材料間に設けた前方単一軸遅
    延膜とから成り、 前記前方遅延膜および後方遅延膜は正の複屈折値を有
    し、また、約８０ｎｍ乃至２００ｎｍの遅延値を有し、 前記偏光板の透過軸と前記遅延膜の光学軸は所定の視角
    範囲にわたり高コントラスト比を得られるように互いに
    配列したことを特徴とする液晶ディスプレイ用の画素。
  2. 【請求項２】 前記後方遅延膜の前記光学軸は、前記第
    １方向に配向された前記後方偏光板の透過軸に対して約
    ±１０゜でほぼ平行であり、前記前方遅延膜の前記光学
    軸は前記第２方向に配向された前記前方偏光板の透過軸
    に対して約±１０゜でほぼ平行であり、これにより前記
    後方および前方遅延膜の光学軸間には約７０゜から１１
    ０゜の角度が形成されることを特徴とする請求項１に記
    載の画素。
  3. 【請求項３】 前記前方、および後方遅延膜の両方は約
    １００から１６０ｎｍの遅延膜を有することを特徴とす
    る請求項２に記載の画素。
  4. 【請求項４】 前記液晶材料の分子を整列させる後方、
    前方配向手段を有し、前記後方配向手段は前記第２方向
    に平行なバフかけ方向あるいは配向方向を有し、前記前
    方配向手段は前記第１方向に平行なバフかけ方向あるい
    は配向方向を有することを特徴とする請求項２に記載の
    画素。
  5. 【請求項５】 前記液晶層の厚さは約４．５から６．５
    μｍであり、前記液晶材料の複屈折値は約０．０７５か
    ら０．０９５であることを特徴とする請求項４に記載の
    画素。
  6. 【請求項６】 前記コントラスト比は、画素に約６．０
    Ｖをかけた時に、（i）垂直０゜、水平−４０゜、（i
    i）垂直０゜、水平３０゜、（iii）垂直２５゜、水平０
    ゜、（iv）垂直−５゜、水平±２５゜の視角のうちどれ
    かで少なくとも約３０：１であることを特徴とする請求
    項２に記載の画素。
  7. 【請求項７】 前記コントラスト比は、画素に約６．０
    Ｖをかけた時に、（i）垂直０゜、水平±６０゜、（i
    i）垂直３０゜、水平０゜、（iii）垂直−１５゜、水平
    ±３０゜の視角のうちどれかで少なくとも約１０：１で
    あることを特徴とする請求項２に記載の画素。
  8. 【請求項８】 前記後方および前方遅延膜の光学軸間で
    約８０゜乃至１００゜の角度が形成されることを特徴と
    する請求項２に記載の画素。
  9. 【請求項９】 前記後方および前方遅延膜の光学軸間で
    約８５゜乃至９０゜の角度が形成されることを特徴とす
    る請求項８に記載の画素。
  10. 【請求項１０】 前記後方および前方遅延膜の光学軸間
    で約８８゜乃至９０゜の角度が形成されることを特徴と
    する請求項９に記載の画素。
  11. 【請求項１１】 約９０゜の角度は前記前方および後方
    遅延膜の光学軸の間で形成され、前記後方遅延膜の光学
    軸は前記後方偏光板の透過軸にほぼ平行であり、前記前
    方遅延膜の光学軸は前記前方偏光板の透過軸にほぼ平行
    であることを特徴とする請求項１０に記載の画素。
  12. 【請求項１２】 前記前方および後方遅延膜の両方は約
    １２０から１６０ｎｍの遅延値を有することを特徴とす
    る請求項２に記載の画素。
  13. 【請求項１３】 前記前方および後方遅延膜の両方はほ
    ぼ等しい遅延値を有することを特徴とする請求項２に記
    載の画素。
  14. 【請求項１４】 前記前方および後方遅延膜の両方の遅
    延値は約１２０ｎｍであることを特徴とする請求項１３
    に記載の画素。
  15. 【請求項１５】 約６．０Ｖをかけた画素は、約−１０
    ゜の垂直視角と±４０゜の水平視角で少なくとも約３
    ０：１の白色光コントラスト比を有することを特徴とす
    る請求項２に記載の画素。
  16. 【請求項１６】 約６．０Ｖをかけた画素は、約−２０
    ゜の垂直視角と±３０゜の水平視角で少なくとも約３
    ０：１の白色光コントラスト比を有することを特徴とす
    る請求項２に記載の画素。
  17. 【請求項１７】 複数の画素を有するＮＷタイプの液晶
    ディスプレイにおいて、 通過する１以上の光の通常入射可視光線波長を約８０゜
    から１００゜にねじるツイスト・ネマティック液晶層
    と、 前記液晶層の第１側の第１遅延膜と、 前記液晶層の第２側の第２遅延膜とを有し、前記液晶層
    は該第１、第２遅延膜の間に設けられ、 前記第１、第２遅延膜は各々単軸で、約８０乃至２００
    ｎｍの正あるいは負の遅延値を有し、 前記遅延膜の透過軸は所定の視角域で高いコントラスト
    比を得るように互いに配列したことを特徴とするディス
    プレイ。
  18. 【請求項１８】 前記第１、第２遅延膜は各々光学軸を
    有し、前記第１遅延膜の光学軸は第１方向を形成し、前
    記第２遅延膜の光学軸は第２方向を形成し、前記第１、
    第２方向は約７５゜から１００゜異なっていることを特
    徴とする請求項１７に記載のディスプレイ。
  19. 【請求項１９】 前記第１、第２方向は約８０゜から９
    ０゜異なっていることを特徴とする請求項１８に記載の
    ディスプレイ。
  20. 【請求項２０】 前記第１遅延膜にほぼ隣接した第１偏
    光板と、前記第２遅延膜にほぼ隣接した第２偏光板とを
    さらに有し、該第１、第２偏光板の間に前記第１、第２
    遅延膜を設けたことを特徴とする請求項１９に記載のデ
    ィスプレイ。
  21. 【請求項２１】 前記第１偏光板の透過軸は前記第１遅
    延膜の光学軸にほぼ平行であり、また、前記第２偏光板
    の透過軸は前記第２遅延膜の光学軸にほぼ平行であり、
    よって前記第１、第２偏光板の透過軸は互いにほぼ直角
    となっていることを特徴とする請求項２０に記載のディ
    スプレイ。
  22. 【請求項２２】 前記第１遅延膜と前記液晶材料との間
    に設けられた第１液晶配向手段をさらに有し、該第１配
    向手段は前記第２偏光板の透過軸にほぼ平行なバフかけ
    方向あるいは配向方向を有し、また前記遅延膜は正の複
    屈折値と正の遅延値を有することを特徴とする請求項２
    １に記載のディスプレイ。
  23. 【請求項２３】 前記第２遅延膜と前記液晶材料との間
    に設けられた第２液晶配向手段をさらに有し、該第２配
    向手段は前記第１偏光板の透過軸にほぼ平行なバフかけ
    方向あるいは配向方向を有し、よって前記第１、第２配
    向手段は互いにほぼ直角なバフかけ方向あるいは配向方
    向をそれぞれ有することを特徴とする請求項２２に記載
    のディスプレイ。
  24. 【請求項２４】 前記第１、第２遅延膜は約１２０から
    １６０ｎｍの遅延値を有することを特徴とする請求項２
    ３に記載のディスプレイ。
  25. 【請求項２５】 前記第１、第２方向は約８８゜から９
    ０゜異なっていることを特徴とする請求項２４に記載の
    ディスプレイ。
  26. 【請求項２６】 前記第１、第２方向は約９０゜異なっ
    ていることを特徴とする請求項２５に記載のディスプレ
    イ。
  27. 【請求項２７】 前記ディスプレイに約６．０Ｖをかけ
    た時に、垂直で約０゜、水平で±４５゜の視角で少なく
    とも約２０：１の白色光コントラスト比を有することを
    特徴とする請求項１８に記載のディスプレイ。
  28. 【請求項２８】 前記ディスプレイに約６．０Ｖをかけ
    た時に、垂直で約−２０゜、水平で±４０゜の視角で少
    なくとも約２０：１の白色光コントラスト比を有するこ
    とを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイ。
  29. 【請求項２９】 前記ディスプレイに約５．０Ｖをかけ
    た時に、垂直で約−２０゜、水平で±６０゜の視角で少
    なくとも約１０：１の白色光コントラスト比を有するこ
    とを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイ。
  30. 【請求項３０】 第１方向を形成する透過軸を有する第
    １偏光板と、 第２方向を形成する透過軸を有し、該第１方向と第２方
    向は互いにほぼ直交して、それにより通常白色のディス
    プレイを形成する第２偏光板と、 光学軸を有し、約８０ｎｍ乃至２００ｎｍの正あるいは
    負の遅延値を有する第１遅延膜と、 光学軸を有する第２遅延膜と、 前記第１遅延膜と該第２遅延膜の間に設けたツイスト・
    ネマティック液晶層で、該液晶層は１以上の通常入射の
    可視波長の光が通過する際にその可視光線を約８０゜か
    ら１００゜にねじり、 前記第１、第２遅延膜の光学軸はその間の角度δを約７
    ０゜乃至８９゜の範囲で形成し、約５．０乃至７．０Ｖ
    の電圧をかけた時に、垂直視角軸０゜より上にある逆転
    域からはなれ、垂直視角軸０゜より下をほぼ中心とする
    最高コントラストの視野を有するディスプレイを形成し
    たことを特徴とする、垂直視角軸０゜より下にほぼ中心
    とした視野を有する液晶ディスプレイ。
  31. 【請求項３１】 前記角度δは約７５゜乃至８７゜であ
    り、０゜の垂直視角軸より上にある視角の逆転を避ける
    ように高コントラストの視野を位置決めし、かつ中心出
    しをおこない、前記遅延膜は単軸で正の複屈折であるこ
    とを特徴とする請求項３０に記載のディスプレイ。
  32. 【請求項３２】 前記第１遅延膜の光学軸と前記第１偏
    光板の透過軸は、約１．５゜乃至７．５゜の角度θ１を
    その間に形成することを特徴とする請求項３１に記載の
    ディスプレイ。
  33. 【請求項３３】 前記第２遅延膜の光学軸と前記第２偏
    光板の透過軸は、約１．５゜乃至７．５゜の角度θ２を
    その間に形成することを特徴とする請求項３２に記載の
    ディスプレイ。
  34. 【請求項３４】 前記角度θ１とθ２はほぼ等しく、水
    平視角軸０゜を中心としてほぼ対称の高コントラスト視
    野を形成することを特徴とする請求項３３に記載のディ
    スプレイ。
  35. 【請求項３５】 前記ディスプレイは垂直角約−１０
    ゜、水平角０゜の視角で少なくとも約１００：１のコン
    トラスト比を有することを特徴とする請求項３４に記載
    のディスプレイ。
  36. 【請求項３６】 前記ディスプレイは垂直角約−１０
    ゜、水平角±１０゜の視角で少なくとも約８０：１のコ
    ントラスト比を有することを特徴とする請求項３４に記
    載のディスプレイ。
  37. 【請求項３７】 前記第１、第２遅延膜は両方とも約８
    ０から２００ｎｍの遅延値を有することを特徴とする請
    求項３４に記載のディスプレイ。
  38. 【請求項３８】 前記第１、第２遅延膜は約１１５から
    １６０ｎｍの遅延値を有することを特徴とする請求項３
    ７に記載のディスプレイ。
  39. 【請求項３９】 前記第２偏光板の透過軸にほぼ平行な
    バフかけ方向あるいは配向方向を有する第１配向手段を
    さらに有し、該第１配向手段は前記液晶層と前記第１偏
    光板の間に設けられていることを特徴とする請求項３７
    に記載のディスプレイ。
  40. 【請求項４０】 ａ）第１方向を形成する透過軸を有す
    る第１偏光板を持つ液晶ディスプレイを提供するステッ
    プと、 ｂ）第２方向を形成する透過軸を有する第２偏光板を持
    つディスプレイを提供するステップと、 ｃ）１以上の通常入射の可視波長の光が通過する際にそ
    の可視光線を約８０゜から１００゜にねじるツイスト・
    ネマティック液晶層の反対側に前記第１、第２偏光板を
    それぞれ位置決めするステップと、 ｄ）ほぼ同じ遅延値を有する正の複屈折単軸の第１、第
    ２遅延膜を前記液晶層の反対側にそれぞれ位置決めし、
    前記第１遅延膜は第１偏光板にほぼ隣接し、前記第２遅
    延膜は第２偏光板にほぼ隣接するようにしたステップ
    と、 ｅ）前記第１偏光板にたいする前記第１遅延膜の光学軸
    を配向させ、その間に角度θ１を形成するステップと、 ｆ）前記第２偏光板にたいする前記第２遅延膜の光学軸
    を配向させ、その間に角度θ２を形成するステップと、 ｇ）垂直視角軸０゜より下にディスプレイの最高コント
    ラスト視野の中心を設定するように、前記角度θ１とθ
    ２の値を選択するステップを有し、よって垂直視角軸０
    ゜より上にある逆転域からはなれた最高コントラストの
    視野を位置決めし、中心出しする液晶ディスプレイの視
    野を移動させる方法。
  41. 【請求項４１】 前記角度θ１とθ２はほぼ等しく、よ
    って水平軸０゜を中心にほぼ対称の視野をつくりだすこ
    とを特徴とする請求項４０に記載の方法。
  42. 【請求項４２】 前記角度θ１とθ２は約２゜から１０
    ゜の範囲となるように選択することを特徴とする請求項
    ４１に記載の方法。
  43. 【請求項４３】 前記角度θ１とθ２は約３゜から５゜
    の範囲となるように選択することを特徴とする請求項４
    ２に記載の方法。
  44. 【請求項４４】 前記遅延膜は両方とも約８０から７０
    ０ｎｍの遅延値を有することを特徴とする請求項４２に
    記載の方法。
  45. 【請求項４５】 前記遅延膜は両方とも約８０から２０
    ０ｎｍの遅延値を有することを特徴とする請求項４２に
    記載の方法。
  46. 【請求項４６】 前記第１、第２方向は互いにほぼ直角
    であり、よって通常白色のディスプレイを形成すること
    を特徴とする請求項４５に記載の方法。
  47. 【請求項４７】 前記ｇ）ステップは、ディスプレイに
    約６．０から６．８Ｖをかける時に水平角約０゜、垂直
    角−１０゜の視角で少なくとも約１００：１のコントラ
    スト比をディスプレイが有するように、角度θ１とθ２
    の値を選択する工程をさらに有することを特徴とする請
    求項４６に記載の方法。
  48. 【請求項４８】 前記ｇ）ステップは、ディスプレイに
    約６．０から６．８Ｖをかける時に水平角約±１０゜、
    垂直角−１０゜の視角で少なくとも約８０：１のコント
    ラスト比をディスプレイが有するように、角度θ１とθ
    ２の値を選択する工程をさらに有することを特徴とする
    請求項４７に記載の方法。
  49. 【請求項４９】 前記第１偏光板にほぼ直角の方向に、
    前記第１偏光板に隣接する側の前記液晶層の分子を配向
    するステップをさらに有することを特徴とする請求項４
    ５に記載の方法。
  50. 【請求項５０】 前記第１、第２遅延膜は負の複屈折値
    を有し、それゆえ負の遅延値を有することを特徴とする
    請求項１７に記載のディスプレイ。
  51. 【請求項５１】 第１方向に配向された透過軸を有する
    入射光用後方偏光板と、 前記第１方向にほぼ直角の第２方向に配向された透過軸
    を有し、それにより通常白色のディスプレイを形成する
    光出口用前方偏光板と、 前記後方偏光板とツイスト・ネマティック液晶材料間に
    設けた後方二軸遅延膜で、前記液晶材料は１以上の通常
    入射の可視波長の光が通過する際にその可視光線を約８
    ０゜から１００゜にねじり、 前記前方偏光板と前記液晶材料間に設けた前方二軸遅延
    膜とから成り、 最大の屈折率を有する前記後方遅延膜の光学軸は、後方
    偏光板の透過軸の第１方向にほぼ平行な方向に配向さ
    せ、最大の屈折率を有する前記前方遅延膜の光学軸は、
    前方偏光板の透過軸の第２方向にほぼ平行な方向に配向
    させ、 前記最大屈折率を有する前方および後方遅延膜の前記光
    学軸は各々、画素の視野が所定の大きな水平視角で高い
    コントラスト比を有するように約−１００から−２００
    ｎｍの範囲の遅延値（ｄ・ΔZX）を有することを特徴と
    するツイスト・ネマティック液晶ディスプレイ用の画
    素。
  52. 【請求項５２】 前記画素はさらに２つの配向手段を有
    し、またＸ−バフかけを行ったことを特徴とする請求項
    ５１に記載の画素。
  53. 【請求項５３】 複数の画素を有し、該画素の各々は、
    一対の駆動電極と、その電極間に設けたツイスト・ネマ
    ティック液晶材料から成り、該液晶材料は厚さｄで、ｄ
    ・ΔＮの結果が約４００ｎｍ乃至５５０ｎｍとなる異方
    性ΔＮを有し、液晶材料はそれを通過する１以上の光の
    通常入射可視光線波長を約８０゜から１００゜にねじる
    ことが可能であり、 第１方向に配向された透過軸を有する入射光用後方偏光
    板と、 前記第１方向に対して第２方向に配向された透過軸を有
    し、それにより通常白色のディスプレイを形成する光出
    口用前方偏光板と、 前記後方偏光板と前記ツイスト・ネマティック液晶材料
    間に設けた後方遅延膜と、 前記前方偏光板と前記液晶材料間に設けた前方遅延膜と
    から成り、 少なくとも約１００゜の水平角スパンと約５０゜より大
    きい垂直角スパンで少なくとも約１０：１の白色光コン
    トラスト比を得るように、前記偏光板の透過軸と前記遅
    延膜の光学軸を互いに配置させたことを特徴とする液晶
    ディスプレイ。
  54. 【請求項５４】 前記ディスプレイは、約６．０Ｖを該
    ディスプレイにかけた時に、少なくとも約１２０゜の水
    平角スパンと約６０゜より大きい垂直角スパンで少なく
    とも約１０：１の白色光コントラスト比を有することを
    特徴とする請求項５３に記載の液晶ディスプレイ。
  55. 【請求項５５】 前記液晶材料のｄ・ΔＮの結果は約４
    ００から５００ｎｍの範囲内にあり、（ｄ・ΔＮ）／λ
    の結果は選択した色の第１透過最小値におおよそ匹敵
    し、λは該選択した色の波長であることを特徴とするこ
    とを特徴とする請求項５４に記載の液晶ディスプレイ。
  56. 【請求項５６】 前記ディスプレイは、少なくとも約８
    ０゜の水平角スパンと約３０゜より大きい垂直角スパン
    で少なくとも約３０：１のコントラスト比を有すること
    を特徴とする請求項５３に記載の液晶ディスプレイ。
  57. 【請求項５７】 前記ディスプレイは、少なくとも約８
    ５゜の水平角スパンと約３０゜より大きい垂直角スパン
    で少なくとも約５０：１の白色光コントラスト比を有す
    ることを特徴とする請求項５６に記載の液晶ディスプレ
    イ。
  58. 【請求項５８】 前記後方遅延膜の光学軸は前記後方偏
    光板の透過軸にほぼ平行であり、前記前方遅延膜の光学
    軸は前記前方偏光板の透過軸にほぼ平行であり、前記デ
    ィスプレイはＸ−バフかけをしたものであり、前記前方
    および後方遅延膜は約１００から２００ｎｍの範囲の遅
    延値を有することを特徴とする請求項５４に記載の液晶
    ディスプレイ。
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