JPH09258212A

JPH09258212A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH09258212A
Application number: JP8062198A
Authority: JP
Inventors: Naomi Takada; 尚美高田; Katsuhiko Kumakawa; 克彦熊川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置において、液晶層を伝搬する光
の偏光状態がこの液晶層への入射方向によって異なるこ
とにもとづく狭い視野角特性を改善して、視点が斜め方
向になってもコントラストの低下や表示色の変化が生じ
ないようにする。【解決手段】対向して配置された一対の電極基板４、
１２の間に捻れ配向したネマチック液晶層７を狭持して
なる液晶セルと、この液晶セルを挟んだ両側の位置に配
置された一対の偏光板１、１３と、出射側の偏光板１に
対応して設けられた光学補償シート２とを有する。光学
補償シート２は、液晶セルの表面に対し傾いた方向での
楕円偏光を直線偏光に近づけることが可能な一軸性の二
色性色素を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ワープロやパソコン等に用いられる表示
装置には、薄型軽量、低消費電力という大きな利点をも
った液晶表示装置（以下、「ＬＣＤ」と称する）が広く
用いられている。現在普及している液晶表示装置の多く
は、捻れネマチック液晶を用いている。このような液晶
を用いた表示方式は、複屈折モードと旋光モードとの２
つの方式に大別できる。

【０００３】複屈折モードを用いたＬＣＤは、液晶分子
の捻れ角が９０゜以上のもので、急峻な電気光学特性を
もつため、薄膜トランジスタやダイオード等の能動素子
がなくても、単純なマトリクス状の電極構造のみで、時
分割駆動により、大容量の表示が得られる。しかし、複
屈折効果の利用による波長分散のために、着色が生じる
という問題点を有する。この表示の着色を解消する方法
の一つとして、光学的な補償層を用いて光学的な波長分
散を打ち消す方法が提案されている。これには、捻れ方
向が逆の液晶セルを光学補償部材として積層する２層セ
ル方式や、１枚もしくは複数枚の面内で光学的遅相軸を
もつ高分子フィルム（位相差フィルム）を光学補償部材
として用いる方式などがある。しかし、応答速度が数百
ミリ秒と遅く、また階調表示が困難という欠点を持ち、
能動素子を用いたＴＦＴ型、ＭＩＭ型の表示性能を越え
るまでに至らない。

【０００４】ＴＦＴ型やＭＩＭ型には、液晶分子の配列
状態が９０゜捻れた、旋光モードの表示方式（ＴＮ型液
晶表示装置）が用いられている。この表示方式は、応答
速度が数十ミリ秒と速く、容易に白黒表示が得られ、高
い表示コントラストを示すことから、他の方式のＬＣＤ
と比較して最も有力である。

【０００５】しかし、上述の複屈折モードと旋光モード
との両方式とも、捻れネマチック液晶を用いているため
に、見る方向によって表示色や表示コントラストが変化
するという表示方式の原理上生じる視角特性がある。す
なわち、液晶層に対し光が垂直に入射した場合と斜めに
入射した場合とでは、液晶の屈折率異方性にもとづき液
晶層の入射面において屈折率の差を生じ、液晶層を通過
した光の偏光状態が異なる。その結果、見る方向によっ
てコントラストや表示色が変化するという現象が生じ
る。このため、従来の捻れネマチック液晶を用いたＬＣ
Ｄでは、一般のＣＲＴを超える表示性能は得られていな
い。

【０００６】このようなＬＣＤの欠点の解消を目的とし
て、例えば特開平４−２２９８２８号公報や特開平４−
２５８９２３公報などに見られるように、一対の偏光板
とＴＮ型液晶セルとの間に位相差フィルムを配置するこ
とによって視野角を拡大しようとする方法が提案されて
いる。これらの公開公報で提案された位相差フィルム
は、液晶セルの表面に対して垂直な方向の位相差がほぼ
０であり、真正面からはなんら光学的な作用を及ぼさな
い。これに対し傾けたときには位相差が発現し、これに
よって、液晶セルで発現した位相差の補償を行ってい
る。

【０００７】しかし、これらの方法によってもＬＣＤの
視野角の拡大はまだ不十分であり、更なる改良が望まれ
ている。以下、図面を用いて従来の技術を具体的に説明
する。

【０００８】図７は、一般的なＳＴＮ型のＬＣＤの構成
図を示す。ここで１１は下側基板、４は上側基板であ
り、この下側基板１１の表面には、カラーフィルタ層１
０と、透明電極９と、配向膜層８とが形成されている。
上側基板４の表面には、透明電極５と配向膜層６とが形
成されている。そして、これら配向膜層８、６どうしの
間に液晶層７が形成されている。両基板１１、４の外側
にはそれぞれ偏光板１３、１が配置されており、これら
基板１１、４と偏光板１３、１との間にはそれぞれ位相
差フィルム１２、３が設けられている。１４は光源であ
る。

【０００９】このような構成のＳＴＮ−ＬＣＤでは、２
枚の偏光板１３、１に挟まれた液晶層７や位相差フィル
ム１２、３などの光学素子は、偏光状態の変換素子とし
て働く。そして出射光の偏光状態を液晶層７の電圧印加
により制御して表示を行っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図８（ａ）、（ｂ）
は、従来のノーマリブラックモード（液晶層に電圧が印
加されないとき暗状態となり、電圧が印加されたとき明
状態となるように、液晶表示装置前後に配置された偏光
板の偏光軸が設定されたモード）のＳＴＮ−ＬＣＤ液晶
表示装置において、上下方向に視点を傾けて見たとき
の、液晶表示装置のそれぞれ暗状態の駆動電圧に対する
透過率の波長分散を示している。同図（ａ）は上方向、
（ｂ）は下方向の場合を示す。

【００１１】ここで、上下方向とは、次のように定義さ
れるものをいう。すなわち、図９（ｂ）に示すように２
枚の透明ガラス基板４１ａ、４１ｂの間に液晶が狭持さ
れている場合において、各基板４１ａ、４１ｂの液晶分
子の配向方向を矢印５１ａ、５１ｂの方向としたとき
に、これら基板４１ａ、４１ｂを図内のａ−ａ′面で割
断して横方向から見たものを同図（ａ）に示す。この図
９（ａ）は、２枚の基板４１ａ、４１ｂ間に電圧が印加
されて液晶分子２２が立ち上がった状態を表すものであ
るが、この図９（ａ）の紙面内において垂直方向４３に
対し図示のように右方向に視点を傾ける場合を下方向、
反対に左方向に視点を傾ける場合を上方向と定義する。
αは、液晶セルの法線方向４３からの視点の傾き角を示
す。

【００１２】図８に示すように、従来の液晶表示装置に
おいては、暗状態において傾き角αが大きくなると光の
透過率が大きくなり、これによりコントラストが低下す
るという課題がある。

【００１３】以下、この課題についてさらに詳しく説明
する。ＳＴＮ−ＬＣＤでは、前述のように２枚の偏光板
に挟まれた液晶層や複屈折フィルムなどの光学素子は、
偏光状態の変換素子として働く。そして出射光の偏光状
態を液晶層の電圧印加により制御して表示を得ている。

【００１４】図１０に示されるように、一般に光の偏光
状態は、楕円率ε、アジマス角ζの２変数で記述でき
る。図１１（ａ）はポアンカレ球の鳥瞰図を示す。この
ポアンカレ球は、εとζを図示する一つの方法で、偏光
状態の変換を表示するのに便利である。北半球は右回り
の円偏光、南半球は左回りの円偏光、赤道は直線偏光に
相当する。その緯度θと経度φとは、楕円率εとアジマ
ス角ζとを用いて、次式で示される。

【００１５】θ＝２×arctan（ε） φ＝２×ζ 以下では、簡単のために、図１１（ｂ）に示すように北
極の無限遠点（天の北極）から眺めた表示を用い、偏光
状態が北半球にある場合は実線で、南半球にある場合は
破線で表す。

【００１６】図１２は、液晶層の両側に一枚ずつ位相差
フィルムを積む従来の液晶表示装置すなわち図７の構成
において、暗状態における、各光学素子を通過した後の
正面方向（液晶層の法線方向）の偏光状態の波長分散の
一例を示す。ここでは以下の要領で補償されている。

【００１７】（１）図１２（ａ）は、下側偏光板１３を
通過した後の光の偏光状態を示す。（２）この図１２（ａ）に示される光が下側位相差フィ
ルム１２を通過した後の光の偏光状態を図１２（ｂ）に
示す。

【００１８】（３）下側位相差フィルム１２の変数は、
図１２（ｃ）に示されるように液晶層７を通過した後の
波長分散が直線上に乗るように最適化する。（４）液晶層７を通過した後の光をさらに上側位相差フ
ィルム３に通すことで、図１２（ｄ）に示されるよう
に、直線状の波長分散を円周上の一点に集める。これに
より、直線偏光となった光は上側偏光板によって遮断さ
れ、暗状態となる。

【００１９】図１３（ａ）、（ｂ）は、このようにして
図７の従来の構成における上側位相差フィルム３によっ
て補償された、液晶表示装置からの上方向の光の偏光状
態と楕円率の波長分散とを示す。すなわち、同図（ａ）
は、上側位相差フィルムを通過した後の、正面方向α＝
０度から傾き角α＝４０度までの１０度おきの角度につ
いての、波長６５０ｎｍの光の偏光状態（透過光の偏光
ベクトルの先端の軌跡）を示す。また同図（ｂ）は、同
様に０度から４０度までの１０度おきの角度についての
楕円率の波長分散を示す。

【００２０】図１４（ａ）、（ｂ）は、液晶表示装置か
らの下方向の光についての、同様の偏光状態と楕円率の
波長分散とを示す。この図１４（ａ）においても、波長
６５０ｎｍの光の偏光状態を示す。

【００２１】図７に示す従来の装置において、液晶層７
に垂直に光が入射した場合は問題がないが、斜めに光が
入射した場合は、液晶の屈折率異方性により液晶層７の
入射面において屈折率の差が生じ、このため、図１３、
図１４に示すように、出射光は傾き角αが大きいほど楕
円率εが大きくなり、楕円偏光して、上側偏光板１で遮
断することができなくなる。またアジマス角ζも大きく
なる。したがって、視点が正面方向から傾くと、液晶層
を通過した後の波長分散が正面方向の波長分散からずれ
る。つまり、偏光状態（楕円率ε、アジマス角ζ）が変
わることにより、図７における最終的な出射側の上側偏
光板１の偏光軸からのずれが大きくなり、このため暗状
態における光の遮断が不十分になって透過率が大きくな
り、それによってコントラストの低下及び表示色の変化
を引き起こす。図１３、図１４に示すように、この傾い
たときの波長分散のずれは、波長４００ｎｍ以上かつ７
００ｎｍ以下の範囲で特に顕著である。

【００２２】そこで本発明は、このような課題を解決し
て、液晶層を伝搬する光の偏光状態がこの液晶層への入
射方向によって異なることにもとづく狭い視野角特性を
改善して、視点が斜め方向になってもコントラストの低
下や表示色の変化が生じないようにすることを目的とす
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、対向して配置された一対の電極基板の間に
捻れ配向したネマチック液晶を狭持してなる液晶セル
と、この液晶セルを挟んだ両側の位置に配置された一対
の偏光板と、出射側の偏光板に対応して設けられた光学
補償シートとを有し、この光学補償シートは、前記液晶
セルの表面に対し傾いた方向での楕円偏光を直線偏光に
近づけることが可能な一軸性の二色性色素を含有するよ
うにしたものである。

【００２４】このような構成によれば、一軸性の二色性
色素によって、暗状態における傾き角の大きい領域で、
従来の位相差フィルムでは補償できない人間の比視感度
の高い波長範囲の光を吸収することができる。したがっ
て、コントラストや表示色の視野角特性を改善すること
ができる。

【００２５】本発明によれば、光学補償シートに含有さ
れる二色性色素は最大吸収波長が４００ｎｍ以上かつ７
００ｎｍ以下であり、この二色性色素の吸収軸は、出射
側の偏光板の吸収軸と同一方向またはこの出射側の偏光
板の吸収軸の方向に対し傾きをもって配向されているよ
うに構成することができる。

【００２６】上述のように波長分散のずれは波長波長４
００ｎｍ以上かつ７００ｎｍ以下の範囲で特に顕著であ
るため、二色性色素の最大吸収波長がこの範囲にあるこ
とで、効果的な光学補償を行うことができる。また、二
色性色素の吸収軸が出射側の偏光板の吸収軸と同一方向
またはこの出射側の偏光板の吸収軸の方向に対し傾きを
もって配向されているように構成することで、図１３
（ａ）や図１４（ａ）に示したように、液晶表示装置対
する上下方向への傾き角すなわち視野角の傾きが大きく
なるにつれて偏光のアジマス角が大きくなることに対応
することができる。

【００２７】図１３（ａ）や図１４（ａ）に示されたデ
ータにもとづけば、二色性色素の吸収軸は、液晶セルと
相対した時の裏側基板から表側基板への液晶分子の捻れ
方向を正の方向と考えたときに、出射側の偏光板の吸収
軸の方向から負の方向に０゜以上かつ２０゜以下の範囲
で配向されているのが好適である。

【００２８】本発明によれば、光学補償シートは、出射
側の偏光板の表側または裏側に少なくとも１枚が配置さ
れているように構成することができる。これによれば、
所期の光吸収を行って光学補償を行うことができる。

【００２９】本発明によれば、複数の光学補償シートが
積層されることで光学補償シート層が形成され、積層さ
れた各光学補償シートの吸収軸は、それぞれ連続的に方
向が変化するように配向されているように構成すること
ができる。

【００３０】このように光学補償シートの吸収軸の方向
が連続的に変化することで、広範囲の光を吸収すること
ができて、いっそう確実にコントラストや表示色の視野
角特性を改善することができる。

【００３１】本発明によれば、光学補償シートに含有さ
れる二色性色素の吸収軸が、シートの厚み方向に傾いて
いるように構成することができる。こうすることで、二
色性色素の吸収軸の方向を視野角の傾きの方向に対応さ
せることができて、いっそう確実にコントラストや表示
色の視野角特性を改善することができる。

【００３２】本発明にもとづく光学補償シートは、最大
吸収波長が４００ｎｍ以上かつ７００ｎｍ以下である二
色性色素で高分子フィルムを染色し、その後にこの高分
子フィルムを延伸することで、製造可能である。こうす
ると、二色性色素は、高分子フィルムの延伸方向に一軸
性を付与されることになり、配向方向の均一な一軸性を
得ることができる。

【００３３】あるいは、光学補償シートは、高分子液晶
中に、最大吸収波長が４００ｎｍ以上かつ７００ｎｍ以
下である二色性色素を含浸させ、その後に磁場を印加し
て配向させながらＵＶ照射して硬化させることによって
も、製造可能である。この場合は、磁場の印加にもとづ
く配向によって、二色性色素に一軸性が付与されること
になる。

【００３４】また本発明は、対向して配置された一対の
電極基板の間に捻れ配向したネマチック液晶を狭持して
なる液晶セルと、この液晶セルを挟んだ両側の位置に配
置された一対の偏光板とを有し、出射側の偏光板は、そ
の面内に着色層を有し、この着色層は、前記液晶セルの
表面に対し傾いた方向での楕円偏光を直線偏光に近づけ
ることが可能な一軸性の二色性色素を含有するようにし
たものである。

【００３５】このような構成によれば、上述のように光
学補償シートを設けることに代えて、偏光板自体の内部
に同様の機能を付与させることができる。

【００３６】本発明によれば、この偏光板の面内の着色
層に含有される二色性色素が、最大吸収波長が４００ｎ
ｍ以上かつ７００ｎｍ以下であるように構成することが
できる。また、この二色性色素の吸収軸が、出射側の偏
光板の吸収軸と同一方向に配向されているように構成す
ることができる。さらに、二色性色素の吸収軸は、液晶
セルと相対した時の裏側基板から表側基板への液晶分子
の捻れ方向を正の方向と考えたときに、出射側の偏光板
の吸収軸の方向から負の方向に０゜を超えかつ２０゜以
下の範囲で配向されているように構成することができ
る。

【００３７】このように内部の着色層に二色性色素を含
有した偏光板は、高分子フィルムを負の二色性色素で染
色したのちに、この高分子フィルムを偏光子と同時に延
伸することで、製造可能である。

【００３８】この場合は、負の二色性色素とすることに
よって、すなわち分子軸の方向に垂直な方向の偏光成分
を強く吸収し、それに平行な方向の偏光成分はほとんど
吸収しない二色性色素とすることによって、高分子フィ
ルムを偏光子と同時に延伸したときに、その二色性色素
に一軸性を付与することができ、かつその吸収軸を偏光
板の吸収軸と一致させることができる。この高分子フィ
ルムは、延伸性の観点にたてば、ポリビニルアルコール
で形成することが好適である。

【００３９】

【実施例】

（第１の実施例）図１を用いて、本発明の第１の実施例
について説明する。この図１は、本発明の第１の実施例
の液晶表示装置を示す断面図であり、図７に示したもの
と同一の部材には同一の参照番号を付す。ここでは、透
明電極５、９として、インジウム、錫の酸化物（ＩＴ
Ｏ）を用いた。配向膜層６、８としては、ポリイミド配
向膜を焼成したものをレーヨンによって回転ラビングし
たものを用いた。液晶層７としては、弾性定数比Ｋ３／
Ｋ１の値が１．２で、屈折率の波長分散がＲ（５９０ｎ
ｍ）／Ｒ（４５０ｎｍ）＝１．１２であるネマチック液
晶に右捻れ用カイラル材を混入したものを用いた。

【００４０】位相差フィルム３、１２には、ポリカーボ
ネイトを用いた。偏光板１、１３は、ニュートラルグレ
イで、単体透過率４５％、偏光度９９．９％以上のもの
を用いた。上側偏光板１と位相差フィルム３との間に
は、最大吸収波長λｍが５５０ｎｍである二色性色素を
含有した光学補償シート２を設けた。

【００４１】光源１４としては、３波長タイプの冷陰極
管と導光板を組み合わせたものを用いた。光学補償シー
ト２は、高分子フィルムを二色性色素で染色した後に延
伸したもので、この光学補償シート２に含有される二色
性色素は、延伸によって一軸性を示した。その二色性色
素の吸収軸は、液晶セルと相対した時の下側基板すなわ
ち裏側基板１１から上側基板すなわち表側基板４への液
晶分子の捻れ方向を正の方向と考えたときに、出射側の
偏光板１の吸収軸の方向から、負の方向に１０゜の方向
に配向したものとした。

【００４２】図２は、図１の液晶表示装置における配置
角を説明するものである。すなわち、２１を基準線とし
たときに、２２は下側基板１１のラビング方向、２３は
上側基板４のラビング方向である。下側基板１１の界面
での液晶分子の配向方向はこの下側基板のラビング方向
２２と一致し、また上側基板４の界面での液晶分子の配
向方向はこの上側基板のラビング方向２３と一致してい
る。２４はツイスト角度を示す。

【００４３】下側の位相差フィルム１２の配置角２８
を、ラビング方向２２、２３どうしのなす角のうち大き
い方の角の２等分線２５と、この位相差フィルム１２の
光学的遅相軸の方向２６とのなす角度と定義する。同様
に、上側の位相差フィルム３の配置角２９を、２等分線
２５と、この位相差フィルム３の光学的遅相軸の方向２
７とのなす角度と定義する。但し、位相差フィルム１
２、３の配置角２８、２９は、ラビング方向どうしのな
す角のうち大きい方の角の２等分線２５と、その位相差
フィルム２、３が接していない側の基板４、１１のラビ
ング方向２３、２２とのなす角の間に入っている方とす
る。

【００４４】このとき、下側位相差フィルム１２の配置
角２８と上側位相差フィルム３の配置角２９をそれぞれ
φF1、φF2、とする。また、図示のように定義された下
側偏光板１３の吸収軸の方向３０の配置角３２と、上側
偏光板１の吸収軸の方向３１の配置角３３とを、それぞ
れφPol 、φAna とする。さらに、光学補償シート２に
含有される二色性色素の吸収軸の方向３４と、出射側の
偏光板１の吸収軸の方向３１とのなす角３５をφｒとす
る。但し、液晶セルと相対した時の裏側基板１１から表
側基板４への液晶分子の捻れ方向を正の方向と考える。

【００４５】表１は、以上のような構成のときに、各配
置角２８（φF1）、２９（φF2）、３２（φPol ）、３
３（φAna ）およびなす角３５（φｒ）をこの表１に示
されるような値とした時の正面コントラストの値を示
す。この表１から明らかなように、本実施例１によれ
ば、表面コントラストの低下は引き起こされなかった。

【００４６】

【表１】

【００４７】図３（ａ）、（ｂ）は、本実施例１の液晶
表示装置において、上方向（図３（ａ））および下方向
（図３（ｂ））に視点を傾けて見たときの、それぞれ暗
状態の駆動電圧に対する透過率の波長分散を示してい
る。

【００４８】このような構成とすることによって、図７
に示す従来のものに比べ、視点が正面方向から傾いた領
域において、補償しきれない光の波長領域が二色性色素
により吸収され、暗状態の透過率の上昇を防ぎ、正面コ
ントラストの低下を引き起こさず、コントラスト、表示
色の視野角特性を向上させることができた。

【００４９】なお、光学補償シート２に含有される二色
性色素の最大吸収波長が４００ｎｍ以上かつ７００ｎｍ
以下の範囲である場合は、このような効果を達成するこ
とができた。（第２の実施例）次に、図４を用いて本発明の第２の実
施例の液晶表示装置について説明する。この図４の実施
例においては、図１における光学補償シート２に代え
て、光学補償シートを複数枚積層した光学補償シート層
１５を配置した。なお、図４において、図１と対応する
その他の部材には、図１の場合と同一参照番号をつけ
た。

【００５０】光学補償シート層１５中の各光学補償シー
トは、高分子フィルムを最大吸収波長λｍが５５０ｎｍ
である二色性色素で染色したのち、延伸したもので、各
高分子フィルムに含有される二色性色素は、この延伸に
よって一軸性を示した。各光学補償シートにおける二色
性色素の吸収軸は、液晶セルと相対した時の裏側基板１
１から表側基板４への液晶分子の捻れ方向を正の方向と
考えたときに、出射側の偏光板１の吸収軸の方向から、
負の方向に０゜＜φｒ＜２０゜の方向にそれぞれ連続的
に配向するようにした。すなわち、各光学補償シートに
含有される二色性色素の吸収軸の方向が異なるようにし
た。

【００５１】以上のような構成にすることによって、こ
の光学補償シート層１５の二色性色素は、実施例１のも
のと同様に、視点が正面方向から傾いた領域において、
補償しきれない光の波長領域を吸収した。また、光学補
償シートの吸収軸の方向が連続的に変化することで、広
範囲の光を吸収することができて、いっそう確実にコン
トラストや表示色の視野角特性を改善することができ
た。これによって、暗状態の透過率の上昇を防ぎ、正面
コントラストの低下を引き起こさず、コントラスト、表
示色の視野角特性を向上させることができた。（第３の実施例）図５を用いて、本発明の第３の実施例
の液晶表示装置について説明する。この図５の実施例に
おいては、光学補償シート１６として、図１とは相違す
るものを用いた。その他の部材は、図１と同じであり、
同一の参照番号をつけた。

【００５２】光学補償シート１６は、最大吸収波長λｍ
が４００ｎｍ以上かつ７００ｎｍ以下である二色性色素
を含有した高分子液晶に磁場を印加して場配向させなが
ら、ＵＶ照射によって硬化することによって製造した。
その二色性色素の吸収軸は、液晶セルと相対した時の裏
側基板１１から表側基板４への液晶分子の捻れ方向を正
の方向と考えたときに、面内において、出射側の偏光板
１の吸収軸の方向から、負の方向に１０゜傾斜させた。
かつ、シート１６の厚み方向には、基板面から１０゜の
傾き角でもって配向させた。

【００５３】この厚み方向に沿った二色性色素の吸収軸
の傾きは、出射側から見た場合に法線方向から狭視野角
の方向（暗状態において視野角を傾けた場合に透過率の
上昇が大きい方向）に傾いているのが好適であった。

【００５４】以上のような構成とすることによって、実
施例１の場合と同様に、視点が正面方向から傾いた領域
において、補償しきれない光の波長領域を二色性色素に
より吸収した。これによって、暗状態の透過率の上昇を
防ぎ、正面コントラストの低下を引き起こさず、コント
ラスト、表示色の視野角特性を向上させることができ
た。（第４の実施例）図６を用いて、本発明の第４の実施例
の液晶表示装置について説明する。この図６の実施例で
は、上述の各実施例のように光学補償シートを用いる代
わりに、上側偏光板７８を二色性色素で着色した。

【００５５】この図６において、７１は上側基板、７６
は下側基板、７２は画素電極、７３は液晶層、７４は共
通電極、７５はカラーフィルタ、７７は下側偏光板、７
９は光源である。上側基板７１の上には、スイッチング
素子として薄膜トランジスタ（図示せず）を形成した。

【００５６】このＴＮ型の液晶表示装置においては、電
界をかけていない状態では、液晶層７３の液晶分子は、
上側基板７１の界面から下側基板７６の界面にかけて９
０度ねじれて配向しており、旋光性が生じていた。

【００５７】上側偏光板７８は、通常の偏光板に用いら
れる吸収色素、またはヨウ素に加えて、最大吸収波長λ
ｍが５５０ｎｍ以上かつ６５０ｎｍ以下を満たしている
負の二色性色素に染色された偏光板とした。この負の二
色性色素の吸収軸の方向は、上側偏光板７８の吸収軸の
方向と同じとした。

【００５８】以上のような構成にすることによって、実
施例１の場合と同様に、視点が正面方向から傾いた領域
において、補償しきれない光の波長領域を二色性色素に
より吸収した。これによって、暗状態の透過率の上昇を
防ぎ、正面コントラストの低下を引き起こさず、コント
ラスト、表示色の視野角特性を向上させることができ
た。

【００５９】なお、本発明は、ＳＴＮ、ＴＦＴの両液晶
表示装置において当てはまり、さらに捻じれ角が９０度
以下と小さい方式のＬＣＤでも同様な効果が得られる。
また、パネルの構成によって二色性色素の種類や含有量
を変化させることにより、光の吸収波長領域を調節する
ことが好ましい。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、本発明の液晶表示装置
は、視点が正面方向から傾いた領域において補償しきれ
ない光の波長領域を二色性色素により吸収でき、これに
よって暗状態の透過率の上昇を防ぐことができ、このた
め正面コントラストの低下を引き起こさず、したがって
コントラスト、表示色の視野角特性を向上することがで
きる。また、吸収する光の波長領域を適当な値に設定す
ることにより、視野角領域を調節することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の液晶表示装置の断面図
である。

【図２】図１の液晶表示装置における配向角を説明する
図である。

【図３】図１の液晶表示装置において、上方向および下
方向に視点を傾けたときの、暗状態の駆動電圧に対する
透過率の波長分散を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例の液晶表示装置の断面図
である。

【図５】本発明の第３の実施例の液晶表示装置の断面図
である。

【図６】本発明の第４の実施例の液晶表示装置の断面図
である。

【図７】従来の液晶表示装置の断面図である。

【図８】図７の液晶表示装置において、上方向および下
方向に視点を傾けたときの、暗状態の駆動電圧に対する
透過率の波長分散を示す図である。

【図９】従来の液晶表示装置の視野角特性を測定する時
の視点を示す模式図である。

【図１０】一般的な光の偏光状態を説明するための図で
ある。

【図１１】図１０における楕円率とアジマス角とを図示
するためのポアンカレ球を例示する図である。

【図１２】従来のＳＴＮ−ＬＣＤ液晶表示装置におけ
る、各光学素子通過後の暗状態での偏光状態の推移を説
明するための図である。

【図１３】従来のＳＴＮ−ＬＣＤ液晶表示装置におい
て、視点が上方向に傾いたときの偏光状態と楕円率の波
長分散とを説明するための図である。

【図１４】従来のＳＴＮ−ＬＣＤ液晶表示装置におい
て、視点が下方向に傾いたときの偏光状態と楕円率の波
長分散とを説明するための図である。

【符号の説明】

１上側偏光板２光学補償シート３位相差フィルム４上側基板７液晶層１１下側基板１２位相差フィルム１３下側偏光板１５光学補償シート層１６光学補償シート３１上側偏光板の吸収軸の方向３４二色性色素の吸収軸の方向３５二色性色素の吸収軸と上側偏光板の吸収軸とのな
す角７１上側基板７６下側基板７７下側偏光板７８上側偏光板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向して配置された一対の電極基板の間
に捻れ配向したネマチック液晶を狭持してなる液晶セル
と、この液晶セルを挟んだ両側の位置に配置された一対
の偏光板と、出射側の偏光板に対応して設けられた光学
補償シートとを有し、この光学補償シートは、前記液晶
セルの表面に対し傾いた方向での楕円偏光を直線偏光に
近づけることが可能な一軸性の二色性色素を含有するこ
とを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】光学補償シートに含有される二色性色素
は最大吸収波長が４００ｎｍ以上かつ７００ｎｍ以下で
あり、この二色性色素の吸収軸は、出射側の偏光板の吸
収軸と同一方向またはこの出射側の偏光板の吸収軸の方
向に対し傾きをもって配向されていることを特徴とする
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】二色性色素の吸収軸は、液晶セルと相対
した時の裏側基板から表側基板への液晶分子の捻れ方向
を正の方向と考えたときに、出射側の偏光板の吸収軸の
方向から負の方向に０゜以上かつ２０゜以下の範囲で配
向されていることを特徴とする請求項２記載の液晶表示
装置。
【請求項４】光学補償シートは、出射側の偏光板の表
側または裏側に少なくとも１枚が配置されていることを
特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の液
晶表示装置。
【請求項５】複数の光学補償シートが積層されること
で光学補償シート層が形成され、積層された各光学補償
シートの吸収軸は、それぞれ連続的に方向が変化するよ
うに配向されていることを特徴とする請求項１から４ま
でのいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項６】光学補償シートに含有される二色性色素
の吸収軸が、シートの厚み方向に傾いていることを特徴
とする請求項１から５までのいずれか１項記載の液晶表
示装置。
【請求項７】請求項１から６までのいずれか１項に記
載の液晶表示装置を製造するための方法であって、最大
吸収波長が４００ｎｍ以上かつ７００ｎｍ以下である二
色性色素で高分子フィルムを染色し、その後にこの高分
子フィルムを延伸することで光学補償シートを形成する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】請求項１から６までのいずれか１項に記
載の液晶表示装置を製造するための方法であって、高分
子液晶中に、最大吸収波長が４００ｎｍ以上かつ７００
ｎｍ以下である二色性色素を含浸させ、その後に、磁場
を印加して配向させながら、ＵＶ照射して硬化させるこ
とで光学補償シートを形成することを特徴とする液晶表
示装置の製造方法。
【請求項９】対向して配置された一対の電極基板の間
に捻れ配向したネマチック液晶を狭持してなる液晶セル
と、この液晶セルを挟んだ両側の位置に配置された一対
の偏光板とを有し、出射側の偏光板は、その面内に着色
層を有し、この着色層は、前記液晶セルの表面に対し傾
いた方向での楕円偏光を直線偏光に近づけることが可能
な一軸性の二色性色素を含有することを特徴とする液晶
表示装置。
【請求項１０】二色性色素は、最大吸収波長が４００
ｎｍ以上かつ７００ｎｍ以下であることを特徴とする請
求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】二色性色素の吸収軸は、出射側の偏光
板の吸収軸と同一方向に配向されていることを特徴とす
る請求項９または１０記載の液晶表示装置。
【請求項１２】二色性色素の吸収軸は、液晶セルと相
対した時の裏側基板から表側基板への液晶分子の捻れ方
向を正の方向と考えたときに、出射側の偏光板の吸収軸
の方向から負の方向に０゜を超えかつ２０゜以下の範囲
で配向されていることを特徴とする請求項９または１０
記載の液晶表示装置。
【請求項１３】請求項９から１１までのいずれか１項
に記載の液晶表示装置を製造するための方法であって、
高分子フィルムを負の二色性色素で染色したのちに、こ
の高分子フィルムを偏光子と同時に延伸して偏光板を形
成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】高分子フィルムがポリビニルアルコー
ルであることを特徴とする請求項１３記載の液晶表示装
置の製造方法。