JPH10246885A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH10246885A
JPH10246885A JP9050792A JP5079297A JPH10246885A JP H10246885 A JPH10246885 A JP H10246885A JP 9050792 A JP9050792 A JP 9050792A JP 5079297 A JP5079297 A JP 5079297A JP H10246885 A JPH10246885 A JP H10246885A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 上下左右方向の反転現象を解消すると共に、
視角に応じた位相差を解消し、特に視角が大きくなるに
つれて生じる液晶画面の着色現象を効果的に防止し、高
品質の画像を表示できる液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 一対の電極基板6・7の間に液晶層8を
封入してなる液晶表示素子1と、この両側に配置される
一対の偏光子4・5との間に、屈折率異方性が負(na
=nc >nb )で、表面内の主屈折率na またはnc
方向を軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb
の方向と、表面内の主屈折率na またはnc の方向とが
時計まわり、または反時計まわりに傾斜している光学位
相差板2・3を少なくとも1枚介在させた液晶表示装置
において、液晶層8における液晶材料の屈折率異方性Δ
nの光の波長に対する変化を、視角に依存した液晶画面
の着色が発生しない範囲に設定し、かつ、液晶層8を異
なる比率で分割してそれぞれ異なる方向に配向させる。

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
し、特に、液晶表示素子に光学位相差板を組み合わせる
ことにより表示画面の視角依存性を改善する液晶表示装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】ネマティック液晶表示素子を用いた液晶
表示装置は、従来、時計や電卓などの数値セグメント型
表示装置に広く用いられていたが、最近においては、ワ
ードプロセッサ、ノート型パーソナルコンピュータ、車
載用液晶テレビなどにも用いられるようになっている。
【0003】液晶表示素子は、一般に透光性の基板を有
しており、この基板上に、画素をオン・オフさせるため
に電極線などが形成されている。例えば、アクティブマ
トリクス型の液晶表示装置においては、薄膜トランジス
タなどの能動素子が、液晶に電圧を印加する画素電極を
選択駆動するスイッチング手段として上記の電極線とと
もに上記の基板上に形成されている。さらに、カラー表
示を行う液晶表示装置では、基板上に赤色、緑色、青色
などのカラーフィルタ層が設けられている。
【0004】上記のような液晶表示素子に用いられる液
晶表示方式としては、液晶のツイスト角に応じて異なる
方式が適宜選択される。例えば、アクティブ駆動型ツイ
ストネマティック液晶表示方式(以降、TN方式と称す
る)や、マルチプレックス駆動型スーパーツイストネマ
ティック液晶表示方式(以降、STN方式と称する)が
よく知られている。
【0005】TN方式は、ネマティック液晶分子を90
°捩じれた状態に配向し、その捩じれの方向にそって光
を導くことにより表示を行う。STN方式は、ネマティ
ック液晶分子のツイスト角を90°以上に拡大すること
によって、液晶印加電圧のしきい値付近での透過率が急
峻に変化することを利用している。
【0006】STN方式は、液晶の複屈折効果を利用す
るため、色の干渉によって表示画面の背景に特有の色が
付く。このような不都合を解消し、STN方式で白黒表
示を行うためには、光学補償板を用いることが有効であ
ると考えられている。光学補償板を用いた表示方式とし
ては、ダブルスーパーツイストネマティック位相補償方
式(以降、DSTN方式と称する)と、光学的異方性を
有するフィルムを配置したフィルム型位相補償方式(以
降、フィルム付加型方式と称する)とに大別される。
【0007】DSTN方式は、表示用液晶セルおよびこ
の表示用液晶セルと逆方向のツイスト角で捩じれ配向さ
せた液晶セルを有する2層型の構造を用いている。フィ
ルム付加型方式は、光学的異方性を有するフィルムを配
置した構造を用いる。軽量性、低コスト性の観点から、
フィルム付加型方式が有力であると考えられている。こ
のような位相補償方式の採用により白黒表示特性が改善
されたため、STN方式の表示装置にカラーフィルタ層
を設けてカラー表示を可能にしたカラーSTN液晶表示
装置が実現されている。
【0008】一方、TN方式は、ノーマリブラック方式
とノーマリホワイト方式とに大別される。ノーマリブラ
ック方式は、一対の偏光板をその偏光方向が相互に平行
になるように配置して、液晶層にオン電圧を印加しない
状態(オフ状態)で黒を表示する。ノーマリホワイト方
式は、一対の偏光板をその偏光方向が相互に直交するよ
うに配置して、オフ状態で白色を表示する。表示コント
ラスト、色再現性、表示の視角依存性などの観点からノ
ーマリホワイト方式が有力である。
【0009】ところで、上記のTN液晶表示装置におい
ては、液晶分子に屈折率異方性Δnが存在しているこ
と、および、液晶分子が上下基板に対して傾斜して配向
していることのために、観視者の見る方向や角度によっ
て表示画像のコントラストが変化して、視角依存性が大
きくなるという問題がある。
【0010】図12は、TN液晶表示素子31の断面構
造を模式的に表したものである。この状態は中間調表示
の電圧が印加され、液晶分子32がやや立ち上がってい
る場合を示している。このTN液晶表示素子31におい
て、一対の基板33・34の表面の法線方向を通過する
直線偏光35、および法線方向に対して傾きを持って通
過する直線偏光36・37は、液晶分子32と交わる角
度がそれぞれ異なっている。液晶分子32には屈折率異
方性Δnが存在するため、各方向の直線偏光35・36
・37が液晶分子32を通過すると正常光と異常光とが
発生し、これらの位相差に伴って楕円偏光に変換される
ことになり、これが視角依存性の発生源となる。
【0011】さらに、実際の液晶層の内部では、液晶分
子32は、基板33と基板34との中間部付近と基板3
3または基板34の近傍とではチルト角が異なってお
り、また法線方向を軸として液晶分子32が90°捻じ
れている状態にある。
【0012】以上のことにより、液晶層を通過する直線
偏光35・36・37は、その方向や角度によりさまざ
まな複屈折効果を受け、複雑な視角依存性を示すことに
なる。
【0013】上記の視角依存性として、具体的には、表
示画面の法線方向から表示面の下方向である正視角方向
に視角を傾けて行くと、ある角度以上で表示画像が着色
する現象(以下、「着色現象」という)や、白黒が反転
する現象(以下、「反転現象」という)が発生する。ま
た、表示画面の上方向である反視角方向に視角を傾けて
行くと、急激にコントラストが低下する。
【0014】また、上記の液晶表示装置では、表示画面
が大きくなるにつれて、視野角が狭くなるという問題も
ある。大きな液晶表示画面を近い距離で正面方向から見
ると、視角依存性の影響のため表示画面の上部と下部と
で表示された色が異なる場合がある。これは表示画面全
体を見る見込み角が大きくなり、表示画面をより斜めの
方向から見るのと同じことになるからである。
【0015】このような視角依存性を改善するために、
光学異方性を有する光学素子としての光学位相差板(位
相差フィルム)を液晶表示素子と一方の偏光板との間に
挿入することが提案されている(例えば、特開昭55−
600号公報、特開昭56−97318号公報等参
照)。
【0016】この方法は、屈折率異方性を有する液晶分
子を通過したために直線偏光から楕円偏光へ変換された
光を、屈折率異方性を有する液晶層の片側または両側に
介在させた光学位相差板を通過させることによって、視
角に生ずる正常光と異常光の位相差変化を補償して直線
偏光の光に再変換し、視角依存性の改善を可能にするも
のである。
【0017】このような光学位相差板として、屈折率楕
円体の1つの主屈折率方向を光学位相差板表面の法線方
向に対して平行にしたものが、例えば特開平5−313
159号公報に記載されている。しかしながら、この光
学位相差板を用いても、正視角方向の反転現象を改善す
るには限界がある。
【0018】そこで、特開平6−75116号公報に
は、光学位相差板として、屈折率楕円体の主屈折率方向
が光学位相差板の表面の法線方向に対して傾斜している
ものを用いる方法が提案されている。この方法では、光
学位相差板として次の2種類のものを用いている。
【0019】一つは、屈折率楕円体の3つの主屈折率の
うち、最小の主屈折率の方向が表面に対して平行であ
り、かつ残り2つの主屈折率の一方の方向が光学位相差
板の表面に対してθの角度で傾斜し、他方の方向も光学
位相差板表面の法線方向に対して同様にθの角度で傾斜
しており、このθの値が20°≦θ≦70°を満たして
いる光学位相差板である。
【0020】もう一つは、屈折率楕円体の3つの主屈折
率na 、nb 、nc がna =nc >nb という関係を有
し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸とし
て、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表
面内の主屈折率na またはncの方向とが時計まわり、
または反時計まわりに傾斜している、屈折率楕円体が傾
斜した光学位相差板である。
【0021】上記の2種類の光学位相差板について、前
者はそれぞれ一軸性のものと二軸性のものを用いること
ができる。また、後者は光学位相差板を1枚のみ用いる
だけでなく、該光学位相差板を2枚組み合わせ、各々の
主屈折率nb の傾斜方向が互いに90°の角度をなすよ
うに設定したものを用いることができる。
【0022】このような光学位相差板を液晶表示素子と
偏光板との間に少なくとも1枚介在させることによって
構成される液晶表示装置では、表示画像の視角に依存し
て生ずるコントラスト変化、着色現象、及び反転現象を
ある程度まで改善することができる。
【0023】また、反転現象を解消するための技術も種
々案出されている。例えば、特開昭57−186735
号公報には、各表示パターン(画素)を複数に区分し、
区分されたそれぞれの部分が独立した視角特性を有する
ように配向制御を施す、いわゆる画素分割法が開示され
ている。この方法によれば、それぞれの区分において、
液晶分子が互いに異なる方向に立ち上がるので、視角依
存性を解消することができる。
【0024】また、特開平6−118406号公報及び
特開平6−194645号公報には、上記の画素分割法
に光学位相差板を組み合わせる技術が開示されている。
【0025】特開平6−118406号公報に開示され
ている液晶表示装置は、液晶パネルと偏光板との間に光
学異方性フィルム(光学位相差板)が挿入されることに
より、コントラストの向上などが図られている。特開平
6−194645号公報に開示されている補償板(光学
位相差板)は、補償板面に平行な方向の面内の屈折率が
ほぼなく、かつ補償板面に垂直な方向の屈折率が面内の
屈折率より小さくなるように設定されていることによ
り、負の屈折率を有する。このため、電圧が印加された
ときに、液晶表示素子に生じる正の屈折率を補償して、
視角依存性を低減させることができる。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】ところが、今日のさら
なる広視野角、高表示品位の液晶表示装置が望まれる状
況下において、さらなる視角依存性の改善が要求されて
おり、上記の特開平6−75116号公報で示された光
学位相差板を用いただけでは必ずしも充分であるとは言
えず、未だ改善の余地を有している。
【0027】また、反転現象を解消するための上記した
画素分割法では、視角を上下方向に傾けたときの視角特
性がほぼ対称になり、反転現象および視角依存性を解消
することができるものの、上下方向に視角を傾けたとき
にコントラストが低下するという問題は解消されない。
このため、表示された黒が白みを帯びてグレーに浮いた
ように見える。また、画素分割法を採用した上記の従来
技術では、左右方向に視角を傾けたときに視角依存性が
生じるという欠点もある。
【0028】また、上記の画素分割法に光学位相差板を
介在させる手法は、視角を傾けたときに斜め45°方向
で着色現象が発生する。また、画素を分割する比率が同
じである液晶表示素子を用いているので、上下方向に視
角を傾けたときのコントラストの低下を抑制することに
は限界がある。それは、次の理由による。
【0029】上記のような画素分割法では、画素の分割
比率が同じであることにより、TN液晶表示素子の正視
角方向(画面に垂直な方向から表示コントラストが良く
なる方向)と反視角方向(画面に垂直な方向から表示コ
ントラストが低下する方向)との視角特性が平均化され
る。ところが、実際の正視角方向の視角特性と反視角特
性の視角特性は相反するので、上記の画素分割法に光学
位相差板を組み合わせても、上下方向のコントラスト低
下を均一に抑制することは難しい。特に、視角を正視角
方向に傾けた場合、反転現象が発生したり、表示画像が
黒くつぶれやすくなったりする傾向がある。
【0030】本発明は、上記した課題に鑑みなされたも
ので、その目的は、上記光学位相差板を介在した液晶表
示装置において、液晶表示素子の各絵素における液晶層
が異なる比率で分割された分割液晶層をそれぞれ異なる
方向に配向すると共に、液晶層に用いる液晶材料の波長
に対する屈折率異方性Δnの変化を最良な範囲に設定す
ることで、光学位相差板による補償効果に加えてさらに
視角依存性を改善することにあり、特に反転現象と着色
現象を効果的に改善することにある。
【0031】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1の発明に係る液晶表示装置は、対向する
表面に透明電極層及び配向膜がそれぞれ形成された一対
の透光性基板の間に液晶層を封入することによって構成
される液晶表示素子と、上記液晶表示素子の両側に配置
される一対の偏光子と、上記液晶表示素子と上記偏光子
との間に少なくとも1枚介在された光学位相差板であっ
て、屈折率楕円体の3つの主屈折率na、nb 、nc
a =nc >nb という関係を有し、表面内の主屈折率
a またはnc の方向を軸として、表面の法線方向に平
行な主屈折率nb の方向と、表面内の主屈折率na また
はnc の方向とが時計まわり、または反時計まわりに傾
斜することにより、上記屈折率楕円体が傾斜している光
学位相差板とを備えた液晶表示装置において、上記配向
膜が、各画素における上記液晶層が異なる比率で分割さ
れた分割液晶層をそれぞれ異なる方向に配向し、かつ、
上記液晶層における液晶材料の屈折率異方性Δnの光の
波長に対する変化が、視角に依存した液晶画面の着色が
発生しない範囲に設定されていることを特徴としてい
る。
【0032】上記構成によれば、直線偏光が複屈折性を
有する液晶層を通過して、正常光と異常光とが発生し、
これらの位相差に伴って楕円偏光に変換される場合、主
屈折率na 、nb 、nc がna =nc >nb という関係
にあり、主屈折率nb を含む屈折率楕円体の短軸を光学
位相差板の表面の法線方向に対し傾斜させた光学位相差
板を液晶層と偏光子との間に介在させれば、視角に応じ
て生ずる正常光と異常光との位相差変化が光学位相差板
によって補償される。そして、上記の液晶表示装置で
は、異なる比率で分割された分割液晶層を有し、それぞ
れの分割液晶層の配向状態が上記のように制御された液
晶表示素子と偏光子との間に光学位相差板が介在されて
いる。これにより、相反する正視角方向の視角特性と反
視角特性の視角特性との差をなくし、両視角特性を近づ
けることができる。それゆえ、視角を上下方向に傾けた
ときに生じるコントラストの低下および表示画像が白く
見える傾向をほぼ均一に抑制することができる。特に、
黒をより鮮明に表示することができる。
【0033】しかしながら、このような補償機能のみに
よっても、さらなる視角依存性の改善が要求されるなか
では必ずしも充分であるとは言えず、本願発明者らは、
さらなる研究を重ねた結果、液晶層における液晶材料の
屈折率異方性Δnの光の波長に対する変化が、特に液晶
画面(表示画面)の着色に影響することを見い出し、本
発明を完成させるに至った。
【0034】本発明の液晶表示装置では、液晶表示素子
に封入された液晶層における液晶材料の屈折率異方性Δ
nの光の波長に対する変化を、視角に依存した液晶画面
の着色が発生しない範囲に設定している。これにより、
画面の着色をより一層防止することが可能となった。
尚、コントラスト変化や反転現象においても、光学位相
差板及び分割液晶層の各補償機能に加えて、さらに改善
することができた。
【0035】液晶材料の屈折率異方性Δnの光の波長に
対する変化の、視角に依存した液晶画面の着色が発生し
ない範囲とは、具体的には、請求項2、4、又は6に記
載した範囲である。
【0036】即ち、請求項2に記載したように、液晶層
における液晶材料の、波長450nmの光に対する屈折
率異方性Δn(450)と波長650nmの光に対する
屈折率異方性Δn(650)の差Δn(450)−Δn
(650)を、0以上0.010未満の範囲に設定する
ことである。
【0037】または、請求項4に記載したように、液晶
層における液晶材料の、波長450nmの光に対する屈
折率異方性Δn(450)と波長550nmの光に対す
る屈折率異方性Δn(550)の比Δn(450)/Δ
n(550)を、1以上1.07未満の範囲に設定する
ことである。
【0038】または、液晶層における液晶材料の、波長
650nmの光に対する屈折率異方性Δn(650)と
波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn(55
0)の比Δn(650)/Δn(550)を、0.96
より大きく1以下の範囲に設定することである。
【0039】少なくとも、これらの何れかの範囲とする
ことで、通常の液晶表示装置にて要求される視角50°
において、若干の色付きはあるものの、どの方向から見
ても充分に使用に耐えうるものとできる。
【0040】そして、視角70°といったさらに広視野
角の液晶表示装置においては、液晶材料の屈折率異方性
Δnの光の波長に対する変化の範囲を、請求項3、5、
又は7に記載した範囲とすることが好ましい。
【0041】即ち、請求項3に記載したように、液晶層
における液晶材料の、波長450nmの光に対する屈折
率異方性Δn(450)と波長650nmの光に対する
屈折率異方性Δn(650)の差Δn(450)−Δn
(650)を、0以上0.0055以下の範囲に設定す
る。
【0042】または、請求項5に記載したように、液晶
層における液晶材料の、波長450nmの光に対する屈
折率異方性Δn(450)と波長550nmの光に対す
る屈折率異方性Δn(550)の比Δn(450)/Δ
n(550)を、1以上1.05以下の範囲に設定す
る。
【0043】または、請求項7に記載したように、液晶
層における液晶材料の、波長650nmの光に対する屈
折率異方性Δn(650)と波長550nmの光に対す
る屈折率異方性Δn(550)の比Δn(650)/Δ
n(550)を、0.975以上1以下の範囲に設定す
る。
【0044】これらの何れかの範囲とすることで、広視
野角の液晶表示装置にて要求される視角70°において
あらゆる方向から見ても、全く着色現象のないものとで
きる。
【0045】また、請求項8に記載のように、上記した
請求項1、2、4又は6の発明の液晶表示装置において
は、液晶層における液晶材料の、波長550nmの光に
対する屈折率異方性Δn(550)を、0.060より
大きく0.120より小さい範囲に設定することが好ま
しい。
【0046】これは、可視光領域の中心領域となる波長
550nmの光に対する液晶材料の屈折率異方性Δn
(550)が0.060以下または0.120以上の場
合、視角方向によっては反転現象やコントラスト比の低
下が発生することが確認されたためである。そこで、液
晶材料の波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn
(550)を、0.060より大きく0.120より小
さい範囲に設定することにより、液晶表示素子に生じる
視角に対応する位相差を解消することができるため、液
晶画面において、視角に依存して生じる着色現象はもち
ろんのこと、コントラスト変化、左右方向の反転現象等
もさらに改善することができる。
【0047】この場合、さらに、請求項9に記載のよう
に、液晶層における液晶材料の、波長550nmの光に
対する屈折率異方性Δn(550)を、0.070以上
0.095以下の範囲に設定することで、液晶表示素子
に生じる視角に対応する位相差をより効果的に解消する
ことができるため、液晶表示画像におけるコントラスト
変化、左右方向の反転現象、着色現象を確実に改善する
ことができる。
【0048】また、請求項10に記載のように、上記し
た請求項1、2、4、6又は8の発明の液晶表示装置に
おいては、全ての光学位相差板において、屈折率楕円体
の傾斜角が15°から75°の間に設定されていること
が好ましい。
【0049】このように、液晶表示装置に介在される全
ての光学位相差板において、屈折率楕円体の傾斜角を1
5°から75°の間に設定することで、前述した本発明
の備えた光学位相差板による位相差の補償機能を確実に
得ることができる。
【0050】また、請求項11に記載のように、上記し
た請求項1、2、4、6又は8の発明の液晶表示装置に
おいては、全ての光学位相差板において、主屈折率na
と主屈折率nb との差と、光学位相差板の厚さdとの積
(na −nb )×dが、80nmから250nmの間に
設定されていることが好ましい。
【0051】このように、液晶表示装置に介在される全
ての光学位相差板において、主屈折率na と主屈折率n
b との差と、光学位相差板の厚さdとの積(na
b )×dを、80nmから250nmの間に設定する
ことで、前述した本発明の備えた光学位相差板による位
相差の補償機能を確実に得ることができる。
【0052】また、上記の液晶表示装置においては、上
記光学位相差板が、上記画素内で最も大きい上記分割液
晶層に対して、上記配向膜の内面近傍の液晶分子が上記
透明電極により電圧を印加されたときの傾斜方向と、屈
折率楕円体の傾斜方向とが反対になるように配置されて
いることが好ましい。
【0053】上記の構成において、最も大きい分割液晶
層に対して、光学位相差板の表面に対する屈折率楕円体
の傾斜方向と、電圧印加時の上記液晶分子の傾斜方向が
反対であれば、その液晶分子による光学特性と屈折率楕
円体すなわち光学位相差板の光学特性とが逆に設定され
る。したがって、配向膜の内面近傍の液晶分子は、配向
の影響を受けて電圧印加時でも立ち上がらないが、その
液晶分子による光学特性の偏りを光学位相差板で補償す
ることができる。
【0054】これにより、視角を正視角方向に傾けたと
きに、反転現象が抑制され、かつ、黒くつぶれない良好
な表示画像を得ることができる。また、視角を反視角方
向に傾けたときにコントラストの低下が抑制されるの
で、白みを帯びない良好な表示画像を得ることができ
る。しかも、左右方向について反転現象を抑制すること
ができる。
【0055】また、分割液晶層を2つの第1および第2
分割液晶層に分割する場合、第1分割液晶層と第2分割
液晶層との大きさの比が6:4から19:1の範囲に設
定されていることが好ましい。これにより、屈折率楕円
体の傾斜方向が特定された上記の構成において、視角特
性をより向上させることができる。さらに、第1分割液
晶層と第2分割液晶層との大きさの比が7:3から9:
1の範囲に設定されていれば、極めて良好な視角特性を
実現することができる。
【0056】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
1ないし図9に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。
【0057】本実施の形態に係る液晶表示装置は、図1
に示すように、液晶表示素子1と、一対の光学位相差板
2・3と、一対の偏光板(偏光子)4・5とを備えてい
る。
【0058】液晶表示素子1は、対向して配される電極
基板6・7の間に液晶層8を挟む構造をなしている。電
極基板6は、ベースとなるガラス基板(透光性基板)9
の液晶層8側の表面にITO(インジウム錫酸化物)か
らなる透明電極10が形成され、その上に配向膜11が
形成されている。電極基板7は、ベースとなるガラス基
板(透光性基板)12の液晶層8側の表面にITOから
なる透明電極13が形成され、その上に配向膜14が形
成されている。
【0059】簡略化のため、図1は2画素分の構成を示
しているが、液晶表示素子1の全体において、所定幅の
帯状の透明電極10・13は、ガラス基板9・12のそ
れぞれに所定間隔をおいて配され、かつ、ガラス基板9
・12間では基板面に垂直な方向から見て相互に直交す
るように形成されている。両透明電極10・13が交差
する部分は表示を行なう画素に相当し、これらの画素は
本液晶表示装置の全体においてマトリクス状に配設され
ている。
【0060】電極基板6・7は、シール樹脂15により
貼り合わされており、電極基板6・7とシール樹脂15
とによって形成される空間内に液晶層8が封入されてい
る。尚、詳細については後述するが、本液晶表示装置に
おける液晶層8は、光学位相差板2・3による位相差の
補償機能と最良な特性を有する組み合わせとなるよう
に、液晶層8を構成する液晶材料にその屈折率異方性Δ
nが所定の条件を満たすようなものが選択されている。
また、透明電極10・13は、駆動回路17により表示
データに基づいた電圧が印加される。
【0061】本液晶表示装置において、上記の液晶表示
素子1に光学位相差板2・3と偏光板(偏光子)4・5
とが形成されてなるユニットが液晶セル16である。配
向膜11・14は、互いに状態の異なる2つの領域を有
している。これにより、液晶層8において上記の2つの
領域に面する第1分割部8aと第2分割部8bとでは、
液晶分子の配向状態が異なるように制御される。尚、詳
細については後述するが、上記の液晶層8の分割比は、
視角を上下方向および左右方向に傾けたときの視角特性
を向上させるために、異なるように設定されている。配
向膜11・14は、2つの領域間で、液晶分子に付与す
るプレティルト角を異ならせたり、液晶分子のティルト
方向を基板面に垂直な方向について反対向きにさせたり
して上記のような異なる配向状態を与える。
【0062】光学位相差板2・3は、液晶表示素子1と
その両側に配される偏光板4・5との間にそれぞれ介在
される。光学位相差板2・3は、透明な有機高分子から
なる支持体にディスコティック液晶が傾斜配向またはハ
イブリッド配向され、かつ架橋されることにより形成さ
れている。これにより、光学位相差板2・3における後
述の屈折率楕円体が、光学位相差板2・3に対し傾斜す
るように形成される。
【0063】光学位相差板2・3の支持体としては、一
般に偏光板によく用いられるトリアセチルセルロース
(TAC)が信頼性も高く適している。それ以外では、
ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレー
ト(PET)などの耐環境性や耐薬品性に優れた無色透
明の有機高分子フィルムが適している。
【0064】図3に示すように、光学位相差板2・3
は、異なる3方向の主屈折率na ・nb ・nc を有して
いる。主屈折率na の方向は、互いに直交座標xyzに
おける各座標軸のうちy座標軸と方向が一致している。
主屈折率nb の方向は、光学位相差板2・3において画
面に対応する表面に垂直なz座標軸(表面の法線方向)
に対し矢印Aの方向にθ傾いている。
【0065】光学位相差板2・3は、各主屈折率がna
=nc >nb という関係を満たしている。これにより、
光学軸が1つのみ存在するので、光学位相差板2・3は
一軸性を備え、また、屈折率異方性が負になる。光学位
相差板2・3の第1のリタデーション値(nc −na
×dは、na =nc であるため、ほぼ0nmである。第
2のリタデーション値(nc −nb )×dは、80nm
〜250nmの範囲内で任意の値に設定される。第2の
リタデーション値(nc −nb )×dをこのような範囲
内に設定することで、光学位相差板2・3による位相差
の補償機能を確実に得ることができる。尚、上記のnc
−na およびnc −nb は屈折率異方性Δnを表し、d
は光学位相差板2・3の厚みを表している。
【0066】また、光学位相差板2・3の主屈折率nb
が傾いている角度θ、即ち、屈折率楕円体の傾斜角度θ
は、15°≦θ≦75°の範囲内で任意の値に設定され
る。傾斜角度θをこのような範囲内に設定することで、
屈折率楕円体の傾斜の方向が時計回り反時計回りに係わ
らず、光学位相差板2・3による位相差の補償機能を確
実に得ることができる。
【0067】尚、光学位相差板2・3の配置について
は、光学位相差板2・3のうちの何れか一方のみを片側
に配置した構成でも、また、光学位相差板2・3を片側
に重ねて配置することもできる。さらに、3枚以上の光
学位相差板を用いることもできる。
【0068】そして、図4に示すように、本液晶表示装
置においては、液晶表示素子1における偏光板4・5
は、その吸収軸AX1 ・AX2 が前記の配向膜11・1
4(図1参照)に接する液晶分子の長軸L1 ・L2 とそ
れぞれ直交するように配置される。本液晶表示装置で
は、長軸L1 ・L2 が互いに直交しているため、吸収軸
AX1 ・AX2 も互いに直交している。
【0069】ここで、図3に示すように、光学位相差板
2・3に異方性を与える方向に傾斜する主屈折率nb
方向が光学位相差板2・3の表面に投影された方向をD
と定義する。図4に示すように、光学位相差板2は方向
D(方向D1 )が長軸L1 と平行になるように配され、
光学位相差板3は方向D(方向D2 )が長軸L2 と平行
になるように配される。
【0070】上記のような光学位相差板2・3および偏
光板4・5の配置により、本液晶表示装置は、オフ時に
おいて光を透過して白色表示を行ういわゆるノーマリホ
ワイト表示を行う。
【0071】一般に、液晶や光学位相差板(位相差フィ
ルム)といった光学異方体においては、上記のような3
次元方向の主屈折率na ・nc ・nb の異方性が屈折率
楕円体で表される。屈折率異方性Δnは、この屈折率楕
円体をどの方向から観察するかによって異なる値にな
る。
【0072】次に、前述した、液晶層8について詳細に
説明する。前述したように、液晶層8においては、視角
を上下方向および左右方向に傾けたときの視角特性を向
上させるために、異なる分割比で分割されている。
【0073】具体的には、液晶層8が、第1分割部8a
と第2分割部8bとが異なる比率となるように分割され
ており、その比は6:4から19:1の範囲内となるよ
うに設定されている。また、配向膜11・14は、図2
に示すように、第1分割部8aと第2分割部8bのそれ
ぞれに対し直交するプレティルト方向で液晶分子を配向
させる。また、配向膜11のプレティルト方向P1 ・P
2 は、第1分割部8aと第2分割部8bとで互いに逆方
向となるように設定されている。配向膜14のプレティ
ルト方向P3 ・P4 も同様に互いに逆方向となるように
設定されている。尚、液晶層8は、透明電極10・13
の何れの長手方向に沿って分割されていてもよい。
【0074】このような液晶層8を有する液晶表示素子
1に光学位相差板2・3を組み合われば、正視角方向の
視角特性と反視角特性の視角特性とに適した配向状態を
得ることができる。これにより、視角を上下方向に傾け
たときに生じるコントラストの低下および表示画像が白
く見える傾向を抑制することができる。この結果、特
に、コントラストの低下の影響を大きく受ける黒をより
黒らしく鮮明に表示することができる。
【0075】また、液晶表示素子1においては、1画素
当たりの液晶層8において最も大きい第1分割部8aに
対して、前記の屈折率楕円体の光学位相差板2・3に対
する傾斜方向と、配向膜11・14の近傍に配される液
晶分子のプレティルト方向とが反対となるように設定す
ることがさらに望ましく、本液晶表示装置では、この設
定となっている。
【0076】これにより、液晶表示素子1への電圧印加
時に、配向の影響を受けて傾斜したままの状態にある上
記液晶分子による光学特性の偏りを光学位相差板2・3
で補償することができる。
【0077】その結果、視角を正視角方向に傾けたとき
の反転現象が抑制され、黒くつぶれない良好な表示画像
を得ることができる。また、視角を反視角方向に傾けた
ときにコントラストの低下が抑制されるので、白みを帯
びない良好な表示画像を得ることができる。その上、左
右方向について反転現象を抑制することも可能になる。
【0078】さらに、液晶層8においては、この異なる
比率の画素分割に加えて、前述した如く、光学位相差板
2・3による位相差の補償機能と最良な特性を有する組
み合わせとなるように、液晶層8を構成する液晶材料に
その屈折率異方性Δnが所定の条件、即ち、屈折率異方
性Δnの光の波長に対する変化が視角に依存した液晶画
面の着色が発生しない範囲に設定された液晶材料が用い
られている。
【0079】具体的には、以下に示す〜の少なくと
も1つの設定範囲の条件を満たすように設計された液晶
材料が注入されている。
【0080】 液晶材料の波長450nmの光に対す
る屈折率異方性Δn(450)と波長650nmの光に
対する屈折率異方性Δn(650)の差であるΔn(4
50)−Δn(650)を、0以上0.010未満の範
囲に設定する。より好ましくは、上記のΔn(450)
−Δn(650)を0以上0.0055以下の範囲に設
定することである。
【0081】 液晶材料の波長450nmの光に対す
る屈折率異方性Δn(450)と波長550nmの光に
対する屈折率異方性Δn(550)の比であるΔn(4
50)/Δn(550)を、1以上1.07未満の範囲
に設定する。より好ましくは、上記Δn(450)/Δ
n(550)を1以上1.05以下の範囲に設定するこ
とである。
【0082】 液晶材料の波長650nmの光に対す
る屈折率異方性Δn(650)と波長550nmの光に
対する屈折率異方性Δn(550)の比であるΔn(6
50)/Δn(550)を、0.960より大きく1以
下の範囲に設定する。より好ましくは、上記Δn(65
0)/Δn(550)を0.975以上1以下の範囲に
設定することである。
【0083】このような〜の少なくとも1つを満た
すように設計された液晶材料を用いることで、光学位相
差板2・3による位相差の補償機能による表示画面の視
角に依存して生ずるコントラスト変化、反転現象、着色
現象の改善のみならず、表示画面の着色現象を特に効果
的に改善できる。
【0084】詳しく述べると、〜の広い方の範囲を
少なくとも1つを満たすように設計された液晶材料を用
いることで、通常の液晶表示装置にて要求される視角5
0°において、若干の色付きはあるものの、どの方向か
ら見ても充分に使用に耐えうるものとできる。そして、
特に上記〜におけるより好ましいとした範囲を少な
くとも1つ満たすことで、視角70°でどの方向から見
ても着色の一切ないものとできる。また、〜の少な
くとも1つを満たすように設計された液晶材料を用いる
ことで、コントラスト変化、反転現象についても、光学
位相差板2・3の補償機能のみの場合よりも改善が図れ
る。
【0085】そして、さらに好ましくは、上記〜の
少なくとも1つの設定範囲の条件が満たされていると共
に、以下に示すの設定範囲の条件が同時に満たされて
いることであり、本液晶表示装置の液晶層8において
は、の設定範囲の条件をも満たすものである。
【0086】 液晶材料の波長550nmの光に対す
る屈折率異方性Δn(550)を、0.060より大き
く0.120より小さい範囲に設定する。より好ましく
は、上記Δn(550)を、0.070以上0.095
以下の範囲に設定することである。
【0087】このようなの設定条件をも満たすこと
で、光学位相差板2・3による位相差の補償機能、及び
〜の設定範囲の条件としたことによる補償機能によ
る視角依存性の改善に加えて、反視角方向のコントラス
ト比の低下、左右方向の反転現象をより一層改善するこ
とが可能となる。
【0088】図5に、本液晶表示装置における液晶層8
に用いることのできる一液晶材料の、波長(λ)に対す
るΔn(λ)(波長−屈折率異方性Δn特性)を、実線
の曲線aにて示す。尚、図5には、従来の液晶表示装置
における液晶層に用いられている一液晶材料の波長
(λ)に対するΔn(λ)を、一点鎖線の曲線bにて比
較のために示す。
【0089】曲線aと曲線bとを比べて見ることで明ら
かなように、本液晶表示装置の液晶層8に用いることの
できる液晶材料の波長(λ)に対するΔn(λ)は、従
来の液晶表示装置の液晶材料のものに比べて傾斜が緩や
かで、やや右下がりのほぼ平らな状態である。
【0090】また、図6には、本液晶表示装置における
液晶層8に用いることのできる他の一液晶材料の、波長
(λ)に対するΔn(λ)/Δn(550)を、実線の
曲線cにて示す。尚、図6には、従来の液晶表示装置に
おける液晶層に用いられている他の一液晶材料の波長
(λ)に対するΔn(λ)/Δn(550)を、一点鎖
線の曲線dにて比較のために示す。
【0091】曲線cと曲線dとを比べて見ることで明ら
かなように、本液晶表示装置の液晶層8に用いることの
できる液晶材料の波長(λ)に対するΔn(λ)/Δn
(550)も、従来の液晶表示装置の液晶材料のものに
比べて傾斜が緩やかなものとなる。
【0092】このような構成とすることで、本実施の形
態の液晶表示装置では、液晶表示素子1に生じる視角に
対応する位相差を光学位相差板2・3による補償機能と
共に、液晶層8における液晶材料の波長に対する屈折率
異方性Δnの変化を、液晶画面の着色が生じない範囲に
設定することによる補償機能により、視角に依存した表
示画面の着色が特に効果的に改善され、同時に、コント
ラスト変化、反転現象も改善され、高品質の画像を表示
できる。
【0093】なお、本実施の形態においては、単純マト
リクス方式の液晶表示装置について述べたが、本発明
は、これ以外に、TFTなどの能動スイッチング素子を
用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置につい
ても適用が可能である。
【0094】次に、上記のように構成される本実施の形
態に係る実施例を、比較例と共に説明する。
【0095】(実施例1)本実施例では、図1の液晶表
示装置における液晶セル16の液晶層8に、波長450
nmにおける屈折率異方性Δn(450)と波長650
nmにおける屈折率異方性Δn(650)との差である
Δn(450)−Δn(650)がそれぞれ、0、0.
0030、0.0055、0.0070、0.0090
に設定された液晶材料を用い、セル厚(液晶層8の厚
み)を5μmとした、5つのサンプル♯1〜♯5を用意
した。
【0096】サンプル♯1〜♯5における光学位相差板
2・3としては、透明な支持体(例えば、トリアセチル
セルロース(TAC)等)にディスコティック液晶を塗
布し、ディスコティック液晶を傾斜配向させて架橋して
形成してなる、上述の第1のリタデーション値が0n
m、上述の第2のリタデーション値が100nmであ
り、主屈折率nb の方向がxyz軸座標におけるz軸方
向に対して矢印Aで示す方向に約20°となるように傾
いており、同様に主屈折率nc の方向がx軸に対して矢
印Bで示す方向に約20°の角度をなしているもの(即
ち、屈折率楕円体の傾斜角度θ=20°のもの)を用い
た。
【0097】また、本実施例に対する比較例として、図
1の液晶表示装置における液晶セル16の液晶層8に、
上記Δn(450)−Δn(650)が0.010の液
晶材料を用いた以外は本実施例と同様の比較サンプル♯
100を用意した。
【0098】上記のサンプル♯1〜♯5及び比較サンプ
ル♯100について、白色光のもと目視試験を行なった
結果を表1に示す。
【0099】
【表1】
【0100】実施例のサンプル♯1〜♯3については、
視角を70°としてどの方向から見ても着色は確認され
ず良好な画質であった。サンプル♯4では、視角60°
まではどの方向から見ても着色は確認されず良好な画質
であった。サンプル♯5では、視角50°にて左右方向
から見た場合に若干の着色が確認されたが、使用に耐え
うる程度の着色であった。
【0101】これに対し、比較例サンプル♯100で
は、視角50°においてでさえ左右方向から見た場合
に、使用に耐えない程の黄色からだいだい色の着色が確
認された。
【0102】また、光学位相差板2・3として、透明な
支持体にディスコティック液晶をハイブリッド配向させ
た以外は、本実施例のサンプル♯1〜サンプル♯5、比
較サンプル♯100と同様のサンプル、比較サンプルに
ついても、上記と同様の結果が得られた。
【0103】(実施例2)本実施例では、図1の液晶表
示装置における液晶セル16の液晶層8に、波長450
nmにおける屈折率異方性Δn(450)と波長550
nmにおける屈折率異方性Δn(550)との比である
Δn(450)/Δn(550)がそれぞれ、1、1.
03、1.05、1.06、1.065に設定された液
晶材料を用い、セル厚(液晶層8の厚み)を5μmとし
た、5つのサンプル♯6〜♯10を用意した。
【0104】サンプル♯6〜♯10における光学位相差
板2・3としては、ディスコティック液晶を傾斜配向し
た前述の実施例1における光学位相差板2・3と同様の
ものを用いた。
【0105】また、本実施例に対する比較例として、図
1の液晶表示装置における液晶セル16の液晶層8に、
上記Δn(450)/Δn(550)が、1.07の液
晶材料を用いた以外は本実施例と同様の比較サンプル♯
101を用意した。
【0106】上記のサンプル♯6〜♯10及び比較サン
プル♯101について、白色光のもと目視試験を行なっ
た結果を表2に示す。
【0107】
【表2】
【0108】実施例のサンプル♯6〜♯8については、
視角を70°としてどの方向から見ても着色は確認され
ず良好な画質であった。サンプル♯9では、視角50°
ではどの方向から見ても着色は確認されなかったが、視
角60°においては、左右方向から見た場合に若干の着
色が確認された。しかしながら、これは充分使用に耐え
うる程度の着色であった。サンプル♯10では、視角5
0°にて左右方向から見た場合に若干の着色が確認され
たが、これも使用に耐えうる程度のものであった。
【0109】これに対し、比較例サンプル♯101で
は、視角50°においてでさえ左右方向から見た場合
に、使用に耐えない程の黄色からだいだい色の着色が確
認された。
【0110】また、光学位相差板2・3として、透明な
支持体にディスコティック液晶をハイブリッド配向させ
た以外は、本実施例のサンプル♯6〜サンプル♯10、
比較サンプル♯101と同様のサンプル、比較サンプル
についても、上記と同様の結果が得られた。
【0111】(実施例3)本実施例では、図1の液晶表
示装置における液晶セル16の液晶層8に、波長650
nmにおける屈折率異方性Δn(650)と波長550
nmにおける屈折率異方性Δn(550)との比である
Δn(650)/Δn(550)がそれぞれ、1、0.
980、0.975、0.970、0.965に設定さ
れた液晶材料を用い、セル厚(液晶層8の厚み)を5μ
mとした、5つのサンプル♯11〜♯15を用意した。
【0112】サンプル♯11〜♯15における光学位相
差板2・3としては、ディスコティック液晶を傾斜配向
した前述の実施例1における光学位相差板2・3と同様
のものを用いた。
【0113】また、本実施例に対する比較例として、図
1の液晶表示装置における液晶セル16の液晶層8に、
上記Δn(650)/Δn(550)が、0.960の
液晶材料を用いた以外は本実施例と同様の比較サンプル
♯102を用意した。
【0114】上記のサンプル♯11〜♯15及び比較サ
ンプル♯102について、白色光のもと目視試験を行な
った結果を表3に示す。
【0115】
【表3】
【0116】実施例のサンプル♯11〜♯13について
は、視角を70°としてどの方向から見ても着色は確認
されず良好な画質であった。サンプル♯14では、視角
50°ではどの方向から見ても着色は確認されなかった
が、視角60°においては、左右方向から見た場合に若
干の着色が確認された。しかしながら、これは充分に使
用に耐えうる程度の着色であった。サンプル♯15で
は、視角50°にて左右方向から見た場合に若干の着色
が確認されたが、これも使用に耐えうる程度であった。
【0117】これに対し、比較例サンプル♯102で
は、視角50°においてでさえ左右方向から見た場合
に、使用に耐えない程の黄色からだいだい色の着色が確
認された。
【0118】また、光学位相差板2・3として、透明な
支持体にディスコティック液晶をハイブリッド配向させ
た以外は、本実施例のサンプル♯11〜サンプル♯1
5、比較サンプル♯102と同様のサンプル、比較サン
プルについても、上記と同様の結果が得られた。
【0119】(実施例4)ここでは、図7に示すよう
に、受光素子21、増幅器22および記録装置23を備
えた測定系を用いて、液晶表示装置の視角依存性を測定
した。液晶表示装置の液晶セル16は、前記のガラス基
板9側の面16aが直交座標xyzの基準面x−yに位
置するように設置されている。受光素子21は、一定の
立体受光角で受光し得る素子であり、面16aに垂直な
z方向に対して角度φ(視角)をなす方向における、座
標原点から所定距離をおいた位置に配置されている。
【0120】測定時には、本測定系に設置された液晶セ
ル16に対し、面16aの反対側の面から波長550n
mの単色光を照射する。液晶セル16を透過した単色光
の一部は、受光素子21に入射する。受光素子21の出
力は、増幅器22で所定のレベルに増幅された後、波形
メモリ、レコーダなどの記録装置23によって記録され
る。
【0121】本実施例では、図1の液晶セル16におけ
る液晶層8に波長550nmにおける屈折率異方性Δn
(550)がそれぞれ、0.070、0.080、0.
095に設定された液晶材料を用い、セル厚(液晶層8
の厚み)を5μmとした3つのサンプル♯16〜♯18
を用意した。
【0122】サンプル♯16〜♯18における位相差板
2・3としては、ディスコティック液晶を傾斜配向した
前述の実施例1における位相差板2・3と同様のものを
用いた。
【0123】このようなサンプル♯16〜♯18を、図
7に示す測定系に設置して、受光素子21が一定の角度
φで固定された場合の、サンプル♯16〜♯18への印
加電圧に対する受光素子21の出力レベルを測定した。
【0124】測定は、50°の角度φとなるように受光
素子21を配置し、y方向が画面の上側であり、x方向
が画面の左側であると仮定して、受光素子21の配置位
置を上方向、左方向、左右方向にそれぞれ変えて行われ
た。
【0125】その結果を、図8(a)〜(c)に示す。
図8(a)〜(c)は、サンプル♯16〜♯18に印加
される電圧に対する光の透過率(透過率−液晶印加電圧
特性)を表したグラフである。
【0126】図8(a)が図2の上方向から測定を行っ
た結果であり、図8(b)が図2の下方向、図8(c)
が左右方向から測定をそれぞれ行った結果である。
【0127】図8(a)〜(c)において、それぞれ一
点鎖線で示す曲線L1・L4・L7が、液晶層8にΔn
(550)=0.070の液晶材料を用いたサンプル♯
16のもので、実線で示す曲線L2・L5・L8が、液
晶層8にΔn(550)=0.080の液晶材料を用い
たサンプル♯17のもので、破線で示す曲線L3・L6
・L9が、液晶層8にΔn(550)=0.095の液
晶材料を用いたサンプル♯18のものである。
【0128】また、実施例に対する比較例として、図1
の液晶セル16における液晶層8に波長550nmにお
ける屈折率異方性Δn(550)がそれぞれ、0.06
0、0.120に設定された液晶材料を用いた以外は実
施例と同様の2つの比較サンプル♯103・♯104を
用意し、図7に示す測定系に設置して、本実施例と同様
の方法で受光素子21が一定の角度φで固定された場合
の比較サンプル♯103・♯104への印加電圧に対す
る受光素子21の出力レベルを測定した。
【0129】測定は、本実施例と同様に、50°の角度
φとなるように受光素子21を配置し、y方向が画面の
上側であり、x方向が画面の左側であると仮定して、受
光素子21の配置位置を上方向、下方向、左右方向にそ
れぞれ変えて行われた。
【0130】その結果を、図9(a)〜(c)に示す。
図9(a)〜(c)は、比較サンプル♯103・♯10
4に印加される電圧に対する光の透過率(透過率−液晶
印加電圧特性)を表したグラフである。
【0131】図9(a)が図2の上方向からの測定を行
った結果であり、図9(b)が図2の下方向、図9
(c)が左右方向からの測定をそれぞれ行った結果であ
る。
【0132】図9(a)〜(c)において、それぞれ実
線で示す曲線L10・L12・L14が、液晶層8にΔ
n(550)=0.060の液晶材料を用いた比較サン
プル♯103のもので、破線で示す曲線L11・L13
・L15が、液晶層8にΔn(550)が0.120の
液晶材料を用いた比較サンプル♯104のものである。
【0133】本実施例のサンプル♯16〜♯18と、比
較例の比較サンプル♯103・♯104とについて、上
方向の透過率−液晶印加電圧特性を比較した場合、図8
(a)では、曲線L1・L2・L3とも電圧を高くする
に伴って透過率が充分下がることが確認された。これに
対して、図9(a)では、曲線L11は、図8(a)の
曲線L1・L2・L3と比較して、電圧を高くしていっ
ても充分に透過率が下がっていない。また、曲線L10
は、電圧を高くしていくに伴い透過率は一度低下してか
ら再び上昇する反転現象が確認された。
【0134】同様に、サンプル♯16〜♯18と比較サ
ンプル♯103・♯104とについて、右方向の透過率
−液晶印加電圧特性を比較した場合、図8(b)では、
曲線L4・L5・L6とも電圧を高くしていくと透過率
はほぼ0近くになるまで低下していることが確認され
た。また、図9(b)でも、曲線L12は電圧を高くし
ていくと、図5(b)と同様に透過率がほぼ0近くにな
るまで低下するが、曲線L13については上記の反転現
象が確認された。
【0135】同様に、サンプル♯16〜♯18と比較サ
ンプル♯103・♯104とについて、左方向の場合で
も右方向と同様に、図8(c)の曲線L7・L8・L9
および図9(c)の曲線L14は電圧を高くしていく
と、すべて透過率はほぼ0近くになるまで低下するが、
図9(c)の曲線L15のみ、反転現象が確認された。
【0136】さらに、サンプル♯16〜♯18と比較サ
ンプル♯103・♯104とについて、白色光のもとで
目視確認を行った。
【0137】実施例のサンプル♯16〜♯18及び比較
サンプル♯103については、視角を50°としてどの
方向から見ても、着色は確認されず良好な画質であっ
た。これに対し、比較サンプル♯104については、視
角を50°として左右方向から見た場合に、黄色からだ
いだい色に着色していることが確認された。
【0138】以上の結果から、図8(a)〜(c)で示
したように、液晶層8に波長550nmにおける屈折率
異方性Δn(550)がそれぞれ、0.070、0.0
80、0.095に設定された液晶材料を用いた場合に
は、電圧を印加していくと透過率は充分低下し、反転現
象も見られないため、視野角が拡大し、また、着色現象
もなく、液晶表示装置の表示品位が格段に向上している
ことがわかる。
【0139】それに対して、図9(a)〜(c)で示し
たように、液晶層8に波長550nmにおける屈折率異
方性Δn(550)がそれぞれ、0.060、0.12
0に設定された液晶材料を用いた場合には、視角依存性
は充分に改善されないことがわかる。
【0140】また、位相差板2・3として、透明な支持
体にディスコティック液晶をハイブリッド配向させた以
外は、上記サンプル♯16〜♯18、比較サンプル♯1
03・♯104と同様の、サンプル、比較サンプルに対
しても、同様の結果が得られた。
【0141】また、上記位相差板2・3の屈折率楕円体
の傾斜角度θを変化させて、傾斜角度θに対する透過率
−液晶印加電圧特性の依存性を調べた結果、15°≦θ
≦75°の範囲内であれば、位相差板2・3におけるデ
ィスコティック液晶の配向の状態に関係なく、基本的に
変化しなかった。尚、上記範囲を越えた場合には、反視
角方向の視野角が広がらないことが確認された。
【0142】さらに、上記位相差板2・3の第2のリタ
デーション値を変化させて、第2のリタデーション値に
対する透過率−液晶印加電圧特性の依存性を調べた結
果、第2のリタデーション値が80nm〜250nmの
範囲内であれば、位相差板2・3におけるディスコティ
ック液晶の配向の状態に関係なく、基本的に変化しなか
った。尚、上記範囲を越えた場合には、横方向(左右方
向)の視野角が広がらないことが確認された。
【0143】また、上記比較サンプル♯103・♯10
4の目視試験の結果を基に、図1の液晶セル16におけ
る液晶層8に波長550nmにおける屈折率異方性Δn
(550)がそれぞれ、0.065、0.100、0.
115の液晶材料を用いた以外は本実施例と同様の3つ
のサンプル♯19〜♯21を用意し、図7に示した測定
系を用いて、本実施例と同様の方法で受光素子21が一
定の角度φで固定された場合のサンプル♯19〜♯21
への印加電圧に対する受光素子21の出力レベルを測定
した。また、それぞれ白色光のもとで目視確認を行っ
た。
【0144】その結果、屈折率異方性Δn(550)を
0.100としたサンプル♯20、及び屈折率異方性Δ
n(550)を0.115としたサンプル♯21では、
角度φ50°とした場合、左右方向において電圧を高く
するとわずかに透過率の上昇が確認された。しかしなが
ら、目視においては反転現象は生じておらず、この程度
の透過率の上昇は使用に耐えうるものであった。上方向
の結果においては何ら問題なかった。一方、屈折率異方
性Δn(550)を0.065としたサンプル♯19で
は、前述した比較サンプル♯103と同様に、上方向に
おいて電圧を高くすると透過率は一度沈んで浮き上がる
ような曲線となったが、図9(a)に示した比較サンプ
ル103のものに比べて透過率の上昇の度合は小さく、
使用に耐えうるものであった。左右方向の結果において
は何ら問題なかった。
【0145】また、目視検査においては、サンプル♯2
0・♯21では、黄色からだいだい色の若干の着色が確
認されたが、問題にならない程度であった。サンプル♯
19では、若干ではあるが青みを呈していることが確認
された。しかしながら、この程度の青みも問題にならな
いものであった。
【0146】また、補足として、サンプル♯19と比較
サンプル♯103について、1V程度の電圧を印加し、
液晶セル16の表面の法線方向の白表示時の透過率を測
定した。その結果、比較サンプル♯103では、使用に
耐えない程度の透過率の低下が見られた。これに対し、
サンプル♯19では、若干の透過率の低下が確認された
が、使用に耐えうる程度のものであった。
【0147】(実施例5)ここでも、図7に示す前述の
実施例5と同じ測定系を用いて液晶表示装置の視角依存
性を同様に測定した。
【0148】本実施例では、図1の液晶セル16におけ
る第1分割部8a:第2分割部8bが、6:4、17:
3、19:1に設定された液晶材料を用いた3つのサン
プル♯19〜♯21を用意した。
【0149】サンプル♯19〜♯18における光学位相
差板2・3としては、ディスコティック液晶を傾斜配向
した前述の実施例1における光学位相差板2・3と同様
のものを用いた。
【0150】このようなサンプル♯19〜♯21を、図
7に示す測定系に設置して、受光素子21が一定の角度
φで固定された場合の、サンプル♯19〜♯21への印
加電圧に対する受光素子21の出力レベルを測定した。
【0151】測定は、30°の角度φとなるように受光
素子21を配置し、y方向が画面の上側であり、x方向
が画面の左側であると仮定して、受光素子21の配置位
置を上方向、下方向、左方向、右方向にそれぞれ変えて
行われた。また、z軸方向に受光素子21を配置した状
態でも行われた。
【0152】その結果を、図10(a)〜(c)に示
す。図10(a)〜(c)は、サンプル♯19〜♯21
に印加される電圧に対する光の透過率(透過率−液晶印
加電圧特性)を表したグラフである。図10(a)が、
分割比6:4のサンプル♯19の測定結果であり、図1
0(b)が分割比17:3のサンプル♯20、図10
(c)が分割比19:1のサンプル♯21の測定結果で
ある。
【0153】上記の(a)〜(c)において、実線で表
される曲線L21はz軸方向、破線で表される曲線L2
2は下方向、点線で表される曲線L23は右方向、一点
鎖線で表される曲線L24は上方向、二点鎖線で表され
る曲線L25は左方向の特性をそれぞれ表している。
【0154】図10(b)から分かるように、中間調表
示域における透過率−印加電圧特性において、曲線・L
22・L23・L24・L25が曲線L21に近接して
いることが確認された。それゆえ、中間調表示域では、
画面の上下左右のいずれの方向に視角を傾けてもほぼ同
様な視角特性を得ることができる。
【0155】下方向の測定では、オン状態で透過率がほ
ぼ7%という低い一定値に保たれ、反転現象が確認され
なかった。また、上方向の測定では、オン状態で透過率
が下方向で測定された透過率より低い値であり十分低下
していることが確認された。
【0156】また、図10(a)に示すように、分割比
が6:4から、中間調表示域およびオン状態で曲線L2
2(下方向)と曲線L24(上方向)とが近づく傾向が
現れ始め、分割比が大きくなるにしたがってその傾向が
強まる。また、図10(c)に示すように、分割比が1
9:1から、曲線L22(下方向)が曲線L21(z軸
方向)に近づく傾向が現れ始め、分割比が小さくなるに
したがってその傾向が強まる。これにより、下方向(正
視角方向)について、表示画像が黒くつぶれる現象は抑
制される。
【0157】加えて、上記の比が7:3から9:1の範
囲に設定されている場合には、上記の17:3の場合の
ように、下方向と上方向とでバランスのとれた、良好な
視角特性の改善が見られる。
【0158】なお、本液晶表示装置においては、液晶表
示素子1の両側に2枚の光学位相差板2・3が設けられ
ているが、いずれか1枚だけでも、上記のような視角特
性を得ることができる。1枚の場合、上下方向の視角特
性はバランスがとれて改善されるが、左右方向の視角特
性は非対称になる。これに対し、2枚の場合、上下方向
の視角特性は1枚の場合と同様に改善されるとともに、
左右方向の視角特性も対称になり、上下方向と同様に改
善される。
【0159】ここで、比較のために、第1分割部8a:
第2分割部8bが1:1に設定された比較サンプル♯1
05を作成して、同様に図7に示す測定系に設置し、視
角依存性を測定した。その結果を透過率−印加電圧特性
のグラフを図11に示す。
【0160】このグラフにおいて、実線で表される曲線
L31はz軸方向、破線で表される曲線L32は下方
向、点線で表される曲線L33は右方向、一点鎖線で表
される曲線L34は上方向、二点鎖線で表される曲線L
35は左方向の特性をそれぞれ表している。
【0161】この結果より、左右方向については、オン
状態で十分低い透過率が得られ、視角特性に問題はない
ことが確認された。これに対し、上下方向については、
オン状態で十分に透過率が低下していないことが確認さ
れた。このように、本比較例の液晶表示装置は、上下方
向に視角依存性を有している。
【0162】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明に係る液
晶表示装置は、対向する表面に透明電極層及び配向膜が
それぞれ形成された一対の透光性基板の間に液晶層を封
入することによって構成される液晶表示素子と、上記液
晶表示素子の両側に配置される一対の偏光子と、上記液
晶表示素子と上記偏光子との間に少なくとも1枚介在さ
れた光学位相差板であって、屈折率楕円体の3つの主屈
折率na 、nb 、nc がna =nc >nb という関係を
有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を軸とし
て、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向と、表
面内の主屈折率na またはnc の方向とが時計まわり、
または反時計まわりに傾斜することにより、上記屈折率
楕円体が傾斜している光学位相差板とを備えた液晶表示
装置において、上記配向膜が、各画素における上記液晶
層が異なる比率で分割された分割液晶層をそれぞれ異な
る方向に配向し、かつ、上記液晶層における液晶材料の
屈折率異方性Δnの光の波長に対する変化が、視角に依
存した液晶画面の着色が発生しない範囲に設定されてい
る構成である。
【0163】請求項2の発明に係る液晶表示装置は、請
求項1の構成において、液晶層における液晶材料の、波
長450nmの光に対する屈折率異方性Δn(450)
と波長650nmの光に対する屈折率異方性Δn(65
0)の差Δn(450)−Δn(650)が、0以上
0.010未満の範囲に設定されている構成である。
【0164】請求項3の発明に係る液晶表示装置は、請
求項2の構成において、液晶層における液晶材料の、波
長450nmの光に対する屈折率異方性Δn(450)
と波長650nmの光に対する屈折率異方性Δn(65
0)の差Δn(450)−Δn(650)が、0以上
0.0055以下の範囲に設定されている構成である。
【0165】請求項4の発明に係る液晶表示装置は、請
求項1の構成において、液晶層における液晶材料の、波
長450nmの光に対する屈折率異方性Δn(450)
と波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn(55
0)の比Δn(450)/Δn(550)が、1以上
1.07未満の範囲に設定されている構成である。
【0166】請求項5の発明に係る液晶表示装置は、請
求項4の構成において、液晶層における液晶材料の、波
長450nmの光に対する屈折率異方性Δn(450)
と波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn(55
0)の比Δn(450)/Δn(550)が、1以上
1.05以下の範囲に設定されている構成である。
【0167】請求項6の発明に係る液晶表示装置は、請
求項1の構成において、液晶層における液晶材料の、波
長650nmの光に対する屈折率異方性Δn(650)
と波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn(55
0)の比Δn(650)/Δn(550)が、0.96
より大きく1以下の範囲に設定されている構成である。
【0168】請求項7の発明に係る液晶表示装置は、請
求項6の構成において、液晶層における液晶材料の、波
長650nmの光に対する屈折率異方性Δn(650)
と波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn(55
0)の比Δn(650)/Δn(550)が、0.97
5以上1以下の範囲に設定されている構成である。
【0169】これにより、請求項1ないし請求項7の発
明に係る液晶表示装置では、液晶表示素子の位相差変化
を光学位相差板による補償機能のみの場合の改善に加え
て、上下左右方向の反転現象の改善ができ、加えて、特
に視角に依存した液晶画面の着色現象をより一層防止す
ることができるので、このような光学位相差板と液晶表
示素子とを含む液晶表示装置は、反転現象や反視角方向
のコントラスト比の低下、着色現象を防止することがで
きる。
【0170】特に、請求項2、4又は6の発明に係る液
晶表示装置では、通常の液晶表示装置にて要求される視
角50°であらゆる方向から見た場合においても、充分
に使用に耐えうる程度にまで液晶画面の着色を抑えるこ
とが可能となる。
【0171】さらに、請求項3、5又は7の発明に係る
液晶表示装置では、視角70°といったさらに広視野角
の液晶表示装置において、どの方向から見ても全く液晶
画面の着色のない状態を実現できる。
【0172】それゆえ、上記構成は、白黒表示における
コントラスト比が観視者の視角方向によって影響されな
いため、液晶表示装置の表示画像の品質が格段に向上す
るという効果を奏する。
【0173】また、請求項8の発明に係る液晶表示装置
は、請求項1、2、4又は6の構成において、液晶層に
おける液晶材料の、波長550nmの光に対する屈折率
異方性Δn(550)が、0.060より大きく0.1
20より小さい範囲に設定されている構成である。
【0174】これにより、液晶表示素子に生じる視角に
対応する位相差を解消することができるため、表示画面
において、視角に依存して生じる着色現象はもちろんの
こと、コントラスト変化、左右方向の反転現象等もさら
に改善することができる。
【0175】また、請求項9の発明に係る液晶表示装置
は、請求項8の構成において、液晶層における液晶材料
の、波長550nmの光に対する屈折率異方性Δn(5
50)が、0.070以上0.095以下に範囲に設定
されている構成である。
【0176】これにより、請求項8の発明に係る液晶表
示装置よりも、より一層、視角に依存して生じるコント
ラスト変化、左右方向の反転現象等を改善することがで
きる。
【0177】請求項10の発明に係る液晶表示装置は、
請求項1、2、4、6又は8の構成において、全ての光
学位相差板において、屈折率楕円体の傾斜角が15°か
ら75°の間に設定されている構成である。
【0178】このように、液晶表示装置に介在される全
ての光学位相差板において、屈折率楕円体の傾斜角を1
5°から75°の間に設定することで、前述した本発明
の備えた光学位相差板による位相差の補償機能を確実に
得ることができ、視認性を確実に向上し得る。
【0179】請求項11の発明に係る液晶表示装置は、
請求項1、2、4、6又は8の構成において、全ての光
学位相差板において、主屈折率na と主屈折率nb との
差と、光学位相差板の厚さdとの積(na −nb )×d
が、80nmから250nmの間に設定されている構成
である。
【0180】このように、液晶表示装置に介在される全
ての光学位相差板において、主屈折率na と主屈折率n
b との差と、光学位相差板の厚さdとの積(na
b )×dを、80nmから250nmの間に設定する
ことで、前述した本発明の備えた光学位相差板による位
相差の補償機能を確実に得ることができ、視認性を確実
に向上し得る。
【0181】請求項12の発明に係る液晶表示装置は、
請求項1の構成において、上記光学位相差板が、上記画
素内で最も大きい上記分割液晶層に対して、上記配向膜
の内面近傍の液晶分子が上記透明電極により電圧を印加
されたときの傾斜方向と、屈折率楕円体の傾斜方向とが
反対になるように配置されている構成である。
【0182】これにより、配向の影響を受けて電圧印加
時でも立ち上がらない、配向膜の内面近傍の液晶分子に
よる光学特性の偏りを光学位相差板で補償することがで
きる。それゆえ、視角を正視角方向に傾けたときに反転
現象が抑制されるので、黒くつぶれない良好な表示画像
を得ることができる。また、視角を反視角方向に傾けた
ときにコントラストの低下が抑制されるので、白みを帯
びない良好な表示画像を得ることができる。しかも、左
右方向について反転現象を抑制することが可能になる。
【0183】したがって、請求項12に記載の液晶表示
装置を採用すれば、さらに、光学位相差板を介在させた
TN型やSTN型の液晶表示装置の視角特性を大幅に向
上させることができるという効果を奏する。
【0184】請求項13の発明に係る液晶表示装置は、
請求項12の構成において、上記分割液晶層として第1
分割液晶層とこれより小さい第2分割液晶層とが設けら
れ、上記第1分割液晶層と上記第2分割液晶層との大き
さの比が6:4から19:1の範囲に設定されている構
成である。これにより、請求項12に記載の液晶表示装
置の視角特性をより確実に向上させることができるとい
う効果を奏する。
【0185】請求項14の発明に係る液晶表示装置は、
請求項13の構成において、上記第1分割液晶層と上記
第2分割液晶層との大きさの比が7:3から9:1の範
囲に設定されているので、極めて良好な視角特性を実現
することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係る液晶表示装置の構
成を分解して示す断面図である。
【図2】上記液晶表示装置に備えられた1画素における
液晶分子のプレティルト方向を示す説明図である。
【図3】上記液晶表示装置の光学位相差板における主屈
折率を示す斜視図である。
【図4】上記液晶表示装置における偏光板および光学位
相差板の光学的な配置を液晶表示装置の各部を分解して
示す斜視図である。
【図5】上記液晶表示装置の液晶層に用いられる一液晶
材料の波長に対する屈折率異方性Δnを示すグラフであ
る。
【図6】上記液晶表示装置の液晶層に用いられる一液晶
材料の波長に対するΔn(λ)/Δn(550)を示す
グラフである。
【図7】上記液晶表示装置の視角依存性を測定する測定
系を示す斜視図である。
【図8】実施例4における液晶表示装置の透過率−液晶
印加電圧特性を示すグラフである。
【図9】実施例4に対する比較例の液晶表示装置の透過
率−液晶印加電圧特性を示すグラフである。
【図10】実施例5に関するもので、(a)は液晶層の
配向分割比が6:4であるときの上記液晶表示装置の透
過率−液晶印加電圧特性を示すグラフであり、(b)は
液晶層の配向分割比が17:3であるときの上記液晶表
示装置の透過率−液晶印加電圧特性を示すグラフであ
り、(c)は液晶層の配向分割比が19:1であるとき
の上記液晶表示装置の透過率−液晶印加電圧特性を示す
グラフである。
【図11】実施例5の比較例に関するもので、液晶層の
配向分割比が1:1である液晶表示装置の透過率−液晶
印加電圧特性を示すグラフである。
【図12】TN液晶表示素子における液晶分子のねじれ
配向を示す模式図である。
【符号の説明】
1 液晶表示素子 2・3 光学位相差板 4・5 偏光板(偏光子) 8 液晶層 8a 第1分割部(分割液晶層、第1分割液晶
層) 8b 第2分割部(分割液晶層、第2分割液晶
層) 9・12 ガラス基板(透光性基板) 10・13 透明電極(透明電極層) 11・14 配向膜

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対向する表面に透明電極層及び配向膜がそ
    れぞれ形成された一対の透光性基板の間に液晶層を封入
    することによって構成される液晶表示素子と、 上記液晶表示素子の両側に配置される一対の偏光子と、 上記液晶表示素子と上記偏光子との間に少なくとも1枚
    介在された光学位相差板であって、屈折率楕円体の3つ
    の主屈折率na 、nb 、nc がna =nc >nb という
    関係を有し、表面内の主屈折率na またはnc の方向を
    軸として、表面の法線方向に平行な主屈折率nb の方向
    と、表面内の主屈折率na またはnc の方向とが時計ま
    わり、または反時計まわりに傾斜することにより、上記
    屈折率楕円体が傾斜している光学位相差板とを備えた液
    晶表示装置において、 上記配向膜が、各画素における上記液晶層が異なる比率
    で分割された分割液晶層をそれぞれ異なる方向に配向
    し、かつ、 上記液晶層における液晶材料の屈折率異方性Δnの光の
    波長に対する変化が、視角に依存した液晶画面の着色が
    発生しない範囲に設定されていることを特徴とする液晶
    表示装置。
  2. 【請求項2】上記液晶層における液晶材料の、波長45
    0nmの光に対する屈折率異方性Δn(450)と波長
    650nmの光に対する屈折率異方性Δn(650)の
    差Δn(450)−Δn(650)が、0以上0.01
    0未満の範囲に設定されていることを特徴とする請求項
    1に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】上記液晶層における液晶材料の、波長45
    0nmの光に対する屈折率異方性Δn(450)と波長
    650nmの光に対する屈折率異方性Δn(650)の
    差Δn(450)−Δn(650)が、0以上0.00
    55以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求
    項2に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】上記液晶層における液晶材料の、波長45
    0nmの光に対する屈折率異方性Δn(450)と波長
    550nmの光に対する屈折率異方性Δn(550)の
    比Δn(450)/Δn(550)が、1以上1.07
    未満の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1
    に記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項5】上記液晶層における液晶材料の、波長45
    0nmの光に対する屈折率異方性Δn(450)と波長
    550nmの光に対する屈折率異方性Δn(550)の
    比Δn(450)/Δn(550)が、1以上1.05
    以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項4
    に記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項6】上記液晶層における液晶材料の、波長65
    0nmの光に対する屈折率異方性Δn(650)と波長
    550nmの光に対する屈折率異方性Δn(550)の
    比Δn(650)/Δn(550)が、0.96より大
    きく1以下の範囲に設定されていることを特徴とする請
    求項1に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項7】上記液晶層における液晶材料の、波長65
    0nmの光に対する屈折率異方性Δn(650)と波長
    550nmの光に対する屈折率異方性Δn(550)の
    比Δn(650)/Δn(550)が、0.975以上
    1以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項
    6に記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項8】上記液晶層における液晶材料の、波長55
    0nmの光に対する屈折率異方性Δn(550)が、
    0.060より大きく0.120より小さい範囲に設定
    されていることを特徴とする請求項1、2、4又は6に
    記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項9】上記液晶層における液晶材料の、波長55
    0nmの光に対する屈折率異方性Δn(550)が、
    0.070以上0.095以下の範囲に設定されている
    ことを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
  10. 【請求項10】全ての光学位相差板において、屈折率楕
    円体の傾斜角が15°から75°の間に設定されている
    ことを特徴とする請求項1、2、4、6又は8に記載の
    液晶表示装置。
  11. 【請求項11】全ての光学位相差板において、主屈折率
    a と主屈折率nb との差と、光学位相差板の厚さdと
    の積(na −nb )×dが、80nmから250nmの
    間に設定されていることを特徴とする請求項1、2、
    4、6又は8に記載の液晶表示装置。
  12. 【請求項12】上記光学位相差板が、上記画素内で最も
    大きい上記分割液晶層に対して、上記配向膜の内面近傍
    の液晶分子が上記透明電極により電圧を印加されたとき
    の傾斜方向と、屈折率楕円体の傾斜方向とが反対になる
    ように配置されていることを特徴とする請求項1に記載
    の液晶表示装置。
  13. 【請求項13】上記分割液晶層として第1分割液晶層と
    これより小さい第2分割液晶層とが設けられ、上記第1
    分割液晶層と上記第2分割液晶層との大きさの比が6:
    4から19:1の範囲に設定されていることを特徴とす
    る請求項12に記載の液晶表示装置。
  14. 【請求項14】上記第1分割液晶層と上記第2分割液晶
    層との大きさの比が7:3から9:1の範囲に設定され
    ていることを特徴とする請求項13に記載の液晶表示装
    置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002040429A (ja) * 2000-06-13 2002-02-06 Samsung Electronics Co Ltd 補償フィルムを利用した広視野角液晶表示装置
US6606143B1 (en) 1998-03-13 2003-08-12 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device with phase element
US7319500B2 (en) 2000-04-06 2008-01-15 Sharp Kabushiki Kaisha Viewing angle compensation film and liquid crystal display
CN108227314A (zh) * 2016-12-14 2018-06-29 天马日本株式会社 液晶显示设备和控制电路
JP2022501657A (ja) * 2018-11-19 2022-01-06 イー−ビジョン スマート オプティックス, インク.E−Vision Smart Optics, Inc. ビームステアリング装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3399795B2 (ja) * 1997-08-28 2003-04-21 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR100357213B1 (ko) * 1998-07-23 2002-10-18 엘지.필립스 엘시디 주식회사 멀티도메인 액정표시소자
RU2178900C2 (ru) * 2000-02-25 2002-01-27 ОПТИВА, Инк. Дихроичный поляризатор и материал для его изготовления
US6977704B2 (en) * 2001-03-30 2005-12-20 Fujitsu Display Technologies Corporation Liquid crystal display
JP3767419B2 (ja) * 2001-05-28 2006-04-19 ソニー株式会社 液晶表示素子
KR100460085B1 (ko) * 2002-12-27 2004-12-03 엘지.필립스 엘시디 주식회사 콜레스테릭 액정 컬러필터를 포함하는 반사형 액정표시장치
JP4708710B2 (ja) * 2004-01-07 2011-06-22 Nec液晶テクノロジー株式会社 液晶表示装置
CN101059611A (zh) * 2006-04-19 2007-10-24 群康科技(深圳)有限公司 液晶显示装置及其制造方法
JP4993973B2 (ja) * 2006-09-08 2012-08-08 株式会社ジャパンディスプレイイースト 液晶表示装置
AU2012347904B2 (en) 2011-12-06 2017-06-15 E-Vision Smart Optics, Inc. Systems, devices, and/or methods for providing images
CN105122119B (zh) 2012-12-06 2017-06-09 E-视觉有限公司 提供影像的系统、装置、和/或方法
CN110471225B (zh) * 2019-08-21 2022-06-21 合肥联宝信息技术有限公司 一种屏幕及液晶校准方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07117664B2 (ja) * 1987-12-03 1995-12-18 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP3218635B2 (ja) * 1991-08-30 2001-10-15 大日本インキ化学工業株式会社 液晶組成物の調製方法
DE69331162T2 (de) * 1992-06-26 2002-06-20 Sharp K.K., Osaka Reflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung
JP2866540B2 (ja) * 1992-06-26 1999-03-08 シャープ株式会社 液晶表示装置
TW259845B (ja) * 1993-07-30 1995-10-11 Sharp Kk
US5689322A (en) * 1993-07-30 1997-11-18 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device having regions with different twist angles
JP2640083B2 (ja) * 1993-09-22 1997-08-13 富士写真フイルム株式会社 光学補償シート及びそれを用いた液晶表示装置
CN1047003C (zh) * 1993-09-29 1999-12-01 阿克佐诺贝尔公司 制造液晶显示器的方法及由该方法得到的液晶显示器
US5657140A (en) * 1993-12-15 1997-08-12 Ois Optical Imaging Systems, Inc. Normally white twisted nematic LCD with positive and negative retarders
JP3732242B2 (ja) * 1994-02-18 2006-01-05 シャープ株式会社 液晶表示装置
US5504603A (en) * 1994-04-04 1996-04-02 Rockwell International Corporation Optical compensator for improved gray scale performance in liquid crystal display
DE19519928B4 (de) * 1994-05-31 2006-04-27 Fuji Photo Film Co., Ltd., Minami-Ashigara Optische Kompensationsfolie und Flüssigkristall-Anzeigeeinheit
US5589963C1 (en) * 1994-09-30 2001-06-26 Rockwell International Corp Pixelated compensators for twisted nematic liquid crystal displays
US5717474A (en) * 1994-09-30 1998-02-10 Honeywell Inc. Wide-viewing angle multi-domain halftone active matrix liquid crystal display having compensating retardation
DE19542981A1 (de) * 1994-11-17 1996-05-23 Nec Corp Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die das Bild auf dem Bildschirm vor Einflüssen der Disklinationslinie schützt
US5667854A (en) * 1995-07-24 1997-09-16 Fuji Photo Film Co., Ltd. Rectangular optical compensatory sheet, process for preparation of the same, and liquid crystal display
EP0774683B1 (en) * 1995-11-17 2003-03-26 Fuji Photo Film Co., Ltd. Liquid crystal display with bend orientation
JP3399760B2 (ja) * 1996-04-19 2003-04-21 シャープ株式会社 液晶表示装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6606143B1 (en) 1998-03-13 2003-08-12 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device with phase element
US7009678B2 (en) 1998-03-13 2006-03-07 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device with improved field angles
US7319500B2 (en) 2000-04-06 2008-01-15 Sharp Kabushiki Kaisha Viewing angle compensation film and liquid crystal display
JP2002040429A (ja) * 2000-06-13 2002-02-06 Samsung Electronics Co Ltd 補償フィルムを利用した広視野角液晶表示装置
CN108227314A (zh) * 2016-12-14 2018-06-29 天马日本株式会社 液晶显示设备和控制电路
JP2022501657A (ja) * 2018-11-19 2022-01-06 イー−ビジョン スマート オプティックス, インク.E−Vision Smart Optics, Inc. ビームステアリング装置
US11940711B2 (en) 2018-11-19 2024-03-26 E-Vision Smart Optics, Inc. Beam steering devices
US12474620B2 (en) 2018-11-19 2025-11-18 E-Vision Smart Optics, Inc. Beam steering devices

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