JP3224451B2

JP3224451B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3224451B2
Application number: JP08024893A
Authority: JP
Inventors: 徹山口; 雅浩佐藤; 金子　　靖
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1993-03-16
Filing date: 1993-03-16
Publication date: 2001-10-29
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JPH06265875A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置の構成に
係わり、とくに視角特性を改善した液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年液晶ディスプレイは、ラップトップ
パソコンや小型カラーテレビ、ゲームなどのディスプレ
イに用いられ、薄型、軽量、低消費電力といった長所に
より、ＣＲＴディスプレイから変換されつつある。

【０００３】これらの液晶ディスプレイの主流は、ＭＩ
ＭやＴＦＴといった能動素子を用いた、いわゆるアクテ
ィブ・マトリクス方式である。そして、このアクティブ
・マトリクス方式では液晶分子がほぼ９０゜ねじれたＴ
Ｎ型液晶表示素子（以下ＴＮ−ＬＣＤと略する）が用い
られている。

【０００４】ＴＮ−ＬＣＤの表示モードには、液晶セル
を挟んだ２枚の偏光板がほぼ直交しているノーマリー白
モードと、２枚の偏光板がほぼ平行であるノーマリー黒
モードとがあるが、高いコントラストと広い視角を兼ね
備えたノーマリー白モードが主流となりつつある。

【０００５】ところでＴＮ−ＬＣＤでは、見る方向によ
って着色したり、コントラストが低下するという視角依
存性がある。この視角依存性を改善しようとする提案が
いくつかなされている。

【０００６】たとえば特開平４−１５３６２２号公報の
ように、偏光板とＴＮ型液晶セルとの間に１枚の位相差
板を配置して改善を試みる例や、特開平４−１６２０１
８号公報のように、偏光板とＴＮ型液晶セルとの間に延
伸軸を直交させた１組の位相差板を配置して改善を試み
る例がある。

【０００７】

【発明の解決しようとする課題】従来の方式では主とし
て、屈折率異方性が正の１軸延伸位相差板を使用し、延
伸軸が直交するような形で位相差値が等しいものを２枚
重ね合わせた組み合わせを、１組または複数組偏光板と
液晶基板間に配置するものである。

【０００８】その位相差板の延伸軸の方向は、隣接する
液晶基板界面の液晶分子の長軸方向とおおむね平行また
は直交、即ち液晶セルの中央分子方向に対し４５°の角
度に配置するよう提案されている。

【０００９】しかしながら実際に液晶表示装置として使
用する場合、必ずしも充分な電圧が印加できるわけでは
なく、このような場合、液晶分子は基板に対して完全に
垂直となっているわけではない。

【００１０】現実には、使用する液晶セルの形状、印加
電圧、位相差値に適応した配置方向および位相差板位相
差値を決定しなければ、視角依存性改善効果は少ない。

【００１１】本発明の目的は、上記課題を解決して、視
角依存性を改善することが可能な液晶表示装置を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためのものであり、その手段は、以下に記載の構
成の液晶表示装置を提供することで解決される。

【００１３】ねじれ角がほぼ９０゜のＴＮ型液晶セル、
吸収軸が互いに直交し液晶セルの両側に配置される１組
の偏光板からなる液晶表示装置において、上側偏光板も
しくは下側偏光板とＴＮ型液晶セルとの間に１組の位相
差板を配置した構成、ならびに上側偏光板および下側偏
光板とＴＮ型液晶セルとの間にそれぞれ１組の位相差板
を配置した構成からなる液晶表示装置で、位相差板の構
成、種類により以下の４種類に分けられる。

【００１４】その第１の構成は、上側偏光板もしくは下
側偏光板とＴＮ型液晶セルとの間に延伸軸が直交した１
組の位相差板が配置され、位相差板の屈折率間の関係が
いずれもｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚであり、そのうちＴＮ型液晶
セルに接する位相差板の延伸軸方向がＴＮ型液晶セルの
中央分子方向に対し、観察者側から見て反時計回りに２
５〜３５°の角度を成している液晶表示装置で、とく
に、位相差板の位相差値がＴＮ型液晶セルの位相差値の
０．４〜０．６倍であることが好ましい。

【００１５】その第２の構成は、上側偏光板および下側
偏光板とＴＮ型液晶セルとの間に延伸軸が直交した１組
の位相差板がそれぞれ配置され、位相差板の屈折率間の
関係がいずれもｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚであり、上側偏光板と
ＴＮ型液晶セルとの間に配置された１組の位相差板のう
ち、ＴＮ型液晶セルに接する位相差板の延伸軸方向がＴ
Ｎ型液晶セルの中央分子方向に対して、観察者側から見
て反時計回りに２５〜３５゜の角度を成しており、また
下側偏光板とＴＮ型液晶セルとの間に配置された１組の
位相差板のうち、ＴＮ型液晶セルに接する位相差板の延
伸軸方向がＴＮ型液晶セルの中央分子方向に対し、観察
者側から見て時計回りに２５〜３５゜の角度を成してい
る液晶表示装置で、とくに、位相差板の位相差値がＴＮ
型液晶セルの位相差値の０．５〜０．７倍であることが
好ましい。

【００１６】その第３の構成は、上側偏光板もしくは下
側偏光板とＴＮ型液晶セルとの間に延伸軸が直交した１
組の位相差板が配置され、１組の位相差板のうちＴＮ型
液晶セルに接する位相差板の屈折率間の関係がｎｘ＞ｎ
ｙ≧ｎｚであり、偏光板に接する位相差板の屈折率間の
関係がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙであり、ＴＮ型液晶セルに接す
る位相差板の延伸軸方向がＴＮ型液晶セルの中央分子方
向に対し、観察者側から見て反時計回りに３０〜５０゜
の角度を成している液晶表示装置で、とくに、位相差板
の位相差値がＴＮ型液晶セルのΔｎｄ値の０．３〜０．
５倍であることが好ましい。

【００１７】その第４の構成は、上側偏光板もしくは下
側偏光板とＴＮ型液晶セルとの間に延伸軸が平行な１組
の位相差板が配置され、１組の位相差板のうちＴＮ型液
晶セルに接する位相差板の屈折率間の関係がｎｘ＞ｎｙ
≧ｎｚであり、偏光板に接する位相差板の屈折率間の関
係がｎｘ＜ｎｙ≦ｎｚであり、ＴＮ型液晶セルに接する
位相差板の延伸軸方向がＴＮ型液晶セルの中央分子方向
に対して、観察者側から見て反時計回りに１３０〜１４
０゜、もしくは４０〜５０°の角度を成している液晶表
示装置で、とくに、位相差板の位相差値がＴＮ型液晶セ
ルのΔｎｄ値の０．３〜０．７倍であることが好まし
い。

【００１８】

【作用】ノーマリー白モードでは、電圧印加時に液晶分
子が立ち上がり、液晶分子による旋光性を無くしてクロ
スニコル下で黒表示を行う。

【００１９】しかしながら、これまで報告されている通
り、これは光が液晶セルに垂直に入射する場合のみ有効
であって、斜方入射する光に対しては、液晶分子を斜め
に通過することにより位相差が与えられ、クロスニコル
下であっても透過率を低く抑えることができない。

【００２０】これを解決する手段として、液晶分子によ
って斜方入射光に与えられる位相差を打ち消すような光
学素子を付加することが考えられる。

【００２１】この一例として、図１５（ａ）に示すよう
な屈折率楕円体を持つ位相差板と、図１５（ａ）と同じ
形状でその方向が図１５（ａ）と垂直となる図１５
（ｂ）のような屈折率楕円体を持つ位相差板を組み合わ
せ、図１５（ｃ）に示すような、面内の屈折率が一様に
等しく、面に垂直な方向の屈折率が面内の屈折率よりも
小さい屈折率楕円体を実現し、液晶セルと偏光板間に配
置すれば、垂直入射光に対しては位相差は与えず、斜方
入射光に対しては液晶セルで与えられる位相差を打ち消
すような位相差を与えることができる。

【００２２】このため、斜方入射光においても透過率の
上昇を抑え、視角依存性を改善することができる。

【００２３】つぎに図１５に示した１組の位相差板の配
置角度・位相差の最適化について示す。

【００２４】図１はノーマリー白モードのＴＮ型液晶表
示装置において、上側偏光板１４と液晶セル１０との間
に１組の第１の位相差板１６、第２の位相差板１７を適
用した例を示す斜視図である。

【００２５】図４に示すグラフは図１の構成において、
第１の位相差板１６と第２の位相差板１７の位相差値を
固定にし、第１の位相差板１６と第２の位相差板１７の
それぞれの延伸軸２２、２３間の角度を、面内での位相
差が０となる角度に保ちながら、ＴＮ型液晶セル１０に
接する位相差板１６の延伸軸２２の角度をパラメータと
して回転させたときの、電圧４．５Ｖ印加時の全方位の
透過率の合計の変化を示している。

【００２６】図１６と図１７とを用いて図４に示すグラ
フの概念を説明する。図１６において観察角度１６１を
４０゜とする。そして方位角１６２を０〜３６０゜に１
０゜ずつ変化させ、各方位角の透過率を積算し、視角４
０゜における透過率合計とする。図４において縦軸が透
過率合計を表す。

【００２７】また図１７において、矢印１７１は液晶セ
ルの中央分子方向であり、図１の中央分子方向を示す矢
印１３に相当する。

【００２８】図１７に示す角度１７２は、液晶セル１０
に接する第１の位相差板１６の延伸軸２２に相当する軸
１７３と、中央分子方向を示す矢印１７１とのなす角度
であり、反時計回り方向を正とする。図４において、横
軸が角度１７２に相当する。

【００２９】ノーマリー白の場合、図４は「ＯＮ」状態
すなわち黒状態の透過率合計であるから、透過率合計曲
線４１は小さければ小さいほど、全方位から見た場合を
考慮した総合の視角特性が良くなる。

【００３０】このことから図４においては、図１７にお
ける角度１７２＝３０゜になるように位相差板を配置す
れば最適ということになる。

【００３１】図５は図１の構成において、図１７におけ
る角度１７２＝３０゜した場合に、第１の位相差板１
６、第２の位相差板１７の位相差値をパラメータとして
変化させたときの、視角４０゜における全方位の透過率
合計特性を示す。

【００３２】ＴＮ型液晶セル１０の位相差値は４５０ｎ
ｍであり、第１の位相差板１６、第２の位相差板１７の
位相差値は等しいとしている。

【００３３】図５において横軸は第１の位相差板１６、
第２の位相差板１７の位相差値を示し、縦軸は透過率合
計を示す。この場合透過率合計曲線５１は、第１の位相
差板１６、第２の位相差板１７の位相差値が１８０〜２
５０ｎｍの範囲に渡って小さくなっており、この範囲で
視角特性が改善されることを示している。

【００３４】このように位相差板の配置角度と位相差値
を最適化することで、より良い視角特性を持つＴＮ型液
晶表示装置を実現できる。

【００３５】

【実施例１】図１の斜視図に本発明の第１の実施例にお
ける液晶表示装置を示す。図１に示すように、ＴＮ型液
晶セル１０と、ＴＮ型液晶セル１０の上側に配置する上
側偏光板１４と、ＴＮ型液晶セル１０の下側に配置する
下側偏光板１５と、ＴＮ型液晶セル１０と上側偏光板１
４との間に配置する１組の第１の位相差板１６と第２の
位相差板１７から構成する。

【００３６】第１の位相差板１６と第２の位相差板１７
とは、１軸延伸された高分子フィルムで構成し、位相差
板の延伸方向の屈折率をｎｘ、位相差板面内において延
伸方向と垂直な方向の屈折率をｎｙ、位相差板の厚み方
向の屈折率をｎｚとすると、屈折率間の関係がｎｘ＞ｎ
ｙ≧ｎｚとなり、材質はポリカーボネイトである。

【００３７】上側偏光板１４の吸収軸２０と、下側偏光
板１５の吸収軸２１とは直交しており、上側偏光板１４
の吸収軸２０とＴＮ型液晶セル１０の上側基板のラビン
グ方向１１とは平行であり、下側偏光板１５の吸収軸２
１とＴＮ型液晶セル１０の下側基板のラビング方向１２
とは平行である。矢印１３はＴＮ型液晶セル１０の中央
分子方向を示す。

【００３８】第１の位相差板１６の延伸軸２２と、第２
の位相差板１７の延伸軸２３とは直交しており、第１の
位相差板１６の延伸軸２２は中央分子方向を示す矢印１
３に対し、観察者側から見て反時計まわりに３０゜の角
度をなしている。

【００３９】ＴＮ型液晶セル１０の位相差値は４５０ｎ
ｍであり、第１の位相差板１６、第２の位相差板１７の
位相差値は各々２５０ｎｍである。

【００４０】図１に示す構成において視角を４０゜とし
たときの、電圧４．５Ｖ印加時（黒表示時）の透過率の
視角特性を図２に示す。比較例として第１の位相差板１
６および第２の位相差板１７がない場合での、視角を４
０゜としたときの、４．５Ｖの電圧印加時の透過率の視
角特性を図３に示す。

【００４１】図２において、矢印２６は図１のおける中
央分子方向を示す矢印１３と同一方向を示す。２７は透
過率軸、２８は方位角、２９は透過率曲線をそれぞれ示
す。

【００４２】透過率軸２７に対し、透過率曲線２９が小
さいほど表示が暗くなり、黒状態としての特性が良いこ
とを表す。

【００４３】位相差板がない場合の比較例である図３に
対し、本実施例を示す図２の方が全体に透過率が下がっ
ている。

【００４４】具体的数値で表すと、作用の項で説明した
全方位での透過率合計は、比較例である図３を１とする
と、本実施例である図２は０．７９となり、黒表示時の
視角特性が２０％以上改善されている。

【００４５】本実施例では、中央分子方向を示す矢印１
３に対し、第１の位相差板１６の延伸軸２２の角度を反
時計回り方向に３０゜としていたが、この角度をパラメ
ータにして変化させたときの、電圧４．５Ｖ印加時の、
視角４０゜での全方位の透過率合計を測定した結果を図
４のグラフに示す。

【００４６】図４において、横軸が中央分子方向を示す
矢印１３と第１の位相差板１６の延伸軸２２のなす角
度、縦軸が透過率合計を示す。

【００４７】図４グラフに示すように、透過率合計曲線
４１は角度３０゜で最小となり、そして角度２５〜３５
゜の間で効果的に小さくなっていることがわかり、視角
特性改善にとくに有効であることがわかる。

【００４８】つぎに中央分子方向を示す矢印１３に対す
る第１の位相差板１６の延伸軸２２の角度を反時計回り
方向に３０゜に固定し、第１の位相差板１６および第２
の位相差板１７の位相差値をパラメータにして変化させ
たときの、電圧４．５Ｖ印加時の、視角４０゜での全方
位の透過率合計を図５のグラフに示す。

【００４９】図５において、横軸が第１の位相差板１６
および第２の位相差板１７の位相差値、縦軸が透過率合
計を示す。

【００５０】図５のグラフに示すように、透過率合計曲
線５１は位相差値が１８０〜２５０ｎｍの間で効果的に
小さくなっていることがわかり、視角特性改善にとくに
有効であることがわかる。

【００５１】本実施例では、位相差板としてポリカーボ
ネイトを用いたが、屈折率間の関係がｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚ
の関係を持つ位相差板であれば材質は問わない。

【００５２】

【実施例２】図６の斜視図に本発明の第２の実施例にお
ける液晶表示装置を示す。図６に示すように、ＴＮ型液
晶セル１０と、ＴＮ型液晶セル１０の上側に配置する上
側偏光板１４と、ＴＮ型液晶セル１０の下側に配置する
下側偏光板１５と、ＴＮ型液晶セル１０と上側偏光板１
４との間に配置される１組の第１の位相差板１６と第２
の位相差板１７と、ＴＮ型液晶セル１０と下側偏光板１
５との間に配置するもう１組の第３の位相差板１８と第
４の位相差板１９から構成する。

【００５３】第１の位相差板１６と、第２の位相差板１
７と、第３の位相差板１８と、第４の位相差板１９と
は、１軸延伸された高分子フィルムで、屈折率間の関係
がｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚとなる。

【００５４】第１の位相差板１６と、第２の位相差板１
７と、第３の位相差板１８と、第４の位相差板１９との
材質は、ポリカーボネイトである。

【００５５】上側偏光板１４の吸収軸２０と、下側偏光
板１５の吸収軸２１とは直交している。上側偏光板１４
の吸収軸２０はＴＮ型液晶セル１０の上側基板のラビン
グ方向１１と平行であり、下側偏光板１５の吸収軸２１
はＴＮ型液晶セル１０の下側基板のラビング方向１２と
平行である。

【００５６】第１の位相差板１６の延伸軸２２と、第２
の位相差板１７の延伸軸２３は直交しており、第１の位
相差板１６の延伸軸２２は中央分子方向を示す矢印１３
に対して、反時計まわりに３０゜の角度をなしている。

【００５７】第３の位相差板１８の延伸軸２４と、第４
の位相差板１９の延伸軸２５とは直交しており、第３の
位相差板１８の延伸軸２４は中央分子方向を示す矢印１
３に対して、時計まわりに３０゜の角度をなしている。

【００５８】ＴＮ型液晶セル１０の位相差値は４５０ｎ
ｍであり、第１の位相差板１６、第２の位相差板１７、
第３の位相差板１８、第４の位相差板１９の位相差値
は、それぞれ２５０ｎｍである。

【００５９】図６に示す構成において視角を４０゜とし
たときの、電圧４．５Ｖ印加時（黒表示時）の透過率の
視角特性を図７のグラフの透過率曲線７１に示す。

【００６０】位相差板がない場合の比較例である図３に
対し、本実施例を示す図７の方が全体に透過率が下がっ
ている。

【００６１】具体的数値で表すと、全方位での透過率合
計は、比較例である図３を１とすると、本実施例である
図７は０．５７となり、黒表示時の視角特性が４０％以
上改善されている。

【００６２】本実施例では、中央分子方向を示す矢印１
３に対し、第１の位相差板１６の延伸軸２２の角度を反
時計回り方向に３０゜、第３の位相差板１８の延伸軸２
４の角度を時計回り方向に３０゜としていたが、実施例
１と同様、それぞれの角度をパラメータにして変化させ
たときの、電圧４．５Ｖ印加時の、視角４０゜での全方
位の透過率合計を測定した結果、それぞれの角度とも２
５〜３５゜の間で、透過率合計が効果的に小さくなって
いることがわかり、視角特性改善にとくに有効であるこ
とがわかった。

【００６３】またさらに、中央分子方向を示す矢印１３
に対する、第１の位相差板１６の延伸軸２２の角度を反
時計回り方向に３０゜、第３の位相差板１８の延伸軸２
４の角度を時計回り方向に３０゜に固定し、第１の位相
差板１６および第２の位相差板１７および第３の位相差
板１８および第４の位相差板１９の位相差値をパラメー
タにして変化させたときの、電圧４．５Ｖ印加時の、視
角４０゜での全方位の透過率合計を測定した結果、位相
差値が２２５〜３００ｎｍの間で、透過率合計が効果的
に小さくなっていることがわかり、視角特性改善にとく
に有効であることがわかった。

【００６４】図６を用いて説明した実施例では、第１の
位相差板１６および第２の位相差板１７の組み合わせ
と、第３の位相差板１８および第４の位相差板１９の組
み合わせの位相差値を同一とした。しかしながら、位相
差板は同一でなくても、もちろん効果は得られる。また
全ての位相差板にポリカーボネイトを使用したが、屈折
率間の関係がｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係を持つ位相差板で
あれば材質は問わない。

【００６５】

【実施例３】図８の斜視図に本発明の第３の実施例にお
ける液晶表示装置を示す。図８に示すように、ＴＮ型液
晶セル１０と、ＴＮ型液晶セル１０の上側に配置する上
側偏光板１４と、ＴＮ型液晶セル１０の下側に配置する
下側偏光板１５と、ＴＮ型液晶セル１０と上側偏光板１
４との間に配置する１組の第１の位相差板１６と第２の
位相差板１７から構成する。

【００６６】第１の位相差板１６は１軸延伸された高分
子フィルムで構成し、屈折率間の関係がｎｘ＞ｎｙ≧ｎ
ｚとなる位相差板であり、材質はポリカーボネイトであ
る。

【００６７】第２の位相差板１７は屈折率間の関係がｎ
ｘ＞ｎｚ＞ｎｙとなる位相差板であり、材質はポリカー
ボネイトである。

【００６８】上側偏光板１４の吸収軸２０と、下側偏光
板１５の吸収軸２１とは直交している。上側偏光板１４
の吸収軸２０は、ＴＮ型液晶セル１０の上側基板のラビ
ング方向１１と平行であり、下側偏光板１５の吸収軸２
１はＴＮ型液晶セル１０の下側基板のラビング方向１２
と平行である。

【００６９】第１の位相差板１６の延伸軸２２と、第２
の位相差板１７の延伸軸２３とは直交しており、第１の
位相差板１６の延伸軸２２は中央分子方向を示す矢印１
３に対し、反時計回り方向に３０゜の角度をなしてい
る。

【００７０】ＴＮ型液晶セル１０の位相差値は４５０ｎ
ｍであり、第１の位相差板１６、第２の位相差板１７の
位相差値はそれぞれ１９０ｎｍである。

【００７１】図８に示す構成において視角を４０゜とし
たときの、電圧４．５Ｖ印加時（黒表示時）の透過率の
視角特性を図９のグラフの透過率曲線９１に示す。

【００７２】位相差板がない場合の比較例である図３
の、全方位での透過率合計を１とすると、本実施例であ
る図９は０．９となり、黒表示時の視角特性が約１０％
改善されている。

【００７３】またさらに、中央分子方向を示す矢印２６
を中心として±９０゜の領域で、とくに透過率が小さく
なっており、この領域での視角特性改善効果がとくに大
きいことがわかる。

【００７４】図８を用いて説明した実施例では、中央分
子方向を示す矢印１３に対して、第１の位相差板１６の
延伸軸２２の角度を反時計回り方向に３０゜としていた
が、この角度をパラメータにして変化させたときの、
４．５Ｖの電圧印加時の、視角４０゜での全方位の透過
率合計を測定した結果を図１０のグラフに示す。

【００７５】図１０に示すように、透過率合計曲線１０
１は角度４０゜付近で最小となり、そして角度３０〜５
０゜の間で効果的に小さくなっていることがわかり、視
角特性改善にとくに有効であることがわかる。

【００７６】またさらに、中央分子方向を示す矢印１３
に対する、第１の位相差板１６の延伸軸２２の角度を反
時計回り方向に３０゜に固定し、第１の位相差板１６お
よび第２の位相差板１７の位相差値をパラメータにして
変化させたときの、４．５Ｖの電圧印加時の、視角４０
゜での全方位の透過率合計を測定した結果、位相差値が
１３５〜２２５ｎｍの間で、透過率合計が効果的に小さ
くなっていることがわかり、視角特性改善にとくに有効
であることがわかった。

【００７７】図８を用いて説明した実施例では、第１の
位相差板１６にｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚとなる位相差板を適用
したが、第１の位相差板と第２の位相差板の配置を逆に
しても構わない。そしてまた位相差板にポリカーボネイ
トを使用したが、屈折率間の関係が、どちらか一方の位
相差板がｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚを満たし、他方の位相差板が
ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙを満たせば材質は問わない。

【００７８】

【実施例４】図１１の斜視図に本発明の第４の実施例に
おける液晶表示装置を示す。図１１に示すように、ＴＮ
型液晶セル１０と、ＴＮ型液晶セル１０の上側に配置す
る上側偏光板１４と、ＴＮ型液晶セル１０の下側に配置
する下側偏光板１５と、ＴＮ型液晶セル１０と上側偏光
板１４との間に配置するる１組の第１の位相差板１６と
第２の位相差板１７とから構成する。

【００７９】第１の位相差板１６は１軸延伸された高分
子フィルムで構成し、屈折率間の関係がｎｘ＞ｎｙ≧ｎ
ｚとなり、材質はポリカーボネイトである。

【００８０】第２の位相差板１７は１軸延伸された高分
子フィルムで構成し、屈折率間の関係がｎｚ≧ｎｙ＞ｎ
ｘとなる負の屈折率異方性を持ち、材質はポリスチレン
である。

【００８１】上側偏光板１４の吸収軸２０と、下側偏光
板１５の吸収軸２１とは直交している。上側偏光板１４
の吸収軸２０はＴＮ型液晶セル１０の上側基板のラビン
グ方向１１と平行であり、下側偏光板１５の吸収軸２１
はＴＮ型液晶セル１０の下側基板のラビング方向１２と
平行である。

【００８２】第１の位相差板１６の延伸軸２２と第２の
位相差板１７の延伸軸２３とは平行であり、位相差板１
６の延伸軸２２は中央分子方向を示す矢印１３に対し、
反時計回り方向に１３５゜の角度をなしている。

【００８３】ＴＮ型液晶セル１０の位相差値は４５０ｎ
ｍであり、第１の位相差板１６、第２の位相差板１７の
位相差値は、それぞれ１７０ｎｍである。

【００８４】図１１に示す構成において、視角を４０゜
としたときの、４．５Ｖの電圧印加時（黒表示時）の透
過率の視角特性を、図１２のグラフの透過率曲線１２１
に示す。

【００８５】位相差板がない場合の比較例である図３の
全方位での透過率合計を１として具体的数値で示すと、
本実施例である図１２では０．９３となり、黒表示時の
視角特性が約７％改善されている。

【００８６】またさらに、中央分子方向を示す矢印２６
を中心として、左右６０゜の領域で著しく透過率が小さ
くなっており、この領域での視角特性の改善効果がとく
に大きいことがわかる。

【００８７】本実施例では、中央分子方向を示す矢印１
３に対し、第１の位相差板１６の延伸軸２２の角度を反
時計回り方向に１３５゜としていたが、この角度をパラ
メータにして変化させた時とき、電圧４．５Ｖ印加時
の、視角４０゜での全方位の透過率合計を測定した結果
を図１３のグラフに示す。

【００８８】図１３に示すように、透過率合計曲線１３
１は角度１３５゜で最小となり、そして角度１３０〜１
４０゜の間で効果的に小さくなっていることがわかり、
視角特性改善にとくに有効であることがわかる。

【００８９】つぎに中央分子方向を示す矢印１３に対す
る第１の位相差板１６の延伸軸２２の角度を反時計回り
方向に１３５゜に固定し、第１の位相差板１６および第
２の位相差板１７の位相差値をパラメータにして変化さ
せたときの、電圧４．５Ｖ印加時の、視角４０゜での全
方位の透過率合計を図１４のグラフに示す。

【００９０】図１４に示すように、透過率合計曲線１４
１は位相差値が１３５〜３００ｎｍの間で効果的に小さ
くなっていることがわかり、視角特性改善にとくに有効
であることがわかる。

【００９１】図１１を用いて説明した実施例では、第１
の位相差板１６にｎｚ≧ｎｙ＞ｎｘとなる位相差板を適
用したが、第１の位相差板と第２の位相差板の材質を入
れ替え、第１の位相差板１６にｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚとなる
位相差板を適用しても構わない。

【００９２】この場合、視角特性改善に有効な、位相差
板１６の延伸軸２２の角度は、中央分子方向を示す矢印
１３に対し、反時計回り方向に４０〜５０゜の範囲とな
る。また屈折率間の関係がｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚとなる位相
差板にポリカーボネイトを使用し、ｎｚ≧ｎｙ＞ｎｘと
なる位相差板にポリスチレンを使用したが、屈折率間の
関係を満たせば材質は問わない。

【００９３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
より、最適な位相差値・角度で配置された位相差板の効
果により、ＴＮ型液晶表示装置に対し、正面では位相差
に変化が与えられず、斜方入射光に対しては、液晶セル
で与えられる位相差を打ち消す方向に位相差が与えられ
るため、正面での光学特性と斜方入射での光学特性の差
が少なくなり、視角特性が良くなる。この結果、ノーマ
リー白モードでのＴＮ型液晶表示装置の視角特性を大幅
に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の第１の実施例を説明す
るための斜視図である。

【図２】本発明の液晶表示装置の第１の実施例の、視角
４０゜における４．５Ｖ印加時の透過率特性を示すグラ
フである。

【図３】本発明の液晶表示装置に対する比較例で、位相
差板を適用しない場合の、視角４０゜における４．５Ｖ
印加時の透過率特性を示すグラフである。

【図４】本発明の液晶表示装置の第１の実施例における
位相差板の配置角度と透過率合計との関係を示すグラフ
である。

【図５】本発明の液晶表示装置の第１の実施例における
位相差板の位相差値と透過率合計との関係を示すグラフ
である。

【図６】本発明の液晶表示装置の第２の実施例を説明す
るための斜視図である。

【図７】本発明の液晶表示装置の第２の実施例における
視角４０゜における４．５Ｖ印加時の透過率特性を示す
グラフである。

【図８】本発明の液晶表示装置の第３の実施例を説明す
るための斜視図である。

【図９】本発明の液晶表示装置の第３の実施例における
視角４０゜における４．５Ｖ印加時の透過率特性を示す
グラフである。

【図１０】本発明の液晶表示装置の第３の実施例におけ
る位相差板の配置角度と透過率合計との関係を示すグラ
フである。

【図１１】本発明の液晶表示装置の第４の実施例を説明
するための斜視図である。

【図１２】本発明の液晶表示装置の第４の実施例におけ
る視角４０゜における４．５Ｖ印加時の透過率特性を示
すグラフである。

【図１３】本発明の液晶表示装置の第４の実施例におけ
る位相差板の配置角度と透過率合計との関係を示すグラ
フである。

【図１４】本発明の液晶表示装置の第４の実施例におけ
る位相差板の位相差値と透過率合計との関係を示すグラ
フである。

【図１５】従来の液晶表示装置の黒状態の視角特性を改
善するための屈折率楕円体を説明するための図面であ
る。

【図１６】本発明の液晶表示装置の視角、方位角を定義
するための図面である。

【図１７】本発明の液晶表示装置の位相差板配置角度を
定義するための図面である。

【符号の説明】

１０ＴＮ型液晶セル１４上側偏光板１５下側偏光板１６第１の位相差板１７第２の位相差板２６中央分子方向２７透過率軸２８方位角２９透過率曲線４１透過率合計曲線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−5880（ＪＰ，Ａ) 特開平４−162018（ＪＰ，Ａ) 特開平２−125224（ＪＰ，Ａ) 特開平３−279903（ＪＰ，Ａ) 特開平４−195118（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1335 510

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ねじれ角がほぼ９０゜のＴＮ型液晶セル
と、吸収軸が互いに直交し前記ＴＮ型液晶セルの両側に
配置される１組の偏光板と、上側偏光板もしくは下側偏
光板と前記ＴＮ型液晶セルの間に配置される延伸軸が直
交した１組の位相差板とからなり、該位相差板の延伸方
向の屈折率をｎｘ、位相差板面内において延伸方向と垂
直な方向の屈折率をｎｙ、位相差板面に垂直な厚み方向
の屈折率をｎｚとすると、前記１組の位相差板はどちら
もｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係を持つ液晶表示装置であっ
て、前記１組の位相差板のうち前記ＴＮ型液晶セルに接する
位相差板の延伸軸方向が、前記ＴＮ型液晶セルの中央分
子方向に対し観察者側から見て反時計回りに２５〜３５
゜の角度をなすとともに、前記位相差板の位相差値が１
８０ｎｍ〜２５０ｎｍであることを特徴とする液晶表示
装置。
【請求項２】ねじれ角がほぼ９０゜のＴＮ型液晶セル
と、吸収軸が互いに直交し前記ＴＮ型液晶セルの両側に
配置される１組の偏光板と、上側偏光板と前記ＴＮ型液
晶セルの間に配置される延伸軸が直交した１組の位相差
板と、下側偏光板と前記ＴＮ型液晶セルの間に配置され
る延伸軸が直交した１組の位相差板とからなり、前記位
相差板は全てｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係を持つ液晶表示装
置であって、上側の前記１組の位相差板のうち前記ＴＮ型液晶セルに
接する位相差板の延伸軸方向が、前記ＴＮ型液晶セルの
中央分子方向に対し観察者側から見て反時計回りに２５
〜３５゜の角度をなし、下側の前記１組の位相差板のう
ち前記ＴＮ型液晶セルに接する位相差板の延伸軸方向
が、前記ＴＮ型液晶セルの中央分子方向に対し観察者側
から見て時計回りに２５〜３５°の角度をなすととも
に、前記位相差板の位相差値が２２５ｎｍ〜３００ｎｍ
であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】ねじれ角がほぼ９０゜のＴＮ型液晶セル
と、吸収軸が互いに直交し前記ＴＮ型液晶セルの両側に
配置される１組の偏光板と、上側偏光板もしくは下側偏
光板と前記ＴＮ型液晶セルの間に配置される延伸軸が直
交した１組の位相差板とからなり、前記１組の位相差板
のうち１枚はｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係を持ち、もう１枚
はｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係を持ち、そのうち前記ＴＮ型
液晶セルに接する位相差板の延伸軸方向が、前記ＴＮ型
液晶セルの中央分子方向に対し観察者側から見て反時計
回りに３０〜５０°の角度をなすことを特徴とする液晶
表示装置。
【請求項４】前記位相差板の位相差値が前記ＴＮ型液
晶セルの位相差値の０．３〜０．５倍であることを特徴
とする請求項３に記載する液晶表示装置。
【請求項５】ねじれ角がほぼ９０゜のＴＮ型液晶セル
と、吸収軸が互いに直交し前記ＴＮ型液晶セルの両側に
配置される１組の偏光板と、上側偏光板もしくは下側偏
光板と前記ＴＮ型液晶セルの間に配置される延伸軸が平
行な１組の位相差板とからなり、前記１組の位相差板の
うち１枚はｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係を持ち、もう１枚は
ｎｚ≧ｎｙ＞ｎｘの関係を持ち、そのうち前記ＴＮ型液
晶セルに接する位相差板の延伸軸方向が、前記ＴＮ型液
晶セルの中央分子方向に対し観察者側から見て反時計回
りに１３０〜１４０°もしくは４０〜５０°の角度をな
すことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】前記位相差板の位相差値が前記ＴＮ型液
晶セルのΔｎｄ値の０．３〜０．７倍であることを特徴
とする請求項５に記載する液晶表示装置。