トップ :: G 物理学 :: G02 光学




【発明の名称】 液晶表示装置
【発明者】 【氏名】井上 威一郎

【氏名】山原 基裕
【要約】 【課題】左右方向と共に上下方向の視野角を拡大し、視角を倒したときや中間調表示時に着色のない広視野角で高品位な画像を実現する。

【解決手段】液晶表示素子１と偏光板４、５との間に、主屈折率がｎａ＝ｎｃ＞ｎｂの関係を有し、表面に概ね平行な主屈折率ｎａの方向を軸として時計回り又は反時計回りに、主屈折率ｎｂの方向が表面の法線方向から傾斜し、主屈折率ｎｃの方向が表面に概ね平行な方向から傾斜している位相差板２、３を配置する。液晶層８は液晶材料の平均アルキル鎖長ｍ、正常光屈折率ｎｏの波長に対する変化度合及び異常光屈折率ｎｅの波長に対する変化度合の組み合わせ条件を視角に依存した画面着色が発生しない範囲に設定する。液晶層８は画素内で異なる配向状態を有する領域８ａ、８ｂに分割し、領域８ａ、８ｂは異なる比率で設ける。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一対の基板の間に液晶層が挟持され、少なくとも一方の基板の該液晶層側表面に配向膜が設けられている液晶表示素子と、該液晶表示素子の両側を挟む一対の偏光子と、少なくとも一方の偏光子及び該液晶表示素子の間に設けられた少なくとも１枚の光学位相差素子とを有し、該液晶層が各画素内で液晶の配向状態が異なる複数の領域に分割され、各領域が画素内で占める比率が異なっている液晶表示装置において、該光学位相差素子の屈折率楕円体の３つの主屈折率ｎａ、ｎｂ及びｎｃがｎａ＝ｎｃ＞ｎｂの関係を有し、該光学位相差素子の表面に概ね平行な主屈折率ｎａを軸として、主屈折率ｎｂの方向が表面の法線方向から時計回り又は反時計回りに傾斜すると共に、主屈折率ｎｃの方向が表面に概ね平行な方向から時計回り又は反時計回りに傾斜しており、かつ、該液晶層中の液晶材料の平均アルキル鎖長と、該液晶材料の正常光屈折率ｎｏの波長に対する変化度合と、該液晶材料の異常光屈折率ｎｅの波長に対する変化度合との組み合わせ条件が視角に依存した画面着色が発生しない範囲に設定されている液晶表示装置。
【請求項２】 前記液晶材料の平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍがｍ＞３．９０の範囲に設定され、該液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、−０．４２２ｍ＋２．５５≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．００の範囲に設定されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】 前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、−０．３４３ｍ＋２．２６≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．００の範囲に設定されている請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】 前記液晶材料の平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍがｍ＜３．４０の範囲に設定され、該液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、１．００≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦−０．４２２ｍ＋２．５５の範囲に設定されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】 前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、１．００≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦−０．３４３ｍ＋２．２６の範囲に設定されている請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】 前記液晶材料の平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍが３．４０≦ｍ≦３．９０の範囲に設定され、該液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、０．８０≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．２０の範囲に設定されている請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】 前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、０．８５＜（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））＜１．１５の範囲に設定されている請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】 波長５５０ｎｍの光に対する前記液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）が、０．０６０＜Δｎ（５５０）＜０．１２０の範囲に設定されている請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】 波長５５０ｎｍの光に対する前記液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）が、０．０７０≦Δｎ（５５０）≦０．０９５の範囲に設定されている請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】 前記光学位相差素子における屈折率楕円体の傾斜角が１５゜以上７５゜以下の範囲に設定されている請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】 前記光学位相差素子の主屈折率ｎａ及びｎｂの差と、該光学位相差素子の厚さｄとの積（ｎａ−ｎｂ）×ｄが８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲に設定されている請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１２】 前記液晶の配向状態が異なる複数の領域の内、画素内で最も大きい領域において、前記配向膜の配向処理方向と前記光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎｃの傾斜方向とが反対方向になるように前記液晶表示素子と該光学位相差素子とが配置されている請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１３】 前記液晶の配向状態が異なる複数の領域の内、画素内で最も小さい領域において、該配向膜の配向処理方向と該光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎｃの傾斜方向とが同一方向になるように前記液晶表示素子と該光学位相差素子とが配置されている請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】 前記液晶層が各画素内で２つの領域に分割され、各画素内での第１領域及び第２領域の比が６：４以上１９：１以下の範囲に設定されている請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子と光学的異方性を有する位相差素子とを組み合わせることにより表示画面の視野角が改善された液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ネマティック液晶を用いた液晶表示装置は時計や電卓等の数値セグメント型表示装置として広く用いられている。さらに、近年においては、ワードプロセッサやノートブック型パーソナルコンピュータ等に使用されるディスプレイ装置、或いはナビゲーションシステム等に使用される表示装置としても広く用いられている。
【０００３】この液晶表示装置は、一般に、液晶層を間に挟んで対向配置される一対の基板を有しており、この基板上に画素をオン・オフさせるための電極や配線等が形成されている。例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、液晶に電圧を印加するための画素電極がマトリクス状に設けられ、各画素電極に選択的に電位を与えるためのスイッチング手段として電界効果トランジスタ等の能動素子が上記電極や配線と共に基板上に設けられている。さらに、カラー表示を行う液晶表示装置においては、基板上に赤色、緑色、青色等のカラーフィルタ層が設けられている。
【０００４】このような液晶表示装置においては、使用されるネマティック液晶のツイスト角に応じて以下のような表示方式が知られている。
【０００５】（１）ネマティック液晶分子のツイスト角を一対の基板間で９０゜に捩れ配向させたアクティブ駆動型ツイストネマティック液晶表示方式（以下、ＴＮ方式と称する）。
【０００６】（２）ネマティック液晶分子のツイスト角を一対の基板間で９０゜よりも大きく捩れ配向させた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（以下、ＳＴＮ方式と称する）。
【０００７】ところで、上記表示方式の液晶表示装置においては、観察者が表示画面を見る方向や見る角度によって表示画像のコントラストが変化したり反転現象が生じたりするという視角依存性があるため、広視野の視角特性が得られないという問題がある。
【０００８】この問題を改善するために、例えば特開昭５７−１８６７８３５号公報には各画素内で複数の視角特性が生じるように液晶層の配向を分割する配向分割方法が開示されている。或いは、特開平７−２３４４０７号公報や特開平７−２４８４９７号公報には各画素内で液晶に複数のツイスト配向を生じさせる方法が開示されている。
【０００９】しかし、このような画素分割法により画素を２分割して画素内に配向状態が異なる２つの領域を形成した場合、表示画面の上下方向（１２時−６時方向）と左右方向（３時−９時方向）とで全く異なる視角特性を示すという問題がある。例えば上下方向では視角を倒すと黒表示時の光透過率が上昇してコントラストが不十分になり、左右方向ではコントラストは良好であるものの反転現象が生じてしまう。
【００１０】さらに、各画素内で複数のツイスト配向を生じさせたり複数に配向分割させた場合、偏光板の吸収軸又は透過軸から方位４５゜方向において視角特性を向上させることは困難である。
【００１１】そこで、特開平６−１１８４０６号公報及び特開平６−１９４６４５号公報には、上述のような画素分割法と光学位相差板とを組み合わせた技術が開示されている。
【００１２】まず、特開平６−１１８４０６号公報には、液晶表示素子と偏光板との間に光学的異方性を有するフィルム（光学位相差板）を挿入することによりコントラストを向上させた液晶表示装置が開示されている。
【００１３】次に、特開平６−１９４６４５号公報には、補償板（光学位相差板）表面に平行な方向の面内で屈折率が殆ど無く、かつ、補償板表面に垂直な方向の屈折率が面内の屈折率よりも小さくなるように設定した補償板が開示されている。このような補償板は負の屈折率異方性を有するので、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異方性を補償して視角依存性を低減させることができる。
【００１４】しかし、今日のようにさらなる広視野角及び高表示品位の液晶表示装置が望まれている状況下においては、上述のような画素分割法と負の一軸性光学位相差板とを組み合わせただけでは充分とは言えない。その理由は、上述した技術では画素の分割比率が同じであるため、負の一軸性光学位相差板を用いて左右方向を改善することはできるが、上下方向は従来のＴＮ−ＬＣＤ（ツイステッドネマティック液晶ディスプレイ）における６時方向と１２時方向との重ね合わせになるので、負の一軸性光学位相差板を用いただけではあまり改善されないからである。
【００１５】そこで、特開平１０−３０８１号公報には、画素内を異なる比率で分割する画素分割法と上述のような屈折率楕円体を傾斜させた光学位相差板とを組み合わせる技術が開示されている。この公報に開示されている液晶表示装置は、各画素内で大きい分割領域において、光学位相差板の屈折率楕円体の傾斜方向と、配向膜近傍の液晶分子のプレティルトの方向とが互いに反対方向になるように、液晶表示素子と光学位相差板とが配置されている。これにより、左右方向の視野角拡大と同時に上下方向の視野角拡大を図ることができる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今日のようにさらなる広視野角、高表示品位及び色再現性に優れた液晶表示装置が要求されている状況下においては、上述したような異なる比率で画素分割する画素分割法と屈折率楕円体を傾斜させた光学位相差板とを組み合わせただけでは必ずしも充分であるとは言えない。
【００１７】例えば、偏光板と液晶表示素子との間に上述のような光学位相差板（光学異方性フィルム）を配置した場合、液晶材料の正常光屈折率の波長依存性や異常光屈折率の波長依存性と光学位相差板の屈折率とのマッチングが悪い場合には、視角を倒したときや中間調表示時に着色が顕著になって表示画像の状態が著しく悪化するという問題がある。
【００１８】本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、左右方向と同時に上下方向の視野角も拡大することができ、さらに、視角を倒したときや中間調表示時に着色が生じない広視野角で高品位な画像表示を実現することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶層が挟持され、少なくとも一方の基板の該液晶層側表面に配向膜が設けられている液晶表示素子と、該液晶表示素子の両側を挟む一対の偏光子と、少なくとも一方の偏光子及び該液晶表示素子の間に設けられた少なくとも１枚の光学位相差素子とを有し、該液晶層が各画素内で液晶の配向状態が異なる複数の領域に分割され、各領域が画素内で占める比率が異なっている液晶表示装置において、該光学位相差素子の屈折率楕円体の３つの主屈折率ｎａ、ｎｂ及びｎｃがｎａ＝ｎｃ＞ｎｂの関係を有し、該光学位相差素子の表面に概ね平行な主屈折率ｎａを軸として、主屈折率ｎｂの方向が表面の法線方向から時計回り又は反時計回りに傾斜すると共に、主屈折率ｎｃの方向が表面に概ね平行な方向から時計回り又は反時計回りに傾斜しており、かつ、該液晶層中の液晶材料の平均アルキル鎖長と、該液晶材料の正常光屈折率ｎｏの波長に対する変化度合と、該液晶材料の異常光屈折率ｎｅの波長に対する変化度合との組み合わせ条件が視角に依存した画面着色が発生しない範囲に設定されており、そのことにより上記目的が達成される。
【００２０】前記液晶材料の平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍがｍ＞３．９０の範囲に設定され、該液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、−０．４２２ｍ＋２．５５≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．００の範囲に設定されていてもよい。
【００２１】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、−０．３４３ｍ＋２．２６≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．００の範囲に設定されていてもよい。
【００２２】前記液晶材料の平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍがｍ＜３．４０の範囲に設定され、該液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、１．００≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦−０．４２２ｍ＋２．５５の範囲に設定されていてもよい。
【００２３】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、１．００≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦−０．３４３ｍ＋２．２６の範囲に設定されていてもよい。
【００２４】前記液晶材料の平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍが３．４０≦ｍ≦３．９０の範囲に設定され、該液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、０．８０≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．２０の範囲に設定されていてもよい。
【００２５】前記液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とが、０．８５＜（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））＜１．１５の範囲に設定されていてもよい。
【００２６】波長５５０ｎｍの光に対する前記液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）が、０．０６０＜Δｎ（５５０）＜０．１２０の範囲に設定されているのが好ましい。
【００２７】波長５５０ｎｍの光に対する前記液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）が、０．０７０≦Δｎ（５５０）≦０．０９５の範囲に設定されているのが好ましい。
【００２８】前記光学位相差素子における屈折率楕円体の傾斜角が１５゜以上７５゜以下の範囲に設定されているのが好ましい。
【００２９】前記光学位相差素子の主屈折率ｎａ及びｎｂの差と、該光学位相差素子の厚さｄとの積（ｎａ−ｎｂ）×ｄが８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲に設定されているのが好ましい。
【００３０】前記液晶の配向状態が異なる複数の領域の内、画素内で最も大きい領域において、前記配向膜の配向処理方向と前記光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎｃの傾斜方向とが反対方向になるように前記液晶表示素子と該光学位相差素子とが配置されているのが好ましい。
【００３１】前記液晶の配向状態が異なる複数の領域の内、画素内で最も小さい領域において、該配向膜の配向処理方向と該光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎｃの傾斜方向とが同一方向になるように前記液晶表示素子と該光学位相差素子とが配置されているのが好ましい。
【００３２】前記液晶層が各画素内で２つの領域に分割され、各画素内での第１領域及び第２領域の比が６：４以上１９：１以下の範囲に設定されているのが好ましい。
【００３３】以下、本発明を完成するに至った経緯及び本発明の作用について説明する。
【００３４】上述したように、液晶層が各画素内で比率が異なる複数の領域に異なる比率で分割された液晶表示素子と、屈折率楕円体を傾斜させた負の一軸性を有する光学位相差素子とを組み合わせることで、左右方向（３時−９時方向）における視野角拡大と同時に上下方向（６時−１２時方向）における視野角拡大を図ることができる。
【００３５】この液晶表示装置において、画素内で最も大きい領域で電圧印加時に液晶分子が立ち上がる方向が光学位相差素子の屈折率楕円体の傾斜方向と互いに反対方向になるように液晶表示素子と光学位相差素子とを配置すると、画素内で最も大きい領域において電圧印加と共に立ち上がる液晶分子の屈折率異方性が負の一軸性を有する光学位相差素子で補償される。この場合、コントラストの向上及び階調反転の低減を図ることができるが、その反面、黒階調がつぶれてしまうという問題がある。そこで、画素内で最も小さい領域では電圧印加時に液晶分子が立ち上がる方向が光学位相差素子の屈折率楕円体の傾斜方向と同じ方向になるように配置する。この場合、最小領域では最大領域と正反対の視角特性を有するので、この成分が加わることにより最大領域における黒階調のつぶれを軽減して上下方向の視野角拡大を図ることができる。
【００３６】しかしながら、このような液晶表示装置においても液晶材料の正常光屈折率ｎｏの波長依存性や液晶材料の異常光屈折率ｎｅの波長依存性と、光学位相差板の屈折率の波長依存性とのマッチングが悪いと、視角を倒したときや中間調表示時に表示画面の着色が顕著になって表示画像の状態が著しく悪化してしまう。
【００３７】そこで、本発明においては、左右方向と同時に上下方向の視野角を拡大しつつ、視角を倒したときや中間調表示時に着色が生じない高視野角で高品位の液晶表示装置を実現すべく、液晶層の材料についての設計指針を設定した。
【００３８】本発明の液晶表示装置にあっては、液晶材料の平均アルキル鎖長と、液晶材料の正常光屈折率ｎｏの波長に対する変化度合と、異常光屈折率ｎｅとの組み合わせ条件を視角に依存した画面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り、さらに、後述する実施形態に示すように、コントラスト変化や反転現象についても、位相差板の補償機能のみの場合よりもさらに改善することができる。
【００３９】具体的には、液晶材料の平均アルキル鎖長と、液晶材料の正常光屈折率ｎｏの波長に対する変化度合と、液晶材料の異常光屈折率ｎｅの波長に対する変化度合との組み合わせ条件は、以下のように設定する。
【００４０】（１）液晶材料の平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍがｍ＞３．９０である場合、液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とを、−０．４２２ｍ＋２．５５≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．００の範囲に設定する。
【００４１】この範囲とすることで、後述する実施形態１に示すように、視角を倒したときや中間調表示時に着色の無い広視野角で高品位な表示画像が得られる。
【００４２】さらに好ましくは、−０．３４３ｍ＋２．２６≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．００の範囲に設定する。
【００４３】この範囲とすることで、後述する実施形態１に示すように、さらに着色を無くして広視野角、高品位で色再現性に優れた表示画像が得られる。
【００４４】（２）液晶材料の平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍがｍ＜３．４０である場合、液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とを、１．００≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦−０．４２２ｍ＋２．５５の範囲に設定する。
【００４５】この範囲とすることで、後述する実施形態２に示すように、視角を倒したときや中間調表示時に着色の無い広視野角で高品位な表示画像が得られる。
【００４６】さらに好ましくは、１．００≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦−０．３４３ｍ＋２．２６の範囲に設定する。
【００４７】この範囲とすることで、後述する実施形態２に示すように、さらに着色を無くして広視野角、高品位で色再現性に優れた表示画像が得られる。
【００４８】（３）液晶材料の平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍが３．４０≦ｍ≦３．９０である場合、液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とを、０．８０≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．２０の範囲に設定する。
【００４９】この範囲とすることで、後述する実施形態３に示すように、視角を倒したときや中間調表示時に着色の無い広視野角で高品位な表示画像が得られる。
【００５０】さらに好ましくは、０．８５＜（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））＜１．１５の範囲に設定する。
【００５１】この範囲とすることで、後述する実施形態３に示すように、さらに着色を無くして広視野角、高品位で色再現性に優れた表示画像が得られる。
【００５２】本発明の液晶表示装置にあっては、波長５５０ｎｍの光に対する液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）を０．０６０＜Δｎ（５５０）＜０．１２０の範囲に設定するのが好ましい。可視光領域である波長５５０ｎｍの光に対する液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）が０．０６０以下又は０．１２０以上である場合、後述する実施形態４に示すように、視角方向によって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ているからである。そこで、波長５５０ｎｍの光に対する液晶材料の屈折率異方性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視角に応じた位相差を解消することができるので、液晶表示画面においてコントラスト変化や左右方向の反転現象等もさらに改善することができる。
【００５３】さらに、波長５５０ｎｍの光に対する液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）を０．０７０≦Δｎ（５５０）≦０．０９５の範囲に設定することにより、後述する実施形態４に示すように、液晶表示素子に視角に応じて生じる位相差をより効果的かつ確実に解消することができる。従って、液晶表示画面におけるコントラスト変化や左右方向の反転現象等を確実に改善することができる。
【００５４】本発明の液晶表示装置にあっては、光学位相差素子における屈折率楕円体の傾斜角を１５゜以上７５゜以下の範囲に設定するのが好ましい。このように屈折率楕円体の傾斜角を設定することにより、後述する実施形態４に示すように、光学位相差素子による補償機能を確実に得ることができる。
【００５５】本発明の液晶表示装置にあっては、光学位相差素子の主屈折率ｎａ及びｎｂの差と、厚さｄとの積（ｎａ−ｎｂ）×ｄを８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲に設定するのが好ましい。このように光学位相差素子の主屈折率ｎａ及びｎｂの差と厚さｄとの積を設定することにより、後述する実施形態４に示すように、光学位相差素子による補償機能を確実に得ることができる。
【００５６】本発明の液晶表示装置にあっては、液晶の配向状態が異なる複数の領域の内、画素内で最も大きい領域で配向膜の配向処理方向（ラビング方向）と光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎｃの傾斜方向とが反対方向になるように配置するのが好ましい。このように配置することにより、電圧を印加したときに液晶分子が立ち上がる方向と光学位相差板の屈折率楕円体の傾斜方向が互いに反対になるので、液晶分子の立ち上がりに伴う光学異方性を光学位相差板で確実に補償することができる。
【００５７】さらに、画素内で最も小さい領域で配向膜の配向処理方向と光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎｃの傾斜方向とが同一方向になるように液晶表示素子と光学位相差素子とを配置するのが好ましい。この場合、画素内で最も小さい領域は画素内で最も大きい領域と正反対の視角特性を有するので、この成分が加わることにより最も大きい領域における黒階調のつぶれを軽減して上下方向の視野角拡大を図ることができる。
【００５８】上記液晶層を各画素内で２つの領域に分割する場合には、各画素内での第１領域及び第２領域の比を６：４以上１９：１以下の範囲に設定するのが好ましい。この範囲に設定することにより、後述する実施形態５に示すように、上下方向のコントラスト向上及び黒反転の低減を図ると共に、黒階調のつぶれを軽減して上下方向の視野角拡大を図ることができる。
【００５９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００６０】図１は、本発明の一実施形態である液晶表示装置の構造を示す断面図である。この液晶表示装置は、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とからなるユニット（液晶セル１６）と駆動回路１７とを備えている。
【００６１】液晶表示素子１は、対向して配置される一対の電極基板６、７の間に液晶層８が挟持された構造を有する。一方の電極基板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。他方の電極基板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。両透明電極１０、１１は駆動回路１７に接続されている。
【００６２】尚、この図１においては簡略化のために１画素分の構成を示しているが、液晶表示素子１の表示部のほぼ全体において所定幅の帯状の透明電極１０、１３がガラス基板９、１２上に所定間隔をあけて設けられ、一方のガラス基板９上の透明電極１０と他方のガラス基板１０上の透明電極１３とは基板面に垂直な方向から見て相互に交差（ここでは直交）するように形成されている。
【００６３】両透明電極１０、１３の交差部が表示を行う画素に相当し、これらの画素は液晶表示装置の全面にマトリクス状に配置されている。
【００６４】両電極基板６、７はシール樹脂１５により貼り合わせられており、電極基板６、７とシール樹脂１５とで囲まれる空間内に液晶層８が封入されている。液晶層８には透明電極１０、１３を介して駆動回路１７から表示データに基づいた電圧が印加される。
【００６５】両電極基板６、７の液晶層８側表面に設けられている配向膜１１、１４は互いに状態の異なる２つの領域を有しており、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、液晶分子のプレティルト方向を基板面に垂直な方向に対して互いに反対方向に向かせたりする。これにより、液晶層８において配向膜の一方の領域に面する第１領域８ａと他方の領域に面する第２領域８ｂとで液晶分子の配向状態が異なるように制御される。
【００６６】さらに、本実施形態においては視角を上下方向及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、図２に示すように、１つの画素内が液晶層８の配向状態が異なる領域８ａ、８ｂに異なる比率で分割されている。
【００６７】図２は液晶パネルを法線方向から見たときの模式図であり、矢印Ｐ１は領域８ａにおける配向膜１１側のラビング方向、矢印Ｐ３は領域８ａにおける配向膜１４側のラビング方向を示し、矢印Ｐ２は領域８ｂにおける配向膜１１側のラビング方向、矢印Ｐ４は領域８ｂにおける配向膜１４側のラビング方向を示す。このように配向膜１１、１４にラビング処理を施すことにより、画素内を異なる配向状態の液晶領域８ａ、８ｂに異なる比率で分割することができる。
【００６８】液晶表示素子１とその両側の偏光板４、５との間には、光学位相差板２、３が各々１枚ずつ配置されている。この光学位相差板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又はハイブリッド配向されて架橋されたものである。これにより、後述するように、屈折率楕円体が傾斜した位相差板２、３が得られる。
【００６９】光学位相差板２、３の支持体材料としては、一般に偏光板の材料として用いられるトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）が最も適しており、信頼性が高い位相差板が得られる。それ以外の材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等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。
【００７０】光学位相差板２、３は、図３に示すように、異なる３方向の主屈折率ｎａ、ｎｂ、ｎｃを有している。
【００７１】主屈折率ｎａの方向は、互いに直交する座標軸ｘｙｚのうち、位相差板２、３の表面に平行（画面に平行）なｙ軸の方向と一致している。主屈折率ｎｂの方向は、主屈折率ｎａの方向を軸として、位相差板２、３の表面に垂直（表面の法線方向、画面に垂直）なｚ軸の方向から矢印Ａの方向にθ傾いている。主屈折率ｎｃの方向は、主屈折率ｎａの方向を軸として、位相差板２、３の表面に平行（画面に平行）なｘ軸の方向から矢印Ｂの方向にθ傾いている。この図３において、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の方向を位相差板２、３の表面に投影した方向をＤとする。
【００７２】３つの主屈折率ｎａ、ｎｂ及びｎｃはｎａ＝ｎｃ＞ｎｂの関係を有している。この場合、光学軸が１つのみ存在することになるので光学位相差板２、３は一軸性を備えたものとなり、屈折率異方性が負となる。
【００７３】この光学位相差板２、３の第１のリターデーション値は主屈折率ｎａ及びｎｃの差（屈折率異方性Δｎ）と光学位相差板の厚さｄとの積（ｎｃ−ｎａ）×ｄで表されるが、ｎａ＝ｎｃであるためほぼ０ｎｍになる。第２のリターデーション値は主屈折率ｎａ及びｎｂの差（屈折率異方性Δｎ）と光学位相差板の厚さｄとの積（ｎａ−ｎｂ）×ｄで表されるが、８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲に設定するのが好ましい。この範囲に設定することにより、光学位相差板２、３による位相差補償機能を確実に得ることができる。
【００７４】本実施形態の液晶表示装置においては、液晶表示素子１、位相差板２、３及び偏光板４、５は図４に示すように配置されている。尚、この図においては、簡単のため、領域８ｂを省略してある。
【００７５】偏光板４の吸収軸ＡＸ１は上述の領域８ａにおける配向膜１１側のラビング方向Ｐ１と平行になるように配置され、偏光板５の吸収軸ＡＸ２は上述の領域８ａにおける配向膜１４側のラビング方向Ｐ３と平行になるように配置されている。光学位相差板２は、図３に示した方向Ｄ（Ｄ１）が領域８ａにおける配向膜１１側のラビング方向Ｐ１と平行になるように配置され、光学位相差板３は、図３に示した方向Ｄ（Ｄ２）が領域８ａにおける配向膜１４側のラビング方向Ｐ３と平行になるように配置されている。
【００７６】さらに、上述の液晶層８においては、光学位相差板２、３の屈折率の波長依存性とのマッチングを考慮して、液晶材料の平均アルキル鎖長と、液晶材料の正常光屈折率ｎｏの波長に対する変化度合と、液晶材料の異常光屈折率ｎｅの波長に対する変化度合との組み合わせ条件は、表示画面に視角に依存した着色が発生しない範囲に設定してある。
【００７７】具体的には、液晶材料の平均アルキル鎖長と、液晶材料の正常光屈折率ｎｏの波長に対する変化度合と、液晶材料の異常光屈折率ｎｅの波長に対する変化度合との組み合わせ条件は、以下に示す（１）〜（３）のいずれかの条件を満たすように設定する。
【００７８】（１）液晶材料の平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍがｍ＞３．９０である場合、液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とを、−０．４２２ｍ＋２．５５≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．００の範囲に設定する。
【００７９】さらに好ましくは、−０．３４３ｍ＋２．２６≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．００の範囲に設定する。
【００８０】（２）液晶材料の平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍがｍ＜３．４０である場合、液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とを、１．００≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦−０．４２２ｍ＋２．５５の範囲に設定する。
【００８１】さらに好ましくは、１．００≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦−０．３４３ｍ＋２．２６の範囲に設定する。
【００８２】（３）液晶材料の平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍが３．４０≦ｍ≦３．９０である場合、液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）とを、０．８０≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．２０の範囲に設定する。
【００８３】さらに好ましくは、０．８５＜（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））＜１．１５の範囲に設定する。
【００８４】この構成により、本実施形態の液晶表示装置は、視角を倒したときや中間調表示時に着色の無い広視野角で高品位な表示画像を得ることができる。
【００８５】以下に、本発明の液晶表示装置について、さらに具体的な実施形態を挙げて説明する。
【００８６】（実施形態１）本実施形態１では、図１に示した液晶表示装置において、液晶層８の液晶材料として下記構造式で示される材料系をブレンドして、１モルに対する平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍをｍ＞３．９０とし、液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合とを −０．４２２ｍ＋２．５５≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．００ ・・・ （Ａ）
の範囲に設定したものを用いた。
【００８７】
【化１】

【００８８】配向膜１１、１４としては日本合成ゴム社製のオプトマーＡＬ（商品名）を用い、液晶層８における第１領域８ａ：第２領域８ｂ＝１７：３に設定し、液晶セル１６のセル厚（液晶層８の厚み）は５μｍとして、下記表１に示す５つの液晶表示装置（サンプル＃１１〜＃１５）を作製した。尚、下記表１及び後述する実施形態２〜５の表３、表５、表７、表８において、Ｆ｛ｎｏ（λ），ｎｅ（λ）｝＝（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））を示す。
【００８９】
【表１】

【００９０】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させて、第１のリターデーション値（ｎｃ−ｎａ）×ｄが０ｎｍ、第２のリターデーション値（ｎａ−ｎｂ）×ｄが１００ｎｍであり、図３に示した主屈折率ｎｂの方向がｘｙｚ座標軸におけるｚ軸方向から矢印Ａの方向に約２０゜傾き、主屈折率ｎｃの方向がｘ軸方向から矢印Ｂの方向に約２０゜傾いた屈折率楕円体の傾斜角度θ＝２０゜のものを作製した。
【００９１】さらに、比較のために、図１の液晶表示装置に示した液晶表示装置において、液晶層８の液晶材料として、Ｆ｛ｎｏ（λ），ｎｅ（λ）｝が上記式（Ａ）の範囲外である液晶材料を用いた以外は本実施形態と同様にして上記表１に示した２つの液晶表示装置（比較サンプル＃２０１及び＃２０２）を作製した。
【００９２】上記サンプル＃１１〜＃１５及び比較サンプル＃２０１、＃２０２について、視角５０゜、６０゜及び７０゜における色味の目視評価を行った結果を下記表２に示す。尚、下記表２及び後述する実施形態２、３の表４、表６において、○は着色無し、△を使用に耐え得る程度の着色あり、×は使用に耐えない程度の着色ありを示す。
【００９３】
【表２】

【００９４】上記表２に示すように、本実施形態のサンプル＃１３〜＃１５については、視角７０゜まで倒しても着色は確認されず、表示特性が非常に良好である。従って、−０．３４３ｍ＋２．２６≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．００の範囲では、より優れた特性が得られることがわかる。
【００９５】また、本実施形態のサンプル＃１１及び＃１２については、視角６０゜及び視角７０゜については着色が見られるものの、視角５０゜までは着色が確認されず、表示特性が良好で使用に耐え得るレベルであった。
【００９６】これに対して、比較サンプル＃２０１及び＃２０２については、視角５０゜まで倒すと着色が激しく、使用に耐え得るレベルではなかった。
【００９７】（実施形態２）本実施形態２では、図１に示した液晶表示装置において、液晶層８の液晶材料として実施形態２で示した材料系をブレンドして、１モルに対する平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍをｍ＜３．４０とし、液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合とを １．００≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦−０．４２２ｍ＋２．５５ ・・・ （Ｂ）
の範囲に設定したものを用いた。
【００９８】配向膜１１、１４としては日本合成ゴム社製のオプトマーＡＬ（商品名）を用い、液晶層８における第１領域８ａ：第２領域８ｂ＝１７：３に設定し、液晶セル１６のセル厚（液晶層８の厚み）は５μｍとして、下記表３に示す５つの液晶表示装置（サンプル＃２１〜＃２５）を作製した。
【００９９】
【表３】

【０１００】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させて、第１のリターデーション値（ｎｃ−ｎａ）×ｄが０ｎｍ、第２のリターデーション値（ｎａ−ｎｂ）×ｄが１００ｎｍであり、図３に示した主屈折率ｎｂの方向がｘｙｚ座標軸におけるｚ軸方向から矢印Ａの方向に約２０゜傾き、主屈折率ｎｃの方向がｘ軸方向から矢印Ｂの方向に約２０゜傾いた屈折率楕円体の傾斜角度θ＝２０゜のものを作製した。
【０１０１】さらに、比較のために、図１の液晶表示装置に示した液晶表示装置において、液晶層８の液晶材料として、Ｆ｛ｎｏ（λ），ｎｅ（λ）｝が上記式（Ｂ）の範囲外である液晶材料を用いた以外は本実施形態と同様にして上記表３に示した２つの液晶表示装置（比較サンプル＃３０１及び＃３０２）を作製した。
【０１０２】上記サンプル＃２１〜＃２５及び比較サンプル＃３０１、＃３０２について、視角５０゜、６０゜及び７０゜における色味の目視評価を行った結果を下記表４に示す。
【０１０３】
【表４】

【０１０４】上記表４に示すように、本実施形態のサンプル＃２３〜＃２５については、視角７０゜まで倒しても着色は確認されず、表示特性が非常に良好である。従って、１．００≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦−０．３４３ｍ＋２．２６の範囲では、より優れた特性が得られることがわかる。
【０１０５】また、本実施形態のサンプル＃２１及び＃２２については、視角６０゜及び視角７０゜については着色が見られるものの、視角５０゜までは着色が確認されず、表示特性が良好で使用に耐え得るレベルであった。
【０１０６】これに対して、比較サンプル＃３０１及び＃３０２については、視角５０゜まで倒すと着色が激しく、使用に耐え得るレベルではなかった。
【０１０７】（実施形態３）本実施形態３では、図１に示した液晶表示装置において、液晶層８の液晶材料として実施形態２で示した材料系をブレンドして、１モルに対する平均アルキル鎖（ＣmＨ2m+1−）の長さｍを３．４０≦ｍ≦３．９０とし、液晶材料の波長４５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する異常光屈折率ｎｅ（６５０）の変化度合と、波長４５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（４５０）、波長５５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（５５０）及び波長６５０ｎｍの光に対する正常光屈折率ｎｏ（６５０）の変化度合とを ０．８０≦（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））≦１．２０ ・・・ （Ｃ）
の範囲に設定したものを用いた。
【０１０８】配向膜１１、１４としては日本合成ゴム社製のオプトマーＡＬ（商品名）を用い、液晶層８における第１領域８ａ：第２領域８ｂ＝１７：３に設定し、液晶セル１６のセル厚（液晶層８の厚み）は５μｍとして、下記表５に示す５つの液晶表示装置（サンプル＃３１〜＃３５）を作製した。
【０１０９】
【表５】

【０１１０】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させて、第１のリターデーション値（ｎｃ−ｎａ）×ｄが０ｎｍ、第２のリターデーション値（ｎａ−ｎｂ）×ｄが１００ｎｍであり、図３に示した主屈折率ｎｂの方向がｘｙｚ座標軸におけるｚ軸方向から矢印Ａの方向に約２０゜傾き、主屈折率ｎｃの方向がｘ軸方向から矢印Ｂの方向に約２０゜傾いた屈折率楕円体の傾斜角度θ＝２０゜のものを作製した。
【０１１１】さらに、比較のために、図１の液晶表示装置に示した液晶表示装置において、液晶層８の液晶材料として、Ｆ｛ｎｏ（λ），ｎｅ（λ）｝が上記式（Ｃ）の範囲外である液晶材料を用いた以外は本実施形態と同様にして上記表３に示した２つの液晶表示装置（比較サンプル＃４０１及び＃４０２）を作製した。
【０１１２】上記サンプル＃３１〜＃３５及び比較サンプル＃４０１、＃４０２について、視角５０゜、６０゜及び７０゜における色味の目視評価を行った結果を下記表６に示す。
【０１１３】
【表６】

【０１１４】上記表６に示すように、本実施形態のサンプル＃３２〜＃３４については、視角７０゜まで倒しても着色は確認されず、表示特性が非常に良好である。従って、０．８５＜（（ｎｏ（４５０）−ｎｏ（５５０））／（ｎｏ（５５０）−ｎｏ（６５０）））／（（ｎｅ（４５０）−ｎｅ（５５０））／（ｎｅ（５５０）−ｎｅ（６５０）））＜１．１５の範囲では、より優れた特性が得られることがわかる。
【０１１５】また、本実施形態のサンプル＃３１及び＃３５については、視角６０゜及び視角７０゜については着色が見られるものの、視角５０゜までは着色が確認されず、表示特性が良好で使用に耐え得るレベルであった。
【０１１６】これに対して、比較サンプル＃４０１及び＃４０２については、視角５０゜まで倒すと着色が激しく、使用に耐え得るレベルではなかった。
【０１１７】（実施形態４）本実施形態４では、図１に示した液晶表示装置において、液晶セル１６の配向膜１１、１４として日本合成ゴム社製のオプトマーＡＬを用い、この配向膜に対して波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）を０．０７０、０．０８０、０．０９５に設定した材料を液晶層８の材料として用いた。液晶層８において配向状態が異なる領域の分割比は１７：３とし、液晶セル１６のセル厚を５μｍとして３つの液晶表示装置（サンプル＃４１〜＃４３）を作製した。各サンプルにおいては、液晶材料の平均アルキル鎖長ｍ、Ｆ｛ｎｏ（λ），ｎｅ（λ）｝は下記表７のように設定した。
【０１１８】
【表７】

【０１１９】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させた上記実施形態１と同様のものを用いた。
【０１２０】さらに、比較のために、図１の液晶表示装置に示した液晶表示装置において、液晶層８の液晶材料として波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）を０．０６０、０．１２０に設定したものを用いた以外は本実施形態と同様にして２つの液晶表示装置（比較サンプル＃５０１及び＃５０２）を作製した。
【０１２１】上記サンプル＃４１〜＃４３及び比較サンプル＃５０１、＃５０２について、図５に示すような受光素子１８、増幅器１９及び記録装置２０を備えた測定系に設置して視角特性についての測定を行った。
【０１２２】この測定系において、液晶表示装置の液晶セル１６はガラス基板９側の面１６ａが直交座標軸ｘｙｚの基準面ｘ−ｙの位置になるように設置される。また、一定の立体受光角で受光し得る受光素子１８は、液晶セル１６の面１６ａに垂直なｚ方向に対して角度φ（視角）をなす方向に、座標原点から所定距離を置いた位置に配置される。
【０１２３】測定時には、測定系に設置された液晶セル１６に対して面１６ａの反対側の面から波長５５０ｎｍの単色光を照射する。これにより、液晶セル１６を透過した単色光の一部が受光素子１８に入射される。そして、受光素子１８の出力が、増幅器１９で所定のレベルに増幅された後、波形メモリやレコーダ等を備えた記録装置２０によって記録される。
【０１２４】この測定系に本実施形態のサンプル＃４１〜＃４３及び比較サンプル＃５０１、＃５０２を設置して、受光素子１８を一定の角度φで固定した場合の各液晶表示装置への印加電圧と受光素子１８の出力レベルとの関係を測定した。
【０１２５】ここでは、角度φが５０゜となるように受光素子１８を配置し、ｘ方向が画面の下側（正視角方向）であり、ｙ方向が画面の左側であると仮定して、受光素子１８の配置位置を上方向（反視角方向）及び左右方向に各々変化させて測定を行った。
【０１２６】本実施形態のサンプル＃４１〜＃４３についての測定結果を図６（ａ）〜（ｃ）に、比較サンプル＃５０１及び＃５０２についての測定結果を図７（ａ）〜（ｃ）に示す。図６（ａ）〜（ｃ）及び図７（ａ）〜（ｃ）は、各液晶表示装置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）を示すグラフであり、図６（ａ）及び図７（ａ）が上方向から測定を行った結果であり、図６（ｂ）及び図７（ｂ）が右方向から測定を行った結果であり、図６（ｃ）及び図７（ｃ）が左方向から測定を行った結果である。
【０１２７】この図６（ａ）〜（ｃ）において、一点鎖線で示した曲線Ｌ２１、Ｌ２４、Ｌ２７が液晶層８にΔｎ（５５０）＝０．０７０の液晶材料を用いたサンプル＃４１を示し、実線で示した曲線Ｌ２２、Ｌ２５、Ｌ２８が液晶層８にΔｎ（５５０）＝０．０８０の液晶材料を用いたサンプル＃４２を示し、点線で示した曲線Ｌ２３、Ｌ２６、Ｌ２９が液晶層８にΔｎ（５５０）＝０．０９５の液晶材料を用いたサンプル＃４３を示す。図７（ａ）〜（ｃ）において、実線で示した曲線Ｌ３１０、Ｌ３２、Ｌ３４が液晶層８にΔｎ（５５０）＝０．０６０の液晶材料を用いた比較サンプル＃５０１を示し、点線で示した曲線Ｌ３１、Ｌ３３、Ｌ３５が液晶層８にΔｎ（５５０）＝０．１２０の液晶材料を用いた比較サンプル＃５０２を示す。
【０１２８】上方向の透過率−液晶印加電圧特性については、本実施形態のサンプル＃４１〜＃４３では図６（ａ）のＬ２１〜Ｌ２３に示すように、電圧が高くなるの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、比較サンプル＃５０２では図７（ａ）のＬ３１に示すように、電圧を高くしても充分に透過率が下がらず、比較サンプル＃５０１では図７（ａ）のＬ３０に示すように、電圧が高くなるのに伴って透過率が一旦低下した後で再び上昇する反転現象が見られた。
【０１２９】同様に、右方向の透過率−液晶印加電圧特性については、本実施形態のサンプル＃４１〜＃４３では図６（ｂ）のＬ２４〜Ｌ２６に示すように、電圧が高くなるのに伴って透過率がほぼ０近くまで低下することが確認された。一方、比較サンプル＃５０１では図７（ｂ）のＬ３２に示すように、電圧が高くなるのに伴って透過率がほぼ０近くまで低下するが、比較サンプル＃５０２では図７（ｂ）のＬ３３に示すように、電圧が高くなるに伴って透過率が一旦低下した後で再び上昇する反転現象が見られた。
【０１３０】同様に、左方向の透過率−液晶印加電圧特性については、本実施形態のサンプル＃４１〜＃４３では図６（ｃ）のＬ２７〜Ｌ２９に示すように、電圧が高くなるのに伴って透過率がほぼ０近くまで低下することが確認された。一方、比較サンプル＃５０１では図７（ｃ）のＬ３４に示すように、電圧が高くなるのに伴って透過率がほぼ０近くまで低下するが、比較サンプル＃５０２では図７（ｃ）のＬ３５に示すように、電圧が高くなるに伴って透過率が一旦低下した後で再び上昇する反転現象が見られた。
【０１３１】以上の結果から、液晶層８の液晶材料として波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）を０．０７０、０．０８０、０．０９５に設定した本実施形態の液晶表示装置（サンプル＃４１〜＃４３）では、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示したように、広視野角で反転現象の無い視角特性に優れた液晶表示装置を実現できることがわかる。
【０１３２】これに対して、液晶層８の液晶材料として波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（５５０）を０．０６０、０．１２０に設定した液晶表示装置（比較サンプル＃５０１及び＃５０２）では、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示したように、反転現象が起きたり電圧印加時の透過率が充分低下しなかったりして実用上、耐え得るレベルではないことがわかる。
【０１３３】さらに、上記光学位相差板２、３の屈折率楕円体の傾斜角度θを変化させて、透過率−液晶印加電圧特性の傾斜角度θに対する依存性を調べた結果、１５゜≦θ≦７５゜の範囲内のとき、上記光学位相差板の液晶層に対する光学補償効果が確実なものとなり、広視野角の液晶表示装置が実現できることがわかった。
【０１３４】これに対して、傾斜角度が１５゜未満又は７５゜を超える光学位相差板では視野角が広がらず、充分な視角特性が得られなかった。傾斜角度が１５゜未満又は７５゜を超える光学位相差板では、特に、反視角方向における視野角が狭くなる傾向が見られた。
【０１３５】さらに、上記光学位相差板２、３の第２のリターデーション値（ｎａ−ｎｂ）×ｄを変化させて視野角特性に与える影響を調べた結果、この値が８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲内のとき、上記光学位相差板の液晶層に対する光学補償効果が確実なものとなり、広視野角の液晶表示装置が実現できることがわかった。
【０１３６】これに対して、第２のリターデーション値（ｎａ−ｎｂ）×ｄが８０ｎｍ未満又は２５０ｎｍを超える光学位相差板では視野角が広がらず、充分な視角特性が得られなかった。第２のリターデーション値（ｎａ−ｎｂ）×ｄが８０ｎｍ未満又は２５０ｎｍを超える光学位相差板では、特に、左右方向における視野角が狭くなる傾向が見られた。
【０１３７】（実施形態５）本実施形態５では、図１に示した液晶表示装置において、液晶セル１６の配向膜１１、１４として日本合成ゴム社製のオプトマーＡＬを用い、液晶セル１６のセル厚は５μｍとして、液晶層８において配向状態が異なる領域の分割比（第１領域８ａ：第２領域８ｂ）が６：４、１７：３、１９：１の３つの液晶表示装置（サンプル＃１〜＃３）を作製した。各サンプルにおいては、液晶材料の平均アルキル鎖長ｍ、Ｆ｛ｎｏ（λ），ｎｅ（λ）｝は下記表８のように設定した。
【０１３８】
【表８】

【０１３９】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させた上記実施形態１と同様のものを用いた。
【０１４０】そして、図５に示した受光素子１８、増幅器１９及び記録装置２０を備えた測定系を用いて第１領域８ａと第２領域８ｂとの比率が視角特性に与える影響を検証する実験を行った。
【０１４１】この測定系において、液晶表示装置の液晶セル１６は実施形態４と同様に、ガラス基板９側の面１６ａが直交座標軸ｘｙｚの基準面ｘ−ｙの位置になるように設置した。また、一定の立体受光角で受光し得る受光素子１８は、液晶セル１６の面１６ａに垂直なｚ方向に対して角度φ（視角）をなす方向に、座標原点から所定距離を置いた位置に配置した。
【０１４２】測定時には、測定系に設置された液晶セル１６に対して面１６ａの反対側の面から波長５５０ｎｍの単色光を照射した。これにより、液晶セル１６を透過した単色光の一部が受光素子１８に入射され、受光素子１８の出力が、増幅器１９で所定のレベルに増幅された後、波形メモリやレコーダ等を備えた記録装置２０によって記録される。
【０１４３】この測定系に、本実施形態のサンプル＃１〜＃３を設置して、受光素子１８を一定の角度φで固定した場合の各液晶表示装置への印加電圧と受光素子１８の出力レベルとの関係を測定した。
【０１４４】ここでは、角度φが３０゜となるように受光素子１８を配置し、ｙ方向が画面の左側であると仮定して、受光素子１８の配置位置を上方向（反視角方向）、下方向（正視角方向）、左方向及び右方向に各々変化させて測定を行った。
【０１４５】このときの測定結果を図８（ａ）〜（ｃ）に示す。図８（ａ）〜（ｃ）は、各液晶表示装置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）を示すグラフであり、図８（ａ）が分割比６：４のサンプル＃１の測定結果であり、図８（ｂ）が分割比１７：３のサンプル＃２の測定結果であり、図８（ｃ）が分割比１９：１のサンプル＃３の測定結果である。
【０１４６】この図８（ａ）〜（ｃ）において、実線で示した曲線Ｌ１がｚ軸方向、破線で示した曲線Ｌ２が下方向、点線で示した曲線Ｌ３が右方向、一点鎖線で示した曲線Ｌ４が上方向、二点鎖線で示した曲線Ｌ５が左方向の特性を示している。
【０１４７】図８（ｂ）からわかるように、分割比１７：３のサンプル＃２では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Ｌ２〜Ｌ５が曲線Ｌ１に近接している。従って、中間調表示域では画面の上下左右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。
【０１４８】下方向の測定ではＯＮ状態で透過率がほぼ７％という低い値に一定に保たれ、反転現象が確認されなかった。上方向の測定ではＯＮ状態で透過率が下方向で測定された透過率よりも低い値であり、充分低下していることが確認された。
【０１４９】図８（ａ）に示したサンプル＃１及び図８（ｃ）に示したサンプル＃３についても、ほぼ同様な視角特性の改善が見られた。
【０１５０】例えば、図８（ａ）に示すように、分割比が６：４のサンプル＃１では中間調表示域及びＯＮ状態で曲線Ｌ２（下方向）が曲線Ｌ４（上方向）に近づく傾向が現れ始め、分割比が大きくなるに従ってその傾向が強まる。一方、図８（ｃ）に示すように、分割比が１９：１のサンプル＃３では中間調表示域及びＯＮ状態で曲線Ｌ２（下方向）が曲線Ｌ１（ｚ軸向）に近づく傾向が現れ始め、分割比が小さくなるに従ってその傾向が強まる。これにより、下方向（正視角方向）に対して表示画像の黒階調がつぶれる現象が抑制される。
【０１５１】さらに詳しく調べた結果、分割比が７：３〜９：１の範囲では、上述した１７：３のサンプル＃３のように、下方向と上方向とでバランスの取れた良好な視角特性の改善が見られることが確認された。
【０１５２】さらに、比較のために、液晶層８の第１領域８ａ：第２領域８ｂ＝１：１に設定した比較サンプル＃１０１を作製し、図５に示した測定系に設置して視角依存正を測定した。その結果を図９に示す。
【０１５３】この図９において、実線で示した曲線Ｌ１１がｚ軸方向、破線で示した曲線Ｌ１２が下方向、点線で示した曲線Ｌ１３が右方向、一点鎖線で示した曲線Ｌ１４が上方向、二点鎖線で示した曲線Ｌ１５が左方向の特性を示している。
【０１５４】この図９からわかるように、左右方向についてはＯＮ状態で充分低い透過率が得られ、視角特性に問題はない。しかし、上下方向についてはＯＮ状態で透過率が充分低下しておらず、上下方向に視角依存性を有していることがわかる。
【０１５５】なお、ここでは液晶表示素子１の両側に２枚の光学位相差板２、３を配置したが、いずれか一方のみを液晶表示素子１の片側に配置しても上述のような視角特性を得ることができる。但し、光学位相差板が１枚の場合、上下方向の視角特性はバランスが取れて改善されるが、左右方向の視角特性が非対称になることがある。これに対して、２枚設けた場合には上下方向の視角特性は１枚の場合と同様に改善され、左右方向の視角特性も対称になって上下左右とも視角特性が改善される。さらに、光学位相差板を２枚配置する場合、両方を液晶表示素子１の片側に重ねて配置してもよい。さらに、３枚以上の位相差板を用いることも可能である。
【０１５６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明による場合には、液晶層が各画素内で配向状態が異なる複数の領域に異なる比率で分割された液晶表示素子と、屈折率楕円体を傾斜させた負の一軸性を有する光学位相差素子とを組み合わせることで、表示画面の左右方向（３時−９時方向）における視野角拡大と共に、上下方向（６時−１２時方向）における視野角拡大を実現することができる。特に、上方向（反視角方向）では電圧印加時の透過率を充分低下させることができ、下方向（正視角方向）では電圧印加時の黒階調のつぶれ現象を軽減させることができる。
【０１５７】それに加えて、液晶材料の平均アルキル鎖長と正常光屈折率ｎｏの波長に対する変化度合と異常光屈折率ｎｅとの組み合わせ条件を最適化することにより、視角を倒したときや中間調表示時の表示画面の着色を抑えることができる。従って、広視野角・高コントラストでしかも表示画面の着色の無い視認性に優れた表示特性を有する液晶表示装置を実現することができる。
【０１５８】さらに、請求項２、請求項４又は請求項６の本発明による場合には、視角を５０゜まで倒しても着色の無い視認性に優れた表示特性を有する液晶表示装置を実現することができる。
【０１５９】特に、請求項３、請求項５及び請求項７の本発明による場合には、視角を７０゜まで倒しても着色の無い視認性に優れた表示特性を有する液晶表示装置を実現することができる。
【０１６０】請求項８の本発明による場合には、波長５５０ｎｍの光に対する液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）を０．０６０＜Δｎ（５５０）＜０．１２０の範囲に設定することにより、電圧印加時の透過率を充分低下させると共に反転現象やコントラスト比の低下を防ぐことができる。
【０１６１】特に、請求項９の本発明による場合には、波長５５０ｎｍの光に対する液晶材料の屈折率異方性Δｎ（５５０）を０．０７０≦Δｎ（５５０）≦０．０９５の範囲に設定することにより、電圧印加時の透過率をより一層低下させると共に反転現象やコントラスト比の低下を確実に防ぐことができる。
【０１６２】請求項１０の本発明による場合には、光学位相差素子における屈折率楕円体の傾斜角を１５゜以上７５゜以下の範囲に設定することにより、光学位相差素子の液晶層に対する光学的補償機能を確実に得ることができるので、広視野角で高コントラストの表示特性を有する液晶表示装置を実現することができる。
【０１６３】請求項１１の本発明による場合には、光学位相差素子の主屈折率ｎａ及びｎｂの差と、厚さｄとの積（ｎａ−ｎｂ）×ｄを８０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の範囲に設定することにより、光学位相差素子の液晶層に対する光学的補償機能を確実に得ることができるので、広視野角で高コントラストの表示特性を有する液晶表示装置を実現することができる。
【０１６４】請求項１２の本発明による場合には、画素内で最も大きい領域で配向膜の配向処理方向と光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎｃの傾斜方向とが反対方向になるように液晶表示素子と光学位相差素子とを配置することにより、電圧を印加したときに液晶分子が立ち上がる方向と光学位相差板の屈折率楕円体の傾斜方向とが互いに反対になる。これにより、液晶分子の立ち上がりに伴う光学異方性を光学位相差板で確実に補償することができるので、広視野角で高コントラストの表示特性を有する液晶表示装置を実現することができる。
【０１６５】特に、請求項１３の本発明による場合には、画素内で最も小さい領域で配向膜の配向処理方向と光学位相差素子の主屈折率ｎｂ及びｎｃの傾斜方向とが同一方向になるように液晶表示素子と光学位相差素子とを配置することにより、画素内で最も小さい領域を画素内で最も大きい領域と正反対の視角特性とし、この成分を加えることにより最も大きい領域における黒階調のつぶれを軽減して上下方向の視野角拡大を図ることができる。
【０１６６】さらに、請求項１４の本発明による場合には、各画素内において液晶層の第１領域及び第２領域の比を６：４以上１９：１以下にすることにより、左右方向の視野角拡大と共に、上方向（反視角方向）のコントラスト向上、下方向（正視角方向）の電圧印加時における黒階調のつぶれ抑制を実現することができる。よって、広視野角で高コントラスト、かつ、視認性に優れた液晶表示装置を実現することが可能となる。
【出願人】 【識別番号】０００００５０４９
【氏名又は名称】シャープ株式会社
【出願日】 平成１０年（１９９８）３月２４日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
【公開番号】 特開平１１−２７１７６３
【公開日】 平成１１年（１９９９）１０月８日
【出願番号】 特願平１０−７６３５１