JP5292020B2

JP5292020B2 - 液晶表示素子

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Publication number: JP5292020B2
Application number: JP2008219064A
Authority: JP
Inventors: 宜久岩本
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2028-08-28
Also published as: JP2010054759A

Description

本発明は、液晶表示素子（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）に関する。

車載用の情報表示装置として、外観上の高級感を意図した背景表示部や、暗表示部の表示輝度が非常に低い表示装置が求められている。

従来広く使用されていた蛍光表示管ディスプレイは、ディスプレイに用いられているガラス基板が厚く、重量が大きいという欠点があり、更に駆動用の電源が特殊であるという問題もあった。

表示装置の重量が小さく、車載電源を駆動用の電源として利用可能なデバイスとして、液晶表示装置があげられる。しかし従来の液晶表示装置は、正面観察時、及び左右観察時におけるコントラストが十分ではなかった。

なお、本明細書において、液晶表示装置とは、情報表示を行う液晶表示素子と、発光光源を備えるバックライト、そしてそれらの動作制御を行う駆動回路、及び制御回路から構成される表示装置をいう。

近年、バックライトの光源に無機ＬＥＤを用いて、発光波長をほぼ単波長化することにより、その波長でのコントラストを飛躍的に改善するノーマリブラック型液晶表示素子が開発され、車載用情報表示装置として利用されている。

バックライトの発光波長に依存せず、良好なノーマリブラック表示を可能とする液晶表示素子として、垂直配向モード（ＶＡモード）の液晶セルを、略クロスニコル配置された偏光板間に配置する構成が知られている。ここで垂直配向モード（ＶＡモード）とは、上下ガラス基板間に配置される液晶層内の液晶分子が基板に対して、垂直または略垂直に配向する液晶配向モードをいう。上記構成を有する液晶表示素子を、ガラス基板法線方位から観察したとき、その光学特性は、クロスニコル配置された２枚の偏光板のそれとほぼ同等になる。すなわち光透過率が非常に低くなるため、高コントラストの表示を比較的容易に実現することができる。

上下偏光板と上下ガラス基板間の一方または双方に、負の一軸光学異方性を有する視角補償板（Ｃプレート）、または負の二軸光学異方性を有する視角補償板（負の二軸フィルム）を挿入した液晶表示素子の発明が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。この液晶表示素子によれば、斜め方向から観察した場合においても、光透過率の上昇とコントラストの低下とが抑制され、良好な表示を実現することが可能である。

この視角補償方法については、負の二軸フィルムの面内位相差や面内遅相軸配置に関する効果的な条件が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

また、二軸光学異方性を有する略１／２波長板とＣプレートを組み合わせることで、良好な視角特性を得る液晶表示素子の発明が開示されている（たとえば、特許文献３）。

特許文献３に記載された発明のように、二軸光学異方性を有する略１／２波長板とＣプレートを組み合わせるのではなく、負の二軸フィルムとＣプレートとを組み合わせる液晶表示素子の発明も公知である（たとえば、特許文献４参照）。特許文献４には、二軸フィルムの面内位相差は１９０ｎｍ以下、適用される液晶セルの液晶層内のリターデーションは、２００ｎｍ〜５００ｎｍであるとの記載がある。

電圧印加時においても良好な視角特性を獲得するためには、液晶分子を１つの画素内で複数の方向に配向させるマルチドメイン配向が有効である。これをＶＡモードの液晶表示素子で実現するためには、電極形状を工夫し、液晶層内で斜め方向に電界を発生させ、その方向に液晶分子を配向制御する斜め電界配向制御法（たとえば、特許文献５参照）や、基板表面に形成した土手状突起により液晶分子の配向制御を行う方法（たとえば、特許文献６参照）が知られている。

液晶表示素子の左右方位の視角特性を重視する場合、マルチドメイン配向でなく、液晶セル全面で液晶分子が均一な方向に配向する、モノドメイン配向の液晶セルを用いて、良好な視角特性を実現することができる。均一なモノドメイン配向は、たとえば垂直配向膜に対する光配向処理方法（たとえば、特許文献７参照）や、特定の表面自由エネルギを有する垂直配向膜に対するラビング処理方法（たとえば、特許文献８参照）により実現可能である。

ＶＡモードの液晶表示素子を、マルチプレックス駆動により、１／４〜１／２４０デューティで動作させる場合、液晶層のリターデーションΔｎｄは、少なくとも３２０ｎｍ、好ましくは３６０ｎｍより大きい必要がある。電気光学特性における急峻性をできるだけ良好にしなければ、高デューティ駆動時においてＶＡモードの特徴である高コントラスト特性とＯＮ電圧印加時における透過率をある程度高く維持することの両立が困難となるためである。

現在、液晶表示素子に用いられる光学フィルムは、原料樹脂から、溶融キャスト法や溶融押し出し法により連続的にフィルム化され、最終的にはロール状に巻き取る方法で製造された原反フィルムである。原反フィルムの面内方向、及び厚さ方向に位相差を発現させるためには、主に延伸加工が施される。延伸工程は、原反フィルムを、ロールトゥロール法によりロール巻き取り方向（ＭＤ方向）と、ＭＤ方向に直交する方向（ＴＤ方向）とに、加熱状態下で延伸させる工程である。

負の二軸フィルムとして市場に流通する樹脂フィルムの多くは、ノルボルネン系環状オレフィン（ＣＯＰ）を材料とした、厚さ約０．２ｍｍ以下程度の原反フィルムをＭＤ方向、及びＴＤ方向に二軸延伸加工し、ＭＤ方向、またはＴＤ方向に面内遅相軸を発現させたものである。

これらのフィルムにおいては、面内位相差Ｒｅ（樹脂フィルムの面内屈折率を遅相軸方位に関してｎｘ、進相軸方位に関してｎｙ、フィルムの厚さをｄとしたとき、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）＊ｄで定義される。）は、０ｎｍより大きく３００ｎｍ以下、好ましくは４ｎｍより大きく３００ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍより大きく３００ｎｍ以下、厚さ方向の位相差Ｒｔｈ（更に、厚さ方向の屈折率をｎｚとしたとき、Ｒｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２ −ｎｚ）＊ｄで定義される。）は、３５０ｎｍ以下、面内方向と厚さ方向の屈折率比を表現するのに用いられるＮｚファクタ（Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で定義される。）は、１より大きく５６より小さいという条件でなければ、ＲｅとＲｔｈの面内均一性の実現は困難であると考えられる。

なお、延伸加工後のフィルムの厚さは数十μｍ程度である。また、元々Ｃプレートの光学特性を示す偏光板のベースフィルムや、保護フィルムとして使用されているトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）をベースに材質を改善し、ＭＤ方向、またはＴＤ方向に面内遅相軸が発現するように延伸加工を行い、負の二軸フィルム化した光学フィルムも市販されている。これらのフィルムの面内位相差Ｒｅは、ノルボルネン系ＣＯＰに比べ範囲が狭く、４０〜７０ｎｍ程度である。また厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、１２０ｎｍ以上２２０ｎｍ以下である。

市販されている負の二軸フィルムを用い、特許文献２に記載されている発明を実施すると、負の二軸フィルムを、液晶セルと片側偏光板間にだけ配置した場合、液晶層のリターデーションΔｎｄは約５００ｎｍ未満となる。また、負の二軸フィルムを、液晶セルと両側偏光板間に配置した場合の、液晶層のリターデーションΔｎｄは約８５０ｎｍ未満となる。

しかしながら、比較例を参照して後述するように、視角補償板を、液晶セルと両側偏光板間に配置する構成の液晶表示素子においては、液晶層のリターデーションΔｎｄが大きいと、明表示時における左右方位の深い極角観察角度、特に４５°より大きい角度において、表示がほとんど視認できなくなるという現象が見られる。したがって、リターデーションΔｎｄが大きい条件、すなわちデューティ比が大きい駆動条件で良好な表示品位を得ようとする場合は、液晶セルと片側偏光板間に二軸フィルムを配置する方法、または特許文献４に記載があるような、負の二軸フィルムとＣプレートとを積層して配置する方法が有効であると考えられる。

しかしこれらの方法においても、明表示時における左右方位観察時に左右非対称な光透過率変化が観察されたり、プレティルト角を有するモノドメイン垂直配向液晶セルとの組み合わせでは、電圧無印加時における左右光透過率変化に非対称性が観察されることがある。

特許２０４７８８０号公報特許第３３３０５７４号公報特許３２９９１９０号公報特許３８６３４４６号公報特許３８３４３０４号公報特許２９４７３５０号公報特許２８７２６２８号公報特開２００５−２３４２５４号公報

本発明の目的は、良好な表示を実現することのできる液晶表示素子を提供することである。

本発明の一観点によれば、第１及び第２の透明基板と、前記第１及び第２の透明基板間に挟持された、リターデーションが３６０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の垂直配向する液晶層と、前記第１の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第１の視角補償板であって、厚さ方向に９０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の位相差と、面内方向に５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の位相差をもつ第１の視角補償板と、前記第２の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、Ａプレートである第２の視角補償板であって、面内方向に１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の位相差をもつ第２の視角補償板と、前記第１の視角補償板の前記第１の透明基板とは反対側に配置された第１の偏光板と、前記第２の視角補償板の前記第２の透明基板とは反対側に、前記第１の偏光板とクロスニコルに配置された第２の偏光板とを有し、前記第１の視角補償板の面内遅相軸と、前記第１の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第２の視角補償板の面内遅相軸と、前記第２の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第２の視角補償板の面内方向の位相差は、前記第１の視角補償板の面内方向の位相差よりも大きい液晶表示素子が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、第１及び第２の透明基板と、前記第１及び第２の透明基板間に挟持された、リターデーションが３６０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の垂直配向する液晶層と、前記第１の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第１の視角補償板であって、厚さ方向に９０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の位相差と、面内方向に５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の位相差をもつ第１の視角補償板と、前記第２の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第２の視角補償板であって、厚さ方向に９０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の位相差と、面内方向に３０ｎｍ以上６５ｎｍ以下の位相差をもつ第２の視角補償板と、前記第１の視角補償板の前記第１の透明基板とは反対側に配置された第１の偏光板と、前記第２の視角補償板の前記第２の透明基板とは反対側に、前記第１の偏光板とクロスニコルに配置された第２の偏光板とを有し、前記第１の視角補償板の面内遅相軸と、前記第１の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第２の視角補償板の面内遅相軸と、前記第２の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第２の視角補償板の面内方向の位相差は、前記第１の視角補償板の面内方向の位相差よりも大きく、前記第２の視角補償板の厚さ方向の位相差は、前記第１の視角補償板の厚さ方向の位相差よりも小さい液晶表示素子が提供される。

更に、本発明の他の観点によれば、第１及び第２の透明基板と、前記第１及び第２の透明基板間に挟持された、リターデーションが３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の垂直配向する液晶層と、前記第１の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第１の視角補償板であって、厚さ方向に９０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の位相差と、面内方向に５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の位相差をもつ第１の視角補償板と、前記第２の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、正の二軸光学異方性を有するか、または負のＡプレートである第２の視角補償板であって、面内方向に３５ｎｍ以上１４０ｎｍ以下の位相差をもつ第２の視角補償板と、前記第１の視角補償板の前記第１の透明基板とは反対側に配置された第１の偏光板と、前記第２の視角補償板の前記第２の透明基板とは反対側に、前記第１の偏光板とクロスニコルに配置された第２の偏光板とを有し、前記第１の視角補償板の面内遅相軸と、前記第１の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第２の視角補償板の面内遅相軸と、前記第２の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第２の視角補償板の面内方向の位相差は、前記第１の視角補償板の面内方向の位相差よりも大きい液晶表示素子が提供される。

本発明によれば、良好な表示を実現可能な液晶表示素子を提供することができる。

実施例、及び比較例による液晶表示素子の詳細な説明に先立って、それら液晶表示素子とその製造方法の概略について述べる。

以下に示す実施例、変形例、及び比較例による液晶表示素子の製造に当たっては、ガラス上に所望のパターンで形成された透明電極（ＩＴＯ電極）が配置されたガラス基板上に、（株）チッソ石油化学製の材料を使用して垂直配向膜を成膜した後、前述の特許文献８記載のラビング処理方法で基板に配向処理を施した。なお、ガラス基板と配向膜との間には、ＳｉＯ_２などの絶縁膜を形成してもよい。

次に、配向処理のなされた２枚の基板を、お互いの垂直配向膜が近接するように、かつ、ラビング方向が反平行となるように、シール材により貼り合わせた。

基板の貼り合わせにおいては、球状スペーサを用いて、両基板間の間隔が２〜６μｍとなるように制御した。

貼り合わせた２枚のガラス基板間には、屈折率異方性Δｎが０．０８以上０．２６以下で、誘電率異方性Δεが負の液晶材料を注入し、液晶材料の等方相温度より約２０℃高い温度で１時間焼成した。作製された実施例、変形例、比較例による液晶表示素子の液晶セルにおける液晶分子の基板表面に対するプレティルト角は、液晶材料のΔｎ、Δεの値にかかわらず、約８９．９°であった。

液晶セルの２枚のガラス基板の外側には、偏光板吸収軸が略クロスニコル配置となるように偏光板を貼り合わせた。偏光板には（株）ポラテクノ製ＳＨＣ１３Ｕを用いた。偏光板のガラス基板側の貼り合わせ面には、面内位相差Ｒｅが約３〜５ｎｍのＴＡＣベースフィルムが存在し、接着剤で偏光層と接着されている。なお、シミュレーション解析においては、ＴＡＣベースフィルムの面内位相差Ｒｅを３ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈを５０ｎｍとした。

負の二軸フィルムは、ノルボルネン系ＣＯＰフィルムを二軸延伸加工したものを用いた。

シミュレーション解析には、（株）シンテック製「ＬＣＤＭＡＳＴＥＲ６．１６」を使用した。

図１〜図３を参照して、比較例による液晶表示素子の明表示時における視角特性シミュレーション解析について説明する。

図１は、第１の比較例による液晶表示素子を示す概略図である。

クロスニコル配置された表側（上側）偏光板１０と裏側（下側）偏光板２０との間に、モノドメイン垂直配向型液晶セルが配置される。モノドメイン垂直配向型液晶セルは、上側ガラス基板（透明基板）４、下側ガラス基板（透明基板）５、及び両基板４、５間に挟持されたモノドメイン垂直配向液晶層３０を含んで構成される。液晶セルの下側ガラス基板５と裏側偏光板２０間に、負の二軸フィルム３が１枚配置される。

表側及び裏側偏光板１０、２０はそれぞれ、ＴＡＣベースフィルム２上に偏光層１が配置された構成を備える。なお、図示は省略したが、偏光層１上には、ＴＡＣで形成された表面保護フィルムが配置される。

液晶表示素子の左右方位を１８０°−０°（９時−３時）方位と定義する、図示の方位座標系において、上側ガラス基板４のラビング方位Ｒｕｂは２７０°、下側ガラス基板５のラビング方位Ｒｕｂは９０°であり、液晶層３０中央の分子の配向方位は９０°（１２時）である。また、表側偏光板１０の偏光層１における吸収軸ａｂ、及びＴＡＣベースフィルム２の面内遅相軸ＴＡＣｓｌは１３５°方位、裏側偏光板２０のそれらは４５°方位に配置されている。負の二軸フィルム３の面内遅相軸Ｂｓｌは、近接する偏光板の吸収軸と略直交に配置するため、その方位は１３５°である。負の二軸フィルム３の面内位相差Ｒｅは５０ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈは３００ｎｍとした。

第１の比較例による液晶表示素子についてシミュレーション解析を行ったところ、最適な電圧無印加時（背景）視角特性が得られる液晶層３０のリターデーションΔｎｄは約４６５ｎｍであった。

図２は、第２の比較例による液晶表示素子を示す概略図である。第１の比較例においては、液晶セルの下側ガラス基板５と裏側偏光板２０間に、負の二軸フィルムが１枚配置されていた。第２の比較例においては、下側ガラス基板５と裏側偏光板２０との間に第１の負の二軸フィルム３ａ、液晶セルの上側ガラス基板４と表側偏光板１０との間に第２の負の二軸フィルム３ｂが配置される。その他の構成は第１の比較例と同様である。

第１の負の二軸フィルム３ａの面内遅相軸Ｂｓｌ１は、近接する偏光板２０の偏光層１の吸収軸ａｂに略直交とされるため、その方位は１３５°である。また、第２の負の二軸フィルム３ｂの面内遅相軸Ｂｓｌ２は、近接する偏光板１０の偏光層１の吸収軸ａｂに略直交とされるため、その方位は４５°である。

第１及び第２の負の二軸フィルム３ａ、３ｂの面内位相差Ｒｅはともに２０ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈはともに３００ｎｍとした。

第２の比較例による液晶表示素子についてシミュレーション解析を行ったところ、最適な電圧無印加時（背景）視角特性が得られる液晶層３０のリターデーションΔｎｄは約８２５ｎｍであった。

本願発明者は、第１及び第２の比較例による液晶表示素子について、正面観察時約１３〜１４％の光透過率になるように駆動電圧を調整したときの、左右観察時視角特性を計算した。

図３は、第１の比較例による液晶表示素子（片面補償）と、第２の比較例による液晶表示素子（両面補償）における左右観察時視角特性を示すグラフである。

グラフの横軸は左右方位観察角度を単位「°」で表し、縦軸は光透過率を単位「％」で表す。曲線ａが、第１の比較例による液晶表示素子（片面補償）の左右観察時視角特性を示し、曲線ｂが、第２の比較例による液晶表示素子（両面補償）の左右観察時視角特性を示す。

曲線ｂより、第２の比較例による液晶表示素子（両面補償）においては、光透過率は左右方位で対称ではあるが、左右観察角度４５°以上で光透過率が非常に低くなることがわかる。

実際に製作した第２の比較例による液晶表示素子においても、４５°以上の左右観察角度では、表示がほとんど視認できなかった。更に、実際に製作した液晶表示素子においては、観察角度を深くするに従って明表示の色調が大幅に変化するカラーシフト現象が著しく観察された。

一方、実際に製作した第１の比較例による液晶表示素子（片面補償）においては、深い角度から観察したとき、表示が認識できなくなるということはなかった。また、実際に製作した第１の比較例による液晶表示素子においては、カラーシフトがほとんど観察されなかった。しかし、曲線ａに示されているように、第１の比較例による液晶表示素子においては、左右方位における光透過率変化の対称性が悪い。

以上より、本願発明者は、視角補償フィルムを液晶セルの片側のみに配置することが、明表示時における、左右方位の深い角度からの視角特性を良好にするという点では有効であり、また、視角補償フィルムを液晶セルの両側に配置することで、視角特性の左右対称性を、液晶層のプレティルト角にかかわらず、実現できると考えた。

図４は、第１の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。

クロスニコル配置された表側（上側）偏光板１０と裏側（下側）偏光板２０との間に、上側ガラス基板４、下側ガラス基板５に対して略垂直配向した液晶層３０を有する垂直配向型液晶セルが配置される。液晶セルの下側ガラス基板５と裏側偏光板２０間には、負の二軸光学異方性を有する光学フィルム（負の二軸フィルム３）が配置され、上側ガラス基板４と表側偏光板１０間には、正の一軸光学異方性を有する光学フィルム（Ａプレート６）が配置される。

表側及び裏側偏光板１０、２０はそれぞれ、ＴＡＣベースフィルム２上に偏光層１が配置された構成を有する。なお、図示は省略したが、偏光層１上には、ＴＡＣで形成された表面保護フィルムが配置される。

上側ガラス基板４のラビング方位Ｒｕｂは２７０°、下側ガラス基板５のラビング方位Ｒｕｂは９０°であり、液晶層３０中央の分子の配向方位は９０°（１２時）である。また、表側偏光板１０の偏光層１における吸収軸ａｂ、及びＴＡＣベースフィルム２の面内遅相軸ＴＡＣｓｌは１３５°方位、裏側偏光板２０のそれらは４５°方位に配置されている。

負の二軸フィルム３、及びＡプレート６の面内遅相軸Ｂｓｌ３、Ｂｓｌ６は、それぞれ近接する裏側偏光板２０の吸収軸ａｂ、表側偏光板１０の吸収軸ａｂに対して略直交に配置するのが好ましい。このため、たとえば、面内遅相軸Ｂｓｌ３は１３５°方位、Ｂｓｌ６は４５°方位に配置される。

本願発明者は、第１の実施例による液晶表示素子において、電圧無印加時に良好な背景視角特性を示す負の二軸フィルム３、及びＡプレート６の光学パラメータを求めるシミュレーション解析を行った。

まず、負の二軸フィルム３の厚さ方向の位相差Ｒｔｈを２２０ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍと変化させたときの、負の二軸フィルム３の面内位相差Ｒｅ３、及びＡプレート６の面内位相差Ｒｅ６の最適な組み合わせを求めた。最適なＲｅ３及びＲｅ６の組み合わせは、右方位極角５０°から観察した光透過率を最小とする液晶層のリターデーションを与えるＲｅ３、及びＲｅ６とした。

図５に、負の二軸フィルム３の面内位相差Ｒｅ３、及びＡプレート６の面内位相差Ｒｅ６の最適な組み合わせを示す。図の横軸は、負の二軸フィルム３の面内位相差Ｒｅ３を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は、Ａプレート６の面内位相差Ｒｅ６を単位「ｎｍ」で表す。

符号ａを付した点で、負の二軸フィルム３の厚さ方向の位相差Ｒｔｈが３００ｎｍのときの、Ｒｅ３とＲｅ６の最適な組み合わせを示す。また、符号ｂ、ｃを付した点で、それぞれ負の二軸フィルム３の厚さ方向の位相差Ｒｔｈが２２０ｎｍ、３５０ｎｍのときの、Ｒｅ３とＲｅ６の最適な組み合わせを示す。

図より、負の二軸フィルム３の厚さ方向の位相差Ｒｔｈによらず、Ｒｅ３とＲｅ６との間には、線形関係があることが認められる。

なお、解析の結果、最適な条件においては、右方位極角５０°観察時の光透過率は、０．０２％以下となった。また、負の二軸フィルム３の厚さ方向の位相差Ｒｔｈが２２０ｎｍのとき、光透過率を最小とする液晶層のリターデーションは約４２０ｎｍ、Ｒｔｈが３５０ｎｍのときのそれは約５７０ｎｍであった。

更に、本願発明者は、Ｒｔｈが他の値をとるときについてもＲｅ３及びＲｅ６の最適値を求め、たとえばＲｔｈ＝９０ｎｍの場合にも、それらの間に線形関係があることを確認した。

図５よりＡプレートの必要性、すなわちＲｅ６＞０ｎｍである条件、及び、Ａプレートの製造難度を低下させる、すなわちできるだけＲｅ６を大きくするため、負の二軸フィルム３の面内位相差Ｒｅ３は、５ｎｍ≦Ｒｅ３≦５０ｎｍの範囲であることが望ましく、１０ｎｍ≦Ｒｅ３≦２５ｎｍの範囲であることが一層望ましい。

また、上記の負の二軸フィルム条件で良好な背景視角特性を実現するためには、Ａプレート６の面内位相差Ｒｅ６は、１０ｎｍ≦Ｒｅ６≦１００ｎｍの範囲であることが望ましく、４０ｎｍ≦Ｒｅ６≦６０ｎｍの範囲であることが一層望ましい。

更に、負の二軸フィルムの実フィルムを製造可能という観点から、負の二軸フィルム３の厚さ方向の位相差Ｒｔｈの好ましい範囲は９０ｎｍ≦Ｒｔｈ≦３５０ｎｍ、より好ましい範囲は、２２０ｎｍ≦Ｒｔｈ≦３５０ｎｍである。

なお、液晶層３０のリターデーションΔｎｄの好ましい範囲は、３６０ｎｍ≦Δｎｄ≦１０００ｎｍであり、より好ましくは、３６０ｎｍ≦Δｎｄ≦５４０ｎｍである。

次に本願発明者は、液晶層３０のリターデーションを５２５ｎｍ、負の二軸フィルム３の厚さ方向の位相差Ｒｔｈを３００ｎｍに固定し、シミュレーション解析により求められた最適なＲｅ３、及びＲｅ６の組み合わせにおいて、明表示時における左右視角特性を計算した。

図６は、左右方位極角５０°から観察したときの、光透過率のＲｅ３依存性を示すグラフである。Ｒｅ６はＲｅ３の値に対応して、図５に示すような値に最適値に設定されている。

グラフの横軸は、負の二軸フィルム３の面内位相差Ｒｅ３を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は、極角５０°方位から観察したときの光透過率を単位「％」で表す。直線ａ上の点が、左方位極角５０°から観察したときの光透過率を示し、直線ｂ上の点が、右方位極角５０°から観察したときの光透過率を示す。

図より、液晶層３０のリターデーションが５２５ｎｍ、負の二軸フィルム３の厚さ方向の位相差が３００ｎｍの場合には、Ｒｅ３が約２２ｎｍのとき、左右の光透過率が等しくなることがわかる。なお、このときのＲｅ６は約５２ｎｍであり、Ｒｅ６＞Ｒｅ３となる。

本願発明者は、Ｒｔｈが他の値である場合についても同様のシミュレーション解析を行った。その結果、左右対称性が得られるのは、Ｒｅ６＞Ｒｅ３のときであることがわかった。

なお、Ｒｅ３とＲｅ６の値が大きく異なっているとき、左右観察時視角特性の非対称性が大きくなる傾向が観察された。

図４に示した第１の実施例による液晶表示素子においては、片側のガラス基板と偏光板との間にＡプレートを配置している。Ａプレートの厚さ方向の位相差Ｒｔｈは面内位相差Ｒｅの半分であるため、第１の実施例による液晶表示素子は、液晶層のリターデーションΔｎｄが大きい場合の視角補償を行う際に不利になると考えられる。

そこで、本願発明者は、図２に示した第２の比較例による液晶表示素子において、第１の負の二軸フィルム３ａ、第２の負の二軸フィルム３ｂに異なる光学パラメータを導入した場合の視角特性をシミュレーション解析した。

図７（Ａ）は、第２の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。第２の実施例による液晶表示素子は、図２に示した第２の比較例による液晶表示素子と等しい構成を有する。

図７（Ｂ）は、第２の実施例の変形例（以下、第２の変形例）による液晶表示素子を示す概略図である。第２の変形例による液晶表示素子は、第２の実施例による液晶表示素子から、表側偏光板１０のＴＡＣベースフィルム２を除いた構成を有する。

本願発明者は、第２の実施例については、第１の負の二軸フィルム３ａの厚さ方向の位相差Ｒｔｈ１、第２の負の二軸フィルム３ｂの厚さ方向の位相差Ｒｔｈ２を、それぞれ３００ｎｍ、９０ｎｍに固定し、第１、第２の負の二軸フィルム３ａ、３ｂの面内位相差Ｒｅ１、Ｒｅ２の最適値を求める解析を行った。

また、第２の変形例については、Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２を、それぞれ３００ｎｍ、１５０ｎｍに固定し、Ｒｅ１、Ｒｅ２の最適値を求める解析を行った。

Ｒｅ１、Ｒｅ２の最適値として、第１の実施例の場合と同様に、電圧無印加時において、右方位極角５０°から観察したときの光透過率が最も低くなる条件を求めた。

図８に、第１の負の二軸フィルム３ａの面内位相差Ｒｅ１、及び第２の負の二軸フィルム３ｂの面内位相差Ｒｅ２の最適な組み合わせを示す。

図の横軸は、第１の負の二軸フィルム３ａの面内位相差Ｒｅ１を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は、第２の負の二軸フィルム３ｂの面内位相差Ｒｅ２を単位「ｎｍ」で表す。

符号ａを付した点で、第２の実施例による液晶表示素子における、Ｒｅ１とＲｅ２の最適な組み合わせを示す。また、符号ｂを付した点で、第２の変形例による液晶表示素子における、Ｒｅ１とＲｅ２の最適な組み合わせを示す。

図より、実施例、変形例の双方において、最適な組み合わせにおけるＲｅ１、及びＲｅ２はかなり近い値であること、それからＲｅ１とＲｅ２との間には、線形関係があることが認められる。

なお、Ｒｅ１とＲｅ２とを最適な組み合わせに設定した場合、右方位極角５０°から観察された光透過率は、いずれの組み合わせの場合も０．０２％以下となった。

また、実施例の場合、光透過率を最小とする液晶層のリターデーションはおおむね５８５ｎｍ、変形例の場合のそれはおおむね６００ｎｍであった。

図８に結果を示したシミュレーションより、第２の実施例及び第２の変形例については、第１の負の二軸フィルム３ａの面内位相差Ｒｅ１は、５ｎｍ≦Ｒｅ１≦５０ｎｍの範囲が好ましく、１０ｎｍ≦Ｒｅ１≦２５ｎｍの範囲がより好ましいことがわかった。また、第２の負の二軸フィルム３ｂの面内位相差Ｒｅ２は、３０ｎｍ≦Ｒｅ２≦６５ｎｍの範囲が好ましく、４０ｎｍ≦Ｒｅ２≦６０ｎｍの範囲がより好ましいことがわかった。

更に、第１の負の二軸フィルム３ａの厚さ方向の位相差Ｒｔｈ１は、９０ｎｍ≦Ｒｔｈ１≦３５０ｎｍの範囲が好ましく、２２０ｎｍ≦Ｒｔｈ１≦３５０ｎｍの範囲がより好ましいことがわかった。また、第２の負の二軸フィルム３ｂの厚さ方向の位相差Ｒｔｈ２は、９０ｎｍ≦Ｒｔｈ２≦１５０ｎｍの範囲が有効であることがわかった。

また、液晶層３０のリターデーションΔｎｄは、３６０ｎｍ≦Δｎｄ≦１０００ｎｍの範囲が好ましく、４００ｎｍ≦Δｎｄ≦６００ｎｍの範囲が一層好ましいことがわかった。

次に本願発明者は、第２の変形例による液晶表示素子について、正面から観察したときの光透過率を約１４％に設定した場合の、左右方位観察時における視角特性の対称性に関し、解析を行った。

図９は、左右方位極角５０°から観察したときの、光透過率のＲｅ１依存性を示すグラフである。Ｒｅ２はＲｅ１の値に対応して、図８に示すような値に最適値に設定されている。

グラフの横軸は、第１の負の二軸フィルム３ａの面内位相差Ｒｅ１を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は、極角５０°方位から観察したときの光透過率を単位「％」で表す。直線ａ上の点が、左方位極角５０°から観察したときの光透過率を示し、直線ｂ上の点が、右方位極角５０°から観察したときの光透過率を示す。

グラフより、Ｒｅ１が約２２ｎｍのとき、左右の光透過率が等しくなることがわかる。なお、このときのＲｅ２は約４２ｎｍであり、Ｒｅ１＜Ｒｅ２となる。

本願発明者は、第２の実施例についても同様のシミュレーション解析を行った。その結果、良好な左右対称性が得られるのは、Ｒｅ１＜Ｒｅ２のときであることがわかった。

図６のグラフ（第１の実施例）と図９のグラフ（第２の変形例）とを比較すると、図６においては、右方位極角５０°から観察したときの明表示時光透過率と、左方位極角５０°から観察したときのそれが等しくなるとき、当該光透過率は約５．８％であるのに対し、図９においては、約３．５％であり、図６の場合よりも小さい。しかし、第１の実施例も第２の変形例も、ともに表示の視認は可能である。第２の比較例の光透過率が、図３に曲線ｂで示したようにほぼ０であることから、深い観察角度における表示品位の改善は明らかである。

なお、本願発明者は、研究の結果、第２の実施例及び変形例による液晶表示素子においては、第１の負の二軸フィルム３ａの厚さ方向の位相差Ｒｔｈ１と、第２の負の二軸フィルム３ｂの厚さ方向の位相差Ｒｔｈ２とを、両者の差ができるだけ大きくなるように設定することが、良好な表示を実現するために望ましいことを見出した。殊に、Ｒｔｈ１＞Ｒｔｈ２、かつ、Ｒｔｈ２≦１５０ｎｍの条件で高品位の表示が実現される。

図１０は、第３の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。第３の実施例による液晶表示素子は、上側ガラス基板４と表側偏光板１０間に、正の一軸光学異方性を有する光学フィルム（Ａプレート６）ではなく、正の二軸光学異方性を有する光学フィルム（Ｎｚファクタが０＜Ｎｚ＜１の範囲にある光学フィルム正の二軸フィルム７）が配置される点で、第１の実施例による液晶表示素子と異なる。正の二軸フィルム７の代わりに、負の一軸光学異方性を有する光学フィルム（Ｎｚ＝０である光学フィルム負のＡプレート）を用いてもよい。

正の二軸フィルム７は、（ｉ）ポリカーボネートフィルムを３軸方向へ延伸または収縮等することにより、３次元方位の屈折率を制御する方法、（ｉｉ）光弾性係数が負の材料、たとえばポリスチレンを面内の一軸または二軸方向に延伸する方法により実現することができ、これらの方法で製造された正の二軸フィルムが上市されている。

正の二軸フィルムには、厚さ方向の位相差を０として、どの方位から観察しても、ほぼ正面観察時の面内位相差Ｒｅと等しくなる、Ｎｚ＝０．５条件の二軸フィルムがある。このフィルムは、広視野角円偏光の位相差板としての用途が考えられるが、偏光板のＴＡＣベースフィルムの厚さ方向の位相差５０ｎｍを打ち消すためには、更に厚さ方向の位相差を−５０ｎｍとすることが好ましく、光弾性係数が負の材料を用いた場合には、一軸延伸により得られるＮｚ＝０の負のＡプレートを使用する方が有効と考えられる。

出願人は、以下において、正の二軸フィルム及び負のＡプレートは、ノルボルネン系ＣＯＰと同様の波長分散特性をもつと想定してシミュレーション解析を行った。

本願発明者は、第３の実施例について、正の二軸フィルム７のＮｚを０．５、負の二軸フィルム３の厚さ方向の位相差Ｒｔｈを３００ｎｍとし、負の二軸フィルム３の面内位相差Ｒｅ３と正の二軸フィルム７の面内位相差Ｒｅ７の最適値を求める解析を行った。また、正の二軸フィルム７の代わりに、負のＡプレート７（Ｎｚ＝０）を使用した場合についても、同じ条件でＲｅ３とＲｅ７の最適値を求める解析を行った。

Ｒｅ３、Ｒｅ７の最適値としては、第１及び第２の実施例の場合と同様に、電圧無印加時において、右方位極角５０°から観察したときの光透過率が最も低くなる条件を求めた。

図１１に、負の二軸フィルム３の面内位相差Ｒｅ３と、正の二軸フィルム７または負のＡプレート７の面内位相差Ｒｅ７の最適な組み合わせを示す。

図の横軸は、負の二軸フィルム３の面内位相差Ｒｅ３を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は、正の二軸フィルム７または負のＡプレート７の面内位相差Ｒｅ７を単位「ｎｍ」で表す。

符号ａを付した点で、正の二軸フィルム７を用いた場合における、Ｒｅ３とＲｅ７の最適な組み合わせを示す。また、符号ｂを付した点で、負のＡプレート（Ｎｚ＝０）を用いた場合における、Ｒｅ３とＲｅ７の最適な組み合わせを示す。

図より、正の二軸フィルム（Ｎｚ＝０．５）を用いた場合、負のＡプレート（Ｎｚ＝０）を用いた場合の双方において、Ｒｅ３とＲｅ７との間には、線形関係があることが認められる。

また、同様の解析結果をＡプレート（Ｎｚ＝１）について示した図５をもあわせて参照すると、Ｎｚファクターの値が大きくなるにしたがって、変化の割合（傾き）の絶対値が小さくなることがわかる。

図１１に結果を示したシミュレーションより、第３の実施例については、０≦Ｎｚ＜１の範囲で、負の二軸フィルム３の面内位相差Ｒｅ３は、５ｎｍ≦Ｒｅ３≦５０ｎｍの範囲が好ましく、１０ｎｍ≦Ｒｅ３≦２５ｎｍの範囲がより好ましいことがわかった。また、正の二軸フィルム７または負のＡプレート７の面内位相差Ｒｅ７は、３５ｎｍ≦Ｒｅ７≦１４０ｎｍの範囲が好ましく、５０ｎｍ≦Ｒｅ７≦１４０ｎｍの範囲がより好ましいことがわかった。

更に、負の二軸フィルム３の厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、９０ｎｍ≦Ｒｔｈ≦３５０ｎｍの範囲が好ましく、２２０ｎｍ≦Ｒｔｈ≦３５０ｎｍの範囲がより好ましいことがわかった。

また、液晶層３０のリターデーションΔｎｄは、３００ｎｍ≦Δｎｄ≦１０００ｎｍの範囲が好ましく、３６０ｎｍ≦Δｎｄ≦４２０ｎｍの範囲が一層好ましいことがわかった。

次に本願発明者は、第３の実施例において、正の二軸フィルム７の代わりに負のＡプレート（Ｎｚ＝０）を用いた液晶表示素子について、正面から観察したときの光透過率を約１５％に設定した場合の、左右方位観察時における視角特性の対称性に関し解析を行った。

図１２は、左右方位極角５０°から観察したときの、光透過率のＲｅ３依存性を示すグラフである。Ｒｅ７はＲｅ３の値に対応して、図１１に示すような値に最適値に設定されている。

グラフより、Ｒｅ３が約２２ｎｍのとき、左右の光透過率が等しくなることがわかる。このときのＲｅ７は、図１１からわかるように約８５ｎｍである。明表示時左右視角特性を対称にするには、Ｒｅ３＜Ｒｅ７であることが必要であると考えられる。

図６のグラフ（第１の実施例）、図９のグラフ（第２の変形例）、及び図１２のグラフ（第３の実施例）の比較から、上側ガラス基板４と表側偏光板１０間に配置する光学フィルムのＮｚファクターの値が小さくなるにしたがって、左右方位極角５０°から観察したときの光透過率が高くなることがわかる。

なお、上側ガラス基板４と表側偏光板１０間には、図６（第１の実施例）の場合はＡプレート（Ｎｚ＝１）、図９（第２の変形例）の場合は負の二軸フィルム（Ｎｚ＞１）、そして図１２（第３の実施例）の場合は負のＡプレート（Ｎｚ＝０））が配置されている。

第３の実施例による液晶表示素子は、第１、第２の実施例、及び第２の変形例による液晶表示素子よりも、明表示時の左右方位の深い観察角度における光透過率を高い状態に保持することのできる液晶表示素子である。

図１３は、第４の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。第４の実施例による液晶表示素子は、第１の負の二軸フィルム３ａと下側ガラス基板５との間に、負の一軸光学異方性を有する光学フィルムである、Ｃプレート８が配置されている点において、図７（Ｂ）に示す第２の変形例と相違する。

第４の実施例において、第１の負の二軸フィルム３ａの面内位相差Ｒｅ１は、たとえば１５ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈ１は３００ｎｍ、第２の負の二軸フィルム３ｂの面内位相差Ｒｅ２は５０ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈ２は１５０ｎｍである。また、Ｃプレート８の厚さ方向の位相差は、たとえば３００ｎｍである。

図１４は、第４の実施例による液晶表示素子の明表示左右視角特性を、第２の変形例と比較して示すグラフである。

本図には、正面観察時の光透過率を約１５％に設定してシミュレートした左右方位視角特性を示した。シミュレーションにおいては、第４の実施例の液晶層のリターデーションを約９００ｎｍ、第２の変形例のそれを約６００ｎｍとした。

グラフの横軸は、左右方位観察角度を単位「°」で表し、縦軸は、光透過率を単位「％」で表す。曲線ａが、第４の実施例に関する左右方位視角特性を示し、曲線ｂが、第２の変形例に関するそれを示す。

グラフより、第４の実施例、第２の変形例ともに、すべての角度において表示の視認が可能であることがわかる。また、左右方位とも４０°を超える角度において、第４の実施例は、第２の変形例より光透過率が高いことが認められる。

第１の負の二軸フィルム３ａと下側ガラス基板５との間に、Ｃプレート８を配置することで、液晶層のリターデーションが大きい場合においても、良好な視角特性を実現することができる。

第４の実施例は、第２の変形例の第１の負の二軸フィルム３ａと下側ガラス基板５との間に、Ｃプレート８を加入した構成を有する液晶表示素子であるが、第１〜第３の実施例のいずれの液晶表示素子においても、（第１の）負の二軸フィルム３、３ａと下側ガラス基板５との間に、Ｃプレート８を配置することで、第４の実施例と同様の効果を得ることが可能である。

なお、この場合において、（第１の）負の二軸フィルム３、３ａ、Ｃプレート８、及び上側ガラス基板４と表側偏光板１０との間に配置される光学フィルム（第１の実施例の場合はＡプレート６、第２の実施例の場合は第２の負の二軸フィルム３ｂ、第３の実施例の場合は正の二軸フィルム７または負のＡプレート７）の３枚の光学フィルムの厚さ方向のリターデーションの合計は、液晶層のリターデーションの０．５〜１倍程度であることが望ましい。Ｃプレート８を用いた場合であっても、液晶層のリターデーションが大きすぎるときには、電圧無印加時における視角特性が劣化する傾向が見られるためである。良好な視角特性が得られやすい液晶層のリターデーションは、おおむね１０００ｎｍ以下である。

また、第４の実施例においては、第１の負の二軸フィルム３ａと下側ガラス基板５との間にＣプレートを１枚配置したが、複数枚のＣプレートを配置してもよい。

図１５は、第５の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。第５の実施例による液晶表示素子は、第１の負の二軸フィルム３ａと下側ガラス基板５との間に、Ｃプレート８ではなく、第３の負の二軸フィルム３ｃが配置されている点において、第４の実施例と異なる。

第５の実施例において、第１の負の二軸フィルム３ａの面内位相差Ｒｅ１は、たとえば１０ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈ１は３００ｎｍ、第２の負の二軸フィルム３ｂの面内位相差Ｒｅ２は５０ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈ２は１５０ｎｍである。また、第３の負の二軸フィルム３ｃの光学特性は、第１の負の二軸フィルム３ａの光学特性と等しく、面内位相差Ｒｅ１は１０ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈ１は３００ｎｍである。

図１６は、第５の実施例による液晶表示素子の明表示左右視角特性を、第２の変形例と比較して示すグラフである。

本図には、正面観察時の光透過率を約１５％に設定してシミュレートした左右方位視角特性を示した。シミュレーションにおいては、第５の実施例の液晶層のリターデーションを約９４５ｎｍ、第２の変形例のそれを約６００ｎｍとした。また、第２の変形例における第１の負の二軸フィルム３ａの面内位相差Ｒｅ１を、第５の実施例の第１及び第３の負の二軸フィルム３ａ、３ｃの面内位相差Ｒｅ１、Ｒｅ３の合計と等しく、２０ｎｍに設定した。

グラフの横軸は、左右方位観察角度を単位「°」で表し、縦軸は、光透過率を単位「％」で表す。曲線ａが、第５の実施例に関する左右方位視角特性を示し、曲線ｂが、第２の変形例に関するそれを示す。

グラフより、第５の実施例、第２の変形例ともに、すべての角度において表示の視認が可能であること、及び、第５の実施例は左右方位とも４０°を超える角度において、第２の変形例より光透過率が高いことが認められる。

第１の負の二軸フィルム３ａと下側ガラス基板５との間に、第３の負の二軸フィルム３ｃを配置することで、液晶層のリターデーションが大きい場合においても、良好な視角特性を実現することができる。

なお、図１６に曲線ａで示される第５の実施例の視角特性は、図１４に曲線ａで示される第４の実施例の視角特性とほぼ等しい。

第４の実施例において、第１の負の二軸フィルム３ａと下側ガラス基板５との間に、複数枚のＣプレートを配置してもよいのと同様、第５の実施例においても、第１の負の二軸フィルム３ａと下側ガラス基板５との間に、複数枚の負の二軸フィルムを配置してもよい。

第５の実施例は、第２の変形例の第１の負の二軸フィルム３ａと下側ガラス基板５との間に、第３の負の二軸フィルム３ｃを加入した構成を有する液晶表示素子であるが、第１〜第３の実施例のいずれの液晶表示素子においても、（第１の）負の二軸フィルム３、３ａと下側ガラス基板５との間に、第３の負の二軸フィルム３ｃを配置することで、第５の実施例と同様の効果を得ることが可能である。

なお、良好な視角特性を実現するために、第１の負の二軸フィルム３ａと第３の負の二軸フィルム３ｃの面内位相差の合計を、第１の負の二軸フィルム３ａしか配置されない（第３の負の二軸フィルム３ｃは配置されない）場合の最適値以下に設定することが有効である。

たとえば、第３の負の二軸フィルム３ｃの面内位相差Ｒｅ３を、１ｎｍ≦Ｒｅ３＜３０ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈ３を、９０ｎｍ≦Ｒｔｈ３≦３５０ｎｍとし、第１の負の二軸フィルム３ａの面内位相差Ｒｅ１と、第３の負の二軸フィルム３ｃの面内位相差Ｒｅ３の和を、５ｎｍ≦Ｒｅ１＋Ｒｅ３≦５０ｎｍ、より好ましくは、１０ｎｍ≦Ｒｅ１＋Ｒｅ３≦２５ｎｍとすることが有効である。

以上、実施例、及び変形例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。

液晶表示素子一般に利用可能である。たとえばマルチプレックス駆動液晶表示装置に好適に利用できる。

第１の比較例による液晶表示素子を示す概略図である。第２の比較例による液晶表示素子を示す概略図である。第１の比較例による液晶表示素子（片面補償）と、第２の比較例による液晶表示素子（両面補償）における左右観察時視角特性を示すグラフである。第１の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。負の二軸フィルム３の面内位相差Ｒｅ３、及びＡプレート６の面内位相差Ｒｅ６の最適な組み合わせを示す図である。左右方位極角５０°から観察したときの、光透過率のＲｅ３依存性を示すグラフである。（Ａ）は、第２の実施例による液晶表示素子を示す概略図であり、（Ｂ）は、第２の実施例の変形例（以下、第２の変形例）による液晶表示素子を示す概略図である。第１の負の二軸フィルム３ａの面内位相差Ｒｅ１、及び第２の負の二軸フィルム３ｂの面内位相差Ｒｅ２の最適な組み合わせを示す図である。左右方位極角５０°から観察したときの、光透過率のＲｅ１依存性を示すグラフである。第３の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。負の二軸フィルム３の面内位相差Ｒｅ３と、正の二軸フィルム７または負のＡプレート７の面内位相差Ｒｅ７の最適な組み合わせを示す。左右方位極角５０°から観察したときの、光透過率のＲｅ３依存性を示すグラフである。第４の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。第４の実施例による液晶表示素子の明表示左右視角特性を、第２の変形例と比較して示すグラフである。第５の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。第５の実施例による液晶表示素子の明表示左右視角特性を、第２の変形例と比較して示すグラフである。

符号の説明

１偏光層
２ＴＡＣベースフィルム
３二軸フィルム
３ａ第１の二軸フィルム
３ｂ第２の二軸フィルム
３ｃ第３の二軸フィルム
４上側ガラス基板
５下側ガラス基板
６Ａプレート
７正の二軸フィルム
８Ｃプレート
１０表側偏光板
２０裏側偏光板
３０モノドメイン垂直配向液晶層
ａｂ偏光層吸収軸
ＴＡＣｓｌＴＡＣフィルム面内遅相軸
Ｂｓｌ二軸フィルム遅相軸
Ｂｓｌ１第１の二軸フィルム遅相軸
Ｂｓｌ２第２の二軸フィルム遅相軸
Ｂｓｌ３負の二軸フィルム３の遅相軸
Ｂｓｌ６Ａプレート６の遅相軸
Ｒｕｂガラス基板上のラビング方位

Claims

第１及び第２の透明基板と、
前記第１及び第２の透明基板間に挟持された、リターデーションが３６０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の垂直配向する液晶層と、
前記第１の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第１の視角補償板であって、厚さ方向に９０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の位相差と、面内方向に５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の位相差をもつ第１の視角補償板と、
前記第２の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、Ａプレートである第２の視角補償板であって、面内方向に１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の位相差をもつ第２の視角補償板と、
前記第１の視角補償板の前記第１の透明基板とは反対側に配置された第１の偏光板と、
前記第２の視角補償板の前記第２の透明基板とは反対側に、前記第１の偏光板とクロスニコルに配置された第２の偏光板と
を有し、
前記第１の視角補償板の面内遅相軸と、前記第１の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第２の視角補償板の面内遅相軸と、前記第２の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第２の視角補償板の面内方向の位相差は、前記第１の視角補償板の面内方向の位相差よりも大きい液晶表示素子。
前記第１の視角補償板の面内方向の位相差が１０ｎｍ以上２５ｎｍ以下であり、
前記第２の視角補償板の面内方向の位相差が４０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である請求項１に記載の液晶表示素子。
前記液晶層のリターデーションが３６０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下であり、
前記第１の視角補償板が、厚さ方向に２２０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の位相差をもつ請求項１または２に記載の液晶表示素子。
更に、前記第１の透明基板と前記第１の視角補償板との間に配置されたＣプレートを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
更に、前記第１の透明基板と前記第１の視角補償板との間に配置された、負の二軸光学異方性を有する第３の視角補償板であって、厚さ方向に９０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の位相差と、面内方向に１ｎｍ以上３０ｎｍ未満の位相差をもつ第３の視角補償板を含み、
前記第１の視角補償板の面内方向の位相差と、前記第３の視角補償板の面内方向の位相差の和が、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
前記第１の視角補償板の面内方向の位相差と、前記第３の視角補償板の面内方向の位相差の和が、１０ｎｍ以上２５ｎｍ以下である請求項５に記載の液晶表示素子。
第１及び第２の透明基板と、
前記第１及び第２の透明基板間に挟持された、リターデーションが３６０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の垂直配向する液晶層と、
前記第１の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第１の視角補償板であって、厚さ方向に９０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の位相差と、面内方向に５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の位相差をもつ第１の視角補償板と、
前記第２の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第２の視角補償板であって、厚さ方向に９０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の位相差と、面内方向に３０ｎｍ以上６５ｎｍ以下の位相差をもつ第２の視角補償板と、
前記第１の視角補償板の前記第１の透明基板とは反対側に配置された第１の偏光板と、
前記第２の視角補償板の前記第２の透明基板とは反対側に、前記第１の偏光板とクロスニコルに配置された第２の偏光板と
を有し、
前記第１の視角補償板の面内遅相軸と、前記第１の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第２の視角補償板の面内遅相軸と、前記第２の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第２の視角補償板の面内方向の位相差は、前記第１の視角補償板の面内方向の位相差よりも大きく、前記第２の視角補償板の厚さ方向の位相差は、前記第１の視角補償板の厚さ方向の位相差よりも小さい液晶表示素子。
前記第１の視角補償板の面内方向の位相差が１０ｎｍ以上２５ｎｍ以下であり、
前記第２の視角補償板の面内方向の位相差が４０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である請求項７に記載の液晶表示素子。
前記液晶層のリターデーションが４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下であり、
前記第１の視角補償板が、厚さ方向に２２０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の位相差をもつ請求項７または８に記載の液晶表示素子。
更に、前記第１の透明基板と前記第１の視角補償板との間に配置されたＣプレートを含む請求項７〜９のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
更に、前記第１の透明基板と前記第１の視角補償板との間に配置された、負の二軸光学異方性を有する第３の視角補償板であって、厚さ方向に９０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の位相差と、面内方向に１ｎｍ以上３０ｎｍ未満の位相差をもつ第３の視角補償板を含み、
前記第１の視角補償板の面内方向の位相差と、前記第３の視角補償板の面内方向の位相差の和が、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である請求項７〜９のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
前記第１の視角補償板の面内方向の位相差と、前記第３の視角補償板の面内方向の位相差の和が、１０ｎｍ以上２５ｎｍ以下である請求項１１に記載の液晶表示素子。
第１及び第２の透明基板と、
前記第１及び第２の透明基板間に挟持された、リターデーションが３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の垂直配向する液晶層と、
前記第１の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第１の視角補償板であって、厚さ方向に９０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の位相差と、面内方向に５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の位相差をもつ第１の視角補償板と、
前記第２の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、正の二軸光学異方性を有するか、または負のＡプレートである第２の視角補償板であって、面内方向に３５ｎｍ以上１４０ｎｍ以下の位相差をもつ第２の視角補償板と、
前記第１の視角補償板の前記第１の透明基板とは反対側に配置された第１の偏光板と、
前記第２の視角補償板の前記第２の透明基板とは反対側に、前記第１の偏光板とクロスニコルに配置された第２の偏光板と
を有し、
前記第１の視角補償板の面内遅相軸と、前記第１の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第２の視角補償板の面内遅相軸と、前記第２の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第２の視角補償板の面内方向の位相差は、前記第１の視角補償板の面内方向の位相差よりも大きい液晶表示素子。
前記第１の視角補償板の面内方向の位相差が１０ｎｍ以上２５ｎｍ以下であり、
前記第２の視角補償板の面内方向の位相差が５０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下である請求項１３に記載の液晶表示素子。
前記液晶層のリターデーションが３６０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下であり、
前記第１の視角補償板が、厚さ方向に２２０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の位相差をもつ請求項１３または１４に記載の液晶表示素子。
更に、前記第１の透明基板と前記第１の視角補償板との間に配置されたＣプレートを含む請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
更に、前記第１の透明基板と前記第１の視角補償板との間に配置された、負の二軸光学異方性を有する第３の視角補償板であって、厚さ方向に９０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の位相差と、面内方向に１ｎｍ以上３０ｎｍ未満の位相差をもつ第３の視角補償板を含み、
前記第１の視角補償板の面内方向の位相差と、前記第３の視角補償板の面内方向の位相差の和が、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
前記第１の視角補償板の面内方向の位相差と、前記第３の視角補償板の面内方向の位相差の和が、１０ｎｍ以上２５ｎｍ以下である請求項１７に記載の液晶表示素子。