液晶表示素子
【課題】良好な表示を実現可能な液晶表示素子を提供する。
【解決手段】液晶表示素子は、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１２００ｎｍ以下の略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、第１及び第２の光学フィルムと、前記第１及び第２の光学フィルムの前記第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の透明基板の前記液晶層とは反対側に第２の偏光板とを有し、前記第１の光学フィルム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１の光学フィルムの面内遅相軸と前記第２の光学フィルムの面内遅相軸とは直交するように配置され、前記第１の光学フィルムの面内方位の位相差は、前記第２の光学フィルムの面内方位の位相差よりも大きい。
【解決手段】液晶表示素子は、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１２００ｎｍ以下の略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、第１及び第２の光学フィルムと、前記第１及び第２の光学フィルムの前記第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の透明基板の前記液晶層とは反対側に第２の偏光板とを有し、前記第１の光学フィルム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１の光学フィルムの面内遅相軸と前記第２の光学フィルムの面内遅相軸とは直交するように配置され、前記第１の光学フィルムの面内方位の位相差は、前記第２の光学フィルムの面内方位の位相差よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチプレックス駆動により動作するセグメント表示、またはセグメント表示とドットマトリクス表示がともに可能な液晶表示装置に、背景表示部や暗表示部の表示輝度が非常に低いノーマリブラック型液晶表示素子が搭載されることが多くなっている。その多くはバックライトに単色ＬＥＤを用いたモノクロ表示で、液晶表示素子構造としてはツイストネマチック（ＴＮ）タイプが採用されている。
【０００３】
液晶層内の液晶分子配向が、液晶層を挟持する上下ガラス基板に対して垂直または略垂直に配向する垂直配向モードの液晶セルを、略クロスニコルに配置された偏光板間に配置する垂直配向型液晶表示素子が知られている。垂直配向型液晶表示素子は、ガラス基板法線方位から観察したとき、光学特性がクロスニコル配置された偏光板とほぼ同等となるため、光透過率が非常に低くなり、高コントラスト比を比較的容易に実現することができる。垂直配向型液晶表示素子によって、バックライトの発光波長に依存しない良好なノーマリブラック表示が可能となる。
【０００４】
上側偏光板と上側ガラス基板間、及び下側偏光板と下側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光学フィルム、また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）を配置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比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。
【０００５】
特許文献１に記載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）。
【０００６】
負の一軸光学異方性を有する光学フィルム（ネガティブＣプレート）としては、偏光板の保護フィルムに用いられている、溶融キャスト法でフィルム化された樹脂であるトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）や、溶融押し出し法でフィルム化したノルボルネン系環状オレフィンポリマ（ノルボルネンＣＯＰ）樹脂を、フィルム押し出し方向とその直交方向に関して延伸加工した二軸延伸フィルムが市販されている。
【０００７】
負の二軸フィルムとしては、特殊なＴＡＣ樹脂をフィルム長手方向と直交する方向に一軸延伸加工したフィルム、及び、ノルボルネンＣＯＰを二軸延伸加工したフィルムがある。これらはたとえば液晶テレビに用いられ、ネガティブＣプレートよりも大量に流通している。
【０００８】
ネガティブＣプレートは、ＴＡＣフィルムによるものの場合、入手可能なフィルムの厚さ方向の位相差Ｒｔｈは５０ｎｍ以下であることがほとんどである。また、ノルボルネンＣＯＰによるものにおいても、入手可能なフィルムの厚さ方向の位相差Ｒｔｈは３００ｎｍ以下である。Ｒｔｈが３００ｎｍより大きい光学フィルムは、たとえばコレステリック液晶ポリマを用いて作製されることが知られているが、現在のところ市販されていない。
【０００９】
負の二軸フィルムについては、入手可能な延伸ＴＡＣの面内位相差Ｒｅは、０ｎｍ＜Ｒｅ≦６０ｎｍ、ノルボルネンＣＯＰのそれは、０ｎｍ＜Ｒｅ≦７００ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、延伸ＴＡＣが５０≦Ｒｔｈ≦２２０ｎｍ、ノルボルネンＣＯＰは９０≦Ｒｔｈ≦５００ｎｍ程度である。
【００１０】
以下、従来例及び実施例による液晶表示素子について詳説する前に、光学フィルムにつき補足的に説明する。
【００１１】
平板状の光学フィルムにおける面内屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚとしたとき、負の一軸光学異方性を有する光学フィルム（ネガティブＣプレート）においては、ｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚ、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）においては、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係がある。
【００１２】
また、Ｎｚファクタを、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）と定義すると、負の一軸光学異方性は、Ｎｚ≒∞、負の二軸光学異方性は、１＜Ｎｚ＜∞となる。
【００１３】
なお、Ｎｚ＝１の場合は、正の一軸光学異方性を示し、正の一軸光学異方性を有する光学フィルムはＡプレートと呼ばれる。Ａプレートにおいては、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚである。また、Ｎｚ＜１の場合は、主に正の二軸光学異方性を示すが、Ｎｚ＝０及びＮｚ＝−∞の場合は、光学軸が１つしか存在しないため除外される。Ｎｚ＝０である光学フィルムは負のＡプレート、Ｎｚ＝−∞である光学フィルムはポジティブＣプレートと呼ばれる。
【００１４】
光学フィルムの面内位相差Ｒｅは、フィルム厚さをｄとしたとき、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）＊ｄ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、Ｒｔｈ＝[{（ｎｘ−ｎｙ）／２}−ｎｚ]＊ｄで定義される。
【００１５】
図９（Ａ）及び（Ｂ）は、従来例による液晶表示素子を示す概略図である。特許文献２には、これらの液晶表示素子の構造を想定した技術が開示されている。
【００１６】
図９（Ａ）に、第１の従来例による液晶表示素子の概略を示す。
【００１７】
クロスニコル配置された上側偏光板１０と下側偏光板２０との間に、モノドメイン垂直配向液晶セル３０が配置される。モノドメイン垂直配向液晶セル３０は、上側ガラス基板（透明基板）４、下側ガラス基板（透明基板）６、及び両基板４、６間に挟持されたモノドメイン垂直配向液晶層５を含んで構成される。垂直配向液晶セル３０の上側ガラス基板４と上側偏光板１０間に、たとえばノルボルネンＣＯＰ二軸延伸フィルムである第１の光学フィルム３が１枚配置される。
【００１８】
上側及び下側偏光板１０、２０はそれぞれ、ＴＡＣベースフィルム２上に偏光板偏光層１が配置された構成を備える。偏光板偏光層１は、たとえば延伸ポリビニルアルコールで形成される。
【００１９】
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、上側偏光板１０の偏光層１における吸収軸Ｆａｂは１３５°方位、下側偏光板２０の偏光層１の吸収軸Ｒａｂは４５°方位に配置されている。また、第１の光学フィルム３の面内遅相軸ＳＡ１が配置される方位は４５°である。
【００２０】
前述のように、第１の光学フィルムの厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、およそ５００ｎｍ以下にしか設定できないため、第１の従来例による液晶表示素子においては、液晶層５のリターデーションΔｎｄが大きい場合、背景部や非表示部で、良好な視角補償が得られなくなる。
【００２１】
図９（Ｂ）は、第２の従来例による液晶表示素子の概略図である。垂直配向液晶セル３０の下側ガラス基板６と下側偏光板２０間に、たとえばノルボルネンＣＯＰ二軸延伸フィルムである第２の光学フィルム７が１枚配置される点において、第１の従来例とは異なる。第２の光学フィルム７の面内遅相軸ＳＡ２が配置される方位は１３５°である。第１の従来例が片面補償の液晶表示素子であるのに対し、第２の従来例は、両面補償の液晶表示素子である。
【００２２】
第２の従来例による液晶表示素子においては、光学フィルムの厚さ方向の位相差を、第１及び第２の光学フィルムの合計として、最大約１０００ｎｍにすることが可能である。しかしながら、上側及び下側偏光板１０、２０の吸収軸Ｆａｂ、Ｒａｂに対して、略４５°方位に設定された左右方位（１８０°−０°方位）の、法線方向から見て深い極角角度から観察した場合、明表示部の光透過率が極端に低くなり、表示が全く視認できないことがある。
【００２３】
本願発明者は、第１及び第２の従来例による液晶表示素子について、明表示時における左右方位視角特性をシミュレーションにより求めた。シミュレータには、（株）シンテック製のＬＣＤＭＡＳＴＥＲ６．１６を用いた。なお、本明細書中の他のシミュレーションにおいても、同じシミュレータを使用した。
【００２４】
第１及び第２の従来例ともに、垂直配向液晶セル３０を、液晶層５の中央分子配向方位が６時方位（２７０°方位）となるように設定した、基板表面に対するプレティルト角８９．９°のアンチパラレルモノドメイン配向とし、誘電率異方性Δεが負の液晶材料を用いて構成した。液晶層５のリターデーションΔｎｄは、第１の従来例においては約４３０ｎｍ、第２の従来例においては約４４５ｎｍとした。上側及び下側偏光板１０、２０として、（株）ポラテクノ製のＳＨＣ１３Ｕを採用し、ＴＡＣベースフィルム２の面内位相差を３ｎｍ、厚さ方向の位相差を５０ｎｍに設定した。
【００２５】
第１及び第２の光学フィルム３、７は、前述のように、ノルボルネンＣＯＰ二軸延伸フィルムで構成される。シミュレーションにおいては、第１の従来例における、第１の光学フィルム３の面内位相差を５０ｎｍ、厚さ方向の位相差を３００ｎｍとした。また、第２の従来例においては、第１及び第２の光学フィルム３、７の面内位相差をともに３０ｎｍ、厚さ方向の位相差をともに１５０ｎｍとした。第１、第２の従来例ともに、電圧無印加時に右方位極角５０°から観察したときの光透過率が０．０３％未満である最適な光学フィルム条件である。
【００２６】
図１０は、正面観察時における光透過率を約１５％に設定したときの、左右方位視角特性を示すグラフである。
【００２７】
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の従来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の従来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。
【００２８】
図より、極角５０°より深い観察角度においては、第１の従来例による液晶表示素子（片面補償）の方が、光透過率が高いことがわかる。一方、左右対称性は、第２の従来例による液晶表示素子（両面補償）の方が良好である。
【００２９】
なお、本願発明者が、第１及び第２の従来例による液晶表示素子を実作したところ、第２の従来例においては、深い角度におけるカラーシフトが顕著に観察される傾向があり、外観上好ましくないことがわかった。
【００３０】
液晶表示素子を、マルチプレックス駆動により動作させる場合、より大きな表示容量、すなわちデューティ比を得るためには、電気光学特性における急峻性が良好である必要がある。垂直配向型液晶表示素子の場合、急峻性は明表示部の透過率に大きく影響を与えるため、表示輝度に反映される。
【００３１】
１／４デューティ駆動条件より表示容量を大きくしたい場合は、液晶層のリターデーションΔｎｄを３００ｎｍより大きくすることが好ましく、３６０ｎｍより大きくすることがより好ましい。１／１６デューティ駆動条件より表示容量を大きくしたい場合は、液晶層のリターデーションΔｎｄを５５０ｎｍより大きくすることが好ましく、６００ｎｍより大きくすることがより好ましい。１／１６デューティを超える表示容量が必要な場合、一般に入手可能な光学フィルムを用いて、第１及び第２の従来例による液晶表示素子を構成しても、良好な表示性能を獲得することは困難であると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特許第２０４７８８０号公報
【特許文献２】特許第３３３０５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明の一観点によれば、液晶表示素子は、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１２００ｎｍ以下の基板に対して垂直、又は略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及び第２の光学フィルムと、前記第１及び第２の光学フィルムの前記第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の透明基板の前記液晶層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２の光学フィルムは、前記第１の透明基板と前期第１の光学フィルムとの間に配置され、前記第１の光学フィルム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１の光学フィルムの面内遅相軸と前記第２の光学フィルムの面内遅相軸とは直交するように配置され、前記第１の光学フィルムの面内方位の位相差は、前記第２の光学フィルムの面内方位の位相差よりも大きい。
【発明の効果】
【００３５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例による液晶表示素子の概略図である。
【図２】右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率のＲｅ２依存性を、Ｒｅ１をパラメータとして示す解析結果のグラフである。
【図３】Ｒｅ２＝０ｎｍとなる場合のＲｅ１のＲｔｈ依存性についての探査結果を示すグラフである。
【図４】図２に示す探査結果より、各Ｒｅ１条件における右方位４０°と５０°の背景透過率のＲｅ２依存曲線が重なる又は交差するＲｅ２を求め、横軸にＲｅ２、縦軸にＲｅ１をプロットしたグラフである。
【図５】図４で示すＲｅ１とＲｅ２の関係を用いＲｔｈが１８０ｎｍ、３００ｎｍ及び４４０ｎｍである時における最適な液晶層リターデーションΔｎｄとＲｅ１の関係をプロットしたグラフである。
【図６】Ｒｅ１を変化させた時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示すグラフである。
【図７】Ｒｔｈ２を変化させた場合の、右方位極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示すグラフである。
【図８】変形例による液晶表示素子の概略図である。
【図９】従来例による液晶表示素子を示す概略図である。
【図１０】正面観察時における光透過率を約１５％に設定したときの、左右方位視角特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、実施例による液晶表示素子の概略図である。
【００３８】
略クロスニコル配置された上側偏光板１０と下側偏光板２０との間に、垂直または略垂直配向処理が施された垂直配向液晶層を有する液晶セル、たとえばモノドメイン垂直配向液晶セル３０が配置される。モノドメイン垂直配向液晶セル３０は、上側ガラス基板（透明基板）４、下側ガラス基板（透明基板）６、及び両基板４、６間に挟持されたモノドメイン垂直配向液晶層５を含んで構成される。垂直配向液晶セル３０の上側ガラス基板４と上側偏光板１０との間に、上側偏光板１０側から順に、第１の光学フィルム８、第２の光学フィルム９が配置される。両光学フィルム８、９は、たとえばノルボルネンＣＯＰの延伸加工フィルムを用いることができる。
【００３９】
上側及び下側偏光板１０、２０として、たとえば（株）ポラテクノ製ＳＨＣ１３Ｕが用いられる。上側及び下側偏光板１０、２０はそれぞれ、ＴＡＣベースフィルム２上に偏光板偏光層１が配置された構成を備える。偏光板偏光層１は、たとえば延伸ポリビニルアルコールで形成される。なお、図示は省略したが、上側及び下側偏光板１０、２０には、液晶表示素子の外側面に、保護フィルムとなるＴＡＣフィルムが積層されている。
【００４０】
上側偏光板１０に近接して配置される第１の光学フィルム８の面内遅相軸ＳＡ１は、上側偏光板１０の吸収軸Ｆａｂと略直交に配置される。第１の光学フィルム８と垂直配向液晶セル３０との間に配置される第２の光学フィルム９の面内遅相軸ＳＡ２は、第１の光学フィルム８の面内遅相軸ＳＡ１と略直交に配置される。
【００４１】
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、上側偏光板１０の吸収軸Ｆａｂは１３５°方位、下側偏光板２０の吸収軸Ｒａｂは４５°方位、第１の光学フィルム８の面内遅相軸ＳＡ１は４５°方位、そして第２の光学フィルム９の面内遅相軸ＳＡ２は１３５° 方位である。
【００４２】
垂直配向液晶層５は、たとえば屈折率異方性Δｎ＜０．１、誘電率異方性Δε＜−５．１の性質を示す（株）メルク製の液晶材料を用いて形成される。上側及び下側ガラス基板４、６の液晶層５側の面には、たとえば（株）日産化学製の配向膜材料ＳＥ１２１１を用いて、配向膜が形成されている。配向膜には、基板表面に対する略９０°、たとえば８９．９°のプレティルト角を実現するアンチパラレルモノドメイン垂直配向処理が施されている。垂直配向液晶層５の液晶層中央分子配向方位は、６時（２７０°）方位である。
【００４３】
なお、上側及び下側ガラス基板４、６には、配向膜の内側に、液晶層５の液晶分子の配向状態を変化させて、液晶表示素子の表示パターンをスイッチングする透明電極、たとえばＩＴＯ電極が配置されている。
【００４４】
本願発明者は、実施例による液晶表示素子において、第１及び第２の光学フィルム８、９の光学特性を様々に変化させてシミュレーション解析を行い、良好な表示が実現される条件を調べた。
【００４５】
（Ｉ）まず、第１及び第２の光学フィルム８、９の双方に負の二軸フィルムを用いた場合について、液晶表示素子の電圧無印加時の視角特性、すなわち表示の背景部分の視角特性をシミュレートした。
【００４６】
（ｉ）はじめに、第１及び第２の光学フィルム８、９の厚さ方向の位相差Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２が等しい（Ｒｔｈ１＝Ｒｔｈ２）場合を検討した。Ｒｔｈ１（＝Ｒｔｈ２）が９０ｎｍ、１８０ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍである場合のそれぞれについて、右方位極角４０°及び５０°観察時における背景部光透過率の液晶層リターデーションΔｎｄ依存性を解析した。解析は、第１及び第２の光学フィルム８、９の面内位相差Ｒｅ１、Ｒｅ２の様々な条件について行い、各条件下での、右方位４０°、５０°観察時における背景部光透過率を最小とするΔｎｄや両者の透過率が等しくなる条件などについて探索した。
【００４７】
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率のＲｅ２依存性を、Ｒｅ１をパラメータとして示す解析結果のグラフである。図２（Ａ）〜（Ｃ）のグラフの横軸は、すべてＲｅ２を単位「ｎｍ」で表す。また、縦軸は右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率を単位「％」で表す。
【００４８】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）のグラフは、それぞれ順にＲｔｈ１（＝Ｒｔｈ２）を１８０ｎｍ、３００ｎｍ及び４４０ｎｍとしたときの解析結果である。各Ｒｅ１、Ｒｅ２及びＲｔｈの値に対応してΔｎｄは変化しているが，いずれの条件においても透過率がほぼ最低になる値に設定した。
【００４９】
図２（Ａ）においては、Ｒｅ１=８０ｎｍ、極角４０°の時のＲｅ２と光透過率との関係を曲線ａで、Ｒｅ１=８０ｎｍ、極角５０°の時の両者の関係を曲線ｂで、Ｒｅ１=１００ｎｍ、極角４０°の時の両者の関係を曲線ｃで、Ｒｅ１=１００ｎｍ、極角５０°の時の両者の関係を曲線ｄで、Ｒｅ１=１４０ｎｍ、極角４０°の時の両者の関係を曲線ｅで、Ｒｅ１=１４０ｎｍ、極角５０°の時の両者の関係を曲線ｆで、Ｒｅ１=１８０ｎｍ、極角４０°の時の両者の関係を曲線ｇで、Ｒｅ１=１８０ｎｍ、極角５０°の時の両者の関係を曲線ｈで、それぞれ示す。
【００５０】
また、図２（Ｂ）においては、Ｒｅ１＝７０ｎｍ、極角４０°及び極角５０°の時の両者の関係を順に、曲線ｉ、ｊで、Ｒｅ１＝１００ｎｍ、極角４０°及び極角５０°の時の両者の関係を順に、曲線ｋ、ｌで、Ｒｅ１＝１８０ｎｍ、極角４０°及び極角５０°の時の両者の関係を順に、曲線ｍ、ｎで示す。
【００５１】
また、図２（Ｃ）においては、Ｒｅ１＝４５ｎｍ、極角４０°及び極角５０°の時の両者の関係を順に、曲線ｏ、ｐで、Ｒｅ１＝７０ｎｍ、極角４０°及び極角５０°の時の両者の関係を順に、曲線ｑ、ｒで、Ｒｅ１＝１００ｎｍ、極角４０°及び極角５０°の時の両者の関係を順に、曲線ｓ、ｔで示す。
【００５２】
図２（Ａ）〜（Ｃ）のいずれのグラフの曲線ａ〜ｔも、ある特定のＲｅ２が最低透過率になる下向きに凸の二次関数的な曲線となっている。その中でもＲｔｈが小さく、Ｒｅ１が小さいほうが、４０°観察時と５０°観察時における極小値が同じＲｅ２で得られる傾向が見られる。一方、Ｒｔｈ及びＲｅ１が大きくなるにしたがって、これらの極小値が得られるＲｅ２に差が生じ、かつその差が大きくなる傾向が見られる。この結果は、Ｒｔｈ、Ｒｅ１が小さいほうが広い観察角度で背景の光り抜けが小さくなることを示していると考えられる。逆に、Ｒｔｈ及びＲｅ１が大きくなると、観察角度が小さいほう（４０°）が光り抜けが大きくなる傾向が見られ、視角特性が狭くなっていくことが確認できる。
【００５３】
ここで、図２（Ａ）〜（Ｃ）の観察結果より、Ｒｅ２＝０ｎｍとなる場合のＲｅ１のＲｔｈ依存性について導出した。
【００５４】
図３（Ａ）は、Ｒｅ２＝０ｎｍとなる場合のＲｅ１のＲｔｈ依存性についての探査結果を示すグラフである。観察角度は、５０°のみで考慮し、背景透過率が０．０５％以下、及び０．１％以下となる条件に関して探査した。図３（Ａ）において、網掛けの領域が背景透過率０．０５％以下、斜線を施した領域が０．１％の領域を示している。各領域の境界線は、いずれもＲｅ１＝Ａ＋Ｂ／Ｒｔｈで示される反比例な関係があることが分かった。
【００５５】
背景透過率が０．０５％以下の場合は、以下の式（１）によって最小二乗フィッティング出来ることが分かった。ただし、Ｒｅ１／２＜Ｒｔｈ１＝Ｒｈｔ２≦５００ｎｍである。
29.81＋5466.7／Rth≦Re1≦18.427＋4278.3／Rth …式（１）
また、背景透過率が０．１％以下の場合は、以下の式（２）によって最小二乗フィッティング出来ることが分かった。ただし、Ｒｅ１／２＜Ｒｔｈ１＝Ｒｈｔ２≦５００ｎｍである。
31.389＋6440.4／Rth≦Re1≦20.975＋2114.6／Rth …式（２）
また、図１に示す液晶表示素子構造において、偏光板１０を構成するＴＡＣフィルム２を取り除き、第１の光学フィルム８が偏光板の偏光層１に直接接着した構造に関しても同様に探査した。図３（Ｂ）にその探査結果を示す。図３（Ａ）と同様に、網掛けの領域が背景透過率０．０５％以下、斜線を施した領域が０．１％の領域を示している。ＴＡＣフィルム２が無いほうが、同じＲｔｈにおいてＲｅ１が大きくなる傾向が見られる。各領域の境界線は図３（Ａ）に示した場合と同様に、反比例の関係にあり、フィッティング可能であった。
【００５６】
背景透過率が０．０５％以下の場合は、以下の式（３）によって最小二乗フィッティング出来る。ただし、９０ｎｍ≦Ｒｔｈ１＝Ｒｔｈ２≦５００ｎｍである。
17.647＋7620.7／Rth≦Re1≦17.412＋9117.2／Rth …式（３）
また、背景透過率が０．１％以下の場合は、以下の式（４）によって最小二乗フィッティング出来ることが分かった。ただし、９０ｎｍ≦Ｒｔｈ１＝Ｒｔｈ２≦５００ｎｍである。
26.115＋11079／Rth≦Re1≦25.88＋12575／Rth …式（４）
本発明の実施例では、Ｒｅ１＞０及びＲＥ２＞０の条件における液晶表示素子に関して説明しているので、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示したＲｅ１の範囲とは異なる。少なくとも、Ｒｅ１は上記式（１）〜（４）で示した下限よりも大きい必要がある。したがって、図３（Ａ）に示した偏光板にＴＡＣフィルムが存在する条件下で、背景透過率０．０５％以下にしたい場合は、Ｒｅ１＞２９．８１＋５４６６．７／Ｒｔｈ、背景透過率０．１％以下にしたい場合は、Ｒｅ１＞３１．３８９＋６４４０．４／Ｒｔｈである必要がある。また、図３（Ｂ）に示した偏光板にＴＡＣフィルムが存在しない条件下で、背景透過率０．０５％以下にしたい場合は、Ｒｅ１＞１７．６４７＋７６２０．７／Ｒｔｈ、背景透過率０．１％以下にしたい場合は、Ｒｅ１＞２６．１１５＋１１０７９／Ｒｔｈである必要がある。
【００５７】
すなわち、図３（Ａ）に示す偏光板にＴＡＣフィルムが存在する構成では、第１の光学フィルムの面内位相差をＲｅ１、厚さ方向位相差をＲｔｈとすると、Ｒｅ１＞３１．３８９＋６４４０．４／Ｒｔｈの関係を有することが好ましく、Ｒｅ１＞２９．８１＋５４６６．７／Ｒｔｈ、且つ、４０ｎｍ≦Ｒｅ１≦１８０ｎｍの関係を有することがさらに好ましい。
【００５８】
また、図３（Ｂ）に示す偏光板にＴＡＣフィルムが存在しない構成では、第１の光学フィルムの面内位相差をＲｅ１、厚さ方向位相差をＲｔｈとすると、Ｒｅ１＞２６．１１５＋１１０７９／Ｒｔｈの関係を有することが好ましく、Ｒｅ１＞１７．６４７＋７６２０．７／Ｒｔｈ、且つ、５０ｎｍ≦Ｒｅ１≦１８０ｎｍの関係を有することがさらに好ましい。
【００５９】
図４は、図２に示す探査結果より、各Ｒｅ１条件における右方位４０°と５０°の背景透過率のＲｅ２依存曲線が重なる又は交差するＲｅ２を求め、横軸にＲｅ２、縦軸にＲｅ１をプロットしたグラフである。図４（Ａ）は、偏光板１０を構成するＴＡＣフィルムがある場合であり、図４（Ｂ）は、偏光板１０を構成するＴＡＣフィルムがない場合である。図中、Ｒｔｈ＝１８０、３００、４４０ｎｍに関して、それぞれ順に直線ａ、ｂ、ｃで示した。
【００６０】
いずれのプロットにおいても線形な最小二乗フィッティング可能であった。Ｒｅ２＝０の時のＲｅ１をＲｅ０とするとＲｅ２＝Ｒｅ１−Ｒｅ０の関係になっておらず、Ｒｔｈにより、その傾きが異なっていることが分かる。すなわち、第１の光学フィルムの面内位相差をその遅相軸が第１の光学フィルムのそれと直交配置されている第２の光学フィルムの面内位相差で相殺させているわけではない。
【００６１】
Ｒｔｈが大きくなるにしたがって、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す直線ａ、ｂ、ｃの傾きは緩やかになる傾向が見られるが、直線傾きはいずれも１以上でＲｔｈが１８０〜４４０ｎｍの範囲では最小で約１．２、最大で約２．３程度、Ｒｔｈの大きさに対して二次関数的な変化が見られる。すなわち、切片をＡとするとＲｅ１＝Ａ＋Ｂ×Ｒｅ２の数式において、１．２≦Ｂ≦２．３である。なお、切片Ａは背景透過率の範囲を０．０５％又は０．１％とした図３で求めた数式の範囲内で有効であり、図４（Ａ）及び（Ｂ）共にその範囲内に存在することが分かる。
【００６２】
すなわち、偏光板にＴＡＣフィルムが存在する構成では、第１の光学フィルムの面内位相差をＲｅ１、厚さ方向位相差をＲｔｈ、第２の光学フィルムの面内位相差をＲｅ２とすると、Ｒｅ１＝Ａ＋Ｂ×Ｒｅ２、Ａ＝３１．３８９＋６４４０．４／Ｒｔｈより好ましくはＡ＝２９．８１＋５４６６．７／Ｒｔｈ、且つ、１≦Ｂ≦２．３より好ましくは１．２≦Ｂ≦２．３の関係を有することがさらに好ましい。
【００６３】
また、偏光板にＴＡＣフィルムが存在しない構成では、第１の光学フィルムの面内位相差をＲｅ１、厚さ方向位相差をＲｔｈ、第２の光学フィルムの面内位相差をＲｅ２とすると、Ｒｅ１＝Ａ＋Ｂ×Ｒｅ２、Ａ＝２６．１１５＋１１０７９／Ｒｔｈより好ましくはＡ＝１７．６４７＋７６２０．７／Ｒｔｈ、且つ、１≦Ｂ≦２．３より好ましくは１．２≦Ｂ≦２．３の関係を有することがさらに好ましい。
【００６４】
図５は、図４で示すＲｅ１とＲｅ２の関係を用いＲｔｈが１８０ｎｍ、３００ｎｍ及び４４０ｎｍである時における最適な液晶層リターデーションΔｎｄとＲｅ１の関係をプロットしたグラフである。図５（Ａ）は、偏光板１０を構成するＴＡＣフィルムがある場合であり、図５（Ｂ）は、偏光板１０を構成するＴＡＣフィルムがない場合である。図中、Ｒｔｈ＝１８０、３００、４４０ｎｍに関して、それぞれ順に直線ａ、ｂ、ｃで示した。また、図５（Ａ）におけるＲｔｈ＝９０に関しては、直線ｄで示した。
【００６５】
各Ｒｔｈ条件において、Ｒｅ１が増加するに従ってほぼ線形的にΔｎｄが減少する傾向が見られる。また、その傾きは、Ｒｔｈが大きくなるにしたがって大きくなる傾向があり、ＴＡＣフィルムの有無には依存しないことが分かった。
【００６６】
各プロットデータをモデル式Δｎｄ＝Ａ＋Ｂ×Ｒｅ１を用いて最小二乗法カーブフィッティングすると、図５（Ａ）においては、各Ｒｔｈにて以下の式（５）〜（７）によりフィッティング可能であった。
【００６７】
Ｒｔｈ＝１８０ｎｍ（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２＝３６０ｎｍ）の時、
Δnd＝600−0.75×Re1…式（５）
Ｒｔｈ＝３００ｎｍ（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２＝６００ｎｍ）の時、
Δnd＝885.01−1.0743×Re1…式（６）
Ｒｔｈ＝４４０ｎｍ（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２＝８８０ｎｍ）の時、
Δnd＝1203−1.3581×Re1…式（７）
また、これらは以下の式（８）により全てのプロットがフィッティング可能であることが分かった。
Δnd＝(185.18＋23179×Rth)−(0.34619＋0.0023303×Rth)×Re1＝(185.18＋23179×((Rth1＋Rth2)／2))−(0.34619＋0.0023303×((Rth1＋Rth2)／2))×Re1 …式（８）
一方、図５（Ｂ）においては、各Ｒｔｈにて以下の式（９）〜（１１）によりフィッティング可能であった。なお、切片及び傾きは、いずれもＴＡＣフィルムありの場合（図５（Ａ））に比べて小さい。
【００６８】
Ｒｔｈ＝１８０ｎｍ（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２＝３６０ｎｍ）の時、
Δnd＝517.5−0.375×Re1…式（９）
Ｒｔｈ＝３００ｎｍ（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２＝６００ｎｍ）の時、
Δnd＝812.03−0.64665×Re1…式（１０）
Ｒｔｈ＝４４０ｎｍ（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２＝８８０ｎｍ）の時、
Δnd＝1119.1−0.82418×Re1…式（１１）
また、これらは以下の式（１２）により全てのプロットがフィッティング可能であることが分かった。
Δnd＝(107.65＋2.3105×Rth)−(0.089358＋0.001715×Rth)×Re1＝(107.65＋2.3105×((Rth1＋Rth2)／2))−(0.089358＋0.001715×((Rth1＋Rth2)／2))×Re1 …式（１２）
以上のΔｎｄの関数数式（５）〜（１２）は、Ｒｅ１、Ｒｅ２、Ｒｔｈが最適な組み合わせ、右方位４０°又は５０°の背景透過率が最小で重なる、すなわち等しくなる組み合わせである。実際の液晶表示素子においては、その透過率は外観上許容できる範囲となるので、上記数式（５）〜（１２）によるΔｎｄよりも少なくとも±５０ｎｍ、好ましくは±１００ｎｍは許容される。
【００６９】
（ｉｉ）次に、本願発明者は、第１及び第２の光学フィルム８、９の厚さ方向の位相差Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２が異なる場合についても、シミュレーション解析を行った。第１の光学フィルム８の面内位相差Ｒｅ１を１２０ｎｍ、１４０ｎｍ、１８０ｎｍに変化させ、Ｒｔｈ１を１８０ｎｍに固定とし、第２の光学フィルム９の厚さ方向の位相差Ｒｔｈ２を４４０ｎｍに固定した場合における、右方位極角４０°及び５０°観察時の背景部光透過率のＲｅ２（第２の光学フィルム９の面内位相差）依存性を計算した。シミュレーションにおいては、背景部光透過率が最小となるように、液晶層のリターデーションΔｎｄを適宜変更した。
【００７０】
図６（Ａ）は、計算結果を示すグラフである。グラフの横軸は、Ｒｅ２を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率を単位「％」で表す。
【００７１】
プロットは、各Ｒｅ１条件に関して示しており、実線は右方位極角４０°観察時、破線は右方位極角５０°観察時を示している。具体的には、曲線ａ、ｂは、それぞれ、Ｒｅ１＝１２０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。また、曲線ｃ、ｄは、それぞれ、Ｒｅ１＝１４０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の、曲線ｅ、ｆは、それぞれ、Ｒｅ１＝１８０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。
【００７２】
Ｒｅ１が大きくなるにしたがって、（１）背景透過率が最低になるＲｅ２の増加、（２）最低透過率が得られるＲｅ２においてその透過率が増加、（３）右方位極角４０°観察時と右方位極角５０°観察時における最低透過率が得られるＲｅ２の差の増大が観察される。図３（Ａ）に示したＲｅ２＝０の時におけるＲｅ１は、Ｒｔｈ１が１８０ｎｍの場合は、約８０ｎｍ程度であり、Ｒｅ１が、それより大きい値から１８０ｎｍ程度までであれば比較的良好な視角特性が得られると考えられる。
【００７３】
図６（Ａ）では、Ｒｔｈ１＜Ｒｔｈ２の関係にある場合について示したが、逆の関係であるＲｔｈ１＞Ｒｔｈ２の関係にある場合に関しても解析を行った。第１の光学フィルム８の面内位相差Ｒｅ１を６０ｎｍ、８０ｎｍ、１２０ｎｍ、１４０ｎｍ、１８０ｎｍに変化させ、Ｒｔｈ１を４４０ｎｍに固定とし、第２の光学フィルム９の厚さ方向の位相差Ｒｔｈ２を１８０ｎｍに固定した場合における、右方位極角４０°及び５０°観察時の背景部光透過率のＲｅ２（第２の光学フィルム９の面内位相差）依存性を計算した。
【００７４】
図６（Ｂ）は、計算結果を示すグラフである。グラフの横軸は、Ｒｅ２を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率を単位「％」で表す。
【００７５】
プロットは、各Ｒｅ１条件に関して示しており、実線は右方位極角４０°観察時、破線は右方位極角５０°観察時を示している。具体的には、曲線ａ、ｂは、それぞれ、Ｒｅ１＝６０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。また、曲線ｃ、ｄは、それぞれ、Ｒｅ１＝８０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の、曲線ｅ、ｆは、それぞれ、Ｒｅ１＝１２０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の、曲線ｇ、ｈは、それぞれ、Ｒｅ１＝１４０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の、曲線ｉ、ｊは、それぞれ、Ｒｅ１＝１８０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。
【００７６】
図６（Ａ）に示したＲｔｈ１＜Ｒｔｈ２の関係にある場合と同様に、Ｒｅ１が大きくなるにしたがって、（１）背景透過率が最低になるＲｅ２の増加、（２）最低透過率が得られるＲｅ２においてその透過率が増加、（３）右方位極角４０°観察時と右方位極角５０°観察時における最低透過率が得られるＲｅ２の差の増大が観察されるが、Ｒｅ１の変化に対する極角４０°観察時背景透過率のＲｅ１各最適値における値の上昇が小さく、極角５０°観察時背景透過率のＲｅ１各最適値における値の上昇が大きい傾向が見られる。すなわち、Ｒｔｈ１＜Ｒｔｈ２の関係にある場合と比べて、特に深い極角観察時における背景透過率の変化に違いが見られる。図３（Ａ）から、Ｒｔｈ＝４４０ｎｍの場合は、Ｒｅ２＝０ｎｍの際、Ｒｅ１は５０ｎｍ程度が良好になると考えられることから、Ｒｔｈ１＜Ｒｔｈ２の関係にある場合に比べ、Ｒｅ１及びＲｅ２共に小さな値をとることが出来る。
【００７７】
以上の解析により、Ｒｔｈ１及びＲｔｈ２の値が異なる場合においても良好な視角特性が実現可能であることがわかった。
【００７８】
上記の解析では、Ｒｔｈ２が固定された状態でＲｅ２の最適化を行ったが、第１の光学フィルムを固定し、第２の光学フィルムのＲｔｈ２を変化させた場合、良好な視角特性が実現可能か否かを確認した。上述の第１の光学フィルムのＲｅ１＝１２０ｎｍ、Ｒｔｈ１８０ｎｍの時（図６（Ａ））と、Ｒｅ１＝８０ｎｍ、Ｒｔｈ１＝４４０ｎｍの時（図６（Ｂ））の２条件に関して、Ｒｅ２及びＲｔｈ２を変化させることにより、右方位極角４０°及び５０°観察時背景透過率がどのように変化するかを計算した。
【００７９】
図７（Ａ）は、計算結果を示すグラフである。グラフの横軸は、Ｒｅ２を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率を単位「％」で表す。Ｒｅ１＝１２０ｎｍ、且つ、Ｒｔｈ＝１８０ｎｍの時、Ｒｔｈ２を９０ｎｍ、３００ｎｍ、４４０ｎｍに変化させた場合の、右方位極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。
【００８０】
各Ｒｔｈ２に対応するプロットにおいて、実線は右方位極角４０°観察時、破線は右方位極角５０°観察時を示している。具体的には、曲線ａ、ｂは、それぞれ、Ｒｔｈ２＝９０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。また、曲線ｃ、ｄは、それぞれ、Ｒｔｈ２＝３００ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の、曲線ｅ、ｆは、それぞれ、Ｒｔｈ２＝４４０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。
【００８１】
Ｒｔｈ２が大きくなるにしたがって、極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性曲線に差が生じているが、極角４０°観察時と極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性曲線の交点は３０〜３５ｎｍとほとんど差が見られないことから、Ｒｔｈ２が変化したとしてもＲｅ２は固定してもほぼ良好な視角特性が実現できると考えられる。
【００８２】
図７（Ｂ）は、Ｒｅ１＝８０ｎｍ、且つ、Ｒｔｈ＝４４０ｎｍの時、Ｒｔｈ２を９０ｎｍ、１８０ｎｍ、３００ｎｍに変化させた場合の、右方位極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。グラフの横軸は、Ｒｅ２を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率を単位「％」で表す。
【００８３】
各Ｒｔｈ２に対応するプロットにおいて、実線は右方位極角４０°観察時、破線は右方位極角５０°観察時を示している。具体的には、曲線ａ、ｂは、それぞれ、Ｒｔｈ２＝９０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。また、曲線ｃ、ｄは、それぞれ、Ｒｔｈ２＝１８０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の、曲線ｅ、ｆは、それぞれ、Ｒｔｈ２＝３００ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。
【００８４】
図７（Ａ）に示す場合と同様に、Ｒｔｈ２が大きくなるにしたがって、極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性曲線に差が生じているが、極角４０°観察時と極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性曲線の交点は３０〜３５ｎｍとほとんど差が見られないことから、Ｒｔｈ２が変化したとしてもＲｅ２は固定してもほぼ良好な視角特性が実現できると考えられる。したがって、より詳細に検討を行ったＲｔｈ１＝Ｒｔｈ２時の最適パラメータ設定方法がそのまま適用可能と考えられる。
【００８５】
以上の解析結果より、Ｒｔｈ１とＲｔｈ２が等しくない場合においても、適切な面内位相差、厚さ方向位相差、及び液晶層のリターデーションΔｎｄを設定することにより、良好な視角特性を実現可能である。
【００８６】
（ｉｉｉ）図８に、変形例による液晶表示素子の概略図を示す。変形例による液晶表示素子は、上側ガラス基板４と第２の光学フィルム９との間にネガティブＣプレート１１が配置される点において、実施例による液晶表示素子と異なる。図５に示す液晶表示素子においては、１枚のネガティブＣプレート１１が配置されているが、複数のネガティブＣプレートを配置することもできる。
【００８７】
変形例による液晶表示素子は、液晶層５のリターデーションΔｎｄが、たとえば７５０ｎｍより大きい場合であっても、良好な視角特性を実現することが可能である。ただし、Δｎｄを大きくすると、深い極角観察角度からの光抜けが増加し、更に、Δｎｄ設定の面内均一性がシビアになる傾向がある。本願発明者が実機を製作したところ、１２００ｎｍ程度までのΔｎｄで、良好な表示が可能であることが確認された。なお、上記のＣプレートが挿入されていない場合における最適Δｎｄの算出式（数式（５）〜（１２））へ単数又は複数のＣプレートの厚さ方向位相差を第２の光学フィルムの厚さ方向位相差Ｒｔｈ２に合算し適用することが出来る。
【００８８】
なお、上述の実施例では、第１及び第２の光学フィルムとして負の二軸光学異方性を有するものを用いて説明したが、正の一軸光学異方性、すなわち、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ、ｎｚ＝１を有するＡプレートも適用可能である。Ａプレートの場合、面内位相差Ｒｅに対して厚さ方向位相差ＲｔｈはＲｔｈ＝Ｒｅ／２で示される。シミュレーション解析により確認したが、上記実施例で検討した負の二軸光学異方性の場合と何ら違いはない。したがって、Ｒｅ１、Ｒｅ２、Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２、Δｎｄの数式などによる関係付けは全く同等で扱うことが出来る。
【００８９】
さらに、第１の光学フィルムのみｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ、ｎｚ＝−１を有する負のＡプレートや、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ、１≦ｎｚ＜−１を示す正の二軸光学異方性を有するものを用いても同等に扱うことが可能である。
【００９０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
液晶表示素子一般に利用可能である。たとえばセグメント表示、ドットマトリックス表示、及びそれら二つの表示がともに可能な液晶表示素子に好適に利用できる。また、ＴＦＴ駆動の液晶表示素子、及びたとえば１／４デューティ以上の表示容量を有するマルチプレックス駆動液晶表示素子に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００９２】
１ 偏光板偏光層
２ ＴＡＣベースフィルム
３ 第１の光学フィルム
４ 上側ガラス基板
５ 垂直配向液晶層
６ 下側ガラス基板
７ 第２の光学フィルム
８ 第１の光学フィルム
９ 第２の光学フィルム
１０ 上側偏光板
１１ ネガティブＣプレート
２０ 下側偏光板
３０ 垂直配向液晶セル
Ｆａｂ 上側偏光板偏光層吸収軸
Ｒａｂ 下側偏光板偏光層吸収軸
ＳＡ１ 第１の光学フィルムの面内遅相軸
ＳＡ２ 第２の光学フィルムの面内遅相軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチプレックス駆動により動作するセグメント表示、またはセグメント表示とドットマトリクス表示がともに可能な液晶表示装置に、背景表示部や暗表示部の表示輝度が非常に低いノーマリブラック型液晶表示素子が搭載されることが多くなっている。その多くはバックライトに単色ＬＥＤを用いたモノクロ表示で、液晶表示素子構造としてはツイストネマチック（ＴＮ）タイプが採用されている。
【０００３】
液晶層内の液晶分子配向が、液晶層を挟持する上下ガラス基板に対して垂直または略垂直に配向する垂直配向モードの液晶セルを、略クロスニコルに配置された偏光板間に配置する垂直配向型液晶表示素子が知られている。垂直配向型液晶表示素子は、ガラス基板法線方位から観察したとき、光学特性がクロスニコル配置された偏光板とほぼ同等となるため、光透過率が非常に低くなり、高コントラスト比を比較的容易に実現することができる。垂直配向型液晶表示素子によって、バックライトの発光波長に依存しない良好なノーマリブラック表示が可能となる。
【０００４】
上側偏光板と上側ガラス基板間、及び下側偏光板と下側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光学フィルム、また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）を配置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比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。
【０００５】
特許文献１に記載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）。
【０００６】
負の一軸光学異方性を有する光学フィルム（ネガティブＣプレート）としては、偏光板の保護フィルムに用いられている、溶融キャスト法でフィルム化された樹脂であるトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）や、溶融押し出し法でフィルム化したノルボルネン系環状オレフィンポリマ（ノルボルネンＣＯＰ）樹脂を、フィルム押し出し方向とその直交方向に関して延伸加工した二軸延伸フィルムが市販されている。
【０００７】
負の二軸フィルムとしては、特殊なＴＡＣ樹脂をフィルム長手方向と直交する方向に一軸延伸加工したフィルム、及び、ノルボルネンＣＯＰを二軸延伸加工したフィルムがある。これらはたとえば液晶テレビに用いられ、ネガティブＣプレートよりも大量に流通している。
【０００８】
ネガティブＣプレートは、ＴＡＣフィルムによるものの場合、入手可能なフィルムの厚さ方向の位相差Ｒｔｈは５０ｎｍ以下であることがほとんどである。また、ノルボルネンＣＯＰによるものにおいても、入手可能なフィルムの厚さ方向の位相差Ｒｔｈは３００ｎｍ以下である。Ｒｔｈが３００ｎｍより大きい光学フィルムは、たとえばコレステリック液晶ポリマを用いて作製されることが知られているが、現在のところ市販されていない。
【０００９】
負の二軸フィルムについては、入手可能な延伸ＴＡＣの面内位相差Ｒｅは、０ｎｍ＜Ｒｅ≦６０ｎｍ、ノルボルネンＣＯＰのそれは、０ｎｍ＜Ｒｅ≦７００ｎｍ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、延伸ＴＡＣが５０≦Ｒｔｈ≦２２０ｎｍ、ノルボルネンＣＯＰは９０≦Ｒｔｈ≦５００ｎｍ程度である。
【００１０】
以下、従来例及び実施例による液晶表示素子について詳説する前に、光学フィルムにつき補足的に説明する。
【００１１】
平板状の光学フィルムにおける面内屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚとしたとき、負の一軸光学異方性を有する光学フィルム（ネガティブＣプレート）においては、ｎｘ≒ｎｙ＞ｎｚ、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）においては、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係がある。
【００１２】
また、Ｎｚファクタを、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）と定義すると、負の一軸光学異方性は、Ｎｚ≒∞、負の二軸光学異方性は、１＜Ｎｚ＜∞となる。
【００１３】
なお、Ｎｚ＝１の場合は、正の一軸光学異方性を示し、正の一軸光学異方性を有する光学フィルムはＡプレートと呼ばれる。Ａプレートにおいては、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚである。また、Ｎｚ＜１の場合は、主に正の二軸光学異方性を示すが、Ｎｚ＝０及びＮｚ＝−∞の場合は、光学軸が１つしか存在しないため除外される。Ｎｚ＝０である光学フィルムは負のＡプレート、Ｎｚ＝−∞である光学フィルムはポジティブＣプレートと呼ばれる。
【００１４】
光学フィルムの面内位相差Ｒｅは、フィルム厚さをｄとしたとき、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）＊ｄ、厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、Ｒｔｈ＝[{（ｎｘ−ｎｙ）／２}−ｎｚ]＊ｄで定義される。
【００１５】
図９（Ａ）及び（Ｂ）は、従来例による液晶表示素子を示す概略図である。特許文献２には、これらの液晶表示素子の構造を想定した技術が開示されている。
【００１６】
図９（Ａ）に、第１の従来例による液晶表示素子の概略を示す。
【００１７】
クロスニコル配置された上側偏光板１０と下側偏光板２０との間に、モノドメイン垂直配向液晶セル３０が配置される。モノドメイン垂直配向液晶セル３０は、上側ガラス基板（透明基板）４、下側ガラス基板（透明基板）６、及び両基板４、６間に挟持されたモノドメイン垂直配向液晶層５を含んで構成される。垂直配向液晶セル３０の上側ガラス基板４と上側偏光板１０間に、たとえばノルボルネンＣＯＰ二軸延伸フィルムである第１の光学フィルム３が１枚配置される。
【００１８】
上側及び下側偏光板１０、２０はそれぞれ、ＴＡＣベースフィルム２上に偏光板偏光層１が配置された構成を備える。偏光板偏光層１は、たとえば延伸ポリビニルアルコールで形成される。
【００１９】
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、上側偏光板１０の偏光層１における吸収軸Ｆａｂは１３５°方位、下側偏光板２０の偏光層１の吸収軸Ｒａｂは４５°方位に配置されている。また、第１の光学フィルム３の面内遅相軸ＳＡ１が配置される方位は４５°である。
【００２０】
前述のように、第１の光学フィルムの厚さ方向の位相差Ｒｔｈは、およそ５００ｎｍ以下にしか設定できないため、第１の従来例による液晶表示素子においては、液晶層５のリターデーションΔｎｄが大きい場合、背景部や非表示部で、良好な視角補償が得られなくなる。
【００２１】
図９（Ｂ）は、第２の従来例による液晶表示素子の概略図である。垂直配向液晶セル３０の下側ガラス基板６と下側偏光板２０間に、たとえばノルボルネンＣＯＰ二軸延伸フィルムである第２の光学フィルム７が１枚配置される点において、第１の従来例とは異なる。第２の光学フィルム７の面内遅相軸ＳＡ２が配置される方位は１３５°である。第１の従来例が片面補償の液晶表示素子であるのに対し、第２の従来例は、両面補償の液晶表示素子である。
【００２２】
第２の従来例による液晶表示素子においては、光学フィルムの厚さ方向の位相差を、第１及び第２の光学フィルムの合計として、最大約１０００ｎｍにすることが可能である。しかしながら、上側及び下側偏光板１０、２０の吸収軸Ｆａｂ、Ｒａｂに対して、略４５°方位に設定された左右方位（１８０°−０°方位）の、法線方向から見て深い極角角度から観察した場合、明表示部の光透過率が極端に低くなり、表示が全く視認できないことがある。
【００２３】
本願発明者は、第１及び第２の従来例による液晶表示素子について、明表示時における左右方位視角特性をシミュレーションにより求めた。シミュレータには、（株）シンテック製のＬＣＤＭＡＳＴＥＲ６．１６を用いた。なお、本明細書中の他のシミュレーションにおいても、同じシミュレータを使用した。
【００２４】
第１及び第２の従来例ともに、垂直配向液晶セル３０を、液晶層５の中央分子配向方位が６時方位（２７０°方位）となるように設定した、基板表面に対するプレティルト角８９．９°のアンチパラレルモノドメイン配向とし、誘電率異方性Δεが負の液晶材料を用いて構成した。液晶層５のリターデーションΔｎｄは、第１の従来例においては約４３０ｎｍ、第２の従来例においては約４４５ｎｍとした。上側及び下側偏光板１０、２０として、（株）ポラテクノ製のＳＨＣ１３Ｕを採用し、ＴＡＣベースフィルム２の面内位相差を３ｎｍ、厚さ方向の位相差を５０ｎｍに設定した。
【００２５】
第１及び第２の光学フィルム３、７は、前述のように、ノルボルネンＣＯＰ二軸延伸フィルムで構成される。シミュレーションにおいては、第１の従来例における、第１の光学フィルム３の面内位相差を５０ｎｍ、厚さ方向の位相差を３００ｎｍとした。また、第２の従来例においては、第１及び第２の光学フィルム３、７の面内位相差をともに３０ｎｍ、厚さ方向の位相差をともに１５０ｎｍとした。第１、第２の従来例ともに、電圧無印加時に右方位極角５０°から観察したときの光透過率が０．０３％未満である最適な光学フィルム条件である。
【００２６】
図１０は、正面観察時における光透過率を約１５％に設定したときの、左右方位視角特性を示すグラフである。
【００２７】
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の従来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の従来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。
【００２８】
図より、極角５０°より深い観察角度においては、第１の従来例による液晶表示素子（片面補償）の方が、光透過率が高いことがわかる。一方、左右対称性は、第２の従来例による液晶表示素子（両面補償）の方が良好である。
【００２９】
なお、本願発明者が、第１及び第２の従来例による液晶表示素子を実作したところ、第２の従来例においては、深い角度におけるカラーシフトが顕著に観察される傾向があり、外観上好ましくないことがわかった。
【００３０】
液晶表示素子を、マルチプレックス駆動により動作させる場合、より大きな表示容量、すなわちデューティ比を得るためには、電気光学特性における急峻性が良好である必要がある。垂直配向型液晶表示素子の場合、急峻性は明表示部の透過率に大きく影響を与えるため、表示輝度に反映される。
【００３１】
１／４デューティ駆動条件より表示容量を大きくしたい場合は、液晶層のリターデーションΔｎｄを３００ｎｍより大きくすることが好ましく、３６０ｎｍより大きくすることがより好ましい。１／１６デューティ駆動条件より表示容量を大きくしたい場合は、液晶層のリターデーションΔｎｄを５５０ｎｍより大きくすることが好ましく、６００ｎｍより大きくすることがより好ましい。１／１６デューティを超える表示容量が必要な場合、一般に入手可能な光学フィルムを用いて、第１及び第２の従来例による液晶表示素子を構成しても、良好な表示性能を獲得することは困難であると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特許第２０４７８８０号公報
【特許文献２】特許第３３３０５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明の一観点によれば、液晶表示素子は、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１２００ｎｍ以下の基板に対して垂直、又は略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及び第２の光学フィルムと、前記第１及び第２の光学フィルムの前記第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の透明基板の前記液晶層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２の光学フィルムは、前記第１の透明基板と前期第１の光学フィルムとの間に配置され、前記第１の光学フィルム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１の光学フィルムの面内遅相軸と前記第２の光学フィルムの面内遅相軸とは直交するように配置され、前記第１の光学フィルムの面内方位の位相差は、前記第２の光学フィルムの面内方位の位相差よりも大きい。
【発明の効果】
【００３５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例による液晶表示素子の概略図である。
【図２】右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率のＲｅ２依存性を、Ｒｅ１をパラメータとして示す解析結果のグラフである。
【図３】Ｒｅ２＝０ｎｍとなる場合のＲｅ１のＲｔｈ依存性についての探査結果を示すグラフである。
【図４】図２に示す探査結果より、各Ｒｅ１条件における右方位４０°と５０°の背景透過率のＲｅ２依存曲線が重なる又は交差するＲｅ２を求め、横軸にＲｅ２、縦軸にＲｅ１をプロットしたグラフである。
【図５】図４で示すＲｅ１とＲｅ２の関係を用いＲｔｈが１８０ｎｍ、３００ｎｍ及び４４０ｎｍである時における最適な液晶層リターデーションΔｎｄとＲｅ１の関係をプロットしたグラフである。
【図６】Ｒｅ１を変化させた時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示すグラフである。
【図７】Ｒｔｈ２を変化させた場合の、右方位極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示すグラフである。
【図８】変形例による液晶表示素子の概略図である。
【図９】従来例による液晶表示素子を示す概略図である。
【図１０】正面観察時における光透過率を約１５％に設定したときの、左右方位視角特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、実施例による液晶表示素子の概略図である。
【００３８】
略クロスニコル配置された上側偏光板１０と下側偏光板２０との間に、垂直または略垂直配向処理が施された垂直配向液晶層を有する液晶セル、たとえばモノドメイン垂直配向液晶セル３０が配置される。モノドメイン垂直配向液晶セル３０は、上側ガラス基板（透明基板）４、下側ガラス基板（透明基板）６、及び両基板４、６間に挟持されたモノドメイン垂直配向液晶層５を含んで構成される。垂直配向液晶セル３０の上側ガラス基板４と上側偏光板１０との間に、上側偏光板１０側から順に、第１の光学フィルム８、第２の光学フィルム９が配置される。両光学フィルム８、９は、たとえばノルボルネンＣＯＰの延伸加工フィルムを用いることができる。
【００３９】
上側及び下側偏光板１０、２０として、たとえば（株）ポラテクノ製ＳＨＣ１３Ｕが用いられる。上側及び下側偏光板１０、２０はそれぞれ、ＴＡＣベースフィルム２上に偏光板偏光層１が配置された構成を備える。偏光板偏光層１は、たとえば延伸ポリビニルアルコールで形成される。なお、図示は省略したが、上側及び下側偏光板１０、２０には、液晶表示素子の外側面に、保護フィルムとなるＴＡＣフィルムが積層されている。
【００４０】
上側偏光板１０に近接して配置される第１の光学フィルム８の面内遅相軸ＳＡ１は、上側偏光板１０の吸収軸Ｆａｂと略直交に配置される。第１の光学フィルム８と垂直配向液晶セル３０との間に配置される第２の光学フィルム９の面内遅相軸ＳＡ２は、第１の光学フィルム８の面内遅相軸ＳＡ１と略直交に配置される。
【００４１】
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、上側偏光板１０の吸収軸Ｆａｂは１３５°方位、下側偏光板２０の吸収軸Ｒａｂは４５°方位、第１の光学フィルム８の面内遅相軸ＳＡ１は４５°方位、そして第２の光学フィルム９の面内遅相軸ＳＡ２は１３５° 方位である。
【００４２】
垂直配向液晶層５は、たとえば屈折率異方性Δｎ＜０．１、誘電率異方性Δε＜−５．１の性質を示す（株）メルク製の液晶材料を用いて形成される。上側及び下側ガラス基板４、６の液晶層５側の面には、たとえば（株）日産化学製の配向膜材料ＳＥ１２１１を用いて、配向膜が形成されている。配向膜には、基板表面に対する略９０°、たとえば８９．９°のプレティルト角を実現するアンチパラレルモノドメイン垂直配向処理が施されている。垂直配向液晶層５の液晶層中央分子配向方位は、６時（２７０°）方位である。
【００４３】
なお、上側及び下側ガラス基板４、６には、配向膜の内側に、液晶層５の液晶分子の配向状態を変化させて、液晶表示素子の表示パターンをスイッチングする透明電極、たとえばＩＴＯ電極が配置されている。
【００４４】
本願発明者は、実施例による液晶表示素子において、第１及び第２の光学フィルム８、９の光学特性を様々に変化させてシミュレーション解析を行い、良好な表示が実現される条件を調べた。
【００４５】
（Ｉ）まず、第１及び第２の光学フィルム８、９の双方に負の二軸フィルムを用いた場合について、液晶表示素子の電圧無印加時の視角特性、すなわち表示の背景部分の視角特性をシミュレートした。
【００４６】
（ｉ）はじめに、第１及び第２の光学フィルム８、９の厚さ方向の位相差Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２が等しい（Ｒｔｈ１＝Ｒｔｈ２）場合を検討した。Ｒｔｈ１（＝Ｒｔｈ２）が９０ｎｍ、１８０ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍである場合のそれぞれについて、右方位極角４０°及び５０°観察時における背景部光透過率の液晶層リターデーションΔｎｄ依存性を解析した。解析は、第１及び第２の光学フィルム８、９の面内位相差Ｒｅ１、Ｒｅ２の様々な条件について行い、各条件下での、右方位４０°、５０°観察時における背景部光透過率を最小とするΔｎｄや両者の透過率が等しくなる条件などについて探索した。
【００４７】
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率のＲｅ２依存性を、Ｒｅ１をパラメータとして示す解析結果のグラフである。図２（Ａ）〜（Ｃ）のグラフの横軸は、すべてＲｅ２を単位「ｎｍ」で表す。また、縦軸は右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率を単位「％」で表す。
【００４８】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）のグラフは、それぞれ順にＲｔｈ１（＝Ｒｔｈ２）を１８０ｎｍ、３００ｎｍ及び４４０ｎｍとしたときの解析結果である。各Ｒｅ１、Ｒｅ２及びＲｔｈの値に対応してΔｎｄは変化しているが，いずれの条件においても透過率がほぼ最低になる値に設定した。
【００４９】
図２（Ａ）においては、Ｒｅ１=８０ｎｍ、極角４０°の時のＲｅ２と光透過率との関係を曲線ａで、Ｒｅ１=８０ｎｍ、極角５０°の時の両者の関係を曲線ｂで、Ｒｅ１=１００ｎｍ、極角４０°の時の両者の関係を曲線ｃで、Ｒｅ１=１００ｎｍ、極角５０°の時の両者の関係を曲線ｄで、Ｒｅ１=１４０ｎｍ、極角４０°の時の両者の関係を曲線ｅで、Ｒｅ１=１４０ｎｍ、極角５０°の時の両者の関係を曲線ｆで、Ｒｅ１=１８０ｎｍ、極角４０°の時の両者の関係を曲線ｇで、Ｒｅ１=１８０ｎｍ、極角５０°の時の両者の関係を曲線ｈで、それぞれ示す。
【００５０】
また、図２（Ｂ）においては、Ｒｅ１＝７０ｎｍ、極角４０°及び極角５０°の時の両者の関係を順に、曲線ｉ、ｊで、Ｒｅ１＝１００ｎｍ、極角４０°及び極角５０°の時の両者の関係を順に、曲線ｋ、ｌで、Ｒｅ１＝１８０ｎｍ、極角４０°及び極角５０°の時の両者の関係を順に、曲線ｍ、ｎで示す。
【００５１】
また、図２（Ｃ）においては、Ｒｅ１＝４５ｎｍ、極角４０°及び極角５０°の時の両者の関係を順に、曲線ｏ、ｐで、Ｒｅ１＝７０ｎｍ、極角４０°及び極角５０°の時の両者の関係を順に、曲線ｑ、ｒで、Ｒｅ１＝１００ｎｍ、極角４０°及び極角５０°の時の両者の関係を順に、曲線ｓ、ｔで示す。
【００５２】
図２（Ａ）〜（Ｃ）のいずれのグラフの曲線ａ〜ｔも、ある特定のＲｅ２が最低透過率になる下向きに凸の二次関数的な曲線となっている。その中でもＲｔｈが小さく、Ｒｅ１が小さいほうが、４０°観察時と５０°観察時における極小値が同じＲｅ２で得られる傾向が見られる。一方、Ｒｔｈ及びＲｅ１が大きくなるにしたがって、これらの極小値が得られるＲｅ２に差が生じ、かつその差が大きくなる傾向が見られる。この結果は、Ｒｔｈ、Ｒｅ１が小さいほうが広い観察角度で背景の光り抜けが小さくなることを示していると考えられる。逆に、Ｒｔｈ及びＲｅ１が大きくなると、観察角度が小さいほう（４０°）が光り抜けが大きくなる傾向が見られ、視角特性が狭くなっていくことが確認できる。
【００５３】
ここで、図２（Ａ）〜（Ｃ）の観察結果より、Ｒｅ２＝０ｎｍとなる場合のＲｅ１のＲｔｈ依存性について導出した。
【００５４】
図３（Ａ）は、Ｒｅ２＝０ｎｍとなる場合のＲｅ１のＲｔｈ依存性についての探査結果を示すグラフである。観察角度は、５０°のみで考慮し、背景透過率が０．０５％以下、及び０．１％以下となる条件に関して探査した。図３（Ａ）において、網掛けの領域が背景透過率０．０５％以下、斜線を施した領域が０．１％の領域を示している。各領域の境界線は、いずれもＲｅ１＝Ａ＋Ｂ／Ｒｔｈで示される反比例な関係があることが分かった。
【００５５】
背景透過率が０．０５％以下の場合は、以下の式（１）によって最小二乗フィッティング出来ることが分かった。ただし、Ｒｅ１／２＜Ｒｔｈ１＝Ｒｈｔ２≦５００ｎｍである。
29.81＋5466.7／Rth≦Re1≦18.427＋4278.3／Rth …式（１）
また、背景透過率が０．１％以下の場合は、以下の式（２）によって最小二乗フィッティング出来ることが分かった。ただし、Ｒｅ１／２＜Ｒｔｈ１＝Ｒｈｔ２≦５００ｎｍである。
31.389＋6440.4／Rth≦Re1≦20.975＋2114.6／Rth …式（２）
また、図１に示す液晶表示素子構造において、偏光板１０を構成するＴＡＣフィルム２を取り除き、第１の光学フィルム８が偏光板の偏光層１に直接接着した構造に関しても同様に探査した。図３（Ｂ）にその探査結果を示す。図３（Ａ）と同様に、網掛けの領域が背景透過率０．０５％以下、斜線を施した領域が０．１％の領域を示している。ＴＡＣフィルム２が無いほうが、同じＲｔｈにおいてＲｅ１が大きくなる傾向が見られる。各領域の境界線は図３（Ａ）に示した場合と同様に、反比例の関係にあり、フィッティング可能であった。
【００５６】
背景透過率が０．０５％以下の場合は、以下の式（３）によって最小二乗フィッティング出来る。ただし、９０ｎｍ≦Ｒｔｈ１＝Ｒｔｈ２≦５００ｎｍである。
17.647＋7620.7／Rth≦Re1≦17.412＋9117.2／Rth …式（３）
また、背景透過率が０．１％以下の場合は、以下の式（４）によって最小二乗フィッティング出来ることが分かった。ただし、９０ｎｍ≦Ｒｔｈ１＝Ｒｔｈ２≦５００ｎｍである。
26.115＋11079／Rth≦Re1≦25.88＋12575／Rth …式（４）
本発明の実施例では、Ｒｅ１＞０及びＲＥ２＞０の条件における液晶表示素子に関して説明しているので、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示したＲｅ１の範囲とは異なる。少なくとも、Ｒｅ１は上記式（１）〜（４）で示した下限よりも大きい必要がある。したがって、図３（Ａ）に示した偏光板にＴＡＣフィルムが存在する条件下で、背景透過率０．０５％以下にしたい場合は、Ｒｅ１＞２９．８１＋５４６６．７／Ｒｔｈ、背景透過率０．１％以下にしたい場合は、Ｒｅ１＞３１．３８９＋６４４０．４／Ｒｔｈである必要がある。また、図３（Ｂ）に示した偏光板にＴＡＣフィルムが存在しない条件下で、背景透過率０．０５％以下にしたい場合は、Ｒｅ１＞１７．６４７＋７６２０．７／Ｒｔｈ、背景透過率０．１％以下にしたい場合は、Ｒｅ１＞２６．１１５＋１１０７９／Ｒｔｈである必要がある。
【００５７】
すなわち、図３（Ａ）に示す偏光板にＴＡＣフィルムが存在する構成では、第１の光学フィルムの面内位相差をＲｅ１、厚さ方向位相差をＲｔｈとすると、Ｒｅ１＞３１．３８９＋６４４０．４／Ｒｔｈの関係を有することが好ましく、Ｒｅ１＞２９．８１＋５４６６．７／Ｒｔｈ、且つ、４０ｎｍ≦Ｒｅ１≦１８０ｎｍの関係を有することがさらに好ましい。
【００５８】
また、図３（Ｂ）に示す偏光板にＴＡＣフィルムが存在しない構成では、第１の光学フィルムの面内位相差をＲｅ１、厚さ方向位相差をＲｔｈとすると、Ｒｅ１＞２６．１１５＋１１０７９／Ｒｔｈの関係を有することが好ましく、Ｒｅ１＞１７．６４７＋７６２０．７／Ｒｔｈ、且つ、５０ｎｍ≦Ｒｅ１≦１８０ｎｍの関係を有することがさらに好ましい。
【００５９】
図４は、図２に示す探査結果より、各Ｒｅ１条件における右方位４０°と５０°の背景透過率のＲｅ２依存曲線が重なる又は交差するＲｅ２を求め、横軸にＲｅ２、縦軸にＲｅ１をプロットしたグラフである。図４（Ａ）は、偏光板１０を構成するＴＡＣフィルムがある場合であり、図４（Ｂ）は、偏光板１０を構成するＴＡＣフィルムがない場合である。図中、Ｒｔｈ＝１８０、３００、４４０ｎｍに関して、それぞれ順に直線ａ、ｂ、ｃで示した。
【００６０】
いずれのプロットにおいても線形な最小二乗フィッティング可能であった。Ｒｅ２＝０の時のＲｅ１をＲｅ０とするとＲｅ２＝Ｒｅ１−Ｒｅ０の関係になっておらず、Ｒｔｈにより、その傾きが異なっていることが分かる。すなわち、第１の光学フィルムの面内位相差をその遅相軸が第１の光学フィルムのそれと直交配置されている第２の光学フィルムの面内位相差で相殺させているわけではない。
【００６１】
Ｒｔｈが大きくなるにしたがって、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す直線ａ、ｂ、ｃの傾きは緩やかになる傾向が見られるが、直線傾きはいずれも１以上でＲｔｈが１８０〜４４０ｎｍの範囲では最小で約１．２、最大で約２．３程度、Ｒｔｈの大きさに対して二次関数的な変化が見られる。すなわち、切片をＡとするとＲｅ１＝Ａ＋Ｂ×Ｒｅ２の数式において、１．２≦Ｂ≦２．３である。なお、切片Ａは背景透過率の範囲を０．０５％又は０．１％とした図３で求めた数式の範囲内で有効であり、図４（Ａ）及び（Ｂ）共にその範囲内に存在することが分かる。
【００６２】
すなわち、偏光板にＴＡＣフィルムが存在する構成では、第１の光学フィルムの面内位相差をＲｅ１、厚さ方向位相差をＲｔｈ、第２の光学フィルムの面内位相差をＲｅ２とすると、Ｒｅ１＝Ａ＋Ｂ×Ｒｅ２、Ａ＝３１．３８９＋６４４０．４／Ｒｔｈより好ましくはＡ＝２９．８１＋５４６６．７／Ｒｔｈ、且つ、１≦Ｂ≦２．３より好ましくは１．２≦Ｂ≦２．３の関係を有することがさらに好ましい。
【００６３】
また、偏光板にＴＡＣフィルムが存在しない構成では、第１の光学フィルムの面内位相差をＲｅ１、厚さ方向位相差をＲｔｈ、第２の光学フィルムの面内位相差をＲｅ２とすると、Ｒｅ１＝Ａ＋Ｂ×Ｒｅ２、Ａ＝２６．１１５＋１１０７９／Ｒｔｈより好ましくはＡ＝１７．６４７＋７６２０．７／Ｒｔｈ、且つ、１≦Ｂ≦２．３より好ましくは１．２≦Ｂ≦２．３の関係を有することがさらに好ましい。
【００６４】
図５は、図４で示すＲｅ１とＲｅ２の関係を用いＲｔｈが１８０ｎｍ、３００ｎｍ及び４４０ｎｍである時における最適な液晶層リターデーションΔｎｄとＲｅ１の関係をプロットしたグラフである。図５（Ａ）は、偏光板１０を構成するＴＡＣフィルムがある場合であり、図５（Ｂ）は、偏光板１０を構成するＴＡＣフィルムがない場合である。図中、Ｒｔｈ＝１８０、３００、４４０ｎｍに関して、それぞれ順に直線ａ、ｂ、ｃで示した。また、図５（Ａ）におけるＲｔｈ＝９０に関しては、直線ｄで示した。
【００６５】
各Ｒｔｈ条件において、Ｒｅ１が増加するに従ってほぼ線形的にΔｎｄが減少する傾向が見られる。また、その傾きは、Ｒｔｈが大きくなるにしたがって大きくなる傾向があり、ＴＡＣフィルムの有無には依存しないことが分かった。
【００６６】
各プロットデータをモデル式Δｎｄ＝Ａ＋Ｂ×Ｒｅ１を用いて最小二乗法カーブフィッティングすると、図５（Ａ）においては、各Ｒｔｈにて以下の式（５）〜（７）によりフィッティング可能であった。
【００６７】
Ｒｔｈ＝１８０ｎｍ（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２＝３６０ｎｍ）の時、
Δnd＝600−0.75×Re1…式（５）
Ｒｔｈ＝３００ｎｍ（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２＝６００ｎｍ）の時、
Δnd＝885.01−1.0743×Re1…式（６）
Ｒｔｈ＝４４０ｎｍ（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２＝８８０ｎｍ）の時、
Δnd＝1203−1.3581×Re1…式（７）
また、これらは以下の式（８）により全てのプロットがフィッティング可能であることが分かった。
Δnd＝(185.18＋23179×Rth)−(0.34619＋0.0023303×Rth)×Re1＝(185.18＋23179×((Rth1＋Rth2)／2))−(0.34619＋0.0023303×((Rth1＋Rth2)／2))×Re1 …式（８）
一方、図５（Ｂ）においては、各Ｒｔｈにて以下の式（９）〜（１１）によりフィッティング可能であった。なお、切片及び傾きは、いずれもＴＡＣフィルムありの場合（図５（Ａ））に比べて小さい。
【００６８】
Ｒｔｈ＝１８０ｎｍ（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２＝３６０ｎｍ）の時、
Δnd＝517.5−0.375×Re1…式（９）
Ｒｔｈ＝３００ｎｍ（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２＝６００ｎｍ）の時、
Δnd＝812.03−0.64665×Re1…式（１０）
Ｒｔｈ＝４４０ｎｍ（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２＝８８０ｎｍ）の時、
Δnd＝1119.1−0.82418×Re1…式（１１）
また、これらは以下の式（１２）により全てのプロットがフィッティング可能であることが分かった。
Δnd＝(107.65＋2.3105×Rth)−(0.089358＋0.001715×Rth)×Re1＝(107.65＋2.3105×((Rth1＋Rth2)／2))−(0.089358＋0.001715×((Rth1＋Rth2)／2))×Re1 …式（１２）
以上のΔｎｄの関数数式（５）〜（１２）は、Ｒｅ１、Ｒｅ２、Ｒｔｈが最適な組み合わせ、右方位４０°又は５０°の背景透過率が最小で重なる、すなわち等しくなる組み合わせである。実際の液晶表示素子においては、その透過率は外観上許容できる範囲となるので、上記数式（５）〜（１２）によるΔｎｄよりも少なくとも±５０ｎｍ、好ましくは±１００ｎｍは許容される。
【００６９】
（ｉｉ）次に、本願発明者は、第１及び第２の光学フィルム８、９の厚さ方向の位相差Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２が異なる場合についても、シミュレーション解析を行った。第１の光学フィルム８の面内位相差Ｒｅ１を１２０ｎｍ、１４０ｎｍ、１８０ｎｍに変化させ、Ｒｔｈ１を１８０ｎｍに固定とし、第２の光学フィルム９の厚さ方向の位相差Ｒｔｈ２を４４０ｎｍに固定した場合における、右方位極角４０°及び５０°観察時の背景部光透過率のＲｅ２（第２の光学フィルム９の面内位相差）依存性を計算した。シミュレーションにおいては、背景部光透過率が最小となるように、液晶層のリターデーションΔｎｄを適宜変更した。
【００７０】
図６（Ａ）は、計算結果を示すグラフである。グラフの横軸は、Ｒｅ２を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率を単位「％」で表す。
【００７１】
プロットは、各Ｒｅ１条件に関して示しており、実線は右方位極角４０°観察時、破線は右方位極角５０°観察時を示している。具体的には、曲線ａ、ｂは、それぞれ、Ｒｅ１＝１２０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。また、曲線ｃ、ｄは、それぞれ、Ｒｅ１＝１４０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の、曲線ｅ、ｆは、それぞれ、Ｒｅ１＝１８０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。
【００７２】
Ｒｅ１が大きくなるにしたがって、（１）背景透過率が最低になるＲｅ２の増加、（２）最低透過率が得られるＲｅ２においてその透過率が増加、（３）右方位極角４０°観察時と右方位極角５０°観察時における最低透過率が得られるＲｅ２の差の増大が観察される。図３（Ａ）に示したＲｅ２＝０の時におけるＲｅ１は、Ｒｔｈ１が１８０ｎｍの場合は、約８０ｎｍ程度であり、Ｒｅ１が、それより大きい値から１８０ｎｍ程度までであれば比較的良好な視角特性が得られると考えられる。
【００７３】
図６（Ａ）では、Ｒｔｈ１＜Ｒｔｈ２の関係にある場合について示したが、逆の関係であるＲｔｈ１＞Ｒｔｈ２の関係にある場合に関しても解析を行った。第１の光学フィルム８の面内位相差Ｒｅ１を６０ｎｍ、８０ｎｍ、１２０ｎｍ、１４０ｎｍ、１８０ｎｍに変化させ、Ｒｔｈ１を４４０ｎｍに固定とし、第２の光学フィルム９の厚さ方向の位相差Ｒｔｈ２を１８０ｎｍに固定した場合における、右方位極角４０°及び５０°観察時の背景部光透過率のＲｅ２（第２の光学フィルム９の面内位相差）依存性を計算した。
【００７４】
図６（Ｂ）は、計算結果を示すグラフである。グラフの横軸は、Ｒｅ２を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率を単位「％」で表す。
【００７５】
プロットは、各Ｒｅ１条件に関して示しており、実線は右方位極角４０°観察時、破線は右方位極角５０°観察時を示している。具体的には、曲線ａ、ｂは、それぞれ、Ｒｅ１＝６０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。また、曲線ｃ、ｄは、それぞれ、Ｒｅ１＝８０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の、曲線ｅ、ｆは、それぞれ、Ｒｅ１＝１２０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の、曲線ｇ、ｈは、それぞれ、Ｒｅ１＝１４０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の、曲線ｉ、ｊは、それぞれ、Ｒｅ１＝１８０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。
【００７６】
図６（Ａ）に示したＲｔｈ１＜Ｒｔｈ２の関係にある場合と同様に、Ｒｅ１が大きくなるにしたがって、（１）背景透過率が最低になるＲｅ２の増加、（２）最低透過率が得られるＲｅ２においてその透過率が増加、（３）右方位極角４０°観察時と右方位極角５０°観察時における最低透過率が得られるＲｅ２の差の増大が観察されるが、Ｒｅ１の変化に対する極角４０°観察時背景透過率のＲｅ１各最適値における値の上昇が小さく、極角５０°観察時背景透過率のＲｅ１各最適値における値の上昇が大きい傾向が見られる。すなわち、Ｒｔｈ１＜Ｒｔｈ２の関係にある場合と比べて、特に深い極角観察時における背景透過率の変化に違いが見られる。図３（Ａ）から、Ｒｔｈ＝４４０ｎｍの場合は、Ｒｅ２＝０ｎｍの際、Ｒｅ１は５０ｎｍ程度が良好になると考えられることから、Ｒｔｈ１＜Ｒｔｈ２の関係にある場合に比べ、Ｒｅ１及びＲｅ２共に小さな値をとることが出来る。
【００７７】
以上の解析により、Ｒｔｈ１及びＲｔｈ２の値が異なる場合においても良好な視角特性が実現可能であることがわかった。
【００７８】
上記の解析では、Ｒｔｈ２が固定された状態でＲｅ２の最適化を行ったが、第１の光学フィルムを固定し、第２の光学フィルムのＲｔｈ２を変化させた場合、良好な視角特性が実現可能か否かを確認した。上述の第１の光学フィルムのＲｅ１＝１２０ｎｍ、Ｒｔｈ１８０ｎｍの時（図６（Ａ））と、Ｒｅ１＝８０ｎｍ、Ｒｔｈ１＝４４０ｎｍの時（図６（Ｂ））の２条件に関して、Ｒｅ２及びＲｔｈ２を変化させることにより、右方位極角４０°及び５０°観察時背景透過率がどのように変化するかを計算した。
【００７９】
図７（Ａ）は、計算結果を示すグラフである。グラフの横軸は、Ｒｅ２を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率を単位「％」で表す。Ｒｅ１＝１２０ｎｍ、且つ、Ｒｔｈ＝１８０ｎｍの時、Ｒｔｈ２を９０ｎｍ、３００ｎｍ、４４０ｎｍに変化させた場合の、右方位極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。
【００８０】
各Ｒｔｈ２に対応するプロットにおいて、実線は右方位極角４０°観察時、破線は右方位極角５０°観察時を示している。具体的には、曲線ａ、ｂは、それぞれ、Ｒｔｈ２＝９０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。また、曲線ｃ、ｄは、それぞれ、Ｒｔｈ２＝３００ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の、曲線ｅ、ｆは、それぞれ、Ｒｔｈ２＝４４０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。
【００８１】
Ｒｔｈ２が大きくなるにしたがって、極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性曲線に差が生じているが、極角４０°観察時と極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性曲線の交点は３０〜３５ｎｍとほとんど差が見られないことから、Ｒｔｈ２が変化したとしてもＲｅ２は固定してもほぼ良好な視角特性が実現できると考えられる。
【００８２】
図７（Ｂ）は、Ｒｅ１＝８０ｎｍ、且つ、Ｒｔｈ＝４４０ｎｍの時、Ｒｔｈ２を９０ｎｍ、１８０ｎｍ、３００ｎｍに変化させた場合の、右方位極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。グラフの横軸は、Ｒｅ２を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は右方位極角４０°及び５０°から観察したときの光透過率を単位「％」で表す。
【００８３】
各Ｒｔｈ２に対応するプロットにおいて、実線は右方位極角４０°観察時、破線は右方位極角５０°観察時を示している。具体的には、曲線ａ、ｂは、それぞれ、Ｒｔｈ２＝９０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。また、曲線ｃ、ｄは、それぞれ、Ｒｔｈ２＝１８０ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の、曲線ｅ、ｆは、それぞれ、Ｒｔｈ２＝３００ｎｍの時の極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性を示している。
【００８４】
図７（Ａ）に示す場合と同様に、Ｒｔｈ２が大きくなるにしたがって、極角４０°観察時及び極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性曲線に差が生じているが、極角４０°観察時と極角５０°観察時の背景透過率のＲｅ２依存性曲線の交点は３０〜３５ｎｍとほとんど差が見られないことから、Ｒｔｈ２が変化したとしてもＲｅ２は固定してもほぼ良好な視角特性が実現できると考えられる。したがって、より詳細に検討を行ったＲｔｈ１＝Ｒｔｈ２時の最適パラメータ設定方法がそのまま適用可能と考えられる。
【００８５】
以上の解析結果より、Ｒｔｈ１とＲｔｈ２が等しくない場合においても、適切な面内位相差、厚さ方向位相差、及び液晶層のリターデーションΔｎｄを設定することにより、良好な視角特性を実現可能である。
【００８６】
（ｉｉｉ）図８に、変形例による液晶表示素子の概略図を示す。変形例による液晶表示素子は、上側ガラス基板４と第２の光学フィルム９との間にネガティブＣプレート１１が配置される点において、実施例による液晶表示素子と異なる。図５に示す液晶表示素子においては、１枚のネガティブＣプレート１１が配置されているが、複数のネガティブＣプレートを配置することもできる。
【００８７】
変形例による液晶表示素子は、液晶層５のリターデーションΔｎｄが、たとえば７５０ｎｍより大きい場合であっても、良好な視角特性を実現することが可能である。ただし、Δｎｄを大きくすると、深い極角観察角度からの光抜けが増加し、更に、Δｎｄ設定の面内均一性がシビアになる傾向がある。本願発明者が実機を製作したところ、１２００ｎｍ程度までのΔｎｄで、良好な表示が可能であることが確認された。なお、上記のＣプレートが挿入されていない場合における最適Δｎｄの算出式（数式（５）〜（１２））へ単数又は複数のＣプレートの厚さ方向位相差を第２の光学フィルムの厚さ方向位相差Ｒｔｈ２に合算し適用することが出来る。
【００８８】
なお、上述の実施例では、第１及び第２の光学フィルムとして負の二軸光学異方性を有するものを用いて説明したが、正の一軸光学異方性、すなわち、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ、ｎｚ＝１を有するＡプレートも適用可能である。Ａプレートの場合、面内位相差Ｒｅに対して厚さ方向位相差ＲｔｈはＲｔｈ＝Ｒｅ／２で示される。シミュレーション解析により確認したが、上記実施例で検討した負の二軸光学異方性の場合と何ら違いはない。したがって、Ｒｅ１、Ｒｅ２、Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２、Δｎｄの数式などによる関係付けは全く同等で扱うことが出来る。
【００８９】
さらに、第１の光学フィルムのみｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ、ｎｚ＝−１を有する負のＡプレートや、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ、１≦ｎｚ＜−１を示す正の二軸光学異方性を有するものを用いても同等に扱うことが可能である。
【００９０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
液晶表示素子一般に利用可能である。たとえばセグメント表示、ドットマトリックス表示、及びそれら二つの表示がともに可能な液晶表示素子に好適に利用できる。また、ＴＦＴ駆動の液晶表示素子、及びたとえば１／４デューティ以上の表示容量を有するマルチプレックス駆動液晶表示素子に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００９２】
１ 偏光板偏光層
２ ＴＡＣベースフィルム
３ 第１の光学フィルム
４ 上側ガラス基板
５ 垂直配向液晶層
６ 下側ガラス基板
７ 第２の光学フィルム
８ 第１の光学フィルム
９ 第２の光学フィルム
１０ 上側偏光板
１１ ネガティブＣプレート
２０ 下側偏光板
３０ 垂直配向液晶セル
Ｆａｂ 上側偏光板偏光層吸収軸
Ｒａｂ 下側偏光板偏光層吸収軸
ＳＡ１ 第１の光学フィルムの面内遅相軸
ＳＡ２ 第２の光学フィルムの面内遅相軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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１２００ｎｍ以下の基板に対して垂直、又は略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及び第２の光学フィルムと、
前記第１及び第２の光学フィルムの前記第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の透明基板の前記液晶層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２の光学フィルムは、前記第１の透明基板と前期第１の光学フィルムとの間に配置され、
前記第１の光学フィルム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１の光学フィルムの面内遅相軸と前記第２の光学フィルムの面内遅相軸とは直交するように配置され、
前記第１の光学フィルムの面内方位の位相差は、前記第２の光学フィルムの面内方位の位相差よりも大きい液晶表示素子。
【請求項２】
前記第１の光学フィルムの面内位相差をＲｅ１、厚さ方向位相差をＲｔｈ１とすると、Ｒｅ１＞３１．３８９＋６４４０．４／Ｒｔｈの関係を有する請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記第２の光学フィルムの面内位相差をＲｅ２とすると、Ｒｅ１＝Ａ＋Ｂ×Ｒｅ２、Ａ＝２６．１１５＋６４４０．４／Ｒｔｈ１、且つ、１≦Ｂ≦２．３の関係を有する請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の光学フィルムの厚さ方向位相差Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２は、それぞれの面内位相差Ｒｅ１、Ｒｅ２の半分の値より大きく５５０ｎｍ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。
【請求項５】
前記液晶層のリターデーションをΔｎｄとすると、前記液晶層が、
Δｎｄ＝（１８５．１８＋２３１７９×Ｒｔｈ）−（０．３４６１９＋０．００２３３０３×Ｒｔｈ）×ＲＥ１＝（１８５．１８＋２３１７９×（（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２）／２））−（０．３４６１９＋０．００２３３０３×（（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２）／２））×Ｒｅ１で、上記Δｎｄ±１００ｎｍの範囲内である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記第１及び第２の光学フィルムのいずれか一方又は双方がＡプレートである請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記第１の光学フィルムが負のＡプレート又は正の二軸光学異方性を有する物質である請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項１】
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１２００ｎｍ以下の基板に対して垂直、又は略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及び第２の光学フィルムと、
前記第１及び第２の光学フィルムの前記第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の透明基板の前記液晶層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２の光学フィルムは、前記第１の透明基板と前期第１の光学フィルムとの間に配置され、
前記第１の光学フィルム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１の光学フィルムの面内遅相軸と前記第２の光学フィルムの面内遅相軸とは直交するように配置され、
前記第１の光学フィルムの面内方位の位相差は、前記第２の光学フィルムの面内方位の位相差よりも大きい液晶表示素子。
【請求項２】
前記第１の光学フィルムの面内位相差をＲｅ１、厚さ方向位相差をＲｔｈ１とすると、Ｒｅ１＞３１．３８９＋６４４０．４／Ｒｔｈの関係を有する請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記第２の光学フィルムの面内位相差をＲｅ２とすると、Ｒｅ１＝Ａ＋Ｂ×Ｒｅ２、Ａ＝２６．１１５＋６４４０．４／Ｒｔｈ１、且つ、１≦Ｂ≦２．３の関係を有する請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の光学フィルムの厚さ方向位相差Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２は、それぞれの面内位相差Ｒｅ１、Ｒｅ２の半分の値より大きく５５０ｎｍ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。
【請求項５】
前記液晶層のリターデーションをΔｎｄとすると、前記液晶層が、
Δｎｄ＝（１８５．１８＋２３１７９×Ｒｔｈ）−（０．３４６１９＋０．００２３３０３×Ｒｔｈ）×ＲＥ１＝（１８５．１８＋２３１７９×（（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２）／２））−（０．３４６１９＋０．００２３３０３×（（Ｒｔｈ１＋Ｒｔｈ２）／２））×Ｒｅ１で、上記Δｎｄ±１００ｎｍの範囲内である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記第１及び第２の光学フィルムのいずれか一方又は双方がＡプレートである請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記第１の光学フィルムが負のＡプレート又は正の二軸光学異方性を有する物質である請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１６４２７４（Ｐ２０１１−１６４２７４Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５５７５（Ｐ２０１０−２５５７５）
【出願日】平成２２年２月８日（２０１０．２．８）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月８日（２０１０．２．８）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]