(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に、液晶分子の長軸が電圧無印加時において該基板面に対して略垂直な方向に配向した液晶が挟持されてなる液晶セルと、該液晶セルを挟み込むように配置されかつ偏光軸が互いに直交する第１及び第２の偏光フィルムと、該液晶セルと該第１及び第２の偏光フィルムとの間に少なくとも合計２枚の位相差フィルム（Ａ，Ｃ）とを具備する液晶表示素子において、
位相差フィルムＡは、下記式（１）及び（２）
Ｒ（λ１）／Ｒ（λ２）＜１      （１）
Ｋ（λ１）／Ｋ（λ２）＜１      （２）
ここで、上記式（１）、（２）において、Ｒ（λ１）およびＲ（λ２）はそれぞれ波長λ１、λ２における位相差フィルムの面内位相差であり、Ｋ（λ１）およびＫ（λ２）はそれぞれ波長λ１、λ２における位相差フィルムの厚み方向位相差であり、λ１、λ２は４００ｎｍ＜λ１＜λ２＜７００ｎｍの関係を満たす波長である、
の関係を満たし、かつ位相差フィルムＣは、下記式（３）及び（４）
ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚ                    （３）
１＜Ｋ（λ１）／Ｋ（λ２）          （４）
ここで、ｎｘは、位相差フィルムの面内における最大屈折率であり、ｎｙは、該位相差フィルムの面内における最大屈折率を示す方向に直交する方位の屈折率であり、ｎｚは、位相差フィルムの法線方向の屈折率であり、Ｋ、λ１及びλ２の定義は上記と同じである、
の関係を同時に満たすことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
位相差フィルムＡは、第１または第２の偏光フィルムに隣接している、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
位相差フィルムＣは、液晶セルに隣接している、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
位相差フィルムＡの遅相軸が、偏光フィルムの偏光軸と平行又は直交している、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
上記式（１）及び（２）において、λ１が波長４５０ｎｍであり、λ２が波長５５０ｎｍである、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項６】
位相差フィルムＡが、下記式（５）及び（６）
１＜Ｒ（６５０）／Ｒ（５５０）        （５）
１＜Ｋ（６５０）／Ｋ（５５０）        （６）
ここで、Ｒ（６５０）及びＲ（５５０）は、それぞれ波長６５０ｎｍ及び５５０ｎｍにおける位相差フィルムの面内位相差であり、Ｋ（６５０）及びＫ（５５０）は、それぞれ波長６５０ｎｍ及び５５０ｎｍにおける位相差フィルムの厚み方向位相差である、
を満たす、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項７】
７．位相差フィルムＣが、下記式（４−１）
Ｋ（６５０）／Ｋ（５５０）＜１        （４−１）
ここで、Ｋ（６５０）及びＫ（５５０）は、それぞれ波長６５０ｎｍ及び５５０ｎｍにおける位相差フィルムの厚み方向位相差である、
を満たす、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項８】
位相差フィルムＡは、下記式（７）
１０＜Ｒ（５５０）＜３００        （７）
を満たし、かつ位相差フィルムＣは、下記式（８）
５０＜Ｋ（５５０）＜４００        （８）
ここで、Ｒ（５５０）及びＫ（５５０）は、それぞれ波長５５０ｎｍにおける位相差フィルムの面内位相差及び厚み方向位相差である、
を満たす、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項９】
位相差フィルムＡ及びＣはともに吸水率が１重量％以下である高分子材料から得られたものである、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
位相差フィルムＡは単層である、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
位相差フィルムＡは、正の屈折率異方性を有する高分子のモノマー単位と負の屈折率異方性を有する高分子のモノマー単位とから構成された高分子配向フィルムからなる請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
位相差フィルムＡは、フルオレン骨格を有するポリカーボネートを含むものからなる請求項１１に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
位相差フィルムＣは、下記式（９）
Ｒ（５５０）＜３０            （９）
ここで、Ｒ（５５０）は波長５５０ｎｍにおける位相差フィルムの面内位相差及び厚み方向位相差である、
を満たす、請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
第１及び第２の偏光フィルムがともに、保護層を両側に有する偏光素子からなる場合に、一方の保護層、位相差フィルムＡ及びＣ、ならびに液晶セルにおける波長５５０ｎｍでの厚み方向の位相差の合計が−２００〜２００ｎｍである請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
一対の基板間に液晶分子の長軸が電圧無印加時において該基板面に対して略垂直な方向に配向した液晶が挟持されてなる液晶セルと、該液晶セルを挟み込むように配置されかつ偏光軸が互いに直交する第１及び第２の偏光フィルムと、該液晶セルと該偏光フィルムの間に少なくとも２枚の位相差フィルム（Ａ，Ｃ）とを具備する液晶表示素子において、
位相差フィルムＡは、単層で下記式（１０）及び（１１）
０．６＜Ｒ（４５０）／Ｒ（５５０）＜０．９７          （１０）
１．０１＜Ｒ（６５０）／Ｒ（５５０）＜１．４          （１１）
の関係を満たし、位相差フィルムＣは、下記式（３）ならびに｛（４−１）及び（４−２）｝
ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚ                          （３）
Ｋ（６５０）／Ｋ（５５０）＜１          （４−１）
１＜Ｋ（４５０）／Ｋ（５５０）          （４−２）
の関係を同時に満たし、該位相差フィルムＡは、第１の偏光フィルムあるいは第２の偏光フィルムに隣接し、該位相差フィルムＣは液晶セルに隣接するように配置され、該位相差フィルムＡの遅相軸が、第１の偏光フィルムの偏光軸と平行又は直交し、該位相差フィルムＡは、下記式（７）
１０＜Ｒ（５５０）＜３００        （７）
を満たし、かつ該位相差フィルムＣは、下記式（８）
５０＜Ｋ（５５０）＜４００        （８）
を満たし、かつ下記式（９）
Ｒ（５５０）＜３０            （９）
ここで、Ｒ（４５０）、Ｒ（５５０）及びＲ（６５０）は、それぞれ波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６５０ｎｍにおける位相差フィルムの面内位相差であり、Ｋ（４５０）、Ｋ（５５０）及びＫ（６５０）は、それぞれ波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６５０ｎｍにおける位相差フィルムの厚み方向面内位相差であり、ｎｘは、位相差フィルムの面内における最大屈折率であり、ｎｙは、該位相差フィルムの面内における最大屈折率を示す方向に直交する方位の屈折率であり、ｎｚは、位相差フィルムの法線方向の屈折率である、
を満たし、そして、該位相差フィルムＡはフルオレン骨格を有するポリカーボネートを含むものからなる、液晶表示素子。
【請求項１６】
一対の基板間に液晶分子の長軸が電圧無印加時において該基板面に対して略垂直な方向に配向した液晶が挟持されてなる液晶セルと、該液晶セルを挟み込むように配置されかつ偏光軸が互いに直交する第１及び第２の偏光フィルムと、該液晶セルと該偏光フィルムの間に少なくとも２枚の位相差フィルム（Ａ，Ｃ）とを具備する液晶表示素子において、
波長４００〜７００ｎｍの領域において、位相差フィルムＡは、波長が短いほどフィルム面内及び厚み方向の位相差が実質的に小さく、位相差フィルムＣは、波長が短いほど厚み方向の位相差が実質的に大きく、かつ下記式（３）
ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚ                （３）
ここで、ｎｘは、位相差フィルムの面内における最大屈折率であり、ｎｙは、該位相差フィルムの面内における最大屈折率を示す方向に直交する方位の屈折率であり、ｎｚは、位相差フィルムの法線方向の屈折率である、
を満たす、液晶表示素子。
【請求項１７】
一対の基板間に、液晶分子の長軸が電圧無印加時において該基板面に対して略垂直な方向に配向した液晶が挟持されてなる液晶セルと、該液晶セルを挟み込むように配置されかつ偏光軸が互いに直交する第１及び第２の偏光フィルムと、該液晶セルと該第１及び第２の偏光フィルムとの間に少なくとも合計２枚の位相差フィルム（Ａ，Ｃ）とを具備することにより液晶表示素子の可視光領域全体の視野角を補償する方法であって、
位相差フィルムＡは、下記式（１）及び（２）
Ｒ（λ１）／Ｒ（λ２）＜１      （１）
Ｋ（λ１）／Ｋ（λ２）＜１      （２）
ここで、上記式（１）、（２）において、Ｒ（λ１）およびＲ（λ２）はそれぞれ波長λ１、λ２における位相差フィルムの面内位相差であり、Ｋ（λ１）およびＫ（λ２）はそれぞれ波長λ１、λ２における位相差フィルムの厚み方向位相差であり、λ１、λ２は４００ｎｍ＜λ１＜λ２＜７００ｎｍの関係を満たす波長である、
の関係を満たし、かつ位相差フィルムＣは、下記式（３）及び（４）
ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚ                    （３）
１＜Ｋ（λ１）／Ｋ（λ２）          （４）
ここで、ｎｘは、位相差フィルムの面内における最大屈折率であり、ｎｙは、該位相差フィルムの面内における最大屈折率を示す方向に直交する方位の屈折率であり、ｎｚは、位相差フィルムの法線方向の屈折率であり、Ｋ、λ１及びλ２の定義は上記と同じである、
の関係を同時に満たす方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、電圧無印加時の液晶分子長軸が液晶セルの基板面に対して略垂直な方向に配向している垂直配向モードの液晶表示素子に関する。
【０００２】
【背景技術】
液晶表示素子は一般に、一対の基板間に液晶層を有する液晶セルとそれを挟むように直交に配置した一対の偏光フィルムと位相差フィルムとから主として構成されている。この液晶表示素子は時計、電卓などのような小型のものからモニター、テレビといった大型のものまで広く用いられている。このような液晶表示素子においては、従来は液晶として正の誘電率異方性を有する液晶分子を用いたＴＮ（Twisted Nematic）モードが主流であった。このＴＮモードは、電圧無印加時において液晶セルを構成する一方の基板に隣接する液晶分子の配向方向が、他方の基板に隣接する液晶分子の配向方向に対して約９０°ねじれている。
【０００３】
ＴＮモードの液晶表示素子においては、良質な黒表示、高コントラストを実現するために様々な開発がなされてきている。ＴＮモードは理想的には電圧印加時、つまり液晶分子長軸が該基板面に対して略垂直な方向に配向している状態で黒を表示する必要がある。しかしながら、電圧印加状態においても該基板に隣接する液晶分子は水平配向を維持しているために、液晶分子の複屈折により光の偏光状態が変化する。その結果として、基板に対して垂直な方向から見た場合においても完全な黒を表示することができない。したがって高コントラストの実現が困難となっている。
【０００４】
これに対し、垂直配向モード、いわゆるＶＡ（Vertical Aligned）モードの液晶表示素子においては、液晶セルを構成する一対の基板間に電圧無印加時において液晶分子はそれの長軸が該基板面に対して略垂直に配向している。そして該基板に隣接している液晶分子も基板面に対し略垂直な配向をしているため、光が液晶層を通過する際にほとんど偏光状態が変化しない。つまり、ＶＡモードにおいては、通常、基板に対して垂直な方向から見た場合においてＴＮモードより良好な、ほぼ完全な黒表示が可能となり、高コントラストが実現できる。
【０００５】
ところで、従来のＶＡモードにおいては、視野角を改善するための技術が提案されている。例えば特開平１１−９５２０８号公報には、液晶セルと、該液晶セルの上下に相互の吸収軸が直交するように配置された一対の偏光フィルムと、該液晶セルと該偏光フィルムとの少なくとも一方の間に１枚または２枚の位相差フィルムから構成される視野角補償用位相差フィルムが配置されてなる垂直配向ネマチック型液晶表示装置が記載されている。具体的に、該液晶セルと該偏光フィルムとの一方の間に１枚の位相差フィルムまたは２枚積層された位相差フィルムが用いられていることが開示されている（特許請求の範囲請求項１、及び実施例１〜４（段落００３０〜００３４）参照）。
【０００６】
特開２０００−１３１６９３号公報には、ＶＡモードの液晶表示装置であって、基板と偏光板の間に特定のニ軸性位相差板を、該位相差板の面内の遅相軸が液晶層に対して位相差板と同じ側の配設された該偏光板の吸収軸と略平行あるいは垂直となるように配設された液晶表示装置が記載されている。具体的に言えば、特定の２枚の位相差板を積層したもの（段落００６４、図５４参照）や、特定の２枚の位相差板を、液晶セルを挟むような位置に１枚ずつ配置したもの（段落００７０、図６０参照）が開示されている。
【０００７】
しかしながら、これらの公報に記載されたＶＡモードの液晶表示装置においてはいずれもある特定波長のみの視野角特性が改善されているにすぎない。つまり、黒を表示している液晶表示素子を斜めから見た場合の特定波長での透過率は低減されその結果視野角が広がる。しかしながら該特定波長以外の波長においては光が漏れているため黒が着色して見えるという問題がある。
【０００８】
本発明の主たる目的は、新規なＶＡモードの液晶表示素子を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、黒表示の場合に、可視光領域にわたって光漏れが少なくほぼ無彩色な黒を表示するＶＡモードの液晶表示素子を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、黒表示を行う場合のＶＡモードの液晶表示素子において、位相差フィルムを用いて可視光領域全体にわたって光漏れが少なく、ほぼ無彩色な黒が表示できる新規な方法を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的及び利点は以下の説明から明らかになろう。
【００１２】
【発明の開示】
本発明者らは、上記の光漏れにより黒が着色するという問題が、透過光の波長分散に関係することを突き止めた。つまり、上記問題は用いられる位相差フィルムがある特定の波長でのみ視野角特性を改善するものであることに起因するものであり、そのために光漏れを生ずると考えた。そこで本発明者らは位相差フィルムにおける位相差の波長分散特性に着目した。そして、その波長分散特性を制御することが重要であること、さらにはある特定の位相差フィルムを複数併用することが有効であることを見いだし本発明を完成するに至った。
【００１３】
本発明によれば、本発明の目的及び利点は、
一対の基板間に、液晶分子の長軸が電圧無印加時において該基板面に対して略垂直な方向に配向した液晶が挟持されてなる液晶セルと、該液晶セルを挟み込むように配置されかつ偏光軸が互いに直交する第１及び第２の偏光フィルムと、該液晶セルと該第１及び第２の偏光フィルムとの間に少なくとも合計２枚の位相差フィルム（Ａ，Ｃ）とを具備する液晶表示素子において、
位相差フィルムＡは、下記式（１）及び（２）
Ｒ（λ１）／Ｒ（λ２）＜１      （１）
Ｋ（λ１）／Ｋ（λ２）＜１      （２）
ここで、上記式（１）、（２）において、Ｒ（λ１）およびＲ（λ２）はそれぞれ波長λ１、λ２における位相差フィルムの面内位相差であり、Ｋ（λ１）およびＫ（λ２）はそれぞれ波長λ１、λ２における位相差フィルムの厚み方向位相差であり、λ１、λ２は４００ｎｍ＜λ１＜λ２＜７００ｎｍの関係を満たす波長である、
の関係を満たし、かつ位相差フィルムＣは、下記式（３）及び（４）
ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚ                    （３）
１＜Ｋ（λ１）／Ｋ（λ２）          （４）
ここで、ｎｘは、位相差フィルムの面内における最大屈折率であり、ｎｙは、該位相差フィルムの面内における最大屈折率を示す方向に直交する方位の屈折率であり、ｎｚは、位相差フィルムの法線方向の屈折率であり、Ｋ、λ１及びλ２の定義は上記と同じである、
の関係を同時に満たすことを特徴とする液晶表示素子、
によって達成される。
【００１４】
【発明の実施するための最良の形態】
本発明における垂直配向モード液晶セル（ＶＡモードの液晶セル）とは、少なくとも一方が透明である電極付き基板が向かい合うように一定の距離をおいて配置されており、この隙間に挟持された液晶分子長軸が電圧無印加時において基板に略垂直な方向に配向した構造を有するものである。略垂直な方向に配向とは基板と表示画素部における液晶分子長軸とのなす角度の平均値が略垂直であることであり、一般には８０°以上であり、よりこの好ましくは８５°以上であり、さらに好ましくは８７°以上である。また、特開２００１−２３５７５０号公報に記載されているような電圧無印加時においても表示画素部以外では液晶が基板に対して並行配向しているようなものであっても良い。
【００１５】
ＶＡモードの液晶セルにおいて、平行基板間に液晶を垂直配向させただけでは電圧印加時に液晶がさまざまな方位角方向に傾き、配向の不連続な部分、いわゆるディスクリネーションがランダムに生じ均一表示が得られないという現象がある。このディスクリネーションに関しては様々な研究が行われており、SID98DIGEST,(1998)p.1081「A Wide Viewing Angle Polymer Stabilized Homeotropic Aligned LCD」やDisplay99Late newspapers,(1999)p.31「A Wide Viewing Angle Back Side Exposure MVA TFT LCD with Novel Structure and Process」に記載されているように基板に突起体を形成したり、特開平７−１９９１９０号公報に記載されているように画素電極に窓部を設けることにより、電圧印加時の液晶分子の傾く方向を制御しているものがある。さらに、シャープ技報第８０号２００１年８月p.11「Continuous Pinwheel Alignment (CPA) モードを用いたASV-LCDの開発」に記載されているように、液晶にカイラル材を加えることにより電圧印加時に液晶がねじれながら倒れるようになっているリバースＴＮ方式もある。このように垂直配向モードの液晶セルの電圧印加時における液晶の配向状態は様々な形態をとるものがあるが、本発明は電圧印加時の液晶配向状態によって制限されるものではない。
【００１６】
本発明に用いる液晶セルは、例えば、透過型の液晶表示素子の場合は、波長５５０ｎｍにおける、該液晶セルの厚み方向位相差（以下「Ｋ（５５０）」）値が、通常−４００〜−２００ｎｍ程度となるように設定される。ここで、厚み方向位相差は、液晶を挟持している基板間距離と基板に対して垂直方向の液晶の屈折率異方性との積で表される。
【００１７】
本発明の液晶表示素子において、例えば、透過型の液晶表示素子の場合は、見る側の反対側に通常バックライトを具備し、このような液晶セルの上下に第１及び第２の偏光フィルムが、それらの透過軸が略直交するような角度で配置される。
【００１８】
位相差フィルムと偏光フィルムの位置関係については、液晶セルと第１の偏光フィルムの間または液晶セルと第２偏光フィルムの間の少なくとも一方の間に、位相差フィルムＡとＣの少なくとも一方が配置される。具体的な配置の一例については第１図〜第６図に示されている。
【００１９】
位相差フィルムＡは、偏光板の見かけの軸ずれを有効に補償するために、第１または第２の偏光フィルムに隣接していることが好ましい。また、位相差フィルムＣは液晶セルの厚み方向位相差を有効に補償するために、液晶セルに隣接していることが好ましい。なお本発明において隣接とは、例えば粘着剤によりお互いが貼付により直接接していることを意味する。
【００２０】
位相差フィルムＡおよびＣは、正面から入射した偏光に対して位相差を与えないために、その遅相軸が、第１および／または第２の偏光フィルムの偏光軸と実質的に平行又は直交している配置が好ましい。ただし、液晶セルと第１の偏光フィルムとの間及び液晶セルと第２の偏光フィルムとの間にほぼ同特性の一対の他の位相差フィルム（例えばλ／４板）を、当該互いの他の位相差フィルムの遅相軸が実質的に平行又は直交しているような配置にて用いてもよい。
【００２１】
該位相差フィルムＡ及びＣの波長５５０ｎｍにおける面内位相差（以下「Ｒ（５５０）」）値は３００ｎｍ以下であり、Ｋ（５５０）値は４００ｎｍ以下であることが望ましいが、最適値は位相差フィルムＡ及びＣの平均屈折率（以下「ｎ」）、位相差フィルムＡ及びＣの組み合わせ、配置構成により変化する。
【００２２】
ここで、本発明においては、位相差フィルムの面内位相差Ｒ（λ）及び厚み方向位相差Ｋ（λ）はそれぞれ下記式（１２）及び（１３）
Ｒ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ                         （１２）
Ｋ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ                  （１３）
で表される。
【００２３】
上記式中、ｎｘ、ｎｙ、ｎｚは位相差フィルムの三次元屈折率であり、それぞれ位相差フィルム面内におけるｘ軸方向、ｙ軸方向、位相差フィルムに垂直なｚ軸方向の屈折率である。また、ｄは位相差フィルムの厚み（ｎｍ）である。λは４００〜７００ｎｍの波長である。
【００２４】
つまり、ｎｘ、ｎｙ、ｎｚは位相差フィルムの光学異方性を表す指標である。特に本発明における位相差フィルムの場合には
ｎｘ：フィルム面内における最大屈折率
ｎｙ：フィルム面内における最大屈折率を示す方向に直交する方位の屈折率
ｎｚ：フィルム法線方向の屈折率
とする。
【００２５】
ここで、高分子フィルムを一軸延伸した場合には延伸方向、二軸延伸の場合にはより配向度が上がるように延伸した方向、すなわち化学構造的に言えば高分子主鎖の配向方向の屈折率が最大となるときを光学異方性が正、かかる配向方向の屈折率が最小となるときを光学異方性が負であると呼ぶ。本発明では位相差フィルムの光学異方性を屈折率楕円体と見なして公知の屈折率楕円体の式により求める方法によりこの三次元屈折率を求めている。この三次元屈折率は使用する光源の波長依存性があるので、使用する光源波長で定義することが好ましい。
【００２６】
本発明における位相差フィルムＡ及びＣの屈折率異方性は、それぞれ以下のように分類される。
【００２７】
位相差フィルムＡ：ｎｘ＞ｎｙ≒ｎｚ
位相差フィルムＣ：ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚ
本発明においては、少なくとも合計２枚の位相差フィルム、つまり位相差フィルムＡと位相差フィルムＣを組み合わせて用いる。位相差フィルムＡは可視光領域において測定波長が短波長になるほど位相差が実質的に小さくなるような特性を持ち、位相差フィルムＣは反対に、測定波長が短波長になるほど位相差が実質的に大きくなるような特性を有する。
【００２８】
このような特定の２種類の位相差フィルムを組み合わせることにより上記課題を解決できる理由としては以下のように考えている。位相差フィルムＡは主として偏光板の見かけの軸ずれを補償し、位相差フィルムＣは一対の偏光フィルム間に存在する厚み方向位相差を補償する。ここで、偏光板の見かけの軸ずれを広い波長領域にわたって補償するためには、波長に依存せず等しい角度の位相差（ｄｅｇ）を偏光に与えることが好ましい。つまりこのことは、この位相差をｎｍで表記した場合には、短波長になるほど位相差が小さくなる特性を持つことを意味する。一方、一対の偏光フィルム間に存在する厚み方向位相差を広い波長領域にわたって補償するには、一対の偏光フィルム間にはＶＡ液晶セル以外に偏光フィルムの保護層としてＴＡＣフィルム等が用いられる。これらは光学異方性を有するが、なかでも大きな厚み方向位相差を有するＶＡ液晶セルと類似の位相差波長分散を有すること、すなわち短波長ほど位相差が大きくなる特性を持つことが望ましい。
【００２９】
つまり、位相差フィルムＡは、その位相差の波長分散特性が、好ましくは単層で、下記式（１）及び（２）
Ｒ（λ１）／Ｒ（λ２）＜１        （１）
Ｋ（λ１）／Ｋ（λ２）＜１        （２）
の関係を満足する。言い換えれば、位相差フィルム面内及び厚み方向位相差（Ｒ，Ｋ）が波長が短いほど小さいという特性を有する。なお、かかる位相差フィルムＡは、上記特性を満足するために、当該位相差フィルムＡ以外の他の位相差フィルムを複数枚積層するのではなく、実質的に単一の層、すなわち１枚のフィルムからなることが、視野角特性の向上に必要であり、コスト及び生産性の点からも有利である。また後述するように、当該位相差フィルムＡは、上記特性を若干制御するために、少量の液晶を含有してもよい。
【００３０】
ここで、λ１、λ２は下記式（１４）
４００ｎｍ＜λ１＜λ２＜７００ｎｍ                    （１４）
を満たす任意の波長である。
【００３１】
位相差フィルムＡは、好ましくは下記式（１−１）および（１−２）
Ｒ（４５０）／Ｒ（５５０）＜１                        （１−１）
Ｋ（４５０）／Ｋ（５５０）＜１                        （１−２）
を満たす。さらには、下記式（５）及び（６）
１＜Ｒ（６５０）／Ｒ（５５０）        （５）
１＜Ｋ（６５０）／Ｋ（５５０）        （６）
を満たす波長分散特性を有することにより広い波長領域での補償が可能となる。ここで、Ｒ及びＫの定義は上記と同じである、
さらには、下記式（１０）および（１１）
０．６＜Ｒ（４５０）／Ｒ（５５０）＜０．９７          （１０）
１．０１＜Ｒ（６５０）／Ｒ（５５０）＜１．４          （１１）
の関係を満たす波長分散特性を有することが好ましく、位相差の比は測定波長の比に近いほど偏光板の見かけの軸ずれを好適に補償することができる。
【００３２】
上記位相差フィルムＡは、好ましくは下記式（７）
１０＜Ｒ（５５０）＜３００        （７）
の関係を満たす。
【００３３】
本発明に用いる位相差フィルムＣは、下記式（３）及び（４）（好ましくは（４−１）及び／又は（４−２））
ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚ                              （３）
１＜Ｋ（λ１）／Ｋ（λ２）                    （４）
Ｋ（６５０）／Ｋ（５５０）＜１              （４−１）
１＜Ｋ（４５０）／Ｋ（５５０）              （４−２）
の関係を同時に満たす。すなわち、位相差フィルムＣは通常、二軸延伸フィルムであって、フィルムの厚さ方向の屈折率ｎｚが最も小さい。そして波長が短いほど、厚さ方向の位相差Ｋが大きいという特徴を有する。
【００３４】
位相差フィルムＣは、好ましくは下記式（８）
５０＜Ｋ（５５０）＜４００        （８）
の関係を満たすことにより液晶セルの厚み方向位相差を効果的に補償することができる。
【００３５】
さらに位相差フィルムＣは、偏光板の軸ずれ補償をするＡフィルムの効果を妨げないために、下記式（９）
Ｒ（５５０）＜３０            （９）
の関係を満たすことが好ましい。
【００３６】
特に、本発明においては、位相差フィルムＡは上記式（７）を満たし、かつ位相差フィルムＣは上記式（８）を満たすことが、それぞれ偏光板の軸ずれ補償および液晶セルの厚み方向位相差補償に好適である。
【００３７】
本発明の液晶表示素子は、第１及び第２の偏光フィルムがともに、後述するように保護層を両側に有する偏光素子からなる場合には、一方の保護層、位相差フィルムＡ及びＣ、ならびに液晶セルにおける波長５５０ｎｍでの厚み方向の位相差の合計が−２００〜２００ｎｍとなるように、上記位相差フィルムＡ及びＣが用いられることが望ましい。また、位相差フィルムＡ及びＣ以外にも他の位相差フィルムが用いられている場合にはこれら位相差フィルムも含めた厚み方向位相差の合計が−２００〜２００ｎｍとなるように、上記位相差フィルムＡ及びＣが用いられることが望ましい。
【００３８】
本発明に用いられる位相差フィルムＡとしては、例えばＷＯ００／２６７０５号公報（対応はＥＰ１０４５２６１号公報）に記載されているものを用いることができる。
【００３９】
具体的に言えば、位相差フィルムＡとして下記（ａ）または（ｂ）の条件を満たす高分子配向フィルムを用いることができる。
【００４０】
（ａ）（１）正の屈折率異方性を有する高分子のモノマー単位（以下、第１のモノマー単位という。）と負の屈折率異方性を有する高分子のモノマー単位（以下、第２のモノマー単位という。）とを含む高分子から構成されるフィルムであって、
（２）該第１のモノマー単位に基づく高分子のＲ（４５０）／Ｒ（５５０）は、該第２のモノマー単位に基づく高分子のＲ（４５０）／Ｒ（５５０）よりも小さく、かつ
（３）正の屈折率異方性を有する、
高分子配向フィルム。
【００４１】
（ｂ）（１）正の屈折率異方性を有する高分子を形成するモノマー単位（以下、第１のモノマー単位という。）と負の屈折率異方性を有する高分子を形成するモノマー単位（以下、第２のモノマー単位という。）とを含む高分子から構成されるフィルムであって、
（２）該第１のモノマー単位に基づく高分子のＲ（４５０）／Ｒ（５５０）は、該第２のモノマー単位に基づく高分子のＲ（４５０）／Ｒ（５５０）よりも大きく、かつ
（３）負の屈折率異方性を有する、
高分子配向フィルム。
【００４２】
上記（ａ）（ｂ）の条件を満たす態様の例として、下記条件（ｃ）（ｄ）を満たすものがある。
【００４３】
（ｃ）（１）正の屈折率異方性を有する高分子と負の屈折率異方性を有する高分子とからなるブレンド高分子及び／又は正の屈折率異方性を有する高分子のモノマー単位と負の屈折率異方性を有する高分子のモノマー単位とからなる共重合体から構成されるフィルムであって、
（２）該正の屈折率異方性を有する高分子のＲ（４５０）／Ｒ（５５０）は該負の屈折率異方性を有する高分子のＲ（４５０）／Ｒ（５５０）よりも小さく、かつ
（３）正の屈折率異方性を有する、
高分子配向フィルム。
【００４４】
（ｄ）（１）正の屈折率異方性を有する高分子と負の屈折率異方性を有する高分子とからなるブレンド高分子及び／又は正の屈折率異方性を有する高分子のモノマー単位と負の屈折率異方性を有する高分子のモノマー単位とからなる共重合体から構成されるフィルムであって、
（２）該正の屈折率異方性を有する高分子のＲ（４５０）／Ｒ（５５０）は該負の屈折率異方性を有する高分子のＲ（４５０）／Ｒ（５５０）よりも大きく、かつ
（３）負の屈折率異方性を有する、
高分子配向フィルム。
【００４５】
ここで、正又は負の屈折率異方性を有する高分子とは、正又は負の屈折率異方性を有する高分子配向フィルムを与える高分子をいう。
【００４６】
この高分子配向フィルムの具体的な材料について以下に説明する。
【００４７】
かかる高分子材料は、成形加工時に加熱されることが多く、また使用用途にもよるが、耐熱性に優れることが好ましく、ガラス転移点温度が１２０℃以上、好ましくは１４０℃以上であることが好ましい。１２０℃未満では、表示素子の使用条件にもよるが、配向緩和などの問題が発生する場合がある。
【００４８】
また、高分子材料は吸水率が１重量％以下であることが好ましい。高分子材料の吸水率が１重量％を超えると位相差フィルムとして実用する上で光学特性変化や寸法変化などの問題がある場合がある。高分子材料の吸水率は好ましくは０．５重量％以下である。
【００４９】
かかる高分子材料としては特に限定されず、耐熱性に優れ、光学性能が良好で、溶液製膜ができる材料がよい。例えばポリアリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなどの熱可塑性ポリマーが挙げられる。
【００５０】
この熱可塑性ポリマーを用いた場合、上述したように、正の屈折率異方性を有する高分子と負の屈折率異方性を有する高分子とからなるブレンド高分子（２種以上の高分子の混合物）、正の屈折率異方性を有する高分子のモノマー単位と負の屈折率異方性を有する高分子のモノマー単位とからなる共重合体がより好適である。それらは２種類以上組み合わせてもよく、また１種類以上のブレンド高分子と１種類以上の共重合体とを組み合わせて用いてもよい。
【００５１】
ブレンド高分子であれば、光学的に透明である必要があることから相溶ブレンドまたは、各々の高分子の屈折率が略等しいことが好ましい。ブレンド高分子の具体的な組み合わせとしては、例えば負の光学異方性を有する高分子としてポリ（メチルメタクリレート）と、正の光学異方性を有する高分子としてポリ（ビニリデンフロライド）、ポリ（エチレンオキサイド）及びポリ（ビニリデンフロライド−コ−トリフルオロエチレン）からなる群から選ばれる少なくとも１種のポリマーとの組み合わせ、正の光学異方性を有する高分子としてポリ（フェニレンオキサイド）と負の光学異方性を有する高分子としてポリスチレン、ポリ（スチレン−コ−ラウロイルマレイミド）、ポリ（スチレン−コ−シクロヘキシルマレイミド）及びポリ（スチレン−コ−フェニルマレイミド）からなる群から選ばれる少なくとも１種のポリマーとの組み合わせ、負の光学異方性を有するポリ（スチレン−コ−マレイン酸無水物）と正の光学異方性を有するポリカーボネートとの組み合わせ、正の光学異方性を有するポリ（アクリロニトリル−コ−ブタジエン）と負の光学異方性を有するポリ（アクリロニトリル−コ−スチレン）との組み合わせ、正の光学異方性を有するポリカーボネートと負の光学異方性を有するポリカーボネートとの組み合わせを好適に挙げることができるが、これらに限定されるものではない。特に透明性の観点から、正の光学異方性を有するポリカーボネートと負の光学異方性を有するポリカーボネートとを組合わせたブレンド体が好ましい。
【００５２】
共重合体としては例えばポリ（ブタジエン−コ−ポリスチレン）、ポリ（エチレン−コ−ポリスチレン）、ポリ（アクリロニトリル−コ−ブタジエン）、ポリ（アクリロニトリル−コ−ブタジエン−コ−スチレン）、ポリカーボネート共重合体、ポリエステル共重合体、ポリエステルカーボネート共重合体、ポリアリレート共重合体等を用いることが出来る。特に、フルオレン骨格を有するセグメントは負の光学異方性となり得るため、フルオレン骨格を有するポリカーボネート共重合体、ポリエステル共重合体、ポリエステルカーボネート共重合体、ポリアリレート共重合体等はより好ましい。
【００５３】
これらの中でもポリカーボネート共重合体またはポリカーボネート同士のブレンド高分子は透明性、耐熱性、生産性に優れており特に好ましく用いることが出来る。該ポリカーボネートとしては、フルオレン骨格を有する構造を含む芳香族ポリカーボネートが好ましい。例えば、下記式（Ａ）
【００５４】
【化１】
0003648240.tif 000002
で表わされる繰返し単位を含むものが挙げられる。
【００５５】
上記式（Ａ）において、Ｒ１〜Ｒ８はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子及び炭素数１〜６の炭化水素基から選ばれる少なくとも１種の基である。かかる炭化水素基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基が挙げられる。この中で、水素原子、メチル基が好ましい。
【００５６】
Ｘは下記式
【化２】
0003648240.tif 000003
で表されるフルオレン基である。
【００５７】
上記式（Ａ）で表される繰り返し単位は、全繰り返し単位の１〜９９モル％含まれていることが好ましいが、３０モル％以上がより好ましい。
【００５８】
上記芳香族ポリカーボネートは、上記式（Ａ）で表される繰り返し単位ａを３０〜９０モル％と、下記式（Ｂ）
【００５９】
【化３】
0003648240.tif 000004
で示される繰り返し単位ｂが全体の７０〜1０モル％を占める芳香族ポリカーボネートの共重合体及び/またはブレンド高分子がより好ましい。
【００６０】
上記式（Ｂ）において、Ｒ９〜Ｒ１６はそれぞれ独立に水素原子、ハロン原子及び炭素数１〜２２の炭化水素基から選ばれる。かかる炭素数１〜２２の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基等の炭素数１〜９のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基等のアリール基が挙げられる。この中で、水素原子、メチル基が好ましい。
【００６１】
上記式（Ｂ）中のＹは下記式群
【化４】
0003648240.tif 000005
で表される。上記式群において、Ｒ１７〜Ｒ１９、Ｒ２１及びＲ２２はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子及び炭素数１〜２２の炭化水素基から選ばれる少なくとも１種の基である。かかる炭化水素基については、上記したものと同じものを挙げることができる。Ｒ２０及びＲ２３はそれぞれ独立に炭素数１〜２０の炭化水素基から選ばれ、かかる炭化水素基については、上記したものと同じものを挙げることができる。Ａｒ１〜Ａｒ３はそれぞれ独立に、フェニル基、ナフチル基等の炭素数６〜１０のアリール基である。
【００６２】
上記式（Ａ）の含有率は、繰り返し単位全体の３５〜８５モル％がより好ましく、４５〜８０モル％がさらに好ましい。
【００６３】
特に、上記式（Ａ）において、Ｒ１〜Ｒ８は水素原子またはその一部がメチル基である場合であって、かつ上記式（Ｂ）においてＲ９〜Ｒ１６が水素原子でありＹがイソプロピレン基である場合、上記式（Ａ）の含有率は、要求される位相差の波長分散特性による。かかる含有率の下限としては４５モル％、好ましくは５０モル％、さらに好ましくは５５モル％である。上限としては８０モル％、好ましくは７５モル％、さらに好ましくは７０モル％である。特に好ましい範囲としては５５〜７０モル％である。
【００６４】
上記芳香族ポリカーボネートにおいて、共重合体の場合は、上記式（Ａ）および（Ｂ）で表わされる繰り返し単位をそれぞれ２種類以上組み合わせたものでもよく、ブレンド高分子の場合も、上記繰り返し単位はそれぞれ２種類以上組み合わせてもよい。
【００６５】
ここで上記モル比は共重合体、ブレンド体に関わらず、高分子配向フィルムを構成するポリカーボネートバルク全体で、例えば核磁気共鳴（ＮＭＲ）装置により求めることができる。
【００６６】
上記芳香族ポリカーボネートの共重合体およびブレンド体は公知の方法によって製造し得る。該製造方法としてはジヒドロキシ化合物とホスゲンとの重縮合による方法、溶融重縮合法等が好適に用いられる。ブレンド高分子の製造方法としては、互いに相溶しうる２種類以上のポリカーボネートを溶融混合等によりブレンドすることが好ましいが、完全に相溶しなくても成分間の屈折率を合わせれば成分間の光散乱を抑え、透明性を向上させることが可能である。
【００６７】
上記芳香族ポリカーボネートの極限粘度は０．３〜２．０ｄl／ｇであることが好ましい。０．３未満では脆くなり機械的強度が保てないといった問題があり、３．０を超えると溶液粘度が上がりすぎるため溶液製膜においてダイラインの発生等の問題や、重合終了時の精製が困難になるといった問題がある。
【００６８】
本発明における位相差フィルムＣも、上記位相差フィルムＡ同様、耐熱性に優れることが好ましく、ガラス転移点温度が１２０℃以上、好ましくは１４０℃以上である高分子材料からなることが好ましい。１２０℃未満では、表示素子の使用条件にもよるが、配向緩和などの問題が発生する場合がある。
【００６９】
また、吸水率も１重量％以下であることが好ましい。
【００７０】
かかる高分子材料としては特に限定されず、例えばポリアリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなどの熱可塑性ポリマーが挙げられる。
【００７１】
この中でも、耐熱性に優れ、透明性に優れ、光学性能が良好で、溶液製膜ができる材料がよい。例えば芳香族ポリカーボネート、ポリオレフィンが挙げられる。
【００７２】
本発明における位相差フィルムは透明であることが好ましく、ヘーズ値は３％以下、全光線透過率は８５％以上であることが好ましい。
【００７３】
本発明における位相差フィルム中には、例えばフェニルサリチル酸、２−ヒドロキシベンゾフェノン、トリフェニルフォスフェート等の紫外線吸収剤や、色味を変えるためのブルーイング剤、酸化防止剤等が含有されていてもよい。
【００７４】
本発明における位相差フィルムの製造方法としては、公知の溶融押し出し法、溶液キャスト法等が用いられる。フィルムの膜厚むら、外観等の観点から溶液キャスト法がより好ましく用いられる。具体的には、高分子材料としてポリカーボネートを用いた場合、該ポリカーボネートをメチレンクロライド、ジオキソラン等の有機溶剤に溶解し、溶液キャスト法を用いて未延伸フィルムを形成させる。ついてこれを常法により一軸またはニ軸延伸し、所望の位相差を有する位相差フィルムを得る。
【００７５】
位相差フィルムＡを製造する場合の延伸方法としては、ロール速度差を利用するロール縦１軸延伸方法、フィルム幅方向をピンあるいはクリップにより把持し、把持した部分いわゆるテンターのフィルム流れ方向速度差を利用するテンター縦１軸延伸方法、テンターを幅方向に広げるテンター横１軸延伸法等の連続延伸方法が挙げられるが、フィルム特性の均一性等の観点からロール縦１軸延伸法がより好ましく用いられる。
【００７６】
一方、位相差フィルムＣを製造する場合の延伸方法としては、上述したような１軸延伸法にて縦横を別々に延伸する逐次２軸延伸法、フィルム流れ方向に速度差のついたテンターを幅方向に広げる同時２軸延伸法、さらにはこのような延伸を数回繰り返す多段延伸法等が挙げられる。
【００７７】
位相差フィルムを得るための連続延伸法の例をいくつか挙げたが、本発明の位相差フィルムの延伸方法はこれらに限定されるものではなく、生産性の観点から連続延伸が好ましいが、特に連続延伸である必要はない。
【００７８】
上述したような延伸方法に代表される方法で延伸する際、位相差フィルム中には延伸性を向上させる目的で、公知の可塑剤であるジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート等のフタル酸エステル、トリブチルフォスフェート等のりん酸エステル、脂肪族二塩基エステル、グリセリン誘導体、グリコール誘導体等が含有してもよい。延伸時には、先述のフィルム製膜時に用いた有機溶剤をフィルム中に残留させ延伸しても良い。この有機溶剤の量としてはポリマー固形分対比１〜２０重量％であることが好ましい。
【００７９】
また、上記可塑剤の他、液晶等の添加剤は、本発明における位相差フィルムの位相差波長分散を変化させ得る。添加量は、ポリマー固形分すなわち位相差フィルムを構成する高分子材料の重量対比１０重量％以下が好ましく、３重量％以下がより好ましい。
【００８０】
本発明における位相差フィルムの膜厚としては、１μｍから３００μｍであることが好ましい。なお、本発明では位相差フィルムと表現しているが、共通して「フィルム」といい、あるいは「シート」といわれるいずれのものも含む意味である。
【００８１】
また、位相差フィルムＣは高分子材料を延伸したフィルム以外に液晶性高分子を基材（延伸又は未延伸フィルム）上に配向固定させたものであっても良い。さらに該基材は上記位相差フィルムＡであることがフィルム厚みの点において好ましい。
【００８２】
先述したように、位相差フィルムＡの位相差を短波長ほど小さくするためには、高分子配向フィルムを構成する高分子の化学構造が重要であり、位相差波長分散はかなりの部分がその化学構造によって決まるが、製膜条件、添加剤、延伸条件、ブレンド状態、分子量等によっても変動することに留意されるべきである。
【００８３】
本発明において用いられる偏光フィルムは、公知の偏光フィルムを用いることができる。例えば、ヨウ素や二色性色素等をポリビニールアルコール等のポリマー（バインダーポリマーともいう）中に分散し、延伸等により少なくともヨウ素等を配向固定したフィルム、主鎖型または側鎖型のポリアセチレンを延伸したフィルムを挙げることができる。ポリビニールアルコールをバインダーポリマーとして用いた偏光フィルムの場合は、通常、該保護フィルムとしてセルロースアセテートフィルム等が該偏光フィルム上に積層されていることが多い。したがって、本発明における偏光フィルムはこのような保護フィルムを積層したものを含む。また保護フィルムとして本発明における位相差フィルムを兼ねさせても良い。
【００８４】
用いる偏光フィルムの厚さとしては、上記のようなバインダーポリマーを用いたタイプであれば、通常３０〜３００μｍである。また、液晶性で二色性の材料をコーテイングにより基材上に配向固定させたものの場合は、厚みは０．０１〜３０μm程度である。
【００８５】
本発明の液晶表示素子は、位相差フィルム、液晶パネル基板を含むＶＡモードの液晶セル、偏光フィルムを組み合わせて構成される。位相差フィルムと偏光フィルムは隣接、すなわち直接接していることが好ましい。密着させるためには公知の粘着剤や接着剤を用いることができる。
【００８６】
また、本発明の液晶表示素子は液晶セルの向こう側（背後）にバックライトを設置して使用することができる。その際には、プリズムシート、拡散フィルムなどの各種光学フィルム等を液晶表示素子とバックライトの間に配置することができる。
【００８７】
本発明の液晶表示素子は主として液晶ディスプレイ、液晶プロジェクタなどの液晶表示素子として用いることができる。特に、広視野角を必要とする垂直配向モードの液晶表示素子に非常に有用である。
【００８８】
本発明の液晶表示素子にバックライトを設けた場合の好ましい構成例を第１図〜第６図に示す。しかしながら本発明の液晶表示素子はこれらの構成に限定されるものではない。
【００８９】
ここで、第１〜４図に示されるような、いずれかの偏光フィルムと位相差フィルムＡとが隣接しているものが好ましい。
【００９０】
これらの構成例において位相差フィルムＡは、それ１枚で使用するのみならず複数枚の位相差フィルムＡを積層して用いても良く、同様に位相差フィルムＣも複数枚の位相差フィルムＣを積層して用いても良い。ただし、複数の位相差フィルムを積層する場合には該位相差フィルムの最も大きい屈折率を有する方向、いわゆる光学軸の向きをそろえておくことが望ましい。また、上記構成において、バックライトおよびバックライト側の偏光フィルムは反射板あるいは半透過反射板であるような反射型、半透過反射型であっても良い。
【００９１】
本発明の好適な態様は次の通りである。
【００９２】
一対の基板間に液晶分子の長軸が電圧無印加時において該基板面に対して略垂直な方向に配向したＶＡ液晶が挟持されてなる液晶セルと、該液晶セルを挟み込むように配置されかつ偏光軸が互いに直交する第１及び第２の偏光フィルムと、該液晶セルと該偏光フィルムの間に少なくとも２枚の位相差フィルム（Ａ，Ｃ）とを具備する液晶表示素子において、
位相差フィルムＡは、単層で下記式（１０）及び（１１）
０．６＜Ｒ（４５０）／Ｒ（５５０）＜０．９７          （１０）
１．０１＜Ｒ（６５０）／Ｒ（５５０）＜１．４          （１１）
の関係を満たし、位相差フィルムＣは、下記式（３）ならびに（４−１）及び（４−２）
ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚ                          （３）
Ｋ（６５０）／Ｋ（５５０）＜１          （４−１）
１＜Ｋ（４５０）／Ｋ（５５０）          （４−２）
の関係を同時に満たし、該位相差フィルムＡは、第１の偏光フィルムあるいは第２の偏光フィルムに隣接し、該位相差フィルムＣは液晶セルに隣接するように配置され、該位相差フィルムＡの遅相軸が、第１の偏光フィルムの偏光軸と平行又は直交し、該位相差フィルムＡは、下記式（７）
１０＜Ｒ（５５０）＜３００        （７）
を満たし、かつ該位相差フィルムＣは、下記式（８）
５０＜Ｋ（５５０）＜４００        （８）
を満たし、かつ下記式（９）
Ｒ（５５０）＜３０            （９）
を満たし、そして、該位相差フィルムＡはフルオレン骨格を有するポリカーボネートを含むものからなる、液晶表示素子、である。ここで、Ｒ、Ｋ、ｎｘ、ｎｙ、ｎｚの定義は上記と同じである。
【００９３】
それゆえ本発明によれば、本発明の位相差フィルムＡと位相差フィルムＣとを組み合わせて用いることにより、可視光領域全体にわたって光漏れが減り、黒の表示が鮮明でほぼ無彩色となるＶＡモードの液晶表示素子を提供することができることが明らかにされた。
【００９４】
本発明によれば、一対の基板間に、液晶分子の長軸が電圧無印加時において該基板面に対して略垂直な方向に配向した液晶が挟持されてなる液晶セルと、該液晶セルを挟み込むように配置されかつ偏光軸が互いに直交する第１及び第２の偏光フィルムと、該液晶セルと該第１及び第２の偏光フィルムとの間に少なくとも合計２枚の位相差フィルム（Ａ，Ｃ）とを具備することにより液晶表示素子の可視光領域全体の視野角を補償する方法であって、
位相差フィルムＡは、下記式（１）及び（２）
Ｒ（λ１）／Ｒ（λ２）＜１      （１）
Ｋ（λ１）／Ｋ（λ２）＜１      （２）
の関係を満たし、かつ位相差フィルムＣは、下記式（３）及び（４）
ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚ                （３）
１＜Ｋ（λ１）／Ｋ（λ２）          （４）
の関係を同時に満たす方法、が提供される。
【００９５】
ここで、上記式（１）、（２）において、Ｒ（λ１）およびＲ（λ２）はそれぞれ波長λ１、λ２における位相差フィルムの面内位相差であり、Ｋ（λ１）およびＫ（λ２）はそれぞれ波長λ１、λ２における位相差フィルムの厚み方向位相差であり、λ１、λ２は４００ｎｍ＜λ１＜λ２＜７００ｎｍの関係を満たす波長である。
【００９６】
ｎｘは、位相差フィルムの面内における最大屈折率であり、ｎｙは、該位相差フィルムの面内における最大屈折率を示す方向に直交する方位の屈折率であり、ｎｚは、位相差フィルムの法線方向の屈折率であり、Ｋ、λ１及びλ２の定義は上記と同じである。
【００９７】
この方法、つまり上記位相差フィルムＡと位相差フィルムＣとをＶＡモードの液晶表示素子に適用する具体的な方法は上記説明から理解できるであろう。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、位相差が短波長ほど小さくなる位相差フィルムＡを、位相差が短波長ほど大きくなる位相差フィルムＣと組み合わせることにより、可視光領域全体にわたって光漏れが減り、黒の表示が鮮明でほぼ無彩色となるＶＡモードの液晶表示素子を提供することができる。したがって可視光領域全域にわたる広視野角化を実現することができる。
【００９９】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１００】
（評価法）
本願明細書中に記載の材料特性値等は以下の評価法によって得られたものである。
【０１０１】
（１）面内位相差Ｒ値、厚み方向位相差Ｋ値の測定
面内位相差Ｒ値および厚み方向位相差Ｋ値は、分光エリプソメータ『Ｍ１５０』（日本分光（株）製）により測定した。Ｒ値は入射光線と位相差フィルムの表面が直交する状態で測定した。また、Ｋ値は入射光線と位相差フィルムの表面の角度を変えることにより、各角度での位相差値を測定し、公知の屈折率楕円体の式でカーブフィッティングすることにより三次元屈折率であるｎｘ、ｎｙ、ｎｚを求めた。なお、その際、別のパラメータとして平均屈折率ｎが必要になるが、これはアッベ屈折計（（株）アタゴ社製の『アッベ屈折計２−Ｔ』により測定した。
【０１０２】
（２）吸水率の測定
乾燥させたフィルムの状態で膜厚を 130±50μｍとした以外は、JIS K 7209記載の『プラスチックの吸水率及び沸騰吸水率試験方法』に準拠して測定した。試験片の大きさは50mm正方形で、水温25℃、24時間サンプルを浸水させた後、重量変化を測定した。単位は重量％である。
【０１０３】
（３）高分子のガラス転移点温度（Tg）の測定
『DSC2920 Modulated DSC 』（TA Instruments社製）により測定した。位相差フィルム成形後ではなく、高分子を製造後のフレークスまたはチップの状態で測定した。
【０１０４】
（４）フィルム膜厚測定
アンリツ社製の電子マイクロで測定した。
【０１０５】
（５）高分子共重合比の測定
『JNM-alpha600』（日本電子社製）のプロトンNMRにより測定した。特にビスフェノールＡとビスクレゾールフルオレンの共重合体の場合には、溶媒として重ベンゼンを用い、それぞれのメチル基のプロトン強度比から算出した。
【０１０６】
（６）ポリカーボネート共重合体の重合
実施例で用いたポリカーボネートを製造するためのモノマーを以下に示す。
【０１０７】
【化５】
0003648240.tif 000006
攪拌機、温度計および環流冷却器を備えた反応槽に水酸化ナトリウム水溶液およびイオン交換水を仕込み、これに上記構造を有するモノマー［Ｘ］及び［Ｙ］を３３：６７のモル比で溶解させ、少量のハイドロサルフィトを加えた。次にこれに塩化メチレンを加え、２０℃でホスゲンを約６０分かけて吹き込んだ。さらに、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチフェノールを加えて乳化させた後、トリエチルアミンを加えて３０℃で約３時間攪拌して反応を終了させた。反応終了後有機相を分取し、塩化メチレンを蒸発させてポリカーボネート共重合体を得た。得られた共重合体の組成比はモノマー仕込み量比とほぼ同等であった。
【０１０８】
［実施例１］
上記により得られたポリカーボネート共重合体を塩化メチレンに溶解させ、固形分濃度１８重量％のドープ溶液を作製した。このドープ溶液から溶液流延法により支持体上にフィルム流状物を作製した。これを支持体から剥離し、Ｔｇ−２０℃まで徐々に昇温することにより乾燥し、フィルムを得た。次にこのフィルムを２３０℃にて１．６倍に１軸延伸することにより位相差フィルムＡ（共重合ＰＣ１）を得た。このフィルムは測定波長が短波長になるほど位相差が小さくなり、かつ、屈折率異方性は正であることを確認した。
【０１０９】
また、ＪＳＲ（株）製ＡＲＴＯＮを塩化メチレンに溶解させ、固形分濃度１８重量％のドープ溶液を作製した。このドープ溶液から上記と同様にしてフィルムを作製し、１７５℃にて縦横１．３倍に２軸延伸することにより位相差フィルムＣ（ＡＲＴＯＮ１）を得た。このフィルムは測定波長が短波長になるほど位相差が大きくなることを確認した。
【０１１０】
次に、下記の表１に示すような特性を持つＶＡ液晶セルを作製し、市販のヨウ素系偏光フィルムである（株）サンリッツ製『ＨＬＣ２−５６１８』と上記位相差フィルムを下記の表２に示す構成となるように粘着剤を用いて積層させた。このパネルを斜め方向のあらゆる角度から見てもほとんど光漏れはなく、ほぼ完全な黒であり、漏れている光についても着色が無いものであった。
【０１１１】
［実施例２］
ビスフェノールＡタイプのポリカーボネート（帝人化成（株）製Ｃ１４００）を塩化メチレンに溶解させ、固形分濃度１８重量％のドープ溶液を作製した。このドープ溶液を用いて実施例１と同様にフィルムを作製した。ついで、このフィルムを１６５℃にて縦横１．１倍に２軸延伸することにより位相差フィルムＣ（ＰＣ１）を得た。このフィルムは測定波長が短波長になるほど位相差が大きくなることを確認した。
【０１１２】
下記表２に示すようにＡＲＴＯＮ１の代わりにＰＣ１を用いた以外は実施例１と同様のパネル構成を作製した。このパネルを斜め方向のあらゆる角度から見てもほとんど光漏れはなく、ほぼ完全な黒であり、漏れている光についても着色が無いものであった。
【０１１３】
【表１】
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【０１１４】
【表２】
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【０１１５】
［比較例１］
ＪＳＲ（株）製ＡＲＴＯＮを塩化メチレンに溶解させ、固形分濃度１８重量％のドープ溶液を作製した。このドープ溶液からキャストフィルムを作製し、１７５℃にて１．４倍に１軸延伸することによりＡフィルム（ＡＲＴＯＮ２）得た。また、１７５℃にて縦横１．３倍に２軸延伸することによりフィルム（ＡＲＴＯＮ３）得た。
【０１１６】
これらのフィルムを用い、表２に示すようなパネル構成を作製した。このパネルを斜め方向から見たところ、特に４５°方位において光漏れが確認でき、漏れている光についても黒が着色しているのが確認できた。
【０１１７】
実施例、比較例に用いた位相差フィルムの光学特性を下記の表３に示す。
【０１１８】
【表３】
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【０１１９】
【産業上の利用可能性】
本発明によれば、位相差が短波長ほど小さくなる位相差フィルムＡと、位相差が短波長ほど大きくなる位相差フィルムＣとを組み合わせて少なくとも２枚の位相差フィルムを用いることにより、広帯域全体にわたって光漏れが減り、黒の表示が鮮明でほぼ無彩色となるＶＡモードの液晶表示素子を提供することができる。このような液晶表示素子は、したがって、画質に優れ、高品質の液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の液晶表示素子を表す構成の一例である。
第２図は、本発明の液晶表示素子を表す構成の一例である。
第３図は、本発明の液晶表示素子を表す構成の一例である。
第４図は、本発明の液晶表示素子を表す構成の一例である。
第５図は、本発明の液晶表示素子を表す構成の一例である。
第６図は、本発明の液晶表示素子を表す構成の一例である。
【符号の説明】
１Ｐ：第１の偏光フィルム
Ａ：位相差フィルムＡ
Ｌ：ＶＡ液晶セル
Ｃ：位相差フィルムＣ
２Ｐ：第２の偏光フィルム
Ｂ：バックライト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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