【手続補正書】
【提出日】平成24年3月26日(2012.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前記目的を果たすため、本発明の液晶表示素子の一態様は、それぞれ互いに対向する面に平面電極が形成された前側透明基板及び後側透明基板に狭持された液晶層を有する液晶セルと、前記前側透明基板の前記液晶層が配されている面側に対して反対の面側に配設された前側偏光板と、前記後側透明基板の前記液晶層が配されている面側に対して反対の面側に配設された後側偏光板と、を具備し、前記液晶セルは、前記平面電極間に電位差がないときは前記液晶層を形成する液晶分子が前記前側透明基板の前記平面電極が形成された面及び前記後側透明基板の前記平面電極が形成された面に対して垂直に配向する、垂直配向型液晶セルである液晶表示素子において、前記前側偏光板の透過軸と前記後側偏光板の透過軸とは直交しており、前記前側偏光板と前記液晶セルとの間に配設された前側位相差板、及び前記後側偏光板と前記液晶セルとの間に配設された後側位相差板、のうちの少なくとも何れか一方を更に具備し、当該液晶表示素子が前記前側位相差板を具備するとき、該前側位相差板の屈折率が最大である一方向は前記前側偏光板の透過軸と平行であり、当該液晶表示素子が前記後側位相差板を具備するとき、該後側位相差板の屈折率が最大である一方向は前記後側偏光板の透過軸と平行である、ことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、前記目的を果たすため、本発明の液晶表示素子の一態様は、互いに対向する面に平面電極が形成された一対の基板に狭持された液晶層を有する液晶セルと、前記液晶セルを挟持する一対の偏光板と、を具備し、前記液晶セルは、前記平面電極間に電位差がないときは前記液晶層を形成する液晶分子が前記一対の基板の前記平面電極が形成された面に対して垂直に配向する、垂直配向型液晶セルである液晶表示素子において、前記一対の偏光板を構成する第１の偏光板の透過軸と第２の偏光板の透過軸は直交しており、前記一対の偏光板と前記液晶セルとの間に配設された位相差板を更に具備し、前記位相差板の屈折率が最大である一方向は前記位相差板に隣接する偏光板の透過軸と平行である、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本実施形態に係る液晶表示素子を設計するにあたっては、まず、液晶セル１の各種パラメータと、前側偏光板２及び後側偏光板３の透過軸の位置関係を決定する。次に、前記液晶セル１、前側偏光板２及び後側偏光板３からなる液晶表示素子の視野角特性を改善するため、視野角特性の良否を確認しながら、前側位相差板４の特性を決定する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
Ｒｔｈ１＝１８０ｎｍのときの黒表示時の光漏れの値を図８（ａ）に、水平（観察方位０°）方向及び斜め（観察方位４５°）方向の各観察角度に対する輝度の関係を図８（ｂ）及び（ｃ）にそれぞれ示す。また、Ｒｔｈ１＝２４０ｎｍのときの黒表示時の光漏れの値を図９（ａ）に、水平（観察方位０°）方向及び斜め（観察方位４５°）方向の各観察角度に対する輝度の関係を図９（ｂ）及び（ｃ）にそれぞれ示す。何れの場合もこれらの図に示す通り、図６に示した前側位相差板４を導入していない場合と比較して、黒表示の特性、即ち光漏れの少なさ、及び中間調表示の特性、例えば階調反転の起こりにくさを含む階調の滑らかさ、ともに改善し、視野角が広がっていることが分かる。特に、図８に示す通り、Ｒｔｈ１＝１８０ｎｍのときは、斜め（観察方位４５°）方向の光漏れがやや残るものの、中間調の表示特性が良いことが分かる。例えば、図６（ｃ）に示した場合と異なり、図８（ｃ）においては、表示輝度０．０〜０．８６を表す各特性曲線が平行に近くなっており、当該液晶表示素子は、観察角度が増した斜め方向からの観察に対しても、中間調の階調表現が優れていることがわかる。一方、図９に示す通り、Ｒｔｈ１＝２４０ｎｍのときは、Ｒｔｈ１＝１８０ｎｍのときに比べて中間調の表示特性はやや劣るものの、図９（ａ）に示す通り、斜め（観察方位４５°）方向の光漏れが少なく、当該液晶表示素子のコントラストが良好であることが分かる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
本実施例に係る液晶表示素子は、図６を参照し第１の実施例で説明した様な表示特性を改善するために、前側位相差板４を有している。本実施例では、前側位相差板４の最適な条件を決定するため、前側位相差板４の面内位相差Ｒ０１と厚み方向位相差Ｒｔｈ１の値を様々に変更して、前記特性を検討した。尚、Ｒ０１及びＲｔｈ１は、それぞれＲ０１＝（ｎｓ１−ｎｆ１）ｄ１及びＲｔｈ１＝（（ｎｓ１＋ｎｆ１）／２−ｎｚ１）ｄ１の関係を有する。ここで、ｄ１は当該位相差板の厚さである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
Ｒ０１＋Ｒｔｈ１＝１８０ｎｍ、即ちＲ０１＝４５ｎｍ、Ｒｔｈ１＝１３５ｎｍのときの黒表示のときの光漏れの値を図１２（ａ）に、水平（観察方位０°）方向及び斜め（観察方位４５°）方向の各観察角度に対する輝度の関係を図１２（ｂ）及び（ｃ）にそれぞれ示す。また、Ｒ０１＋Ｒｔｈ１＝２４０ｎｍ、即ちＲ０１＝６０ｎｍ、Ｒｔｈ１＝１８０ｎｍのときの黒表示時の光漏れの値を図１３（ａ）に、水平（観察方位０°）方向及び斜め（観察方位４５°）方向の各観察角度に対する輝度の関係を図１３（ｂ）及び（ｃ）にそれぞれ示す。何れの場合もこれらの図に示す通り、図６に示した前側位相差板４を導入していない場合と比較して、黒表示の特性、即ち光漏れの少なさ、及び中間調表示の特性、例えば階調反転の起こりにくさを含む階調の滑らかさ、ともに改善し、視野角が広がっていることが分かる。特に、図１２に示す通り、Ｒ０１＋Ｒｔｈ１＝１８０ｎｍのときは、斜め（観察方位４５°）方向の光漏れがやや残るものの、中間調の表示特性が良いことが分かる。例えば、図６（ｃ）に示した場合と異なり、図１２（ｃ）においては、表示輝度０．０〜０．８６を表す各特性曲線が平行に近くなっており、当該液晶表示素子は、観察角度が増した斜め方向からの観察に対しても、中間調の階調表現が優れていることがわかる。また、図１３に示す通り、Ｒ０１＋Ｒｔｈ１＝２４０ｎｍのときは、Ｒ０１＋Ｒｔｈ１＝１８０ｎｍのときに比べて中間調の表示特性はやや劣るものの、図１３（ａ）に示す通り、斜め（観察方位４５°）方向の光漏れが少なく、当該液晶表示素子のコントラストが良好であることが分かる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
Ｒ０１＋Ｒｔｈ１＝１８０ｎｍ、即ちＲ０１＝４５ｎｍ、Ｒｔｈ１＝１３５ｎｍのときの光漏れの値を図２９（ａ）に、水平（観察方位０°）方向、第１の斜め（観察方位４５°）方向、及び第２の斜め（観察方位１３５°）方向の各観察角度に対する輝度の関係を図２９（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）にそれぞれ示す。図２４に示した前側位相差板４を導入していない場合と比較して、図２９（ａ）に示す通り、黒表示の特性、即ち光漏れの少なさ、特に、第１の斜め（観察方位４５°）方向及び第２の斜め（観察方位１３５°）方向の特性が改善していることが分かる。更に図２９（ｃ）及び（ｄ）に示す通り、中間調の表示特性、即ち階調反転の起こりにくさを含む階調の滑らかさが改善していることが分かる。この様に当該液晶表示素子の視野角が広がっていることが分かる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ互いに対向する面に平面電極が形成された前側透明基板及び後側透明基板に狭持された液晶層を有する液晶セルと、
前記前側透明基板の前記液晶層が配されている面側に対して反対の面側に配設された前側偏光板と、
前記後側透明基板の前記液晶層が配されている面側に対して反対の面側に配設された後側偏光板と、
を具備し、
前記液晶セルは、前記平面電極間に電位差がないときは前記液晶層を形成する液晶分子が前記前側透明基板の前記平面電極が形成された面及び前記後側透明基板の前記平面電極が形成された面に対して垂直に配向する、垂直配向型液晶セルである液晶表示素子において、
前記前側偏光板の透過軸と前記後側偏光板の透過軸とは直交しており、
前記前側偏光板と前記液晶セルとの間に配設された前側位相差板、及び前記後側偏光板と前記液晶セルとの間に配設された後側位相差板、のうちの少なくとも何れか一方を更に具備し、
当該液晶表示素子が前記前側位相差板を具備するとき、該前側位相差板の屈折率が最大である一方向は前記前側偏光板の透過軸と平行であり、
当該液晶表示素子が前記後側位相差板を具備するとき、該後側位相差板の屈折率が最大である一方向は前記後側偏光板の透過軸と平行である、
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記液晶層の、屈折率異方性をΔｎ、厚さをｄＬＣ、と定義し、
当該液晶表示素子が前記前側位相差板を具備するとき、該前側位相差板の、厚さをｄ１、    面内方向の屈折率が最大である一方向の屈折率をｎｓ１、前記屈折率がｎｓ１である一方向と直交する面内方向の屈折率をｎｆ１、厚み方向の屈折率をｎｚ１、と定義し、
当該液晶表示素子が前記前側位相差板を具備しないときは前記ｄ１を０、と定義し、
当該液晶表示素子が前記後側位相差板を具備するとき、該後側位相差板の、厚さをｄ２、    面内方向の屈折率が最大である一方向の屈折率をｎｓ２、前記屈折率がｎｓ２である一方向と直交する面内方向の屈折率をｎｆ２、厚み方向の屈折率をｎｚ２、と定義し、
当該液晶表示素子が前記後側位相差板を具備しないときは前記ｄ２を０、と定義し、
前記ｄ１、前記ｎｓ１、前記ｎｆ１及び前記ｎｚ１を用いて、前記前側位相差板の厚み方向位相差Ｒｔｈ１及び面内位相差Ｒ０１を、
Ｒｔｈ１＝（（ｎｓ１＋ｎｆ１）／２−ｎｚ１）ｄ１、
Ｒ０１＝（ｎｓ１−ｎｆ１）ｄ１、
と定義し、
前記ｄ２、前記ｎｓ２、前記ｎｆ２及び前記ｎｚ２を用いて、前記後側位相差板の厚み方向位相差Ｒｔｈ２及び面内位相差Ｒ０２を、
Ｒｔｈ２＝（（ｎｓ２＋ｎｆ２）／２−ｎｚ２）ｄ２、
Ｒ０２＝（ｎｓ２−ｎｆ２）ｄ２、
と定義したときに、
前記平面電極間に所定以上の電位差があるときは、
前記液晶分子が前記前側透明基板及び前記後側透明基板に対して傾斜して配向し、
該液晶分子の配向方向は、該液晶分子の配向方向の前記前側透明基板への投影方向と、
前記前側偏光板の透過軸又は前記後側偏光板の透過軸と、の成す角が４５°である４方向に規定されており、
前記Ｒｔｈ１、前記Ｒ０１、前記Ｒｔｈ２及び前記Ｒ０２の和が、Δｎ・ｄＬＣの値の４０％以上７０％以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記Δｎ・ｄＬＣの値は実質的に３６０ｎｍであり、
前記Ｒｔｈ１、前記Ｒ０１、前記Ｒｔｈ２及び前記Ｒ０２の和が、１５０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下である、
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記Δｎ・ｄＬＣの値は実質的に３６０ｎｍであり、
前記Ｒｔｈ１、前記Ｒ０１、前記Ｒｔｈ２及び前記Ｒ０２の和が、実質的に１８０ｎｍである、
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記Δｎ・ｄＬＣの値は実質的に３６０ｎｍであり、
前記Ｒｔｈ１、前記Ｒ０１、前記Ｒｔｈ２及び前記Ｒ０２の和が、実質的に２４０ｎｍである、
ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記前側位相差板と前記後側位相差板とのうちの、前記前側位相差板のみを具備する場合に、
前記ｎｓ１、前記ｎｆ１及び前記ｎｚ１は、ｎｓ１＝ｎｆ１＞ｎｚ１の関係を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記前側位相差板と前記後側位相差板とのうちの、前記前側位相差板のみを具備する場合に、
前記ｎｓ１、前記ｎｆ１及び前記ｎｚ１は、ｎｓ１＞ｎｆ１＞ｎｚ１の関係を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記前側位相差板と前記後側位相差板とをともに具備する場合に、
前記ｎｓ１、前記ｎｆ１及び前記ｎｚ１は、ｎｓ１＞ｎｆ１＞ｎｚ１の関係を有し、
前記ｎｓ２、前記ｎｆ２及び前記ｎｚ２は、ｎｓ２＞ｎｆ２＞ｎｚ２の関係を有する、  ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項９】
前記ｄ１、前記ｎｓ１、前記ｎｆ１、前記ｎｚ１、前記ｄ２、前記ｎｓ２、前記ｎｆ２及び前記ｎｚ２は、
ｄ１＝ｄ２、ｎｚ１＝ｎｚ２、ｎｓ１＝ｎｓ２、ｎｆ１＝ｎｆ２、
の関係を有する、
ことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
前記液晶層の、屈折率異方性をΔｎ、厚さをｄＬＣ、と定義し、
当該液晶表示素子が前記前側位相差板を具備するとき、該前側位相差板の、厚さをｄ１、    面内方向の屈折率が最大である一方向の屈折率をｎｓ１、前記屈折率がｎｓ１である一方向と直交する面内方向の屈折率をｎｆ１、厚み方向の屈折率をｎｚ１、と定義し、
当該液晶表示素子が前記前側位相差板を具備しないときは前記ｄ１を０、と定義し、
当該液晶表示素子が前記後側位相差板を具備するとき、該後側位相差板の、厚さをｄ２、    面内方向の屈折率が最大である一方向の屈折率をｎｓ２、前記屈折率がｎｓ２である一方向と直交する面内方向の屈折率をｎｆ２、厚み方向の屈折率をｎｚ２、と定義し、
当該液晶表示素子が前記後側位相差板を具備しないときは前記ｄ２を０、と定義し、
前記ｄ１、前記ｎｓ１、前記ｎｆ１及び前記ｎｚ１を用いて、前記前側位相差板の厚み方向位相差Ｒｔｈ１及び面内位相差Ｒ０１を、
Ｒｔｈ１＝（（ｎｓ１＋ｎｆ１）／２−ｎｚ１）ｄ１、
Ｒ０１＝（ｎｓ１−ｎｆ１）ｄ１、
と定義し、
前記ｄ２、前記ｎｓ２、前記ｎｆ２及び前記ｎｚ２を用いて、前記後側位相差板の厚み方向位相差Ｒｔｈ２及び面内位相差Ｒ０２を、
Ｒｔｈ２＝（（ｎｓ２＋ｎｆ２）／２−ｎｚ２）ｄ２、
Ｒ０２＝（ｎｓ２−ｎｆ２）ｄ２、
と定義したときに、
前記平面電極間に所定以上の電位差があるときは、
前記液晶分子が前記前側透明基板及び前記後側透明基板に対して傾斜して配向し、
該液晶分子の配向方向は、該液晶分子の配向方向の前記前側透明基板への投影方向と前記前側偏光板の透過軸との成す角が４５°である第１の液晶配向方向と、該液晶分子の配向方向の前記前側透明基板への投影方向と前記第１の液晶配向方向の前記透明基板への投影方向との成す角が１８０°である第２の液晶配向方向と、の２方向に規定されており、
前記Ｒｔｈ１、前記Ｒ０１、前記Ｒｔｈ２及び前記Ｒ０２の和が、Δｎ・ｄＬＣの値の５０％以上７０％以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
前記Δｎ・ｄＬＣの値は実質的に３６０ｎｍであり、
前記Ｒｔｈ１、前記Ｒ０１、前記Ｒｔｈ２及び前記Ｒ０２の和が、１８０ｎｍ以上２４０ｎｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記Δｎ・ｄＬＣの値は実質的に３６０ｎｍであり、
前記Ｒｔｈ１、前記Ｒ０１、前記Ｒｔｈ２及び前記Ｒ０２の和が、実質的に２１０ｎｍである、ことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
前記前側位相差板と前記後側位相差板とのうちの、前記前側位相差板のみを具備する場合に、
前記ｎｓ１、前記ｎｆ１及び前記ｎｚ１は、ｎｓ１＝ｎｆ１＞ｎｚ１の関係を有する、  ことを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のうちの何れか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
前記前側位相差板と前記後側位相差板とのうちの、前記前側位相差板のみを具備する場合に、
前記ｎｓ１、前記ｎｆ１及び前記ｎｚ１は、ｎｓ１＞ｎｆ１＞ｎｚ１の関係を有する、
ことを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のうちの何れか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
前記前側位相差板と前記後側位相差板とをともに具備する場合に、
前記ｎｓ１、前記ｎｆ１及び前記ｎｚ１は、ｎｓ１＞ｎｆ１＞ｎｚ１の関係を有し、
前記ｎｓ２、前記ｎｆ２及び前記ｎｚ２は、ｎｓ２＞ｎｆ２＞ｎｚ２の関係を有する、  ことを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のうちの何れか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
前記ｄ１、前記ｎｓ１、前記ｎｆ１、前記ｎｚ１、前記ｄ２、前記ｎｓ２、前記ｎｆ２及び前記ｎｚ２は、
ｄ１＝ｄ２、ｎｚ１＝ｎｚ２、ｎｓ１＝ｎｓ２、ｎｆ１＝ｎｆ２、
の関係を有する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
互いに対向する面に平面電極が形成された一対の基板に狭持された液晶層を有する液晶セルと、
前記液晶セルを挟持する一対の偏光板と、
を具備し、
前記液晶セルは、前記平面電極間に電位差がないときは前記液晶層を形成する液晶分子が前記一対の基板の前記平面電極が形成された面に対して垂直に配向する、垂直配向型液晶セルである液晶表示素子において、
前記一対の偏光板を構成する第１の偏光板の透過軸と第２の偏光板の透過軸は直交しており、
前記一対の偏光板と前記液晶セルとの間に配設された位相差板を更に具備し、
前記位相差板の屈折率が最大である一方向は前記位相差板に隣接する偏光板の透過軸と平行である、
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１８】
前記液晶層の、屈折率異方性をΔｎ、厚さをｄＬＣ、と定義し、
前記位相差板の、厚さをｄ、面内方向の屈折率が最大である一方向の屈折率をｎｓ、    前記屈折率がｎｓである一方向と直交する面内方向の屈折率をｎｆ、厚み方向の屈折率をｎｚ、と定義し、
前記ｄ、前記ｎｓ、前記ｎｆ及び前記ｎｚを用いて、前記位相差板の厚み方向位相差Ｒｔｈ及び面内位相差Ｒ０を、
Ｒｔｈ＝（（ｎｓ＋ｎｆ）／２−ｎｚ）ｄ、
Ｒ０＝（ｎｓ−ｎｆ）ｄ、
と定義したときに、
前記平面電極間に所定以上の電位差があるときは、
前記液晶分子が前記一対の基板に対して傾斜して配向し、
該液晶分子の配向方向は、該液晶分子の配向方向の前記一対の基板への投影方向と、
前記第１の偏光板の透過軸又は前記第２の偏光板の透過軸と、の成す角が４５°である４方向に規定されており、
前記Ｒｔｈと前記Ｒ０との総和が、Δｎ・ｄＬＣの値の４０％以上７０％以下である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示素子。
【請求項１９】
前記液晶層の、屈折率異方性をΔｎ、厚さをｄＬＣ、と定義し、
前記位相差板の、厚さをｄ、面内方向の屈折率が最大である一方向の屈折率をｎｓ、
前記屈折率がｎｓである一方向と直交する面内方向の屈折率をｎｆ、厚み方向の屈折率をｎｚ、と定義し、
前記ｄ、前記ｎｓ、前記ｎｆ及び前記ｎｚを用いて、前記位相差板の厚み方向位相差Ｒｔｈ及び面内位相差Ｒ０を、
Ｒｔｈ＝（（ｎｓ＋ｎｆ）／２−ｎｚ）ｄ、
Ｒ０＝（ｎｓ−ｎｆ）ｄ、
と定義したときに、
前記平面電極間に所定以上の電位差があるときは、
前記液晶分子が前記一対の基板に対して傾斜して配向し、
該液晶分子の配向方向は、該液晶分子の配向方向の前記一対の基板への投影方向と前記第１の偏光板の透過軸との成す角が４５°である第１の液晶配向方向と、該液晶分子の配向方向の前記一対の基板への投影方向と前記第１の液晶配向方向の前記一対の基板への投影方向との成す角が１８０°である第２の液晶配向方向と、の２方向に規定されており、
前記Ｒｔｈ、前記Ｒ０の総和が、Δｎ・ｄＬＣの値の５０％以上７０％以下である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示素子。