(57)【要約】【課題】急峻性が良好である垂直配向型液晶表示素子及びその生産方法を提供する。【解決手段】液晶表示素子は、液晶層に電圧が印加されると液晶分子が所定の傾斜方向（液晶ダイレクタ方向ｎ）に倒れる垂直配向型の液晶パネル１０と、液晶パネル１０と液晶パネル１０を挟んで両側に配置される一対の偏光フィルタ３０との間に位置し、二軸光学異方性を有する第１位相差板４１と、を備える。第１位相差板４１は、基板の主面の面内方向で屈折率が最も大きい方向に向く遅相軸ＳＡを有し、遅相軸ＳＡと液晶ダイレクタ方向ｎとのなす角の角度が４５°より大きく６０°以下となるように液晶パネル１０に対して配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、前記一対の基板間に封入され、負の誘電率異方性を有する液晶層と、を有し、前記液晶層に電圧が印加されない状態では液晶分子が前記基板の主面と略垂直に配向しており、電圧が印加されると前記液晶分子が所定の傾斜方向に倒れる液晶パネルと、
前記液晶パネルと前記液晶パネルを挟んで両側に配置される一対の偏光フィルタとの間に位置する１又は複数の位相差板から構成され、二軸光学異方性を有する位相差部と、を備える垂直配向型液晶表示素子であって、
前記１又は複数の位相差板のうち１の位相差板は、前記基板の主面の面内方向で屈折率が最も大きい方向に向く遅相軸を有し、前記遅相軸と前記傾斜方向とのなす角の角度が４５°より大きく６０°以下となるように前記液晶パネルに対して配置されている、
ことを特徴とする垂直配向型液晶表示素子。
【請求項２】
前記１の位相差板は、二軸性位相差板であり、この二軸性位相差板が前記遅相軸を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の垂直配向型液晶表示素子。
【請求項３】
前記位相差部は、複数の一軸性位相差板から構成され、
前記１の位相差板が前記遅相軸を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の垂直配向型液晶表示素子。
【請求項４】
前記位相差部は、前記基板の主面に平行な方向に沿うＸ軸方向の屈折率をＮｘ、前記基板の主面に平行且つ前記Ｘ軸に垂直なＹ軸方向の屈折率をＮｙ、前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸に垂直なＺ軸方向の屈折率をＮｚ、前記位相差部の厚みをｄとしたとき、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚを満たし、（Ｎｘ−Ｎｙ）・ｄで表される面内方向の位相差の合計値が０ｎｍより大きく、{（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ}・ｄで表される厚さ方向の位相差の実効的な合計値が６７０ｎｍ以上１１１０ｎｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の垂直配向型液晶表示素子。
【請求項５】
前記１の位相差板は、前記遅相軸と前記傾斜方向とのなす角の角度が６０°となるように前記液晶パネルに対して配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の垂直配向型液晶表示素子。
【請求項６】
前記一対の偏光フィルタをさらに備え、
前記一対の偏光フィルタは、各々の透過軸が互いに直交し且つ、前記傾斜方向と各々の透過軸とのなす角が４５°となるように配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の垂直配向型液晶表示素子。
【請求項７】
一対の基板と負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層とを有し、前記液晶層に電圧が印加されない状態では前記液晶分子が前記基板の主面と略垂直に配向しており、前記液晶層に電圧が印加されると前記液晶分子が所定の傾斜方向に倒れる液晶パネルを用意するステップと、
前記液晶パネルを挟む両側の少なくとも一方側に、１又は複数の位相差板から構成され、二軸光学異方性を有する位相差部を配置するステップと、
前記１又は複数の位相差板のうち１の位相差板を前記基板の主面の面内方向で屈折率が最も大きい方向に向く遅相軸を有する位相差板に決定するステップと、
前記１の位相差板を、前記遅相軸と前記傾斜方向とのなす角の角度が４５°より大きく６０°以下となるように前記液晶パネルに対して配置するステップと、を備える、
ことを特徴とする垂直配向型液晶表示素子の生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直配向型液晶表示素子及びその生産方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子として、垂直配向型液晶表示素子（ＶＡ（Vertical Alignment）型液晶表示素子）が知られている。ＶＡ型液晶表示素子は、一対の基板間に配置される液晶層内の液晶分子が各基板の主面に対して略垂直に配向しており、一対の基板の各々に設けられた電極に電圧を印加し、液晶層に電圧をかけ、基板主面と略水平方向に液晶分子を倒すことで、表示を可能とするものである。
【０００３】
ＶＡ型液晶表示素子として、例えば、特許文献１には、一対の基板の外側に正の屈折率異方性を有する一軸性リタデーションフィルム（一軸性位相差板）を有し、このリタデーションフィルムの光軸（遅相軸）が電圧印加時の液晶分子が倒れ始める方向と直交するように配置された液晶表示素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１９７８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、パッシブマトリクス方式のように液晶表示素子を高Ｄｕｔｙ駆動させる場合、特許文献１に係る液晶表示素子の構造では、ある程度の急峻性は得られるが（図５参照）、さらに急峻性を高めるという点で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、急峻性が良好である垂直配向型液晶表示素子及びその生産方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明の第１の観点に係る垂直配向型液晶表示素子は、
一対の基板と、前記一対の基板間に封入され、負の誘電率異方性を有する液晶層と、を有し、前記液晶層に電圧が印加されない状態では液晶分子が前記基板の主面と略垂直に配向しており、電圧が印加されると前記液晶分子が所定の傾斜方向に倒れる液晶パネルと、
前記液晶パネルと前記液晶パネルを挟んで両側に配置される一対の偏光フィルタとの間に位置する１又は複数の位相差板から構成され、二軸光学異方性を有する位相差部と、を備える垂直配向型液晶表示素子であって、
前記１又は複数の位相差板のうち１の位相差板は、前記基板の主面の面内方向で屈折率が最も大きい方向に向く遅相軸を有し、前記遅相軸と前記傾斜方向とのなす角の角度が４５°より大きく６０°以下となるように前記液晶パネルに対して配置されている、
ことを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するため本発明の第２の観点に係る垂直配向型液晶表示素子の生産方法は、
一対の基板と負の誘電率異方性を有する液晶分子を含む液晶層とを有し、前記液晶層に電圧が印加されない状態では前記液晶分子が前記基板の主面と略垂直に配向しており、前記液晶層に電圧が印加されると前記液晶分子が所定の傾斜方向に倒れる液晶パネルを用意するステップと、
前記液晶パネルを挟む両側の少なくとも一方側に、１又は複数の位相差板から構成され、二軸光学異方性を有する位相差部を配置するステップと、
前記１又は複数の位相差板のうち１の位相差板を前記基板の主面の面内方向で屈折率が最も大きい方向に向く遅相軸を有する位相差板に決定するステップと、
前記１の位相差板を、前記遅相軸と前記傾斜方向とのなす角の角度が４５°より大きく６０°以下となるように前記液晶パネルに対して配置するステップと、を備える、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、急峻性が良好である垂直配向型液晶表示素子及びその生産方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示素子の概略断面図である。
【図２】（ａ）は、液晶表示素子の概略構成を示す図であり、特に、偏光フィルタが偏光板である場合の構成を説明するための図である。（ｂ）は、偏光フィルタの透過軸と液晶ダイレクタ方向と第１位相差板の遅相軸との関係を説明するための図である。
【図３】遅相軸と液晶ダイレクタ方向とのなす角度が４５°、９０°の場合の、Ｖ−Ｔ特性を示す図である。
【図４】遅相軸と液晶ダイレクタ方向とのなす角度とＯＦＦ透過率との関係を示す図である。
【図５】遅相軸と液晶ダイレクタ方向とのなす角度と急峻性及びＶ５との関係を示す図である。
【図６】（ａ）は、位相差部の厚さ方向のリタデーションの実行的な合計値と最大ＯＦＦ透過率との関係を示す図である。（ｂ）は、最大ＯＦＦ透過率を説明するための図である。
【図７】（ａ）は、実施例１乃至３及び比較例の各種設定を示す図である。（ｂ）は、実施例１乃至３及び比較例のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る一実施形態について図面を参照して説明する。
なお、以下では、所定の構成要素の、液晶表示素子の表示面方向（液晶表示素子の鑑賞者の方向）を「表」とし、表示面方向の反対側方向を「裏」として、説明する。
【００１２】
（液晶表示素子の構成）
図１に示す本実施形態に係る液晶表示素子１００は、垂直配向（ＶＡ）型液晶表示素子であり、液晶パネル１０と、偏光フィルタ２０及び３０と、位相差部４０と、を備える。
【００１３】
液晶パネル１０は、一対の基板１１Ｆ，１１Ｒと、それぞれの基板の互いに対向する内面（対向面）に形成された電極部１２Ｆ及び電極部１２Ｒと、これら電極部の表面に形成された配向膜１３Ｆ，１３Ｒと、一対の基板１１Ｆ，１１Ｒを接合するためのシール材１４と、一対の基板１１Ｆ，１１Ｒとシール材１４とによって形成される空間に封入されており液晶分子１５Ａを含む液晶層１５と、を備える。
【００１４】
基板１１Ｆ，１１Ｒは、例えば、ガラス、プラスチック等から構成される透明基板である。基板１１Ｆ，１１Ｒは、液晶層１５を挟んで対向するように配置されており、基板１１Ｆは液晶パネル１０の表側に位置し、基板１１Ｒは液晶パネル１０の裏側に位置する。
【００１５】
電極部１２Ｆ，１２Ｒは、酸化インジウムを主成分とするＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等から構成され、光を透過する透明電極からなる。電極部１２Ｆ，１２Ｒは、それぞれ、基板１１Ｆ，１１Ｒの対向する内面上に形成されている。基板１１Ｆの裏面に形成された電極部１２Ｆは、例えば、信号電極としての、互いに平行に第１の方向に延在する複数の電極からなる。基板１１Ｒの表面に形成された電極部１２Ｒは、例えば、走査電極としての、第１の方向と垂直な第２の方向に延在する複数の電極からなる。本実施形態においては、パッシブ駆動方式で電圧が印加されるため、この場合の液晶パネル１０は、パッシブマトリクス型となる。
【００１６】
配向膜１３Ｆ，１３Ｒは、ポリイミド等から構成されている。配向膜１３Ｆは電極部１２Ｆを裏側から覆うように形成されており、配向膜１３Ｒは電極部１２Ｒを表側から覆うように形成されている。配向膜１３Ｆ，１３Ｒは、それぞれ、液晶層１５の液晶分子１５Ａの電圧無印加時（対向する電極間に電圧が印加されていないとき）における配向状態（液晶分子１５Ａの長軸方向）を基板１１Ｆ，１１Ｒの主面と略垂直に規定する垂直配向膜であり、液晶分子１５Ａを１つの方位に揃えるように配向させている（いわゆるモノドメイン配向）。このため、電圧無印加時における液晶分子１５Ａのプレチルト角（基板の主面に対して液晶分子１５Ａの長軸がなす角度）は、略９０°（丁度９０°は含まず）となっている。プレチルトとは、電圧印加時に液晶分子１５Ａの倒れる方向（後述する「液晶ダイレクタ方向」）を規定するため、液晶分子１５Ａを垂直方向から若干倒すことをいう。プレチルト角とは、基板の主面と液晶分子１５Ａの長軸とのなす角のうち鋭角の角をいう。基板法線方向を９０°として、プレチルトを付与するにつれ、プレチルト角の角度は、９０°から減少していく。
配向膜１３Ｆ，１３Ｒには、例えば、互いにアンチパラレルとなるようにラビング処理が施されており、これにより液晶分子１５Ａの配向方向は規定されている。なお、光配向処理、突起配向処理等の公知の処理によって液晶分子１５Ａの配向方向を規定してもよい。
【００１７】
液晶層１５は、誘電率異方性Δεが負（Δε＜０）で、例えば、波長５８９ｎｍでの屈折率異方性Δｎが０．２の液晶材から構成されている。また、液晶層１５の厚さＤは、例えば５．４μｍに設定されている。この液晶層１５は、電圧無印加時は、配向膜１３Ｆ，１３Ｒの配向規制力により、液晶分子１５Ａが両基板の主面に対して略垂直になるように配向している。液晶層１５の液晶分子１５Ａは、電圧印加時には、負の誘電率異方性により、液晶ダイレクタ方向ｎ（図１参照）に倒れ込むように挙動し、十分に高い電圧が印加されたときは、液晶分子は両基板の主面と実質的に平行となる。ここで、液晶ダイレクタ方向ｎとは、電圧印加時における液晶層１５における液晶分子１５Ａの平均的傾斜方向をいう。なお、図１では、模式的に、液晶分子１５Ａを楕円で表し、電圧印加時に液晶分子１５Ａが紙面左側に倒れ込むものとしている。
【００１８】
偏光フィルタ２０，３０は、表面側又は裏面側から入射する光を吸収軸に直交する透過軸に沿った直線偏光として出射する。偏光フィルタ２０，３０は、液晶パネル１０を挟んでその両側に配置されており、偏光フィルタ２０は液晶パネル１０の表側に位置し、偏光フィルタ３０は液晶パネル１０の裏側に位置する。偏光フィルタ２０及び３０は、図２（ｂ）に示すように、偏光フィルタ２０の透過軸２０Ａと偏光フィルタ３０の透過軸３０Ａとが互いに直交するように配置され（クロスニコル配置）、且つ、各々の透過軸２０Ａ，３０Ａと液晶ダイレクタ方向ｎとのなす角の角度が４５°となるように、液晶パネル１０に対して配置されている。
偏光フィルタ２０，３０は、例えば偏光板であり、この場合、図２（ａ）に示すように、偏光フィルタ２０は偏光機能を有するＰＶＡ（Poly Vinyl Alcohol）層２１とＰＶＡ層２１を両側から挟んで支持するＴＡＣ（Tri Acetyl Cellulose）層２２Ｆ,２２Ｒとを備え、偏光フィルタ３０は偏光機能を有するＰＶＡ層３１とＰＶＡ層３１を両側から挟んで支持するＴＡＣ層３２Ｆ,３２Ｒとを備える。
【００１９】
位相差部４０は、液晶パネル１０の両側に配置された第１位相差板４１及び第２位相差板４２から構成される。第１位相差板４１は、二軸性位相差板であり、液晶パネル１０の裏面上に配置されている。第２位相差板４２は、一軸性位相差板であり、液晶パネル１０の表面上に配置されている。
【００２０】
第１位相差板４１は、二軸光学異方性を有し、一対の基板１１Ｆ，１１Ｒの主面に平行な方向に沿うＸ軸方向の屈折率をＮｘ、基板主面に平行且つＸ軸に垂直なＹ軸方向の屈折率をＮｙ、Ｘ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸方向の屈折率をＮｚ、第１位相差板の厚さをｄとしたとき、互いに直交する３方向の屈折率Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚの値が、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持つ二軸性位相差板である。
第１位相差板４１は、Ｒｅ＝（Ｎｘ−Ｎｙ）・ｄで表される面内方向のリタデーション（位相差）Ｒｅが例えば４０ｎｍ、Ｒｔｈ＝{（Ｎｘ−Ｎｙ）／２−Ｎｚ}・ｄで表される厚さ方向のリタデーション（位相差）Ｒｔｈが例えば４０５ｎｍとなるように設定されている。
【００２１】
第１位相差板４１は、そのＲｔｈにより、黒表示状態（ＯＦＦ電圧印加時）における液晶層１５の厚さ方向のリタデーションの一部を補償すると共に、そのＲｅにより、明表示状態（ＯＮ電圧印加時）に液晶分子１５Ａが基板１１Ｆ，１１Ｒの主面と完全に平行にはならなくとも、光を効率的に透過させるように、リタデーションＲｅ，Ｒｔｈの値が設定されている。
【００２２】
また、第１位相差板４１は、その板面に平行な面上で屈折率が最も大きい方向に向く遅相軸ＳＡ（図２（ｂ）参照）と、遅相軸ＳＡと直交し屈折率が最も小さい方向に向く進相軸（図示せず）と、を有する。
第２位相差板４２は、図２（ｂ）に示すように、遅相軸ＳＡと液晶層１５の液晶ダイレクタ方向ｎとのなす角をαとすると、αが「４５°＜α≦６０°」という条件（以下、「条件１」という）を満たすように、液晶パネル１０に対して配置されている。
本願発明者が、上記条件１をどのようにして見出したかは、後に詳述する。
【００２３】
第２位相差板４２は、面内方向のリタデーションＲｅが０ｎｍ、厚さ方向のリタデーションＲｔｈが２６５〜７０５ｎｍ程度に設定されたＣプレートである。第２位相差板４２は、そのＲｔｈにより、黒表示状態（ＯＦＦ電圧加時）における液晶層１５の厚さ方向のリタデーションを第１位相差板４１と協同して補償するようにリタデーションＲｔｈの値が設定されている。
【００２４】
液晶表示素子１００では、第１位相差板４１及び第２位相差板４２の厚さ方向のリタデーションの実効的な合計値ΣＲｔｈが、「６７０ｎｍ≦ΣＲｔｈ≦１１１０ｎｍ」という条件（以下、「条件２」という）を満たすように設定されている。
ここで、実効的な合計値とは、偏光フィルタ２０の裏面側（液晶パネル１０側）のＴＡＣ層２２Ｒと、偏光フィルタ３０の表面側（液晶パネル１０側）のＴＡＣ層３２Ｆとは、それぞれ、互いに直交する３方向の屈折率Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚの値が、Ｎｘ＝Ｎｙ＞Ｎｚの関係を持つネガティブＣプレートとして作用するため、これらＴＡＣ層２２Ｒ、３２Ｆの厚さ方向のリタデーションを加味した値である。つまり、偏光フィルタ２０，３０がＴＡＣ層を有する偏光板である場合は、位相差部４０における厚さ方向のリタデーションの合計値に、ＴＡＣ層２２Ｒ、３２Ｆの厚さ方向のリタデーション値をさらに加えた値が６７０ｎｍ以上１１１０ｎｍとなるように、位相差部４０は設定される。
本願発明者が、上記条件２をどのようにして見出したかは、後に詳述する。
【００２５】
以上の構成からなる液晶表示素子１００は、次のように表示を行う。
【００２６】
（黒表示）
液晶表示素子１００では、液晶分子１５Ａが倒れ始める閾値電圧（例えば、２．５Ｖ付近）よりも低い値にＯＦＦ電圧が設定されている。そのため、一対の電極部１２Ｆ，１２ＲにＯＦＦ電圧を印加しても液晶分子１５Ａは実質的に垂直に配向したままである。この場合、裏側から偏光フィルタ３０を通過した光は、液晶層１５によっては偏光方向（電場振動方向）がほとんど変化されないため、そのほとんどは、偏光フィルタ３０とクロスニコルの関係で配置された偏光フィルタ２０を通過できない。液晶表示素子１００は、このようにして黒表示を実現する（ノーマリブラックモード）。
なお、本実施形態では、偏光フィルタ３０と液晶パネル１０との間に位置する第１位相差板４１によって光が偏光するため、裏側から偏光フィルタ３０を通過した光のうち若干の光が偏光フィルタ２０を通過してしまうが、液晶表示素子１００は、後に述べるように、ＯＦＦ時の透過率が、表示品位に問題のない程度に抑制されたものになっている。
（明表示）
一対の電極部１２Ｆ，１２ＲにＯＮ電圧を印加すると、液晶層１５の電圧がかけられた領域（平面視において信号電極と走査電極とが重なる領域）においては、液晶分子１５Ａが液晶ダイレクタ方向ｎ側に傾き、特に液晶層１５の断面中間に位置する液晶分子１５Ａは、その長軸が基板１１Ｆ，１１Ｒの主面と実質的に平行となるように挙動する。これにより、液晶層１５を通過する光に複屈折が起きて、液晶層１５を通過する光の偏光方向が変化し、偏光フィルタ３０の裏側から液晶層１５を通過した光は偏光フィルタ２０を通過する。液晶表示素子１００は、このようにして明表示を実現する。
なお、パッシブ駆動方式においては、ＯＮ−ＯＦＦ電圧差に制限があるため、ＯＮ時においても、液晶分子１５Ａが基板１１Ｆ，１１Ｒ主面と完全に平行となるわけではない。そのため、液晶層１５を裏側から通過した光の全てが、偏光フィルタ２０を通過するわけではない。しかし、本実施形態では、偏光フィルタ３０を裏側から通過した光は、液晶層１５に達する前に第１位相差板４１を通過することにより、光学的に補償され、液晶層１５を効率的に透過する。
【００２７】
ここからは、本願発明者がどのようにして上記条件１及び２を導出したかについて説明する。
【００２８】
図３に、遅相軸と液晶ダイレクタ方向とのなす角αの角度が４５°と９０°の場合のＶ−Ｔ（電圧−透過率）特性を示す。
図４に、αとＯＦＦ電圧印加時の透過率（ＯＦＦ透過率）との関係を示す。
図５に、αと急峻性（Ｖ５０／Ｖ５）及びＶ５との関係を示す。
ここで、Ｖ５０／Ｖ５は、最大透過率を１００％、最小透過率を０％と換算した場合における、透過率ＴがＴ＝５０％の電圧（Ｖ５０）とＴ＝５％での電圧（Ｖ５）との比（シャープネス）を表す。Ｖ５０／Ｖ５の値は、１に近ければ近いほど、急峻性に優れる。なお、図３〜図５に示す透過率は、液晶表示素子１００の表示面の法線方向から見たときにおける正面透過率である。
【００２９】
α＝４５°である場合、図４からわかるようにＯＦＦ透過率が最も低いため、黒表示に優れていることがわかる（ＯＦＦ透過率は０．００３％）。しかし、図３に示すように、α＝９０°のときよりも低い電圧で透過率が上昇している（つまり、低い電圧で液晶分子１５Ａが倒れてしまう）ため、図５に示すように急峻性が悪化する（Ｖ５０／Ｖ５は１．１０６）。
一方、特許文献１に開示された液晶表示素子の構造のように、α＝９０°である場合、図３に示すように、２．５Ｖ付近において、透過率が減少する方向にピークが顕著に発生していることがわかる。この場合、図５に示すように急峻性が良好である（Ｖ５０／Ｖ５は１．１０２）。しかし、図４からわかるようにＯＦＦ透過率が高く、黒表示が良好でない（ＯＦＦ透過率は０．２６９％）。
つまり、α＝４５°では黒表示が優れるが急峻性が良好でなく、α＝９０°では急峻性に優れるが黒表示が良好ではない。
【００３０】
ここで、図５を参照すると、αの値が４５°を超えるとＶ５０／Ｖ５の値が徐々に１に近づいていき、α＝６０°でＶ５０／Ｖ５の値が最も１に近くなっている（Ｖ５０／Ｖ５は１．０９６）。つまり、αの値が４５°より大きく６０°以下の範囲では、急峻性が良好であり、αの値が６０°で最も急峻性が良好になることがわかる。一方、αが６０°より大きく９０°以下の範囲においても、急峻性は良好であるが、この範囲では、図４からわかるようにＯＦＦ透過率が良好でなく、電圧値も高くなりすぎるため（図５のＶ５参照）、αが６０°より大きく９０°以下の範囲は採用できない。
このようにして、本願発明者は、良好な急峻性を実現するためには、αが「４５°＜α≦６０°」という条件（条件１）を満たすように、第１位相差板４１を、液晶パネル１０に対して配置すればよいことを見出した。
【００３１】
次に、本願発明者は、液晶表示素子１００の表示品位上、黒表示時の透過率（ＯＦＦ透過率）の上昇がどの程度許容されるかを調べるために、シミュレーションにより、第１位相差板４１及び第２位相差板４２（位相差部４０）の厚さ方向のリタデーションの実行的な合計値ΣＲｔｈと最大ＯＦＦ透過率との関係を示すグラフを作成した。このグラフを図６（ａ）に示す。
ここで、最大ＯＦＦ透過率とは、液晶表示素子１００の表示面の法線に対する視点の角度を、図６（ｂ）に示すように、θと表したとき、θ＝５０°の場合における、表示面の所定の面内方向を上として、上下左右の４方向それぞれにおけるＯＦＦ透過率のうち最大の値を示したものをいう。
【００３２】
本願発明者は、目視により、最大ＯＦＦ透過率が３０％以上になると、液晶表示素子１００の表示品位が著しく損なわれると判断した。そこで、位相差部４０のＲｅ（本実施形態では、第１位相差板４１のＲｅ）を５５ｎｍ、αを急峻性が良好な６０°と設定し、この設定において位相差部４０における厚さ方向のリタデーションの実行的な合計値ΣＲｔｈを４５０、６７０、８９０、１１１０、１３３０ｎｍと変化させた場合における、最大ＯＦＦ透過率をプロットすることでグラフを作成し、ＯＦＦ透過率が３０％を下回るΣＲｔｈの範囲を調べた。
なお、比較例として、前述のようにＯＦＦ透過率が良好であるαが４５°の場合（図４参照）についても図６に併記した。
【００３３】
図６を参照すると、ΣＲｔｈが４５０、１３３０ｎｍである場合は、最大ＯＦＦ透過率が３０％を超えているため、表示品位上、ΣＲｔｈとしてこれらの値を採用することはできない。一方、ΣＲｔｈが６７０、８９０、１１１０ｎｍである場合は、最大ＯＦＦ透過率が３０％を十分に下回っており、表示品位上、問題ないと想定される（なお、最大ＯＦＦ透過率は、ΣＲｔｈ＝６７０ｎｍで２２％、ΣＲｔｈ＝８９０ｎｍで１４％、ΣＲｔｈ＝１１１０ｎｍで２５％）。
本願発明者は、上記結果を鑑み、急峻度を良好としつつも、ＯＦＦ透過率の上昇を抑制するためには、位相差部４０を、その厚さ方向のリタデーションの実効的な合計値ΣＲｔｈが、「６７０ｎｍ≦ΣＲｔｈ≦１１１０ｎｍ」という条件（条件２）を満たすように設定すればよいことを見出した。
【００３４】
続いて、本願発明者は、液晶表示素子１００の効果を確認するため、上記条件１及び条件２を満たしつつ、位相差部４０のΣＲｔｈを変更させた実施例を複数設定し、その場合の最大ＯＦＦ透過率、急峻性等をシミュレーションにより導いた。この場合の各種設定を図７（ａ）に示す。
具体的には、液晶層１５のΔｎを０．２、液晶層１５の厚さＤを５．４μｍ（この場合のΔｎ・Ｄは、１０８０ｎｍ）、第１位相差板４１のＲｅを４０ｎｍ、Ｒｔｈを４０５ｎｍと固定値として設定し、α＝６０°であり、第２位相差板４２のＲｔｈを２６５、４８５、７０５ｎｍと互いに異ならせることで、位相差部４０のΣＲｔｈを、６７０、８９０、１１１０ｎｍと変更させた３つの実施例（実施例１〜３）と、同様な設定の液晶表示素子でα＝４５°であり、第２位相差板４２のＲｔｈを４８５ｎｍと設定し、位相差部４０のΣＲｔｈが８９０ｎｍである比較例とで、シミュレーションを行った。
【００３５】
実施例１〜３及び比較例のシミュレーション結果を図７（ｂ）に示す。
最大ＯＦＦ透過率に着目すると、実施例１〜３は、「２２．４％」、「１４．５％」、「２５．４％」と最大ＯＦＦ透過率が「０．４％」である比較例に劣る。
しかし、急峻性に着目すると、α＝６０°である実施例１〜３は、いずれも、Ｖ５０／Ｖ５が「１．０９６」であり、比較例のＶ５０／Ｖ５ある「１．１０６」よりも１に近く、比較例に比べて実施例１〜３は、急峻性が非常に良好であることがわかる。
また、ＯＮ透過率に着目すると、実施例１〜３は、いずれも、ＯＮ透過率が「１２．５％」と、比較例の「８．８％」よりも高い値を示している。実施例１〜３は急峻性に優れることから、このようにＯＮ透過率を稼ぐことに成功している。
また、コントラストに着目すると、実施例１〜３は、ＯＦＦ透過率が比較例に比べ劣ることから、コントラストが「６１９」と、比較例のコントラストである「７４７」よりも小さい値を示しているが、前述のようにＯＮ透過率が稼げているため、表示品位上問題はない。なお、コントラストとは、表示面上の一定の領域における、ＯＦＦ時とＯＮ時の輝度の比である。表示上コントラストが大きいほど見栄えがよいといえるが、実施例と比較例との差は、前述のように表示品位上問題ないレベルである。
【００３６】
なお、以上の図３〜図６及び図７（ｂ）における測定結果は、シンテック株式会社製のシミュレーションソフト「ＬＣＤ  ＭＡＳＴＥＲ」により導出した。
【００３７】
（液晶表示素子１００の生産方法について）
ここからは、液晶表示素子１００の生産方法について説明する。
【００３８】
まず、透明基板からなる一対の基板１１Ｆ，１１Ｒを用意し、両基板の一面上にＩＴＯに電極部１２Ｆ，１２Ｒを形成する。次に、基板１１Ｆに、電極部１２Ｆを覆うように配向膜１３Ｆを形成する。同様に、基板１１Ｒに、電極部１２Ｒを覆うように配向膜１３Ｒを形成する。このように形成された配向膜１３Ｆと配向膜１３Ｒとには、例えばアンチパラレルとなるようにラビング処理が施され、液晶分子１５Ａに略９０°（丁度９０°は含まず）のプレチルトを付与するように調整されている。
【００３９】
次に、基板１１Ｆ，１１Ｒのいずれかにシール１４を塗布し、両基板を、電極部側が対向するように重ね合わせる。そして、一対の基板１１Ｆ，１１Ｒ間に、誘電率異方性Δεが負（Δε＜０）の液晶材を注入して、液晶層１５を形成することで液晶パネル１０を作成する。液晶層１５の液晶分子１５Ａは、配向膜１３Ｆ，１３Ｒによって垂直配向されるとともに、上記プレチルトが付与される。この液晶パネル１０は、パッシブ駆動方式により１対の電極部１２Ｆ，１２Ｒで液晶層１５に電圧が印加されると液晶分子１５Ａが所定の傾斜方向（液晶ダイレクタ方向ｎ）に倒れるように構成される。
【００４０】
ここまでの工程を経て、一対の基板１１Ｆ，１１Ｒと負の誘電率異方性を有する液晶分子１５Ａを含む液晶層１５とを有し、液晶層１５に電圧が印加されない状態では液晶分子１５Ａが基板１１Ｆ，１１Ｒの主面と略垂直に配向しており、液晶層１５に電圧が印加されると液晶分子１５Ａが所定の傾斜方向（液晶ダイレクタ方向ｎ）に倒れる液晶パネル１０を用意する。
【００４１】
続いて、用意した液晶パネル１０の一方の面側に第１位相差板４１を、遅相軸ＳＡと液晶ダイレクタ方向ｎとのなす角の角度が４５°より大きく６０°以下となるように液晶パネルに対して配置し、貼り合わせる。また、液晶パネル１０の他方の面側に第２位相差板４２を貼り合わせる。
つまり、ここでの工程は、液晶パネル１０を挟む両側の少なくとも一方側に、１又は複数の位相差板から構成され、二軸光学異方性を有する位相差部４０を配置する工程と、位相差部４０のうち１の位相差板を一対の基板１１Ｆ，１１Ｒの主面の面内方向で屈折率が最も大きい方向に向く遅相軸ＳＡを有する第１位相差板４１に決定する工程と、第１位相差板４１を、遅相軸ＳＡと液晶ダイレクタ方向ｎとのなす角の角度が４５°より大きく６０°以下となるように液晶パネル１０に対して配置する工程と、を含む。
【００４２】
ただし、上記のように貼り合わせる前に、第１位相差板４１と第２位相差板４２とから構成される位相差部４０として、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚを満たし、（Ｎｘ−Ｎｙ）・ｄで表される面内方向の位相差の合計値が０ｎｍより大きく、{（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ}・ｄで表される厚さ方向の位相差の実効的な合計値が６７０ｎｍ以上１１１０ｎｍ以下という条件を満たす位相差部４０を用意する工程を予め行っておく。
【００４３】
そして、液晶パネル１０に固着された第２位相差板４２上に偏光フィルタ２０を貼り合わせ、液晶パネル１０に固着された第１位相差板４１上に偏光フィルタ３０を貼り合わせる。このとき、偏光フィルタ２０と３０とは、各々の透過軸２０Ａと３０Ａとが互いに直交し且つ、液晶ダイレクタ方向ｎと各々の透過軸２０Ａ，３０Ａとのなす角が４５°となるように配置する。
液晶表示素子１００は、以上のように生産される。
【００４４】
本実施形態に係る液晶表示素子１００は、一対の基板１１Ｆ，１１Ｒと、一対の基板間１１Ｆ，１１Ｒに封入され、負の誘電率異方性を有する液晶層１５と、を有し、液晶層１５に電圧が印加されない状態では液晶分子１５Ａが基板１１Ｆ，１１Ｒの主面と略垂直に配向しており、電圧が印加されると液晶分子１５Ａが所定の傾斜方向（液晶ダイレクタ方向ｎ）に倒れる液晶パネル１０と、液晶パネル１０と液晶パネル１０を挟んで両側に配置される一対の偏光フィルタ２０，３０との間に位置し、二軸光学異方性を有する第１位相差板４１と、を備え、第１位相差板４１は、基板１１Ｆ，１１Ｒの主面の面内方向で屈折率が最も大きい方向に向く遅相軸ＳＡを有し、遅相軸ＳＡと前記傾斜方向（液晶ダイレクタ方向ｎ）とのなす角の角度が４５°より大きく６０°以下となるように前記液晶パネルに対して配置されている。
この液晶表示素子１００によれば、前述のように急峻性が良好である（図５参照）。
【００４５】
また、位相差部４０は、基板１１Ｆ，１１Ｒの主面に平行な方向に沿うＸ軸方向の屈折率をＮｘ、前記基板の主面に平行且つ前記Ｘ軸に垂直なＹ軸方向の屈折率をＮｙ、前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸に垂直なＺ軸方向の屈折率をＮｚ、位相差部４０の厚みをｄとしたとき、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚを満たし、（Ｎｘ−Ｎｙ）・ｄで表される面内方向の位相差の合計値が０ｎｍより大きく、{（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ}・ｄで表される厚さ方向の位相差の実効的な合計値が６７０ｎｍ以上１１１０ｎｍ以下である。
この液晶表示素子１００によれば、急峻度を良好としつつも、前述のようにＯＦＦ透過率の上昇を抑制することができ、その結果として良好なＯＮ透過率（図７（ｂ）参照）を実現できる液晶表示素子１００を提供できる。
【００４６】
（変形例）
なお、本発明は上記の実施形態及び図面によって限定されるものではない。上記の実施形態及び図面に変更（構成要素の削除も含む）を加えることができるのはもちろんである。
【００４７】
以上の実施形態では、位相差部４０を第１位相差板４１及び第２位相差板４２で構成したが、これに限られない。位相差部４０を二軸性位相差板である第１位相差板４１のみによって構成してもよい。この場合は、第１位相差板４１の厚さ方向のリタデーションの実行的な値が上記（条件２）を満たすように設定すればよい。
【００４８】
また、一枚の二軸性位相差板である第１位相差板４１の代わりに、二枚の一軸性位相差板を組み合わせたものを用いてもよい。具体的には、ネガティブＣプレート（Ｎｘ＝Ｎｙ＞Ｎｚ）とポジティブＡプレート（Ｎｘ＞Ｎｙ＝Ｎｚ）を組み合わせればよい。この場合、ポジティブＡプレートを、その遅相軸と液晶層１５の液晶ダイレクタ方向ｎとのなす角が上記（条件１）を満たすように液晶パネル１０に対して配置すればよい。
【００４９】
また、ネガティブＣプレートとポジティブＡプレートのみで位相差部４０を構成する場合は、ネガティブＣプレートとポジティブＡプレートの厚さ方向のリタデーションの実行的な合計値が上記（条件２）を満たすように設定すればよい。
【００５０】
また、ネガティブＣプレートとポジティブＡプレート及び第２位相差板４２で位相差部４０を構成する場合は、ネガティブＣプレートとポジティブＡプレート及び第２位相差板４２の厚さ方向のリタデーションの実行的な合計値が上記（条件２）を満たすように設定すればよい。
【００５１】
また、位相差部４０を複数の位相差板で構成する場合、位相差板を上記実施形態のように液晶パネル１０を挟んで両側（表裏側）に配置せずともよく、液晶パネル１０の一方の面上に位相差板４０を構成する複数の位相差板をまとめて配置してもよい。
【００５２】
以上の実施形態では、液晶パネル１０をパッシブマトリクス型として説明したが、セグメントタイプのものであってもよい。
【００５３】
以上の実施形態に係る液晶表示素子１００は、光を面状に出射して液晶パネル１０を照らすバックライトをさらに備えてもよい。さらに、半透過反射層を設け、半反射型の液晶表示素子としてもよい。また、バックライトを省略し反射層を設けた反射型の液晶表示素子であってもよい。
【００５４】
以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。
【符号の説明】
【００５５】
１００  …液晶表示素子
１０  …液晶パネル
１１Ｆ，１１Ｒ…基板
１２Ｆ，１２Ｒ…電極部
１３Ｆ，１３Ｒ…配向膜
１４  …シール材
１５  …液晶層
２０，３０  …偏光フィルタ
４０  …位相差部
４１  …第１位相差板
４２  …第２位相差板
【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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【図７】
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