JP2011164274A - Liquid crystal display element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element which is capable of achieving satisfactory display. <P>SOLUTION: The liquid crystal display element includes: first and second transparent substrates; an approximately vertically aligned liquid crystal layer which is held between the first and second transparent substrates and has retardation of 300 to 1,200 nm; first and second optical films disposed on the side opposite to the liquid crystal layer side, of the first transparent substrate; a first polarizing plate disposed on the side opposite to the first transparent substrate side, of the first and second optical films; and a second polarizing plate disposed on the side opposite to the liquid crystal layer side, of the second transparent substrate. In this configuration, an in-plane slow axis of the first optical film and an absorption axis of the first polarizing plate are orthogonal, and the in-plane slow axis of the first optical film and an in-plane slow axis of the second optical film are orthogonal, and a phase difference in the in-plane direction of the first optical film is larger than that of the second optical film. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示素子(liquid crystal display;LCD)に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display (LCD).

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。   A normally black liquid crystal display element with very low display brightness in the background display section and dark display section is mounted on a liquid crystal display device capable of segment display or segment display and dot matrix display that operate by multiplex drive. A lot is happening. Most of them are monochrome displays using a single color LED as a backlight, and a twisted nematic (TN) type is adopted as a liquid crystal display element structure.

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。   Vertical alignment in which a liquid crystal cell in a vertical alignment mode in which the liquid crystal molecular alignment in the liquid crystal layer is aligned perpendicularly or substantially perpendicular to the upper and lower glass substrates sandwiching the liquid crystal layer is disposed between polarizing plates arranged substantially in crossed Nicols. Type liquid crystal display elements are known. When viewed from the normal direction of the glass substrate, the vertical alignment type liquid crystal display element has almost the same optical characteristics as a polarizing plate with a crossed Nicol arrangement, so the light transmittance is very low and the high contrast ratio is relatively low. It can be easily realized. The vertically aligned liquid crystal display element enables good normally black display independent of the emission wavelength of the backlight.

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。   Optical film having negative uniaxial optical anisotropy or optical having negative biaxial optical anisotropy between one or both of the upper polarizing plate and the upper glass substrate and between the lower polarizing plate and the lower glass substrate An invention of a liquid crystal display element in which a film (a negative biaxial film) is disposed is disclosed (for example, see Patent Document 1). According to this liquid crystal display element, even when observed from an oblique direction, an increase in light transmittance and a decrease in contrast ratio are suppressed, and a good display can be realized.

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)。   Regarding the viewing angle compensation method described in Patent Document 1, effective conditions relating to the in-plane retardation and in-plane slow axis arrangement of a negative biaxial film have been proposed (for example, see Patent Document 2).

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。   As an optical film having negative uniaxial optical anisotropy (negative C plate), it is used as a protective film for polarizing plates, a resin formed into a film by a melt casting method, such as triacetyl cellulose (TAC), or melted A biaxially stretched film obtained by stretching a norbornene-based cyclic olefin polymer (norbornene COP) resin formed into a film by an extrusion method in the film extrusion direction and its orthogonal direction is commercially available.

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。   Examples of the negative biaxial film include a film obtained by uniaxially stretching a special TAC resin in a direction orthogonal to the film longitudinal direction, and a film obtained by biaxially stretching norbornene COP. These are used, for example, in liquid crystal televisions, and are distributed in larger quantities than negative C plates.

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。   When the negative C plate is a TAC film, the retardation Rth in the thickness direction of the available film is almost 50 nm or less. Further, even in the case of norbornene COP, the retardation Rth in the thickness direction of an available film is 300 nm or less. An optical film having an Rth greater than 300 nm is known to be produced using, for example, a cholesteric liquid crystal polymer, but is not commercially available at present.

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。   For negative biaxial films, the in-plane retardation Re of the available stretched TAC is 0 nm <Re ≦ 60 nm, that of norbornene COP is 0 nm <Re ≦ 700 nm, and the retardation Rth in the thickness direction is the stretched TAC 50 ≦ Rth ≦ 220 nm, and norbornene COP is about 90 ≦ Rth ≦ 500 nm.

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。   Hereinafter, before explaining in detail the liquid crystal display elements according to the conventional examples and the examples, the optical film will be supplementarily described.

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。   In the case of an optical film having negative uniaxial optical anisotropy (negative C plate) where nx and ny are the in-plane refractive indexes of the flat optical film and nz is the refractive index in the thickness direction, nx≈ny> In an optical film having negative biaxial optical anisotropy (negative biaxial film), there is a relationship of nx> ny> nz.

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。   When the Nz factor is defined as Nz = (nx−nz) / (nx−ny), the negative uniaxial optical anisotropy is Nz≈∞, and the negative biaxial optical anisotropy is 1 <Nz <. ∞.

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。   In the case of Nz = 1, positive uniaxial optical anisotropy is shown, and an optical film having positive uniaxial optical anisotropy is called an A plate. In the A plate, nx> ny = nz. In addition, Nz <1 mainly shows positive biaxial optical anisotropy, but Nz = 0 and Nz = −∞ are excluded because there is only one optical axis. An optical film with Nz = 0 is called a negative A plate, and an optical film with Nz = −∞ is called a positive C plate.

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。   The in-plane retardation Re of the optical film is Re = (nx−ny) * d when the film thickness is d, and the retardation Rth in the thickness direction is Rth = [{(nx−ny) / 2}. -Nz] * d.

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。   9A and 9B are schematic views showing a liquid crystal display element according to a conventional example. Patent Document 2 discloses a technique that assumes the structure of these liquid crystal display elements.

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。   FIG. 9A shows an outline of the liquid crystal display element according to the first conventional example.

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。   A monodomain vertical alignment liquid crystal cell 30 is disposed between the upper polarizing plate 10 and the lower polarizing plate 20 that are arranged in crossed Nicols. The monodomain vertical alignment liquid crystal cell 30 includes an upper glass substrate (transparent substrate) 4, a lower glass substrate (transparent substrate) 6, and a monodomain vertical alignment liquid crystal layer 5 sandwiched between the substrates 4 and 6. Is done. Between the upper glass substrate 4 and the upper polarizing plate 10 of the vertical alignment liquid crystal cell 30, for example, one first optical film 3 that is a norbornene COP biaxially stretched film is disposed.

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。   Each of the upper and lower polarizing plates 10 and 20 has a configuration in which the polarizing plate 1 is disposed on the TAC base film 2. The polarizing plate polarizing layer 1 is made of, for example, stretched polyvinyl alcohol.

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。   In the illustrated azimuth coordinate system in which the horizontal direction of the liquid crystal display element is defined as 180 ° -0 ° (9 o'clock-3 o'clock), the absorption axis Fab in the polarizing layer 1 of the upper polarizing plate 10 is 135 ° azimuth, lower side The absorption axis Rab of the polarizing layer 1 of the polarizing plate 20 is arranged in the 45 ° azimuth. The orientation in which the in-plane slow axis SA1 of the first optical film 3 is disposed is 45 °.

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。   As described above, since the retardation Rth in the thickness direction of the first optical film can only be set to about 500 nm or less, in the liquid crystal display element according to the first conventional example, the retardation Δnd of the liquid crystal layer 5 is large. In this case, good viewing angle compensation cannot be obtained in the background portion and the non-display portion.

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。   FIG. 9B is a schematic diagram of a liquid crystal display element according to a second conventional example. For example, a single second optical film 7 which is a norbornene COP biaxially stretched film is disposed between the lower glass substrate 6 and the lower polarizing plate 20 of the vertical alignment liquid crystal cell 30. Is different. The orientation in which the in-plane slow axis SA2 of the second optical film 7 is disposed is 135 °. The first conventional example is a single-sided compensation liquid crystal display element, whereas the second conventional example is a double-sided compensation liquid crystal display element.

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。   In the liquid crystal display element according to the second conventional example, the thickness direction retardation of the optical film can be set to about 1000 nm at the maximum as the sum of the first and second optical films. However, a deep polar angle as viewed from the normal direction in the left-right direction (180 ° -0 ° direction) set to about 45 ° with respect to the absorption axes Fab, Rab of the upper and lower polarizing plates 10, 20 When observed from an angle, the light transmittance of the bright display portion becomes extremely low, and the display may not be visible at all.

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。   The inventor of the present application obtained the right and left azimuth viewing angle characteristics during bright display by simulation for the liquid crystal display elements according to the first and second conventional examples. LCDMASTER 6.16 manufactured by Shintech Co., Ltd. was used as the simulator. The same simulator was used in other simulations in this specification.

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。   In both the first and second conventional examples, the vertical alignment liquid crystal cell 30 has a pretilt angle of 89.9 ° with respect to the substrate surface, in which the central molecular alignment direction of the liquid crystal layer 5 is set to 6 o'clock (270 ° azimuth). Anti-parallel monodomain alignment and a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy Δε. The retardation Δnd of the liquid crystal layer 5 was about 430 nm in the first conventional example and about 445 nm in the second conventional example. As the upper and lower polarizing plates 10 and 20, SHC13U manufactured by Polatechno Co., Ltd. was adopted, the in-plane retardation of the TAC base film 2 was set to 3 nm, and the retardation in the thickness direction was set to 50 nm.

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。   As described above, the first and second optical films 3 and 7 are composed of norbornene COP biaxially stretched films. In the simulation, the in-plane retardation of the first optical film 3 in the first conventional example was 50 nm, and the retardation in the thickness direction was 300 nm. In the second conventional example, both the in-plane retardation of the first and second optical films 3 and 7 is 30 nm, and the retardation in the thickness direction is both 150 nm. Both the first and second conventional examples are the optimum optical film conditions in which the light transmittance when observed from the right azimuth polar angle of 50 ° when no voltage is applied is less than 0.03%.

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。   FIG. 10 is a graph showing the left-right azimuth viewing angle characteristics when the light transmittance during frontal observation is set to about 15%.

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。   The horizontal axis of the graph represents the horizontal observation angle in the unit “°”, and the vertical axis represents the light transmittance in the unit “%”. Curve a shows the viewing angle characteristic of the liquid crystal display element (single-sided compensation) according to the first conventional example during left-right observation, and curve b shows the viewing angle characteristic of the liquid crystal display element according to the second conventional example (double-sided compensation) during left-right observation. Show.

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。   It can be seen from the figure that the liquid crystal display element (single-sided compensation) according to the first conventional example has a higher light transmittance at an observation angle deeper than the polar angle of 50 °. On the other hand, the symmetry is better in the liquid crystal display element (double-sided compensation) according to the second conventional example.

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。   Note that when the inventors of the present invention actually manufactured the liquid crystal display elements according to the first and second conventional examples, in the second conventional example, there is a tendency that a color shift at a deep angle is noticeably observed, It turned out to be undesirable.

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。   When the liquid crystal display element is operated by multiplex driving, in order to obtain a larger display capacity, that is, a duty ratio, it is necessary that the steepness in electro-optical characteristics is good. In the case of a vertical alignment type liquid crystal display element, the steepness greatly affects the transmittance of the bright display portion, and thus is reflected in the display luminance.

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。   When it is desired to make the display capacity larger than the ¼ duty driving condition, the retardation Δnd of the liquid crystal layer is preferably larger than 300 nm, and more preferably larger than 360 nm. When it is desired to make the display capacity larger than the 1/16 duty driving condition, the retardation Δnd of the liquid crystal layer is preferably larger than 550 nm, and more preferably larger than 600 nm. When a display capacity exceeding 1/16 duty is required, it is possible to obtain good display performance even if the liquid crystal display elements according to the first and second conventional examples are configured by using generally available optical films. It is considered difficult.

特許第2047880号公報Japanese Patent No. 2047880 特許第3330574号公報Japanese Patent No. 3330574

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。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of realizing good display.

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。   According to one aspect of the present invention, a liquid crystal display element is provided with respect to a substrate having a retardation of 300 nm or more and 1200 nm or less sandwiched between the first and second transparent substrates and the first and second transparent substrates. Liquid crystal layer vertically or substantially vertically aligned, and first and second optical films having negative biaxial optical anisotropy disposed on the opposite side of the first transparent substrate from the liquid crystal layer; The first polarizing plate disposed on the opposite side of the first and second optical films to the first transparent substrate, and the first transparent plate on the opposite side of the liquid crystal layer of the second transparent substrate. And a second polarizing film disposed in crossed Nicols, wherein the second optical film is disposed between the first transparent substrate and the first optical film in the previous period, The in-plane slow axis of the first optical film is orthogonal to the absorption axis of the first polarizing plate. Arranged in such a way that the in-plane slow axis of the first optical film and the in-plane slow axis of the second optical film are orthogonal to each other, and the position of the in-plane orientation of the first optical film The phase difference is larger than the phase difference of the in-plane orientation of the second optical film.

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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid crystal display element which can implement | achieve favorable display can be provided.

実施例による液晶表示素子の概略図である。It is the schematic of the liquid crystal display element by an Example. 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。It is a graph of the analysis result which shows Re1 as a parameter about Re2 dependence of the light transmittance when observing from right azimuth | direction polar angle 40 degrees and 50 degrees. 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。It is a graph which shows the search result about the Rth dependence of Re1 when Re2 = 0 nm. 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。From the search results shown in FIG. 2, Re2 is obtained by overlapping or intersecting the Re2 dependence curves of the background transmittance of 40 ° and 50 ° in the right direction under each Re1 condition, and Re2 is plotted on the horizontal axis and Re1 is plotted on the vertical axis. is there. 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。FIG. 5 is a graph plotting the optimal relationship between the liquid crystal layer retardation Δnd and Re1 when Rth is 180 nm, 300 nm, and 440 nm using the relationship between Re1 and Re2 shown in FIG. 4. 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。It is a graph which shows Re2 dependence of the background transmittance | permeability at the time of polar angle 40 degree observation at the time of changing Re1 and 50 degree polar angle. 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。It is a graph which shows the Re2 dependence of the background transmittance | permeability at the time of the right azimuth | direction polar angle 40 degree observation and the polar angle 50 degree observation at the time of changing Rth2. 変形例による液晶表示素子の概略図である。It is the schematic of the liquid crystal display element by a modification. 従来例による液晶表示素子を示す概略図である。It is the schematic which shows the liquid crystal display element by a prior art example. 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。It is a graph which shows the right-and-left azimuth viewing angle characteristic when the light transmittance at the time of front observation is set to about 15%.

図1は、実施例による液晶表示素子の概略図である。   FIG. 1 is a schematic view of a liquid crystal display device according to an embodiment.

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。   Between the upper polarizing plate 10 and the lower polarizing plate 20 arranged substantially in crossed Nicols, a liquid crystal cell having a vertical alignment liquid crystal layer subjected to vertical or substantially vertical alignment treatment, for example, a monodomain vertical alignment liquid crystal cell 30 is arranged. Is done. The monodomain vertical alignment liquid crystal cell 30 includes an upper glass substrate (transparent substrate) 4, a lower glass substrate (transparent substrate) 6, and a monodomain vertical alignment liquid crystal layer 5 sandwiched between the substrates 4 and 6. Is done. Between the upper glass substrate 4 and the upper polarizing plate 10 of the vertical alignment liquid crystal cell 30, the first optical film 8 and the second optical film 9 are arranged in this order from the upper polarizing plate 10 side. As the optical films 8 and 9, for example, a stretched film of norbornene COP can be used.

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。   As the upper and lower polarizing plates 10 and 20, for example, SHC13U manufactured by Polatechno Co., Ltd. is used. Each of the upper and lower polarizing plates 10 and 20 has a configuration in which the polarizing plate 1 is disposed on the TAC base film 2. The polarizing plate polarizing layer 1 is made of, for example, stretched polyvinyl alcohol. In addition, although illustration was abbreviate | omitted, the TAC film used as a protective film is laminated | stacked on the outer surface of the liquid crystal display element at the upper and lower polarizing plates 10 and 20.

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。   The in-plane slow axis SA1 of the first optical film 8 disposed in the vicinity of the upper polarizing plate 10 is disposed substantially orthogonal to the absorption axis Fab of the upper polarizing plate 10. The in-plane slow axis SA2 of the second optical film 9 disposed between the first optical film 8 and the vertically aligned liquid crystal cell 30 is substantially orthogonal to the in-plane slow axis SA1 of the first optical film 8. Placed in.

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。   In the illustrated azimuth coordinate system in which the horizontal direction of the liquid crystal display element is defined as 180 ° -0 ° (9-3 o'clock), the absorption axis Fab of the upper polarizer 10 is 135 °, and the lower polarizer 20 The absorption axis Rab is 45 ° azimuth, the in-plane slow axis SA1 of the first optical film 8 is 45 ° azimuth, and the in-plane slow axis SA2 of the second optical film 9 is 135 ° azimuth.

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。   The vertically aligned liquid crystal layer 5 is formed using a liquid crystal material manufactured by Merck Co., Ltd., which exhibits properties of refractive index anisotropy Δn <0.1 and dielectric anisotropy Δε <−5.1, for example. An alignment film is formed on the surfaces of the upper and lower glass substrates 4 and 6 on the liquid crystal layer 5 side using, for example, an alignment film material SE1211 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. The alignment film is subjected to an anti-parallel monodomain vertical alignment process that realizes a pretilt angle of approximately 90 °, for example, 89.9 °, with respect to the substrate surface. The liquid crystal layer central molecular orientation direction of the vertically aligned liquid crystal layer 5 is 6 o'clock (270 °).

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。   The upper and lower glass substrates 4 and 6 have transparent electrodes, such as ITO electrodes, for switching the display pattern of the liquid crystal display element by changing the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 5 inside the alignment film. Has been placed.

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。   The inventor of the present application conducted simulation analysis with various changes in the optical characteristics of the first and second optical films 8 and 9 in the liquid crystal display element according to the example, and investigated conditions for realizing good display.

(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。   (I) First, in the case where negative biaxial films are used for both the first and second optical films 8 and 9, the viewing angle characteristics when no voltage is applied to the liquid crystal display element, that is, the viewing angle characteristics of the background portion of the display Was simulated.

(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。   (I) First, the case where the retardations Rth1 and Rth2 in the thickness direction of the first and second optical films 8 and 9 are equal (Rth1 = Rth2) was examined. For each of the cases where Rth1 (= Rth2) is 90 nm, 180 nm, 300 nm, and 400 nm, the dependency of the background light transmittance upon observation of the right polar angle of 40 ° and 50 ° on the liquid crystal layer retardation Δnd was analyzed. The analysis is performed for various conditions of the in-plane retardations Re1 and Re2 of the first and second optical films 8 and 9, and the light transmittance of the background part at the time of observation at right angles of 40 ° and 50 ° under each condition. We searched for Δnd that minimizes the value and the conditions under which both transmittances are equal.

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。   FIGS. 2A to 2C are graphs of analysis results showing Re2 dependence of light transmittance when observed from the right azimuth polar angles of 40 ° and 50 °, with Re1 as a parameter. The horizontal axes of the graphs of FIGS. 2A to 2C all represent Re2 in the unit “nm”. The vertical axis represents the light transmittance when observed from the right azimuth polar angles of 40 ° and 50 ° in the unit “%”.

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。   The graphs of FIGS. 2A, 2B, and 2C are analysis results when Rth1 (= Rth2) is 180 nm, 300 nm, and 440 nm, respectively, in order. Although Δnd changes corresponding to the values of Re1, Re2, and Rth, the transmittance is set to a value that is almost the lowest under any condition.

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。   In FIG. 2A, the relationship between Re2 and light transmittance when Re1 = 80 nm and polar angle 40 ° is represented by curve a, and the relationship between both when Re1 = 80 nm and polar angle 50 ° is represented by curve b. The relationship between Re1 = 100 nm and polar angle 40 ° is curve c, and when Re1 = 100 nm and polar angle 50 °, the relationship is curve d, Re1 = 140 nm and polar angle 40 °. The relationship between the two is the curve e, the relationship between Re1 = 140 nm and the polar angle of 50 ° is the curve f, the relationship between Re1 = 180 nm and the polar angle of 40 ° is the curve g, Re1 = 180 nm, The relationship between the two at a polar angle of 50 ° is indicated by a curve h.

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。   In FIG. 2B, the relationship between Re1 = 70 nm, polar angle 40 °, and polar angle 50 ° is shown by curves i and j in order, Re1 = 100 nm, polar angle 40 °, and polar angle 50. The relationship between the two at the time of ° is shown by curves k and l in order, and the relationship at the time of Re1 = 180 nm, polar angle 40 ° and polar angle 50 ° is shown by curves m and n in order.

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。   In FIG. 2C, the relationship between Re1 = 45 nm, polar angle 40 °, and polar angle 50 ° is shown in the order of curves o and p, with Re1 = 70 nm, polar angle 40 °, and polar angle 50. The relationship between the two at the time of ° is sequentially shown by curves q and r, and the relationship at the time of Re1 = 100 nm, polar angle 40 ° and polar angle 50 ° is shown by curves s and t in order.

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。   Curves a to t in any of the graphs of FIGS. 2A to 2C are downwardly convex quadratic function curves in which a specific Re2 has the lowest transmittance. Among them, when Rth is smaller and Re1 is smaller, there is a tendency that the minimum value at 40 ° observation and 50 ° observation can be obtained at the same Re2. On the other hand, as Rth and Re1 increase, a difference occurs in Re2 from which these minimum values are obtained, and the difference tends to increase. This result is considered to indicate that the smaller the Rth and Re1, the smaller the background light leakage at a wide observation angle. On the contrary, when Rth and Re1 are increased, it can be confirmed that the smaller the observation angle (40 °), the greater the tendency of the light passing through, and the narrower the viewing angle characteristics.

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。   Here, from the observation results of FIGS. 2A to 2C, the Rth dependency of Re1 when Re2 = 0 nm was derived.

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。   FIG. 3A is a graph showing the search results for the Rth dependence of Re1 when Re2 = 0 nm. The observation angle was considered only at 50 °, and exploration was performed with respect to the conditions where the background transmittance was 0.05% or less and 0.1% or less. In FIG. 3A, the shaded area indicates the background transmittance of 0.05% or less, and the shaded area indicates the area of 0.1%. It has been found that the boundary lines of the respective regions have an inversely proportional relationship represented by Re1 = A + B / Rth.

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。
It has been found that when the background transmittance is 0.05% or less, the least square fitting can be performed by the following equation (1). However, Re1 / 2 <Rth1 = Rht2 ≦ 500 nm.
29.81 + 5466.7 / Rth ≦ Re1 ≦ 18.427 + 4278.3 / Rth (1)
Further, it was found that when the background transmittance is 0.1% or less, the least square fitting can be performed by the following equation (2). However, Re1 / 2 <Rth1 = Rht2 ≦ 500 nm.
31.389 + 6440.4 / Rth≤Re1≤20.975 + 2114.6 / Rth ... Formula (2)
Further, in the liquid crystal display element structure shown in FIG. 1, the TAC film 2 constituting the polarizing plate 10 was removed, and the structure in which the first optical film 8 was directly adhered to the polarizing layer 1 of the polarizing plate was similarly investigated. FIG. 3B shows the search results. As in FIG. 3A, the shaded area indicates the background transmittance of 0.05% or less, and the hatched area indicates the area of 0.1%. When the TAC film 2 is not present, Re1 tends to increase at the same Rth. Similar to the case shown in FIG. 3A, the boundary lines of the respective regions are in an inversely proportional relationship and can be fitted.

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。
When the background transmittance is 0.05% or less, the least square fitting can be performed by the following equation (3). However, 90 nm ≦ Rth1 = Rth2 ≦ 500 nm.
17.647 + 7620.7 / Rth≤Re1≤17.412 + 9117.2 / Rth (3)
Further, it was found that when the background transmittance is 0.1% or less, the least square fitting can be performed by the following equation (4). However, 90 nm ≦ Rth1 = Rth2 ≦ 500 nm.
26.115 + 11079 / Rth ≤ Re1 ≤ 25.88 + 12575 / Rth (4)
In the embodiment of the present invention, the liquid crystal display element under the conditions of Re1> 0 and RE2> 0 is described, which is different from the range of Re1 shown in FIGS. At least, Re1 needs to be larger than the lower limits shown by the above formulas (1) to (4). Therefore, when the background transmittance is 0.05% or less under the condition where the TAC film is present in the polarizing plate shown in FIG. When it is desired to make it 1% or less, it is necessary that Re1> 31.389 + 6440.4 / Rth. In the case where the background transmittance is 0.05% or less under the condition that the TAC film is not present on the polarizing plate shown in FIG. When it is desired to set the ratio to 1% or less, it is necessary that Re1> 26.115 + 111079 / Rth.

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。   That is, in the configuration in which the TAC film is present in the polarizing plate shown in FIG. 3A, if the in-plane retardation of the first optical film is Re1 and the thickness direction retardation is Rth, Re1> 31.389 + 6440.4. / Rth, preferably Re1> 29.81 + 5466.7 / Rth, and more preferably 40 nm ≦ Re1 ≦ 180 nm.

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。   In the configuration in which the TAC film is not present in the polarizing plate shown in FIG. 3B, when the in-plane retardation of the first optical film is Re1 and the thickness direction retardation is Rth, Re1> 26.115 + 111079 / Rth. It is preferable that Re1> 17.647 + 7620.7 / Rth and 50 nm ≦ Re1 ≦ 180 nm.

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。   FIG. 4 shows Re2 on the horizontal axis, Re2 on the horizontal axis, and Re1 on the vertical axis, from the search results shown in FIG. This is a plotted graph. FIG. 4A shows a case where there is a TAC film constituting the polarizing plate 10, and FIG. 4B shows a case where there is no TAC film constituting the polarizing plate 10. In the figure, Rth = 180, 300, and 440 nm are shown by straight lines a, b, and c, respectively.

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。   Linear least square fitting was possible in any plot. Assuming that Re1 when Re2 = 0 is Re0, the relationship is not Re2 = Re1-Re0, and it can be seen that the slope varies depending on Rth. That is, the in-plane retardation of the first optical film is not offset by the in-plane retardation of the second optical film whose slow axis is arranged orthogonal to that of the first optical film.

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。   As Rth increases, the slopes of the straight lines a, b, and c shown in FIGS. 4A and 4B tend to be gentle, but the straight line slopes are all 1 and Rth is 180 to 440 nm. In the range, a minimum of about 1.2 and a maximum of about 2.3, a change of a quadratic function is seen with respect to the magnitude of Rth. That is, assuming that the intercept is A, 1.2 ≦ B ≦ 2.3 in the formula of Re1 = A + B × Re2. Note that the intercept A is effective within the range of the mathematical formula obtained in FIG. 3 with the background transmittance range being 0.05% or 0.1%, and both FIGS. 4A and 4B are within the range. You can see that it exists.

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。   That is, in the configuration in which the TAC film is present in the polarizing plate, when the in-plane retardation of the first optical film is Re1, the thickness direction retardation is Rth, and the in-plane retardation of the second optical film is Re2, Re1 = A + B × Re2, A = 31.389 + 6440.4 / Rth, more preferably A = 29.81 + 5466.7 / Rth, and 1 ≦ B ≦ 2.3, more preferably 1.2 ≦ B ≦ 2.3 It is further preferable to have

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。   In the configuration in which the TAC film does not exist in the polarizing plate, when the in-plane retardation of the first optical film is Re1, the thickness direction retardation is Rth, and the in-plane retardation of the second optical film is Re2, Re1 = A + B × Re2, A = 26.115 + 111079 / Rth, more preferably A = 1.647 + 7620.7 / Rth, and 1 ≦ B ≦ 2.3, more preferably 1.2 ≦ B ≦ 2.3. More preferably.

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。   FIG. 5 is a graph plotting the optimal relationship between the liquid crystal layer retardation Δnd and Re1 when Rth is 180 nm, 300 nm, and 440 nm using the relationship between Re1 and Re2 shown in FIG. FIG. 5A shows a case where there is a TAC film constituting the polarizing plate 10, and FIG. 5B shows a case where there is no TAC film constituting the polarizing plate 10. In the figure, Rth = 180, 300, and 440 nm are shown by straight lines a, b, and c, respectively. Further, Rth = 90 in FIG. 5A is indicated by a straight line d.

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。   Under each Rth condition, Δnd tends to decrease almost linearly as Re1 increases. Further, it was found that the inclination tends to increase as Rth increases and does not depend on the presence or absence of the TAC film.

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。   When each plot data was subjected to least square method curve fitting using the model equation Δnd = A + B × Re1, in FIG. 5A, fitting was possible by the following equations (5) to (7) at each Rth.

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。
When Rth = 180 nm (Rth1 + Rth2 = 360 nm),
Δnd = 600−0.75 × Re1 Formula (5)
When Rth = 300 nm (Rth1 + Rth2 = 600 nm)
Δnd = 885.01−1.0743 × Re1 Equation (6)
When Rth = 440 nm (Rth1 + Rth2 = 880 nm),
Δnd = 12033-1.3581 × Re1 (7)
Moreover, it turned out that all the plots can be fitted by the following formula | equation (8).
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… Formula (8)
On the other hand, in FIG. 5B, fitting was possible by the following formulas (9) to (11) at each Rth. Note that the intercept and the inclination are both smaller compared to the case with the TAC film (FIG. 5A).

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。
When Rth = 180 nm (Rth1 + Rth2 = 360 nm),
Δnd = 517.5−0.375 × Re1 Equation (9)
When Rth = 300 nm (Rth1 + Rth2 = 600 nm)
Δnd = 812.03−0.64665 × Re1 Formula (10)
When Rth = 440 nm (Rth1 + Rth2 = 880 nm),
Δnd = 1119.1−0.82418 × Re1 Equation (11)
Moreover, it turned out that all the plots can be fitted by the following formula | equation (12).
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) ) X Re1 Formula (12)
The above functional formulas (5) to (12) of Δnd are combinations in which Re1, Re2, and Rth are optimal, and the background transmittances in the right direction of 40 ° or 50 ° are overlapped, that is, are equal. In an actual liquid crystal display element, the transmittance is in an acceptable range in appearance, and therefore at least ± 50 nm, preferably ± 100 nm, is allowed from Δnd according to the above formulas (5) to (12).

(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。   (Ii) Next, the inventor of the present application also performed a simulation analysis when the thickness direction retardations Rth1 and Rth2 of the first and second optical films 8 and 9 were different. When the in-plane retardation Re1 of the first optical film 8 is changed to 120 nm, 140 nm, and 180 nm, Rth1 is fixed to 180 nm, and the thickness direction retardation Rth2 of the second optical film 9 is fixed to 440 nm. Then, the Re2 (in-plane retardation of the second optical film 9) dependency of the light transmittance of the background portion at the time of observation of the right polar angle of 40 ° and 50 ° was calculated. In the simulation, the retardation Δnd of the liquid crystal layer was appropriately changed so that the background light transmittance was minimized.

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。   FIG. 6A is a graph showing calculation results. The horizontal axis of the graph represents Re2 in units of “nm”, and the vertical axis represents light transmittance in units of “%” when observed from the right azimuth polar angles of 40 ° and 50 °.

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。   Plots are shown for each Re1 condition. A solid line indicates a right azimuth polar angle of 40 ° observation, and a broken line indicates a right azimuth polar angle of 50 ° observation. Specifically, the curves a and b show the Re2 dependence of the background transmittance when the polar angle is 40 ° and when the polar angle is 50 ° when Re1 = 120 nm. Curves c and d are respectively observed at a polar angle of 40 ° when Re1 = 140 nm and observed at a polar angle of 50 °. Curves e and f are respectively observed at a polar angle of 40 ° when Re1 = 180 nm. The Re2 dependency of the background transmittance at the time of observation and at a polar angle of 50 ° is shown.

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。   As Re1 increases, (1) the increase in Re2 at which the background transmittance is minimum, (2) the transmittance increases at Re2 where the minimum transmittance is obtained, and (3) at the time of observation at the right polar angle 40 ° An increase in the difference in Re2 is observed, which gives the minimum transmittance when observing the right polar angle of 50 °. Re1 when Re2 = 0 shown in FIG. 3A is about 80 nm when Rth1 is 180 nm, and relatively good viewing angle characteristics when Re1 is from a larger value to about 180 nm. Can be obtained.

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。   FIG. 6A shows the case where Rth1 <Rth2 is satisfied, but analysis was also performed for the case where Rth1> Rth2 which is the reverse relationship. The in-plane retardation Re1 of the first optical film 8 is changed to 60 nm, 80 nm, 120 nm, 140 nm, and 180 nm, Rth1 is fixed to 440 nm, and the thickness direction retardation Rth2 of the second optical film 9 is 180 nm. In the case of fixing, the Re2 (in-plane retardation of the second optical film 9) dependence of the background light transmittance at the time of observation at right polar angles of 40 ° and 50 ° was calculated.

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。   FIG. 6B is a graph showing the calculation results. The horizontal axis of the graph represents Re2 in units of “nm”, and the vertical axis represents light transmittance in units of “%” when observed from the right azimuth polar angles of 40 ° and 50 °.

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。   Plots are shown for each Re1 condition. A solid line indicates a right azimuth polar angle of 40 ° observation, and a broken line indicates a right azimuth polar angle of 50 ° observation. Specifically, the curves a and b show the Re2 dependence of the background transmittance when the polar angle is 40 ° and when the polar angle is 50 ° when Re1 = 60 nm. Curves c and d are respectively observed at a polar angle of 40 ° when Re1 = 80 nm and at a polar angle of 50 °. Curves e and f are respectively observed at a polar angle of 40 ° when Re1 = 120 nm. Curves g and h at the time of observation and polar angle 50 ° are respectively curves i and j at the time of observation of polar angle 40 ° and polar angle 50 ° when Re1 = 140 nm are respectively Re1 = 180 nm. The Re2 dependence of the background transmittance when the polar angle is 40 ° and when the polar angle is 50 ° is shown.

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。   As in the case of the relationship of Rth1 <Rth2 shown in FIG. 6A, as Re1 increases, (1) the increase in Re2 at which the background transmittance is minimized, and (2) the minimum transmittance is obtained. The transmittance increases in Re2, and (3) an increase in the difference in Re2 is obtained in which the minimum transmittance is obtained when observing the right azimuth polar angle of 40 ° and the right azimuth polar angle of 50 °. There is a tendency that the increase in the value of Re1 for the background transmittance at the polar angle of 40 ° observation is small and the increase in the value of the background transmittance for Re1 at the polar angle of 50 ° is large. That is, compared to the case where Rth1 <Rth2 is satisfied, there is a difference in the change in the background transmittance particularly during deep polar angle observation. From FIG. 3A, when Rth = 440 nm, Re1 is considered to be about 50 nm when Re2 = 0 nm. Therefore, both Re1 and Re2 are smaller values than when Rth1 <Rth2. Can be taken.

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。   From the above analysis, it was found that good viewing angle characteristics can be realized even when the values of Rth1 and Rth2 are different.

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。   In the above analysis, Re2 was optimized with Rth2 fixed. However, when the first optical film is fixed and Rth2 of the second optical film is changed, good viewing angle characteristics can be realized. Confirmed whether or not. Re2 and Rth2 change with respect to the two conditions of Re1 = 120 nm and Rth180 nm (FIG. 6A) and Re1 = 80 nm and Rth1 = 440 nm (FIG. 6B) of the first optical film described above. As a result, it was calculated how the background transmittance changes when observing the right polar angle of 40 ° and 50 °.

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。   FIG. 7A is a graph showing calculation results. The horizontal axis of the graph represents Re2 in units of “nm”, and the vertical axis represents light transmittance in units of “%” when observed from the right azimuth polar angles of 40 ° and 50 °. When Re1 = 120 nm and Rth = 180 nm, when Rth2 is changed to 90 nm, 300 nm, and 440 nm, the Re2 dependence of the background transmittance at the time of right-angle polar angle 40 ° observation and polar angle 50 ° observation Show.

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。   In the plots corresponding to each Rth2, the solid line indicates the right azimuth polar angle of 40 ° observation, and the broken line indicates the right azimuth polar angle of 50 ° observation. Specifically, the curves a and b show the Re2 dependence of the background transmittance when the polar angle is 40 ° and when the polar angle is 50 ° when Rth2 = 90 nm. Curves c and d are the polar angle 40 ° observation when Rth2 = 300 nm and the polar angle 50 ° observation when the polar angle 50 ° observation, respectively. Curves e and f are the polar angle 40 ° observation when Rth2 = 440 nm, respectively. The Re2 dependency of the background transmittance at the time of observation and at a polar angle of 50 ° is shown.

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。   As Rth2 increases, there is a difference in the Re2 dependency curve of the background transmittance during polar angle 40 ° observation and polar angle 50 ° observation, but during polar angle 40 ° observation and polar angle 50 ° observation. Since the intersection of the Re2 dependence curves of the background transmittance of 30 to 35 nm shows almost no difference, it is considered that even if Rth2 changes, even if Re2 is fixed, almost good viewing angle characteristics can be realized.

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。   FIG. 7B shows a background when observing a right-angle polar angle of 40 ° and a polar angle of 50 ° when Rth2 is changed to 90 nm, 180 nm, and 300 nm when Re1 = 80 nm and Rth = 440 nm. The Re2 dependence of transmittance is shown. The horizontal axis of the graph represents Re2 in units of “nm”, and the vertical axis represents light transmittance in units of “%” when observed from the right azimuth polar angles of 40 ° and 50 °.

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。   In the plots corresponding to each Rth2, the solid line indicates the right azimuth polar angle of 40 ° observation, and the broken line indicates the right azimuth polar angle of 50 ° observation. Specifically, the curves a and b show the Re2 dependence of the background transmittance when the polar angle is 40 ° and when the polar angle is 50 ° when Rth2 = 90 nm. Curves c and d are the polar angle 40 ° observation when Rth2 = 180 nm and the polar angle 50 ° observation when the polar angle 50 ° observation, respectively. Curves e and f are the polar angle 40 ° observation when Rth2 = 300 nm, respectively. The Re2 dependency of the background transmittance at the time of observation and at a polar angle of 50 ° is shown.

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。   Similar to the case shown in FIG. 7A, as Rth2 increases, a difference occurs in the Re2 dependency curve of the background transmittance at the time of polar angle 40 ° observation and at the polar angle 50 ° observation. The crossing point of the Re2 dependence curve of the background transmittance at the time of observation at an angle of 40 ° and an observation at a polar angle of 50 ° is almost 30 to 35 nm, so even if Rth2 changes, even if Re2 is fixed, it is almost It is considered that good viewing angle characteristics can be realized. Therefore, it is considered that the optimum parameter setting method at the time of Rth1 = Rth2 examined in more detail can be applied as it is.

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。   From the above analysis results, even when Rth1 and Rth2 are not equal, it is possible to achieve good viewing angle characteristics by setting appropriate in-plane retardation, thickness direction retardation, and retardation Δnd of the liquid crystal layer. is there.

(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。   (Iii) FIG. 8 shows a schematic diagram of a liquid crystal display element according to a modification. The liquid crystal display element according to the modification is different from the liquid crystal display element according to the embodiment in that a negative C plate 11 is disposed between the upper glass substrate 4 and the second optical film 9. In the liquid crystal display element shown in FIG. 5, one negative C plate 11 is disposed, but a plurality of negative C plates can also be disposed.

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。   The liquid crystal display element according to the modified example can achieve good viewing angle characteristics even when the retardation Δnd of the liquid crystal layer 5 is larger than 750 nm, for example. However, if Δnd is increased, light leakage from a deep polar angle is increased, and the in-plane uniformity of the Δnd setting tends to become severe. When the present inventor manufactured an actual machine, it was confirmed that good display was possible with Δnd up to about 1200 nm. It should be noted that the thickness direction retardation of the single or plural C plates is changed to the calculation formula (Mathematical Expressions (5) to (12)) of the optimum Δnd when the C plate is not inserted. It can be applied by adding to the direction phase difference Rth2.

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。   In the above-described embodiments, the first and second optical films have been described using negative biaxial optical anisotropy. However, positive uniaxial optical anisotropy, that is, nx> ny = nz A plate with nz = 1 is also applicable. In the case of the A plate, the thickness direction retardation Rth with respect to the in-plane retardation Re is represented by Rth = Re / 2. Although it confirmed by simulation analysis, there is no difference from the case of the negative biaxial optical anisotropy examined in the said Example. Therefore, the relationship by the mathematical formulas of Re1, Re2, Rth1, Rth2, and Δnd can be handled in the same manner.

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。   Furthermore, only the first optical film has a negative A plate having nx> ny = nz, nz = −1, and positive biaxial optical anisotropy indicating nx> ny = nz, 1 ≦ nz <−1. Even if a thing is used, it can be handled equally.

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。   As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example and the modification, this invention is not limited to these. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

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。   It can be generally used for liquid crystal display elements. For example, it can be suitably used for a liquid crystal display element capable of both segment display, dot matrix display, and these two displays. Further, it can be suitably used for a TFT-driven liquid crystal display element and a multiplex-driven liquid crystal display element having a display capacity of, for example, ¼ duty or more.

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polarizing plate polarization layer 2 TAC base film 3 First optical film 4 Upper glass substrate 5 Vertical alignment liquid crystal layer 6 Lower glass substrate 7 Second optical film 8 First optical film 9 Second optical film 10 Upper polarization Plate 11 Negative C plate 20 Lower polarizing plate 30 Vertical alignment liquid crystal cell Fab Upper polarizing plate polarizing layer absorption axis Rab Lower polarizing plate polarizing layer absorption axis SA1 In-plane slow axis SA2 of the first optical film Second optical film In-plane slow axis

Claims (7)

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。
First and second transparent substrates;
A liquid crystal layer sandwiched between the first and second transparent substrates and having a retardation that is perpendicular or substantially perpendicular to a substrate having a retardation of 300 nm or more and 1200 nm or less;
First and second optical films having negative biaxial optical anisotropy disposed on a side opposite to the liquid crystal layer of the first transparent substrate;
A first polarizing plate disposed on the opposite side of the first and second optical films from the first transparent substrate;
The second transparent substrate has a second polarizing plate disposed on the opposite side of the liquid crystal layer from the first polarizing plate and crossed Nicols,
The second optical film is disposed between the first transparent substrate and the first optical film,
The in-plane slow axis of the first optical film and the absorption axis of the first polarizing plate are arranged to be orthogonal to each other,
The in-plane slow axis of the first optical film and the in-plane slow axis of the second optical film are arranged to be orthogonal to each other,
A liquid crystal display element in which an in-plane phase difference of the first optical film is larger than an in-plane phase difference of the second optical film.
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。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein Re1> 31.389 + 6440.4 / Rth, where Re1 is an in-plane retardation of the first optical film and Rth1 is a thickness direction retardation. 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。   The in-plane retardation of the second optical film is Re2, and Re1 = A + B × Re2, A = 26.115 + 6440.4 / Rth1, and 1 ≦ B ≦ 2.3. The liquid crystal display device described. 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。   The thickness direction retardation Rth1, Rth2 of the first and second optical films is larger than a half value of each of the in-plane retardations Re1, Re2, and is 550 nm or less. The liquid crystal display element as described. 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。
When the retardation of the liquid crystal layer is Δnd, the liquid crystal layer is
Δnd = (185.18 + 23179 × Rth) − (0.34619 + 0.0023303 × Rth) × RE1 = (185.18 + 23179 × ((Rth1 + Rth2) / 2)) − (0.34619 + 0.0023303 × ((Rth1 + Rth2) / 2) 5. The liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 4, which is in a range of [Delta] nd ± 100 nm at xRe1.
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。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein one or both of the first and second optical films is an A plate. 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。   The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the first optical film is a negative A plate or a substance having positive biaxial optical anisotropy.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014215433A (en) * 2013-04-25 2014-11-17 スタンレー電気株式会社 Liquid crystal display element

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0235416A (en) * 1988-07-26 1990-02-06 Toshiba Corp Liquid crystal display device
JP2005181368A (en) * 2003-11-28 2005-07-07 Sumitomo Chemical Co Ltd Liquid crystal display, and composite polarizing plate used for the same
JP2007304155A (en) * 2006-05-09 2007-11-22 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display
JP2008139783A (en) * 2006-12-05 2008-06-19 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display device
JP2008224843A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display device
JP2009204849A (en) * 2008-02-27 2009-09-10 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display device
JP2009258606A (en) * 2008-03-26 2009-11-05 Fujifilm Corp Polarizing plate and liquid crystal display device using the same
JP2010060606A (en) * 2008-09-01 2010-03-18 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display element

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0235416A (en) * 1988-07-26 1990-02-06 Toshiba Corp Liquid crystal display device
JP2005181368A (en) * 2003-11-28 2005-07-07 Sumitomo Chemical Co Ltd Liquid crystal display, and composite polarizing plate used for the same
JP2007304155A (en) * 2006-05-09 2007-11-22 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display
JP2008139783A (en) * 2006-12-05 2008-06-19 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display device
JP2008224843A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display device
JP2009204849A (en) * 2008-02-27 2009-09-10 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display device
JP2009258606A (en) * 2008-03-26 2009-11-05 Fujifilm Corp Polarizing plate and liquid crystal display device using the same
JP2010060606A (en) * 2008-09-01 2010-03-18 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display element
JP5301927B2 (en) * 2008-09-01 2013-09-25 スタンレー電気株式会社 Liquid crystal display element

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014215433A (en) * 2013-04-25 2014-11-17 スタンレー電気株式会社 Liquid crystal display element

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