JP2014149396A - 液晶表示素子、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】黒を表示した場合の光漏れを抑制できるノーマリーブラック（ネガ）で表示を行うＴＮ型液晶表示素子、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】液晶表示素子は、ＴＮ型液晶セルと、ＴＮ型液晶セルを挟む第１偏光板と第２偏光板と、第１偏光板とＴＮ型液晶セルの一方の透明基板（第１透明基板）との間に位相差板を備える。第１透明基板の方向から液晶表示素子を平面視した場合、第１透明基板における液晶配向方向２０と第１偏光板の吸収軸２２とが、液晶のツイスト方向に５°以上１０°以下、第１偏光板の吸収軸２２と位相差板の光学軸２４とが、液晶のツイスト方向に０°以上９０°以下、第１透明基板における液晶配向方向２０と第２偏光板の吸収軸２３とが、液晶のツイスト方向に０°以上１９５°以下の角度をなす。
【選択図】図３

Description

本発明は液晶表示素子に関する。

ノーマリーブラック（ネガ）で表示を行うＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶表示素子は、車載用ディスプレイ等に使用されているが、黒を表示した場合（液晶に電圧が印加されていない状態）の光漏れ、視野角依存性等の問題点がある。

従来のノーマリーブラック（ネガ）で表示を行うＴＮ型液晶表示素子としては、特許文献１に開示された液晶表示素子が知られている。この液晶表示素子は、上面側又は下面側の液晶分子の配向方向とほぼ同じ方向の透過軸を持つ第１及び第２偏光板を備え、第１偏光板とツイスト角９０°のＴＮ型液晶セルの間に、第１偏光板の透過軸とほぼ等しい方向の光学軸をもつ位相差板を有している。

また、特許文献２には、吸収軸が平行となる２枚の偏光板とツイスト角９０°のＴＮ型液晶パネルを備え、２枚の偏光板の間に、遅相軸が偏光板の吸収軸に対して平行又は直交するように直線位相子を配置した液晶表示装置が開示されている。さらに、特許文献３には、ツイスト角９０°のＴＮ型液晶セルと吸収軸が同一方向、かつ、ＴＮ型液晶セルの一方側のラビング方向と垂直方向である２枚の偏光板を備え、ラビング方向と垂直になる側の偏光板と液晶セルの間に、光学軸がその偏光板の吸収軸の方向と９０°±１０°となる位相差板が配置された液晶表示デバイスが開示されている。

特開平４−１５３６２２号公報 特開平４−１９５１１８号公報 特開平６−４３４５１号公報

特許文献１〜３に記載の液晶表示素子は、ＴＮ型液晶表示素子の視野角依存性を改善するために、位相差板がＴＮ型液晶セルと偏光板との間に、位相差板の遅相軸（光学軸）と偏光板の吸収軸（透過軸）とが平行あるいは垂直になるように配置されている。これらの液晶表示素子においては、位相差板は液晶の屈折異方性の視野角依存性を相殺するように配置されているに過ぎず、例えば、黒を表示した場合の表示面垂直方向での光漏れを十分に防ぐことはできない。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、白を表示した場合の明るさを低下させず、黒を表示した場合の光漏れを抑制できるノーマリーブラック（ネガ）で表示を行うＴＮ型液晶表示素子、及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る液晶表示素子は、
第１透明基板と第２透明基板との間にツイスト角が１００°以上１１０°以下の液晶を狭持したＴＮ型液晶セルと、
前記ＴＮ型液晶セルを挟む第１偏光板と第２偏光板と、
前記第１偏光板と前記第２偏光板との少なくとも一方と、前記ＴＮ型液晶セルとの間に位相差板とを備えた液晶表示素子であって、
前記位相差板は面内に光学軸を備え、前記光学軸をｘ軸とし、ｘ軸方向、前記ｘ軸方向に垂直なｙ軸方向、前記ｘ軸方向と前記ｙ軸方向とに垂直なｚ軸方向の屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとした場合、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの関係を有し、
前記第１透明基板の方向から前記液晶表示素子を平面視した場合、前記第１透明基板における液晶配向方向と前記第１偏光板の吸収軸とが前記液晶のツイスト方向に５°以上１０°以下、前記第１偏光板の吸収軸と前記位相差板の前記光学軸とが前記液晶のツイスト方向に０°以上９０°以下、前記第１透明基板における液晶配向方向と前記第２偏光板の吸収軸とが前記液晶のツイスト方向に０°以上１９５°以下の角度をなす、
ことを特徴とする。

本発明の第２の観点に係る液晶表示素子の製造方法は、
第１透明基板と第２透明基板との間にツイスト角が１００°以上１１０°以下の液晶を狭持したＴＮ型液晶セルと、
前記ＴＮ型液晶セルを挟む第１偏光板と第２偏光板と、
前記第１偏光板と前記第２偏光板との少なくとも一方と、前記ＴＮ型液晶セルとの間に位相差板とを備えた液晶表示素子の製造方法であって、
面内に光学軸を備え、前記光学軸をｘ軸とし、ｘ軸方向、前記ｘ軸方向に垂直なｙ軸方向、前記ｘ軸方向と前記ｙ軸方向とに垂直なｚ軸方向の屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとした場合、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの関係を有する前記位相差板を、前記第１透明基板の方向から前記液晶表示素子を平面視した場合、前記第１偏光板の吸収軸と前記位相差板の前記光学軸とが前記液晶のツイスト方向に０°以上９０°以下の角度に、前記ＴＮ型液晶セルに配置し、
前記第１偏光板と前記第２偏光板とを、前記第１透明基板の方向から前記液晶表示素子を平面視した場合、前記第１透明基板における液晶配向方向と前記第１偏光板の吸収軸とが前記液晶のツイスト方向に５°以上１０°以下、前記第１透明基板における液晶配向方向と前記第２偏光板の吸収軸とが前記液晶のツイスト方向に０°以上１９５°以下の角度に、前記ＴＮ型液晶セル又は前記位相差板に配置する、
ことを特徴とする。

本発明によれば、ノーマリーブラック（ネガ）で表示を行うＴＮ型液晶表示素子において、白を表示した場合の明るさを低下させず、黒を表示した場合の光漏れを抑制できる。

本発明の実施の形態１に係る液晶表示素子の断面図である。 本発明の実施の形態１に係るＴＮ型液晶セルの液晶配向方向を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係る第１偏光板の吸収軸、第２偏光板の吸収軸、位相差板の光学軸の配置を示す模式図である。 比較例１〜４に係る第１偏光板の吸収軸、第２偏光板の吸収軸、位相差板の光学軸の配置を示す模式図である。 比較例７に係る液晶表示素子の断面図である。 比較例７に係る第１偏光板の吸収軸、第２偏光板の吸収軸の配置を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係るシミュレーション結果を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るシミュレーション結果を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る液晶表示素子の断面図である。 本発明の実施の形態３に係る第１偏光板の吸収軸、第２偏光板の吸収軸、位相差板の光学軸の配置を示す模式図である。 本発明の実施の形態３に係るシミュレーション結果を示す図である。 本発明の実施の形態４に係るシミュレーション結果を示す図である。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１〜図７を参照にして説明する。

（液晶表示素子の構成）
本実施の形態に係る液晶表示素子１００は、図１に示すように、ＴＮ型液晶セル１０、第１偏光板１１、第２偏光板１２、位相差板１３を備える。

ＴＮ型液晶セル１０は、互いに対向する第１透明基板１０ａ、第２透明基板１０ｂと、第１透明基板１０ａと第２透明基板１０ｂとによって狭持される液晶１０ｃを備える。

第１透明基板１０ａ、第２透明基板１０ｂは、ガラス、プラスチック等から構成される。第１透明基板１０ａ、第２透明基板１０ｂは互いに対向する面に、それぞれ透明電極１０ｄ、１０ｅを有する。また、透明電極１０ｄ、１０ｅを覆う配向膜（図示せず）が透明基板の互いに対向する面に形成される。

透明電極１０ｄ、１０ｅは、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜から構成される。透明電極１０ｄ、１０ｅは、公知の方法（スパッタ、蒸着、エッチング等）によって、それぞれ第１透明基板１０ａ、第２透明基板１０ｂに形成される。透明電極１０ｄと透明電極１０ｅとの間に電圧が印加されることによって、液晶表示素子１００は駆動される。

配向膜（図示せず）は液晶１０ｃの配向方向を制御する。配向膜は、例えばポリイミドから構成される。配向膜は、公知の方法（例えば、フレキソ印刷）によって形成される。第１透明基板１０ａ、第２透明基板１０ｂ上に形成された配向膜には、配向処理が施される。例えば、配向処理としてラビング処理が配向膜に施された場合、液晶１０ｃはラビング方向に沿って配向し、液晶１０ｃの配向方向はラビング方向と一致する。

液晶１０ｃは、正の誘電率異方性を有するネマティック液晶である。図２に第１透明基板１０ａの方向からＴＮ型液晶セル１０を平面視した場合の第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０と第２透明基板１０ｂにおける液晶配向方向２１を示す。本実施の形態においては、第１透明基板１０ａの方向からＴＮ型液晶セル１０を平面視した場合、液晶１０ｃの分子長軸の向きは、第１透明基板１０ａと第２と透明基板１０ｂの間で反時計方向に１００°ねじれる。すなわち、本実施の形態におけるＴＮ型液晶セル１０のツイスト角φは、１００°となる（図２）。

第１偏光板１１と第２偏光板１２とはＴＮ型液晶セル１０を挟む。本実施の形態において、第１偏光板１１、第２偏光板１２は、それぞれ第１透明基板１０ａ側、第２透明基板１０ｂ側に配置される。また、第１偏光板１１、第２偏光板１２は、それぞれ吸収軸２２、２３を有する。

本実施の形態において、位相差板１３は第２透明基板１０ｂと第２偏光板１２との間に配置される。位相差板１３は面内に光学軸２４を備える。また、位相差板１３は光学軸２４をｘ軸とし、ｘ軸方向、ｘ軸に垂直なｙ軸方向、ｘ軸とｙ軸とに垂直なｚ軸方向の屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとした場合、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの関係を有する。すなわち、位相差板１３はポジティブＡフィルム（ポジティブＡプレート）である。位相差板１３は一軸延伸されたポリカードネート等から構成される。また、位相差板１３は、波長５５０ｎｍにおいて２００ｎｍ以上７４０ｎｍ以下のリターデーション値（Ｒｅ）を有する。ここで、リターデーション値は、ｎｘとｎｙ（ｎｚ）との差（Δｎ）と位相差板の厚さｄとの積（Δｎ×ｄ）である。

（吸収軸、光学軸の配置）
第１偏光板１１の吸収軸２２、第２偏光板の吸収軸２３、位相差板１３の光学軸２４の配置について、図３を参照して説明する。図３は第１透明基板１０ａの方向から液晶表示素子１００を平面視した場合の第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０、第２透明基板１０ｂにおける液晶配向方向２１と第１偏光板１１の吸収軸２２、第２偏光板の吸収軸２３、位相差板１３の光学軸２４の配置関係を示す。

第１偏光板１１の吸収軸２２は第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０から液晶１０ｃのツイスト方向に５°回転して配置される（θ＝５°）。また、位相差板１３の光学軸２４は、位相差板１３の光学軸２４と第１偏光板の吸収軸２２とが液晶１０ｃのツイスト方向に０°以上９０°以下の角度をなすように配置される（０°≦α≦９０°）。さらに、第２偏光板１２の吸収軸２３は、第２偏光板１２の吸収軸２３と第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０とが液晶１０ｃのツイスト方向に０°以上１９５°以下の角度をなすように配置される（０°≦β≦１９５°）。

（シミュレーション）
上記液晶表示素子１００について、電圧無印加で黒表示した場合の透過率Ｔ１、ＯＦＦ電圧を印加し黒表示をした場合の透過率Ｔ２、ＯＮ電圧を印加し白表示をした場合の透過率Ｔ３、クロストーク値Ｃ（Ｔ２／Ｔ１）をシミュレーションにより求めた（実施の形態１ａ〜１ｈ）。
シミュレーションには、ＬＣＤ Ｍａｓｔｅｒ Ｖｅｒ．８．２（シンテック株式会社製）を使用した。ＴＮ型液晶セル１０のセル厚を６μｍ、波長５９０nmでの液晶１０ｃの屈折率異方性を０．０９５として、シミュレーションを行った。シミュレーションにおいては、光源としてＤ６５を使用した。また、光源からの光は、液晶表示素子１００の第２偏光板１２から入射し、第１偏光板１１から出射することとした。

また、比較例１〜４として、図４に示すように、液晶１０ｃのツイスト角を９０°（φ＝９０°）とし、第１偏光板１１の吸収軸２２と第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０とを一致（θ＝０°）させ、位相差板１３の光学軸２４と第１偏光板１１の吸収軸２２とのなす角を、液晶のツイスト方向に１５°、２５°、３５°、５５°（α＝１５°、２５°、３５°、５５°）とした液晶表示素子について、シミュレーションを行った。比較例５、６として、ツイスト角を１００°（φ＝１００°）、位相差板１３の光学軸２４と第１偏光板１１の吸収軸２２とのなす角を、液晶１０ｃのツイスト方向に−５°（液晶１０ｃのツイスト方向とは反対方向に５°）、９５°（α＝−５°、９５°）とした液晶表示素子についても、シミュレーションを行った。さらに、比較例７として、図５、６に示すように、位相差板を備えず、液晶１０ｃのツイスト角を９０°（φ＝９０°）とし、第１偏光板１１の吸収軸２２と第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０とを一致（θ＝０°）させ、第２偏光板１２の吸収軸２３と第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０とのなす角を液晶１０ｃのツイスト方向に１７０°（β＝１７０°）とした液晶表示素子２００についても、シミュレーションを行った。

図７はシミュレーションの結果を示す。実施の形態１ａ〜１ｈにおいては、黒表示をした場合の透過率Ｔ１が、位相差板を備えていない比較例７の透過率Ｔ１よりも大きく低下しており、実施の形態１ａ〜１ｈの液晶表示素子１００は、黒表示をした場合の光漏れを抑制することができる。また、実施の形態１ａ〜１ｈにおいては、白表示をした場合の透過率Ｔ３が比較例７の透過率Ｔ３よりも高くなっており、白表示をした場合の透過率Ｔ３を向上させることもできる。

これに対して、φ＝９０°である比較例１〜４の透過率Ｔ１は比較例７の透過率Ｔ１よりも低くなるが、透過率Ｔ３も低くなる。すなわち、比較例１〜４の液晶表示素子２００では、白表示が暗くなる。また、比較例１〜４においては、クロストーク値Ｃが非常に大きくなり、比較例１、２の液晶表示素子２００では、駆動時のコントラストが低下する。したがって、φ＝９０°の場合では、白表示での明るさを低下させず、黒表示をした場合の光漏れを抑制することはできない。また、φ＝１００°であっても、αが０°よりも小さい比較例５、αが９０°よりも大きい比較例６における透過率Ｔ１は、比較例７の透過率Ｔ１よりも低下しているが、わずかである。したがって、φ＝１００°であっても、α＜０°、α＞９０の場合には、黒表示をした場合の光漏れを十分に抑制することはできない。

以上のように、本実施の形態における液晶表示素子１００は、０°≦α≦９０°、０°≦β≦１９５°の範囲で、白表示での明るさを低下させず、黒表示をした場合の光漏れを抑制することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図面を参照にして説明する。本実施の形態においては、液晶１０ｃのツイスト角φと第１偏光板１１の吸収軸２２、第２偏光板１２の吸収軸２３、位相差板１３の光学軸２４の配置以外は、実施の形態１と同様である。

本実施の形態においては、液晶１０ｃのツイスト角φは１１０°である（φ＝１１０°）。また、第１透明基板１０ａの方向から液晶表示素子１００を平面視した場合、第１偏光板１１の吸収軸２２は第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０から１０°回転して配置される（θ＝１０°）。さらに、位相差板１３の光学軸２４は、位相差板１３の光学軸２４と第１偏光板１１の吸収軸２２とが液晶１０ｃのツイスト方向に０°以上９０°以下の角度をなすように配置される（０°≦α≦９０°）。第２偏光板１２の吸収軸２３は、第２偏光板１２の吸収軸２３と第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０とが液晶１０ｃのツイスト方向に０°以上１９５°以下の角度をなすように配置される（０°≦β≦１９５°）。

本実施の形態においても、実施の形態１と同様にシミュレーションを行った（実施の形態２ａ〜２ｈ）。なお、比較例８〜１２として、ツイスト角を１２０°（φ＝１２０°）、位相差板１３の光学軸２４と第１偏光板１１の吸収軸２２とのなす角を、液晶１０ｃのツイスト方向に５°、１５°、２５°、３５°、５５°（α＝５°、１５°、２５°、３５°、５５°）とした液晶表示素子についても、シミュレーションを行った。また、比較例１３、１４して、ツイスト角を１１０°（φ＝１１０°）、位相差板１３の光学軸２４と第１偏光板１１の吸収軸２２とのなす角を、液晶１０ｃのツイスト方向に−５°、９５°（α＝−５°、９５°）とした液晶表示素子についても、シミュレーションを行った。

図８は、本実施の形態のシミュレーションの結果を示す。実施の形態２ａ〜２ｈにおいては、黒表示をした場合の透過率Ｔ１が、位相差板を備えていない比較例７（図７）の透過率Ｔ１よりも大きく低下しており、実施の形態２ａ〜２ｈにおける液晶表示素子１００は黒表示をした場合の光漏れを抑制することができる。また、実施の形態２ａ〜２ｈにおいては、白表示をした場合の透過率Ｔ３が比較例７（図７）の透過率Ｔ３よりも高くなっており、白表示をした場合の透過率Ｔ３を向上させることもできる。

これに対して、φ＝１２０°である比較例８〜１２の透過率Ｔ１は、同じ値のαを有する実施の形態２ａ〜２ｈに比べて（例えば、比較例１１と実施の形態２ｅ）、高くなる（図８）。特に、比較例８、９の透過率Ｔ１は、位相差板１３を備えていない比較例７（図７）の透過率Ｔ１よりも高くなる。したがって、φ＝１２０°の場合では、白表示での明るさを低下させず、黒表示をした場合の光漏れを十分に抑制することはできない。また、φ＝１１０°であっても、αが０°よりも小さい比較例１３の透過率Ｔ１は、比較例７（図７）よりも高く、αが９０°よりも大きい比較例１４の透過率Ｔ１は、比較例７（図７）の透過率Ｔ１よりも低下しているが、わずかである。したがって、φ＝１１０°であっても、α＜０°、α＞９０の場合には、黒表示をした場合の光漏れを十分に抑制することはできない。

以上のように、本実施の形態における液晶表示素子１００は、０°≦α≦９０°、０°≦β≦１９５°の範囲で、白表示での明るさを低下させず、黒表示をした場合の光漏れを抑制することができる。

さらに、本実施の形態におけるシミュレーションの結果（図８）と図７で示される実施の形態１におけるシミュレーションの結果から、５°≦θ≦１０°において、２×α≦β≦２×α＋１５の関係を有することにより、白表示での明るさを低下させず、黒表示をした場合の光漏れを十分に抑制できることがわかった。

（実施の形態３）
本実施の形態においては、図９に示すように、液晶表示素子１０１の第１偏光板１１、第２偏光板１２は、それぞれ第２透明基板１０ｂ側、第１透明基板１０ａ側に配置される。また、位相差板１３は第２偏光板１２と第１透明基板１０ａとの間に配置される。図１０に、第１透明基板１０ａの方向から液晶表示素子１０１を平面視した場合の第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０、第２透明基板１０ｂにおける液晶配向方向２１と第１偏光板１１の吸収軸２２、第２偏光板１２の吸収軸２３、位相差板１３の光学軸２４の配置関係を示す。第１偏光板１１、第２偏光板１２、位相差板１３の配置以外は、実施の形態１と同様である。

本実施の形態においては、光源の配置以外は実施の形態１と同様にシミュレーションを行った。光源は、光源からの光が液晶表示素子１０１の第１偏光板１１から入射し、第２偏光板１２から出射するように配置した。
図１１にシミュレーションの代表的な結果を示す（実施の形態３ａ（α＝０°）、３ｂ（α＝９０°））。実施の形態３ａ、３ｂにおいては、黒表示をした場合の透過率Ｔ１が、位相差板を備えていない比較例７（図７）の透過率Ｔ１よりも大きく低下しており、実施の形態３ａ、３ｂにおける液晶表示素子１０１は、実施の形態１と同様に、黒表示をした場合の光漏れを抑制することができる。また、実施の形態３ａ、３ｂにおいても、白表示をした場合の透過率Ｔ３が比較例７（図７）の透過率Ｔ３よりも高くなっており、白表示をした場合の透過率Ｔ３を向上させることもできる。また、α＝５°、１５°、２５°、３５°、５５°、７５°の場合についても、実施の形態１と同様に、黒表示をした場合の光漏れを抑制することができ、白表示をした場合の透過率Ｔ３を向上させることもできた。

したがって、実施の形態１と同様に、本実施の形態における液晶表示素子１０１は、０°≦α≦９０°０°≦β≦１９５°の範囲で、白表示をした場合の明るさを低下させず、黒表示をした場合の光漏れを抑制することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態においては、第１偏光板１１、第２偏光板１２、位相差板１３は、実施の形態３と同様に、図９、１０に示すように配置される。第１偏光板１１、第２偏光板１２、位相差板１３の配置以外は、実施の形態２と同様である。

本実施の形態においては、光源の配置以外は実施の形態２と同様にシミュレーションを行った。光源は、光源からの光が液晶表示素子１０１の第１偏光板１１から入射し、第２偏光板１２側から出射するように配置した。
図１２にシミュレーションの代表的な結果を示す（実施の形態４ａ（α＝０°）、４ｂ（α＝９０°）。実施の形態４ａ、４ｂにおいては、黒表示をした場合の透過率Ｔ１が、位相差板を備えていない比較例７（図７）の透過率Ｔ１よりも大きく低下しており、実施の形態４ａ、４ｂにおける液晶表示素子１０１は、実施の形態２と同様に、黒表示をした場合の光漏れを抑制することができる。また、実施の形態４ａ、４ｂにおいても、白表示をした場合の透過率Ｔ３が比較例７（図７）の透過率Ｔ３よりも高くなっており、白表示をした場合の透過率Ｔ３を向上させることもできる。また、α＝５°、１５°、１５°、３５°、５５°、７５°の場合についても、実施の形態１と同様に、黒表示をした場合の光漏れを抑制することができ、白表示をした場合の透過率Ｔ３を向上させることもできた。

したがって、実施の形態２と同様に、本実施の形態における液晶表示素子１０１は、０°≦α≦９０°、０°≦β≦１９５°の範囲で、白表示をした場合の明るさを低下させず、黒表示をした場合の光漏れを抑制することができる。

（実施の形態５）
液晶表示素子１００、１０１におけるＴＮ型液晶セル１０は、公知の方法によって作製される。また、液晶表示素子１００、１０１の位相差板１３は、位相差板シートから、例えば、多面取りで、所定の形状に切り取られる（位相差板シートから複数の位相差板１３が切り取られる）。位相差板１３の切り取りにおいては、第１透明基板１０ａの方向から液晶表示素子１００、１０１を平面視した場合、第１偏光板１１の吸収軸２２と位相差板１３の光学軸２４とが液晶１０ｃのツイスト方向に０°以上９０°以下の角度になるように、位相差板１３を位相差板シートから切り取る。さらに、液晶表示素子１００、１０１の第１偏光板１１、第２偏光板１２も、偏光板シートから、例えば、多面取りで、所定の形状に切り取られる。第１偏光板１１、第２偏光板１２の切り取りにおいては、第１透明基板１０ａの方向から液晶表示素子１００、１０１を平面視した場合、第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０と第１偏光板１１の吸収軸２２とが液晶１０ｃのツイスト方向に５°以上１０°以下、第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０と第２偏光板１２の吸収軸２３とが液晶１０ｃのツイスト方向に０°以上１９５°以下の角度になるように、第１偏光板１１、第２偏光板１２を偏光板シートから切り取る。第１偏光板１１、第２偏光板１２、位相差板１３は、切断、型抜き等によって、切り取られる。

所定の形状に切り取られた位相差板１３は、作製されたＴＮ型液晶セル１０の第１透明基板１０ａ又は第２透明基板１０ｂに配置される。また、所定の形状に切り取られた第１偏光板１１、第２偏光板１２は、位相差板１３、ＴＮ型液晶セル１０の第１透明基板１０ａ又は第２透明基板１０ｂに配置される。例えば、液晶表示素子１００においては、位相差板１３はＴＮ型液晶セル１０の第２透明基板１０ｂに貼り付けられる。その後、第１偏光板１１はＴＮ型液晶セル１０の第１透明基板１０ａに、第２偏光板１２は位相差板１３に貼り付けられる。
以上のような工程によって、液晶表示素子１００、１０１は作製できる。

特許文献１〜３に記載の液晶表示素子のように、位相差板の光学軸と偏光板の吸収軸（透過軸）との配置が平行あるいは垂直になるように制限される（角度設定の自由度が低い）場合には、位相差板を多面取りする際に、位相差板シートにおける位相差板の切り取り位置を工夫しても、位相差板シートの無駄が多くなる。これに対して、位相差板１３は、第１偏光板１１の吸収軸２２と位相差板１３の光学軸２４とが液晶１０ｃのツイスト方向に０°以上９０°以下という幅広い角度で切り取ることができる（角度設定の自由度が高い）ので、位相差板シートにおける位相差板の切り取り位置の自由度も高く、位相差板シートから、より多くの位相差板１３を得ることができる。また、第２偏光板１２も、角度設定の自由度が高いので、位相差板１３と同様に、偏光板シートからより多くの第２偏光板１２を得ることができる。

上記実施の形態で説明した液晶表示素子１００、１０１によれば、ノーマリーブラック（ネガ）で表示において、白を表示した場合の明るさを低下させず、黒を表示した場合の光漏れを抑制できる。これは、以下の構成によって実現される。

第１透明基板１０ａと第２透明基板１０ｂとの間にツイスト角が１００°以上１１０°以下の液晶１０ｃを狭持したＴＮ型液晶セル１０と、
ＴＮ型液晶セル１０を挟む第１偏光板１１と第２偏光板１２と、
第１偏光板１１と第２偏光板１２との少なくとも一方と、ＴＮ型液晶セル１０との間に位相差板１３とを備えた液晶表示素子１００、１０１であって、
位相差板１３は面内に光学軸２４を備え、光学軸をｘ軸とし、ｘ軸方向、ｘ軸方向に垂直なｙ軸方向、ｘ軸方向とｙ軸方向とに垂直なｚ軸方向の屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとした場合、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの関係を有し、
第１透明基板１０ａの方向から液晶表示素子１００、１０１を平面視した場合、第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０と第１偏光板１１の吸収軸２２とが液晶１０ｃのツイスト方向に５°以上１０°以下、第１偏光板１１の吸収軸２２と位相差板１３の光学軸２４とが液晶１０ｃのツイスト方向に０°以上９０°以下、第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０と第２偏光板１２の吸収軸２３とが液晶１０ｃのツイスト方向に０°以上１９５°以下の角度をなす。

液晶表示素子１００、１０１には、複数の位相差板１３が設けられてもよい。
２以上の位相差板１３が第１偏光板１１と第２偏光板１２とのいずれか一方と、ＴＮ型液晶セル１０との間に配置されてもよい。例えば、実施の形態２ｈ（図８）において、Ｒｅ＝６４０ｎｍを有する１つの位相差板１３の代わりに、それぞれがＲｅ＝３２０ｎｍを有する２つの位相差板１３が配置されてもよい。また、位相差板１３は、第１偏光板１１と透明基板１０ａ又は透明基板１０ｂとの間と、第２偏光板１２と透明基板１０ｂ又は透明基板１０ａとの間との両方に配置されてもよい。

位相差板１３のリターデーション値は２００ｎｍ以上７４０ｎｍ以下であってもよい。

第１透明基板１０ａの方向から液晶表示素子１００、１０１を平面視し、第１偏光板１１の吸収軸２２と位相差板１３の光学軸２４とが、液晶１０ｃのツイスト方向にα°、第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０と第２偏光板１２の吸収軸２３とが、液晶１０ｃのツイスト方向にβ°の角度をなす場合、
２×α≦β≦２×α＋１５の関係を満たしてもよい。

液晶表示素子１００、１０１と光源を組み合わせることによって、液晶表示装置（液晶ディスプレイ）等が構成される。光源は、第１偏光板１１側、第２偏光板１２側のいずれに設けられても構わない。

また、液晶表示素子１００、１０１と光源との間に、ハーフミラー等によって構成される半透過板を設け、半透過型の液晶表示装置を構成することもできる。

液晶表示素子１００、１０１は、透明電極１０ｄ、１０ｅの一方を所定の形状を表す複数のセグメント電極、他方を複数のセグメント電極と対向する分割されたコモン電極とし、セグメント表示を行うことができる。また、液晶表示素子１００、１０１は、透明電極１０ｄ、１０ｃのそれぞれを複数の線状の電極とし、複数の透明電極１０ｄと複数の透明電極１０ｅを互いに交差するように配置して、ドットマトリクス表示を行うこともできる。さらに、液晶表示素子１００、１０１は、パッシブ駆動型、アクティブ駆動型の液晶表示素子とし使用できる。

第１透明基板１０ａと第２透明基板１０ｂとの間にツイスト角が１００°以上１１０°以下の液晶１０ｃを狭持したＴＮ型液晶１０セルと、
ＴＮ型液晶セル１０を挟む第１偏光板１１と第２偏光板１２と、
第１偏光板１１と第２偏光板１２との少なくとも一方と、ＴＮ型液晶セル１０との間に位相差板１３とを備えた液晶表示素子１００、１０１の製造方法であって、
面内に光学軸２４を備え、光学軸２４をｘ軸とし、ｘ軸方向、ｘ軸方向に垂直なｙ軸方向、ｘ軸方向とｙ軸方向とに垂直なｚ軸方向の屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとした場合、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの関係を有する位相差板１３を、第１透明基板１０ａの方向から液晶表示素子１０を平面視した場合、第１偏光板１１の吸収軸２２と位相差板１３の光学軸２４とが液晶１０ｃのツイスト方向に０°以上９０°以下の角度に、ＴＮ型液晶セル１０に配置し、
第１偏光板１１と第２偏光板１２とを、第１透明基板１０ａの方向から液晶表示素子１００、１０１を平面視した場合、第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０と第１偏光板１１の吸収軸２２とが液晶１０ｃのツイスト方向に５°以上１０°以下、第１透明基板１０ａにおける液晶配向方向２０と第２偏光板１２の吸収軸２３とが液晶１０ｃのツイスト方向に０°以上１９５°以下の角度に配置する。

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。

１０ ＴＮ型液晶セル
１０ａ 第１透明基板
１０ｂ 第２透明基板
１０ｃ 液晶
１０ｄ 第１透明基板の透明電極
１０ｅ 第２透明基板の透明電極
１１ 第１偏光板
１２ 第２偏光板
１３ 位相差板
２０ 第１透明基板における液晶配向方向
２１ 第２透明基板における液晶配向方向
２２ 第１偏光板の吸収軸
２３ 第２偏光板の吸収軸
２４ 位相差板の光学軸
１００ 液晶表示素子
１０１ 液晶表示素子
２００ 液晶表示素子

Claims (5)

1. 第１透明基板と第２透明基板との間にツイスト角が１００°以上１１０°以下の液晶を狭持したＴＮ型液晶セルと、
   前記ＴＮ型液晶セルを挟む第１偏光板と第２偏光板と、
   前記第１偏光板と前記第２偏光板との少なくとも一方と、前記ＴＮ型液晶セルとの間に位相差板とを備えた液晶表示素子であって、
   前記位相差板は面内に光学軸を備え、前記光学軸をｘ軸とし、ｘ軸方向、前記ｘ軸方向に垂直なｙ軸方向、前記ｘ軸方向と前記ｙ軸方向とに垂直なｚ軸方向の屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとした場合、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの関係を有し、
   前記第１透明基板の方向から前記液晶表示素子を平面視した場合、前記第１透明基板における液晶配向方向と前記第１偏光板の吸収軸とが前記液晶のツイスト方向に５°以上１０°以下、前記第１偏光板の吸収軸と前記位相差板の前記光学軸とが前記液晶のツイスト方向に０°以上９０°以下、前記第１透明基板における液晶配向方向と前記第２偏光板の吸収軸とが前記液晶のツイスト方向に０°以上１９５°以下の角度をなす、
   ことを特徴とする液晶表示素子。
2. ２以上の前記位相差板が前記第１偏光板と前記第２偏光板とのいずれか一方と、前記ＴＮ型液晶セルとの間に配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
3. 前記位相差板のリターデーション値が２００ｎｍ以上７４０ｎｍ以下である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示素子。
4. 前記第１透明基板の方向から前記液晶表示素子を平面視し、前記第１偏光板の吸収軸と前記位相差板の前記光学軸とが、前記液晶のツイスト方向にα°、前記第１透明基板における液晶配向方向と前記第２偏光板の吸収軸とが、前記液晶のツイスト方向にβ°の角度をなす場合、
   ２×α≦β≦２×α＋１５の関係を満たす、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
5. 第１透明基板と第２透明基板との間にツイスト角が１００°以上１１０°以下の液晶を狭持したＴＮ型液晶セルと、
   前記ＴＮ型液晶セルを挟む第１偏光板と第２偏光板と、
   前記第１偏光板と前記第２偏光板との少なくとも一方と、前記ＴＮ型液晶セルとの間に位相差板とを備えた液晶表示素子の製造方法であって、
   面内に光学軸を備え、前記光学軸をｘ軸とし、ｘ軸方向、前記ｘ軸方向に垂直なｙ軸方向、前記ｘ軸方向と前記ｙ軸方向とに垂直なｚ軸方向の屈折率をそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚとした場合、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの関係を有する前記位相差板を、前記第１透明基板の方向から前記液晶表示素子を平面視した場合、前記第１偏光板の吸収軸と前記位相差板の前記光学軸とが前記液晶のツイスト方向に０°以上９０°以下の角度に、前記ＴＮ型液晶セルに配置し、
   前記第１偏光板と前記第２偏光板とを、前記第１透明基板の方向から前記液晶表示素子を平面視した場合、前記第１透明基板における液晶配向方向と前記第１偏光板の吸収軸とが前記液晶のツイスト方向に５°以上１０°以下、前記第１透明基板における液晶配向方向と前記第２偏光板の吸収軸とが前記液晶のツイスト方向に０°以上１９５°以下の角度に、前記ＴＮ型液晶セル又は前記位相差板に配置する、
   ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。

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