JP5958091B2 - 液晶表示素子 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示素子に関する。

液晶表示素子として、セグメント表示型で背景色が黒色であるネガ表示型（ノーマリブラックモード）の液晶表示素子が知られている。このような液晶表示素子では、液晶層を挟持する一対の基板の各々に、所定の形状にパターニングされたＩＴＯ導電膜等からなる透明電極が形成されているが、透明電極が有るところと無いところでは、外光による反射強度が異なるため、図６に示すように、背景領域において透明電極のパターンが視認されてしまい、表示品位が低下する場合があった（以下、このように透明電極が視認されてしまうことを「電極見え」と表現する）。

このような電極見えを低減するため、特許文献１には、基板の液晶層側に凹凸を形成することで、透明電極を覆う絶縁膜や配向膜の膜厚分布を調整した液晶表示素子が開示されている。

特開２００３−２０２５５２号公報

特許文献１に係る液晶表示素子は、凹凸が形成された基板が必要になるため、構造が複雑であった。構造が複雑になると、工程数、製造コストの増加に繋がるため好ましくない。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、簡潔な構造で電極見えを低減することができる液晶表示素子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、
互いに対向する第１基板及び第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に位置する液晶層と、
前記第１基板と前記第２基板の各々の前記液晶層側の面に設けられ、所定の形状にパターニングされた透明電極と、
少なくとも前記第１基板側の前記透明電極と前記液晶層との間に前記透明電極を覆うように設けられる絶縁膜と、
前記第１基板の前記液晶層側とは反対側に位置する第１偏光板と、
前記第２基板の前記液晶層側とは反対側に位置して前記第１偏光板と対向する第２偏光板と、を備え、前記透明電極から前記液晶層に電圧が印加されることで、前記所定の形状に対応した表示要素を表示するねじれネマティック型、且つ、ネガ表示型の液晶表示素子であって、
前記第１基板及び前記第１偏光板は、前記液晶層よりも、前記表示要素を視認する観察者側に位置し、
前記透明電極の屈折率と、前記絶縁膜の屈折率との差は、略０．２であり、
前記第１基板及び前記第２基板の対向面の法線方向から見て、前記液晶層が含む液晶分子のうち前記第１基板に近接した位置の液晶分子の長軸方向と前記第１偏光板の吸収軸方向とは実質的に一致し、
前記液晶層における前記長軸方向の屈折率と、前記長軸方向と直交する方向の屈折率との差の絶対値は、０．１５以上０．２５以下である、
ことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る液晶表示素子は、
互いに対向する第１基板及び第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に位置する液晶層と、
前記第１基板と前記第２基板の各々の前記液晶層側の面に設けられ、所定の形状にパターニングされた透明電極と、
少なくとも前記第１基板側の前記透明電極と前記液晶層との間に前記透明電極を覆うように設けられる絶縁膜と、
前記第１基板の前記液晶層側とは反対側に位置する第１偏光板と、
前記第２基板の前記液晶層側とは反対側に位置して前記第１偏光板と対向する第２偏光板と、を備え、前記透明電極から前記液晶層に電圧が印加されることで、前記所定の形状に対応した表示要素を表示するねじれネマティック型、且つ、ネガ表示型の液晶表示素子であって、
前記第１基板及び前記第１偏光板は、前記液晶層よりも、前記表示要素を視認する観察者側に位置し、
前記透明電極の屈折率と、前記絶縁膜の屈折率との差は、略０．２であり、
前記第１基板及び前記第２基板の対向面の法線方向から見て、前記液晶層が含む液晶分子のうち前記第１基板に近接した位置の液晶分子の長軸方向と前記第１偏光板の吸収軸方向とのなす角の角度の絶対値は、１０度以下であり、
前記液晶層における前記長軸方向の屈折率と、前記長軸方向と直交する方向の屈折率との差の絶対値は、０．１５以上０．２５以下である、
ことを特徴とする。

本発明によれば、簡潔な構造で電極見えを低減することができる。

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。 液晶表示素子が表示する表示要素の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示素子におけるＦ吸収軸とＲ吸収軸とＦラビング軸とＲラビング軸との関係を示す模式図である。 （ａ）は、各種条件を変更した複数の液晶表示素子における電極見えの発生状況を説明するための表の図である。（ｂ）は、図４（ａ）に示す複数の液晶表示素子において共通する条件を説明するための表の図である。 （ａ）は、液晶表示素子の表示品位を確認するためのシミュレーション結果を示す表の図である。（ｂ）は、図５（ａ）に示すシミュレーション結果におけるＦ吸収軸と背景透過率とコントラストとの関係のグラフの図である。 電極見えが発生した従来の液晶表示素子の写真を示した図である。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１に示す本実施形態に係る液晶表示素子１００は、所定の表示要素を表示するねじれネマティック（ＴＮ（Twisted Nematic））型、且つ、ネガ表示型（ノーマリブラックモード）の液晶表示素子として構成されている。

液晶表示素子１００は、図１に示すように、第１基板１０と、第２基板２０と、液晶層３０と、第１偏光板４０と、第２偏光板５０と、を備える。

第１基板１０及び第２基板２０は、互いに対向する一対の透明基板であり、例えば、ガラス、プラスチック等から構成されている。第１基板１０と第２基板２０とは、液晶層３０を挟んで対向するように、且つ、互いの主面（対向面）が平行となるように配置されている。第１基板１０は、液晶層３０よりも、表示要素を視認する観察者１側に位置する。第１基板１０と第２基板２０の板厚は、共に、例えば、１．１ｍｍ程度に設定されている。

第１基板１０の液晶層３０側には、透明電極１１と絶縁膜１２と配向膜１３とが設けられている。これら各々は、第１基板１０から液晶層３０に向かって、透明電極１１、絶縁膜１２、配向膜１３の順で積層されている。
第２基板２０の液晶層３０側には、透明電極２１と絶縁膜２２と配向膜２３とが設けられている。これら各々は、第２基板２０から液晶層３０に向かって、透明電極２１、絶縁膜２２、配向膜２３の順で積層されている。

透明電極１１，２１は、第１基板１０と第２基板２０の各々の液晶層３０側の面に設けられ、所定の形状にパターニングされている。透明電極１１，２１は、酸化インジウムを主成分とするＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等から構成されている。透明電極１１は、第１基板１０の液晶層３０側の面上に、透明電極２１は、第２基板２０の液晶層３０側の面上に、公知の方法（スパッタ、蒸着、エッチング等）により形成されている。なお、透明電極１１，２１は、ポリチオフェン等のπ共役系導電性高分子を含む材料により形成されていてもよい。

透明電極１１はコモン電極として、透明電極２１はセグメント電極として構成されている。両電極には、パッシブ駆動方式で電圧が印加される。つまり、液晶表示素子１００は、セグメント表示型であってパッシブ駆動方式の液晶表示素子として構成されている。なお、透明電極２１がセグメント電極、透明電極１１がコモン電極として構成されてもよい。

液晶表示素子１００は、第１基板１０及び第２基板２０の対向面の法線方向（以下、単に、基板法線方向ともいう）において透明電極１１と２１とが重なる領域において、前記所定の形状に対応した表示要素を表示する。ここで、表示要素とは、液晶表示素子１００が表示する情報を示すための要素であり、記号（文字、数字を含む）、図形、又はこれらの組み合わせをいう。液晶表示素子１００は、透明電極１１，２１にＯＮ電圧が印加された領域にバックライト６０の光を導かせることによって、黒の背景領域に表示要素を白く点灯させる。

液晶表示素子１００が表示する情報の一例を図２に示す。同図では、液晶表示素子１００が７セグメントディスプレイとして構成された例で、液晶表示素子１００が数値と単位とを示すことにより、ある車両の総走行距離の情報を示している例である。同図では、７つのセグメント２ａ（これらがすべて点灯した状態で数字の「８」を表示する）の組合せと、点灯状態で「ｋ」というアルファベットを表示するセグメント２ｂと、点灯状態で「ｍ」というアルファベットを表示するセグメント２ｃと、の組合せで、液晶表示素子１００が現在の車両の総走行距離が「３４８８８ｋｍ」であるという情報を表示している。セグメント２ａ〜２ｃは、表示要素の一例である。
液晶表示素子１００では、透明電極１１，２１が重ならない領域及びＯＮ電圧が印加されていない領域が黒の背景領域３となるが、何の対策も講じないと、この背景領域３において、透明電極１１，２１（特に観察者１側の透明電極１１）が形成された領域４で、前述した電極見えが発生しやすかった。本実施形態に係る液晶表示素子１００は、このような領域４で発生しやすかった電極見えを効果的に低減する。どのように電極見えを低減するかは後に詳述する。なお、図２では、背景領域３において形成されている引き回し電極を省略して表している。

絶縁膜１２，２２は、シリコン系の絶縁膜からなり、透明電極１１，２１を覆う。透明電極１１上には絶縁膜１２を介して配向膜１３が形成され、透明電極２１上には絶縁膜２２を介して配向膜２３が形成されている。絶縁膜１２と２２の膜厚は、共に、例えば、５００Å程度に設定されている。

配向膜１３，２３は、各々、液晶層３０と接し、液晶層３０が含む液晶分子の配向状態を規定するためのものであり、例えばポリイミドから、公知の方法（例えば、フレクソ印刷）によって形成される。配向膜１３は透明電極１１を液晶層３０側から覆うように形成されており、配向膜２３は透明電極２１を液晶層３０側から覆うように形成されている。配向膜１３と２３の膜厚は、共に、例えば、４００Å程度に設定されている。

配向膜１３、２３には、ラビング処理が施されている。ここで、構成の理解を容易にするため、液晶表示素子１００において観察者１側を前面側、バックライト６０側を背面側とすると、前面側の配向膜１３のラビング方向に沿った軸（以下、Ｆラビング軸１３ａという）と、背面側の配向膜２３のラビング方向に沿った軸（以下、Ｒラビング軸２３ａという）とは、図３に示すように、基板法線方向から見て略直交（丁度、直交も含む）する。このようにラビング処理が施された両配向膜により、液晶層３０が含む液晶分子の配向方向が規定される。

液晶層３０は、第１基板１０及び第２基板２０を接合するためのシール材（図示せず）と両基板とによって形成される密閉空間に液晶材が封入されることによって形成される。封入される液晶材は、例えば、屈折率異方性Δｎが０．１５以上０．２５以下のＴＮ用のネマティック液晶である。ここで、液晶層３０におけるＦラビング軸１３ａ（図３参照）方向の屈折率をｎｅ、Ｒラビング軸２３ａ（図３参照）方向の屈折率をｎｏとすると、屈折率異方性Δｎは、Δｎ＝ｎｅ−ｎｏで表される値である。Δｎをこのように設定した理由は後述する。

液晶層３０の液晶分子は、配向膜１３及び配向膜２３の配向規制力により、その長軸の向きが液晶層３０の第１基板１０側の端部と第２基板２０側の端部とで９０°ねじれるとともに、一方の基板側から他方の基板側にいくにつれて少しずつ回転（旋回）するように配向する（カイラル構造）。このようにして、電圧無印加時における液晶層３０は、カイラリティを有する。
これにより、液晶層３０が含む液晶分子３１のうち、第１基板１０に近接した位置の液晶分子（図３に模式的に示す液晶分子３１）の長軸方向は、Ｆラビング軸１３ａ方向に規制され（Ｆラビング軸１３ａ方向と一致し）、第２基板２０に近接した位置の液晶分子の長軸方向は、Ｒラビング軸２３ａ方向に規制される（Ｒラビング軸２３ａ方向と一致する）。

なお、配向膜１３，２３に施される配向処理は、ラビング処理に限らず、光配向処理、突起配向処理等の他の公知の処理によってもよく、これらの処理によって、液晶分子の長軸方向が規制されていてもよい。

液晶層３０の厚み（セルギャップ）は、第１基板１０と第２基板２０との間に設けられたスペーサ（図示せず）によって、所定の厚み（例えば、６μｍ〜１０μｍの範囲内）に保たれている。

第１偏光板４０、第２偏光板５０は、その表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ものである。両偏光板は、例えば、ヨウ素系の偏光板（偏光フィルタ）からなる。第１偏光板４０と第２偏光板５０とは、互いに対向し、第１偏光板４０は、第１基板１０の液晶層３０側とは反対側に位置し、第２偏光板５０は、第２基板２０の液晶層３０側とは反対側に位置する。つまり、第１偏光板４０は、液晶層３０よりも、表示要素を視認する観察者１側に位置する。

液晶表示素子１００を基板法線方向から見ると、図３に示すように、第１偏光板４０の吸収軸４１（以下、Ｆ吸収軸４１という）と第２偏光板５０の吸収軸５１（以下、Ｒ吸収軸５１）とが互いに略平行（丁度、平行も含む）となるように、両偏光板は配置されている（平行ニコル配置）。また、Ｆラビング軸１３ａ方向とＦ吸収軸４１方向とが実質的に一致するように第１偏光板４０は配設されている。ここで、「実質的に」とは、基板や偏光板の組み付けにおいて生じる誤差も含むという意味合いである。

液晶表示素子１００の背面側（つまり、観察者１とは反対側）には、バックライト６０が配設される。バックライト６０は、所定の光を面状に出射して液晶表示素子１００を背面側から照らすものであり、例えば、発光ダイオードと導光部材との組合せによって構成される。バックライト６０は、液晶表示素子１００が透過表示を行う際に、使用されるものである。つまり、本実施形態に係る液晶表示素子１００は、透過型のものとして構成されている。

以上の構成からなるＴＮ型、且つ、ネガ表示型（ノーマリブラックモード）の液晶表示素子１００は、次のように表示を行う。

（背景表示）
液晶表示素子１００では、液晶分子が挙動し始める閾値電圧よりも低い値にＯＦＦ電圧が設定されている。すると、ＯＦＦ電圧を印加しても液晶分子が実質的に基板面と平行なままである。つまり、ＯＦＦ電圧が印加されている領域においては、液晶層３０はカイラリティを有したままである。したがって、この領域においては、バックライト６０が出射し、第２偏光板５０を通過することによって直線偏光となった光は、液晶層３０を通過すると液晶層３０のカイラリティにより約９０°偏光方向が傾く。すると、液晶層３０を通過した光は、第２偏光板５０と光軸（吸収軸又は透過軸）が略平行である第１偏光板４０を通過できない。このようにして、液晶表示素子１００の背景領域は黒色に視認される。
（白表示）
一方、ＯＮ電圧が印加されている領域においては、液晶層３０の液晶分子は、電圧の印加方向（基板法線方向）に沿うように配向し、そのカイラリティが失われる。したがって、この領域においては、バックライト６０が出射し、第２偏光板５０を通過することによって直線偏光となった光は、液晶層３０を通過してもその偏光方向がほぼ変化しない。すると、液晶層３０を通過した光は、第２偏光板５０と光軸が略平行である第１偏光板４０を通過する。このようにして液晶表示素子１００では、背面側から通過した光により、所定の表示要素が白く点灯する。

ここからは、電極見えを低減できる液晶表示素子１００の諸条件をどのようにして設定したかを説明する。

電極見えは、前述したように、透明電極が有るところと無いところにおける、外光による反射強度が異なることにより発生する。より具体的には、観察者１側から外光が液晶層３０に入ってきた場合、その光は第１偏光板４０から侵入するが、透明電極が有るところと無いところでは第１偏光板４０から液晶層３０に渡る層間における屈折率に差が生じ、各々の界面での光の反射の仕方が異なる。このような反射光が干渉し合うことにより電極見えが発生する。

ところで、従来のＴＮ型液晶表示素子では、Ｆラビング軸１３ａとＦ吸収軸４１とを直交させていた。これは、偏光板の供給メーカーの仕様に合わせて、液晶表示素子を構成することが慣習化していたことに主に起因する。

しかし、本願発明者らは、電極見えを低減するには、あえて、このような慣習に反し、「Ｆラビング軸１３ａとＲ吸収軸５１とを実質的に一致させる」（以下、この条件を「条件１」という）、ようにすればよいことに想い到った。
一般的に、液晶層３０の軸１３ａ方向の屈折率ｎｅは、１．６程度、Ｒラビング軸２３ａ方向の屈折率ｎｏは、１．５程度に設定されているが、条件１を満たすように液晶表示素子１００を構成すれば、屈折率が低いｎｏ側で、光が第１偏光板４０を透過することになる（つまり、Ｆ吸収軸４１と直交する透過軸方向で光が透過する）。すると、液晶層３０の実効的な屈折率（つまり、実際に観察者１に届く光を踏まえた屈折率）を小さくすることができ、電極見えを低減できるのではないか、と本願発明者らは想い到ったのである。

本願発明者らは、上記のアイデアの実効性を確かめると共に、電極見えを低減するために適した条件を見出すために、諸条件が互いに異なる複数の液晶表示素子（サンプル１〜５、従来例１及び２）を実際に作成した。これら複数の液晶表示素子に関する表を図４（ａ）、（ｂ）に示す。

作成した複数の液晶表示素子を、上記に説明した液晶表示素子１００の構成を用いて説明すれば、本願発明者らは、液晶層３０のΔｎを０．１、セルギャップを６μｍに設定したものをサンプル１として作成し、Δｎを０．１５、セルギャップを１０μｍに設定したものをサンプル２として作成し、液晶層３０のΔｎを０．２、セルギャップを１０μｍに設定したものをサンプル３として作成し、液晶層３０のΔｎを０．２５、セルギャップを１０μｍに設定したものをサンプル４として作成し、液晶層３０のΔｎを０．２、セルギャップを６μｍに設定したものをサンプル５として作成した。
併せて、比較例として、Ｆ吸収軸４１とＦラビング軸１３ａとを直交させた従来の構成の液晶表示素子において、液晶層３０のΔｎを０．２、セルギャップを１０μｍに設定したものを従来例１として作成し、Δｎを０．１、セルギャップを６μｍに設定したものを従来例２として作成した。

なお、これらのサンプル１〜５と従来例１及び２とに係る液晶表示素子では、これら全てに共通する設定として、図４（ｂ）に示すように、第１基板１０と第２基板２０共に、板厚１．１ｍｍのソーダ石灰ガラス（屈折率１．５００）を使用し、透明電極１１，２１を、共に、膜厚４００Åとし（屈折率１．９５３６）、絶縁膜１２，２２を、共に、膜厚５００Åとし（屈折率１．７４１７）、配向膜１３，２３を、共に、膜厚４００Åとした（屈折率１．７１６８）。

本願発明者らは、このように作成した複数の液晶表示素子を目視により観察した。
この観察では、４段階の評価を行い、図４（ａ）に示すように、電極見えが顕著に発生した場合を「×」、電極見えが視認でき、液晶表示素子の表示品位を保つ上で好ましくない場合を「△」、電極見えがほとんど視認されず、液晶表示素子の表示品位が良好な場合を「○」、電極見えが確認できず、液晶表示素子の表示品位が「○」よりもさらに良好な場合を「◎」として各液晶表示素子を評価した。

図４（ａ）の表を参照するとわかるように、従来例１及び２では、電極見えが発生し、表示品位が好ましくない。また、前記条件１を満たすものの、屈折率異方性Δｎが０．１と小さいサンプル１は、表示品位が好ましくない。
一方、サンプル２は、電極見えがほとんど視認されず、さらには、サンプル３〜５は、サンプル２よりもさらに電極見え低減効果に優れ、表示品位がより良好であった。

この観察結果により、サンプル２〜５の条件とすれば、電極見え低減効果に優れていることがわかる。
サンプル１がサンプル２〜５に比べ、電極見え低減効果に劣る理由としては、Δｎが０．１と小さい、つまりｎｅとｎｏとの差が小さく、実効的な液晶屈折率が十分に小さくできなかったためと考えられる。一方、サンプル２〜５の観察結果を見るとわかるように、Δｎを０．１５、より好ましくはΔｎを０．１５より大きい値にすれば電極見え低減効果に優れることがわかる。

本願発明者らは、これらの観察結果及び考察により、前記の条件１に加え、「液晶層３０のΔｎを０．１５以上０．２５以下の範囲」を満たすようにすれば（以下、この範囲を満たす条件を「条件２」という）、電極見えを良好に低減できることを見出した。この条件２を満たすには、例えば、液晶層３０におけるｎｅを１．６５以上１．７５以下、ｎｏを１．５程度に調整すればよい。

以上に説明した条件１及び条件２を満たす液晶表示素子１００は、互いに対向する第１基板１０及び第２基板２０と、第１基板１０と第２基板２０の間に位置する液晶層３０と、第１基板１０と第２基板２０の各々の液晶層３０側の面に設けられ、所定の形状にパターニングされた透明電極１１，１２と、第１基板１０の液晶層３０側とは反対側に位置する第１偏光板４０と、第２基板２０の液晶層３０側とは反対側に位置して第１偏光板４０と対向する第２偏光板５０と、を備え、透明電極１１，１２から液晶層３０に電圧が印加されることで、前記所定の形状に対応した表示要素を表示するねじれネマティック型、且つ、ネガ表示型の液晶表示素子１００であって、第１基板１０及び第１偏光板４０は、液晶層３０よりも、前記表示要素を視認する観察者１側に位置し、第１基板１０及び第２基板２０の対向面の法線方向から見て、Ｆラビング軸１３ａ方向（液晶層３０が含む液晶分子のうち第１基板１０に近接した位置の液晶分子３１の長軸方向の一例）と第１偏光板４０のＦ吸収軸４１方向とは実質的に一致し、液晶層３０の屈折率異方性Δｎ（つまり、液晶層３０におけるＦラビング軸１３ａ方向の屈折率ｎｅと、Ｆラビング軸１３ａ方向と直交する方向の屈折率ｎｏとの差）の絶対値は、０．１５以上０．２５以下である。
このようにしたから、前述のように電極見えを良好に低減することができる。また、液晶表示素子１００は、Ｆラビング軸１３ａとＦ吸収軸４１とが実質的に一致するように構成され、且つ、液晶層３０のΔｎが条件２を満たすように適宜に調整されただけであるため、その構造が簡潔である。

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。これらに変更（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。以下に、変形例の一例を説明する。

（変形例）
以上の説明では、液晶表示素子１００をＦ吸収軸４１方向とＲ吸収軸５１方向とが実質的に一致、且つ、Ｆラビング軸１３ａ方向とＦ吸収軸４１方向とが実質的に一致するように構成する例を示したが、これに限られない。これら各々の軸方向を多少ずらすことにより、視角特性や、表示光の色相を変化させる（例えば、背景領域の色を黒よりも薄い色にする）ようにしてもよい。つまり、Ｆ吸収軸４１とＲ吸収軸５１とを平行状態からずらしてもよく、同様に、Ｆラビング軸１３ａとＦ吸収軸４１とを平行状態からずらしてもよい。
例えば、Ｆ吸収軸４１とＲ吸収軸５１とを完全な平行状態から所定の角度ずらしたとしても、屈折率が低いｎｏ側で、光が第１偏光板４０を透過することになるため、電極見えの低減効果は得られる。しかし、電極見えの低減効果が得られるからといって、コントラスト等の特性に支障がでて液晶表示素子１００の表示品位が低下することは好ましくない。そこで、本願発明者らは、液晶表示素子１００の表示品位を保ちつつ、どの程度の角度までＦ吸収軸４１とＲ吸収軸５１とをずらすことができるかを確かめるために、シミュレーションを行った。

このシミュレーションでは、液晶層３０の条件として、屈折率異方性Δｎを０．２１、誘電率異方性Δεを９．７、ツイスト角９０°、セルギャップ１０μｍと設定し、光源としてＤ６５光源を設定した上で、Ｒ吸収軸５１を基準として、Ｒ吸収軸５１とＦ吸収軸４１とがなす角の角度が±１５°となる範囲で、５°毎に変化させ、透過率及びコントラストを計算した。

なお、図５（ａ）、（ｂ）に示す角度は液晶表示素子１００の表示画像を視認する観察者１から見て左右方向に伸びる軸とＦ吸収軸４１又はＲ吸収軸５１とのなす角の角度である（以下、この角度をαとする）。図５（ｂ）に示すように、基準となるＲ吸収軸５１では、α＝４５°と固定し、Ｆ吸収軸４１の角度αを３０°〜６０°の範囲で変化させている。また、このシミュレーションでは、図５（ａ）に示すように、ＯＦＦ電圧１．６７Ｖ、ＯＮ電圧２．８９Ｖと設定した。また、このシミュレーションは、シンテック株式会社製のシミュレーションソフト「ＬＣＤ ＭＡＳＴＥＲ」によるものである。

図５（ａ）に示すシミュレーション結果を参照し、まず背景透過率（電圧０Ｖの透過率。つまり、電圧無印加時の透過率）に着目すると、Ｆ吸収軸４１の角度αが３０°、６０°では、背景透過率が２．５６、２．６１と高く、表示品位が良好でない（いわゆる背景抜けが顕著に生じる）。
次に、コントラスト（図５（ａ）ではＣＲと表している）に着目すると、Ｆ吸収軸４１の角度αが３０°、６０°では、コントラストが約６と低く、やはり表示品位が良好でない。なお、コントラストはＯＮ時（ＯＮ電圧２．８９Ｖ印加時）の透過率をＯＦＦ時（ＯＦＦ電圧１．６７Ｖ印加時）の透過率で割った値であり、この値が大きいと液晶表示素子１００の表示が見やすいものとなるため、コントラストは大きいほうがよい。

一方、Ｆ吸収軸４１の角度αが、３５°≦α≦５５°の範囲においては、背景透過率が最も高い場合でも１．３４（Ｆ吸収軸４１のαがα＝５５°のとき）であり、Ｆ吸収軸４１の角度αが３０°、６０°のときと比べて十分に小さく、表示品位が良好に保てることがわかる。
また、コントラストに着目しても、３５°≦α≦５５°の範囲において、一番小さい値でも、１１（Ｆ吸収軸４１のαがα＝５５°のとき）と、Ｆ吸収軸４１の角度αが３０°、６０°のときと比べて十分に大きく、表示品位が良好に保てることがわかる。

なお、参考として、図５（ｂ）に、Ｆ吸収軸４１の角度αと背景透過率とコントラストとの関係のグラフを示した。このグラフを参照すると、Ｆ吸収軸４１の角度αが３５°≦α≦５５°の範囲を超えてしまうと、背景透過率が増大し、且つ、コントラストが小さくなる傾向があることがわかる。

以上のシミュレーション結果及び考察を踏まえると、Ｆ吸収軸４１のαが３５°≦α≦５５°の範囲であれば、表示品位を損なうことなく、電極見えも低減できることがわかる。このシミュレーションではＲ吸収軸５１のαをα＝４５°と固定したため、言い換えれば、Ｒ吸収軸５１とＦ吸収軸４１とのなす角の角度の絶対値が１０°以下であればよい。すなわち、Ｒラビング軸２３ａ方向とＲ吸収軸５１方向とを実質的に一致させた場合において、Ｆラビング軸１３ａ方向とＦ吸収軸４１方向とのなす角の角度の絶対値が１０度以下であればよい。

このように変形例として、液晶表示素子１００は、基板法線方向から見て、Ｆラビング軸１３ａ方向（液晶層３０が含む液晶分子のうち第１基板１０に近接した位置の液晶分子３１の長軸方向の一例）と第１偏光板４０のＦ吸収軸４１方向とのなす角の角度の絶対値は、１０度以下であり、液晶層３０の屈折率異方性Δｎ（つまり、液晶層３０におけるＦラビング軸１３ａ方向の屈折率ｎｅと、Ｆラビング軸１３ａ方向と直交する方向の屈折率ｎｏとの差）の絶対値は、０．１５以上０．２５以下である、ように構成されてもよい。

以上の説明では、液晶表示素子１００が透過型のものとして構成される例を示したが、これに限られない。液晶表示素子１００が、観察者１側から入射した光を反射しバックライト６０側からの光を透過するハーフミラー等の半反射層を備え、いわゆる半透過型（半反射型）のものとして構成されてもよい。また、バックライトを設けず、反射型のものとして構成されてもよい。

なお、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。

１００ …液晶表示素子
１０ …第１基板
１１ …透明電極
１２ …絶縁膜
１３ …配向膜
１３ａ…Ｆラビング軸
２０ …第２基板
２１ …透明電極
２２ …絶縁膜
２３ …配向膜
２３ａ…Ｒラビング軸
３０ …液晶層
４０ …第１偏光板
４１ …Ｆ吸収軸
５０ …第２偏光板
５１ …Ｒ吸収軸
６０ …バックライト
１ …観察者
２ａ〜２ｃ…セグメント
３ …背景領域

Claims (2)

1. 互いに対向する第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板の間に位置する液晶層と、
   前記第１基板と前記第２基板の各々の前記液晶層側の面に設けられ、所定の形状にパターニングされた透明電極と、
   少なくとも前記第１基板側の前記透明電極と前記液晶層との間に前記透明電極を覆うように設けられる絶縁膜と、
   前記第１基板の前記液晶層側とは反対側に位置する第１偏光板と、
   前記第２基板の前記液晶層側とは反対側に位置して前記第１偏光板と対向する第２偏光板と、を備え、前記透明電極から前記液晶層に電圧が印加されることで、前記所定の形状に対応した表示要素を表示するねじれネマティック型、且つ、ネガ表示型の液晶表示素子であって、
   前記第１基板及び前記第１偏光板は、前記液晶層よりも、前記表示要素を視認する観察者側に位置し、
   前記透明電極の屈折率と、前記絶縁膜の屈折率との差は、略０．２であり、
   前記第１基板及び前記第２基板の対向面の法線方向から見て、前記液晶層が含む液晶分子のうち前記第１基板に近接した位置の液晶分子の長軸方向と前記第１偏光板の吸収軸方向とは実質的に一致し、
   前記液晶層における前記長軸方向の屈折率と、前記長軸方向と直交する方向の屈折率との差の絶対値は、０．１５以上０．２５以下である、
   ことを特徴とする液晶表示素子。
2. 互いに対向する第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板の間に位置する液晶層と、
   前記第１基板と前記第２基板の各々の前記液晶層側の面に設けられ、所定の形状にパターニングされた透明電極と、
   少なくとも前記第１基板側の前記透明電極と前記液晶層との間に前記透明電極を覆うように設けられる絶縁膜と、
   前記第１基板の前記液晶層側とは反対側に位置する第１偏光板と、
   前記第２基板の前記液晶層側とは反対側に位置して前記第１偏光板と対向する第２偏光板と、を備え、前記透明電極から前記液晶層に電圧が印加されることで、前記所定の形状に対応した表示要素を表示するねじれネマティック型、且つ、ネガ表示型の液晶表示素子であって、
   前記第１基板及び前記第１偏光板は、前記液晶層よりも、前記表示要素を視認する観察者側に位置し、
   前記透明電極の屈折率と、前記絶縁膜の屈折率との差は、略０．２であり、
   前記第１基板及び前記第２基板の対向面の法線方向から見て、前記液晶層が含む液晶分子のうち前記第１基板に近接した位置の液晶分子の長軸方向と前記第１偏光板の吸収軸方向とのなす角の角度の絶対値は、１０度以下であり、
   前記液晶層における前記長軸方向の屈折率と、前記長軸方向と直交する方向の屈折率との差の絶対値は、０．１５以上０．２５以下である、
   ことを特徴とする液晶表示素子。