JP2000347183A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コントラスト比が高く、かつ光の利用効率が
高い高輝度の反射型液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 対向する１対の基板２、２’と、その一
対の基板間に少なくとも透明電極３、３’と、配向層
４、４’とを介して挟持された液晶５を含む液晶層１５
と、液晶層１５の後方に配置された反射層１３、８とを
備え、反射層は液晶層を後方へ透過してきた直線偏光の
偏光面を回転させて反射して後方から液晶層へと送り返
す、構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置に関し、とくにゲストホスト型液晶を用いることによ
り、輝度を低下させる偏光板の使用を省いた反射型液晶
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電
力等の特徴を有するため、腕時計、電卓等の表示装置と
して広く用いられている。特に薄型トランジスタ等を搭
載してアクティブ駆動を行なうＴＮ(Twisted Nematic)
型液晶表示装置は、ワードプロセッサ、パーソナルコン
ピュータ等の表示装置や、従来ＣＲＴを用いていたテレ
ビ等の分野にも広がりつつある。しかし、ＴＮ型液晶表
示装置は偏光板を必要とするので光の利用効率が低く、
外光のみでは液晶表示部の視認性が低くなる。このた
め、一般にバックライトと呼ばれる照明装置を液晶表示
装置の背面側に備えることにより液晶表示部の視認性を
向上させている。しかし、バックライトを搭載すること
により、視認性は向上するが、同時に消費電力が増大す
るため、携帯端末等の持ち運びを前提とする機器の表示
装置に適用する場合、使用可能な時間が短くなるという
問題がある。

【０００３】そこで、外光のみで良好な視認を行なうこ
とのできる反射型液晶表示装置および反射型液晶表示モ
ードが提案されている。たとえば、偏光板を用いずに明
るい表示を得ることができ、かつコントラスト比も比較
的高くすることができるＧＨ（ゲストホスト）型液晶を
用いた反射型液晶表示装置が提案された。図３は、ＧＨ
型液晶を用いた反射型液晶表示装置の概略断面図である
（D. L. White, G. N.Taylor, J. Appl, Phys.,４７１
８（１９７４））。図３（ａ）は電圧無印加の状態を示
しており、また、図３（ｂ）は電圧印加時の状態を示し
ている。

【０００４】図３において、同装置は、ガラス等の透明
絶縁材料からなる基板と、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）
等からなる透明電極１０３、１０３’と、配向層１０
４、１０４’と、液晶分子１０５と、２色性色素分子１
０６とを備える。同装置には、外部から入射光１０１が
入射され、表示面から表示を形成する出射光１１０が出
射される。図３に示すように、液晶が正の誘電率異方性
を有する場合、電圧無印加の状態で、液晶分子１０５お
よび２色性色素分子１０６は、ガラス基板１０２、１０
２’に平行に、かつ２枚の基板間でねじれて配向してい
る。この液晶表示装置に入射したランダムな偏光状態の
光は、２色性色素分子１０６により吸収され、直線偏光
または扁平度の大きい楕円偏光の状態で背面から出射さ
れる。直線偏光の場合、反射層１０８でその直線偏光の
偏光面を９０°回転させ、また楕円偏光の場合は楕円偏
光の長径を９０°に近い適当な角度回転させて反射し、
背面から前面へと再び液晶層に入射させ、２色性色素１
０６により吸収させ黒（暗）表示を得ることができる。
一方、電圧印加の状態では、液晶分子１０５が基板面に
対し垂直方向に配向するのに伴って、２色性色素１０６
も基板面に垂直方向に配向を変化させる。このとき入射
光は吸収されることがないので、そのまま反射層１０８
を経て再び液晶層に到達し、さらに吸収されることなく
浸透することができる。このとき白（明）状態の表示を
得ることができる。上記のように、本反射型液晶表示装
置では、白（明）状態において原理的には入射したすべ
ての光を反射することができるため、光の利用効率が非
常に高い。一方、黒（暗）表示においてはいずれの偏光
方向の光も吸収することができるため、輝度が低くな
る。この結果、コントラスト比が比較的高い表示を得る
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のねじれ配向した
ＧＨ型液晶を用いることにより、光の利用効率が高く、
かつコントラスト比が比較的高い反射型液晶表示装置を
得ることができる。しかし、実際のところ、電圧印加状
態においても配向膜の界面近傍には平行配向のまま保存
されたＧＨ型液晶分子が存在し、入射光および反射光を
吸収し、光の利用効率をやや低下させるという問題があ
る。また、２色性色素分子による光の吸収は、一般に十
分ではなく、黒（暗）表示時の光抜けとなり、コントラ
スト比の低下を招くという問題がある。

【０００６】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたものであり、コントラスト比が高く、かつ光
の利用効率が一層高い高輝度の反射型液晶表示装置を得
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の反射型液晶表示
装置は、液晶の前方から光が入射され、液晶を後方へと
透過後に反射されて後方から前方へと液晶を透過する光
の多少により表示が形成される装置であり、対向する１
対の基板と、１対の基板の間に少なくとも透明電極と配
向膜とを介して挟持される、液晶を含む液晶層と、液晶
層の後方に配置された反射層と、を備え、反射層は、液
晶層を前方から後方へ透過してきた光の偏光面を回転さ
せて反射して後方から液晶層に送り返す。

【０００８】上記のように、偏光板を用いない構成によ
り光の利用効率を高め、かつ反射層の働きにより黒
（暗）状態における前方への光の透過量を低くすること
ができる。その結果、高輝度で、かつ高コントラスト比
の画面表示を得ることが可能となる。

【０００９】上記の反射型液晶表示装置においては、液
晶層は電圧印加の有無に応じて第１の状態と第２の状態
とをとり、第１の状態の液晶層においてはランダムな偏
光状態の光を入射するとほぼ直線に偏光した光が後方に
出射され、反射層は該直線偏光の偏光面を９０°回転さ
せて反射して液晶層に送り返し、第１の状態の液晶層で
は該送り返された直線偏光を吸収して前方に出射される
光の強度を減じ、第２の状態の液晶層においてはランダ
ムな偏光状態の光を入射するとランダムな偏光状態の光
が後方から出射され、反射層は該ランダムな偏光状態の
光を反射して液晶層に送り返し、第２の状態の液晶層で
は、該送り返されたランダムな状態の光を前方に透過さ
せることが望ましい。

【００１０】上記の構成により、第１の状態において黒
（暗）を表示し、第２の状態において白（明）を表示す
ることができる。白表示においては偏光板等の光を吸収
する光学部材が用いられず、黒表示では反射層で偏光面
を９０°回転させ光の吸収を大きくする。その結果、高
輝度で、かつ高コントラスト比を得ることができ、高品
位の表示画面を提供することが可能となる。

【００１１】上記の反射型液晶表示装置においては、液
晶層は電圧印加の有無に応じて第１の状態と第２の状態
とをとり、液晶層の状態によっては、第１の状態の液晶
層においてランダムな偏光状態の光を入射すると楕円偏
光が後方に出射され、反射層は該楕円偏光の長径の方向
を７５°〜１０５°の範囲内のいずれかの角度で回転さ
せて反射して液晶層に送り返し、第１の状態の液晶層で
は該送り返された楕円偏光を吸収して前方に出射される
光の強度を減じ、第２の状態の液晶層においてはランダ
ムな偏光状態の光を入射するとランダムな偏光状態の光
が後方から出射され、反射層は該ランダムな偏光状態の
光を反射して液晶層に送り返し、第２の状態の液晶層で
は、該送り返されたランダムな状態の光を前方に透過さ
せる。

【００１２】上記の構成により、第１の状態の大抵の場
合に、液晶層から後方に出射される扁平度の大きい楕円
偏光の長径の方向を回転させて反射し、液晶層に再入射
してその楕円偏光を効率良く吸収するようにできる（黒
表示）。反射の際の長径の方向の回転角度は、液晶層に
再入射して最も吸収が大きくなる角度であり、７５°〜
１０５°の範囲内にある。この結果、第２の状態におい
ては原理的に光の吸収はない（白表示）ので、黒白表示
のコントラスト比を高くすることができる。

【００１３】上記の反射型液晶表示装置では、液晶層に
は、２色性色素とネマティック液晶とが含まれることが
望ましい。

【００１４】液晶層の主要構成要素を２色性色素とネマ
ティック液晶とにすることにより、偏光板を用いること
なく上記の第１の状態と第２の状態とを電圧印加の有無
により容易に実現することができる。その結果、装置の
構成をコンパクトにでき、かつ偏光板を用いないので明
るい画面で高いコントラスト比を提供することが可能と
なる。

【００１５】上記の反射型液晶表示装置では、液晶層に
おける常光線と異常光線との屈折率の差Δｎと液晶層の
厚さｄ（単位μｍ）との積（Δｎ・ｄ）が、０．３μｍ
〜２．０μｍの範囲にあることが望ましい。

【００１６】上記の構成により、黒表示における液晶層
での後方から前方への透過時の光の吸収効率を高くし
て、前方への光の出射量を低くすることができる。その
結果、高輝度を確保したうえでコントラスト比を一層高
くすることが可能となる。

【００１７】上記の反射型液晶表示装置では、液晶層の
ネマティック液晶が正の誘電率異方性を示し、電圧無印
加の状態で２色性色素分子とネマティック液晶分子とが
基板面にほぼ平行で、かつねじれ配向し、電圧印加の状
態で前記２色性色素分子とネマティック液晶分子とが基
板面にほぼ垂直配向していることが望ましい。

【００１８】電圧無印加状態を黒表示に対応させて、２
色性色素分子とネマティック液晶分子とを基板面にほぼ
平行で、かつねじれ配向させることができる。この状態
においては、黒表示における液晶層の前方から後方への
透過および直線偏光の偏光面を９０°回転させた後、ま
たは楕円偏光の長径の方向を７５°〜１０５°の範囲内
のいずれかの角度で回転させた後、後方から前方への透
過において、光の吸収を大きなものにすることができ
る。一方、電圧印加状態では、２色性色素分子とネマテ
ィック液晶分子とを基板面にほぼ垂直配向させ、光の吸
収を最少限にすることができる。この結果、黒表示にお
ける光の前方への出射量を低く抑えることができ、高輝
度で、かつ高コントラスト比とすることが可能となる。

【００１９】また、ある局面においては、上記の反射型
液晶表示装置は、液晶層のネマティック液晶が負の誘電
率異方性を示し、電圧無印加の状態で２色性色素分子と
ネマティック液晶分子とが基板面にほぼ垂直に配向し、
電圧印加の状態で２色性色素分子とネマティック液晶分
子とが基板面にほぼ平行で、かつねじれ配向しているこ
とが望ましい。

【００２０】この場合、電圧無印加状態を白表示に対応
させて、２色性色素分子とネマティック液晶分子とを基
板面にほぼ垂直に配向させ、白表示における液晶層前方
への光の出射量を最大限多くすることができる。黒表示
においては電圧印加状態において２色性色素分子とネマ
ティック液晶分子とを基板面にほぼ平行で、かつねじれ
配向させ、光の吸収を最大限多くすることができる。こ
の結果、電圧無印加状態を白表示として高輝度で、かつ
高コントラスト比とすることが可能となる。

【００２１】上記の反射型液晶表示装置においては、２
色性色素分子およびネマティック液晶分子の基板面に平
行なねじれ配向におけるねじれ角が、１５０°〜２１０
°の範囲にあることが望ましい。

【００２２】液晶分子のねじれ角を、上記のように、１
８０°±３０°とすることにより、液晶層の厚さ方向に
わたって見ると、配向層表面における配向方向に平行な
２色性色素分子の数をそれに直角方向の２色性色素分子
の数より多くすることができる。その結果、上記の配向
方向に平行な偏光を、他の方向の偏光より多く吸収する
ことができる。液晶層を前方から後方へと透過後、複屈
折層を経て反射層に至り、反射され複屈折層を経て液晶
層に到達した光は、直線偏光の場合には偏光面が９０°
回転し、また楕円偏光の場合には長径が７５°〜１０５
°の範囲内のいずれかの角度で回転しているので、上記
の配向方向に平行な偏光面を有する光を多く含むことに
なる。したがって、液晶を後方から前方へと透過する光
は、効率良く液晶層中の２色性色素に吸収され、前方へ
と透過する光は少なくなる。

【００２３】上記の反射型液晶表示装置においては、基
板面に平行に配向した液晶分子の配向膜面からの立上が
り角であるプレチルド角が、ほぼ同じ方向に揃っている
ことが望ましい。

【００２４】前方および後方の基板上でのプレチルド角
を同じ方向に揃えることにより、ねじれ角度が安定化し
て、液晶のディスクリミネーションラインの発生や消失
に起因する残像を生じない表示を得ることが可能とな
る。

【００２５】正の誘電率異方性の液晶を有する液晶層を
備える反射型液晶表示装置においては、液晶分子のプレ
チルド角が、０．５°〜２０°の範囲にあることが望ま
しい。

【００２６】正の誘電率異方性の液晶分子は、電圧無印
加状態において０．５°〜２０°の範囲のプレチルド角
をとりやすい。プレチルド角をこの範囲に揃えることに
より、液晶配向のねじれ角度が安定化して、液晶のディ
スクリミネーションラインの発生や消失に起因する残像
を生じない表示を得ることが可能となる。

【００２７】負の誘電率異方性の液晶を有する液晶層を
備える反射型液晶表示装置においては、液晶分子のプレ
チルド角が、６０°〜９０°の範囲にあることが望まし
い。

【００２８】負の誘電率異方性の液晶分子は、電圧無印
加状態において６０°〜９０°の範囲のプレチルド角を
とりやすい。プレチルド角をこの範囲に揃えることによ
り、液晶配向のねじれ角度が安定化して、液晶のディス
クリミネーションラインの発生や消失に起因する残像を
生じない表示を得ることが可能となる。

【００２９】上記の反射型液晶表示装置においては、液
晶層が、さらに光学活性化合物を含むことが望ましい。

【００３０】液晶層にさらに光学活性化合物を含ませる
ことにより、２色性色素の光吸収能力を増大させること
ができる。この結果、黒表示での前方への光の出射量を
少なくすることができ、コントラスト比を高くすること
が可能となる。

【００３１】上記の反射型液晶表示装置においては、あ
る場合には、反射層が、１対の基板のうちの後方の基板
の後方に配置されていることが望ましい。

【００３２】製造工程上の理由またはその他の理由によ
り、上記の反射層を後方側の基板よりもさらに後方に配
置することにより、無理無く本発明の反射方液晶表示装
置を完成させることが可能となる。

【００３３】また、視認性またはその他の理由が重視さ
れる場合には、上記の反射型液晶表示装置においては、
反射層が、後方の透明電極および後方の配向膜より後方
で、かつ後方の基板の前方に配置されていることが望ま
しい。

【００３４】反射層を後方基板より前方に配置すること
により、液晶画面を見る角度が多少変化しても画像にず
れが生じることがなく、高品位の表示を得ることが可能
となる。

【００３５】上記の反射型液晶表示装置においては、反
射層が、主要構成要素として複屈折層および反射膜を備
えることが望ましい。

【００３６】上記の構成の反射層により、特定の波長の
光に限定されずに直線偏光の場合にはその偏光面をほぼ
９０°だけ、また楕円偏光の場合にはその長径の方向を
７５°〜１０５°の範囲内回転させて反射して液晶層に
送り返して、液晶層におけるその直線偏光または楕円偏
光の吸収を大きくすることができる。その結果、黒表示
における光の前方への出射量を極力少なくすることが可
能となる。

【００３７】上記の反射型液晶表示装置においては、複
屈折層における常光線および異常光線の屈折率の差Δｎ
と複屈折層の厚さｄ（単位ｎｍ）との積（Δｎ・ｄ）
が、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にあることが望まし
い。

【００３８】上記の範囲の（Δｎ・ｄ）により、液晶層
を前方から後方に透過した光が直線偏光の場合、その直
線偏光が複屈折層を透過して反射膜で反射され、その複
屈折層を後方から前方へと透過したとき、９０°回転し
た偏光、すなわち２色性色素分子に平行な偏光面を有す
る直線偏光となる。一方、液晶層を透過した光が楕円偏
光の場合には、その長径の方向を７５°〜１０５°の範
囲内で回転させることができ、その楕円偏光を吸収する
のに適した角度だけ回転させることが可能となる。その
結果、液晶層での光の吸収を効率良いものとすることが
可能となり、黒（暗）表示の輝度を低くでき、高輝度の
明表示とのコントラスト比を高くすることが可能とな
る。また、着色のない表示とすることも可能となる。

【００３９】上記の反射型液晶表示装置においては、液
晶層の液晶分子の配向膜付近での配向方向と、複屈折層
の光学異方軸とのなす角が、３０°〜６０°の範囲にあ
ることが望ましい。

【００４０】上記の角度が４５°±１５°の範囲内にあ
るとき、液晶層を前方から後方に透過した光が直線偏光
の場合は、複屈折層を透過する際、円偏光となる。その
後、複屈折層の後方に配置された反射膜で反射され、複
屈折層を後方から前方へと透過する際、９０°偏光面が
回転した直線偏光となる。一方、液晶層を透過した光が
楕円偏光の場合は複屈折層を後方から前方へと透過する
際、その長径が７５°〜１０５°の範囲内のいずれかの
角度で回転した楕円偏光となる。この直線偏光、または
楕円偏光をＧＨ型液晶に後方から入射させて、ＧＨ型液
晶中の２色性色素に効率良く吸収させることが可能とな
る。この結果、黒表示における輝度を低くでき、上記の
角度範囲の設定に影響を受けない白表示における輝度と
の間でコントラスト比を高くすることが可能となる。

【００４１】上記の反射型液晶表示装置においては、反
射層が、主要構成要素として交互に隣接する凹部および
凸部の列を有する凹凸プリズム列反射板を備え、反射板
の凹部または凸部の延びる方向と、第１の状態の液晶層
の後方に出射されるほぼ直線に偏光した光の進行方向に
垂直な断面における該偏光面の方向と、のなす角がほぼ
４５°であることが望ましい。

【００４２】上記の反射板を上記の角度で配置すること
により、直線偏光の偏光面を光のロスを伴わずに９０°
回転させることが可能となる。したがって、白表示では
光のロスなく液晶層の前方へ光を出射させることができ
る。一方、黒表示においては２色性色素に光の吸収を効
率良く行わせることができる。この結果、上記の構造の
反射板を備えることにより、コントラスト比の高い表示
を得ることが可能となる。なお、上記の凹凸プリズム列
反射板の凹凸が延びる方向に直交する断面での凹凸の形
状は、３角波状に限定されず、台形波状または正弦波状
であってもよい。

【００４３】上記の反射型液晶表示装置においては、液
晶層の状態によっては楕円偏光が透過され、上記の反射
層が主要構成要素として交互に隣接する凹部および凸部
の列を有する凹凸プリズム列反射板を備え、反射板の凹
部または凸部の延びる方向と、第１の状態の液晶層の後
方に出射される楕円偏光の進行方向に垂直な断面におけ
る該楕円偏光の長径の方向と、のなす角が３０°〜６０
°の範囲内にあることが望ましい。

【００４４】上記の構成により、液晶層を透過する光が
楕円偏光の場合、その長径の方向を液晶層に再入射した
際、液晶層透過した際の長径の方向から７５°〜１０５
°の範囲内のいずれかの角度だけ回転させ、効率良く吸
収を生じさせることができる。この長径の回転角は上記
の範囲内で最も効率良く吸収が生じるように設定するこ
とができる。この結果、黒表示を徹底して暗くすること
ができ、高コントラスト比を達成することが可能とな
る。

【００４５】上記の反射型液晶表示装置においては、凹
凸プリズム列反射板の凸部または凹部の頂角が、７０°
〜１１０°の範囲にあることが望ましい。

【００４６】上記の頂角により、上記反射板による偏光
面を回転させる効率が高くなるため、高いコントラスト
比を得ることができる。また、光の利用効率が高いため
に明るい表示を得ることが可能となる。なお、空間によ
って囲まれている凸部の頂角と、空間を囲んでいる凹部
の頂角とは原則として同じである。また、凹凸の断面が
３角波状でない場合には、例えば台形波状の場合は両側
部の直線部を延長した交点における角度をさす。正弦波
状の場合は凹凸の中間の両側部における接線の交点にお
ける角度をさす。

【００４７】上記の反射型液晶表示装置においては、凹
凸プリズム列反射板の凹部の谷底線領域が１表示画素の
領域内に少なくとも１本重複するような密度で凹凸プリ
ズム列が形成されていることが望ましい。

【００４８】上記のように、１表示画素の領域内に谷底
線領域を少なくとも１本重複させることにより、混色を
防止して表示品位を高く保つことが可能となる。なお、
上記したように、凸部と凹部の頂角は同じであるから、
谷底線領域が少なくとも１本１画素領域内に含まれると
き、稜線領域も少なくとも１本含まれることになる。ま
た、上記の凹凸のピッチはあまり細かすぎると、モアレ
による表示品位劣化が生じる場合があるので、隣接する
稜線領域と谷底線領域との間隔は、幅中心間隔で０．５
μｍ以上程度とすることが望ましい。

【００４９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態におけ
る反射型液晶表示装置を図を用いて説明する。

【００５０】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における反射型液晶表示装置の構成断面図であ
る。図１（ａ）は電圧無印加の状態を示し、また、図１
（ｂ）は電圧印加の状態を示している。図１（ｂ）にお
ける符号Ｅは電圧印加に伴って生じる電界を表す。本実
施の形態で用いるネマティック液晶５は正の誘電率異方
性を有している。本実施の形態における反射型液晶表示
装置は、透明電極３、３’と、配向層４、４’とを内側
に有する２枚の基板２、２’間に挟持された液晶層１５
を備える。液晶層１５に含まれる２色性色素分子６とネ
マティック液晶分子５とは上下の配向層４、４’の間で
１８０°ねじれた配向をしている。上記装置は、後方側
の基板２’の後方に複屈折層１３と、さらにその後方に
反射膜８とを備える。複屈折層１３の進相軸は、配向膜
付近での液晶分子の配向方向とほぼ４５°の角度をなす
ように配置されている。

【００５１】次に、上記の反射型液晶表示装置の製造工
程について説明する。まず基板２、２’の上にそれぞれ
透明電極３、３’を設け、その透明電極３、３’の上に
ポリイミド溶液を塗布し、１８０℃で１時間程度焼成す
る。その後、このポリイミド膜に対して、液晶分子のプ
レチルド角の発現方向が揃うようにラビング処理を施
し、配向層４、４’を形成する。次いで、上記透明電極
３、３’と配向層４、４’とが設けられた２枚の基板
２、２’を開口部が形成されるように約６μｍの間隔を
あけて貼り合せ、約６μｍのセルギャップを形成する。
なお、対向する２枚の基板２、２’のうち基板２を液晶
層の前方側（表示面側）とし、基板２’を液晶の後方側
（背面側）とする。後記する実施例等においても同様と
する。次に、上記のセルギャップにＧＨ型液晶を注入す
る。ＧＨ型液晶に含まれる２色性色素の２色性比は約
７．５とし、液晶層中の２色性色素の濃度は約３．５％
とする。このとき、誘電率異方性は＋９．０であり、常
光線と異常光線とに対する屈折率の差である屈折率異方
性Δｎは０．０９である。セルギャップは前述したよう
に、約６μｍである。このセルのセルギャップｄと液晶
材料の屈折率異方性Δｎとの積（Δｎ・ｄ）は０．５４
となった。また、液晶層には光学活性化合物を約２％含
ませ、螺旋ピッチを約１４μｍになるように調整する。

【００５２】次に、液晶層の背面側の基板２’の後方
に、（Δｎ・ｄ）が１００ｎｍの複屈折フィルムを貼り
付けて複屈折層１３を形成し、その背面に反射層として
アルミニウムを蒸着する。図１において、後方側の基板
２’と複屈折層１３との間、および複屈折層１３と反射
膜８との間に空間があるように記されているが、空間は
なくてもよく、装置のコンパクト化という観点からはむ
しろないほうが好ましい。また、図１において、円の中
心から矢印のついた直線が放射状に出されたマークが光
線に添えられている。この図において、十文字に矢印の
ついた直線は直線偏光を表わす。また、円内に矢印が付
いた直線が１本のみ記されている場合には、この直線は
直線偏光または扁平度の高い楕円偏光を表す。また、矢
印の付いた円弧は円偏光または楕円偏光を表わし、その
矢印の向きは円偏光または楕円偏光の回転方向を表わ
す。また、紙面に垂直な偏光または紙面に垂直な長径と
は、上記直線偏光または楕円偏光において上記矢印のつ
いた直線が紙面内で上下方向を指しているものが該当
し、紙面に平行な偏光または紙面に平行な長径とは上記
矢印のついた直線が紙面内で水平方向に向いているもの
が該当する。

【００５３】次に、本実施の形態における反射型液晶表
示装置の表示原理について説明する。本装置は２枚の透
明電極３、３’間に電圧を印加しない状態では、ネマテ
ィック液晶分子５および２色性色素分子６は、配向層
４、４’の間において１８０°のねじれ配向をしてい
る。このため、２色性色素分子６は液晶層１５の厚さ方
向にわたってみると、すべての方向にその分子長軸を向
けて配向している。また、上記したように、液晶層１５
の（Δｎ・ｄ）は０．５４である。この条件下におい
て、ランダムな偏光状態からなる入射光は、液晶分子５
の配向に従って偏光面を回転させる効果（旋光効果）と
偏光面を回転させることなくそのまま透過する効果（非
旋光効果）とがほぼ等しくなる。

【００５４】非旋光効果に従って偏光面を回転させるこ
となくセル内を透過するランダムな偏光状態の入射光１
は、液晶層を透過するとき、すべての方向に平均的に配
向した２色性色素分子６により、２色性色素分子６の分
子長軸と偏光面の方向が一致した成分が吸収される。し
たがって、ランダムな偏光状態の入射光１は液晶層を透
過すると非旋光効果によりすべての偏光成分がある程度
吸収される。さらに複屈折層１３を透過し、反射膜８で
反射し、さらに複屈折層１３を透過して再び背面側から
液晶層に入射された反射光１２は、再び非旋光効果によ
りすべての偏光成分が吸収される。

【００５５】一方、旋光効果に従って偏光面を液晶層１
５の配向に従って回転させた入射光は、セル内を透過す
るすべての過程において２色性色素分子６により同一方
向の偏光が吸収され、ほぼ直線偏光または扁平度の高い
楕円偏光となってセルを透過する。直線偏光の場合に
は、複屈折層１３により円偏光となり、反射膜８で反射
し、再び複屈折層を透過する過程で、液晶層を透過した
光と９０°偏光面の方向を回転させた直線偏光１２とな
り液晶層に再び入射される。一方、楕円偏光の場合に
は、再び複屈折層を透過する過程で長径の方向が９０°
回転した楕円偏光１２となり液晶層に再び入射される。
この直線偏光１２または楕円偏光１２は、再びセルの旋
光効果に従ってセルを透過するすべての過程において２
色性色素による吸収を受けるので、ほとんどの光は吸収
される。

【００５６】上記の非旋光効果によるすべての方向の偏
光の吸収および旋光効果による特定偏光のほぼ完全な吸
収により、黒（暗）状態の表示を行なうことができる。

【００５７】一方、電極３、３’に電圧を印加すると、
図１（ｂ）に示すように、液晶分子５および２色性色素
分子６は基板２、２’面に対し垂直方向に配向するの
で、２色性色素分子６による光の吸収は生じない。した
がって、光の吸収なく液晶層１５および複屈折層１３を
透過し、反射膜８で反射され、再び複屈折層１３を経て
背面側から液晶層１５に入射される。このときもまた、
２色性色素分子はいかなる偏光成分の光も吸収しないの
で、入射光１は原理的には全く減衰することなく液晶層
１５の表示面側（前方）へ光が透過し、白（明）状態と
なる。

【００５８】白状態と黒状態の反射率の比であるコント
ラスト比は一定以上高いことが、良好な視認性を得るた
めに重要である。上記のように黒状態の反射率を低くす
ることができれば、白状態の反射率は、上記したように
減衰がないので、元来非常に高く、高輝度で高いコント
ラスト比を得ることが可能となる。

【００５９】本実施の形態において、複屈折層１３を２
枚の基板２、２’の間に位置させることも可能である。
その場合、背面側の基板２’と背面側の基板２’の前方
に位置する液晶層１５との間に、液晶層１５に近い前方
から順に配向層４’、透明電極３’、複屈折層１３およ
び反射膜８を設ける。この結果、液晶層内に複屈折層１
３と反射層８とを内蔵させることができ、観察方向の相
違に起因する表示のずれを生じることがなくなり、品位
の高い表示を得ることができる。

【００６０】（実施の形態２）図２は、実施の形態２に
おける反射型液晶表示装置を示す図である。図２（ａ）
は電圧無印加の状態を、また図２（ｂ）は電圧印加の状
態を示す。本実施の形態における液晶材料の誘電率異方
性は負である。図２に示す反射型液晶表示装置では、液
晶層１５を挟持する２枚の基板２、２’と、透明電極
３、３’と、配向層４、４’の配列順序は、実施の形態
１と同様である。

【００６１】本実施の形態で用いるＧＨ型液晶では、２
色性色素の２色性比を約８とし、液晶層中の２色性色素
の濃度を４％とした。また、誘電率異方性の値は−４．
０である。さらに、液晶材料中には光学活性化合物を約
２％含ませ、螺旋ピッチが約１５μｍとなるように調整
する。また、配向層４、４’はＧＨ型液晶が垂直からや
や傾き、その傾き方向が揃うように設けられる。

【００６２】次に、上記セルの背面側の基板２’の後方
に、隣接する稜線から稜線までのピッチ１０μｍの溝状
の凹凸を全面に有し、その頂角（凸部および凹部の角
度）がほぼ９０°である鏡面シート１４（反射板）を貼
付した。このとき、稜線または谷底線と、配向層４’付
近での液晶分子の配向方向とのなす角度が４５°程度と
なるように鏡面シート１４（反射板）を配置する。

【００６３】次に、本実施の形態における反射型液晶表
示装置の表示原理について説明する。２枚の透明電極
３、３’に電圧を印加しない状態では、図２（ａ）に示
すようにＧＨ型液晶は、基板２、２’に対しほぼ垂直に
配向しているので、実施の形態１における図１（ｂ）の
説明と同様に、入射光はどの偏光成分も吸収を受けるこ
となく透過する。さらに、溝状の凹凸を有する反射層１
４で反射し、その反射光も吸収を受けることなくセルの
表面に透過するので白（明）表示を得ることができる。

【００６４】電圧を透明電極３、３’間に印加した状態
では、ＧＨ型液晶は基板２、２’面に平行方向に配向を
変化させる。さらに、配向層に設けられた傾き角、およ
び光学活性化合物の含有率にしたがった螺旋ピッチをと
り、この結果、実施の形態１の図１（ａ）とほぼ同様な
配向状態となる。この状態でランダムな偏光状態の光が
液晶層に入射すると、実施の形態１の図１（ａ）と同様
に、ほぼ直線偏光または扁平度の高い楕円偏光となって
セルを透過する。液晶層透過光が直線偏光の場合、この
セルを透過した光の偏光面の方向と、溝状の凹凸を有す
る反射板１４の溝方向とがほぼ４５°の角度となってい
るとき、反射板１４で反射する際に偏光面の方向は９０
°回転する。さらにこの偏光面が９０°回転した直線偏
光が液晶層を透過すると、２色性色素分子の吸収を受
け、ほとんどの光はセルの表面に透過することができ
ず、黒（暗）表示を得ることができる。一方、液晶層透
過光が楕円偏光の場合には、反射板１４で反射する際、
楕円の長径の方向が７５°〜１０５°の範囲内で回転し
た状態で液晶層に入射して、効率良く２色性色素分子の
吸収を受け、ほぼ完全な黒表示を得ることができる。

【００６５】次に、ネマティック液晶および２色性色素
の特性について説明する。液晶の誘電率異方性Δεは、
絶対値|Δε|が１〜１５の範囲、すなわちΔεが負の場
合には−１５〜−１の範囲、またΔεが正の場合には１
〜１５の範囲であることが望ましい。Δεが−１から＋
１の範囲にあるときは電界に対する応答性が低く、液晶
分子を水平配向から垂直配向に変えるための駆動に高い
電圧を必要とする。またΔεが−１５未満またはΔεが
＋１５を超える場合には、液晶分子の分極が大きいた
め、イオン性不純物等を包含しやすく、その結果、液晶
の劣化が生じやすい。

【００６６】また、２色性色素の２色性比は３以上であ
ることが好ましい。２色性比が３未満のときは、黒状態
での輝度が高くなり、その結果、コントラスト比が小さ
くなる。また、液晶層中の２色性色素の濃度は、０．２
％〜１５％の範囲内が好ましい。液晶層中の２色性色素
の濃度が０．２％未満の場合、吸光係数が小さくなり、
十分なコントラスト比が得られないことがあり、一方、
１５％を超えると、液晶層中に２色性色素が析出した
り、比抵抗低下の原因となる。

【００６７】また、複数の溝状の凹凸を有する反射板の
凹凸密度は特に限定するものではなく、いかなる密度で
あっても良好な表示を得ることができるが、凹凸の隣接
する稜線から稜線までの間隔が１μｍ〜３００μｍの範
囲内であることが望ましい。１μｍ未満であると、画素
電極等の干渉によりモアレと呼ばれる表示劣化が観察さ
れることがあり、一方、３００μｍを超えると、凹凸の
間隔が観察者によって視認され、表示品位を低下させる
場合がある。

【００６８】本実施の形態において、溝状の凹凸を有す
る反射板１４を２枚の基板２、２’の間に位置させるこ
とが可能である。この場合、液晶層１５と背面側の基板
２’との間に、溝状の凹凸を有する反射板１４を作製す
ることにより、セル内に反射板１４を内蔵することがで
きる。この結果、表示面を見る方向の相違によって表示
ずれを生じることがなく、高品位の表示を得ることが可
能になる。

【００６９】

【実施例】次に、上記の構成を有する反射型液晶表示装
置を実際に作製した実施例について説明する。これらの
各実施例および比較例の構成を表１にまとめた。

【００７０】

【表１】

【００７１】（実施例１）使用した液晶の誘電率異方性
Δεは＋９．０であり、屈折率異方性Δｎは０．０９で
あった。また、液晶層中の２色性比を７．５とし、２色
性色素濃度を３．５％とした。また、セルギャップｄは
６μｍとし、その結果、液晶層における（Δｎ・ｄ）の
値は０．５４となった。また、前方および後方とも配向
層のラビング方向を平行とし、液晶の配向を１８０°ね
じれとした。このときのプレチルド角は約３.０°であ
った。また、背面側に反射膜を有する（Δｎ・ｄ）の値
が１００ｎｍの複屈折層を、その進相軸方向が液晶の配
向方向に対して４５°となるように貼付した。

【００７２】この反射型液晶表示装置の電圧無印加状態
における反射率は約８％であり、また電圧を５Ｖ印加し
た状態の反射率は約４０％であった。この結果、コント
ラスト比は５．０となり、高輝度で高コントラスト比の
良好な表示を得ることができた。

【００７３】（実施例２）使用した液晶は、その誘電率
異方性Δεが＋９．０であり、屈折率異方性Δｎが０．
０９であった。また、液晶層中の２色性比を８．０と
し、２色性色素濃度を４．０％とした。また、セルギャ
ップｄは６μｍとし、その結果、液晶層における（Δｎ
・ｄ）の値は０．５４μｍとなった。また、前方および
後方とも配向層のラビング方向を平行とし、液晶の配向
を２００°ねじれとした。このときのプレチルド角は約
３.０°であった。また、背面側に反射膜を有する、
（Δｎ・ｄ）の値が１００ｎｍの複屈折層を、その進相
軸の方向が液晶の配向方向に対して５０°となるように
貼付した。

【００７４】この反射型液晶表示装置の電圧無印加状態
における反射率は約９％であり、また電圧を５Ｖ印加し
た状態の反射率は約３８％であった。この結果、コント
ラスト比は４．２となり、高輝度で高コントラスト比の
良好な表示を得ることができた。

【００７５】（実施例３）使用した液晶は、その誘電率
異方性Δεが＋１０．５であり、屈折率異方性Δｎが
０．１０であった。また、液晶層中の２色性比を７．５
とし、２色性色素濃度を３．５％とした。また、セルギ
ャップは４．５μｍとし、その結果、液晶層の（Δｎ・
ｄ）の値は０．４５μｍとなった。また、前方および後
方の配向層のラビング方向を平行とし、液晶の配向を１
８０°ねじれとした。このときのプレチルド角は約７．
５°であった。また、背面側に反射膜を有する、（Δｎ
・ｄ）の値が１２０ｎｍの複屈折層を、その進相軸の方
向が液晶の配向方向に対して４５°となるように貼付し
た。

【００７６】本反射型液晶表示装置の電圧無印加状態の
反射率は約１０％であり、また電圧を５Ｖ印加した状態
の反射率は約４２％であった。この結果、コントラスト
比は４．２となり、高輝度で高コントラスト比の良好な
表示を得ることができた。

【００７７】（比較例１）使用した液晶は、その誘電率
異方性Δεが＋９．０であり、屈折率異方性Δｎが０．
０９であった。また、液晶層中の２色性比を７．５と
し、２色性色素濃度を３．５％とした。また、セルギャ
ップは２５μｍとし、その結果、液晶層の（Δｎ・ｄ）
の値は２．２５μｍと、大きな値となった。また、前方
および後方の配向層のラビング方向を平行とし、液晶の
配向を１８０°ねじれとした。このときのプレチルド角
は、約３.０°であった。また、背面側に反射膜を有す
る、（Δｎ・ｄ）の値が１００ｎｍの複屈折層を、その
進相軸方向が液晶の配向方向に対して４５°となるよう
に貼付した。

【００７８】本反射型液晶表示装置の電圧無印加状態の
反射率が約１８％であり、また電圧を５Ｖ印加した状態
の反射率は約２４％であった。この結果、コントラスト
比は１．３と小さくなり、良好な表示を得ることができ
なかった。

【００７９】（比較例２）使用した液晶は、その誘電率
異方性Δεが＋１０．５であり、屈折率異方性Δｎが
０．１０であった。また、液晶層中の２色性比を０．８
とし、２色性色素濃度を４．０％とした。また、セルギ
ャップは４．５μｍとし、その結果、液晶層の（Δｎ・
ｄ）の値は０．４５μｍとなった。また、前方および後
方の配向層のラビングの方向を平行とし、液晶の配向を
２４０°ねじれと、大きくとった。このときのプレチル
ド角は約３°であった。また背面側に反射膜を有する、
（Δｎ・ｄ）の値が１００ｎｍの複屈折層を、その進相
軸方向が液晶の配向方向に対して４５°となるように貼
付した。

【００８０】この反射型液晶表示装置の電圧無印加状態
の反射率は約１５％であり、また電圧を５Ｖ印加した状
態の反射率は約４０％であった。したがってコントラス
ト比は２．７であった。本反射型液晶表示装置のコント
ラスト比は低く、また残像が見られるために良好な表示
を得ることができなかった。

【００８１】（比較例３）使用した液晶は、その誘電率
異方性Δεが＋９．０であり、屈折率異方性Δｎが０．
０９であった。また、液晶層中の２色性比を７．５と
し、２色性色素濃度を３．５％とした。また、セルギャ
ップは６μｍとし、その結果、液晶層の（Δｎ・ｄ）の
値は０．５４μｍとなった。また、前方および後方の配
向層のラビングの方向を反平行とし、液晶の配向を１８
０°ねじれとした。このときのプレチルド角は約３°で
あった。また、背面側に反射膜を有する、（Δｎ・ｄ）
の値を２５０ｎｍと大きくとった複屈折層を、その進相
軸方向が液晶の配向方向に対して４５°となるように貼
付した。

【００８２】本反射型液晶表示装置の電圧無印加状態の
反射率は約２０％であり、また電圧を５Ｖ印加したとき
の状態の反射率は約３６％であった。したがって、コン
トラスト比は１．８となった。この反射型液晶表示装置
はコントラスト比が低く、また配向安定性が低いため残
像が観察され、良好な表示を得ることができなかった。

【００８３】（実施例４）使用した液晶は、その誘電率
異方性Δεが＋１０．５であり、屈折率異方性Δｎが
０．１０であった。液晶層中の２色性比を８．０とし、
２色性色素濃度を４．０％とした。また、セルギャップ
は７μｍとし、その結果、液晶層の（Δｎ・ｄ）の値は
０．７０μｍとなった。また、前方および後方の配向層
のラビングの方向を平行とし、液晶の配向を１８０°ね
じれとした。このときのプレチルド角は約３°であっ
た。また背面側に溝状の凹凸を５μｍピッチで作製した
反射シート（反射板）を、その溝方向が液晶の配向方向
に対して４５°となるように貼付した。

【００８４】本反射型液晶表示装置の電圧無印加状態の
反射率は約１０％であり、また電圧を５Ｖ印加した状態
の反射率は約４５％であった。したがってコントラスト
比は４．５となり、高輝度で高コントラスト比の良好な
表示を得ることができた。

【００８５】（比較例４）使用した液晶は、その誘電率
異方性Δεが＋９．０であり、屈折率異方性が０．０９
であった。また、液晶層中の２色性比を７．５とし、２
色性色素濃度を３．５％とした。また、セルギャップは
６μｍとし、その結果、液晶層の複屈折の値は０．５４
であった。また、上下の配向層のラビングの方向を平行
とし、液晶の配向を１８０°ねじれとした。このときの
プレチルド角は約３°であった。また背面側に隣接する
稜線と稜線との間の間隔を０．５μｍピッチと小さくし
た反射シート（反射板）を、その溝方向が液晶の配向方
向に対して４５°になるように貼付した。

【００８６】この反射型液晶表示装置の電圧無印加状態
の反射率は約１０％であり、また電圧を５Ｖ印加状態の
反射率は約４０％であった。したがってコントラスト比
は４．０と高かった。しかしながら本反射型液晶表示装
置はコントラスト比は比較的高く良好であったものの、
モアレが観察され、良好な表示品位を得ることができな
かった。

【００８７】（実施例５）用いた液晶は、誘電率異方性
Δεが−４．０であり、屈折率異方性が０．０８であっ
た。また、液晶層中の２色性比を７．５とし、２色性色
素濃度を３．５％とした。また、セルギャップは８μｍ
とし、その結果、液晶層の（Δｎ・ｄ）の値は０．６４
μｍとなった。また、前方および後方の配向層のラビン
グの方向を平行とし、液晶の配向を１８０°ねじれとし
た。このときのプレチルド角は約８０°であった。ま
た、背面側に反射膜を有する、（Δｎ・ｄ）の値が１０
０ｎｍの複屈折層を、その進相軸方向が液晶の配向方向
に対して４５°となるように貼付した。

【００８８】本反射型液晶表示装置の電圧無印加状態の
反射率は約５０％であり、また電圧を５Ｖ印加した状態
の反射率は約８％であった。したがって、コントラスト
比は６．３となり、きわめて高輝度で高コントラスト比
の良好な表示を得ることができた。

【００８９】（実施例６）使用した液晶は、その誘電率
異方性Δεが−３．５であり、屈折率異方性Δｎが０．
０８であった。液晶層中の２色性比を８．０とし、２色
性色素濃度を４．０％とした。また、セルギャップは６
μｍとし、その結果、液晶層の（Δｎ・ｄ）の値は０．
４８μｍとなった。また、前方および後方の配向層のラ
ビングの方向を平行とし、液晶の配向を１８０°ねじれ
とした。このときのプレチルド角は約８０°であった。
また、背面側に溝状の凹凸を１０μｍピッチで作製した
反射シート（反射板）を、その溝方向が液晶の配向方向
に対し４５°になるように貼付した。

【００９０】この反射型液晶表示装置の電圧無印加状態
の反射率は約５５％であり、また電圧を５Ｖ印加した状
態の反射率は約１０％であった。したがって、コントラ
スト比は５．５と、きわめて高輝度で高コントラスト比
の良好な表示を得ることができた。

【００９１】（比較例５）使用した液晶は、その誘電率
異方性Δεが−４．０であり、その屈折率異方性Δｎが
０．０８であった。また、液晶層中の２色性比を８．０
とし、２色性色素濃度を４．０％とした。また、セルギ
ャップは８μｍとし、その結果、液晶層の（Δｎ・ｄ）
の値は０．６４μｍとなった。また、上下の配向層のラ
ビング方向を平行とし、液晶の配向を１８０°ねじれと
した。このときのプレチルド角は、負の誘電率異方性を
有する液晶にしては小さい約４５°とした。また、背面
側に反射膜を有する、（Δｎ・ｄ）の値が１００ｎｍの
複屈折層を、その進相軸方向が液晶の配向方向に対して
４５°となるように貼付した。

【００９２】本反射型液晶表示装置の電圧無印加状態の
反射率は約２５％であり、また、電圧を５Ｖ印加した状
態の反射率は約１５％であった。したがってコントラス
ト比は１．７と低くなり、良好な表示を得ることができ
なかった。

【００９３】（実施例７）使用した液晶は、その誘電率
異方性Δεが＋９．０であり、屈折率異方性が０．０９
であった。また、液晶層中の２色性比を７．５とし、２
色性色素濃度を３．５％とした。また、セルギャップは
６μｍとし、その結果、液晶層の（Δｎ・ｄ）の値は
０．５４μｍとなった。また、前方および後方の配向層
のラビングの方向を反平行とし、液晶の配向を０°ねじ
れとした。このときのプレチルド角は約３．０°であっ
た。また、背面側に反射膜を有する、（Δｎ・ｄ）の値
が１００ｎｍの複屈折層を、その進相軸方向が液晶の配
向方向に対して４５°となるように貼付した。

【００９４】この反射型液晶表示装置の電圧無印加時の
反射率は約１２％であり、また電圧を５Ｖ印加したとき
の反射率は約４０％であった。この結果、コントラスト
比は３．３であり、良好な表示を得ることができた。

【００９５】（実施例８）使用した液晶は、その誘電率
異方性Δεが＋１０．５であり、屈折率異方性Δｎが
０．１０であった。また、液晶層中の２色性比を７．５
とし、２色性色素濃度を３．５％とした。また、セルギ
ャップは８μｍとし、その結果、液晶層の（Δｎ・ｄ）
の値は０．８０μｍとなった。また、前方および後方の
配向層のラビングの方向を反平行とし、液晶の配向を０
°ねじれとした。このときのプレチルド角は約７．５°
であった。また、背面側に溝状の凹凸を１０μｍピッチ
で作製した反射シート（反射板）をその溝方向が液晶の
配向方向に対し４５°になるように貼付した。

【００９６】この反射型液晶表示装置の電圧無印加時の
反射率は約４５％であり、また電圧を５Ｖ印加したとき
の反射率は約８％であった。この結果、コントラスト比
は５．６となり、良好な表示を得ることができた。

【００９７】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【００９８】

【発明の効果】本発明によれば、偏光板を用いずに、複
屈折層と反射層、または溝状の凹凸を有する反射板から
なる偏光面を回転させる反射層を用い、ネマティック液
晶と２色性色素からなるＧＨ型液晶を平行またはねじれ
配向させることにより高輝度、高コントラスト比の反射
型液晶表示装置を提供することができる。加えて、液晶
層の（Δｎ・ｄ）の値を０．３μｍ〜２．０μｍとし、
ＧＨ型液晶を１５０°〜２１０°ねじれ配向させ、液晶
のプレチルド角を揃えることにより、さらに高輝度、高
コントラスト比の反射型液晶表示装置を得ることができ
る。

【００９９】また、偏光面を回転させる反射層を、複屈
折層と反射層とから構成する場合、（Δｎ・ｄ）の値が
５０ｎｍ〜２００ｎｍの複屈折層を用い、ラビング方向
と複屈折層の進相軸方向のなす角度を３０°〜６０°と
することにより、さらに黒状態における十分な光吸収を
得ることができ、高コントラスト比の反射型液晶表示装
置を得ることができる。

【０１００】また偏光面を回転させる反射層を、溝状の
凹凸を有する反射板とする場合、その頂角を７０°〜１
１０°とし、凹凸の谷底線のピッチを１画素内に少なく
とも１本あるようにすることにより、混色等の表示品位
低下がなく、かつ高輝度、高コントラスト比の反射型液
晶表示装置を得ることができる。また、上記ピッチを
０．５μｍ以上とすることにより、モアレ等による表示
品位劣化を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１における反射型液晶表示装置の
構成断面図である。

【図２】 実施の形態２における反射型液晶表示装置の
構成断面図である。

【図３】 従来の反射型液晶表示装置の構成断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 入射光、２，２’ ガラス基板、３，３’ 電極、
４，４’ 配向層、５液晶分子、６ ２色性色素分子、
８ 反射膜、１０ セル前方へと透過した光、１３ 複
屈折層、１４ 溝状の凹凸を有する反射板（反射シー
ト）、１５ 液晶層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA02 GA02 GA13 HA03 HA16 HA21 JA05 JA06 KA07 KA26 KA27 MA02 MA06 MA20 2H090 HB08Y KA05 KA06 LA06 LA20 MA01 MA06 MA11 MB01 2H091 FA11Z FA14Z FD07 GA06 HA07 HA08 KA02 LA11 LA16 LA17

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶の前方から光が入射され、液晶を後
   方へと透過後に反射されて後方から前方へと液晶を透過
   する光の多少により表示が形成される反射型液晶表示装
   置であって、 対向する１対の基板と、 前記１対の基板の間に少なくとも透明電極と配向膜とを
   介して挟持される、前記液晶を含む液晶層と、 前記液晶層の後方に配置された反射層と、を備え、 前記反射層は、前記液晶層を前記前方から後方へ透過し
   てきた光の偏光面を回転させて反射して前記後方から前
   記液晶層に送り返す、反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記液晶層は電圧印加の有無に応じて第
   １の状態と第２の状態とをとり、前記第１の状態の液晶
   層においてはランダムな偏光状態の光を入射するとほぼ
   直線に偏光した光が前記後方に出射され、前記反射層は
   該直線偏光の偏光面を９０°回転させて反射して前記液
   晶層に送り返し、前記第１の状態の液晶層では該送り返
   された直線偏光を吸収して前記前方に出射される光の強
   度を減じ、前記第２の状態の液晶層においてはランダム
   な偏光状態の光を入射するとランダムな偏光状態の光が
   前記後方から出射され、前記反射層は該ランダムな偏光
   状態の光を反射して前記液晶層に送り返し、前記第２の
   状態の液晶層では、該送り返されたランダムな状態の光
   を前記前方に透過させる、請求項１に記載の反射型液晶
   表示装置。
3. 【請求項３】 前記液晶層は電圧印加の有無に応じて第
   １の状態と第２の状態とをとり、前記第１の状態の液晶
   層においてはランダムな偏光状態の光を入射すると楕円
   偏光が前記後方に出射され、前記反射層は該楕円偏光の
   長径の方向を７５°〜１０５°の範囲内のいずれかの角
   度で回転させて反射して前記液晶層に送り返し、前記第
   １の状態の液晶層では該送り返された楕円偏光を吸収し
   て前記前方に出射される光の強度を減じ、前記第２の状
   態の液晶層においてはランダムな偏光状態の光を入射す
   るとランダムな偏光状態の光が前記後方から出射され、
   前記反射層は該ランダムな偏光状態の光を反射して前記
   液晶層に送り返し、前記第２の状態の液晶層では、該送
   り返されたランダムな状態の光を前記前方に透過させ
   る、請求項１に記載の反射型液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記液晶層には、２色性色素とネマティ
   ック液晶とが含まれる、請求項１〜３のいずれかに記載
   の反射型液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記液晶層における、常光線と異常光線
   との屈折率の差Δｎと前記液晶層の厚さｄ（単位μｍ）
   との積（Δｎ・ｄ）が、０．３μｍ〜２．０μｍの範囲
   にある、請求項１〜４のいずれかに記載の反射型液晶表
   示装置。
6. 【請求項６】 前記液晶層のネマティック液晶が正の誘
   電率異方性を示し、電圧無印加の状態で２色性色素分子
   とネマティック液晶分子とが基板面にほぼ平行で、かつ
   ねじれ配向し、電圧印加の状態で前記２色性色素分子と
   ネマティック液晶分子とが前記基板面にほぼ垂直配向し
   ている、請求項４または５に記載の反射型液晶表示装
   置。
7. 【請求項７】 前記液晶層のネマティック液晶が負の誘
   電率異方性を示し、電圧無印加の状態で２色性色素分子
   とネマティック液晶分子とが基板面にほぼ垂直に配向
   し、電圧印加の状態で前記２色性色素分子とネマティッ
   ク液晶分子とが基板面にほぼ平行で、かつねじれ配向し
   ている、請求項４または５に記載の反射型液晶表示装
   置。
8. 【請求項８】 前記２色性色素分子およびネマティック
   液晶分子の基板面に平行なねじれ配向におけるねじれ角
   が、１５０°〜２１０°の範囲にある、請求項４〜７の
   いずれかに記載の反射型液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記基板面に平行に配向した液晶分子の
   配向膜面からの立上がり角であるプレチルド角が、ほぼ
   同じ方向に揃っている、請求項１〜８のいずれかに記載
   の反射型液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記液晶分子のプレチルド角が、０．
    ５°〜２０°の範囲にある、請求項６、８、９のいずれ
    かに記載の反射型液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 前記液晶分子のプレチルド角が、６０
    °〜９０°の範囲にある、請求項７、８、９のいずれか
    に記載の反射型液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 前記液晶層が、さらに光学活性化合物
    を含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の反射型液晶
    表示装置。
13. 【請求項１３】 前記反射層が、１対の基板のうちの後
    方の基板の後方に配置されている、請求項１〜１２のい
    ずれかに記載の反射型液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 前記反射層が、後方の透明電極および
    後方の配向膜より前方で、かつ、前記後方の基板の前方
    に配置されている、請求項１〜１２のいずれかに記載の
    反射型液晶表示装置。
15. 【請求項１５】 前記反射層が、主要構成要素として複
    屈折層および反射膜を備える、請求項１３または１４に
    記載の反射型液晶表示装置。
16. 【請求項１６】 前記複屈折層における、常光線および
    異常光線の屈折率の差Δｎと複屈折層の厚さｄ（単位ｎ
    ｍ）との積（Δｎ・ｄ）が、５０ｎｍ〜２００ｎｍの範
    囲にある、請求項１５に記載の反射型液晶表示装置。
17. 【請求項１７】 前記液晶層の液晶分子の配向膜付近で
    の配向方向と、前記複屈折層の光学異方軸とのなす角
    が、３０°〜６０°の範囲にある、請求項１５または１
    ６に記載の反射型液晶表示装置。
18. 【請求項１８】 前記反射層が、主要構成要素として交
    互に隣接する凹部および凸部の列を有する凹凸プリズム
    列反射板を備え、前記反射板の凹部または凸部の延びる
    方向と、前記第１の状態の液晶層の後方に出射されるほ
    ぼ直線に偏光した光の進行方向に垂直な断面における該
    偏光面の方向と、のなす角がほぼ４５°である、請求項
    １３または１４に記載の反射型液晶表示装置。
19. 【請求項１９】 前記反射層が、主要構成要素として交
    互に隣接する凹部および凸部の列を有する凹凸プリズム
    列反射板を備え、前記反射板の凹部または凸部の延びる
    方向と、前記第１の状態の液晶層の後方に出射される楕
    円偏光の進行方向に垂直な断面における該楕円偏光の長
    径の方向と、のなす角が３０°〜６０°の範囲内にあ
    る、請求項１３または１４に記載の反射型液晶表示装
    置。
20. 【請求項２０】 前記凹凸プリズム列反射板の凸部また
    は凹部の頂角が、７０°〜１１０°の範囲にある、請求
    項１８または１９に記載の反射型液晶表示装置。
21. 【請求項２１】 前記凹凸プリズム列反射板の凹部の谷
    底線領域が１表示画素の領域内に少なくとも１本重複す
    るような密度で前記凹凸プリズム列が形成されている、
    請求項１８〜２０のいずれかに記載の反射型液晶表示装
    置。