JP2001066598A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型液晶表示装置に関し、特性の優れた反
射型液晶表示装置を提供することである。 【解決手段】 光分離器と赤、緑、青の液晶表示ユニッ
トを有し、各液晶表示ユニットが、入射する光を直線偏
光に変換する偏光子と、前記偏光子の光軸方向に対して
第１の角度θ₁ で配置された光軸を有し、約λ／２の位
相差を形成する第１の位相差板と、前記偏光子の光軸方
向に対してθ₂ ＝２θ₁ ＋４４°±１°の範囲の第２の
角度θ₂ で配置された光軸を有し、約λ／４の位相差を
形成する第２の位相差板と、液晶層が電界の有無でホモ
ジニアス配向と垂直配向を選択的に形成することがで
き、前記偏光子の光軸方向に対して第３の角度θ₃ で配
置された配向方向を有する反射型液晶セルとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に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、透過型液晶表示装置と
反射型液晶表示装置を含む。透過型液晶表示装置は、液
晶セルの一方の側に光源があり、他方の側に観察者がい
る構成であり、通常、光源としてバックライトが用いら
れる。冷陰極管等の光源からの光を液晶セルに均一に導
入するためには、通常、散乱板等が用いられる。

【０００３】反射型液晶表示装置は、外光を液晶セルに
導入し、反射して再び液晶セルに通過させ、透過光を観
察者が認識するものであり、外光としては周囲の自然界
の光や液晶表示装置用の照明光が用いられる。自然界の
光を外光として利用する直視型液晶表示装置は、光源用
の電力が不要であり、ノート型パソコン等の表示装置と
して利用価値が高い。この場合、外光の照度が低下して
も表示を視認できるように表示の明るさが重視される。
投写型液晶表示装置は、光源により明るさを確保できる
ため、表示の質を向上するため、コントラストが重視さ
れる。

【０００４】このように、反射型液晶表示装置において
は、明るさとコントラストが重要である。明るさは、画
素の占有面積に対する透過／反射光の通過面積の比であ
る開口率と最大反射率によって規制される。コントラス
トは、黒表示時の反射率によって大きな影響を受ける。

【０００５】高コントラスト化のため、２色性色素を用
いるゲストホスト方式が知られている。しかしながら、
２色性色素は、一般に２色性比、不純物等の信頼性、経
時変化などに問題がある。

【０００６】高コントラスト化のため、ビームスプリッ
タを用いて偏光を分ける方法が知られている。ビームス
プリッタは、構造的に大きな光学系であり、高価であ
る。また、ビームスプリッタへのわずかな入射角のズレ
が偏光を乱す可能性がある。

【０００７】液晶セルに対する入射方向と出射方向にそ
れぞれ角度を付け、それぞれの光路に偏光板をクロスに
配置する方式が知られている。この方式では、パネルや
クロスダイクロイックミラーへの入射角が大きくなる。

【０００８】さらに、偏光板１枚のみを用いる単純な構
造の反射型液晶表示装置が知られている。黒表示を実現
するため、偏光板と反射板との間にλ／４位相差板を挿
入する。

【０００９】図５（Ａ）は、この方式の反射型液晶表示
装置の構成を概略的に示す。偏光板１はｘ軸とｙ軸に対
し４５度傾いた偏光軸（透過軸）Ｐを有する。偏光板１
の背面側には、λ／４の位相差を形成する位相差板３が
配置される。位相差板３の遅相軸Ｒは、ｘ軸方向に配向
されている。

【００１０】位相差板３の背面側には、１対の基板５、
６の間に液晶層７を挟持する液晶セル４が配置される。
液晶層７がホモジニアス配向をする時、液晶層７は、ｘ
軸方向に遅相軸を有するλ／４位相差板として機能す
る。１対の基板５、６間に充分高い電圧を印加すると、
液晶層７は垂直配向に変化し、入射光に対し等方的な性
質を示すようになる。

【００１１】図５（Ｂ）は、偏光板１を透過した直線偏
光の成分を示す。偏光軸Ｐがｘ軸、ｙ軸に対しそれぞれ
４５度の角度で配置されるため、出射する偏光のｘ成分
と、ｙ成分とは等しい振幅と位相とを有する。

【００１２】図５（Ｃ）は、位相差板３を通過した光の
ｘ成分とｙ成分とを示す。位相差板３の遅相軸Ｒがｘ軸
方向を向いているため、ｘ成分はλ／４のリターデーシ
ョンを受ける。この結果、ｘ成分とｙ成分との位相がλ
／４ずれ、位相差板３の出射光は円偏光を構成する。

【００１３】図５（Ｄ）は、液晶層７がλ／４の位相差
板を構成する場合に液晶層を通過した光のｘ成分とｙ成
分とを示す。液晶層７がｘ方向に遅相軸を有するλ／４
位相差板として機能するため、入射光のｘ成分はさらに
λ／４のリターデーションを受ける。この結果、ｘ成分
とｙ成分とは逆相となる。

【００１４】図５（Ｅ）は、反射面で反射した光がさら
に液晶層７を通過した状態のｘＳ成分とｙ成分とを示
す。液晶層７がλ／４の位相差板として機能するため、
ｘ成分はさらにλ／４のリターデーションを受ける。従
って、反射し、液晶層７を通過した光は、図５（Ｃ）に
示す円偏光と回転方向が逆の円偏光となる。

【００１５】図５（Ｆ）は、さらに位相差板３を通過し
た光のｘ成分とｙ成分とを示す。λ／４のリターデーシ
ョンを有する位相差板３を通過することにより、ｘ成分
はさらにλ／４のリターデションを受ける。この状態を
実線で示す。偏光板１への入射光のｘ成分とｙ成分とが
同じ位相を有する。このため、合成される偏光は入射時
の偏光と同一となり、偏光板１を通過する。このため、
表示は「白」となる。

【００１６】液晶セルの基板５、６間に充分高い電圧を
印加すると、液晶層７は垂直配向に変化する。この時、
液晶層７に入射する光は、そのまま液晶層を通過する。
従って、反射面に達する入射光は、図５（Ｃ）のままと
なる。反射した光も、液晶層７をそのまま通過し、位相
差板３に入射する。

【００１７】位相差板３でλ／４のリターデーションを
受けると、位相差板３の出射光は、図５（Ｆ）の破線の
ように変化する。すなわち、偏光板１への入射光のｘ成
分とｙ成分とは逆相となり、合成される偏光は当初偏光
板１を通過した偏光に対し直交する方向となる。このた
め、反射光は偏光板１で遮断され、黒表示となる。

【００１８】このように、位相差板３および液晶層７が
各波長に対しλ／４板または等方な特性を有する光学媒
質として機能する限り、液晶層７をホモジニアス配向、
垂直配向に切り替えることにより、白表示、黒表示を得
ることができる。

【００１９】しかしながら、位相差板３および液晶層７
はその屈折率異方性に波長分散を有する。

【００２０】図５（Ｇ）は、波長５５０ｎｍでλ／４の
位相差を形成する位相差板の楕円率の波長依存性を示
す。楕円偏光の長軸ａに対する短軸ｂの比率である楕円
率ｂ／ａは、波長５５０ｎｍでは１となるが、他の波長
においては１以下となっている。従って、波長５５０ｎ
ｍ以外では、λ／４位相差板を通過した光は完全な円偏
光とはならず、楕円偏光となる。

【００２１】図６（Ａ）は、位相差板の波長分散を緩和
するため、２枚の位相差板Ｒ１、Ｒ２を組み合わせる方
式を示す。

【００２２】第１の位相差板Ｒ１は、約λ／２の位相差
を形成する。第２の位相差板Ｒ２は、約λ／４の位相差
を形成する。位相差板Ｒ１、Ｒ２の遅相軸を偏光板の吸
収軸に対し、図示の１６２．５度、１００度の角度に選
択することにより、第２の位相差板Ｒ２を通過した光を
円偏光にする。

【００２３】図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の光学系で得ら
れる楕円率を示すグラフである。波長５５０ｎｍで円偏
光が得られる点は図５（Ｇ）と同様であるが、他の波長
において波長分散の効果が緩和されている。

【００２４】図７は、外光を利用した反射型液晶表示装
置の構成例を示す。偏光板１の背面側に位相差板３が配
置され、その背面側に液晶セル４が配置される点は、図
５（Ａ）の構成と同様である。液晶セル４は、前面側の
透明基板５と背面側の他の基板６の間に液晶層７を挟持
し、背面側の基板６の表面上に金属反射板８を備えてい
る。なお、金属反射板８の上方または透明基板５の内側
表面上にカラーフィルタを設ければ、カラー表示のでき
る液晶表示装置となる。

【００２５】本構成においては、偏光板１の前面側にさ
らに光散乱層１３を備えている。自然界の外光を利用す
る場合、外光の入射方向にかかわらず明瞭な表示を行な
うためには、入射する光を散乱することが望まれる。こ
のため、偏光板１の前面側に光散乱層１３が配置されて
いる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】反射型液晶表示装置の
性能を向上するためには、未だ改善すべき点が多い。例
えば、反射型液晶表示装置における黒レベルを更に低下
させるためには、黒表示の時の反射光をさらに低減する
ことが望まれる。自然界の外光を利用した直視型の反射
型液晶表示装置においては、明るい表示を可能とすると
共に画像ボケを防止することが望まれる。

【００２７】本発明の目的は、特性の優れた反射型液晶
表示装置を提供することである。

【００２８】本発明の他の目的は、黒表示の反射光強度
をさらに低減した反射型液晶表示装置を提供することで
ある。

【００２９】本発明のさらに他の目的は、明るい表示を
行なうことのできる反射型液晶表示装置を提供すること
である。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、光分離器と赤、緑、青の液晶表示ユニットを有し、
各液晶表示ユニットが、面内の基準方向に透過軸または
吸収軸を有し、前面側から入射する光を所定の直線偏光
に変換して背面側に出射することのできる偏光子と、前
記偏光子の背面側に配置され、前記基準方向に対して第
１の角度θ₁ で配置された遅相軸または進相軸を有し、
約λ／２の位相差を形成する第１の位相差板と、前記第
１の位相差板の背面側に配置され、前記基準方向に対し
て第２の角度θ₂ で配置された遅相軸または進相軸を有
し、前記第２の角度θ₂ が、θ₂ ＝２θ₁ ＋４４°±１
°の範囲内であり、約λ／４〜約３λ／４の位相差を形
成する第２の位相差板と、前記第２の位相差板の背面側
に配置され、一対の基板とその間に挟持された液晶層と
反射面とを有し、液晶層が電界の有無でホモジニアス配
向と垂直配向を選択的に形成することができ、前記基準
方向に対して第３の角度θ₃ で配置された配向方向を有
する反射型液晶セルとを有する反射型液晶表示装置が提
供される。

【００３１】本発明の他の観点によれば面内の基準方向
に透過軸または吸収軸を有し、前面側から入射する光を
所定の直線偏光に変換して背面側に出射することのでき
る偏光子と、前記偏光子の背面側に配置され、前記基準
方向に対して第１の角度θ₁で配置された遅相軸または
進相軸を有し、約λ／２の位相差を形成する第１の位相
差板と、前記第１の位相差板の背面側に配置され、前記
基準方向に対して第２の角度θ₂で配置された遅相軸ま
たは進相軸を有し、約λ／４の位相差を形成する第２の
位相差板と、前記第２の位相差板の背面側に配置され、
一対の基板とその間に挟持された液晶層と反射面とを有
し、液晶層が電界の有無でホモジニアス配向と垂直配向
を選択的に形成することができ、前記基準方向に対して
第３の角度θ₃ で配置された配向方向を有し、第３の角
度θ₃ が第１の角度θ₁と第２の角度θ₂ の角度ずれに
よるリターデーション変動を補償できる角度に選択され
ている反射型液晶セルとを有する反射型液晶表示装置が
提供される。

【００３２】本発明のさらに他の観点によれば、面内の
第１の角度方向に透過軸または吸収軸を有し、前面側か
ら入射する光を所定の直線偏光に変換して背面側に出射
することのできる偏光子と、前記偏光子の背面側に配置
され、面内の第２の角度方向に配置された遅相軸または
進相軸を有し、０．１μｍから０．３μｍの範囲内の第
１の位相差を形成する第１の位相差板と、前記第１の位
相差板の背面側に配置され、面内の第３の角度方向に配
置された遅相軸または進相軸を有し、０．１μｍから
０．３μｍの範囲内の第２の位相差を形成する第２の位
相差板と、前記第２の位相差板の背面側に配置され、一
対の基板とその間に挟持された液晶層と反射面とを有
し、液晶層が無電界の時に０°から８０°の範囲内のツ
イスト角を有し、前記一対の基板の一方が面内の第４の
角度方向に配置された配向方向を有する反射型液晶セル
とを有する反射型液晶表示装置が提供される。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。

【００３４】図１（Ａ）は、反射型液晶表示装置の構成
を概略的に示す。偏光板１はｘ軸に沿う偏光軸Ｐを有す
る。偏光板１に対し、上方より光が入射する。偏光板１
を出射する光は、ｘ軸方向に直線偏光した光となる。

【００３５】偏光板１の背面側には、約λ／２の位相差
を形成する位相差板２が配置されている。位相差板２の
遅相軸Ｒ１は、ｘ軸に対しθ₁の角度をなす。

【００３６】第１の位相差板２の背面側に、さらに第２
の位相差板３が配置される。第２の位相差板３は、約λ
／４の位相差を形成し、遅相軸Ｒ２はｘ軸に対しθ₂の
角度をなす。

【００３７】第２の位相差板３の背面側に、液晶セル４
が配置される。液晶セル４は、１対の基板５、６の間に
液晶層７が挟持された構成を有する。なお、背面側基板
６の表面に反射面８が形成されているものとする。液晶
層７は、ホモジニアス配向と垂直配向とを選択的に取る
ことができる。ホモジニアス配向を取った時、液晶層７
はλ／４の位相差を形成し、λ／４位相差板として機能
する。この時の液晶層の遅相軸は、第２の位相差板３の
遅相軸Ｒ２と同一の方向とする。

【００３８】図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す反射型液
晶表示装置の動作を概略的に説明する線図である。偏光
子１に無偏光の光が入射する。偏光子１を透過した光
は、偏光軸の方向に偏光した直線偏光となる。第１の位
相差板２により、直線偏光の向きが調整される。第２の
位相差板を透過した光は、円偏光となる。液晶セル４が
λ／４位相差板として機能する場合、液晶セルに入射
し、反射して出射した光は逆向きの円偏光となる。第２
の位相差板３を透過することにより、逆向きの円偏光は
直線偏光に変換される。第１の位相差板２により、直線
偏光の向きが調整される。この時、直線偏光の向きは、
入射時の直線偏光に対し直交する方向となる。従って、
偏光子１によって反射光は遮断される。このため表示は
黒となる。

【００３９】液晶セル４が垂直配向をすると、液晶層４
は偏光状態に影響を与えなくなる。この時、液晶セル４
から反射され、出射する光は入射時と同じ向きの円偏光
となる。第２の位相差板３、第１の位相差板２を透過し
た光は、入射時と同じ向きの直線偏光となる。従ってこ
の直線偏光は偏光子１を透過する。この時表示は白とな
る。

【００４０】可視光の全波長領域で以上の操作が完全に
行なえれば、完全な黒レベルが得られる。しかしなが
ら、位相差板、液晶に波長分散が存在すると、全波長領
域にわたって完全な黒を得ることが困難になる。

【００４１】本発明者等は、シンテック株式会社製「Ｌ
ＣＤマスター」を用いたシミュレーションにより、第１
の位相差板の遅相軸Ｒ１の角度θ₁および第２の位相差
板３の遅相軸Ｒ２の角度θ₂を種々に変化させ、最適の
結果が得られる角度を解析した。

【００４２】図１（Ｃ）は、入射光を４９０〜５８０ｎ
ｍの緑色光とし、θ₂を１０７度に設定した時の反射光
量の遅相角θ₁依存性を示す。図から明らかなように、
反射光量の最小値は角度θ₁＝１０４°、θ₁＝１６６°
で生じている。

【００４３】なお、角度はｘ軸の正方向を基準方向と
し、図１（Ａ）に示すように定義したが、ｘ軸の負方向
を基準方向としても良く、角度の方向を逆方向としても
良い。また、偏光子の透過軸の代わりに吸収軸を用いて
も良い。位相差板に関しては、遅相軸の代わりに進相軸
を用いても良い。

【００４４】図１（Ｃ）に示すような最適の結果を示す
角度θ₁、θ₂の関係を調べた。

【００４５】図１（Ｄ）は、偏光板の偏光軸の角度に対
する第１の位相差板の角度θ₁、第２の位相差板の角度
θ₂の関係を概略的に示すグラフである。

【００４６】これらの角度の間に、θ₂＝２θ₁＋４５°
の関係が成り立つ時、反射光量が最小値を取ることが分
かった。

【００４７】なお、この結果は上述の種々の角度の取り
方および軸の取り方によりその表現を変える。

【００４８】図１（Ｅ）は、角度の取り方を変更した時
の別の表現を示す。すなわち、θ₂＝２θ₁−２２５°の
関係を満たす時、上述の最良の結果が得られる。すなわ
ち、θ₂＝２θ₁＋４５°とθ₂＝２θ₁−２２５°は同一
の関係を示している。

【００４９】なお、緑色光Ｇに対しては、第２の位相差
板の遅相軸Ｒ２を１０７°に設定した時が最良の結果を
生じたが、青色光Ｂおよび赤色光Ｒに対してはこれらの
値はそれぞれ１０９°、１０１°となる。なお、基準軸
方向を変更し、角度の向きを変更した時には１０９°は
７１°となり、１０７°は７３°となり、１０１°は7
９°となる。

【００５０】図１（Ｆ）は、これらの結果をまとめて示
す。青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒに対し、λ／２の位
相差を形成する第１の位相差板２の光軸の角度、λ／４
の位相差を形成する第２の位相差板３の光軸の角度を表
に示す数値とすることにより、最良の黒表示を得ること
ができる。

【００５１】なお、以上の結果は液晶セルに光が垂直入
射する条件でのシミュレーションにより得た。

【００５２】従って、３板式反射型液晶表示装置の場
合、青色セル、緑色セル、赤色セルに対し、それぞれ図
１（Ｆ）に示す条件を満足するλ／２板２とλ／４板３
を液晶セルの前面に配置することにより、最適の黒表示
を得ることができる。

【００５３】図２は、このような３板式反射型液晶表示
装置の構成を概略的に示すブロック図および斜視図であ
る。

【００５４】図２（Ａ）に示すように、光源ＬＳの光を
色分離器ＣＸにより赤色、緑色、青色の３色光に分離す
る。これら３色光は、それぞれ赤色液晶セルＲ−ＬＣ
Ｄ、緑色液晶セルＧ−ＬＣＤ、青色液晶セルＢ−ＬＣＤ
に導入される。これら各液晶セルからの反射光は、合波
器ＣＹにより合波され、投射光学系ＰＪを介してスクリ
ーンＳＲ上に投射される。

【００５５】図２（Ｂ）は、クロスダイクロイックプリ
ズムを用いた投射型３板式反射型液晶表示装置の１構成
例の主要部を示す斜視図である。クロスダイクロイック
プリズムＣＤＣの直線方向の入射面には、頂角約８°の
±３°楔プリズムＷＰが設けられている。楔プリズムＷ
Ｐには、水平方向に偏光した緑色光Ｇおよび垂直方向に
偏光した赤色光Ｒおよび青色光Ｂが水平面より下方約２
５°の方向から入射される。これらの入射光は、楔プリ
ズムＷＰで屈折し、クロスダイクロイックプリズムＣＤ
Ｃにより３色に分離される。

【００５６】水平方向に偏光した緑色光Ｇは、クロスダ
イクロイックプリズムを直進し、緑色液晶セルＧ−ＬＣ
Ｄに入射し、反射して再び楔プリズムＷＰを透過して投
射レンズＰＧに達する。赤色光Ｒは、楔プリズムＷＰで
屈折した後、クロスダイクロイックプリズムＣＤＣの赤
色反射面により反射され、手前に示す赤色液晶セルＲ−
ＬＣＤに入射し、反射して再び赤色反射面で反射し、楔
プリズムＷＰを介して投写レンズＰＪに達する。

【００５７】青色光Ｂは、クロスダイクロイックプリズ
ムＣＤＣの青色反射面で反射され、図中背面側に示す青
色液晶セルＢ−ＬＣＤにより反射され、再び青色反射面
で反射されて投射レンズＰＪに至る。 これら３色の反
射光は、投射レンズＰＪによりスクリーンＳＲ上に投射
される。

【００５８】図２（Ｂ）の構成において、クロスダイク
ロイックプリズムＣＤＣと各液晶セルＬＣＤの間に、λ
／２の位相差を形成する第１の位相差板と、λ／４の位
相差を形成する第２の位相差板とを挿入する。

【００５９】なお、図１（Ｆ）の条件は、液晶セルに垂
直に光が入射する条件のもとで得た。図２（Ｂ）の光学
系においては、液晶セルに対して下方から斜めに光が入
射する。斜め入射の場合、位相差板の最適角度は、変調
を受ける。クロスダイクロイックプリズムの入射面に対
し、通常２５度の入射角で入射光を入射する。

【００６０】図２（Ｃ）は、このような斜め入射の場合
の、シュミュレーショで求めた、λ／２位相差板とλ／
４位相差板との最適角度の関係を示す。なお、λ／４の
リターデーションは、Ｂに対しては１１５ｎｍ、Ｇに対
しては１３８ｎｍ、Ｒに対しては１５５ｎｍとした。λ
／４のリターデーションは、Ｂに対しては１１５ｎｍ、
Ｇに対しては１３８ｎｍ、Ｒに対しては１５５ｎｍとし
た。

【００６１】なお、図１（Ｆ）および図２（Ｃ）の条件
は最適の条件である。これらの角度を中心に±３度の範
囲内であれば、有効な効果が認められるであろう。好ま
しくは、これらの値の±１度の範囲に角度を選択する。

【００６２】なお、図２（Ｂ）に示す光学系は、楔プリ
ズムＷＰを１個用い、３枚の液晶パネルに光を入射して
いる。この構成は、光学部品の点数が少なくてすむが、
液晶パネルとクロスダイクロイックプリズムの間に挿入
される偏光板、位相差板の各フィルムの表面で反射され
た光が液晶パネルからの出射光と重なってしまう。液晶
パネルに入射していない光は、ノイズ成分となる。各フ
ィルム表面で反射された光は、出力光と分離することが
望ましい。

【００６３】また、クロスダイクロイックプリズム表面
に対し２２．５度で入射する光は、楔プリズムＷの表面
に対しては３０度以上の入射角を形成してしまう。入射
角が大きくなると反射率が増大し、利用できる光強度が
制限されてしまう。

【００６４】図３は、このような点を改良できる光学系
を示す。

【００６５】図３（Ａ）〜３（Ｄ）は、表示品質を向上
することのできる構成例を示す。

【００６６】図３（Ａ）は、３板式反射型液晶表示装置
の色分離、光合波光学系を含む部分の概略斜視図であ
る。クロスダイクロイックプリズムＣＤＣの背面および
左右の側面に、それぞれ偏光子、複数枚の位相差板を含
むフィルム群Ｆ、楔プリズムＷＰ、液晶セルＬＣＤが配
置されている。楔プリズムは、図２（Ｂ）の場合と同
様、８°±３°の頂角を有する。入射光は、クロスダイ
クロイックプリズムＣＤＣの入射面に水平方向より下方
から約２５°±１０°の入射角で入射する。

【００６７】クロスダイクロイックプリズムＣＤＣの背
面上に、緑色用のフィルム群Ｆ−Ｇが配置され、その背
面上に緑色用楔プリズムＷＰ−Ｇが配置され、その背面
上に緑色液晶表示セルＧ−ＬＣＤが配置され、合わせて
緑色用部品群Ｇ−ＣＯＭＰを構成している。クロスダイ
クロイックプリズムＣＤＣの左右側面には、同様の構成
を示す赤色用部品群Ｒ−ＣＯＭＰ、青色用部品群Ｂ−Ｃ
ＯＭＰが配置されている。

【００６８】図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の構成の上面図
を概略的に示す。クロスダイクロイックプリズムＣＤＣ
の３つの側面上に、フィルム群Ｆ−Ｇ、Ｆ−Ｂ、Ｆ−Ｒ
が先ず配置され、その上に楔プリズムＷＰ−Ｇ、ＷＰ−
Ｂ、ＷＰ−Ｒが配置され、その背面上に液晶パネルＧ−
ＬＣＤ、Ｂ−ＬＣＤ、Ｒ−ＬＣＤが配置されている。入
射光は、緑色成分Ｇはｓ偏光で供給され、青色光Ｂおよ
び赤色光Ｒはｐ偏光で供給される。ｐ偏光成分は、クロ
スダイクロイックプリズムの対角線上の反射面によって
反射される。

【００６９】図３（Ｃ）は、クロスダイクロイックプリ
ズムの側面上の積層構成を概略的に示す断面図である。
クロスダイクロイックプリズムＣＤＣの側面上には、偏
光子１、λ／２位相差板２、λ／４位相差板３が積層さ
れ、その上に楔プリズムＷＰが配置されている。液晶パ
ネルＬＣＤは、楔プリズムＷＰの背面側に配置され、フ
ィルム群１、２、３とは角度をなしている。液晶パネル
ＬＣＤの背面には、反射板８が設けられている。

【００７０】入射光は、クロスダイクロイックプリズム
の側面に対したとえば２５．５度の入射角度で入射す
る。フィルム群を透過した後、楔プリズムＷＰの屈折を
受け、液晶パネルＬＣＤに供給される。フィルム群１、
２、３で反射された光は、クロスダイクロイックプリズ
ムの側面に対し２５．５度の入射角度を形成して右方向
に進行する。これに対し、液晶層で反射された光は、楔
プリズムＷＰの存在により、より小さな反射角度で出射
する。従って、フィルム群で反射された光と、液晶層を
通過して反射された光とを容易に分離することができ
る。また、空気中からクロスダイクロイックプリズムＣ
ＤＣに入射する入射角が、図２（Ｂ）の楔プリズムＷＰ
に入射する場合より小さなため、入射面での反射を抑え
ることができる。

【００７１】図３（Ｄ）は、液晶セルの構成を概略的に
示す。液晶セルは、１対の基板５、６の間にＮ型液晶
（例えばメルク社製μＦ−７０２４）で形成される液晶
層を有する。背面基板６の表面上には、画素電極をなす
反射層８が配置されると共に、画素電極の電圧を制御す
る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）９が形成されている。

【００７２】図３（Ａ）〜３（Ｄ）に示す構成によれ
ば、図２（Ｂ）の構成と較べ、部品点数は増大するもの
の、黒レベルが低く、ノイズの少ない高画質の画像を表
示することができる。この構成で、図２（Ｃ）の条件を
満たすようにすれば、極めて優れた表示特性を得ること
ができる。この構成例については後述する。

【００７３】反射型液晶表示装置において、位相差板と
してλ／２板およびλ／４板を用いる場合、リターデー
ション値の変動が黒レベル、従ってコントラストに大き
な影響を与えることが分かった。

【００７４】図４（Ａ）は、フィルム厚変動率に対する
コントラストの関係を示す。図中横軸はフィルム厚変動
率を％で示し、縦軸はコンラストを示す。フィルムは、
λ／２板とλ／４板を積層したものであり、これら２種
類の位相差板の厚さが共に減少した場合を曲線ＣＲ１で
示し、λ／２板の厚さが減少し、λ／４板の厚さが増加
した時の特性を曲線ＣＲ２で示す。

【００７５】図から明らかなように、λ／２板とλ／４
板が共に同符号の変動を示す時は、コントラストの変動
はさほど大きくはないが、両位相差板の変動が逆符号で
生じた時には、曲線ＣＲ２で示すようにわずかな膜厚変
動によっても大きなコントラストの低下を招く。従っ
て、逆符号の位相差板の厚さ変動は極力防止することが
望ましい。

【００７６】図４（Ｂ）は、逆符号の位相差板の膜厚変
動を防止する１つの構成例を示す。本構成例において
は、偏光子１の背面側に配置するλ／２板２を、同一ロ
ットから切り出した２枚のλ／４板２ａ、２ｂで形成す
る。さらに、λ／４板３も、これらのλ／４板２ａ、２
ｂと同一フィルムから切り出したλ／４板で形成する。
すなわち、同一ロット（フィルム）から切り出した３枚
のλ／４板を用い、１枚のλ／２板と１枚のλ／４板を
構成する。同一のフィルムから切り出した位相差板であ
るため、位相差板２ａ、２ｂ、３はほぼ同一の厚さを有
し、逆符号の変化は極力防止することができる。

【００７７】なお、図４（Ａ）においては、フィルム厚
変動率に対するコントラストの関係を示したが、フィル
ム厚変動率は、リターデーション値の変動と考えること
もできる。すなわち、リターデーションがλ／２とλ／
４に対して逆符号に変動することを極力避けることが望
まれる。

【００７８】図４（Ｃ）は、リターデーション値の逆符
号変動を防止することのできる構成例を示す。λ／２板
２は、図４（Ｂ）同様２枚のλ／４板で形成しても良
い。λ／４板３ｘは、例えばλ／４より小さいリターデ
ーションを有するように形成する。液晶セル４の両基板
５，６に挟まれた液晶層７は、電圧調整によりわずかな
位相差を実現できるものとする。液晶層７の遅相軸をλ
／４板３ｘの遅相軸と合わせ、液晶層７がわずかなリタ
ーデーションを示した時、λ／４板３ｘとの合成により
正確なλ／４板を形成するようにする。

【００７９】液晶層７が形成するリターデーションは、
電圧によって調整することができるため、電圧を選択す
ることによりλ／２板２のレターデーション変動とλ／
４板３ｘと液晶層７が協同して形成するλ／４板のリタ
ーデーション変動を同符合に選択することができる。な
お、λ／４板３ｘのリターデーションをλ／４よりも大
きくし、液晶層７の配向をλ／４板３ｘの遅相軸と直交
させるようにしてもよい。

【００８０】図４（Ｄ）は、他の構成を示す。本構成に
おいては、偏光子１、λ／２板２の背面に基板５、６に
挟まれた液晶層７を含む液晶セル４が直接配置されてい
る。液晶層７は、電圧印加によりλ／４を挟む範囲内の
リターデーションを任意に選択できる。すなわち、λ／
２板２がλ／２のリターデーションよりも大きいか小さ
いかにより、液晶層７のリターデーションがλ／４より
も大きい値か小さい値に調整する。このようにして、２
種類の位相差板の変動の符号を同一符号とすることがで
きる。

【００８１】位相差板の材料としては、ポリカーボネー
ト、ポリビニールアルコール等の有機材料を用いること
ができる。

【００８２】図８（Ａ）は、ポリカーボネートＰＣとポ
リビニールアルコールＰＶＡの反射率の波長分散を示
す。図において横軸は、波長λを単位ｎｍで示し、縦軸
は波長５５０ｎｍでの反射率Ｒ₅₅₀に対する波長λでの
反射率Ｒλの比を示す。曲線ＰＣはポリカーボネートの
波長分散を示し、曲線ＰＶＡはポリビニールアルコール
の波長分散を示す。両者の特性とも、波長が長くなるに
従いＲλ／Ｒ₅₅₀が低下する傾向を有するが、その程度
はＰＶＡの方が著しく小さい。

【００８３】図８（Ｂ）〜８（Ｆ）は、偏光子と反射面
との間に位相差板を挟み、変更し前面から光を入射した
時の全体としての反射率を示す。なお、位相差板の遅相
軸は反射率を低くするように最適化されている。

【００８４】図８（Ｂ）は、ポリカーボネート（ＰＣ）
１枚でλ／４板を形成したときの波長λに対する反射率
の変化をシミュレーションした結果を示す。

【００８５】図８（Ｃ）は、ポリビニールアルコール
（ＰＶＡ）１枚でλ／４板を形成した時の波長λに対す
る反射率の変化をシミュレートした結果を示す。図８
（Ｂ）と比べると、ＰＶＡを用いることにより波長分散
を低減することができることが分かる。

【００８６】図８（Ｄ）は、ポリカーボネートを用い、
１枚のλ／２板と１枚のλ／２板を形成し、最適角度に
配置した時の波長λに対する反射率の変化をシミュレー
トした結果を示す。２枚の位相差板を用いることによ
り、図８（Ｂ）と比べ波長分散を著しく低減し、反射率
を低下させることができる。

【００８７】図８（Ｅ）は、ＰＶＡを用い、１枚のλ／
２板と１枚のλ／４板を作成し、最適角度に組み合わせ
た時の波長分散をシミュレートした結果を示す。図８
（Ｄ）と比べ、さらに反射率が低減し、良好な黒表示が
得られる可能性が示されている。

【００８８】図８（Ｆ）は、ポリカーボネートでλ／４
板を作成し、ＰＶＡでλ／２板を形成し、２枚の位相差
板を最適角度に組み合わせた時の波長分散をシミュレー
トした結果を示すグラフである。

【００８９】これらの結果を考察すると、ポリカーボネ
ートよりもＰＶＡを用いた時に波長分散がより有効に抑
制でき、より良好な黒レベルを得られる可能性が示され
ている。しかしながら、製造工程等を考慮すると、ポリ
カーボネートがＰＶＡよりも扱い易い特徴もあり、条件
に応じてこれらの材料を使い分けることが望ましい。

【００９０】図１（Ｆ）、図２（Ｃ）に示す方式は、具
体的には種々の構成で実現できる。以下、良好な黒レベ
ルを得ることができる構成例について説明する。

【００９１】図９（Ａ）、９（Ｂ）は、液晶層材料とし
てホモジニアス配向を示す液晶を用いた場合、および垂
直配向を示す液晶を用いた場合を概略的に示す。

【００９２】両図において、偏光板１の背面側にλ／２
板２が配置される。このλ／２板には、２枚のλ／４板
２ａ、２ｂを積層することにより作成しても良い。λ／
２板の背面側には、λ／４板３が配置される。λ／３板
の背面側に、液晶セル４が配置される。液晶セル４は、
２枚の基板５，６の間に液晶層７が挟持された構成を有
する。背面側の基板６の表面上には、反射面８が形成さ
れている。

【００９３】図９（Ａ）においては、液晶層７として液
晶分子が基板上の配向方向に沿って基板に平行なホモジ
ニアス配向を示す液晶を用い、両基板５，６間に電圧を
印加した時、液晶層が垂直配向に変化する場合を示す。

【００９４】図９（Ｂ）は、液晶層７として液晶分子が
基板に対して垂直配向する液晶を用い、両基板５，６間
に電圧を印加した時、ホモジニアス配列に変化する場合
を示す。なお、電圧印加時にも、基板５，６の界面付近
の液晶分子は、強いアンカ力によって基板上に拘束され
ている状態を示す。

【００９５】また、ホモジニアス配向、垂直配向共に完
全に基板に対して平行または垂直に配向する場合のみで
なく、わずかな角度をなす場合を含めるものとする。

【００９６】図９（Ｃ）は、λ／２板２の遅相軸Ｒ１と
λ／４板３の遅相軸Ｒ２とを最適の角度に配列した状態
を示す。

【００９７】図９（Ｄ）は、図９（Ｃ）に示す方向の位
相差板と組み合わせて用いる液晶層７のリターデーショ
ン変化を概略的に示す。液晶層７のリターデーション
は、λ／４板３の遅相軸と同一方向に発生する。垂直配
向のときは、液晶層７のリターデーションはほぼ０とな
る。液晶層７のリターデーションが０の場合、入射光は
λ／２板２およびλ／４板３でリターデーションを受け
る。λ／２板２とλ／４板３の遅相軸が最適の条件を満
たしていれば、最適の黒表示が得られる。

【００９８】液晶層７がλ／４のリターデーションを示
すようになると、λ／４板３と液晶層７のリターデーシ
ョンの和はλ／２となり、出射光の偏光方向は入射光の
偏光方向と一致し、反射光は偏光板を通過して出射す
る。従って、この時に液晶パネルは白表示となる。

【００９９】図９（Ｅ）は、λ／４板３の遅相軸に対
し、液晶層７のリターデーション軸が直交方向に配列さ
れた場合を示す。例えば、液晶層７はホモジニアス配向
した時３λ／４のリターデーションを示し、垂直配向し
た時ほぼ０のリターデーションを示す。リターデーショ
ンが０の時、前述と同様液晶パネルは黒表示となる。液
晶層が３λ／４のリターデーションを示すと、λ／４板
３と液晶層７の合成リターデーションは、最適方向と直
交する方向のλ／２となる。この時、反射光の偏光方向
は入射光の偏光方向と平行となり、反射光は偏光板を透
過して白表示を実現する。

【０１００】図９（Ｆ）は、λ／４板３の遅相軸Ｒ２の
方向を、図１（Ｆ）と図２（Ｃ）に示す最適方向と直交
する方向に選んだ場合を示す。このままでは、黒表示を
実現することはできない。

【０１０１】図９（Ｇ）は、図９（Ｆ）に示す位相差板
と共に組み合わせる液晶層７の配向方向を概略的に示
す。液晶層７は、ホモジニアス配向した時λ／４板の遅
相軸と直行する方向にλ／２のリターデーションを示
す。λ／４板３と液晶層７のリターデーションの和は、
液晶層のリターデーション方向にλ／４のリターデーシ
ョン値を示すものとなる。従って、この時最適な黒表示
が得られる。液晶層７が垂直配向すると、液晶層７のリ
ターデーションは失われ、白表示となる。

【０１０２】図９（Ｈ）は、λ／４板を省略した構成を
示す。位相差板としては、λ／２板２のみが用いられ
る。λ／４板の機能は、液晶層７にょって付与される。

【０１０３】図９（Ｉ）は、液晶層７のリターデーショ
ンの変化を示す。液晶層７がホモジニアス配向した時、
液晶層７は最適方向に配置されたλ／４位相差板の機能
を果たす。この時、最適の黒表示が得られる。液晶層７
が垂直配向すると、λ／４板の機能が失われ、白表示と
なる。

【０１０４】これらの機能構成は、さらに種々の形態に
よって実現することができる。

【０１０５】図１０（Ａ）〜１０（Ｅ）は、図９
（Ｃ）、９（Ｄ）の機能を実現する１つの形態を示す。

【０１０６】図１０（Ａ）において、中央部に液晶表示
装置の構成を示す。偏光子１の背面側に、λ／２板２が
配置される。このλ／２板は、上述のように２枚のλ／
４板２ａ、２ｂで形成することができる。λ／２板２の
背面側に、リターデーションがちょうどλ／４であるλ
／４板３が配置される。λ／４板３の背面側に、１対の
基板５、６の間に液晶層７を挟持した液晶セルが配置さ
れる。背面基板６の表面上には、反射面８が形成されて
いる。

【０１０７】なお、液晶層７は、左側に示すホモジニア
ス配向と、右側に示す垂直配向とを選択的に取ることが
できる。ホモジニアス配向を取った時の液晶層７は、リ
ターデーション値が丁度λ／４となり、その配向はλ／
４板３と同方向である。

【０１０８】図１０（Ａ）の左側は、液晶層７がホモジ
ニアス配向した時の光の変換過程を示す。偏光子１を透
過した光は、直線偏光Ｐ１となり、λ／４板２を通過す
ることにより、方向を変化した直線偏光Ｐ２となる。直
線偏光Ｐ２が、λ／４板３を透過することにより、円偏
光Ｐ３となる。円偏光Ｐ３が、さらにλ／４板として機
能する液晶層７を透過することにより、直線偏光Ｐ２と
直交する直線偏光Ｐ４が形成される。

【０１０９】この直線偏光Ｐ４が、反射面８で反射さ
れ、液晶層７を再び透過することにより、円偏光Ｐ３と
逆方向の円偏光Ｐ５となる。円偏光Ｐ５は、λ／４板３
を透過することにより、直線偏光Ｐ６となる。直線偏光
Ｐ６は直線偏光Ｐ２と平行な向きである。直線偏光Ｐ６
は、λ／２板２を透過することにより直線偏光Ｐ７とな
る。直線偏光Ｐ７は、直線偏光Ｐ１と同一方向であり、
偏光子１を透過する。このようにして白表示が達成され
る。

【０１１０】図１０（Ａ）右側は、液晶層７が垂直配向
した時の光の変換を示す。偏光子１を透過し、λ／４板
３を透過するまでは図中左側に示す場合と同様である。
液晶層７が垂直配向しているため、円偏光Ｐ３は液晶層
７の影響を受けず、液晶層７を透過した時、同一の円偏
光Ｐ４ａとなる。

【０１１１】反射面８で反射した円偏光Ｐ４ａは、その
まま液晶層７を透過して円偏光Ｐ５ａとなり、λ／４板
３を透過することにより直線偏光Ｐ６ａとなる。直線偏
光Ｐ６ａは直線偏光Ｐ２と直交する向きである。直線偏
光Ｐ６ａは、λ／２板２を透過して直線偏光Ｐ７ａに変
化する。直線偏光Ｐ７ａは、直線偏光Ｐ１と直交する方
向であり、偏光子１によって遮断される。このようにし
て黒表示が達成される。

【０１１２】図１０（Ｂ）は、液晶層７が無電界の時ホ
モジニアス配向をし、電界印加によって垂直配向する場
合のλ／２板２、λ／４板３、液晶層７のリターデーシ
ョン方向の関係を示す。

【０１１３】図１０（Ｃ）は、図１０（Ｂ）の場合の電
圧に対する反射率の変化を概略的に示すグラフである。
電圧無印加の時に、図１０（Ａ）左側の状態となり、反
射率が高く白表示がなされ、電圧印加して液晶層７が垂
直配向すると反射光が遮断され、反射率が０となり黒表
示が実現される。

【０１１４】図１０（Ｄ）は、液晶層７が無電界の時垂
直は意向し、電圧印加によりホモジニアス配向に変化す
る場合のλ／２板２、λ／４板３、液晶層７のリターデ
ーション方向の変化を概略的に示す。液晶層７のリター
デーションが図１０（Ｂ）の場合と反転している以外
は、図１０（Ｂ）と同様である。

【０１１５】図１０（Ｅ）は、図１０（Ｄ）の場合の電
圧に対する反射率Ｒの変化を概略的に示す。電圧無印加
状態で、液晶層７は垂直配向であり、図１０（Ａ）右側
に示すように、反射光は偏光子１によって遮断される。
このため、電圧無印加状態は黒表示である。電圧を印加
して行くと、液晶層７がホモジニアス配向に変化して行
き、反射率Ｒは徐々に増加し、液晶層７がλ／４のリタ
ーデーションを示した時に最大の反射率を示す。

【０１１６】図１０（Ａ）〜１０（Ｅ）においては、λ
／４板３および液晶層７が丁度λ／４のリターデーショ
ンを示す場合を説明した。前述のように、λ／２の板の
リターデーション値の変動と、λ／４板３のリターデー
ション値の変動とが逆符号となると、黒レベルが持ちあ
がり、コントラストが大きく低下してしまう。これを防
止するためには、λ／２板とλ／４板の機能を果たす部
材とが同一極性のリターデーション変動を示すようにす
ることが有効である。

【０１１７】図１１（Ａ）は、図１０（Ａ）と同様の構
成であるが、λ／４板３のリターデーション値がλ／４
よりもわずかに小さく、液晶層７はわずかにホモジニア
ス配向した時、λ／４板３と共にλ／４のリターデーシ
ョンを形成でき、充分ホモジニアス配向した時には、λ
／４板３と共にλ／２のリターデーションを実現できる
ように構成されている。

【０１１８】図１１（Ａ）、左側は、入射光の偏光状態
がどのように変化するかを示している。偏光子１を通過
した直線偏光Ｐ１は、λ／２板２により直線偏光Ｐ２と
なり、リターデーションがλ／４よりもわずかに小さい
λ／４板３を透過することにより、楕円偏光Ｐ３とな
る。この楕円偏光Ｐ３は、リターデーション値がλ／４
よりもわずかに大きい液晶層７を透過することにより、
直線偏光Ｐ２と直交する直線偏光Ｐ４となる。

【０１１９】反射面８により反射された直線偏光Ｐ４
は、リターデーションがλ／４よりもわずかに大きい液
晶層７を透過することにより楕円偏光Ｐ３と逆向きの楕
円偏光Ｐ５となる。楕円偏光Ｐ５は、リターデーション
がλ／４よりもわずかに小さいλ／４板３を透過するこ
とにより直線偏光Ｐ２と平行な直線偏光Ｐ６となり、λ
／２板２を透過して直線偏光Ｐ７になる。直線偏光Ｐ７
は、直線偏光Ｐ１と同一方向であり、偏光子１を透過し
て白表示を示す。

【０１２０】図１１（Ａ）右側は、液晶層７がわずかに
ホモジニアス配向を残した垂直配向となり、λ／４板３
と共同してλ／４の位相差を形成する場合を示す。λ／
４板３を透過した楕円偏光Ｐ３は、わずかにホモジニア
ス配向した液晶層７を透過することにより円偏光Ｐ４ａ
に変化する。

【０１２１】反射面８で反射した円偏光Ｐ４ａは、液晶
層７を透過することにより楕円偏光Ｐ５ａとなり、リタ
ーデーションがλ／４よりもわずかに小さいλ／４板３
を透過することにより直線偏光Ｐ２と直交する直線偏光
Ｐ６ａに変化する。直線偏光Ｐ６ａは、λ／２板２を透
過することにより直線偏光Ｐ７ａとなる。この直線偏光
Ｐ７ａは、直線偏光Ｐ１と直行する方向であり、偏光子
１によって遮断され、黒表示を実現する。

【０１２２】図１１（Ｂ）は、液晶層が無電界時にホモ
ジニアス配向であり、電圧印加により直線偏光に変化す
る場合のλ／２板、λ／４板３、液晶層７のリターデー
ションの関係を概略的に示す。λ／４板３のリターデー
ションがλ／４よりも小さく、ほぼ垂直配向した液晶層
７と合わせてλ／４のリターデーションを実現し、液晶
層７が充分ホモジニアス配向する時、λ／４板３と合わ
せてλ／２のリターデーションを実現する。

【０１２３】図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）の配置の場
合の印加電圧に対する反射率の関係を示す。電圧を印加
しない状態においては反射率は未だ最大値となっていな
い。電圧を印加し、液晶層７がわずかに垂直配向に変化
し、λ／４板３と合わせてλ／２のリターデーションを
実現する時、反射率Ｒは最大値を取る。

【０１２４】印加電圧を増大して行き、液晶層７のリタ
ーデーションが減少し、λ／４板３のリターデーション
と合わせてλ／４のリターデーションとなる時、反射率
Ｒは最低値を示す。さらに電圧を印加し、液晶層７が完
全に垂直配向すると、リターデーションはλ／４よりも
小さくなるため、反射率はわずかに持ち上がる。

【０１２５】図１１（Ｄ）は、液晶層７が無電界の状態
で垂直配向であり、電界印加によりホモジニアス配向に
変化する場合を示す。なお、この垂直配向はプレチィル
トを含み、電圧を印加した時、液晶分子の倒れる方向は
λ／４板３のリターデーション方向と一致するように選
択されている。

【０１２６】液晶層７は、わずかにホモジニアス配向に
変化した時にλ／４板３と共同してλ／４のリターデー
ションを実現し、充分にホモジニアス配向した時にλ／
４板３と共同してλ／２のリターデーションを実現す
る。

【０１２７】図１１（Ｅ）は、図１１（Ｄ）の場合の印
加電圧Ｖに対する反射率Ｒの変化を示す。電圧無印加状
態では、液晶層７は垂直配向であり、λ／４板３のリタ
ーデーションがλ／４よりも小さいため、反射率は０よ
りも持ち上がった値を示す。電圧印加により液晶分子が
わずかに倒れると、λ／４板３のリターデーションと液
晶層７のリターデーションとを合わせてλ／４のリター
デーションが実現され、反射率Ｒは最低値となる。さら
に電圧を印加すると、リターデーションは徐々に増大
し、λ／２のリターデーションとなった時に反射率Ｒは
最大値となる。

【０１２８】以上の構成においては、液晶層の配向方向
とλ／４の遅相軸の方向を一致させた。これらの方向を
垂直方向とすることにより、同様の機能を実現すること
もできる。

【０１２９】図１２（Ａ）〜１２（Ｅ）は、図９（Ｃ）
に示すλ／２板２、λ／４板３の配置と、図９（Ｅ）に
示す液晶層７の配置とを用いた場合の構成例を示す。

【０１３０】図１２（Ａ）において、偏光子１、λ／２
板２、λ／４板３は前述の構成と同様である。なお、λ
／４板３のリターデーションは、λ／４よりもわずかに
大きくなるように選択する。液晶層７は、ホモジニアス
配向と垂直配向とを選択的にとることのできるものであ
り、ホモジニアス配向した時のリターデーションは、３
λ／４よりも大きくなるように選択する。このような構
成とすることにより、λ／４板３と液晶層７が共同し
て、λ／４のリターデーションと、直交方向のλ／２の
リターデーションとを実現できるようにする。

【０１３１】図１２（Ａ）左側は、液晶層７がホモジニ
アス配向し、液晶層７とλ／４板３が協同し、黒表示に
最適な遅相軸に対し垂直方向にλ／２のリターデーショ
ンを形成する場合の入射光の偏光状態の変化を示す。λ
／２板２を通過した直線偏光Ｐ２は、リターデーション
がλ／４よりわずかに大きいλ／４板３を透過すること
により、楕円偏光Ｐ３となる。この楕円偏光Ｐ３は、直
交方向のリターデーションが３λ／４よりもわずかに大
きい液晶層７を透過することにより、直線偏光Ｐ４に変
化する。反射面８で反射した直線偏光Ｐ４は、液晶層７
を透過することにより楕円偏光Ｐ５に変化し、さらにλ
／４板３を透過することにより直線偏光Ｐ６となる。直
線偏光Ｐ６は、λ／２板２を透過して直線偏光Ｐ７とな
る。この直線偏光Ｐ７は、直線偏光Ｐ１と同一方向であ
り、偏光子１を透過して白表示を実現する。

【０１３２】図１２（Ａ）右側は、液晶層７がほとんど
垂直配向し、リターデーションがλ／４よりもわずかに
大きいλ／４板３と協同してλ／４のリターデーション
を実現する。λ／２板２を透過した直線偏光Ｐ２は、リ
ターデーションがλ／４よりわずかに大きいλ／４板３
を透過することにより楕円偏光Ｐ３となる。この楕円偏
光Ｐ３は、わずかにホモジニアス配向した液晶層７を透
過することにより、円偏光Ｐ４ａとなる。

【０１３３】反射面８で反射した円偏光Ｐ４ａは、液晶
層７を透過することにより楕円偏光Ｐａとなり、リター
デーションがλ／４よりもわずかに大きいλ／４板３を
透過することにより直線偏光Ｐ６ａとなり、さらにλ／
２板２を透過することにより直線偏光Ｐ７ａとなる。直
線偏光Ｐ７ａは、直線偏光Ｐ１と直交する方向であり、
偏光子１によって遮断される。このようにして黒表示が
実現される。

【０１３４】図１２（Ｂ）は、液晶層７が無電界時にホ
モジニアス配向であり、電圧印加により垂直配向に変化
する場合のλ／２板２、λ／４板３、液晶層７のリター
デーションの関係を概略的に示す。

【０１３５】図１２（Ｃ）は、図１２（Ｂ）の配置の場
合の印加電圧Ｖに対する反射率Ｒの関係を示す。印加電
圧Ｖを増大していくと、先ずホモジニアス配向した液晶
層７がわずかに垂直方向に配向し、リターデーションが
減少する。λ／４板３のリターデーションと、液晶層７
のリターデーションの和が液晶層７の配向方向でλ／２
となる時反射率Ｒは最大値となる。

【０１３６】さらに印加電圧を増加すると、液晶層７は
垂直配向の傾向を増加し、反射率Ｒは徐々に減少する。
液晶層７がほぼ垂直配向し、λ／４板３との合成リター
デーションがλ／４板３のリターデーション方向でちょ
うどλ／４となる時、反射率Ｒは最小値となる。

【０１３７】図１２（Ｄ）は、液晶層７が垂直配向し、
電圧印加によりλ／４板３の遅相軸に対し垂直方法にホ
モジニアス配向する場合のλ／２板２、λ／４板３、液
晶層７のリターデーションの関係を概略的に示す。

【０１３８】図１２（Ｅ）は、図１２（Ｄ）の場合の印
加電圧Ｖに対する反射率Ｒの関係を概略的に示す。わず
かに電圧を印加し、液晶層７とλ／４板３の合成リター
デーションがλ／４となる時、反射率Ｒは最小値とな
り、さらに印加電圧を増加すると反射率Ｒは増大する。
λ／４板３と液晶層７の合成リターデーションが、液晶
層７のリターデーション方向でλ／２となる時、反射率
Ｒは最大値となる。

【０１３９】図１３（Ａ）〜１３（Ｅ）は、図１２
（Ａ）〜１２（Ｅ）の場合のλ／４板３と液晶層７の方
位関係を反転した場合を示す。なお、液晶層７は、ホモ
ジニアス配向した時λ／２のリターデーションを示すも
のとする。

【０１４０】図１３（Ａ）の左側において、λ／４板３
を透過した光は、遅相軸が図１２（Ａ）の場合と９０度
ずれているため、形成される円偏光の向きは逆となる。
液晶層７は、遅相軸が９０度ずれ、リターデーションが
λ／２に選択されているため、液晶層７を透過した光は
逆向きの円偏光Ｐ４ａとなる。

【０１４１】反射面８で反射した円偏光Ｐ４ａは、液晶
層７を透過することにより逆向きの円偏光Ｐ５ａとな
り、λ／４板３を透過することにより直線偏光Ｐ６とな
る。直線偏光Ｐ６は、λ／２板２を透過して直線偏光Ｐ
７となる。直線偏光Ｐ７は、直線偏光Ｐ１に対して直交
方向であり、偏光子１により遮断され黒表示を実現す
る。

【０１４２】図１３（Ａ）右側は、液晶層７が垂直配向
した時の光の変化を示す。λ／４板３を透過した円偏光
Ｐ３ａは、垂直配向の液晶層７を透過して円偏光Ｐ４ｂ
となる。

【０１４３】反射面８で反射した円偏光Ｐ４ｂは、垂直
配向の液晶層７を透過して円偏光Ｐ５ｂとなり、λ／４
板３を透過することにより直線偏光Ｐ６となる。直線偏
光Ｐ６は、λ／２板２を透過して直線偏光Ｐ７となる。
直線偏光Ｐ７は、直線偏光Ｐ１と同一方向であり、偏光
子１を透過して白表示を実現する。

【０１４４】図１３（Ｂ）は、無電界の状態で液晶層７
がホモジニアス配向し、電圧印加により垂直配向に変化
する場合のλ／２板２、λ／４板３、液晶層７のリター
デーションの関係を概略的に示す。

【０１４５】図１３（Ｃ）は、図１３（Ｂ）の場合の印
加電圧Ｖに対する反射率Ｒの変化を示す。なお、液晶層
７がホモジニアス配向した時、λ／２よりわずかに大き
なリターデーションを示すように選択すると、電圧Ｖを
わずかに増加した時にλ／４板３と液晶層７の合成リタ
ーデーションがλ／４となり、反射率Ｒが最小値とな
る。電圧Ｖを増加すると、液晶層７のリターデーション
が失われ、反射率Ｒは最大値を取る。

【０１４６】図１３（Ｄ）は、無電界の状態で液晶層７
が垂直配向し、電圧印加によりホモジニアス配向に変化
する場合のλ／２板２、λ／４板３、液晶層７のリター
デーションの関係を概略的に示す。

【０１４７】図１３（Ｅ）は、図１３（Ｄ）の場合の印
加電圧Ｖに対する反射率Ｒの関係を示す。

【０１４８】図１１〜図１３の構成において、λ／４板
３のリターデーション値を所望の値から一定方向に予め
ずらしておき、液晶層７のリターデーションによって合
成リターデーションを調整するようにすれば、λ／２板
２とλ／４板３の変動が所望値から逆方向にずれた場合
の対策を講じることができる。すなわち、コントラスト
の不本意の低下を防止することが可能となる。

【０１４９】上述の構成においては、λ／２板とλ／４
板を用い、さらに液晶層のリターデーションを利用して
白表示と黒表示を得た。別個のλ／４板を用いず、液晶
層によりλ／４板を構成することも可能である。

【０１５０】図１４（Ａ）〜１４（Ｅ）は、λ／４板を
用いず、液晶層によってλ／４板の機能を実現した構成
例を示す。偏光子１の背面側には、λ／２板２が配置さ
れ、λ／２板２の背面側に液晶層７を含む液晶セルが配
置される。液晶層７は、λ／４板の機能を選択的に実現
することができる。液晶層７がホモジニアス配向した
時、約λ／４のリターデーションが生じ、液晶層７が垂
直配向した時にはリターデーションはほぼ０となる。

【０１５１】図１４（Ａ）左側は、液晶層７がホモジニ
アス配向した時の入射光の変化を示す。偏光子１を透過
した直線偏光Ｐ１は、λ／２板２により直線偏光Ｐ２に
変化する。直線偏光Ｐ２は、所定方向に配列したホモジ
ニアス配向の液晶層７により、円偏光Ｐ４に変化する。

【０１５２】反射面８で反射した円偏光Ｐ４は、液晶層
７を透過することにより、直線偏光Ｐ６に変化する。直
線偏光Ｐ６は、λ／２板を透過して直線偏光Ｐ７にな
る。直線偏光Ｐ７は、直線偏光Ｐ１と直交しており、偏
光子１によって遮断され、黒表示を実現する。

【０１５３】図１４（Ａ）右側は、液晶層７が垂直配向
した時の光の変化を示す。λ／２板２を透過した直線偏
光Ｐ２は、垂直配向した液晶層７によって影響を受け
ず、直線偏光Ｐ４ａとして反射面８に達する。反射面８
で反射した直線偏光Ｐ４ａは、液晶層７を透過して直線
偏光Ｐ６ａとなり、λ／２板２を透過して直線偏光Ｐ７
ａとなる。直線偏光Ｐ７ａは、直線偏光Ｐ１と同一方向
であり、偏光子１を透過して白表示を実現する。

【０１５４】図１４（Ｂ）は、液晶層７が無電界でホモ
ジニアス配向する時のλ／２板２と液晶層７のリターデ
ーションの関係を示す。液晶層７に電圧を印加すること
により、ホモジニアス配向が垂直配向に変化する。

【０１５５】図１４（Ｃ）は、図１４（Ｂ）の配置にお
いて、印加電圧Ｖに対する反射率Ｒの関係を示す。

【０１５６】図１４（Ｄ）は、液晶層７が無電界で垂直
配向し、電圧印加によってホモジニアス配向する場合の
λ／２板２と液晶層７のリターデーションの関係を示
す。

【０１５７】図１４（Ｅ）は、図１４（Ｄ）の構成の場
合の印加電圧Ｖに対する反射率Ｒの関係を示す。

【０１５８】図１５（Ａ）〜１５（Ｅ）は、図１４
（Ａ）〜１４（Ｅ）の構成において、液晶層７のホモジ
ニアス配列時のリターデーションが、λ／４よりもわず
かに大きく選ばれている場合を示す。図１５（Ａ）〜１
５（Ｅ）は、それぞれ図１４（Ａ）〜１４（Ｅ）に対応
する。液晶層７のリターデーションがλ／４よりも大き
いため、わずかに垂直配向に変化した時にλ／４のリタ
ーデーションが実現される。このため、印加電圧Ｖに対
する反射率Ｒの関係は、図１５（Ｃ）、１５（Ｅ）に示
すように変化する。すなわち、電圧の調整により、最適
のリターデーションを調整することができ、リターデー
ション値が逆符号に変動する危険を防止することができ
る。

【０１５９】上述の説明においては、λ／２板、λ／４
板、および液晶層の配向方向は正確に配列できるものと
想定した。実際には、これらの方向を設定する際、角度
誤差を避けることは難しい。

【０１６０】偏光板の透過軸、λ／２板、λ／４板の各
光軸、液晶セルの配向方向について、シミュレータを用
いて調べたところ、偏光板透過軸と個々の位相差板の光
軸がなす角度はそれ程問題ではなく、λ／２板とλ／４
板のなす角度がコントラストを大きく左右することが分
かった。

【０１６１】前述のように、偏光板透過軸とλ／２板の
なす角度をθ₁、偏光板透過軸とλ／４板のなす角度を
θ₂とすると、θ₂＝２θ₁＋４４°の時に最も良好な黒
が得られる。この２つの角度θ₁、θ₂の関係が守られれ
ば、各角度自体の多少の変動は許される。しかし、各板
の軸精度は約±１度程度であり、θ₂−２θ₁は最大３度
程度ずれることがあり得る。

【０１６２】角度ずれの補償手段として、垂直配向して
いる液晶層がわずかにチルトとして発生するリターデー
ションを利用し、その発生方向を最適化できることが分
かった。

【０１６３】図１６（Ａ）はサンプルの構成を示す。一
対のガラス基板５、６間に液晶層７が接続されている。
背面側基板６上にはゲート電極２１、ゲート絶縁膜２
２、活性半導体層２３、データバス（ドレイン電極）２
４、ソース電極２５を含む薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
が形成されている。ＴＦＴは平坦化機能を有する絶縁保
護膜２６で覆われる。絶縁保護膜を貫通するコンタクト
ホール２７を介して反射電極２８が形成されている。前
面側基板５上にはブラックマトリクスＢＭが形成され、
開口率７１％の窓を画定している。

【０１６４】図１６（Ｂ）、１６（Ｃ）は、λ／２板の
光軸が偏光板透過軸となす角度を１３度とし、λ／４板
が最適角度である７０度からプラス方向およびマイナス
方向にずれた場合、液晶の配向方向が与える影響がどの
ようなものであるかを調べたグラフである。図中横軸は
液晶層の配向方向Ｑ_LCを偏光板透過軸に対する相対角度
で示し、縦軸は黒輝度を任意単位で示す。黒輝度が低い
値程良好な黒表示が得られる。

【０１６５】図１６は、λ／２板が偏光板透過軸となす
角度を１３度に設定し、λ／４板の角度θ₂を最適角度
７０度よりも２度多いθ₂＝７２°および１度高いθ₂＝
７１°に設定した場合を示す。

【０１６６】図１６（Ｃ）は、最適角度７０度より２度
低いθ₂＝６８°と１度低いθ₂＝６９°に設定した場合
を示す。曲線Ｒ＋２はθ₂＝７２°の場合、曲線Ｒ＋１
はθ₂＝７１°の場合、液晶の配向方向により得られる
黒輝度の変化を示す。曲線Ｒ−２はθ₂＝６８°の場
合、曲線Ｒ−１はθ₂＝６９°の場合、液晶の配向方向
の変化によって得られる黒輝度の変化を示す。

【０１６７】曲線Ｒ＋２、Ｒ＋１は、共に液晶層の配向
方向θ_LC＝２０°で最小値を示している。θ₂の角度ず
れの大きさによって振幅は変化するが最小値は同一の角
度で生じた。

【０１６８】曲線Ｒ−２、Ｒ−１は、液晶層の配向方向
θ_lc＝１１０°で黒輝度の最小値を生じた。プラスの角
度ずれの場合と同様、角度ずれの大きさを変えても最小
値の生じる位置は変化しなかった。このことから、２θ
₁とθ₂との差であるΔθが最適値４４°よりも大きな場
合は、液晶層の配向方向θ_LCを２０°に設定することが
好ましく、Δθが４４°より小さな場合には、θ_LCを１
１０°に設定することが好ましいことが分かる。なお、
液晶セルはわずかにチルトした垂直配向の液晶層を有す
る。

【０１６９】この効果を検証するため、従来技術に従
い、角度ずれを生じたときにどのような影響が出るかを
シミュレーションおよび実測により確認した。

【０１７０】図１７（Ａ）、１７（Ｂ）は、偏光板、λ
／２板、λ／４板の設定角度に角度ずれが生じた時の影
響を示すグラフである。図１７（Ａ）は、計算によるシ
ミュレーション値であり、図１７（Ｂ）は、フィルムず
れを生じた時の実測による黒輝度（反射率）である。

【０１７１】図１７（Ａ）において、偏光板1の背面に
２枚のλ／４板で形成されたλ／２板２が配置され、そ
の背面側にλ／４板３が配置され、楔プリズムＷＰを介
して液晶セル４が配置されている。液晶セル４の背面側
基板上には反射面が形成され、液晶層は垂直配向であ
る。

【０１７２】図において、横軸はλ／４板の偏光子透過
軸に対する角度θ₂を単位「度」で示し、縦軸は黒輝度
のＹ値を単位１０^-2％で示す。曲線Ｙ１は、λ／２板の
偏光子透過軸に対する角度を１３度に固定した場合を示
し、曲線Ｙ２は偏光子透過軸に対するλ／４板の光軸角
度θ₂の変動に対し、λ／２板の光軸の偏光子透過軸に
対する角度θ₁がθ₂＝２θ₁＋４４°の関係を満たすよ
うに選択した場合の特性を示す。

【０１７３】図から明らかなように、θ₁を固定し、θ₂
を変化させるとθ₂が最適値７０度から離れるに従い、
Ｙ値は大きく増加する。これに対し、曲線Ｙ２が示すよ
うに、θ₂＝２θ₁＋４４°の関係を満たすように、
θ₁、θ₂の角度を選択すると、θ ₂が最適値７０度から
離れてもＹ値はほとんど上昇しない。

【０１７４】図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）に相当する
特性を実際に測定した結果を示す。横軸はλ／４板の光
軸角度θ₂を単位「度」で示し、縦軸は反射率Ｒを％で
示す。曲線Ｒ１は、θ₁を１３度に固定し、θ₂を変化さ
せた場合の特性を示し、曲線Ｒ２は、θ₂の角度の変化
に対応し、θ₁を変化させ、θ₂＝２θ₁＋４４°の関係
を満足するようにした場合を示す。測定の結果は、シミ
ュレーションの結果を確認している。

【０１７５】図１７（Ａ）、１７（Ｂ）に示す結果か
ら、λ／２板の光軸角度およびλ／４の光軸角度を最適
角度に設定しても、製造プロセスのマージンにより角度
ずれが生じると、思わぬ黒レベルの上昇を招いてしまう
ことが分かる。角度ずれによる黒輝度の上昇はわずかな
角度ずれであっても、大きな黒輝度の上昇を生じる。例
えば、λ／４の角度が最適値から１度ずれることによ
り、反射率または黒輝度は２倍以上に上昇することが図
１７（Ａ）、１７（Ｂ）の結果から観察される。

【０１７６】λ／２板の角度はλ／４板の角度の２倍の
影響を有すると考えられる。従って、λ／２板の角度が
１度ずれれば、反射率または黒輝度は数倍以上にもなる
であろう。このことは、コントラストが大幅に低下して
しまうことを意味する。

【０１７７】図１６の特性は、λ／２板の角度に対する
λ／４板の角度が最適値からずれても液晶層の配向を調
整することにより、黒輝度の上昇を抑えることができる
ことを示している。黒輝度上昇を抑える機能を有する液
晶の配向方向は、λ／４板の光学角度が小さい場合と大
きい場合とで９０度異なる。そこで、角度ずれが生じて
もλ／４板の角度が最適値から所定極性方向にのみずれ
るようにすれば、適性な補正を行なうことができるであ
ろう。

【０１７８】図１８（Ａ）、１８（Ｂ）は、θ₂−２θ₁
の値を意図的に最適の４４°よりも大きくし、液晶層で
補正を行なった場合および、θ₂−２θ₁を意図的に４４
度よりも小さく設定し、液晶層で補正を行なった場合の
シミュレーション結果を示す。

【０１７９】図１８（Ａ）においては、θ₂−２θ₁が４
４°よりも大きくなるように３種類の設定を行なった。
曲線Ｙ３は、θ₂を７２度に設定した場合を示す。θ₁は
最適の１３度である。曲線Ｙ４は、θ₁を最適の１３°
よりも小さく、１２°に設定し、θ₂は最適の７０度に
設定した場合を示す。曲線Ｙ３、Ｙ４は、共にθ₂−２
θ₁の値としては４６度である。曲線Ｙ５は、θ₁は最適
の１３度に保ち、θ₂を７１°に設定した場合を示す。
θ₂−２θ₁の値は４５°である。図１６に示すシミュレ
ーション結果に基き、θ₂−２θ₁が４４度よりも大きい
場合の補正角として適正な液晶の配向方向を約２０度に
設定した。

【０１８０】図１８（Ａ）において、横軸は液晶層に対
する印加電圧をＶで示し、縦軸は黒輝度またはＹ値を１
０^-2％の単位で示す。

【０１８１】図から明らかなように、液晶層への印加電
圧が１．５Ｖでは、Ｙ値は曲線Ｙ３、Ｙ４に対しては約
２０もあり、曲線Ｙ５に対しても約７である。印加電圧
を増大していくと、Ｙ値は徐々に減少し、印加電圧が約
２Ｖを超える範囲でＹ値は急激に減少している。曲線Ｙ
３、Ｙ４、Ｙ５共に、適正な印加電圧を与えることによ
り、２×１０^-2以下のＹ値が得られている。

【０１８２】図１８（Ｂ）は、λ／２板の角度θ₁、λ
／４板の角度θ₂を意図的にθ₂−２θ₁＝４４°よりも
小さくなるように選択した場合を示す。図中、横軸は図
１８（Ａ）と同様、印加電圧をＶで示し、縦軸はＹ値を
１０^-2％で示す。

【０１８３】曲線Ｙ６は、θ₁を１３度に保ったまま、
θ₂を６８°に設定した場合を示す。曲線Ｙ７は、θ₁を
１４°に設定し、θ₂は７０度に保った場合を示す。曲
線Ｙ６、Ｙ７は共にθ₂−２θ₁の値としては４２°であ
る。曲線Ｙ８は、θ₂を６９度に設定し、θ₂−２θ₁の
値を４３°にした場合を示す。液晶層の配向方向は、図
１６に示されるシミュレーション結果に従い、約１１０
度に設定した。

【０１８４】図から明らかなように、印加電圧が１．５
Ｖと低いときには、曲線Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８は共に比較的
大きな値を示し、印加電圧が増大するに従い、Ｙ値は徐
々に減少する。印加電圧を約２Ｖより増大させると、Ｙ
値は減少を強め、２×^10-2％以下の値を実現している。

【０１８５】図１８（Ａ）、１８（Ｂ）に示す結果か
ら、意図的にθ₂−２θ₁を最適値から一方の極性にずら
しても、液晶層で補正を行なえば、低いＹ値を得ること
ができよう。

【０１８６】図１９（Ａ）、１９（Ｂ）は、図１８
（Ａ）、１８（Ｂ）のシミュレーション結果を実測によ
って確認した結果を示す。図１９（Ａ）においては、偏
光板透過軸に対するλ／２板の角度θ₁を最適の１３°
に設定し、λ／４板の角度θ₂を７１°に設定し、θ₂−
２θ₁＝４５°とした場合である。θ₂−２θ₁が４４°
よりも大きいため、補正を行なうための液晶の配向方向
は２０°とした。念のため、液晶の配向方向を１１０°
に設定した場合も測定した。これらの条件のもとで、液
晶層に電圧を印加しない場合と２．５Ｖの電圧を印加し
た場合とを測定した。

【０１８７】図１９（Ａ）において、横軸は入射光の波
長を単位ｎｍで示し、縦軸は黒反射率を％で示す。曲線
Ｒ３は、液晶層に電圧を印加しない場合を示す。この場
合、液晶は垂直配向しており、配向方向は結果に影響を
与えない。曲線Ｒ４は、液晶層の配向方向が２０度の場
合に液晶層に２．５Ｖの電圧を印加した場合を示す。適
正な配向方向で適正な電圧を印加することにより、対象
とする緑色波長領域において、曲線Ｒ３と比較し充分低
減した反射率Ｒ４が得られている。

【０１８８】液晶の配向方向を１１０度とした場合、対
象とする緑色波長領域において反射率Ｒ５は電圧を印加
しない場合の反射率Ｒ３よりも増大し、コントラストが
低下することを示している。

【０１８９】図１９（Ｂ）は、θ₂−２θ₁を４４°より
も小さい値に設定した場合を示す。θ₁＝１３°、θ₂＝
６９°、θ₂−２θ₁＝４５°とした。図中横軸と縦軸
は、図１９（Ａ）と同様である。

【０１９０】曲線Ｒ６は、液晶層に電圧を印加しない場
合の測定値であり、曲線Ｒ７は液晶の配向方向を１１０
度とし、液晶層に２．５Ｖの電圧を印加した場合の測定
結果を示す。曲線Ｒ８は、液晶の配向方向を２０度に設
定し、液晶層に２．５Ｖの電圧を印加した場合を示す。

【０１９１】緑色波長領域において、液晶層の配向方向
を適切な方向に選択した曲線Ｒ７は、電圧を印加しない
場合の反射率Ｒ６よりも低くなり、高いコントラストを
実現している。これに対し、液晶の配向方向を不適切な
方向に選択した曲線Ｒ８は、電圧を印加しない場合の反
射率Ｒ６よりも２倍程度も大きな反射率となっている。

【０１９２】これらの実測結果から、図１６で予想され
たように、θ₂−２θ₁が４４度よりも大きな場合には、
液晶の配向方向を２０°に選択し、適切な電圧を印加す
ることにより、黒レベルを低くすることができることが
判る。逆に、θ₂−２θ₁が４４°よりも小さい場合に
は、液晶の配向方向を１１０度に設定し、適切な電圧を
印加することにより黒レベルを低く補正できることが分
かる。

【０１９３】図２０は、試作パネルの白反射率および黒
反射率を示すグラフである。図中横軸は光の波長を単位
ｎｍで示し、縦軸は白反射率および黒反射率を％で示
す。青色領域として有効な波長領域をＢを付したハッチ
ング領域で示し、緑色領域として有効な波長領域をＧを
付したハッチング領域で示し、赤色領域として有効な波
長領域をＲを付したハッチング領域で示す。また、それ
ぞれの液晶セルにおいて、２００以上のコントラスが得
られる領域をバーで示す。なお、試作パネルの条件は以
下の通りである。

【０１９４】青色パネル 液晶材料 ＬＣ：ＭＦ−７０２４（メルク社製） セル厚 ｄ ：２μｍ 液晶配向軸（偏光板透過軸基準）：１１０° 位相差板のリターデーション Ｒ：１５５ｎｍ×３枚
（２枚：１２．５°、１枚：６８．５゜）

【０１９５】緑色パネル 液晶材料 ＬＣ：ＭＦ−７０２４（メルク社製） セル厚 ｄ ：２μｍ 液晶配向軸（偏光板透過軸基準）：１１０° 位相差板のリターデーション Ｒ：１４０ｎｍ×３枚
（２枚：１３°、１枚：６９．５゜）

【０１９６】赤色パネル 液晶材料 ＬＣ：ＭＦ−７０２４（メルク社製） セル厚 ｄ ：２μｍ 液晶配向軸（偏光板透過軸基準）：１１０° 位相差板のリターデーション Ｒ：１１０ｎｍ×３枚
（２枚：１３．５°、１枚：７０．５゜）

【０１９７】液晶分子が垂直配向している時、入射光が
基板に垂直に入射すれば基板面内の方向に対して液晶層
の光学的異方性はない。しかしながら、入射光が斜め入
射すると、液晶分子が垂直配向していても入射方向に依
存した光学的異方性が生じる。すなわち、斜め入射光に
対しては、垂直配向した液晶層も斜め配向した液晶層と
同等となり、光学異方性を示す。この光学異方性による
リターデーションが黒レベルを持ち上げてしまうことに
なる。

【０１９８】図２１（Ａ）は、反射型液晶表示装置の１
色分の光学系の主要部を示す。クロスダイクロイックプ
リズムＣＤＣの前面に楔プリズムＷＰが貼りつけられて
おり、入射光は楔プリズムＷＰの頂角と反対側（図中下
側）から入射する。クロスダイクロイックプリズムＣＶ
Ｃの出射面には、偏光板１、λ／４板等の位相差板３、
１対の基板５、６間に液晶層７を挟んだ液晶パネル４が
積層配置されている。なお、図の構成においては背面側
基板６の裏面に反射面８が設けられている。

【０１９９】入射光は、楔プリズムＷＰで屈折した後、
クロスダイクロイックプリズム（ＣＤＣ）を斜め下方か
ら斜め上方に向かって進行し、液晶層７に斜めに入射す
る。従って、液晶層７が垂直配向している時も入射光に
対して液晶層７がリターデーションを生じさせる。

【０２００】図２１（Ｂ）は、斜め入射光に対する液晶
層の発生するリターデーションを概略的に示す斜視図で
ある。液晶層７に対し、斜めに入射する入射光Ｌは、液
晶分子を斜め方向に横切ることになり、液晶分子の光学
異方性を感じる。従って、入射光Ｌを基板法線方向に沿
って射影した方向にリターデーションが発生する。この
リターデーションを相殺するためには、液晶のリターデ
ーションと直交する方向にリターデーション材を配置す
れば良い。このようなリターデーション材は、液晶層７
の配向を調整することにより、または別個のリターデー
ション材を積層することにより実現することもできる。

【０２０１】図２１（Ｃ）は、液晶層７の配向を調整す
ることにより斜め入射光によるリターデーションを相殺
する場合を示す。液晶層７中の液晶分子７ａを垂直配向
の状態から若干配向方向に傾いた状態７ｂとする。配向
方向を入射光の方向Ｌと直交させることにより、斜め入
射により生じるリターデーションを液晶分子の傾きによ
り相殺することができる。

【０２０２】図２１（Ｄ）は、斜め入射によるリターデ
ーションを相殺するため、リターデーション板１１を用
い、遅相軸を入射光Ｌの方向と直交させて配置した場合
を示す。リターデーション値を選択することにより、斜
め入射によるリターデーションを相殺することが可能と
なる。

【０２０３】上述の動作をシミュレーションによって確
認した。

【０２０４】図２２（Ａ）、２２（Ｂ）は、シミュレー
ション結果を示すグラフである。

【０２０５】図２２（Ａ）は、液晶層が垂直配向してい
るとき、その液晶層に対し、斜め方向から光を入射し、
液晶セルに印加する電圧を操作した時の印加電圧に対す
る反射率Ｒ２０の変化をシミュレートした結果を示す。
印加電圧が低い間は、液晶層は垂直配向しており、反射
率Ｒ２０はほぼ０である。印加電圧を増大し、液晶層が
垂直配向からホモジニアス配向に変化し始めると、反射
率Ｒ２０は増大し、やがて最大値を取る。図の構成にお
いては、印加電圧がさらに増大すると、反射率Ｒ２０は
再び低下している。これは、ホモジニアス配向した液晶
層が位相差板の位相差と合わせ、再びλ／４板的に機能
するためと考えられる。

【０２０６】図２２（Ａ）の反射率カーブＲ２０は、低
電圧領域でほぼ０のように見える。しかしながら、この
領域においても反射率は完全に０ではない。

【０２０７】図２２（Ｂ）は、低反射率領域を拡大した
グラフである。なお、液晶層の配向方向は、入射光の進
行方向に対して直角となるように設定した。

【０２０８】反射率Ｒ２１は、無電界の状態から低印加
電圧の領域においてほぼ０．００１の反射率を示してい
る。しかしながら、印加電圧が約１．５Ｖを越えると、
反射率Ｒ２１は低下し始め、印加電圧が約２．１Ｖ付近
で約０．０００２以下の低い反射率を示している。

【０２０９】すなわち、印加電圧が閾値を若干越えた領
域において、液晶分子が垂直配向から倒れ始め、この配
向変化に伴うリターデーションが斜め入射によるリター
デーションを相殺しているものと考えられる。

【０２１０】図２３（Ａ）、２３（Ｂ）は、上述の機構
を実際の反射型液晶表示装置で実現する構成例を示す。

【０２１１】図２３（Ａ）に示すように、偏光板１の背
面側にλ／４板等の位相差板３が配置され、さらにその
背面側に１対の基板５、６間に教示された液晶層７を有
する液晶パネル４が配置される。この構成例において
は、背面側基板６の内側表面上に反射面８が設けられて
いる。

【０２１２】液晶層７は、例えば垂直配向するメルク社
μＦ−７０２４を用い、４μｍの厚さに設定する。基板
５、６表面に配向処理を行ない、液晶層が垂直配向から
倒れる方向を規定する。すなわち、図示の状態におい
て、光Ｌは斜め方向下方から液晶層７に入射し、斜め方
向上方に出射するように設定されている。液晶層７は、
紙面垂直方向に倒れるように配向される。

【０２１３】図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）の主要構成
要素の方位関係を概略的に示す線図である。入射光Ｌ、
液晶層７の液晶分子の配向は、基板表面に射影した状態
で示す。入射光の方向Ｌ、λ／４板の遅相軸３、液晶層
の配向方向７、偏光板の偏光軸の方向１を重ねて示す。
図に示すように、液晶層７の配向方向は、光Ｌの進行方
向と直交するように設定され、そのリターデーションが
等しい値になるように設定される。なお、液晶のリター
デーションは、印加電圧により調整することができるた
め、斜め入射により発生するリターデーションと等しく
なるような電圧を選択すれば良い。

【０２１４】図２４は、図２３（Ａ）の構成を用い、反
射率を測定した結果を示す。図中横軸は入射光の波長を
ｎｍで示し、縦軸は反射率を任意単位で示す。曲線Ｒ２
２は、液晶層に電圧を印加しない状態の反射率を示す。
曲線Ｒ２３は、液晶層に約２．２８Ｖの電圧を印加した
状態の反射率を示す。液晶層に電圧を印加した時の反射
率Ｒ２３は、明らかに電圧を印加しない時の反射率Ｒ２
２よりも低下している。特に、波長４００ｎｍから５５
０ｎｍの波長領域において反射率の低下が著しい。

【０２１５】液晶層に印加する電圧を変化させ反射率を
測定し、最適の電圧を選択することが望ましい。実際上
は、最適の電圧から０．１Ｖの範囲内、より好ましくは
±０．０５Ｖの範囲内の電圧が印加されるようにするこ
とが望ましい。

【０２１６】図２５は、弱いリターデーションを有する
膜によって斜め入射光によるリターデーションを補償す
る場合を示す。

【０２１７】図２５（Ａ）に示すように、液晶パネル構
成は、偏光板１の背面側に弱いリターデーションを有す
るリターデーション板１１を配置し、その背面側にλ／
４板等の位相差板３を設け、その背面側に図２４（Ａ）
同様の液晶パネルを配置する。

【０２１８】図２５（Ｂ）は、基板表面上に射影した時
の各リターデーションの関係を示す線図である。光Ｌの
進行方向に斜め入射によるリターデーション７が発生す
る。リターデーション板１１は、液晶層７のリターデー
ションと直交する方向に遅相軸を有するように設定さ
れ、リターデーションの大きさは液晶層７のリターデー
ションと等しい大きさに設定する。

【０２１９】このような構成とすることにより、液晶層
７に電圧を印加しない状態で液晶分子が垂直配向してい
る時、光Ｌが斜め入射することによって生じるリターデ
ーションは、リターデーション板１１のリターデーショ
ンにより相殺される。

【０２２０】外光を照明光として利用する直視型の反射
型液晶表示装置においては、コントラストよりも明るさ
が重要である。すなわち、最小反射率よりも最大反射率
が高くなることが望まれる。

【０２２１】また、直視型の液晶表示装置は、１枚パネ
ル構成であり、カラー表示の場合は液晶パネル中にカラ
ーフィルタを内蔵させてカラー表示を実現する。反射型
液晶表示装置においては、偏光板と液晶パネルとの間に
少なくとも１枚のλ／４位相差板を用いるが、位相差板
を色毎に異なるものとすることは困難である。従って、
１枚の位相差板で３色に対応させなければならない。

【０２２２】可視光領域の中心波長は、ほぼ５５０ｎｍ
と考えることができる。この中心波長５５０ｎｍに対
し、λ／２となる光路長は約０．２７μｍであり、λ／
４となる光路長は約０．１４μｍである。位相差板とし
ては、０．１μｍから０．３μｍの範囲の位相差を示す
ものを用いる。好ましくは位相差が０．２５μｍから
０．２９μｍおよび０．１３μｍから０．１５μｍの位
相差板を用いる。これらの値のリターデーションを有す
る位相差板を、以下λ／２板、λ／４板と呼ぶ。

【０２２３】位相差板の波長分散を考慮し、偏光板と液
晶パネルとの間にλ／４板を１枚用いた構成、λ／２板
と、λ／４板をそれぞれ１枚用いた位相差板２枚の構
成、λ／２板１枚と、２枚のλ／４板を用いた位相差板
３枚の構成、λ／２板１枚と、λ／４板３枚を用いた位
相差板４枚の構成を用い、偏光板の偏光軸方向、位相差
板の遅相軸方向、液晶層の厚さ、液晶層のツイスト角を
種々に変更し、最大の反射率が得られる構成をシミュレ
ーションにより求めた。

【０２２４】図２６は、セル厚に対する最大反射率が得
られるツイスト角を示すグラフである。横軸はセル厚を
μｍで示し、縦軸はツイスト角を度で示す。なお、位相
差板の構成としては上述の１枚、２枚、３枚、４枚の構
成を考察した。

【０２２５】位相差板を１枚用いる構成においては、位
相差板の遅相軸の角度は、偏光軸に対し４５度に設定し
た。位相差板２枚の構成においては、λ／２板の遅相軸
の方向を偏光板の偏光軸に対して１７．５度に配置し、
λ／４板の遅相軸の角度を８０度に設定した。位相差板
３枚の構成においては、λ／２板の遅相軸の角度を１０
７．５度、λ／４板の遅相軸の角度を１０５度および１
５０度に設定した。位相差板４枚の構成においては、λ
／２板の遅相軸の角度を１１０度に設定し、λ／４板の
遅相軸の角度を１５度、１７５度、９０度に設定した。

【０２２６】図２６から明らかなように最大反射率が得
られるツイスト角は、セル厚依存性を示す。セル厚が約
３μｍ〜５μｍの範囲においては、最大反射率が得られ
るツイスト角は約６０度〜７５度の範囲である。セル厚
が約３μｍ以上の領域においては、セル厚が減少すると
共に、最大反射率が得られるツイスト角も減少し、セル
厚２μｍにおいては最大反射率の得られるツイスト角は
ほぼ０となる。

【０２２７】従来、直視型の反射型液晶表示装置の液晶
パネルに用いられているツイスト角は約９０度であり、
図２６に示す結果は、従来のツイスト角よりも小さなツ
イスト角の時に最大反射率が得られる可能性を示してい
る。特に、セル厚が約３μｍよりも薄い場合には、ツイ
スト角は約６０度以下が好ましい。

【０２２８】図２７は、上述の４種類の構成における色
度特性を示す。図中横軸はｘ座標を示し、縦軸はｙ座標
を示す。図中、Ｄ６５光源で得られる白点を×印で示
す。白点よりも上の方向が緑色に対応し、右下の方向が
赤色に対応し、左下の領域が青色に対応する。白抜きの
記号が明状態の色度座標を示し、中実の記号が暗状態の
色度座標を示す。

【０２２９】図２７から、位相差板の枚数を増やすほど
無彩色な表示が得られることが分かる。

【０２３０】図２６、図２７を総合すると、位相差板の
枚数を増加すれば、良好な表示が得られることになる。
しかしながら、生産コスト、製造工程を考慮すると、位
相差板の枚数は少ないほど好ましい。最も現実的な構成
は、λ／４板を１枚、λ／２板を１枚用いる２枚位相差
板構成であろう。

【０２３１】位相差板を２枚（λ／２板１枚とλ／４板
１枚）用い、液晶層のセル厚を３μｍ〜５μｍに設定
し、最大の反射率が得られる位相差板の遅相軸の角度、
偏光板の偏光軸の角度、液晶層の配向方向を調べた。λ
／２板のリターデーションは、２７０ｍｎに設定し、λ
／４板のリターデーションは１４０ｎｍに設定した。シ
ミュレーションの結果、液晶配向方向となす角度はλ／
２板の遅相軸の角度７０度〜８０度、λ／４板の遅相軸
の角度−４０度〜−５０度、偏光板の偏光軸の角度５０
度〜６０度が得られた。

【０２３２】なお、最適条件を取り、偏光板の偏光軸を
基準として表現しなおすと、λ／２板の遅相軸の角度は
約１０７．５度、λ／４板の遅相軸の角度は約−１０度
となる。これも等価の方向に変換して表現し直すと、λ
／２板の遅相軸の角度θ₁は１７．５度、λ／４板の遅
相軸の角度θ₂は８０度となる。θ₂＝２θ₁＋４５°の
関係となる。

【０２３３】以下、位相差板２枚（λ／２板１枚、λ／
４板枚）用いる条件で、液晶層の屈折率異方性Δｎの波
長依存性と反射率の関係を検討した。用いた液晶層は、
波長５５０ｎｍにおいて屈折率異方性Δｎが０．０４
８、０．０６８、０．０８８、０．１０３、０．１１８
の５種類である。さらに、波長６５０ｎｍの屈折率異方
性Δｎ（６５０）に対する波長４５０ｎｍでの屈折率異
方性Δｎ（４５０）の比Δｎ（４５０）／Δｎ（６５
０）を種々に変更し、得られる最大反射率を調べた。

【０２３４】図２８は、Δｎ（４５０）／Δｎ（６５
０）に対する最大反射率Ｙ（％）の関係を示すグラフで
ある。図中横軸はΔｎ（４５０）／Δｎ（６５０）を示
し、液晶層の屈折率異方性の波長分散を表す。縦軸の反
射率Ｙは、最大反射率が得られた時の値である。

【０２３５】図２８に示すシミュレーション結果から、
波長５５０ｎｍの屈折率異方性Δｎ（５５０）は、約
０．０６５〜０．０７０程度が好ましいであろう。この
時、液晶層の波長分散はあまり問題とならない。波長５
５０ｎｍの屈折率異方性Δｎ（５５０）が約０．１より
大きい場合、液晶層の波長分散が大きくなると、得られ
る最大反射率が低下する傾向が見られる。Δｎ（５５
０）が約０．１以上の液晶層を用いる場合には、波長分
散の小さな材料を用いることが望ましいであろう。

【０２３６】図２９（Ａ）は、最大反射率が得られる時
のラビング角、ねじれ角の波長分散依存性を調べた結果
を示す。横軸は、Δｎ（４５０）／Δｎ（６５０）の波
長分散を示し、縦軸はねじれ角またはラビング角を度で
示す。本図に示した結果において特徴的なことは、ほぼ
全特性が横軸に平行なことである。すなわち、最大反射
率が得られるときのねじれ角およびラビング角は、Δｎ
（５５０）に依存するが、波長分散はほとんど依存しな
い。

【０２３７】図２９（Ｂ）は、最大反射率のΔｎ（５５
０）依存性を示すグラフである。横軸がΔｎ（５５０）
を示し、縦軸が得られる最大反射率（Ｙ）を％で示す。
この図は、図２９（Ａ）のデータを組替えたものと考え
ることができる。

【０２３８】図から明らかなように、波長５５０ｎｍで
の屈折率異方性Δｎ（５５０）が約０．１以下であれ
ば、高い反射率が得られ、明るい表示が実現できること
が分かる。

【０２３９】さらに、位相差板のリターデーションの波
長依存性と、色度特性について検討した。λ／２板およ
びλ／４板の波長５５０ｎｍでのリターデーションをそ
れぞれ２７０ｎｍおよび１４０ｎｍに設定し、波長４５
０ｎｍと波長６５０ｎｍでのリターデーション比をαと
し、αを変化させた場合の反射率および色度特性を調べ
た。

【０２４０】図３０は、位相差板のリターデーション比
αに対する最適暗状態のＹ値を示す。横軸がλ／４板の
リターデーション比α（λ／４）を示し、縦軸が最適暗
状態のＹを％で示す。なお、サンプルとしてλ／２板の
リターデーション比αが１、１．０２、１．０５、１．
０７、１．１、１．１２、１．１５、１．１７、１．２
のものを組み合わせた。

【０２４１】図から明らかなように、λ／４板およびλ
／２板のリターデーション比が１に近いほど（リターデ
ーション比が小さいほど）Ｙ値が小さくなり、良好な黒
表示が得られることが分かる。

【０２４２】図３１は、位相差板のリターデーション比
をパラメータとして示す色度座標のグラフである。横軸
がｘ座標を示し、縦軸がｙ座標を示す。λ／４板のリタ
ーデーション比は、右から左に向かうにしたがって大き
くなる。λ／２板のリターデーション比は、上方から下
方に向かうにしたがって大きくなる。これらの結果か
ら、波長分散が小さいほど暗状態の無彩色化が実現さ
れ、波長分散が大きくなるほど青色になることが分か
る。

【０２４３】図３０、図３１の結果から、位相差板のリ
ターデーションの波長依存性は小さいほど良いことが分
かる。

【０２４４】直視型の反射型液晶表示装置においては、
入射光の入射方向にかかわらず、明るい表示が観察者に
観察できることが望ましい。

【０２４５】図３２は、簡単化した液晶パネルにおける
散乱角の影響を検討するための模式図である。

【０２４６】図に示すように、液晶パネルは１対の基板
５、６の間に液晶層７を挟持する。背面側基板６の内側
表面上に反射面８が形成され、入射光を反射するものと
する。前面側基板５の外側表面上に光散乱層１３が配置
されているものとする。

【０２４７】光散乱層１３は、厚さｄ_SBを有し、屈折率
ｎ_SBを有する。透明基板５は、厚さｄ_GL、屈折率ｎ_GLを
有する。液晶層７は、厚さ厚さｄ_LC、屈折率ｎ_LCを有す
る。光散乱層１３は、散乱幅θ_wを有するものとする。
観察者１５の目は、角度δのボケを見込むとする。

【０２４８】反射型液晶表示装置の法線方向から画像の
ボケを見込む角度δは、以下のように表現できる。

【０２４９】

【数１】 δ＝２ｔａｎ^-1［ｄ_LC・ｔａｎ｛ｓｉｎ^-1（ｓｉｎθ_W／ｎ_LC）｝＋ｄ_GL・ ｔａｎ｛ｓｉｎ^-1（ｓｉｎθ_w／ｎ_GL）｝＋ｄ_SB・ｔａｎ｛ｓｉｎ^-1 （ｓｉｎθ_w ／ｎ_SB）｝］ （１） なお、ｄ_LC：液晶層の厚さ、ｄ_GL：透明基板の厚さ、ｄ
_SB光散乱層の厚さ、Ｌ：反射型液晶表示装置と観察者の
距離、ｎ_lc：液晶層の屈折率、ｎ_GL：透明基板の屈折
率、ｎ_SB：光散乱層の屈折率とする。

【０２５０】δが目の分解能δ_EYEよりも小さければ、
画像のボケは確認されなくなる。従って、ボケが発生し
始める散乱幅は以下のようになる。

【０２５１】

【数２】 θ_w＝ｓｉｎ^-1［ｎ・ｓｉｎ｛ｔａｎ^-1（Ｌ／｛ｄ_LC＋ｄ_GL＋ｄ_SB｝ ・ｔａｎ｛δ_EYE／２｝）｝］ （２） ここで、簡単化のため、透明基板、散乱板、液晶層の屈
折率を全て屈折率ｎとした。典型的な例としてδ_EYE、
ｄ_LC、ｄ_GL、ｄ_SB、Ｌおよびｎをそれぞれ１／６０度、
４μｍ、０．７ｍｍ、１００μｍ、４０ｃｍおよび１．
５とすると、（２）式よりθ_Wは８度以上で画像のボケ
が発生することになる。この角度は、基板厚および屈折
率などにより若干変化する。この事情を考慮すると、散
乱特性の半値幅が１０度以下である散乱板を用いること
により、画像ボケのない高画質な反射型液晶表示装置が
得られることになろう。

【０２５２】また、透明基板と液晶層の間、反射面の上
のいずれかに光散乱層を配置することにより、画像ボケ
のない高画質な反射型液晶表示装置が得られる。この場
合は、散乱幅を大きくしても画像のボケは発生しない。

【０２５３】光散乱層の代わりに反射面に光を拡散させ
る凹凸形状を設けることもできる。この場合は、反射面
と光散乱層が同一の層で構成されたと考えられる。この
場合も、散乱幅を大きくしても画像のボケは発生しな
い。

【０２５４】図３３（Ａ）は、直視型の反射型液晶表示
装置の基本構成を示す。偏光板１の背面側に２枚以上の
位相差板２，３ａ、〜３ｉが配置され、位相差板の背面
側に１対の基板５、６の間に液晶層７を挟持する液晶パ
ネルが配置される。背面側基板６の内側表面上には金属
等で形成された反射面８が形成されている。

【０２５５】図３３（Ｂ）は、位相差板を１枚用いた時
の色度座標と、位相差板を２枚用いた時の色度座標を示
すグラフである。位相差板を１枚用いた時の明状態およ
び暗状態の色度座標と比べ、位相差板を２枚用いた時の
明状態および暗状態の色度座標は、白点により近づいた
状態となる。特に、暗状態の着色が抑制されている。位
相差板を２枚用いることにより、着色を抑制できること
が分かる。

【０２５６】なお、図３３（Ｂ）のシミュレーション
は、λ／２板のリターデーションを０．２７μｍ、λ／
４板のリターデーションを０．１４μｍとし、これら位
相差板の遅相軸が液晶配向方向となす角度を７２．５
度、−４５度に設定し、偏光板の透過軸の方向を５５度
に設定した。

【０２５７】図３４、図３５は、図３３（Ａ）の構成に
加え、さらに光散乱層を用いた場合の構成例を示す。

【０２５８】図３４においては、偏光板１の前面側に光
散乱層１３が配置されている。上述のように、液晶パネ
ル外に配置される光散乱層１３は、散乱幅１０度以下を
有する。散乱幅を１０度以下とすることにより、画像ボ
ケを抑制することができる。

【０２５９】図３５の構成においては、液晶パネル内に
光散乱層が配置されている。図示の構成においては、前
面側基板５の内側表面上に光散乱層１３が配置されてい
る。光散乱層が、反射面に極めて近い位置に配置されて
いるため、本構成の場合には散乱幅を制限する必要は必
ずしもない。

【０２６０】図３６は、反射面と散乱面とを兼用する構
成を示す。本構成においては、背面側基板６の表面上に
形成される反射面形成用金属層８の表面を、不規則な反
射を発生させる凹凸面とした。金属層８は、反射面８お
よび散乱面１３として機能する。この場合にも、散乱幅
を制限する必要は必ずしもない。

【０２６１】図３７（Ａ）〜３７（Ｃ）は、より具体的
な反射型液晶表示装置の構成例を示す。

【０２６２】図３７（Ａ）においては、偏光板１の前面
側に光散乱層１３が配置されている。また、液晶パネル
の前面側基板５の内側表面上には、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの
３色のカラーフィルタ１５が形成され、その表面が透明
電極１６で覆われている。

【０２６３】図３７（Ｂ）の構成においては、光散乱層
１３は、液晶パネルの前面側基板５の表面上に形成され
ている。この光散乱層１３の上に、カラーフィルタ１５
が形成され、さらにその上に透明電極１６が形成されて
いる。

【０２６４】図３７（Ｃ）の構成においては、液晶パネ
ルの背面側基板６の表面上に、反射面と散乱面を形成す
るための金属層８（１３）が形成されている。前面側基
板５の内側表面上には、カラーフィタ層１５が形成さ
れ、その表面を透明電極１６が覆っている。

【０２６５】図３７（Ａ）〜３７（Ｃ）の構成におい
て、位相差板は、１枚のλ／２板２と１枚以上のλ／４
板３ａ〜３ｉを含む。位相差板の枚数を増加することに
より、より良好な表示を実現することができるが、生産
コストは高くなる。

【０２６６】図３７（Ａ）の構成においては、液晶パネ
ル外に光散乱層１３が配置されるため、散乱幅は１０度
以内にすることが望ましい。

【０２６７】図３７（Ｂ）、３７（Ｃ）の構成において
は、散乱層は液晶パネル内に配置されているため、散乱
幅を特に制限する必要はない。

【０２６８】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、液
晶パネルの構成としてはアクティブマトリクス型の他、
種々の構成をとることができる。その他種々の変更、改
良、組み合わせが可能なことは当業者に自明であろう。

【０２６９】付 記 本発明の好ましい形態は以下の通りである。

【０２７０】（１）面内の基準方向に透過軸または吸収
軸を有し、前面側から入射する光を所定の直線偏光に変
換して背面側に出射することのできる偏光子と、前記偏
光子の背面側に配置され、前記基準方向に対して第１の
角度θ₁ で配置された遅相軸または進相軸を有し、約λ
／２の位相差を形成する第１の位相差板と、前記第１の
位相差板の背面側に配置され、前記基準方向に対して第
２の角度θ₂ で配置された遅相軸または進相軸を有し、
前記第２の角度θ₂ が、θ₂ ＝２θ₁ ＋４５°±３°の
範囲内であり、約λ／４〜約３λ／４の位相差を形成す
る第２の位相差板と、前記第２の位相差板の背面側に配
置され、一対の基板とその間に挟持された液晶層と反射
面とを有し、液晶層が電界の有無でホモジニアス配向と
垂直配向を選択的に形成することができ、前記基準方向
に対して第３の角度θ₃ で配置された配向方向を有する
反射型液晶セルとを有する反射型液晶表示装置。

【０２７１】（２）前記第１の角度θ₁ が１４°±３°
である項１記載の反射型液晶表示装置。

【０２７２】（３）光分離器と赤、緑、青の液晶表示ユ
ニットを有し、各液晶表示ユニットが、面内の基準方向
に透過軸または吸収軸を有し、前面側から入射する光を
所定の直線偏光に変換して背面側に出射することのでき
る偏光子と、前記偏光子の背面側に配置され、前記基準
方向に対して第１の角度θ₁ で配置された遅相軸または
進相軸を有し、約λ／２の位相差を形成する第１の位相
差板と、前記第１の位相差板の背面側に配置され、前記
基準方向に対して第２の角度θ₂ で配置された遅相軸ま
たは進相軸を有し、前記第２の角度θ₂ が、θ₂ ＝２θ
₁ ＋４４°±１°の範囲内であり、約λ／４〜約３λ／
４の位相差を形成する第２の位相差板と、前記第２の位
相差板の背面側に配置され、一対の基板とその間に挟持
された液晶層と反射面とを有し、液晶層が電界の有無で
ホモジニアス配向と垂直配向を選択的に形成することが
でき、前記基準方向に対して第３の角度θ₃ で配置され
た配向方向を有する反射型液晶セルとを有する反射型液
晶表示装置。

【０２７３】（４）前記赤の液晶表示ユニットが、頂角
８°±３°の楔形プリズムを含み、前記第１の角度θ₁
が１３．５°±１°の範囲内である項３記載の反射型液
晶表示装置。

【０２７４】（５）前記緑の液晶表示ユニットが、頂角
８°±３°の楔形プリズムを含み、前記第１の角度θ₁
が１３°±１°の範囲内である項３または４記載の反射
型液晶表示装置。

【０２７５】（６）前記青の液晶表示ユニットが、頂角
８°±３°の楔形プリズムを含み、前記第１の角度θ₁
が１２．５°±１°の範囲内である項３〜５のいずれか
に記載の反射型液晶表示装置。

【０２７６】（７）前記第２の位相差板の位相差が約λ
／４であり、前記液晶層がホモジニアス配向した時に形
成する位相差が約λ／４であり、前記第３の角度θ₃ が
前記第２の角度θ₂ とほぼ一致する項３〜６のいずれか
に記載の反射型液晶表示装置。

【０２７７】（８）前記第２の位相差板の位相差が約λ
／４であり、前記液晶層がホモジニアス配向した時に形
成する位相差が約３λ／４であり、前記第３の角度θ₃
が前記第２の角度θ₂ とほぼ直交する項３〜６のいずれ
かに記載の反射型液晶表示装置。

【０２７８】（９）前記第２の位相差板の位相差がλ／
４からずれており、前記第２の位相差板と前記液晶層と
が協同してλ／４板として機能できる項７または８記載
の反射型液晶表示装置。

【０２７９】（１０）前記第１の位相差板が、前記第２
の位相差板と特性の等しい２枚の位相差板で形成されて
いる項７または８記載の反射型液晶表示装置。

【０２８０】（１１）前記第２の角度θ₂が、２θ₁＋４
４°より正または負に角度ずれしており、前記第３の角
度θ₃が前記角度ずれによるリターデーション変動を打
ち消すことができる方向に選択されている項３に記載の
反射型液晶表示装置。

【０２８１】（１２）前記角度ずれが正であり、前記第
３の角度θ₃ が２０°±２０°の範囲内に選択されてい
る項１１記載の反射型液晶表示装置。

【０２８２】（１３）前記角度ずれが負であり、前記第
３の角度θ₃ が１１０°±２０°の範囲内に選択されて
いる項１１記載の反射型液晶表示装置。

【０２８３】（１４）面内の基準方向に透過軸または吸
収軸を有し、前面側から入射する光を所定の直線偏光に
変換して背面側に出射することのできる偏光子と、前記
偏光子の背面側に配置され、前記基準方向に対して第１
の角度θ₁で配置された遅相軸または進相軸を有し、約
λ／２の位相差を形成する第１の位相差板と、前記第１
の位相差板の背面側に配置され、前記基準方向に対して
第２の角度θ₂で配置された遅相軸または進相軸を有
し、約λ／４の位相差を形成する第２の位相差板と、前
記第２の位相差板の背面側に配置され、一対の基板とそ
の間に挟持された液晶層と反射面とを有し、液晶層が電
界の有無でホモジニアス配向と垂直配向を選択的に形成
することができ、前記基準方向に対して第３の角度θ₃
で配置された配向方向を有し、前記液晶層がホモジニア
ス配向した時に形成する位相差が約λ／２であり、前記
第３の角度θ₃ が、θ₃ ＝２θ₁ ＋４４°±１°の範囲
内であり、前記第２の角度θ₂ とほぼ直交する反射型液
晶セルとを有する反射型液晶表示装置。

【０２８４】（１５）前記第１および第２の位相差板
が、ポリカーボネートまたは／およびポリビニールアル
コールで形成されている項１〜１４のいずれかに記載の
反射型液晶表示装置。

【０２８５】（１６）面内の基準方向に透過軸または吸
収軸を有し、前面側から入射する光を所定の直線偏光に
変換して背面側に出射することのできる偏光子と、前記
偏光子の背面側に配置され、前記基準方向に対して第１
の角度θ₁ で配置された遅相軸または進相軸を有し、約
λ／２の位相差を形成する第１の位相差板と、前記第１
の位相差板の背面側に配置され、一対の基板とその間に
挟持された液晶層と反射面とを有し、液晶層が電界の有
無でホモジニアス配向と垂直配向を選択的に形成するこ
とができ、前記基準方向に対して第２の角度θ₂で配置
された配向方向を有し、ホモジニアス配向された時、約
λ／４の位相差を形成し、第２の角度θ ₂ がθ₂ ＝２θ
₁ ＋４４°±１°を満たす液晶セルとを有する反射型液
晶表示装置。

【０２８６】（１７）面内の基準方向に透過軸または吸
収軸を有し、前面側から入射する光を所定の直線偏光に
変換して背面側に出射することのできる偏光子と、前記
偏光子の背面側に配置され、前記基準方向に対して第１
の角度θ₁で配置された遅相軸または進相軸を有し、約
λ／２の位相差を形成する第１の位相差板と、前記第１
の位相差板の背面側に配置され、前記基準方向に対して
第２の角度θ₂で配置された遅相軸または進相軸を有
し、約λ／４の位相差を形成する第２の位相差板と、前
記第２の位相差板の背面側に配置され、一対の基板とそ
の間に挟持された液晶層と反射面とを有し、液晶層が電
界の有無でホモジニアス配向と垂直配向を選択的に形成
することができ、前記基準方向に対して第３の角度θ₃
で配置された配向方向を有し、第３の角度θ₃ が第１の
角度θ₁と第２の角度θ₂ の角度ずれによるリターデー
ション変動を補償できる角度に選択されている反射型液
晶セルとを有する反射型液晶表示装置。

【０２８７】（１８）前記第２の角度θ₂が、２θ₁＋４
４°より大きな角度に設定され、前記第３の角度θ₃ が
２０°±２０°の範囲内に設定されている項１７記載の
反射型液晶表示装置。

【０２８８】（１９）前記第２の角度θ₂が、２θ₁＋４
４°より小さな角度に設定され、前記第３の角度θ₃ が
１１０°±２０°の範囲内に設定されている項１７記載
の反射型液晶表示装置。

【０２８９】（２０）一対の基板とその間に挟持された
液晶層と反射面とを有し、液晶層が電界の有無でホモジ
ニアス配向と垂直配向を選択的に形成することができる
液晶パネルと、前記液晶パネルに斜め方向から光を入射
させる光学系とを有し、前記液晶パネルのホモジニアス
配向の配向方向が垂直配向された液晶層に光が斜めに入
射することによって生じるリターデーションを相殺でき
る方向に設定されている反射型液晶表示装置。

【０２９０】（２１）前記光の入射方向と前記配向方向
とが、前記基板上に法線方向に沿って射影したとき直交
している項２０記載の反射型液晶表示装置。

【０２９１】（２２）一対の基板とその間に挟持された
液晶層と反射面とを有し、液晶層が電界の有無でホモジ
ニアス配向と垂直配向を選択的に形成することができる
液晶パネルと、前記液晶パネルに斜め方向から光を入射
させる光学系と、前記液晶パネルと前記光学系との間に
配置され、前記液晶層が垂直配向された時、入射光が液
晶層に斜めに入射することによって生じるリターデーシ
ョンを相殺できるリターデーションを有する位相差板と
を有する反射型液晶表示装置。

【０２９２】（２３）前記光の入射方向と前記位相差板
の遅相軸とが、前記基板上に法線方向に沿って射影した
時直交している項２２記載の反射型液晶表示装置。

【０２９３】（２４）前記位相差板がトリアセチルセル
ロースまたはセルロースアセテートブチレートで形成さ
れている項２２または２３記載の反射型液晶表示装置。

【０２９４】（２５）面内の第１の角度方向に透過軸ま
たは吸収軸を有し、前面側から入射する光を所定の直線
偏光に変換して背面側に出射することのできる偏光子
と、前記偏光子の背面側に配置され、面内の第２の角度
方向に配置された遅相軸または進相軸を有し、０．１μ
ｍから０．３μｍの範囲内の第１の位相差を形成する第
１の位相差板と、前記第１の位相差板の背面側に配置さ
れ、面内の第３の角度方向に配置された遅相軸または進
相軸を有し、０．１μｍから０．３μｍの範囲内の第２
の位相差を形成する第２の位相差板と、前記第２の位相
差板の背面側に配置され、一対の基板とその間に挟持さ
れた液晶層と反射面とを有し、液晶層が無電界の時に０
°から８０°の範囲内のツイスト角を有し、前記一対の
基板の一方が面内の第４の角度方向に配置された配向方
向を有する反射型液晶セルとを有する反射型液晶表示装
置。

【０２９５】（２６）前記液晶層のツイスト角が６０°
から７５°の範囲内であり、前記第1、第２、第３の角
度方向が前記第４の角度方向となす角は、それぞれ５０
°〜６０°、７０°〜８０°、−４０°〜−５０°の範
囲内であり、前記第１、第２の位相差がそれぞれ０．２
５μｍ〜０．２９μｍ、０．１３μｍ〜０．１５μｍの
範囲内である項２５記載の反射型液晶表示装置。

【０２９６】（２７）さらに、前記一対の基板より前面
側に配置された光散乱層を有し、前記光散乱層の散乱特
性の半値幅は１０°以内である項２５または２６記載の
反射型液晶表示装置。

【０２９７】（２８）さらに、前記一対の基板の前面側
基板と前記反射面との間に配置された光散乱層を有する
項２５または２６記載の反射型液晶表示装置。

【０２９８】（２９）前記反射面が光を拡散させる凹凸
面を有する項２５または２６記載の反射型液晶表示装
置。

【０２９９】（３０）さらに、前記一対の基板の前面側
基板と前記反射層との間に配置されたカラーフィルタを
有する項２５〜２９のいずれかに記載の反射型液晶表示
装置。

【０３００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
優れた表示特性を有する反射型液晶表示装置が提供され
る。

【０３０１】投射型の反射型液晶表示装置においては、
黒表示の反射率を低下させ、コントラストを高く維持す
ることができる。

【０３０２】直視型の反射型液晶表示装置においては、
明るい表示を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するための液晶表示装置
の分解斜視図、概略側面図、グラフ、線図、および表で
ある。

【図２】投射型液晶表示装置の構成を概略的に示すブロ
ック図、斜視図、表である。

【図３】投射型液晶表示装置の構成を概略的に示す斜視
図、上面図、断面図である。

【図４】複数枚の位相差板を用いた時のリターデーショ
ンずれの影響を示すグラフ、およびその対策を講じる構
成例の概略側面図である。

【図５】従来技術による反射型液晶表示装置の構成およ
び機能を概略的に説明する分解斜視図、グラフである。

【図６】他の従来技術を説明するための概略斜視図およ
びグラフである。

【図７】従来技術による反射型液晶表示装置の構成を概
略的に示す分解側面図である。

【図８】位相差板の材料による波長特性を示すグラフで
ある。

【図９】本発明の実施例による液晶パネルの構成および
その機能を説明するための概略断面図および線図であ
る。

【図１０】本発明の実施例による液晶表示装置の構成お
よび機能を概略的に説明するための線図である。

【図１１】本発明の実施例による液晶表示装置の構成お
よび機能を概略的に説明するための線図である。

【図１２】本発明の実施例による液晶表示装置の構成お
よび機能を概略的に説明するための線図である。

【図１３】本発明の実施例による液晶表示装置の構成お
よび機能を概略的に説明するための線図である。

【図１４】本発明の実施例による液晶表示装置の構成お
よび機能を概略的に説明するための線図である。

【図１５】本発明の実施例による液晶表示装置の構成お
よび機能を概略的に説明するための線図である。

【図１６】位相差板の角度ズレが生じた時の液晶層の配
向方向が黒輝度に与える影響を示すグラフである。

【図１７】位相差板の角度ズレと黒輝度もしくは反射率
の関係を示すグラフである。

【図１８】位相差板が角度ズレを生じた時の印加電圧に
対する黒輝度の関係を示すグラフである。

【図１９】位相差板が角度ズレした時の液晶層の印加電
圧による修正を示す反射率のスペクトルである。

【図２０】試作サンプルの反射率スペクトルを示すグラ
フである。

【図２１】本発明の他の実施例による液晶表示装置の構
成を説明するための概略断面図および線図である。

【図２２】図２１の構成による反射率の印加電圧に対す
る関係を示すグラフである。

【図２３】図２１（Ｃ）に示す構成を実現した液晶表示
装置の構成を示す概略断面図および線図である。

【図２４】図２３の構成における反射率の例を示すグラ
フである。

【図２５】図２１（Ｄ）の構成を実現する液晶表示装置
の構成を概略的に示す断面図および線図である。

【図２６】外光を利用した直視型反射型液晶表示装置に
おける最大反射率が得られるツイスト角とセル厚の関係
を示すグラフである。

【図２７】図２６の構成における色度座標を示すグラフ
である。

【図２８】液晶層の波長分散に対する反射率の関係を示
すグラフである。

【図２９】液晶層の屈折率異方性と反射率との関係を示
すグラフである。

【図３０】位相差板の波長分散と暗状態の反射率の関係
を示すグラフである。

【図３１】位相差板の波長分散と暗状態の色度座標を示
すグラフである。

【図３２】光散乱板を用いた時の画像のボケを解析する
線図である。

【図３３】反射型液晶表示装置の構成を概略的に示す側
面図および色度座標のグラフである。

【図３４】光散乱層を備えた反射型液晶表示装置の構成
を概略的に示す分解側面図である。

【図３５】光散乱層を備えた反射型液晶表示装置の構成
を概略的に示す分解側面図である。

【図３６】光反射面が光散乱面を兼用する構成を有する
反射型液晶表示装置の分解側面図である。

【図３７】反射型液晶表示装置の構成例を示す分解側面
図である。

【符号の説明】

１ 偏光子 ２ λ／２板 ３ λ／４板 ４ 液晶パネル ５ 前面側基板 ６ 背面側基板 ７ 液晶層 ８ 反射面 θ₁ λ／２板の光学軸の角度 θ₂ λ／４板の光学軸の角度 ＣＤＣ クロスダイクロイックプリズム ＷＰ 楔プリズム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 雄一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 間山 剛宗 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 有竹 敬和 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 杉浦 規生 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 大室 克文 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA08Z FA11X FA11Z FA14Y FA14Z FB02 FD01 FD06 FD07 GA06 LA16 LA17

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面内の基準方向に透過軸または吸収軸を
   有し、前面側から入射する光を所定の直線偏光に変換し
   て背面側に出射することのできる偏光子と、 前記偏光子の背面側に配置され、前記基準方向に対して
   第１の角度θ₁ で配置された遅相軸または進相軸を有
   し、約λ／２の位相差を形成する第１の位相差板と、 前記第１の位相差板の背面側に配置され、前記基準方向
   に対して第２の角度θ ₂ で配置された遅相軸または進相
   軸を有し、前記第２の角度θ₂ が、θ₂ ＝２θ ₁ ＋４５
   °±３°の範囲内であり、約λ／４〜約３λ／４の位相
   差を形成する第２の位相差板と、 前記第２の位相差板の背面側に配置され、一対の基板と
   その間に挟持された液晶層と反射面とを有し、液晶層が
   電界の有無でホモジニアス配向と垂直配向を選択的に形
   成することができ、前記基準方向に対して第３の角度θ
   ₃ で配置された配向方向を有する反射型液晶セルとを有
   する反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記第１の角度θ₁ が１４°±３°であ
   る請求項１記載の反射型液晶表示装置。
3. 【請求項３】 光分離器と赤、緑、青の液晶表示ユニッ
   トを有し、各液晶表示ユニットが、 面内の基準方向に透過軸または吸収軸を有し、前面側か
   ら入射する光を所定の直線偏光に変換して背面側に出射
   することのできる偏光子と、 前記偏光子の背面側に配置され、前記基準方向に対して
   第１の角度θ₁ で配置された遅相軸または進相軸を有
   し、約λ／２の位相差を形成する第１の位相差板と、 前記第１の位相差板の背面側に配置され、前記基準方向
   に対して第２の角度θ ₂ で配置された遅相軸または進相
   軸を有し、前記第２の角度θ₂ が、θ₂ ＝２θ ₁ ＋４４
   °±１°の範囲内であり、約λ／４〜約３λ／４の位相
   差を形成する第２の位相差板と、 前記第２の位相差板の背面側に配置され、一対の基板と
   その間に挟持された液晶層と反射面とを有し、液晶層が
   電界の有無でホモジニアス配向と垂直配向を選択的に形
   成することができ、前記基準方向に対して第３の角度θ
   ₃ で配置された配向方向を有する反射型液晶セルとを有
   する反射型液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記赤の液晶表示ユニットが、頂角８°
   ±３°の楔形プリズムを含み、前記第１の角度θ₁ が１
   ３．５°±１°の範囲内である請求項３記載の反射型液
   晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記緑の液晶表示ユニットが、頂角８°
   ±３°の楔形プリズムを含み、前記第１の角度θ₁ が１
   ３°±１°の範囲内である請求項３または４記載の反射
   型液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記青の液晶表示ユニットが、頂角８°
   ±３°の楔形プリズムを含み、前記第１の角度θ₁ が１
   ２．５°±１°の範囲内である請求項３〜５のいずれか
   に記載の反射型液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記第２の位相差板の位相差が約λ／４
   であり、前記液晶層がホモジニアス配向した時に形成す
   る位相差が約λ／４であり、前記第３の角度θ₃ が前記
   第２の角度θ₂ とほぼ一致する請求項３〜６のいずれか
   に記載の反射型液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記第２の位相差板の位相差が約λ／４
   であり、前記液晶層がホモジニアス配向した時に形成す
   る位相差が約３λ／４であり、前記第３の角度θ₃ が前
   記第２の角度θ₂ とほぼ直交する請求項３〜６のいずれ
   かに記載の反射型液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記第２の位相差板の位相差がλ／４か
   らずれており、前記第２の位相差板と前記液晶層とが協
   同してλ／４板として機能できる請求項７または８記載
   の反射型液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記第２の角度θ₂が、２θ₁＋４４°
    より正または負に角度ずれしており、前記第３の角度θ
    ₃が前記角度ずれによるリターデーション変動を打ち消
    すことができる方向に選択されている請求項３に記載の
    反射型液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 前記角度ずれが正であり、前記第３の
    角度θ₃ が２０°±２０°の範囲内に選択されている請
    求項１０記載の反射型液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 前記角度ずれが負であり、前記第３の
    角度θ₃ が１１０°±２０°の範囲内に選択されている
    請求項１０記載の反射型液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 面内の基準方向に透過軸または吸収軸
    を有し、前面側から入射する光を所定の直線偏光に変換
    して背面側に出射することのできる偏光子と、 前記偏光子の背面側に配置され、前記基準方向に対して
    第１の角度θ₁で配置された遅相軸または進相軸を有
    し、約λ／２の位相差を形成する第１の位相差板と、 前記第１の位相差板の背面側に配置され、前記基準方向
    に対して第２の角度θ ₂で配置された遅相軸または進相
    軸を有し、約λ／４の位相差を形成する第２の位相差板
    と、 前記第２の位相差板の背面側に配置され、一対の基板と
    その間に挟持された液晶層と反射面とを有し、液晶層が
    電界の有無でホモジニアス配向と垂直配向を選択的に形
    成することができ、前記基準方向に対して第３の角度θ
    ₃で配置された配向方向を有し、前記液晶層がホモジニ
    アス配向した時に形成する位相差が約λ／２であり、前
    記第３の角度θ₃ が、θ₃ ＝２θ₁ ＋４４°±１°の範
    囲内であり、前記第２の角度θ₂ とほぼ直交する反射型
    液晶セルとを有する反射型液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 面内の基準方向に透過軸または吸収軸
    を有し、前面側から入射する光を所定の直線偏光に変換
    して背面側に出射することのできる偏光子と、 前記偏光子の背面側に配置され、前記基準方向に対して
    第１の角度θ₁ で配置された遅相軸または進相軸を有
    し、約λ／２の位相差を形成する第１の位相差板と、 前記第１の位相差板の背面側に配置され、一対の基板と
    その間に挟持された液晶層と反射面とを有し、液晶層が
    電界の有無でホモジニアス配向と垂直配向を選択的に形
    成することができ、前記基準方向に対して第２の角度θ
    ₂で配置された配向方向を有し、ホモジニアス配向され
    た時、約λ／４の位相差を形成し、第２の角度θ₂ がθ
    ₂ ＝２θ₁ ＋４４°±１°を満たす液晶セルとを有する
    反射型液晶表示装置。
15. 【請求項１５】 面内の基準方向に透過軸または吸収軸
    を有し、前面側から入射する光を所定の直線偏光に変換
    して背面側に出射することのできる偏光子と、 前記偏光子の背面側に配置され、前記基準方向に対して
    第１の角度θ₁で配置された遅相軸または進相軸を有
    し、約λ／２の位相差を形成する第１の位相差板と、 前記第１の位相差板の背面側に配置され、前記基準方向
    に対して第２の角度θ ₂で配置された遅相軸または進相
    軸を有し、約λ／４の位相差を形成する第２の位相差板
    と、 前記第２の位相差板の背面側に配置され、一対の基板と
    その間に挟持された液晶層と反射面とを有し、液晶層が
    電界の有無でホモジニアス配向と垂直配向を選択的に形
    成することができ、前記基準方向に対して第３の角度θ
    ₃ で配置された配向方向を有し、第３の角度θ₃ が第１
    の角度θ₁と第２の角度θ₂ の角度ずれによるリターデ
    ーション変動を補償できる角度に選択されている反射型
    液晶セルとを有する反射型液晶表示装置。
16. 【請求項１６】 前記第２の角度θ₂が、２θ₁＋４４°
    より大きな角度に設定され、前記第３の角度θ₃ が２０
    °±２０°の範囲内に設定されている請求項１５記載の
    反射型液晶表示装置。
17. 【請求項１７】 前記第２の角度θ₂が、２θ₁＋４４°
    より小さな角度に設定され、前記第３の角度θ₃ が１１
    ０°±２０°の範囲内に設定されている請求項１５記載
    の反射型液晶表示装置。
18. 【請求項１８】 一対の基板とその間に挟持された液晶
    層と反射面とを有し、液晶層が電界の有無でホモジニア
    ス配向と垂直配向を選択的に形成することができる液晶
    パネルと、 前記液晶パネルに斜め方向から光を入射させる光学系と
    を有し、前記液晶パネルのホモジニアス配向の配向方向
    が垂直配向された液晶層に光が斜めに入射することによ
    って生じるリターデーションを相殺できる方向に設定さ
    れている反射型液晶表示装置。
19. 【請求項１９】 一対の基板とその間に挟持された液晶
    層と反射面とを有し、液晶層が電界の有無でホモジニア
    ス配向と垂直配向を選択的に形成することができる液晶
    パネルと、 前記液晶パネルに斜め方向から光を入射させる光学系
    と、 前記液晶パネルと前記光学系との間に配置され、前記液
    晶層が垂直配向された時、入射光が液晶層に斜めに入射
    することによって生じるリターデーションを相殺できる
    リターデーションを有する位相差板とを有する反射型液
    晶表示装置。
20. 【請求項２０】 面内の第１の角度方向に透過軸または
    吸収軸を有し、前面側から入射する光を所定の直線偏光
    に変換して背面側に出射することのできる偏光子と、 前記偏光子の背面側に配置され、面内の第２の角度方向
    に配置された遅相軸または進相軸を有し、０．１μｍか
    ら０．３μｍの範囲内の第１の位相差を形成する第１の
    位相差板と、 前記第１の位相差板の背面側に配置され、面内の第３の
    角度方向に配置された遅相軸または進相軸を有し、０．
    １μｍから０．３μｍの範囲内の第２の位相差を形成す
    る第２の位相差板と、 前記第２の位相差板の背面側に配置され、一対の基板と
    その間に挟持された液晶層と反射面とを有し、液晶層が
    無電界の時に０°から８０°の範囲内のツイスト角を有
    し、前記一対の基板の一方が面内の第４の角度方向に配
    置された配向方向を有する反射型液晶セルとを有する反
    射型液晶表示装置。
21. 【請求項２１】 前記液晶層のツイスト角が６０°から
    ７５°の範囲内であり、前記第1、第２、第３の角度方
    向が前記第４の角度方向となす角は、それぞれ５０°〜
    ６０°、７０°〜８０°、−４０°〜−５０°の範囲内
    であり、前記第１、第２の位相差がそれぞれ０．２５μ
    ｍ〜０．２９μｍ、０．１３μｍ〜０．１５μｍの範囲
    内である請求項２０記載の反射型液晶表示装置。
22. 【請求項２２】 さらに、前記一対の基板より前面側に
    配置された光散乱層を有し、前記光散乱層の散乱特性の
    半値幅は１０°以内である請求項２０または２１記載の
    反射型液晶表示装置。
23. 【請求項２３】 さらに、前記一対の基板の前面側基板
    と前記反射面との間に配置された光散乱層を有する請求
    項２０または２１記載の反射型液晶表示装置。