JP2001222006A - 反射型液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射率が高く、かつコントラストが良好な表
示が得られる反射型液晶表示素子を提供する。 【解決手段】 電極を備える一対の透明基板に液晶物質
の層を挿入した液晶セルと、偏光板と、反射板と、ねじ
れ構造を有する光学異方体とを備え、２値以上の電圧値
が選択されて前記液晶物質の層に駆動電圧が印加される
反射型液晶表示素子において、前記の偏光板が前記液晶
物質層の一方の面側に配置され、前記の反射板が前記液
晶物質層の他方の面側に配置され、前記光学異方体が前
記偏光板及び前記反射板の間に配置され、 波長λ＝４５０ｎｍ及びλ＝５９０ｎｍにおける屈折率
異方性Δｎの比を複屈折波長分散α α＝Δｎ（４５０）／Δｎ（５９０） と定義した場合、該液晶物質層の複屈折波長分散α１と
該光学異方体の複屈折波長分散α２が、α２＞α１の範
囲であることを特徴とする反射型液晶表示素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学異方体と偏光
板とを備え、コントラストのよい反射型液晶表示素子に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶ディスプレイ技術の進展によ
る、表示性能の格段の向上によって、電卓からワードプ
ロセッサやパーソナルコンピュータのディスプレイヘと
液晶表示装置の応用用途は拡大を遂げて来た。さらに、
液晶表示装置の有する薄型軽量なる特徴を大きく活かせ
る、携帯型情報端末機器のディスプレイとしての市場拡
大の期待が高まっている。携帯型用途としては通常バッ
テリー駆動であるがために消費電力を抑えることが重要
な課題となっている。そのために携帯型用途の液晶表示
装置等としては、電力の消費が大きいバックライトを使
用しないで済み、低消費電力化、薄型化、軽量化が可能
である反射型液晶表示装置が特に注目されている。従
来、液晶表示装置としては、ＴＮ（ツイステッドネマチ
ック）方式およびＳＴＮ（スーパーツイステッドネマチ
ック）方式のものが主に用いられている。上記ＳＴＮ方
式の液晶表示装置は、一般的には液晶セルを一対の偏光
板で挟んだ構造を有し、反射型液晶表示装置の場合は、
通常さらにその外側に反射板を配置する構成を有してい
る。ＳＴＮ方式の液晶表示装置では、液晶セル内の液晶
分子のねじれ角を９０°以上とし、液晶セルの複屈折効
果によって生じる楕円偏光に対する偏光板の透過軸の設
定角度が最適化される。よって、電圧印加に伴う急激な
分子配向変形を液晶の複屈折変化に反映させることがで
き、しきい値以上で急激な光学的変化を呈する電気光学
特性を実現できる。

【０００３】ＳＴＮ方式の液晶表示装置においては、液
晶の複屈折により、表示の背景色として黄緑や濃紺が生
じることがある。この着色現象を改善するために、表示
用ＳＴＮ液晶セルに、光学補償用液晶セルまたはポリカ
ーボネート、ねじれ位相差フィルムなどの高分子で形成
される位相差板を重ね合わせることが行われている。こ
れにより色補償を行い、白黒表示に近い表示を行う構成
の液晶表示装置が、いわゆるペーパーホワイト型液晶表
示装置として用いられている。しかしながら、ＳＴＮ方
式の液晶表示装置においては、前記偏光板の透過率は偏
光軸に平行に直線偏光を入射させた場合においても約９
０％であり、２枚の偏光板を使用する従来の構成では十
分な明るさを得ることができないという問題点がある。
特に、反射型液晶表示装置の場合、バックライトを使用
しない上に、入射した光が出射するまでに偏光板を合計
４回通過することになるので光量の減衰が問題となる。
この問題を解決する従来の技術として、特開平２−１８
９５１９号、又は特開平６−１１７１１号公報に記載の
技術がある。これらには、偏光板、位相差板、液晶セル
及び反射板がこの順に積層された構成、即ち一般に用い
られているＳＴＮ型液晶セルを用いた反射型液晶表示素
子等から反射板側の偏光板を除いた構成の液晶表示装置
が開示されている。このような構成とすることによっ
て、入射した光が出射するまでに偏光板を通過する回数
が２回となり、必然的に高輝度が得られ、高反射率な白
表示が出来ることが期待される。しかしながら、このよ
うな構成を有する反射型液晶表示装置を形成する場合、
反射前後の偏光を一枚の偏光板で兼ねるという構造上の
自由度の低さに起因して、位相差板等の各層を、良好な
高コントラストの表示を与えるよう構成することが困難
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、反射
率が高く、且つコントラストの良好な表示が得られる反
射型液晶表示素子を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電極を備える一対の透明基板に液晶物質の層を挿入した
液晶セルと、偏光板と、反射板と、ねじれ構造を有する
光学異方体とを備え、２値以上の電圧値が選択されて前
記液晶物質の層に駆動電圧が印加される反射型液晶表示
素子において、前記の偏光板が前記液晶物質層の一方の
面側に配置され、前記の反射板が前記液晶物質層の他方
の面側に配置され、前記光学異方体が前記偏光板及び前
記反射板の間に配置され、 波長λ＝４５０ｎｍ及びλ＝５９０ｎｍにおける屈折率
異方性Δｎの比を複屈折波長分散α α＝Δｎ（４５０）／Δｎ（５９０） と定義した場合、該液晶物質層の複屈折波長分散α１と
該光学異方体の複屈折波長分散α２が、 α２＞α１ の範囲であることを特徴とする反射型液晶表示素子に関
する。

【０００６】請求項２記載の発明は、該液晶物質層複屈
折波長分散α１と該光学異方体の複屈折波長分散α２
が、 α１＝１．０６〜１．２０ α２＝１．１１〜１．２０ の範囲であることを特徴とする請求項１記載の反射型液
晶表示素子に関する。請求項３記載の発明は、該液晶物
質層における偏光板側から反射板側への液晶物質分子の
ねじれ角θ１が、＋２００°〜＋２７０°の範囲にあ
り、該光学異方体の遅相軸の偏光板側から反射板側への
ねじれ角θ２が、−１５５°〜−２２０°の範囲にあ
り、前記液晶物質層の波長λ＝５５０ｎｍにおける屈折
率異方性△ｎ１と厚みｄ１との積（△ｎ１・ｄ１）が７
００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲であり、前記光学異方体
の波長λ＝５５０ｎｍにおける屈折率異方性△ｎ２と前
記光学異方体の厚みｄ２との積（△ｎ２・ｄ２）が５５
０ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求
項１又は２記載の反射型液晶表示素子に関する。請求項
４記載の発明は、光学異方体が、液晶フィルムからなる
請求項１、２又は３記載の反射型液晶表示素子に関す
る。請求項５記載の発明は、偏光板と反射板の間に更に
少なくとも１層の光拡散層を有する請求項１、２、３又
は４記載の反射型液晶表示素子に関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の反射型液晶表示素子は、
液晶セルと、偏光板と、反射板と、光学異方体とを備え
る。前記液晶セルは、電極を備える一対の透明基板及び
その間に挿入された液晶物質の層を有する。前記透明基
板としては、前記液晶物質を特定の配向方向に配向させ
るものを用いることができる。具体的には、透明基板自
体が前記液晶物質を配向させる性質を有している透明基
板又は液晶物質を配向させる性質を有する配向膜等を設
けた透明基板がいずれも使用可能である。このような特
定の配向方向を有する透明基板２枚を、その配向方向が
捩れた関係になるよう保持し、その透明基板の間に液晶
物質の層を形成させることにより、前記液晶物質の層
に、特定のねじれ角を与えることができる。また、液晶
セルの電極は、通常、液晶物質の層が接する前記透明基
板の面上に設けることができ、配向膜を有する透明基板
を用いた場合は、透明基板と配向膜との間に設けること
ができる。前記液晶物質としては、通常ＳＴＮ型液晶表
示素子に用いられる各種のもの等を用いることができ
る。

【０００８】前記液晶セルに使用される液晶材料の屈折
率異方性Δｎは一般に波長λ（ｎｍ）に対し依存性があ
り、その特性は一般的に波長λに対して負の傾向を有す
る。液晶材料の波長λ＝４５０ｎｍ及びλ＝５９０ｎｍ
における屈折率異方性（以下それぞれ「Δｎ１（４５
０）」、「Δｎ１（５９０）」と表す。）の比を複屈折波
長分散α１、 α１＝Δｎ１（４５０）／Δｎ１（５９０） と定義する。α１は液晶材料が全く同一ならば同一であ
るが、異なった液晶材料でも同一となることはある。本
発明の反射型液晶表示素子においては、２値以上の電圧
値が選択されて前記液晶物質の層に駆動電圧が印加され
る。前記２値以上の電圧値としては、液晶表示を行うた
めに実効的な電圧値であれば特に限定されず、反射率の
急峻な変化が起こる前後の電圧値等とすることができ
る。これにより、前記液晶物質の層が、明るい無彩色及
び暗い無彩色等の表示を与える能動的な光学層として機
能することができる。

【０００９】偏光板は、液晶物質層の一方の面側に配置
される。一般的には、液晶セルの表面上又は裏面上の一
方に、換言すれば、一方の透明基板の液晶物質層界面側
でない透明基板表面に配置するのが通例であるが、一方
の透明基板と液晶物質層との間に、すなわち、液晶セル
内に偏光板を配置することもできる。そして、液晶セル
の表面上又は裏面上に偏光板を設ける場合には、その偏
光板を光学異方体等を介して設けることもできる。本発
明で用いる偏光板は特に限定されず、吸収軸を有する一
般的な各種のものを用いることができる。しかし、反射
率の高い反射型液晶表示素子を得るには、透過率の高い
偏光板を用いるのが好ましい。具体的には、一軸に延伸
されたポリビニルアルコールフィルム（ＰＶＡ）に、偏
光度の高いヨウ素分子を一定方向に配列してつくるハロ
ゲン偏光フィルムや直接染料で染色したポリビニルアル
コールフィルム等を他の支持フィルムに挟んだものが、
高透過率な偏光板として使用できる。

【００１０】反射板は、上記した偏光板の設置側とは反
対側の液晶セル表面に通常設置される。つまり、液晶セ
ルの表面側に偏光板が配置される場合には、反射板は液
晶セルの裏面側に配置され、偏光板が液晶セルの裏面側
に配置される場合には、表面側に反射板が配置される。
この反射板は、上記した偏光板と同様、液晶セル内に設
置することもできるが、この場合でも、当該反射板が隣
接する透明基板は、偏光板が隣接する透明基板と対向す
る透明基板である。そして、反射板を液晶セル内に設置
する場合には、この反射板に液晶セルの電極としての機
能を兼備させることができる。反射板には、アルミニウ
ム箔、銀箔などが使用できる外、真空蒸着法により明な
ガラス透明基板上にアルミニウム層又は銀層などを真空
蒸着させて反射板とすることもできる。

【００１１】光学異方体とは、光学異方軸を有し、且つ
その一方の面から他方の面にかけて光学異方軸がねじれ
た構造を有するものを意味する。従って、ここで言う光
学異方体は光学的に異方性を持った複数の層を、それぞ
れの光学異方軸が連続的にツイストするように多層重ね
合わせたものと同等の特性を有し、通常のＴＮ液晶セル
等と同様に、ねじれ角を有する。本発明の光学異方体と
しては、ツイスト配向された液晶セルそのもの、液晶フ
ィルム、又は位相差フィルムの積層体を使用できる。こ
の中でも液晶フィルムが好ましい。光学異方体に使用で
きるツイスト配向された液晶セルとしては、前記した駆
動用の液晶セルと同様に、２枚の透明基板間に挿入され
た液晶物質の層を特定な方向に配向させてねじれ角を与
えた液晶セルが例示できる。また、光学異方体に使用す
る前記液晶フィルムとは、１枚のフィルム内で光学異方
軸を持った層が連続的にツイストする構造を有するフィ
ルムを意味する。この液晶フィルムは、一般的には、ね
じれ特性を有する液晶性物質をフィルム化することによ
り得ることができる。ねじれ特性を有する液晶性物質と
しては、例えば、棒状であるか否か等といった液晶分子
の形状や、低分子であるか、高分子であるかを問わず、
光学的に正の一軸性を示しうる液晶性化合物若しくは液
晶性組成物がいずれも使用できる。具体的には、ねじれ
を誘起する単位を有する高分子液晶、例えば、液晶性を
示すポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポ
リエステルイミドなどの主鎖型高分子液晶や、ポリアク
リレート、ポリメタクリレート、ポリマロネート、ポリ
シロキサンなどの側鎖型高分子液晶等を使用することが
できる。なかでも、合成の容易さ、配向性、ガラス転移
点などの適切さからポリエステルが好ましい。

【００１２】ねじれを誘起する単位としては、光学活性
な２−メチル−１，４−ブタンジオール、２，４−ペン
タンジオール、１，２−プロパンジオール、２−クロロ
−１，４−ブタンジオール、２−フルオロ−１，４−ブ
タンジオール、２−ブロモ−１，４−ブタンジオール、
２−エチル−１，４−ブタンジオールあるいは２−プロ
ピル−１，４−ブタンジオールまたはこれらの誘導体
（例えばジアセトキシ化合物などの誘導体）から誘導さ
れる単位を利用することができる。上記のジオール類は
Ｒ体、Ｓ体のいずれでも良く、またＲ体およびＳ体の混
合物であっても良い。なお、本発明で言う液晶フィルム
は、当該フィルム自体が液晶性を呈するか否かは問わな
い。本発明で言う液晶フィルムは、通常、上記の如き液
晶性物質が液晶状態において形成した配向状態を、例え
ば、光架橋、熱架橋、または冷却といった方法によって
固定化することにより得ることができる。本発明の光学
異方体として使用できる他の例は、位相差フィルムであ
る。位相差フィルムは、一般的には、ポリカーボネー
ト、ポリメタクリレートに代表される透明プラスチック
フィルムを精度よく一軸延伸して形成されるフィルムの
複数枚を、各々の光学異方軸を少しずつずらし、ねじれ
角を持つよう積層することにより作成することができ
る。

【００１３】本発明の光学異方体は、その屈折率異方性
△ｎ２と光学異方体の厚みｄ２との積（△ｎ２・ｄ２）
が温度によって変化する温度補償効果を有していること
が好ましい。周囲温度が変化しても、色の発色が変動せ
ず、良好な白黒表示可能な反射型液晶表示素子を提供で
きるからである。この場合に、△ｎ２・ｄ２の温度によ
る変化は、駆動用に使用される液晶セルでの液晶物質層
の屈折率異方性△ｎ１と厚みｄ１との積（△ｎ１・ｄ
１）の温度による変化に、ほぼ等しいことが望ましい。
さらに、本発明で使用する光学異方体は、波長により光
学異方性の分散が異なることが好ましい。光学異方体の
波長λ＝４５０ｎｍ及びλ＝５９０ｎｍにおける屈折率
異方性（以下「Δｎ２（４５０）」、「Δｎ２（５９０）」
と表す。）の比を複屈折波長分散α２、 α２＝Δｎ２（４５０）／Δｎ２（５９０） と定義する。α２は液晶材料が全く同一ならば同一であ
るが、異なった液晶材料でも同一となることはある。本
発明の光学異方体は駆動用液晶セルの一方の側に配置さ
れる偏光板と、他方の側に配置される反射板との間に配
置される。通常は偏光板と液晶セルとの間又は液晶セル
と反射板との間のいずれか一方に配置されるが、偏光板
と液晶セルとの間に設けることが特に好ましい。

【００１４】本発明の反射型液晶表示素子には、偏光板
と反射板の間に更に光拡散層を設けることができる。殊
に反射板が鏡面反射タイプである場合に光拡散層を設け
ることにより、液晶の配向乱れに起因する特性劣化が抑
制でき、視野角依存性の少ない自然な視野角を有する反
射型液晶表示素子を得ることができる。ここでいう光拡
散層とは、入射光を等方的あるいは異方的に拡散させる
性質を有する層を意味し、その材質は問わない。この光
拡散層としては、光拡散性を示すプラスチックシート、
プラスチックフィルム、プラスチック基板、プラスチッ
ク以外の基板などから形成されるものでも良く、粘着性
を有するマトリックス中に、マトリックスとは異なる屈
折率を有する粒子が分散した自己支持性の無いシート状
物、フィルム状物などであっても良い。シート、フィル
ム、基板などは、自己支持性を持つものであってもよい
し、また自己支持性を持たないものであってもよい。自
己支持性を持たない場合には、何らかの手段によって自
己支持性を持つフィルム上または透明基板上に保持さ
せ、その総体として光拡散性が損なわれなければよい。
また前記光学異方体上に、光拡散層を形成することがで
きる化合物若しくは組成物を溶融塗布または溶液塗布な
どの手段によって塗布し、必要に応じて電場、磁場、偏
光照射など何らかの処理を行い、光拡散層を形成しても
よい。ただし、溶融塗布や溶液塗布の際に、光学異方体
のフィルム強度の低下などが生じないように行う必要性
がある。

【００１５】粘着性を有する光拡散層は、アクリル系粘
着剤、ゴム系粘着剤、シリコン系粘着剤、エチレン−酢
酸ビニル共重合体系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ビニル
エーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポ
リアクリルアミド系粘着剤およびこれらの混合系粘着剤
等からなるマトリックスに、例えば、平均粒径０．５〜
５μｍのポリスチレン系微粒子、ポリメタクリル酸系微
粒子等の有機微粒子、シリカ、アルミナ、チタニア、ジ
ルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、
酸化アンチモン等の無機系微粒子、気体を内包した中空
微粒体、液体を内包したマイクロカプセル等の適宜なも
のを分散したものが例示される。なかでも、アクリル系
粘着剤が透明性、耐候性、耐熱性などに優れていること
からマトリックスとして望ましい。粘着性光拡散層を重
畳する場合には、個々の粘着性光拡散層は同種または異
種の適宜な組合せとすることができる。前記アクリル系
粘着剤としては、公知物のいずれも用いることができ
る。例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イ
ソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、イソブチ
ル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、ヘプチル
基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基、オクチ
ル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシ
ル基、ウンデシル基、ラウリル基、トリデシル基、テト
ラデシル基、ステアリル基、オクタデシル基の如き炭素
数１〜１８の直鎖又は分岐のアルキル基を有するアクリ
ル酸やメタクリル酸のエステルからなるアクリル酸系ア
ルキルエステルの１種又は２種以上を用いたアクリル系
重合体を主体とする粘着剤等が挙げられる。

【００１６】また粘着性を有する光拡散層には、本発明
の効果を損なわない範囲において、例えば石油系樹脂、
ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、合成石油系樹脂、フェ
ノール系樹脂、キシレン系樹脂、脂環族系石油樹脂、ク
マロンインデン樹脂、スチレン系樹脂、ジシクロペンタ
ジエン系樹脂等の如き粘着付与剤、フタル酸エステル、
リン酸エステル、塩化パラフィン、ポリブテン、ポリイ
ソブチレンの如き軟化剤あるいはその他の各種充填剤、
老化防止剤、架橋剤などの適宜な添加剤を配合すること
ができる。粘着性を持たない光拡散層としては、例え
ば、樹脂マトリックス中に、マトリックスとは異なる屈
折率を有する粒子が分散したプラスチックシート、フィ
ルム、基板などが挙げられる。具体的には、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケト
ン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルフォ
ン、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポ
リフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタ
レート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリ
レート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリス
チレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、セルロース系プラスチックス、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂などに、先に例示したような無機微粒子、有
機微粒子、気体を内包した中空微粒体、液体を内包した
マイクロカプセルなどが分散したプラスチックフィルム
基板などを挙げることができる。光拡散層の膜厚は、特
に限定されるものではないが、通常１０μｍ以上５００
μｍ以下である。また光拡散層の全光線透過率は、５０
％以上であることが好ましく、特に７０％以上であるこ
とが好ましい。さらに当該光拡散層の拡散透過率は、通
常５〜９９％であり、好ましくは５０〜９９％である。
本発明の反射型液晶表示素子においては、光は偏光板を
通過して入射し、光学異方体及び液晶物質層を通過し、
さらに反射板によって反射せしめられ、光学異方体及び
液晶物質層を逆方向に通過し、さらに偏光板を通過して
出射せしめられる。

【００１７】本発明の反射型液晶表示素子では、液晶セ
ル内の液晶物質の層における偏光板側から反射板側への
液晶物質分子のねじれ角θ１が、＋２００°〜＋２７０
°の範囲にある。ねじれ角が＋２００°未満の場合、急
峻な透過率変化が必要とされる高デューティー比で時分
割駆動を行った際の液晶状態変化が少ない。また、＋２
７０°を超える場合、ヒステリシスが生じやすくなる。
なお、本明細書においては、角度の＋方向及び−方向と
は、相対的な角度の回転方向を意味し、偏光板から反射
板に向かって反時計回り方向を＋とすれば時計回り方向
は−となり、逆に時計回り方向を＋とすれば反時計回り
方向が−となるが、どちらを＋とした場合も、本発明の
範囲に包含され、同等の効果を得ることができる。本発
明の反射型液晶表示素子では、液晶セル内における液晶
物質層の屈折率異方性△ｎ１と厚みｄ１との積（△ｎ１
・ｄ１）が、７００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲である。
７００ｎｍ未満では、電圧を印加したときの液晶の状態
変化が小さく、１０００ｎｍを超えると、視野角特性や
応答性が悪くなる。また、本発明の反射型液晶表示素子
では、光学異方体の遅相軸の偏光板側から反射板側への
ねじれ角θ２が、−１５５°〜−２２０°の範囲にあ
る。そして、光学異方体の屈折率異方性△ｎ２と前記光
学異方体の厚みｄ２との積（△ｎ２・ｄ２）は５５０ｎ
ｍ〜８５０ｎｍの範囲である。このように、θ２及びθ
１をそれぞれ特定な範囲の値とし、且つ△ｎ１・ｄ１及
び△ｎ２・ｄ２をそれぞれ特定な範囲の値とすることに
より、良好なコントラストを実現することができる。

【００１８】本発明の反射型液晶表示素子では、θ１、
θ２、△ｎ１・ｄ１及び△ｎ２・ｄ２を特定の範囲に規
制することに加え、波長λ＝４５０ｎｍ及びλ＝５９０
ｎｍにおける屈折率異方性Δｎの比を複屈折波長分散α α＝Δｎ（４５０）／Δｎ（５９０） と定義したとき、該液晶物質層の複屈折波長分散α１と
該光学異方体の複屈折波 長分散α２が、 α２＞α１ の範囲であることにより無彩色をさらに改良した反射型
白黒表示装置を提供できる。α１、α２は、 α１＝１．０６〜１．２０ α２＝１．１１〜１．２０ の範囲にすることによりさらに高コントラストな反射型
白黒表示装置を提供できる。本発明の反射型液晶表示素
子では、θ１、θ２、△ｎ１・ｄ１、△ｎ２・ｄ２、α
１、α２を特定の範囲に規制することに加え、偏光板の
吸収軸から光学異方体の偏光板側の面上における遅相軸
への角度θ３並びに偏光板の吸収軸から液晶物質層の偏
光板側の面上における配向方向への角度θ４を、各々次
のように調整することは、彩色が少なく、しかも良好な
コントラストを実現できるので好ましい。 θ３＝０〜＋４０° 又は ＋９０〜＋１３０° θ４＝０〜＋４０° 又は ＋９０〜＋１３０° 特に、角度θ４は、光学異方体が偏光板と液晶物質層と
の間に配置される場合は＋９０〜＋１３０°の範囲であ
ることがさらに好ましく、光学異方体が液晶物質層と反
射板との間に配置される場合は０〜＋４０°の範囲であ
ることがさらに好ましい。

【００１９】上記した各角度の関係を、図１を用いて具
体的に説明すると、図１において、１は偏光板、２は光
学異方体、３Ａは液晶物質層（電極を備えた透明基板の
図示は省略されている）、４は反射板(層)、６は外光を
それぞれ示している。液晶物質層３Ａの、偏光板１側の
面上における配向方向３１と、反射板４側の面上におけ
る配向方向３２とは、角度θ１をなしている。光学異方
体２の、偏光板１側の面上における遅相軸の向き２１
と、反射板４側の面上における遅相軸の向き２２とは、
角度θ２をなしている。また、偏光板１の吸収軸１１
と、光学異方体２の偏光板１側の面上における遅相軸の
向き２１とは角度θ３をなし、偏光板１の吸収軸１１
と、液晶物質層３Ａの偏光板１側の面上における配向方
向３１とは角度θ４をなしている。これらを偏光板側か
ら反射板側に向かって重ね合わせて見た場合の位置関係
を、同一の記号を用いて平面図として図２に示す。尚、
図１及び図２において、θ１〜θ４は、説明の便宜上全
て偏光板から反射板に向かって反時計回り、つまり相対
的に同じ方向に回転させているが、本発明の反射型液晶
表示素子においては、θ１の回転方向は、常にθ２と反
対の方向となる。本発明の反射型液晶表示素子は、液晶
セル、偏光板、反射板及び前記光学異方体を必須の構成
部材として備え、また必要に応じて光拡散層を備えるも
のであり、またこれらの他に、他の構成部材を備えても
良い。具体的には、例えば、カラーフィルターをさらに
備えることにより、色純度の高いマルチカラー又はフル
カラー表示が可能なカラー反射型液晶表示素子とするこ
とができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の反射型液晶表示素子は、偏光板
を液晶物質層(液晶層)の一方の面側のみに有し、且つ特
定の液晶セル及び光学異方体を備えるため、反射率が高
く、且つコントラストの良好な表示を実現でき、従来の
反射型液晶表示素子に比べ、大幅に高い表示品位を得る
ことができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例によりさら
に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。なお、本実施例においては、偏光板側から反
射板側に向かって反時計回り方向を＋、時計回り方向を
−として装置を作成して実験を行った。しかしながら、
偏光板側から反射板側に向かって時計回り方向を＋、反
時計回り方向を−として同様に実験を行っても全く同等
の結果が得られる。

【００２２】実施例１ 図３に模式的に示されるＳＴＮ型の反射型液晶表示装置
を作成した。図３に示される通り、液晶セル３は、対向
する一対の透明基板３Ｃと、それらの内側の面上に設け
られた電極３Ｂと、その上に印刷形成され、配向処理が
施された配向膜３Ｅとを備える。配向膜３Ｅと、透明基
板周辺に印刷塗布形成したシール剤３Ｄにより規定され
る空間内に液晶物質が封入され液晶層３Ａが形成され
る。液晶材料としてＺＬＩ−２２９３を用い、配向膜３
Ｅの配向処理方向を調節することにより液晶層３Ａを所
定の方向に配向させ、θ１＝＋２５０°にツイストさせ
た。また、液晶セル３中の液晶物質の波長５５０ｎｍに
おける屈折率異方性△ｎ１と液晶層３Ａの厚みｄ１との
積△ｎ１・ｄ１は略８００ｎｍとした。ＺＬＩ−２２９
３の複屈折波長分散α１（α１＝Δｎ１（４５０）／Δ
ｎ１（５９０））は１．１０であった。

【００２３】液晶セル３の表示面側（図の上側）に偏光
板１を配置し、一方、液晶セル３の背面側（図の下側）
に反射板４を配置した。偏光板１と液晶セル３との間に
光学異方体２を配置し、光学異方体２と液晶セルの間
に、光拡散層５として大日本印刷（株）製光拡散シート
ＩＤＳ−２１（全光線透過率９１．１％，ヘイズ度５
１．６）を配置した。光学異方体２の波長５５０ｎｍに
おける屈折率異方性△ｎ２と厚みｄ２との積△ｎ２・ｄ
２は略６５０ｎｍとし、θ２＝−１９０°とし、複屈折
波長分散α２（α２＝Δｎ２（４５０）／Δｎ２（５９
０））を１．１３とした。また、偏光板１の吸収軸から
光学異方体２の偏光板側の面上における遅相軸への角度
θ３＝＋１５°、偏光板１の吸収軸から液晶層３Ａの偏
光板側の面上における配向方向への角度θ４＝＋１００
°とした。この液晶表示装置に、駆動回路（図示せず）
から透明電極３Ｂに駆動電圧を印加し、反射率との関係
を求めた。結果を図４に示す。図５は、電界オン時と電
界オフ時の分光特性を示す図である。また、１／１００
デューティー、最適バイアスで駆動したときのコントラ
スト及び電界オン時の視感反射率（Ｙ値）を求めた。結
果を表１に示す。図４の結果より、この液晶表示装置で
は、駆動電圧２．１Ｖ付近から急峻に反射率が変化する
ことが分かる。また、図５の結果より、この液晶表示装
置では、良好な白黒表示が達成されていることがわか
る。

【００２４】実施例２ 液晶材料にはＺＬＩ−２２９３（α１＝１．１０）を使
用し、△ｎ１・ｄ１をほぼ８００ｎｍとし、光学異方体
にはα２＝１．１５のものを使用し、△ｎ２・ｄ２をほ
ぼ６５０ｎｍとし、θ１＝＋２５０°、θ２＝−１９０
°、θ３＝＋１５°、θ４＝＋１００°とした他は実施
例１と同様の液晶表示装置を作成し、駆動電圧と反射率
との関係、電界オン時と電界オフ時の分光特性、並びに
１／１００デューティー、最適バイアスで駆動したとき
のコントラスト及び明時の反射率（Ｙ値）を求めた。結
果を図６及び表１に示す。図６の結果より良好な白黒表
示が達成されていることがわかる。

【００２５】実施例３ 液晶材料にはＺＬＩ−２２９３（α１＝１．１０）を使
用し、△ｎ１・ｄ１をほぼ８００ｎｍとし、光学異方体
にはα２＝１．１７のものを使用し、△ｎ２・ｄ２をほ
ぼ６５０ｎｍとし、θ１＝＋２５０°、θ２＝−１９０
°、θ３＝＋１５°、θ４＝＋１００°とした他は実施
例１と同様の液晶表示装置を作成し、駆動電圧と反射率
との関係、電界オン時と電界オフ時の分光特性、並びに
１／１００デューティー、最適バイアスで駆動したとき
のコントラスト及び明時の反射率（Ｙ値）を求めた。結
果を図７及び表１に示す。図７の結果より良好な白黒表
示が達成されていることがわかる。

【００２６】比較例 液晶材料にはＺＬＩ−２２９３（α１＝１．１０）を使
用し、△ｎ１・ｄ１をほぼ８００ｎｍとし、光学異方体
にはＺＬＩ−２２９３とほぼ同じα２＝１．１０のもの
を使用し、△ｎ２・ｄ２をほぼ６５０ｎｍとし、θ１＝
＋２５０°、θ２＝−１９０°、θ３＝＋１５°、θ４
＝＋１００°とした他は実施例１と同様の液晶表示装置
を作成し、駆動電圧と反射率との関係、電界オン時と電
界オフ時の分光特性、並びに１／１００デューティー、
最適バイアスで駆動したときのコントラスト及び明時の
反射率（Ｙ値）を求めた。結果を図８及び表１に示す。
図８の結果より、良好な白黒表示が達成されていないこ
とがわかる。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示すコントラスト、反射率(Ｙ値)の
測定結果を比較することにより、本発明の反射型液晶表
示装置は、比較例の装置と比較して、コントラストが著
しく向上していることが分かる。以上の結果から、本発
明の反射型液晶表示装置は、比較例の装置に比べ、大幅
に高い表示品位を有することが確認できた。

【００２９】実施例４ 図９に模式的に示される、カラーフィルター７を含む反
射型カラー液晶表示装置を作成した。図９に示す構成部
材のうち、図２に示す装置のものと共通のものは同一の
符号で示す。図９に示される通り、液晶セル３中の表示
面側の透明基板３Ｃと透明電極３Ｂとの間に、赤、緑及
び青の3色の画素を含むカラーフィルター７を挿入し
た。このような構成でカラーフィルター層を設けること
により、良好なマルチカラー又はフルカラーの表示を行
うことが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置における各構成部材の位
置及び角度関係を説明する概略図である。

【図２】本発明の液晶表示装置における偏光板の吸収
軸、液晶物質の層の配向方向および光学異方体の遅相軸
方向の角度関係を説明する平面図である。

【図３】実施例１の装置を模式的に表す立面断面図であ
る。

【図４】実施例１の装置の駆動電圧変化に対する反射率
の変化を示す図である。

【図５】実施例１の装置の電界オン時と電界オフ時を示
す図である。

【図６】実施例２の装置の電界オン時と電界オフ時を示
す図である。

【図７】実施例３の装置の電界オン時と電界オフ時を示
す図である。

【図８】比較例の装置の電界オン時と電界オフ時を示す
図である。

【図９】実施例４の装置を模式的に表す立面断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 偏光板 ２ 光学異方体 ３Ａ 液晶層 ３Ｂ 電極 ３Ｃ 透明基板 ３Ｄ シール剤 ３Ｅ 配向膜 ４ 反射層(板) ５ 光拡散層 ６ 外光 ７ カラーフィルター １１ 偏光板の吸収軸 ２１ 光学異方体の偏光板側の面上の遅相軸 ２２ 光学異方体の反射板側の面上の遅相軸 ３１ 液晶物質の層の偏光板側の面上における液晶物質
の分子の配向方向 ３２ 液晶物質の層の反射板側の面上における液晶物質
の分子の配向方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊岡 武裕 神奈川県横浜市中区千鳥町８番地 日石三 菱株式会社中央技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FB02 FD06 HA07 HA10 LA15 LA17

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極を備える一対の透明基板に液晶物質
   の層を挿入した液晶セルと、偏光板と、反射板と、ねじ
   れ構造を有する光学異方体とを備え、２値以上の電圧値
   が選択されて前記液晶物質の層に駆動電圧が印加される
   反射型液晶表示素子において、前記の偏光板が前記液晶
   物質層の一方の面側に配置され、前記の反射板が前記液
   晶物質層の他方の面側に配置され、前記光学異方体が前
   記偏光板及び前記反射板の間に配置され、 波長λ＝４５０ｎｍ及びλ＝５９０ｎｍにおける屈折率
   異方性Δｎの比を複屈折波長分散α α＝Δｎ（４５０）／Δｎ（５９０） と定義した場合、該液晶物質層の複屈折波長分散α１と
   該光学異方体の複屈折波長分散α２が、 α２＞α１ の範囲であることを特徴とする反射型液晶表示素子。
2. 【請求項２】 該液晶物質層の複屈折波長分散α１と該
   光学異方体の複屈折波長分散α２が、 α１＝１．０６〜１．２０ α２＝１．１１〜１．２０ の範囲であることを特徴とする請求項１記載の反射型液
   晶表示素子。
3. 【請求項３】 該液晶物質層における偏光板側から反射
   板側への液晶物質分子のねじれ角θ１が、＋２００°〜
   ＋２７０°の範囲にあり、該光学異方体の遅相軸の偏光
   板側から反射板側へのねじれ角θ２が、−１５５°〜−
   ２２０°の範囲にあり、前記液晶物質層の波長λ＝５５
   ０ｎｍにおける屈折率異方性△ｎ１と厚みｄ１との積
   （△ｎ１・ｄ１）が７００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲で
   あり、前記光学異方体の波長λ＝５５０ｎｍにおける屈
   折率異方性△ｎ２と前記光学異方体の厚みｄ２との積
   （△ｎ２・ｄ２）が５５０ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲であ
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の反射型液晶表
   示素子。
4. 【請求項４】 光学異方体が、液晶フィルムからなる請
   求項１、２又は３記載の反射型液晶表示素子。
5. 【請求項５】 偏光板と反射板の間に更に少なくとも１
   層の光拡散層を有する請求項１、２、３又は４記載の反
   射型液晶表示素子。