JP2001356340A - タッチパネル一体型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見やすい多色表示可能
な反射型カラー液晶表示装置から構成され、押圧感知入
力装置を設けても表示を損なわないタッチパネル一体型
液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 光反射性画素電極を備えたＴＦＴ素子基
板２３と、カラーフィルタ基板２６と、基板２３と基板
２６との間に正の誘電異方性を有するネマティック液晶
が挟持された液晶層１と、光学位相差補償板８・９と、
偏光板１０とから構成され、光学位相差補償板８・９と
基板２６との間に、層状の空隙を備えて外部からの押圧
力を感知するタッチパネルが挟持されて構成されるタッ
チパネル一体型反射型液晶表示装置において、光学位
相差補償板８・９の基板法線方向のリタデーション、
偏光板１０の透過軸又は吸収軸と光学位相差補償板８・
９の遅相軸とのなす角度、液晶層１のツイスト角、お
よび、液晶層１の液晶の複屈折率差と液晶層厚との積
を最適化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワードプロセッ
サ、ノート型パソコン等のオフィスオートメーション
（ＯＡ）機器や、各種映像機器およびゲーム機器等に使
用され、直視式のバックライトを必要としない構成の反
射型液晶表示装置から構成されるタッチパネル一体型反
射型液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、カラーディスプレイとしては、薄
型、軽量等の特徴を有するものである液晶表示装置が実
用に付されている。そして、カラー液晶表示装置の中で
も、特に広く用いられているものは、背景に光源を用い
た透過型液晶表示装置であり、上記のような特徴によ
り、各種分野に用途が拡大している。

【０００３】一方、この透過型液晶表示装置と比較する
と、反射型液晶表示装置は、その表示においてバックラ
イトを必要としないので、光源の電力が削減可能である
と共に、バックライトのスペースや重量が節約できる等
の特徴を有している。

【０００４】即ち、反射型液晶表示装置は、消費電力の
低減が実現でき、軽量薄型を目的とする機器に適してい
る。その一例として、機器の動作時間を同一にするよう
作製すれば、バックライトのスペースと重量が節約でき
るだけでなく、電力消費量が小さいので、小型のバッテ
リーを用いることが可能になり、一層の小型軽量化が可
能となる。あるいは、機器の大きさまたは重量を同一に
するように作製すれば、大型のバッテリーを用いること
で、動作時間の飛躍的な拡大が期待できる。

【０００５】また、表示のコントラスト特性の面におい
て、発光型表示装置であるＣＲＴ等では日中の屋外で大
幅なコントラスト比の低下が見られたり、低反射処理の
施された透過型液晶表示装置でも直射日光下等の周囲光
が表示光に比べて非常に強い場合に同様に大幅なコント
ラスト比の低下が避けられない。

【０００６】これに対し、反射型液晶表示装置は、周囲
光量に比例した表示光が得られ、携帯情報端末機器やデ
ジタルカメラ、携帯ビデオカメラ等の屋外での使用に
は、特に好適である。

【０００７】このように非常に有望な応用分野を有しな
がら、十分なコントラスト比や反射率、多色カラー化、
高精細表示や動画への対応等の性能が不十分なため、現
在まで十分な実用性を有する反射型カラー液晶表示装置
は得られていない。

【０００８】以下、反射型液晶表示装置についてさらに
詳述する。従来のツイステッドネマティック（ＴＮ）型
液晶素子は直線偏光板（以下、単に偏光板と称す）を２
枚用いる構成のため、コントラスト比やその視角依存性
の特性に優れているが、必然的に反射率が低い。また、
液晶変調層と光反射層の距離が基板等の厚みだけ離れて
いるために、照明光の入射時と反射時の光路のずれに伴
う視差が生じてしまう。このため、特に、１層の液晶変
調層に色要素毎に異なる画素を与えたカラーフィルタを
組み合わせる通常の透過型液晶ディスプレイに用いられ
る構成では、光の進行方向が基板法線方向から傾斜して
いる場合に、周囲光が入射時に通過する色要素とその光
が反射後に通過する色要素とが異なることになる。この
ような場合、モアレ等の不具合が生じ、カラーの高解像
度、高精細表示装置には向いていない。

【０００９】これらの理由により、この表示モードを用
いた反射型のカラー表示は実用化に至っていない。

【００１０】これに対し、偏光板を用いない、もしくは
１枚のみ用いて、染料を液晶に添加したゲストホスト型
液晶素子（以下ＧＨと略す）が開発されてきたが、染料
を添加しているため信頼性に欠け、また染料の２色性比
が低いため高いコントラスト比が得られないといった問
題がある。

【００１１】この中でも、特にコントラストの不足は、
カラーフィルタを用いるカラー表示においては、色純度
を大幅に低下させるため、色純度の高いカラーフィルタ
と組み合わせる必要がある。このため、色純度の高いカ
ラーフィルタのために明度が低下し、偏光板を用いない
ことによる本方式の高明度という利点が損なわれるとい
う問題がある。

【００１２】これらを背景に、高解像度、高コントラス
ト表示の期待できる１枚の偏光板を用いた方式（以下１
枚偏光板方式と称する）の液晶表示素子が開発されてい
る。

【００１３】その一例としては、偏光板１枚と１／４波
長板とを用いた反射型ＴＮ（４５°ツイスト型）方式の
液晶表示装置が、特開昭５５−４８７３３号公報に開示
されている。

【００１４】この液晶表示装置においては、４５°ねじ
れた液晶層を用い、印加される電界を制御することによ
って、入射直線偏光の偏波面を１／４波長板の光軸に平
行な状態と４５°異なった状態との２つの状態を実現し
て白黒表示を行っている。この液晶セルの構成は、光入
射側から偏光子、４５°ツイスト液晶セル、１／４波長
板、反射板となっている。

【００１５】さらに、ＵＳＰ４，７０１，０２８（Ｃｌ
ｅｒｃら）には、偏光板１枚と１／４波長板と垂直配向
液晶セルとを組み合わせた反射型垂直配向方式の液晶表
示装置が開示されている。

【００１６】また、本願発明者らは、偏光板１枚と平行
配向液晶セルと光学位相差補償板とを組み合わせた反射
型平行配向方式について出願している（特開平６−１６
７７０８号公報参照）。

【００１７】この反射型液晶表示装置は、ホモジニアス
（平行）配列させた液晶層からなる液晶セルと、反射板
（液晶層の下部で液晶セル内部に配置）と、偏光板（液
晶セルの上部に配置）と、１枚の光学位相差補償板（液
晶セルと偏光板との間に配置）とから構成されるもので
ある。そして、この表示モードでは、光路が入射光路と
出射光路と合わせて、偏光板を２回、液晶セルのガラス
基板（上基板）上の吸収が避けられない透明電極を２回
しか通過しない。したがって、この反射型液晶表示装置
の構成では、高い反射率を得ることができる。

【００１８】また、ツイストしたネマティック液晶層を
反射板（液晶セル内面に配置）と１枚の偏光板との間に
配置した構成が、特開平２−２３６５２３号公報に開示
されている。

【００１９】さらに、Fourth Asian Symposium on Info
rmation Display (Chung-Kuang Weiet al.,Proceedings
of The Fourth Asian Symposium on Information Disp
lay,1997,p25 、以下ＡＳＩＤ９７と略記する）には、
９０度ツイストしたネマティック液晶を反射板（セル内
面に配置）と広帯域を実現した１／４波長板及び偏光板
との間に配置した構成が開示されている。

【００２０】また、特開平４−１１６５１５号公報に
は、円偏光を入射して、表示に用いる液晶表示装置が開
示されている。また、広い帯域で円偏光を得る手法とし
て、Pancharatnamは、Proc.Ind.Acad.Sci.Vol. XLI,No
4.SecA,ｐ130 ，1955に複数の光学位相差補償板を用い
ることを解いている。

【００２１】これらの特開平６−１６７７０８号公報、
特開平２−２３６５２３号公報、ＡＳＩＤ９７、特開平
４−１１６５１５号公報に示されるような１枚偏光板方
式の表示原理について説明する。

【００２２】入射側に配置された偏光板は、入射光と出
射光との偏光の直線成分のうち１方向のもののみを通過
させ、他方向のものを吸収する働きを持つ。そして、偏
光板を通過した入射光は、λ／４板等の光学位相差補償
板によって偏光状態が変化したり（特開平６−１６７７
０８号公報、ＡＳＩＤ９７の場合）、あるいはそのまま
（特開平２−２３６５２３号公報の場合）液晶層に入射
され、液晶層を通過するとさらに偏光状態が変化して反
射板へと到達する。

【００２３】さらに、反射板に到達した光は、入射時と
逆の順序で偏光状態が変化しながら、液晶層、λ／４板
等を通過することにより、最終的な偏光板の透過方位の
偏光成分の割合が液晶層全体の反射率を決めることにな
る。つまり、出射時の偏光板通過直前の偏光状態が、偏
光板の透過方位の直線偏光にある場合に最も明るく、偏
光板の吸収方位の直線偏光であれば最も暗くなる。

【００２４】これらの状態を、液晶表示装置に垂直に入
射および出射する光に対して実現するための必要十分条
件は、明状態に対しては反射板上での偏光状態が任意の
方位の直線偏光となること、また、暗状態に対しては反
射板上で右または左の円偏光となることであることが知
られている。

【００２５】一方、携帯型の情報機器においては、従来
より用いられているキーボードに加え、タッチパネルが
有力な入力手段になる。特に、キーボードからの入力を
変換する必要のある言語、例として日本語等の入力にお
いては、情報処理能力の高度化、ソフトウエアの発展に
伴ってタッチパネルを、単なるポインティングデバイス
としてではなく、手書き直接入力等の入力装置として使
用することが一般的になってきた。

【００２６】このような入力形態の場合、表示装置前面
に入力装置を重ねて配置することが行われている。しか
し、反射型の液晶表示装置においては反射光を表示に利
用するため、タッチパネルの低反射処理の手段は下部に
設置される反射型液晶表示装置の表示を損なうものであ
ってはならない。例えば、特開平５−１２７８２２号公
報にタッチパネルに１／４波長板と偏光板を重ねて低反
射処理を行うことが開示されている。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうち特開昭５５−４８７３３号公報に記載され
た液晶表示装置では、液晶層と反射板との間に１／４波
長板を設ける必要があるが、原理上、液晶セルの内側に
反射膜を形成することが難しく、高解像度、高精細表示
に適さない。

【００２８】また、上記ＵＳＰ４，７０１，０２８に記
載された垂直配向方式の液晶表示装置では、以下のよう
な問題がある。まず、垂直配向、特に傾斜垂直配向は制
御が極めて困難であり、このような制御を実現するため
には構成が複雑になるので量産に適さない。また、垂直
配向は応答速度が遅いといった欠点もあった。

【００２９】また、上記反射型平行配向方式では、液晶
セルと光学位相差補償板との波長分散のために着色が生
じた。このように従来の構成では、暗状態に色付きが生
じ易く、白黒は実現できないといった問題点が生じてい
た。

【００３０】また、上記特開平２−２３６５２３号公報
や特開平４−１１６５１５号公報の構成では、偏光板を
２枚用いる構成に比べて明状態の反射率が高くなるが、
暗状態の透過率の波長依存性が大きく良好な黒表示は実
現されていない。

【００３１】また、上記ＡＳＩＤ９７に開示された表示
モードでは、白黒表示が可能であるが、この文献の広帯
域に作製された１／４波長板の構成についての開示は全
くない。

【００３２】また、Pancharatnamによる報告では、良好
な円偏光を得るためには光学位相差補償板を３枚用いる
必要があり実用的ではない。また、これを液晶表示装置
と組み合わせる場合の詳細な検討は未だなされていな
い。

【００３３】一方、タッチパネル一体型反射型液晶表示
装置において、反射型液晶表示装置として実用可能な性
能が実現された場合であっても、タッチパネルを配置す
ると視認性を極度に悪化させる問題があった。

【００３４】すなわち、透過型液晶表示装置やその他の
発光型表示装置におけるタッチパネルを配置した場合の
視認性の低下が、タッチパネルの反射光を生じる原因と
なっている光源（例えば天井灯等）による光を取り除く
ことや、その方向を変更することにより容易に解決可能
なのに比べ、反射型表示装置においては、同一の光源
が、タッチパネルの反射を生じ、かつ、表示装置の表示
光源となっているため、上記のような解決が計れないと
いうものである。そのため、この視認性低下の解決が、
表示装置の実現とともに実用的な低消費電力の携帯情報
機器の実現の鍵を握っている。

【００３５】また、特開平５−１２７８２２号公報に示
されているタッチパネルの構成は、１／４波長板の作用
によって反射を防止する効果を有するものの、通常の１
／４波長板は可視域の特定波長に対して反射防止機能が
優れるが、その波長の前後の波長では反射防止能力の低
下は避けられない。さらに、下部に設置した表示装置の
偏光状態が、この１／４波長板と偏光板の組み合わせで
得られる円偏光子の透過光成分をどの程度含むかによっ
て表示の明るさが決定される。

【００３６】すなわち、下部に実質的に偏光特性を持た
ない表示装置（例として、３６０度ツイスト液晶に色素
を混入したホワイトテーラー型ゲストホスト液晶表示装
置）を使用すると、反射効率は、タッチパネル前面の偏
光板の透過率により、タッチパネルを使用しない場合の
最大でも１／２になる。別の例として、下部の表示装置
が直線偏光を表示に利用する場合（例えば、タッチパネ
ルと液晶セルの間隙にさらに偏光板を配したＴＮ型又は
ＳＴＮ型液晶表示装置）である場合にも、同様にタッチ
パネルを使用しない場合の最大１／２の効率になる。さ
らに、この例のものでは、１／４波長板の位相差が光の
波長に依存するため、これを偏光板で挟持する配置にな
って、色調が変化してしまう。いずれの場合も明度が不
足し、背景光等の明度向上手段の無い反射型液晶表示装
置との組み合わせとしては不適当である。

【００３７】これらのことから、特開平５−１２７８２
２号公報に記載のタッチパネルの更なる反射防止機能の
向上が必要であり、さらに、この公報にそのようなタッ
チパネルに入射した外光を反射型液晶表示装置に利用す
るための好適な構成が開示されていない。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、高解像
度表示可能な１枚偏光板方式の反射型液晶表示装置の問
題点を解決し、コントラスト比が高く見やすい視認性に
優れたカラー表示可能な反射型液晶表示装置から構成さ
れ、押圧感知入力装置を配置しても表示を損なわないタ
ッチパネル一体型反射型液晶表示装置を提供することに
ある。

【００３９】本発明の他の目的は、高解像度表示可能な
１枚偏光板方式の反射型液晶表示装置の問題点を解決
し、コントラスト比が高く見やすい視認性に優れたカラ
ー表示可能な反射型液晶表示装置を提供することにあ
る。

【００４０】上記の他の目的を達成するために、本願発
明の反射型液晶表示装置は、光反射性を有する第１の基
板と光透過性を有する第２の基板とに挟持され、誘電率
異方性が正でツイスト配向されたネマティック液晶から
なる液晶層と、直線偏光板（以下、偏光板）を有し、自
然光から左右廻りいずれかの概ね円偏光を選択的に透過
する円偏光手段とを備え、少なくとも上記の第１の基
板、液晶層、円偏光手段がこの順に積層配置されて構成
され、前記円偏光手段に自然光が入射した場合に円偏光
を出射する該円偏光手段における主面が前記液晶層側に
設置されるとともに、該液晶層の液晶の複屈折率差と液
晶層厚との積が８５ｎｍ以上３５０ｎｍ以下、より好ま
しくは１５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であり、かつ、該
液晶層のツイスト角が液晶層のツイスト角が０度より大
きく１００度以下の範囲、より好ましくは４５度から１
００度の範囲である構成である。

【００４１】この反射型液晶表示装置は、本願発明者ら
が、視差を生じない構成が可能で高解像度表示を実現可
能な１枚偏光板方式の反射型液晶表示装置において、明
状態と暗状態の実現に必要な反射板上での異なる偏光状
態を電気的に切り替え可能なものを各種検討した結果、
液晶層に電圧を印加した状態で液晶表示装置の暗状態を
実現するように円偏光手段を備えて構成することによ
り、液晶層の製造工程に高い精度を要求することなく良
好な暗状態を実現可能なものを見出したものである。

【００４２】さらに、このような偏光状態を実現する円
偏光手段を用いて電圧の低い状態で十分な明状態を実現
するもののうち、液晶層を上記のように設計すること
で、上記従来技術よりもより容易に製造可能な反射型液
晶表示装置を見出したものである。

【００４３】すなわち、上記の構成によれば、円偏光手
段と液晶層とを採用し、それらの配置関係を上記のよう
にすることにより、従来の構成における課題を解決し、
表示特性に優れた反射型液晶表示装置の実現が可能とな
る。

【００４４】また、上記の反射型液晶表示装置において
は、円偏光手段が、液晶層側からこの順に配置された、
基板法線方向のリタデーションが１００ｎｍ以上１８０
ｎｍ以下に設定された第１の光学位相差補償板と、基板
法線方向のリタデーションが２００ｎｍ以上３６０ｎｍ
以下に設定された第２の光学位相差補償板と、偏光板と
からなり、かつ、偏光板の透過軸又は吸収軸と第１の光
学位相差補償板の遅相軸とのなす角度をθ１として偏光
板の透過軸又は吸収軸と第２の光学位相差補償板の遅相
軸とのなす角度をθ２としたとき｜２×θ２−θ１｜の
値が３５度以上５５度以下である構成とすることが望ま
しい。

【００４５】この望ましい構成は、前述したような偏光
状態を実現する円偏光手段の構成として、偏光板と光学
位相差補償板との構成を見出したものであり、このよう
な構成の円偏光手段では、実質的な可視波長領域の光を
円偏光に変換できる。なお、偏光板の透過軸と吸収軸と
は、互いに直交する関係にあるものである。

【００４６】また、上記の反射型液晶表示装置において
は、液晶層のツイスト角が６０度から１００度の範囲で
あると共に、該液晶層の液晶の複屈折率差と液晶層厚と
の積が２５０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下であり、かつ、第
２の基板近傍の液晶分子の配向方向と偏光板の透過軸又
は吸収軸とのなす角度θ３が２０度以上７０度以下又は
１１０度以上１５０度以下である構成とすることが望ま
しい。

【００４７】この構成によれば、液晶層の液晶の複屈折
率差と液晶層厚との積が大きいので、液晶材料の選択幅
が広がると共に、液晶層厚の制御が容易になるのでより
容易に製造でき、かつ、θ３を上記のように設定するこ
とで、コントラスト、白表示の色付、黒表示の色付を抑
えた表示品位の高い反射型液晶表示装置を実現できる。

【００４８】また、上記の反射型液晶表示装置において
は、前記光反射性を有する第１の基板は光反射膜を備え
ており、該光反射膜は、なめらかで連続的に変化する凹
凸形状を有し、かつ、導電性材料から成る構成とするこ
とが望ましい。

【００４９】この構成によれば、上記反射型液晶表示装
置の高解像度表示可能な反射率変調方法を損なわないよ
うに、不要な散乱が無く、平坦な鏡面と同様に偏光に対
する撹乱作用（偏光解消作用）を持たない拡散性反射板
として、拡散性の無い鏡面性の反射板を使用して表示装
置前面に散乱板を配置したものと比較して、格段に有効
な反射特性を実現できる。また、光反射膜を導電性材料
としているので、この光反射膜が第２の基板の透明電極
と協働して液晶層への電圧印加電極としての機能をも果
たすことができる。

【００５０】さらに、光反射膜に設けられた凹凸形状
は、基板平面内の方位によって異なる方向性を有する構
成とすることが望ましい。

【００５１】この望ましい構成は、光反射膜に設けられ
たの凹凸形状の平均周期が拡散性反射特性を特徴づける
ことを見出してなされたものであり、即ち、入射光を均
一に拡散させるのにその平均凹凸周期を反射板の平面内
の任意の方位に関して同様に設定して、この周期をその
平面内の特定の方位に関して変更することにより、特定
方位からの照明光を特定の方位に反射させる場合の反射
率を大きくすることを可能とするものである。この構成
は、特に、ゲストホスト方式に比べ良好な暗状態が実現
する本願発明の反射型液晶表示装置において有効なもの
であり、さらに明るい反射型液晶表示装置を実現するこ
とを可能とするものである。

【００５２】また、上記の反射型液晶表示装置において
は、円偏光手段と液晶層との間に、液晶層の残留位相差
を消去するための第３の光学位相差補償板が少なくとも
１枚配設されている構成とすることが望ましい。

【００５３】この望ましい構成は、液晶層に印加される
電圧が有限である場合、液晶層に最大の電圧が印加され
て暗表示であっても、液晶配向の基板に平行な成分にし
たがって若干の偏光変換作用である残留位相差が残って
おり、これを解消することを鑑みてなされている。第３
の光学位相差補償板によって該残留位相差を消去するこ
とで、実用上の最大電圧で良好な黒表示を実現する。ま
た、同様の効果を第２の光学位相差補償板のリタデーシ
ョンの調整によって達成することも可能である。

【００５４】また、上記の反射型液晶表示装置において
は、円偏光手段と液晶層との間に配設された第３の光学
位相差補償板の少なくとも１枚が、傾斜した光軸を有す
るか、内部に連続的に異なる傾斜方位を有する立体配向
した光軸を有している構成とすることが望ましい。

【００５５】実際に駆動される電圧の最大値において良
好な暗表示を実現し、これによって良好な表示が得られ
る方法においては、液晶層に十分な電圧が印加された状
態での液晶の残留複屈折を補償することが有効であり、
そのためには、液晶層の残留複屈折を良好にキャンセル
できるような観察角度範囲を拡大することにより視野角
の拡大が可能である。

【００５６】これを実現するために、この構成では、第
３の光学位相差補償板の少なくとも１枚を液晶の配向の
立体配置を考慮したものとしており、これにより、さら
に良好な表示特性を有する反射型液晶表示装置を実現で
きる。

【００５７】また、上記の反射型液晶表示装置において
は、第１及び第２の光学位相差補償板はそれぞれ、波長
４５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（４５０）及
び波長６５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（６５
０）と、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ
（５５０）との比が、 １≦Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）≦１．０６ ０．９５≦Δｎ（６５０）／Δｎ（５５０）≦１ を満足する構成（第１の構成）であることが望ましく、
さらに望ましくは、 １≦Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）≦１．００７ ０．９８７≦Δｎ（６５０）／Δｎ（５５０）≦１ を満足する構成（第２の構成）である。

【００５８】第１の構成によれば、反射型液晶表示装置
に要求される明状態の若干の色付き、暗状態の反射率の
向上によるコントラストの低下があるものの、十分に使
用に耐えうるコントラスト１０：１以上を達成できる。
そして、第２の構成によれば、第１の構成よりもさらに
色付きの低減を図ると共に、コントラスト１５：１以上
を達成できる。

【００５９】また、上記の反射型液晶表示装置において
は、液晶層のツイスト角が６５度以上９０度以下の範囲
であると共に、その液晶層の液晶の複屈折率差と液晶層
厚との積が２５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、か
つ、第２の基板近傍の（第２の基板に接する）液晶分子
の配向方向と偏光板の透過軸又は吸収軸とのなす角度θ
３が１１０度以上１５０度以下である構成とすることが
望ましい。

【００６０】この構成によれば、さらに、液晶層を駆動
する電圧の低減が可能となり、しかも良好な白表示が実
現できる。

【００６１】また、上記の反射型液晶表示装置において
は、第２の基板近傍の液晶分子の配向方向と偏光板の透
過軸又は吸収軸とのなす角度θ３が１１０度以上１５０
度以下であり、観察方位が第２の基板近傍の液晶分子の
配向方向から９０度の方向と表示面の法線とを含む平面
内の方位に設定される構成とすることが望ましい。

【００６２】同じく、上記の反射型液晶表示装置におい
ては、第２の基板近傍の液晶分子の配向方向と偏光板の
透過軸又は吸収軸とのなす角度θ３が２０度から７０度
であり、観察方位が第２の基板近傍の液晶分子の配向方
向と表示面の法線とを含む平面内の方位に設定されるこ
とが望ましい。

【００６３】これらの構成によれば、上記のように観察
方位を設定することにより、良好な視認性が確保でき
る。換言すれば、観察者の観察方位によって、θ３を設
定するこで良好な視認性を得ることができるということ
である。また、観察者の観察方位を設定するような部材
を表示面等に設けるなどして、良好な視認性が得られる
ように構成することもできる。

【００６４】また、上記の反射型液晶表示装置において
は、第２の基板上の液晶分子の配向方向と偏光板の透過
軸又は吸収軸とのなす角度θ３が１１０度以上１５０度
以下であり、観察方位が第２の基板近傍の液晶分子の配
向方向から９０度の方向と表示面の法線とを含む平面内
の方位に設定され、かつ、その観察方位が光反射膜の平
均凹凸周期の異なる基板平面内の方位のうち短い方位と
表示面の法線を含む平面内に設定される構成が望まし
い。

【００６５】同じく、上記の反射型液晶表示装置におい
ては、第２の基板上の液晶分子の配向方向と偏光板の透
過軸又は吸収軸とのなす角度θ３が２０度から７０度で
あり、観察方位が第２の基板近傍の液晶分子の配向方向
と表示面の法線とを含む平面内の方位に設定され、か
つ、その観察方位が光反射膜の平均凹凸周期の異なる基
板平面内の方位のうち短い方位と表示面の法線を含む平
面内に設定される構成とすることが望ましい。

【００６６】これらの構成によれば、さらに、上記のよ
うな良好な方位に拡散性反射板である光反射膜の明るい
方位を設定することにより、特に優れた視認性を獲得す
ることが可能となる。なお、この拡散性反射板の明るい
方位は、一般には照明の方位と観察者の方位に依存する
ものの、様々な照明条件に対して良好な配置とできるも
のである。

【００６７】また、上記の反射型液晶表示装置において
は、第２の基板近傍の液晶分子の配向方向と前記偏光板
の透過軸又は吸収軸とのなす角度θ３が４０度から６０
度であり、観察方位と表示面の法線とを含む平面内の方
位と前記第２の基板近傍の液晶分子とのなす角θ４が０
度以上３０度以下又は１８０度以上２１０度以下に設定
されている構成が望ましい。

【００６８】上記の構成によれば、上記のように観察方
位を設定することにより、良好な視認性が確保できる。
換言すれば、観察者の観察方位によって、θ３、θ４を
設定すれば良好な視認性を得ることができる。また、観
察者の観察方位を設定するような部材を表示面等に設け
るなどして、良好な視認性が得られるように構成するこ
ともできる。

【００６９】また、本願発明のタッチパネル一体型反射
型液晶表示装置は、上記の反射型液晶表示装置から構成
されるタッチパネル一体型反射型液晶表示装置であっ
て、円偏光手段と第２の基板との間に、層状の空隙を備
えて外部からの押圧力を感知する平面状感圧素子が挟持
されて構成されるものである。

【００７０】すなわち、本発明の目的を達成するため
に、本願発明のタッチパネル一体型反射型液晶表示装置
は、少なくとも光反射手段を有する第１の基板と光透過
性を有する第２の基板とに挟持され、誘電率異方性が正
で、配向されたネマティック液晶からなる液晶層と、少
なくとも１枚の直線偏光板を有し、自然光から左右廻り
いずれかの概ね円偏光を選択的に透過する円偏光手段と
を備え、少なくとも上記の光反射手段、液晶層、円偏光
手段が積層配置されて構成され、前記円偏光手段に自然
光が入射した場合に円偏光を出射する面が前記液晶層側
に設置されるとともに、該液晶層の液晶の複屈折率差と
液晶層厚との積が１５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であ
り、かつ、該液晶層のツイスト角が４５度から１００度
の範囲であるタッチパネル一体型反射型液晶表示装置で
あって、前記円偏光手段と前記第２の基板との間に、層
状の空隙を備えて外部からの押圧力を感知する平面状感
圧素子が挟持されて構成されることを特徴としている。

【００７１】また、本発明の目的を達成するために、本
願発明のタッチパネル一体型反射型液晶表示装置は、少
なくとも光反射手段を有する第１の基板と光透過性を有
する第２の基板とに挟持され、誘電率異方性が正で、配
向されたネマティック液晶からなる液晶層と、少なくと
も１枚の直線偏光板を有し、自然光から左右廻りいずれ
かの概ね円偏光を選択的に透過する円偏光手段とを備
え、少なくとも上記の光反射手段、液晶層、円偏光手段
が積層配置されて構成され、前記円偏光手段に自然光が
入射した場合に円偏光を出射する面が前記液晶層側に設
置されるとともに、該液晶層の液晶の複屈折率差と液晶
層厚との積が８５ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であり、か
つ、該液晶層のツイスト角が０度より大きく１００度以
下の範囲であるタッチパネル一体型反射型液晶表示装置
であって、前記円偏光手段と前記第２の基板との間に、
層状の空隙を備えて外部からの押圧力を感知する平面状
感圧素子が挟持されて構成されることを特徴としてい
る。

【００７２】また、本願発明のタッチパネル一体型反射
型液晶表示装置は、好ましくは、上記のいずれかの構成
のタッチパネル一体型反射型液晶表示装置において、前
記円偏光手段が、基板法線方向のリタデーションが１０
０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下に設定された第１の光学位相
差補償板と、基板法線方向のリタデーションが２００ｎ
ｍ以上３６０ｎｍ以下に設定された第２の光学位相差補
償板と、直線偏光板とからなり、かつ、前記直線偏光板
の透過軸又は吸収軸と前記第１の光学位相差補償板の遅
相軸とのなす角度をθ１として前記直線偏光板の透過軸
又は吸収軸と前記第２の光学位相差補償板の遅相軸との
なす角度をθ２としたとき｜２×θ２−θ１｜の値が３
５度以上５５度以下である。

【００７３】また、本願発明のタッチパネル一体型反射
型液晶表示装置は、好ましくは、上記構成のタッチパネ
ル一体型反射型液晶表示装置において、前記液晶層のツ
イスト角が６０度から１００度の範囲であると共に、該
液晶層の液晶の複屈折率差と液晶層厚との積が２５０ｎ
ｍ以上３３０ｎｍ以下であり、かつ、前記第２の基板近
傍の液晶分子の配向方向と前記直線偏光板の透過軸又は
吸収軸とのなす角度θ３が２０度以上７０度以下又は１
１０度以上１５０度以下である。

【００７４】上記の本願発明のタッチパネル一体型反射
型液晶表示装置においては、円偏光手段、或いは偏光板
と２枚の光学位相差補償板を通過した光が概ね円偏光に
なっているので、それらよりも反射板側に偏光状態の攪
乱を伴わない反射があったとしても、その反射光は出射
時に偏光板に吸収される。そのため、携帯機器の入力装
置として有用な感圧式入力装置（タッチパネル）の反射
光が視認性の悪化を生じさせない。

【００７５】本発明のさらに他の目的、特徴、および優
れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろ
う。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説
明で明白になるであろう。

【００７６】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態および実施例に
より、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれ
らにより何ら限定されるものではない。

【００７７】〔発明の第１の実施の形態〕以下に、本発
明の実施の一形態について、図面を参照して説明する。

【００７８】図１は、本発明による実施形態の反射型液
晶表示装置の概略構成を示す要部断面図である。図１に
示すように、この反射型液晶表示装置は、配向処理され
た配向膜２の形成された基板４と、同様に配向処理され
た配向膜３の形成された基板５とによって、正の誘電異
方性を有するツイストされたねじれネマティック液晶が
挟持されてなる液晶層１を備える。そして、下部の基板
５上には、光反射膜７が配置されており、その光反射膜
７の反射面は反射光の偏光性を保存する程度に滑らかな
凹凸形状とすることが好ましい。さらに、その滑らかな
凹凸形状は、光反射膜７の反射面で、方向によって異な
る凹凸周期のものが好ましい。

【００７９】上部の基板４には透明電極６が形成され、
下部の基板５上の光反射膜７が導電性材料により形成さ
れ電極の機能も果たし、これら透明電極６と光反射膜７
とによって液晶層１に電圧が印加される。このように構
成された電極対への電圧印加手段として、アクティブ素
子等が用いられてもよいが、特には限定しない。なお、
光反射膜７が電極として機能しないものを用いた場合に
は、基板５側に別途電極を設ければ良い。

【００８０】そして、このように基板４，５及び液晶層
１から構成される液晶駆動セルの基板４側の表示面上に
は、自然光から左右廻りいずれかの円偏光を選択的に透
過する円偏光手段１００が備えられている。本実施形態
においてこの円偏光手段１００は、基板４側の表示面上
にこの順に積層配置された、光学位相差補償板８、光学
位相差補償板９、及び偏光板１０から構成される。

【００８１】以下、光学位相差補償板８、光学位相差補
償板９、及び偏光板１０の各光学素子の光学特性とその
作用について説明する。

【００８２】本実施形態の反射型液晶表示装置は、液晶
層１に偏光板１０を通して外光等の照明光が入射され、
照明光が入射された偏光板１０側から観察されるもので
ある。この偏光板１０によって特定の方位の直線偏光成
分のみが選択的に透過され、その入射直線偏光は光学位
相差補償板９と光学位相差補償板８とによって偏光状態
が変更される。

【００８３】ここで、光学位相差補償板８の基板法線方
向のリタデーションが１００ｎｍ以上１８０ｎｍ以下で
あり、光学位相差補償板９の基板法線方向のリタデーシ
ョンが２００ｎｍ以上３６０ｎｍ以下であり、かつ、偏
光板１０の透過軸又は吸収軸と光学位相差補償板８の遅
相軸とのなす角度をθ１として偏光板１０の透過軸又は
吸収軸と第２の光学位相差補償板９の遅相軸とのなす角
度をθ２としたとき｜２×θ２−θ１｜の値が３５度以
上５５度以下とすると、光学位相差補償板８を通過した
後の入射光は概ね円偏光になる。このとき、左右のどち
らの円偏光になるかはこれらの３つの光学素子（光学位
相差補償板８，光学位相差補償板９，偏光板１０）の配
置に依存する。

【００８４】このことについて、一例として図２に示す
ように配置した場合について、より詳細に説明する。た
だし、この例では、反射型液晶表示装置の入射光の方位
から観察したものである。図２に示すように、偏光板１
０の透過軸を１１、光学位相差補償板８の遅相軸を１
３、光学位相差補償板９の遅相軸を１２とし、偏光板１
０の透過軸１１と光学位相差補償板８の遅相軸１３との
なす角度をθ１、偏光板１０の透過軸１１と光学位相差
補償板９の遅相軸１２とのなす角度をθ２とし、それぞ
れが、θ１＝７５°、θ２＝１５°になるように配置す
ると、液晶表示装置に入射した光は偏光板１０と光学位
相差補償板９および光学位相差補償板８を通過して、入
射光は概ね右回り円偏光に近い偏光になる。

【００８５】そして、液晶層１に入射された入射光は、
印加された電圧に対応して配列した液晶層１の捩じれた
複屈折媒体（液晶）による偏光変換作用にしたがって偏
光状態を変化させて反射板に到達する。このとき、光反
射膜７上での偏光状態は液晶分子の配向によって異なる
状態に実現される。

【００８６】まず、暗状態について説明する。電圧印加
時に液晶分子の配向状態が電圧印加方向に並び、装置の
法線方向に進む光に対して偏光変換作用を持たない場合
には、円偏光になった入射光は偏光の変化を伴わずに光
反射膜７に到達するので、暗状態が実現される。この暗
状態を可視波長領域全域で成立させることができれば、
黒表示が実現されることになる。

【００８７】これに近い偏光状態を、実質的に可視波長
領域で準備するために、本願発明者らは次のような条件
が必要であることを見出した。すなわち、光学位相差補
償板８は、主たる可視波長である４００ｎｍから７００
ｎｍの光に対して四分の１波長だけの位相差を与えるこ
とのできる位相差、つまり波長５５０ｎｍの光に対する
リタデーションで１００ｎｍから１８０ｎｍの特性とす
る。そして、光学位相差補償板９は、同様の範囲の可視
波長に対して二分の１波長だけの位相差を与えることの
できる位相差、つまり波長５５０ｎｍの光に対するリタ
デーションで２００ｎｍから３６０ｎｍの特性とする。

【００８８】そして、図２に示す偏光板１０と光学位相
差補償板８，９の配置では、前述のとおり、θ１＝７５
°、θ２＝１５°としたので、｜２×θ２−θ１｜＝４
５°なので、下式の条件を満たす。

【００８９】 ３５°≦｜２×θ２−θ１｜≦５５°…（１） この条件を満たす範囲でθ１、θ２の各値を変更可能で
あることは言うまでもないが、その具体的な値は、用い
る光学位相差補償板８，９の２枚の複屈折の波長分散の
組み合わせによって決定するのが望ましい。また、式
（１）の角度設定によると、｜２×θ２−θ１｜の値の
範囲が２０度あるが、この範囲でどの値を取るのが良い
かは、さらに、液晶層１に電圧を印加した場合の液晶層
１の偏光変換作用に依存している。すなわち、光学位相
差補償板８，９と液晶層１の複屈折を含めて、光反射膜
７上で円偏光になるように設定するのが望ましい。この
とき、十分に電圧を印加した状態の液晶層１の偏光変換
作用は、液晶層１の作製精度に大きくは依存しないた
め、液晶層１の作製・製造が容易である。

【００９０】次に、明状態の作用について説明する。前
述の式（１）のように設定された光学位相差補償板８，
９によって、概ね円偏光になっている入射光を光反射膜
７上で直線偏光にすることによって明状態が実現される
が、このときの直線偏光の光電界の振動方位は、光反射
膜７平面内で任意である。つまり、可視波長の光が、波
長によって異なる方位の直線偏光になっていても、ある
いはすべて同じ方位の直線偏光になっていても、同様に
明るい明状態が実現される。

【００９１】これにより、上記明状態を実現するために
概ね円偏光にした液晶層１への入射光を、可視波長範囲
で任意の方位の直線偏光にするような液晶層１の光学的
作用を実現することが肝要である。

【００９２】液晶層１が作製及び製造の容易な上記の電
気的駆動を考慮すると、暗状態が電圧印加状態により実
現されるので、明状態は、電圧の印加されていない状態
にて実現するか、もしくは、電圧によって液晶分子の配
向状態が変化しているが暗状態とは大きく異なる配向の
状態で実現することが必要である。

【００９３】鋭意検討を重ねた結果、本願発明者らは、
明状態の作用を実用上十分な範囲、つまり、可視波長域
での十分な明度が確保でき、かつ、容易かつ高歩留まり
に製造可能な液晶表示装置に適する液晶組成物の開発が
可能な範囲を見出した。

【００９４】その具体的条件は、液晶層１のねじれネマ
ティック液晶のツイスト角が４５度以上１００度以下と
することである。そして、その液晶の複屈折率差Δｎと
液晶層１の厚さｄとの積のΔｎｄ値で１５０ｎｍ以上３
５０ｎｍ以下の範囲とすることである。

【００９５】ここで、より好ましくは、ツイスト角は６
０度以上１００度以下、かつ、液晶層１の液晶の複屈折
率差Δｎと液晶層１の厚さｄとの積のΔｎｄ値が２５０
ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲であり、さらに好ましく
は、ツイスト角は６５度以上９０度以下、かつ、液晶層
１の液晶の複屈折率差Δｎと液晶層１の厚さｄとの積の
Δｎｄ値が２５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲であ
る。このさらに好ましい範囲の条件は、たとえば液晶層
１の厚みを４．５μｍに設定する液晶表示装置の作製条
件を用いても、液晶層１のΔｎは０．０６６７程度の実
用的な液晶材料によって実現可能であり、高い実用性の
液晶表示装置が製造できる。

【００９６】以下、本実施の形態に係る具体的な実施例
を以下に示す。

【００９７】〔実施例１〕まずは、実施例１として、液
晶層の光学的な作用を考慮した具体的な設計を行うため
に、本願発明者らが、計算によって液晶層の設定を検討
した経緯を説明する。まず、液晶層の設定の最適化にあ
たり、式（２）に示す評価関数を用いて液晶層の設定を
検討した。

【００９８】

【数１】

【００９９】ここで、ｓ₃ は、偏光状態を指定するスト
ークスパラメータであり、液晶層を一度だけ透過する光
の、反射面上の偏光状態に関するストークスパラメータ
である。なお、ストークスパラメータは、ここでは規格
化されたものを用いている。

【０１００】偏光状態が記述できる完全偏光は、光の強
度を規格化した場合、３つの成分を有するストークスパ
ラメータで偏光状態が記述でき、互いに４５度振動面の
異なった直線偏光を表すｓ₁ およびｓ₂ と、円偏光成分
を表すｓ₃ によって指定される。ｓ₁ ，ｓ₂ ，ｓ₃ は、
−１以上１以下の値を取り、特にｓ₃ は、円偏光の場合
には±１、直線偏光の場合には０、楕円偏光の場合には
これらの中間の値を取る。

【０１０１】即ち、評価関数ｆは、ｓ₃ を二乗すること
により偏光の回転方向に関係なく、反射面上での偏光状
態によって、円偏光になる場合はｆ＝０、楕円偏光にな
る場合は０＜ｆ＜１、直線偏光になる場合はｆ＝１に分
類できる。

【０１０２】本願発明者らは、１枚の偏光板と鏡面反射
を示す反射面によって挟まれた任意の複屈折媒体に偏光
板側から光が入射した場合、反射板上でｆ＝０（円偏
光）の時には、反射した光は、入射時に通過した偏光板
によってすべて吸収され、ｆ＝１の場合には、該偏光板
によって吸収されることなく通過できることを、解析的
な検討によって確認している。評価関数ｆがこの中間の
値をとる場合には、反射光の一部は偏光板によって吸収
され、残りの反射光は偏光板を透過し、中間の反射率の
表示となる。

【０１０３】さらに、上記の評価関数ｆが、このような
１枚の偏光板を用いて反射板で入射光を反射させる反射
型液晶表示装置の反射率に比例し、１枚偏光板方式の反
射率が評価できることを見出している。従って、この評
価関数ｆによって、明表示において良好な明るさが得ら
れるかどうかと、良好な暗状態が得られるかどうかとを
共に評価することが可能である。

【０１０４】このように、評価関数ｆによって、表示性
能が予測可能であることから、１枚偏光板方式の最も良
好な性能が期待できる液晶表示方式を鋭意検討した。次
にその具体的な手法について説明する。

【０１０５】まず、液晶表示装置を作製するに当たり、
量産性に関する考察を行った。特に、液晶表示装置の光
学特性を決定する液晶層厚の保持精度が、量産性に大き
な影響を与えるため、これに関して考察を行った。

【０１０６】この液晶層厚の保持方法としては、液晶層
を挟持する基板の間に一定の粒径で作製された球状スペ
ーサーを設ける方法が最も精度と実用性のバランスが優
れている。しかし、この方法によっても、量産工程にお
いて高い精度を要求することは量産コストの上昇を招
く。このことから、液晶層厚の精度が必要でない方法を
検討することが産業上重要である。

【０１０７】また、作製された液晶表示装置の表示品位
に関しては、人の視覚の特徴を考慮することが重要であ
る。即ち、人の視覚は、実際に眼球の網膜を刺激する光
の強度と認知される明度とは比例関係にはなく、非線型
特性を有していることが知られている。つまり、表示装
置の光強度の一定量の変動に対しても、同時に網膜に加
わっている刺激の強弱によって小さな明度の変動のよう
に感じられたり（背景が強い刺激の場合）、大きな明度
の変調に感じられたり（背景が弱い刺激の場合）する。
このような視覚の非線型特性を考慮すると、反射率のム
ラが同程度であっても、それが明表示に生じる場合に比
較して、暗表示に生じる場合のほうが、表示品位の低下
が大きい。

【０１０８】このことから、反射率のむらが大きい状態
と小さい状態が存在する場合には、反射率のむらが小さ
い状態を暗表示に割り当て、反射率のむらが大きい状態
を明表示に割り当てることが、良好な表示品位の液晶表
示素子を作製する点から望ましい。

【０１０９】さらに、液晶層に十分に電圧を印加して偏
光変換作用が消失した場合のほうが、液晶層厚のむらが
偏光変換作用の大きな変動になり難い。

【０１１０】以上の３点を考慮し、電圧が充分に加えら
れた配向状態を暗表示に割り当てることによって、良好
な表示が得られることが考察される。つまり、液晶に電
圧が印加されていない状態を明表示に設定し、電圧を印
加した場合を暗表示に設定すること、いわゆるノーマリ
ーホワイト表示が望ましい。

【０１１１】次に、この設定を実現する光学位相差補償
板の設定と液晶層部分の設定に関して、評価関数ｆに基
づいて説明する。

【０１１２】まず、液晶層に十分に電圧が印加された場
合に関しては、液晶層には偏光変換作用が無い。光学位
相差補償板に必要な特性は、そのような液晶層を通過し
て反射板上に到達した反射板上で、円偏光にする特性で
ある。ここに、円偏光の回転方向は、どちらであっても
よい。

【０１１３】光学位相差補償板に関する前述の設定によ
って、広い波長帯域でこの特性を実現可能である。この
とき、液晶の偏光変換作用が消失しているため、評価関
数ｆは０となり、良好な暗状態になる。

【０１１４】一方、液晶層に電圧が印加されない場合に
おいて、十分な反射明度が得られる条件を検討するため
には、このような円偏光を生じる光学位相差補償板の設
定において、この評価関数ｆを評価する必要がある。本
願発明者らは、液晶層に電圧が印加されない状態で、液
晶層が一様にツイストした配向に対して評価関数ｆを求
めた。その結果、液晶に円偏光が入射した場合には、評
価関数ｆは、式（３）となることが、Jones Matrix 法
によってｓ₃ を解析的に計算することによって明らかと
なった。

【０１１５】

【数２】

【０１１６】図３に、視感度が最も高い波長（λ＝５５
０ｎｍ）での評価関数ｆの値を、液晶層の設計パラメー
タであるΔｎｄとツイスト角に関して、等値線図にして
示す。なお、ツイスト角Φtwに関して、ｆが偶関数であ
ることから、ツイスト角は正の値についてのみｆを記載
しているが、実際の液晶配向の捩じれ方向が左右どちら
であっても良いことは言うまでもない。

【０１１７】図３は、単一波長（５５０ｎｍ）での値で
あるが、可視波長である３８０ｎｍから７８０ｎｍの波
長に関しても、同様の方法で評価できる。すなわち、５
５０ｎｍ以外の波長の入射光に対しては、評価関数ｆの
変数のうちΔｎとλのみが変更されることを考慮すれば
よい。

【０１１８】このように波長によって視覚の感度が異な
る効果を考慮して、視感度と標準的な照明光源を仮定し
てｆとの重なり積分をとることにより、さらに精密な最
適化が可能になる。つまり、前述の式（３）に、視感度
曲線（ＣＩＥ１９３１等色関数のｙ_BAR （λ））および
Ｄ６５標準光源のスペクトル密度Ｓ_D65(λ) を用いて、
式（４）と定義することが有効である。

【０１１９】

【数３】

【０１２０】ここに、ｆ（λ) は、式（３）によって計
算されるが、波長λに依存した値を持つことを明示して
いる。

【０１２１】このように定義されたｆvis を、図３と同
様にΔｎｄおよびツイスト角に対して計算したものが、
図４である。ここで、Δｎの波長分散を考慮した計算を
しており、縦軸のΔｎｄは、５５０ｎｍの波長の光にお
ける値である。

【０１２２】さらに、式（２）による評価関数ｆが表示
の反射率に比例した値を示すため、式（４）の等色関数
ｙ_BAR （λ）をＣＩＥ１９３１に同様に規定されている
ｘ_{BA R} （λ）、ｚ_BAR （λ）に変更することによって、
色度の計算が可能になる。これより、Ｄ６５光源での色
度（ｘ，ｙ）を図４と同様のパラメータに対して計算を
行った。この結果をｘ、ｙそれぞれ図５、図６に示す。

【０１２３】以上のような検討によって、十分な視感反
射率（ｆvis が０．７以上）で、白表示における良好な
色相（ｘが０．２７以上０．３５以下で、かつｙが０．
２８以上０．３６以下）の条件を設定し、これに適うΔ
ｎｄとツイスト色の範囲を求めた。この結果を図７に示
す。図７より、良好なホワイトバランスと反射率が得ら
れる領域は、ツイスト角が０度より大きく１００度以下
の領域であることが分かる。また、この良好な領域は、
液晶の屈折率差Δｎと液晶層厚ｄとの積であるΔｎｄの
下限が８５ｎｍ以上であることが分かる。また、この良
好な領域は、Δｎｄの上限が３１５ｎｍ以下であること
が分かる。

【０１２４】以上のように、十分な明度と色相を得るた
めに必要な液晶層のパラメータの範囲が定まるが、液晶
層の設定には、更に、液晶材料と液晶層厚の設定による
制限も存在する。このため、図７の斜線に示した範囲の
すべてが実用的とは限らない。また、この範囲から若干
外れた範囲であっても良好な条件が存在する。この点に
関して、更に詳細に説明する。

【０１２５】液晶材料の光学的な物性値であるΔｎと、
液晶材料の使用可能な温度範囲には、一定の相関がある
ことが知られている。すなわち、実用に付される液晶材
料は、一般に複数の化合物のブレンドによって必要な特
性に調整されるが、この際のブレンド比率を変更してΔ
ｎを小さくすると、ネマティック相の得られる温度範囲
が狭くなる。このような場合、液晶表示装置の使用温度
範囲や、保存温度範囲を著しく狭める困難がある。つま
り、ネマティック相が安定して得られる温度範囲の観点
から、液晶材料Δｎには、下限が存在する。このような
理由により、室温におけるΔｎは、必要な温度範囲等に
依存するものの、概ね0.０５以上、望ましくは0.０６５
以上の値が要求される。

【０１２６】また、液晶層の層厚は、液晶表示装置の作
製工程の異物等に起因する不良発生率の問題や、液晶を
駆動するための素子の作製段差、用いる基板の平面度等
から制限がある。さらに、本願発明の一部の構成に用い
る場合には、液晶層に近接して配置される凹凸拡散反射
板の凹凸形状の点からも制限がある。

【０１２７】液晶層の層厚としては、透過型液晶表示装
置の場合には、概ね５μｍ前後の値が用いられており、
生産技術が確立している。しかし、液晶層の層厚をこれ
よりも著しく小さくすることは、多大な困難を伴い、実
用性に乏しい。これにより、液晶層厚は、概ね３μｍ以
上、望ましくは４μｍ以上にて作製することが有用であ
る。

【０１２８】以上の観点から、液晶の屈折率差Δｎと液
晶層厚ｄの積であるΔｎｄの下限を１５０ｎｍ、望まし
くは、２６０ｎｍ以上にすることが有用である。

【０１２９】さらに、実際の液晶表示装置の駆動状態の
液晶においては、閾値特性を示す液晶の閾値付近以上の
電圧を印加して駆動することが多い。このとき、閾値程
度の印加電圧において、液晶は全く電圧が印加されてい
ない状態から若干傾斜しており、この若干傾斜した状態
での基板法線方向の屈折率差が、実際の表示に表れる。

【０１３０】このことから、液晶材料によってきまるΔ
ｎは、この傾斜した液晶に関する実効的なΔｎよりも１
０％程度大きな値を取りうる。なお、液晶の閾値以下で
の表示も可能であるため、このΔｎｄの値の変更をΔｎ
ｄの下限には適用しないのが適当である。

【０１３１】以上のように、実際の液晶層の設定を用い
た具体的な計算を行い、１枚偏光板方式の反射型液晶表
示装置においては、Δｎｄを１５０ｎｍからΔｎｄの上
限を３５０ｎｍに、液晶のツイスト角を４５度から１０
０度に設定することが有効であることを見出した。

【０１３２】〔実施例２〕実施例２では、前述の図１に
示した構造を有する反射型液晶表示装置を、表１に記載
のパラメータにて作製し、５つのサンプル♯２ａ〜♯２
ｆを得た。

【０１３３】

【表１】

【０１３４】各サンプルの表示結果の概略を表２に示
す。

【０１３５】

【表２】

【０１３６】なお、Ｖｔｈは、各サンプルにおける液晶
層１の配向変化が見られる閾値電圧であり、異なるΔｎ
ｄに設定されるために、異なった値をとっている。

【０１３７】以上に示したように、パラメータが本発明
の反射型液晶表示装置の範囲に入るサンプル♯２ａ，♯
２ｂにおいては、実際に使用する電圧であるＶｔｈから
３．０×Ｖｔｈにおいて、白表示から黒表示へと表示が
変化した。これに対し、パラメータが本発明の反射型液
晶表示装置の範囲に入らないサンプル♯２ｃ〜♯２ｆに
おいては、表示が暗かったり（サンプル♯２ｃ，♯２
ｆ）、表示に着色が見られた（サンプル♯２ｄ，♯２
ｅ）。

【０１３８】表２に示した表示の概略は、偏光板１０と
光学位相差補償板８，９の相対角度（θ１、θ２）を変
更せずに、液晶配向との方向の設定θ３を変更しただけ
では、サンプル♯２ａ〜♯２ｆに見られるような大きな
特性変動は観察されず、むしろ液晶層１部分の設定に依
存していることを確認している。

【０１３９】また、液晶に対して逆周りの円偏光が入射
するような設定（つまり、θ１とθ２に共通に９０度を
加える、あるいは、θ１とθ２を共に符号を逆転させ
る）、同じ方向の円偏光が得られる別の設定（つまり、
θ１とθ２ともに、符号を反転し９０度を加える）のよ
うな組合わせのすべてにおいて、表２と同様な表示とな
った。

【０１４０】以上のように、液晶層１の液晶の複屈折率
差と液晶層厚との積が１５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下で
あり、かつ、該液晶層のツイスト角が４５度から１００
度の範囲であるように液晶層１を設定することにより、
良好な表示が実現し、その範囲に限定されることが示さ
れた。

【０１４１】さらに好ましい表示が得られるような条件
を検討し、最適化を行った例を、次の実施例３、実施例
４に示す。

【０１４２】〔実施例３〕実施例３として、ねじれネマ
ティック液晶のツイスト角を９０度に設定した液晶層
に、リタデーションが１３５ｎｍと２７０ｎｍの光学位
相差補償板をそれぞれ１枚用いた例を示す。

【０１４３】実施例３では、前述の図１に示した構造を
有する反射型液晶表示装置を作製した。基板５上の光反
射膜７は、アルミニウムを用い、光反射性電極とした。
また、液晶駆動セルは、液晶導入後に液晶層１の厚さが
４．２μｍになるよう調整された９０度にツイストされ
た液晶層１とし、導入した液晶材料は通常のＴＦＴ透過
型液晶ディスプレイに使用されている液晶と同様の液晶
物性（誘電異方性、弾性、粘性、ネマティック温度範
囲、電圧保持特性）を有していて、Δｎだけが０．０６
５に調整されたものを用いた。ここで、液晶層１の厚さ
と液晶の複屈折率差との積を２７３ｎｍになるように設
定した。

【０１４４】本実施例の偏光板１０、光学位相差補償板
８、及び光学位相差補償板９の配置は、図８に示すよう
に設定した。なお、図８において、１１は偏光板１０の
透過軸方位、１２は光学位相差補償板９の遅相軸方位、
１３は光学位相差補償板８の遅相軸方位、１４は基板４
上に形成された配向膜２に接触する即ち配向膜２近傍の
液晶分子の配向の方位、１５は基板５上に形成された配
向膜３に接触する即ち配向膜３近傍の液晶分子の配向の
方位をそれぞれ示し、この図は液晶表示装置の入射光の
方位から観察したものである。

【０１４５】そして、これらの配置関係は、図８に示す
ように、偏光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補償
板８の遅相軸方位１３とのなす角度θ１を７５°、偏光
板１０の透過軸方位１１と光学位相差補償板９の遅相軸
方位１２とのなす角度θ２を１５°、基板４上の液晶分
子の配向方向１４と偏光板１０の透過軸方位１１とのな
す角度θ３を３０°としたものである。

【０１４６】光学位相差補償板８と光学位相差補償板９
とは、ともにポリビニールアルコール製の延伸フィルム
からなり、光学位相差補償板８は波長５５０ｎｍの面法
線方向の透過光に対して１３０ｎｍから１４０ｎｍに制
御された位相差を持ち、光学位相差補償板９は同様の光
に対して２６５ｎｍから２７５ｎｍに制御された位相差
を持つ。

【０１４７】これらの光学位相差補償板８，９の配置
は、作製後の液晶表示装置の正面方位に対する光学特性
を良好にする配置であるが、液晶層１と共に傾斜方位か
らの観察による特性を考慮して設計変更も可能である。
例えば、図８に示す本実施例の設定角条件を成立させつ
つ、傾斜方位への通過光に対する光学位相補償板８，９
の位相差を変化させる設計としては、光学位相差補償板
８，９のうちの少なくとも１枚を二軸性の光学位相差補
償板に変更することで可能である。また、前述の式
（１）の範囲内で角度設定を変更できることは言うまで
もない。

【０１４８】そして、偏光板１０としては、誘電体多層
膜によるＡＲ層を有する単体内部透過率が４５％の偏光
板を用いた。

【０１４９】以上のような構成の反射型液晶表示装置の
反射率の電圧依存性を示すグラフを図９に示す。この反
射率の測定には、図１０に示すように、本実施例の反射
型液晶表示装置に電圧を印加して駆動させた状態で、照
明光源装置からの光をハーフミラーを介して基板４側か
ら入射させ、基板５上の光反射膜からの反射光を光検出
器にて検出したものである。そして、図９において、反
射率１００％は、光学位相差補償板を用いずに、被測定
装置と同様の偏光板のみを用いた以外は本実施例と同じ
液晶表示装置において、液晶未注入の状態での反射率で
ある。また、反射率は、視感輝度率（Ｙ値）を用いた。

【０１５０】図９に示す測定結果から、１Ｖ程度以下の
低い駆動電圧で、高い反射率が得られたことがわかる。

【０１５１】〔実施例４〕実施例４として、ねじれネマ
ティック液晶のツイスト角を７０度に設定した液晶層
に、リタデーションが１３５ｎｍと２７０ｎｍの光学位
相差補償板をそれぞれ１枚用いた例を示す。

【０１５２】実施例４では、前述の図１に示した構造を
有する反射型液晶表示装置を作製した。基板５上の光反
射膜７は、アルミニウムを用い、光反射性電極とした。
又、液晶駆動セルは、液晶導入後に液晶層１の厚さが
４．５μｍ（サンプル♯４ａ）及び４．２μｍ（サンプ
ル♯４ｂ）になるよう調整された７０度にツイストされ
た液晶層１とし、導入した液晶材料は通常のＴＦＴ透過
型液晶ディスプレイに使用されている液晶と同様の液晶
物性（誘電異方性、弾性、ネマティック温度範囲、電圧
保持特性）を有していて、Δｎだけが０．０６に調整さ
れたものを用いた。ここで、液晶層１の厚さと液晶の複
屈折率差との積を２７０ｎｍ（サンプル♯４ａ）及び２
５０ｎｍ（サンプル♯４ｂ）になるように設定した。

【０１５３】本実施例の偏光板の１０、光学位相差補償
板８、および光学位相差補償板９の配置は、図１１に示
すように設定した。なお、図１１において、１１は偏光
板の透過軸方位、１２は光学位相差補償板９の遅相軸方
位、１３は光学位相差補償板８の遅相軸方位、１４は基
板４上に形成された配向膜２に接触する即ち配向膜２近
傍の液晶分子の配向の方位、１５は基板５上に形成され
た配向膜３に接触する即ち配向膜３近傍の液晶分子の配
向の方位をそれぞれ示し、この図は液晶表示装置の入射
光の方位から観察したものである。

【０１５４】そして、これらの配置関係は、図１１に示
すように、偏光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補
償板８の遅相軸方位１３とのなす角度θ１を７５°、偏
光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補償板９の遅相
軸方位１２とのなす角度θ２を１５°、基板４上の液晶
分子の配向方向１４と偏光板１０の透過軸方位１１とな
す角度θ３を４５°としたものである。

【０１５５】光学位相差補償板８と光学位相差補償板９
とは、ともにポリビニールアルコール製の延伸フィルム
からなり、光学位相差補償板８は波長５５０ｎｍの面法
線方向の透過光に対して１３０ｎｍから１４０ｎｍに制
御された位相差を持ち、光学位相差補償板９は同様の光
に対して２６５ｎｍから２７５ｎｍに制御された位相差
を持つ。

【０１５６】これらの光学位相差補償板８、９の配置
は、作製後の液晶表示装置の正面方位に対する光学特性
を良好にする配置であるが、液晶層１とともに傾斜方位
からの観察による特性を考慮して設計変更も可能であ
る。例えば、図１１に示す本実施例の設定角条件を成立
させつつ、傾斜方位への透過光に対する光学位相差補償
板８、９の位相差を変化させる設計としては、光学位相
差補償板８、９のうち少なくとも１枚を二軸性の光学位
相差補償板に変更することで可能である。又、前述の式
（１）の範囲内で角度設定を変更できることは言うまで
もない。

【０１５７】そして、偏光板１０としては、誘電体多層
膜によるＡＲ層を有する単体内部透過率が４５％の偏光
板を用いた。

【０１５８】以上のような構成の反射型液晶表示装置の
反射率の電圧依存性は、前述の図９に示すグラフと同じ
であった。この結果より、１Ｖ程度以下の低い駆動電圧
で、高い反射率が得られたことがわかる。なお、この反
射率も、上記実施例３と同様に図１０に示す測定光学系
の配置にて測定されたもので、１００％は上記実施例３
と同様に設定した。

【０１５９】また、偏光板１０の透過軸と上基板４近傍
の液晶の配向方向のなす角θ３の各角度におけるコント
ラスト、白の色付、黒の色付を表３に示す。

【０１６０】

【表３】

【０１６１】この結果からθ３は２０度以上７０度以下
又は１１０度以上１５０度以下に設定することにより表
示品位の高い反射型液晶表示装置を実現できることを確
認した。

【０１６２】〔実施例５〕実施例５として、ねじれネマ
ティック液晶のツイスト角を７０度に設定した液晶層
に、リタデーションが１３５ｎｍと２７０ｎｍの光学位
相差補償板をそれぞれ１枚用いた例を示す。

【０１６３】実施例５では、前述の図１に示した構造を
有する反射型液晶表示装置を作製した。基板５上の光反
射膜７は、アルミニウムを用い、光反射性電極とした。
また、液晶駆動セルは、液晶導入後に液晶層１の厚さが
４．５μｍになるよう調整された７０度にツイストされ
た液晶層１とし、導入した液晶材料は通常のＴＦＴ透過
型液晶ディスプレイに使用されている液晶と同様の液晶
物性（誘電異方性、弾性、粘性、温度特性、電圧保持特
性）を有していて、Δｎだけが０．０６６７に調整され
たものを用いた。ここで、液晶層１の厚さと液晶の複屈
折率差との積を３００ｎｍになるように設定した。

【０１６４】本実施例の偏光板１０、光学位相差補償板
８、及び光学位相差補償板９の配置は、図１２（ａ），
（ｂ）に示すように、２種類の設定をして、２種類のサ
ンプルを作製した。なお、図１２（ａ），（ｂ）におい
て、前述の図８と同様に、１１は偏光板１０の透過軸方
位、１２は光学位相差補償板９の遅相軸方位、１３は光
学位相差補償板８の遅相軸方位、１４は基板４上に形成
された配向膜２に接触する即ち配向膜２近傍の液晶分子
の配向の方位、１５は基板５上に形成された配向膜３に
接触する即ち配向膜３近傍の液晶分子の配向の方位をそ
れぞれ示し、この図は液晶表示装置の入射光の方位から
観察したものである。

【０１６５】そして、一つのサンプルでの配置関係は、
図１２（ａ）に示すように、偏光板１０の透過軸方位１
１と光学位相差補償板８の遅相軸方位１３とのなす角度
θ１を７５°、偏光板１０の透過軸方位１１と光学位相
差補償板９の遅相軸方位１２とのなす角度θ２を１５
°、基板４上の液晶分子の配向方向１４と偏光板１０の
透過軸方位１１とのなす角度θ３を４０°としたもので
あり、このサンプルをサンプル♯５ａとする。

【０１６６】他方のサンプルでの配置関係は、図１２
（ｂ）に示すように、偏光板１０の透過軸方位１１と光
学位相差補償板８の遅相軸方位１３とのなす角度θ１を
７５°、偏光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補償
板９の遅相軸方位１２とのなす角度θ２を１５°、基板
４上の液晶分子の配向方向１４と偏光板１０の透過軸方
位１１とのなす角度θ３を１３０°としたものであり、
このサンプルをサンプル♯５ｂとする。すなわち、サン
プル♯５ａとサンプル♯５ｂとは、θ３が異なり、θ１
及びθ２は同じである。

【０１６７】なお、これらのサンプル♯５ａ，♯５ｂ
は、上記実施例３と同様に、光学位相差補償板８，９が
ともにポリビニールアルコール製の延伸フィルムからな
り、光学位相差補償板８が波長５５０ｎｍの面法線方向
の透過光に対して１３０ｎｍから１４０ｎｍに制御され
た位相差を持ち、光学位相差補償板９が同様の光に対し
て２６５ｎｍから２７５ｎｍに制御された位相差を持つ
ものである。また、偏光板１０には、誘電体多層膜によ
るＡＲ層を有する単体内部透過率が４５％の偏光板を用
いた。

【０１６８】以上のような構成の反射型液晶表示装置
（サンプル♯５ａ，♯５ｂ）の反射率の電圧依存性を示
すグラフを図１３に示す。図１３において、曲線１３−
１はサンブル♯５ａの測定結果、曲線１３−２はサンプ
ル♯５ｂの測定結果をそれぞれ示す。なお、この反射率
は、上記実施例３と同様に図１０に示す測定光学系の配
置にて測定されたもので、１００％は上記実施例３と同
様に設定した。図１３に示す測定結果から、１．５Ｖ程
度以下の低い駆動電圧で、高い反射率が得られたことが
わかり、中でも曲線１３−１で示されるサンプル♯５ａ
の方が高い反射率が得られた。

【０１６９】また、以上のような実施例５の反射型液晶
表示装置（サンプル♯５ａ，♯５ｂ）及び前述の実施例
３の反射型液晶表示装置について、電圧反射率特性を調
べた結果を表４に示す。

【０１７０】

【表４】

【０１７１】表４から、いずれにおいても十分な明状態
の反射率と、コントラスト比が実現されたことがわか
り、目視観察においても良好な反射型液晶表示装置であ
った。

【０１７２】なお、表４において、コントラスト比は、
明状態の反射率を暗状態の反射率で除して定義したもの
である。ここで、明状態の印加電圧は、各実施例毎に最
も反射率の高い電圧を用い、暗状態は、印加電圧を３Ｖ
に設定した。

【０１７３】〔実施例６〕実施例６として、前述の実施
例４と同じ条件で作製された反射型液晶表示装置におい
て、光学位相差補償板８と光学位相差補償板９の波長４
５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（４５０）及び
波長６５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ（６５
０）と波長５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性Δｎ
（５５０）の比であるΔｎ（４５０）／Δｎ（５５
０）、Δｎ（６５０）／Δｎ（５５０）が、それぞれΔ
ｎ（４５０）／Δｎ（５５０）とΔｎ（６５０）／Δｎ
（５５０）の組合せが（１，１）、（１．００３，０．
９９３）、（１．００７，０．９８７）、（１．０１，
０．９８）、（１．０３，０．９６）、（１．０６，
０．９５）、（１．１，０．９３）のときの光学特性を
測定した。測定結果を表５に示す。

【０１７４】

【表５】

【０１７５】この結果から１≦Δｎ（４５０）／Δｎ
（５５０）≦１．０６、０．９５≦Δｎ（６５０）／Δ
ｎ（５５０）≦１の関係を満たすように設定することに
より表示品位の高い反射型液晶表示装置を実現すること
ができ、さらに１≦Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）≦
１．００７、０．９８７≦Δｎ（６５０）／Δｎ（５５
０）≦１の関係を満たすように設定することによりさら
に表示品位の高い反射型液晶表示装置を実現できること
を確認した。

【０１７６】〔実施例７〕実施例７として、前述の実施
例４と同じ条件で作製された反射型液晶表示装置におい
て、図１４に示す観察方位と表示面の法線とを含む平面
内の方位１６と前記第２の基板近傍の液晶分子の方向１
４とのなす角θ４の各角度における明るさ、コントラス
ト、色付き及び総合評価を行った。評価結果を図１５に
示す。この結果からθ４が０度以上３０度以下又は１８
０度以上２１０度以下に設定することにより、明るさ、
コントラスト、無彩色軸からの色差にほぼ優れた表示品
位の高い反射型液晶表示装置を実現できることを確認し
た。

【０１７７】〔実施例８〕実施例８では、アクティブマ
トリクス方式による駆動方式により、滑らかな凹凸を有
する光反射膜を用いた例について説明する。

【０１７８】図１６は、本実施例の反射型液晶表示装置
の構成を示す要部断面図である。図１６に示すように、
この反射型液晶表示装置１６は、第１の基板５と透明な
ガラスからなる第２の基板４を備え、第１の基板５上に
アクティブ素子としてＴＦＴ素子１７が各画素に形成さ
れている。ＴＦＴ素子１７や駆動用配線（図示せず）上
には層間絶縁膜１８が形成され、ＴＦＴ素子１７のドレ
イン端子（図示せず）と光反射性画素電極１９とはコン
タクトホールを介して電気的に接続される。光反射性画
素電極１９上には、配向膜３が１００ｎｍの厚さで形成
されている。

【０１７９】ここで、光反射性画素電極１９は、たとえ
ばアルミニウム、ニッケル、クロム、銀や、それを用い
た合金などの導電性の金属材料が使用でき、光の反射性
を有するものである。そして、光反射性画素電極１９の
形状は、コンタクトホールの部分を除くと滑らかな凹凸
を有しており、金属反射面が鏡面になることを防止して
いるものである。

【０１８０】次に、その形成方法についてさらに詳細に
説明する。

【０１８１】上記のＴＦＴ素子１７および駆動用配線
（図示せず）を形成した基板５表面に、感光性樹脂材料
からなる大突起２０および小突起２１をそれぞれ多数形
成した。これら大突起２０および小突起２１は、底部直
径Ｄ１，Ｄ２（図１６参照）の円形のパターンをフォト
リソグラフィーの技術によって多数形成したものであ
る。このＤ１，Ｄ２は、それぞれ例えば５μｍと３μｍ
に設定されている。また、これらの間隔Ｄ３は少なくと
も２μｍ以上に設定されている。また、これらの突起の
高さは、感光性樹脂材料の形成時の膜厚により制御で
き、本実施例では１．５μｍとし、その後の露光工程、
焼成工程によって、なだらかな突起に形成した。

【０１８２】これに次いで、上記突起２０，２１を被覆
し、これら突起２０，２１の間の平坦部を埋めるべく、
同様の感光性樹脂材料で平滑化膜２２を形成した。この
ようにして、平滑化膜２２の表面は、突起２０，２１の
影響を受けて、滑らかな曲面状に形成され、目的の形状
が得られた。なお、上記コンタクトホール部には、突起
および平滑化膜２２のどちらも形成されないように作製
している。

【０１８３】以上のような構造のＴＦＴ素子基板２３を
作製することにより、光反射性画素電極１９が反射板を
兼務して液晶層１の近くに配置されて視差を生じること
なく、しかも、液晶層１を通過し光反射性画素電極１９
によって反射される光がＴＦＴ素子１７や素子駆動用配
線（図示しない）部分のために損なわれることのない、
いわゆる開口率の高い明るい反射型液晶表示装置のＴＦ
Ｔ素子基板２３を実現した。

【０１８４】一方、上記ＴＦＴ素子基板２３とともに用
いる他方の基板には、反射方式に合わせて、高明度化さ
れたカラーフィルタ２４を配置した。このカラーフィル
タ２４には、各画素間に色の混合を防止し、画素電極間
の電圧未印加部や電界乱れに伴う暗表示での反射光のも
れを防止するブラックマトリクス２５を配している。

【０１８５】このブラックマトリクス２５は、ここに入
射する光がすでに概ね円偏光になっており、ブラックマ
トリクス２５による反射光は出射時に再度光学位相差補
償板の作用を受け偏光板に吸収されるので、低コストの
金属膜等を用いてもブラックマトリクス２５が反射光を
生じて視認性を悪化させることはなかった。なお、さら
に、ブラックマトリクス２５に低反射処理を行うとより
高コントラストな表示に好適であることは言うまでもな
い。

【０１８６】このカラーフィルタ２４上に、透明電極６
としてＩＴＯ(Indium Tin Oxide)をスパッタリングによ
ってマスクデポして、１４０ｎｍ厚の所望のパターンを
有するＴＦＴ素子駆動用の光反射性画素電極１９の対向
電極６を形成した。そして、その上に配向膜２を形成
し、カラーフィルタ基板２６とした。

【０１８７】なお、透明電極６が１４０ｎｍ厚以外の厚
さであっても、入射光が透明電極６の膜厚の干渉効果で
液晶層１に到達することなく反射する光は、光学位相差
補償板８，９と偏光板１０によって吸収されるので、暗
状態には影響なく、視認性を損なわない。

【０１８８】また、このときに用いられたカラーフィル
タ２４は、偏光板を利用した高コントラスト表示モード
に適した明度になるように適正に設計され、ブラックマ
トリクス２５の開口率が９０％の場合に、カラーフィル
タ基板２６の透過率がＹ値で５０％であった。

【０１８９】このように準備されたＴＦＴ素子基板２３
とカラーフィルタ基板２６とに、ラビング法によって配
向処理を施し、液晶層１の厚さを保持するためのプラス
ティックスペーサー（図示せず）の散布、周縁部のシー
ル配置工程をへて対向配置し、位置合わせのうえ加圧下
にて硬化させて封止し、液晶注入用液晶セルを準構し
た。そして、液晶層１には、誘電異方性Δεが正である
液晶材料を真空注入法にて導入した。以後、液晶表示装
置の方位の表現は、装置に正対する観察者の上下左右方
向を時計の文字盤の向きで、上方位を１２時方位として
記載する。

【０１９０】上記カラーフィルタ基板２６の液晶層１と
反対側には、ポリビニールアルコール製の延伸フィルム
からなる光学位相補償板８及び光学位相差補償板９とが
設けられ、さらにその上には、偏光板１０が配置されて
いる。

【０１９１】本実施例の、円偏光板１００を構成する偏
光板１０、光学位相差補償板８、及び光学位相差補償板
９の配置は、図１７に示すように設定した。なお、図１
７において、１１は偏光板１０の透過軸方位、１２は光
学位相差補償板９の遅相軸方位、１３は光学位相差補償
板８の遅相軸方位、１４はカラーフィルタ基板２６上に
形成された配向膜２に接触する即ち配向膜２近傍の液晶
分子の配向の方位、１５はＴＦＴ素子基板２３上に形成
された配向膜３に接触する即ち配向膜３近傍の液晶分子
の配向の方位をそれぞれ示すものである。ここで、カラ
ーフィルタ基板２６上の配向膜２の配向処理方位１４は
装置の３時方位になるように作製している。

【０１９２】そして、これらの配置関係は、図１７に示
すように、偏光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補
償板８の遅相軸方位１３とのなす角度θ１を７５°、偏
光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補償板９の遅相
軸方位１２とのなす角度θ２を１５°、カラーフィルタ
基板２６上の液晶分子の配向方向１４と偏光板１０の透
過軸方位１１との成す角度θ３を１３０°としたもので
ある。

【０１９３】また、液晶層１は液晶材料導入後に４．０
〜５．０μｍの層厚になるよう調整された液晶層を用
い、液晶はΔｎが０．０６６７のものを用い、液晶層厚
と複屈折率差の積を概ね３００ｎｍになるように設定し
た。液晶層１の層厚は、光反射性画素電極１９の凹凸の
ため、位置によって異なる値をもつ。

【０１９４】さらに、このようにして作製された液晶表
示パネルの周囲に駆動用回路を実装し、反射型液晶表示
装置とした。

【０１９５】本実施例の反射型液晶表示装置では、光反
射性画素電極１９が液晶層１の近くに配置されているの
で、視差がなく、良好な高解像度表示が実現された。反
射光は、光反射性画素電極１９に付与した凹凸形状によ
り、観察者の顔が写り込むことがなく、良好な白表示を
実現できた。さらに、散乱性を有するものが液晶表示装
置の前面に配置されないので、良好な暗状態を示し、そ
れらのため、高コントラスト比の表示となった。

【０１９６】また、高明度のカラーフィルタ２４を使用
したので、偏光板を利用した表示であっても十分な明度
が確保でき、暗状態の反射率が低く、この暗状態に選択
された色要素による反射光が明状態に選択された色要素
の反射光とともに観察されて色純度が悪化することが無
い。これにより、高明度のカラーフィルタ２４で彩度が
低いにもかかわらず、カラーフィルタ２４の色再現範囲
を損なうことのない良好な色再現性であった。

【０１９７】また、各画素に印加される電圧が暗状態と
明状態との中間状態に設定されることによって、中間調
の再現にも問題無く、したがって、カラーフィルタ２４
の各色の中間色彩の表現にも問題無かった。また、実際
の駆動においても応答速度は動画再現に問題無いことを
確認した。

【０１９８】以上のように、多階調表示可能で、動画表
示の可能な、良好な色再現範囲を確保した反射型液晶表
示装置が実用的な作製法により実現できた。

【０１９９】〔実施例９〕実施例９として、面内に異方
性を有するような凹凸形状の光反射膜を作製することに
よって明度の向上を図り、さらにその明度の高い方位に
液晶層の傾斜視角の良好な方位を向けた例について説明
する。

【０２００】実施例９では、実施例８で作製した反射型
液晶表示装置の光反射性画素電極１９の凹凸形状を、異
なるパターンで作製し、凹凸形状を反射性電極の形成さ
れた平面内の方位によって異なるものを作製した。

【０２０１】本実施例においては、上記条件を満たすパ
ターンのものとして、図１８の要部拡大平面図に示すよ
うに、凹凸形状は円形ではなく楕円形で、方向性を有す
るものを作製した。この凹凸形状の光反射膜のみの光反
射板の反射特性を、図１９に示すような測定系の配置で
測定した。つまり、図１９に示すように、照明光を３０
°傾斜方位から入射させ、光反射板面の法線方位に向か
う反射光強度を、その光源を回転させ反射の異方性を測
定した。

【０２０２】その結果は図２０に示すようなものにな
り、特定の方位からの光を効率よく液晶表示装置正面に
向けていることが確認された。ただし、液晶材料の屈折
率が空気とは大きく異なっていることを考慮し、測定に
際しては光反射板面に屈折率１．５１６のインマージョ
ンオイル（マッチングオイル）を滴下し、その上から透
明なガラス板を貼付して測定した。また、測定値は、１
００％がＭｇＯの標準拡散板（標準白色板）を同様に測
定した場合の値になるよう、換算して得られたものであ
る。図２０において、曲線２０−１は本実施例の異方性
拡散性反射板の測定換算値であり、曲線２０−２は実施
例８で用いたものと同様の拡散性反射板の同様の測定換
算値である。

【０２０３】この結果、図２０に示すように、本実施例
の凹凸形状の平均周期が反射板面内で変化しているよう
な方向性の反射板による曲線２０−１では、照明光の入
射方位φの変化に伴って、反射明度（反射光強度）が大
きく変化している。これに対して、凹凸形状に異方性が
ない反射板（実施例８）による曲線２０−２では、その
照明光の入射方位φの変化に伴う反射明度（反射光強
度）の変化がそれほど大きくない。

【０２０４】これらのことから、本願発明者らは、反射
明度を高めるためには、本実施例にて用いた反射板のよ
うに、平均凹凸周期が反射板面内の方位によって変化す
るような方向性（異方性）が有力な手段となることを見
い出したものである。さらに、図２０においてφ＝９０
°，２７０°の方位が凹凸形状の平均周期の短い方位で
あり、このように、平均周期の短い方位からの照明光の
反射明度が高いことが確認されたことになる。

【０２０５】このような特徴を有する光反射板を備えた
ＴＦＴ素子基板２３と、実施例８と同様に作製されたカ
ラーフィルタ基板２６とに、実施例８と同様の配向膜
２，３を形成し配向処理を行って（ツイスト角７０
°）、４種類のサンプルを作製した。

【０２０６】これらのサンプルでは偏光板１０、光学位
相差補償板８、及び光学位相差補償板９の配置が異な
り、それらの配置は図２１（ａ）〜（ｄ）に示すような
ものである。なお、図２１（ａ）〜（ｄ）において、前
述の図１７と同様に、１１は偏光板１０の透過軸方位、
１２は光学位相差補償板９の遅相軸方位、１３は光学位
相差補償板８の遅相軸方位、１４はカラーフィルタ基板
２６上に形成された配向膜２に接触する即ち配向膜２近
傍の液晶分子の配向の方位、１５はＴＦＴ素子基板２３
上に形成された配向膜３に接触する即ち配向膜３近傍の
液晶分子の配向の方位をそれぞれ示し、この図は液晶表
示装置の入射光の方位から観察したものである。

【０２０７】すなわち、図２１（ａ）に示すサンプルで
の配置関係は、偏光板１０の透過軸方位１１と光学位相
差補償板８と遅相軸方位１３とのなす角度θ１を７５
°、偏光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補償板９
の遅相軸方位１２とのなす角度θ２を１５°、カラーフ
ィルタ基板２６上の液晶分子の配向方向１４と偏光板１
０の透過軸方位１１とのなす角度θ３を１３０°とした
ものであり、このサンプルをサンプル♯９ａとする（上
記実施例８と同様のもの）。なお、カラーフィルタ基板
２６上の液晶分子の配向方向１４を３時方向に平行とし
ている。

【０２０８】また、図２１（ｂ）に示すサンプルでの配
置関係は、偏光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補
償板８の遅相軸方位１３とのなす角度θ１を７５°、偏
光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補償板９の遅相
軸方位１２とのなす角度θ２を１５°、カラーフィルタ
基板２６上の液晶分子の配向方向１４と偏光板１０の透
過軸方位１１とのなす角度θ３を１３０°としたもので
あり、このサンプルをサンプル♯９ｂとする。なお、カ
ラーフィルタ基板２６上の液晶分子の配向方向１４を１
２時方向に平行としている。

【０２０９】また、図２１（ｃ）に示すサンプルでの配
置関係は、偏光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補
償板８の遅相軸方位１３とのなす角度θ１を７５°、偏
光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補償板９の遅相
軸方位１２とのなす角度θ２を１５°、カラーフィルタ
基板２６上の液晶分子の配向方向１４と偏光板１０の透
過軸方位１１とのなす角度θ３を４０°としたものであ
り、このサンプルをサンプル♯９ｃとする。なお、カラ
ーフィルタ基板２６上の液晶分子の配向方向１４を３時
方向に平行としている。

【０２１０】また、図２１（ｄ）に示すサンプルでの配
置関係は、偏光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補
償板８の遅相軸方位１３とのなす角度θ１を７５°、偏
光板１０の透過軸方位１１と光学位相差補償板９の遅相
軸方位１２とのなす角度θ２を１５°、カラーフィルタ
基板２６上の液晶分子の配向方向１４と偏光板１０の透
過軸方位１１とのなす角度θ３を４０°としたものであ
り、このサンプルをサンプル♯９ｄとする。なお、カラ
ーフィルタ基板２６上の液晶分子の配向方向１４を１２
時方向に平行としている。

【０２１１】なお、これらのサンプルは、光反射板作製
の凹凸形状パターン作製工程以外は上記実施例８と同様
に作製されたものである。

【０２１２】このような凹凸形状の光反射板を持つ各サ
ンプルの反射型液晶表示装置を、目視観察したところ、
各サンプル♯９ａ〜♯９ｄにおいて、上記実施例８のも
のよりさらに正面方向から観察すると明度の高い表示が
実現され、異方性凹凸の明度向上効果が発現した。この
とき、反射明度が高いのは、１２時方位と６時方位から
照明光が入射した場合であった。さらに、正面方位から
照明し、傾斜方位からの観察においても、同様に１２時
方位と、６時方位で明度が高かった。

【０２１３】さらに、これらのサンプルの液晶表示装置
に正面方位から照明光を入射させ、正面より４５度傾斜
したさまざまな方位から観察したところ、サンプル♯９
ａとサンプル♯９ｄは、反射明度が高い傾斜方位である
６時方位および１２時方位で良好な表示となり、さらに
これらの方位において良好なコントラストの表示が実現
し、明度の高い観察方位からは特に傾斜に伴う表示変化
は感じられなかった。一方、サンプル♯９ｂとサンプル
♯９ｃは、明度の高い方位である６時方位及び１２時方
位の表示にコントラスト比の悪化が観察された。

【０２１４】これは、液晶表示変調層（液晶層１）のも
っとも視認性の優れた視野角方位は、異なるθ３の値に
対して異なっていることを示している。また、この視認
性の良好な方位を上記の光反射板の異方性凹凸形状の明
度の高い方位に一致させたサンプル♯９ａ及びサンプル
♯９ｄによって、本発明の偏光板と光学位相差補償板と
液晶変調層（液晶層）の高いコントラスト比を生かした
高品位表示が可能になった。

【０２１５】なお、本発明の液晶表示装置の主たる使用
環境にあわせて本実施例で用いた光反射板の異方性凹凸
形状の方位を他の方位に設定することも可能であり、か
つ、その場合には液晶配向と偏光板および光学位相差補
償板の設定角を同様に高明度な方位に傾斜視野角特性の
良好な方位に向けることが同様の効果をもたらすことは
言うまでもない。

【０２１６】〔実施例１０〕次に、実施例１０として、
本発明の反射型液晶表示装置の主な利用分野である携帯
機器における情報入力手段としてのタッチパネルを用い
たタッチパネル一体型反射型液晶表示装置の実施例につ
いて説明する。

【０２１７】まず、本実施例で用いたタッチパネルの概
略構成を、その要部断面図である図２２に示す。図２２
に示すように、このタッチパネル３１は、押圧位置検出
用の透明電極３０が形成された支持基板２８と、押圧位
置検出用の透明電極２９が形成された可動基板２７と
が、空隙を介して、透明電極２９，３０が対向するよう
にして配置されて構成される平面状感圧素子である。な
お、可動基板２７および支持基板２８ともに複屈折を持
たないものを用いた。

【０２１８】本実施例の概略構造を図２３の要部断面図
に示す。図２３に示すように、本実施例のタッチパネル
一体型反射型液晶表示装置は、タッチパネル３１の可動
基板２７上に、光学位相差補償板８、光学位相差補償板
９、偏光板１０を貼付し、これが上記実施例８の偏光板
１０及び光学位相差補償板８，９の貼付されていないも
のと同様の構造の液晶駆動セルの表示面側に配置された
ものである。

【０２１９】このとき、液晶層１の配向方位と偏光板１
０及び光学位相差補償板８，９の配置は前述の図１７に
示したと同様のもの（実施例８）であり、また、タッチ
パネル以外の構成は同様である。なお、タッチパネルの
支持基板２８と反射型液晶表示装置のカラーフィルタ基
板２６の間隙を一定に保つことによって押圧力伝達防止
効果を持たせるべく、空隙３２を設け、押圧力緩衝部材
を用いることなく軽量にタッチパネルヘの押圧力がカラ
ーフィルタ基板２６に伝わらないよう構成した。

【０２２０】また、比較例として、図２４の要部断面図
に示すような構造のタッチパネル一体型反射型液晶表示
装置を作製した。すなわち、比較例の構造は、上記実施
例８の構造のものの偏光板１０の上部に、図２２に示し
たタッチパネル３１を配置したものである。したがっ
て、本実施例と比較例とにおいて異なる点は、タッチパ
ネル３１の配置位置だけである。

【０２２１】次に、これら本案施例と比較例との比較を
行った。まず、比較例のものでは、タッチパネルでの反
射光成分が直接観察されて大きく視認性を劣化させた。
この反射光は、押圧位置検出用透明電極２９，３０に挟
持された空隙によるものだけではなく、タッチパネル支
持基板２８と偏光板１０に挟持された空隙によっても生
じていた。

【０２２２】これに対して、本実施例のものでは、比較
例で発生したような反射光成分はまったく観察されず、
タッチパネルを用いない場合（実施例８）と同様に、非
常に良好な表示を示した。そして、本実施例のもので
は、比較例のように、タッチパネルの押圧位置検出用透
明電極２９，３０に挟持された空隙によるものも観察さ
れなかった。

【０２２３】さらに、押圧力伝達防止用空隙３２とタッ
チパネル支持基板２８との界面、タッチパネル支持基板
２８と液晶表示装置のカラーフィルタ基板２６との界面
による反射も観察されなかった。したがって、実施例１
０によれば、押圧力緩衝部材が不要で軽量で、かつ、表
示装置が入力装置の反射防止手段によるところの円偏光
状態を有効に表示に利用できる、入力装置（タッチパネ
ル）一体型反射型液晶表示装置が実現できた。

【０２２４】また、詳細は示さないが、タッチパネル３
１の可動基板２７を省略し、光学位相差補償板８の液晶
層１側に透明電極２９を直接配置して、より簡便かつ軽
量な構成が可能であった。

【０２２５】〔発明の第２の実施の形態〕以下に、本発
明の実施の他の形態ついて、図面を参照して説明する。

【０２２６】尚、説明の便宜上、前記実施の形態にて示
した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を
付記し、その説明を省略する。

【０２２７】これまでは、液晶層に電圧を十分に印加し
た場合に関しては、液晶層に偏光変換作用がなく、この
ような近似の下に良好な特性が得られた例を記載した
が、さらに、液晶に印加される電圧が有限の電圧にとど
まることを考慮して、詳細な最適化を行うことが有効で
ある。

【０２２８】つまり、前述の図１を参照して説明する
と、液晶に印加される電圧の最大値において黒表示を実
現するが、このときの液晶は、全く基板法線方向に向い
ているのではなく、液晶の配向には基板４，５に平行な
成分が残る効果を考慮する。これを考慮した暗表示の条
件は、これまでと同様に、液晶に実用上の最大電圧を印
加した状態において、偏光板１０から入射した光が、光
学位相差補償板８，９と液晶層１を共に通過した段階で
円偏光になることである。

【０２２９】このとき液晶層１には、実用上の最大電圧
が印加されているため、ほぼ偏光変換作用が生じない状
態になってはいるものの、液晶配向の基板に平行な成分
にしたがって若干の偏光変換作用（以後、残留位相差と
称する）が残っており、これに合わせて、光学位相差補
償板８，９をこれまでの条件から若干変更することによ
って、実用上の最大電圧で良好な暗表示が実現する。

【０２３０】一方、このようにして良好な暗表示を実現
するように最適化された光学位相差補償板８，９と液晶
層１の配向を用いて良好な明表示を得る条件は、同様
に、反射板３面上での偏光状態が直線偏光であることで
あるが、それを実現する液晶層１の設計パラメータは、
これまでの液晶の残留複屈折が無視できる程度に十分な
電圧が印加可能であった場合に準じている。

【０２３１】つまり、液晶の残留位相差に合わせて若干
の変更を受けた光学位相差補償板８，９を用いた場合、
液晶層１の設定は、変更以前の液晶層１の設定から大き
くずれることはなく、これまでの設定に基づく探索が可
能である。

【０２３２】図２５に、本実施形態の反射型液晶表示装
置の概略構成を示す。図２５に示すように、この反射型
液晶表示装置は、前述した実施の形態１の反射型液晶表
示装置において、円偏光板１００における光学位相差補
償板８と基板４との間に、液晶層１の残留位相差をキャ
ンセルするために第３の光学位相差補償板１０１が配設
されている構成である。図２６に、この反射型液晶表示
装置における３枚の光学位相差補償板８，９，１０１の
配置の一例を示す。

【０２３３】液晶層１の残留位相差は、液晶層１の設定
が本願発明に示したツイスト角の設定の中心付近である
ツイスト角７０度付近では、液晶層１の基板４，５の中
央の液晶配向方向に平行な遅相軸の複屈折成分が残留す
る。これをキャンセルするには、この液晶配向と直交し
た方位に遅相軸を有する光学位相差補償板を第３の光学
位相差補償板１０１として配置するのが適している。そ
のリタデーションの量は、液晶に印加される最大電圧に
依存するものの、概ね１０から５０ｎｍ前後にすること
で、液晶層１の残留位相差をキャンセルできる。

【０２３４】続いて、図２５の反射型液晶表示装置に対
し、視野角の改善を図り、良好な表示を実現する方法を
さらに検討する。

【０２３５】図２５の反射型液晶表示装置では、実際に
駆動される電圧の最大値において良好な暗表示を実現
し、これによって良好な表示が得られる方法において
は、液晶層１に十分な電圧が印加された状態での液晶の
残留複屈折を補償することが有効である。

【０２３６】このため、液晶層１の残留複屈折を良好に
キャンセルできるような観察角度範囲を拡大することに
より、視野角の拡大が可能である。これを実現するため
には、液晶の配向の立体配置を考慮した光学位相差補償
板の使用が有効である。

【０２３７】図２７に、液晶層１の実駆動状態における
立体配向の概略を示す。なお、この図２７は、図２５の
反射型液晶表示装置における液晶配向を実際より忠実に
したものである。この状態において、液晶層１を表示面
法線方向に通過する光に対しては、通常の平面内に遅相
軸方位を有する一軸性の光学位相差補償板で残留複屈折
のキャンセルが可能になるが、液晶層１を傾斜して通過
する光に関しては、さらに液晶層１の配向の傾斜を考慮
した光学位相差補償板の使用が有効である。

【０２３８】まず、液晶が概ね基板４，５に垂直に配向
していることから、液晶層１の屈折率は、基板法線方向
の電界に対する成分が大きくなっている。これをキャン
セルするには、第３の光学位相差補償板１０１の層厚方
向の電界に対する屈折率が小さいような特性を有する光
学位相差補償板が有効であり、光学位相差補償板１０１
を光学的に１軸性で膜厚方向の電界に対する屈折率が膜
面方向よりも小さい光学位相差補償板にすることでこれ
が実現される。さらに、前述の液晶層の層面内方向の残
留位相差をキャンセルさせるべく、光学的に２軸性の屈
折率楕円体となっていてもよい。

【０２３９】また、さらに厳密には、液晶配向が基板
４，５に完全には垂直でない点を考慮することが有効で
ある。特に、反射型液晶表示装置に拡散性反射膜や、表
示面に対して反射膜が傾斜して配置される場合、より一
般的に、光の方位が表示面に関して正反射方向とは異な
る方向に変更するような作用を有する反射面を用いた場
合には、液晶層１を通過して光反射膜７に達するまでの
光路と、光反射膜７から液晶層１を通過する出射時の光
路それぞれに対して液晶の残留複屈折をキャンセルさせ
ることが良好な視野角の実現には有効である。

【０２４０】図２８によって、さらに詳細に説明する。
図２８に記載したように、反射型液晶表示装置の正面方
向の観察者に対して周囲の照明光Ａが用いられる場合か
ら、照明光Ｂが主に用いられる場合に照明環境が変化す
る場合を考える。

【０２４１】このとき、観察者と液晶表示装置の位置が
固定されているにもかかわらず、周囲の照明光の変化に
よって、暗表示の明度や色相が変化してしまう。これ
は、液晶層１を通過する光路の方向によって、液晶の残
留複屈折のキャンセルの程度が変化するためであり、こ
れを防止することによって、更に良好な表示を実現でき
る。

【０２４２】〔実施例１１〕実施例１１として、前述の
図２５に示した構成の反射型液晶表示装置を、表６に記
載のパラメータにて作製し、２つのサンプル♯１１ａ，
♯１１ｂを得た。

【０２４３】

【表６】

【０２４４】各サンプル♯１１ａ，♯１１ｂの電圧反射
率曲線を図２９に記載する。比較のため、実施例３の反
射型液晶表示装置の電圧反射率曲線を記載している。

【０２４５】これから、本実施例のサンプル♯１１ａに
おいては、明表示の反射率が若干低下するものの、良好
な暗表示が実現していることが分かる。また、サンプル
♯１１ｂにおいては、明度の低下もなく、良好な暗表示
が実現している。

【０２４６】ここで、さらに、光学位相差補償板の使用
枚数を削減することによって、さらに低コストなこれら
の構成例と同様の液晶表示装置を作製することを目的
に、光学位相差補償板１０１と光学位相差補償板８の２
枚の作用を光学位相差補償板１枚で実現するための検討
を行った。

【０２４７】このとき、２枚の光学位相差補償板が遅相
軸を平行に配置して積層されている場合には、それぞれ
のリタデーションの和のリタデーションを有する１枚の
光学位相差補償板によって代替が可能であり、また、２
枚の光学位相差補償板が遅相軸を直交に配置して積層さ
れている場合には、それぞれのリタデーションの差のリ
タデーションを有する１枚の光学位相差補償板によって
代替が可能であることを利用した。

【０２４８】つまり、本実施例のサンプル♯１１ｂにお
ける光学位相差補償板８と光学位相差補償板１０１は、
近接して積層配置され、かつ遅相軸方位が直交して配置
されているため、これら２枚の差のリタデーションを有
する光学位相差補償板１枚で代替が可能である。つま
り、光学位相差補償板８のリタデーションの変更によっ
て、サンプル♯１１ａ，♯１１ｂ等と同様の効果が発現
する。

【０２４９】この効果を確かめるため、さらにサンプル
♯１１ｃ，♯１１ｄを作製した。これらの各サンプル♯
１１ｃ，♯１１ｄは、前述の実施の形態１の図１と同様
の断面構造を有している。各サンプル♯１１ｃ，♯１１
ｄにおける光学位相差補償板８，９の配置を、表７に示
す。

【０２５０】

【表７】

【０２５１】各サンプル♯１１ｃ，♯１１ｄにおける電
圧反射率曲線は、図２９に示したサンプル♯１１ｂと同
様であった。

【０２５２】これにより、液晶に印加される実用上の最
大電圧において、液晶の残留位相差をキャンセルするた
めの第３の光学位相差補償板を追加することによってよ
り良好な特性が実現できることが示された。さらに、２
枚の光学位相差補償板を用いる場合にも、リタデーショ
ンの調整によって、同様の効果が実現可能であることを
確認した。つまり、実施の駆動を考慮した光学位相差補
償板の追加や調整を行うことで、より良好な黒表示が実
現できることを確認した。

【０２５３】〔実施例１２〕実施例１２では、液晶層１
の残留複屈折をより多くの方位に関してキャンセル可能
となるよう、第３の光学位相差補償板１０１として、光
学的に１軸性の傾斜した光軸を有する光学位相差補償板
を配置し、図３０に示す構成の反射型液晶表示装置を実
現し、これをサンプル♯１２ａとした。また、第３の光
学位相差補償板１０１として、２軸性光学位相差補償板
を用いた、図３１に示す構成の反射型液晶表示装置を実
現し、これをサンプル♯１２ｂとした。

【０２５４】この例では、光学位相差補償板１０１の屈
折率楕円体が基板に対して傾斜していない。

【０２５５】ここで、図示していないが、光の拡散性を
有するように、光反射膜７として、図１６の反射型液晶
表示装置と同様の凹凸金属反射板を用いている。

【０２５６】また、サンプル♯１２ｃとして、光学位相
差補償板１０１に正の一軸性の光学位相差補償板を用い
た以外は、サンプル♯１２ａ，♯１２ｂと同じ構成を有
する反射型液晶表示装置を作製した。

【０２５７】各サンプル♯１２ａ〜♯１２ｃの光学素子
の配置を表８に示す。

【０２５８】

【表８】

【０２５９】また、各サンプル♯１２ａ〜♯１２ｃの視
野角の評価結果を表９に記載する。

【０２６０】

【表９】

【０２６１】サンプル♯１２ａに用いた光学位相差補償
板１０１は、延伸方法の工夫によって屈折率楕円体が傾
斜したように作製され、正面方向に透過する光線に対す
るリタデーションが３０ｎｍ程度になるように作製され
ている。

【０２６２】図３０に記載のように、このフィルムは、
電界のｚ成分に対する屈折率のみが他のｘおよびｙ成分
に対する屈折率よりも小さい負の一軸性を示し、かつ、
このｚ方向が平面状フィルムの光学位相差補償板１０１
の面の法線方向から傾斜している。このｚ方位が実用上
の最大電圧における液晶配向の方位に近くなるように配
置され、光学位相差補償板１０１の正面方向の光に対し
ては、ｘ方向が遅相軸として作用する。

【０２６３】この光学位相差補償板１０１は、光学機能
層の厚みをｄ₁₀₁ とし、図３０記載のｘ、ｙ、ｚ方向の
屈折率をそれぞれｎ_x,ｎ_y,ｎ_z として、（ｎ_y −ｎ_z
）ｄ_{1 01} ＝（ｎ_x −ｎ_z ）ｄ₁₀₁ ＝３００ｎｍであっ
た。

【０２６４】さらに、液晶層１の立体配向を精密にキャ
ンセルするべく、ネマティック液晶性配向や、ディスコ
ティック液晶性配向を固定化した高分子フィルムを用い
てもよいことは言うまでもない。

【０２６５】サンプル♯１２ｂに用いた光学位相差補償
板１０１は、延伸方法の工夫によって2 軸性の屈折率楕
円体となるように作製されている。正面方向に透過する
光軸に対するリタデーションが３０ｎｍ程度になるよう
に作製されている。

【０２６６】図３１に記載のように、このフィルムは、
電界の各成分に対する屈折率は、大きいものからｘ成
分、ｙ成分、ｚ成分となる。また、（ｎ_x −ｎ_y ）ｄ
₁₀₁ ＝３０ｎｍ、（ｎ_y −ｎ_z ）ｄ₁₀₁ ＝３００ｎｍで
あった。

【０２６７】表９に示したように、明表示はどれも白表
示であったが、暗表示は、良好なものから、サンプル♯
１２ａ，♯１２ｂ，♯１２ｃとなった。また、全体の評
価は、良好なものから、サンプル♯１２ａ，♯１２ｂ，
♯１２ｃの順になっていた。これは、白表示においても
特性が変動しているが、視覚的な差がないためである。
これに対して、黒表示においては、視覚的な差が大き
く、全体の評価に影響したためである。

【０２６８】以上のように、液晶の立体配向を考慮した
光学位相差補償板の工夫によって、良好な視野角の液晶
表示装置が実現できることを確認した。さらに、光学位
相差補償板８および９を２軸性にすることで、より良好
な暗状態が実現することを確認している。

【０２６９】なお、本実施例においても、実施例１１の
ように、低コスト化のために、光学位相差補償板８と光
学位相差補償板１０１の機能を併せもつ位相差フィルム
が利用可能であることは言うまでもない。

【０２７０】以上説明したように、本発明の反射型液晶
表示装置によれば、光反射膜等の光反射板の反射面を液
晶層側に設置することができ、良好な暗状態を実現でき
る。よって、視差のない、高コントラストの高精細で動
画表示可能な反射型液晶表示装置が実現できる。

【０２７１】また、本発明の反射型液晶表示装置に高明
度に調整されたカラーフィルタを用いれば、良好な色再
現性を有した表示品位の高いカラー表示反射型液晶表示
装置を実現することができる。

【０２７２】

【発明の効果】本発明のタッチパネル一体型反射型液晶
表示装置によれば、反射型液晶表示装置にタッチパネル
を付加する場合に、直線偏光板と２枚の光学位相差補償
板と組み合わせたタッチパネルを配置することにより、
表示特性に悪影響を及ぼす反射光の発生を防止し、高品
位のタッチパネル一体型反射型液晶表示装置が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による一実施形態の反射型液晶
表示装置の概略構造を示す要部断面図である。

【図２】図２は、一実施形態の偏光板と２枚の光学位相
差補償板との配置の設定方位を示す図である。

【図３】図３は、実施例１の反射型液晶表示装置におけ
る反射率を予測するための評価関数の５５０ｎｍの単色
光における数値を等値線図に図示した計算結果グラフで
ある。

【図４】図４は、実施例１の反射型液晶表示装置におけ
る反射率を予測するための評価関数の視感度を考慮した
数値を等値線図に図示した計算結果グラフである。

【図５】図５は、実施例１の反射型液晶表示装置におけ
る反射率を予測するための評価関数とＤ６５標準光源ス
ペクトルによって計算されるＣＩＥ１９３１色度座標の
ｘを等値線図に図示した計算結果グラフである。

【図６】図６は、実施例１の反射型液晶表示装置におけ
る反射率を予測するための評価関数とＤ６５標準光源ス
ペクトルによって計算されるＣＩＥ１９３１色度座標の
ｙを等値線図に図示した計算結果グラフである。

【図７】図７は、図４、図５、図６によって良好なホワ
イトバランスと明度がともに得られる領域を示す図であ
る。

【図８】図８は、実施例３の反射型液晶表示装置の偏光
板と２枚の光学位相差補償板との配置の設定方位を示す
図である。

【図９】図９は、実施例３の反射型液晶表示装置の反射
率の電圧依存性の測定値を示す図である。

【図１０】図１０は、実施例３の反射型液晶表示装置の
反射率の電圧依存性を測定した測定光学系を示す配置概
念図である。

【図１１】図１１は、実施例４の反射型液晶表示装置の
偏光板と２枚の光学位相差補償板との配置の設定方位を
示す図である。

【図１２】図１２（ａ) 、図１２ (ｂ）はそれぞれ実施
例５の反射型液晶表示装置のサンプル♯５ａ，♯５ｂに
ついて、偏光板配置方向と２枚の光学位相差補償板の配
置方向と液晶層の液晶配向との設定方位を示す図であ
る。

【図１３】図１３は、実施例５の反射型液晶表示装置の
反射率の電圧依存性の測定値を示す図である。

【図１４】図１４は、実施例７の上基板近傍の液晶の配
向方向と観察方位を含む平面との配置の設定方位を示す
図である。

【図１５】図１５は、実施例７の反射型液晶表示装置を
θ４の値を変化させて目視観察した結果を示す表であ
る。

【図１６】図１６は、実施例８の反射型液晶表示装置の
概略構造を示す要部断面図である。

【図１７】図１７は、実施例８の反射型液晶表示装置の
偏光板配置方向と２枚の光学位相差補償板の配置方向と
液晶層の液晶配向との設定方位を示す図である。

【図１８】図１８は、実施例９の反射型液晶表示装置に
用いた光反射板の凹凸形状を示す部分拡大平面図であ
る。

【図１９】図１９は、実施例９の反射性電極（光反射
板）の反射特性の測定光学系の測定方位を示す概念図で
ある。

【図２０】図２０は、図１９の測定系による実施例９の
反射性電極（光反射板）の反射特性の測定値を示す図で
ある。

【図２１】図２１（ａ）ないし図２１（ｄ）はそれぞれ
実施例９の反射型液晶表示装置のサンプル♯９ａ，♯９
ｂ，♯９ｃ，♯９ｄについて、偏光板配置方向と２枚の
光学位相差補償板の配置方向と液晶層の液晶配向との設
定方位を示す図である。

【図２２】図２２は、実施例１０のタッチパネル一体型
反射型液晶表示装置に用いたタッチパネルの概略構造を
示す要部断面図である。

【図２３】図２３は、実施例１０のタッチパネル一体型
反射型液晶表示装置の概略構造を示す要部断面図であ
る。

【図２４】図２４は、比較例のタッチパネル一体型反射
型液晶表示装置の概略構造を示す要部断面図である。

【図２５】図２５は、本発明による他の実施形態の反射
型液晶表示装置の概略構造を示す要部断面図である。

【図２６】図２６は、他の実施形態の偏光板と２枚の光
学位相差補償板との配置の設定方位を示す図である。

【図２７】図２７は、反射型液晶表示装置の液晶層の配
向の電圧による違いを示す説明図である。

【図２８】図２８は、反射型液晶表示装置の液晶層の配
向の方向と照明方向の関係によって視野角が変化する様
子を示す説明図である。

【図２９】図２９は、実施例１１の反射型液晶表示装置
の反射率の電圧依存性の測定値を示す図である。

【図３０】図３０は、実施例１２のサンプル♯１２ａの
構造を示す要部断面図である。

【図３１】図３１は、実施例１２のサンプル♯１２ｂの
構造を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１ 液晶層 ２，３ 配向膜 ４，５ 基板 ６ 透明電極 ７ 光反射膜 ８ 光学位相差補償板 ９ 光学位相差補償板 １０ 偏光板 １１ 偏光板の透過軸方位 １２ 光学位相差補償板９の遅相軸方位 １３ 光学位相差補償板８の遅相軸方位 １４ カラーフィルタ上に形成された配向膜近傍の液晶
分子の配向の方位 １５ ＴＦＴ素子基板上に形成された配向膜近傍の液晶
分子の配向の方位 １６ 反射型液晶表示装置 １９ 光反射性画素電極 ２３ ＴＦＴ素子基板 ２６ カラーフィルタ基板 ２９，３０ 押圧位置検出用透明電極 ３１ タッチパネル ３２ 押圧力伝達防止用空隙

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 孝 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H089 HA18 2H091 FA08X FA11X FA16Y FD06 KA02 KA03 KA10 LA03 LA16 LA20 LA30 5B087 AA02 AB16 CC11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも光反射手段を有する第１の基板
   と光透過性を有する第２の基板とに挟持され、誘電率異
   方性が正で、配向されたネマティック液晶からなる液晶
   層と、少なくとも１枚の直線偏光板を有し、自然光から
   左右廻りいずれかの概ね円偏光を選択的に透過する円偏
   光手段とを備え、少なくとも上記の光反射手段、液晶
   層、円偏光手段が積層配置されて構成され、前記円偏光
   手段に自然光が入射した場合に円偏光を出射する面が前
   記液晶層側に設置されるとともに、該液晶層の液晶の複
   屈折率差と液晶層厚との積が１５０ｎｍ以上３５０ｎｍ
   以下であり、かつ、該液晶層のツイスト角が４５度から
   １００度の範囲であるタッチパネル一体型反射型液晶表
   示装置であって、 前記円偏光手段と前記第２の基板との間に、層状の空隙
   を備えて外部からの押圧力を感知する平面状感圧素子が
   挟持されて構成されることを特徴とするタッチパネル一
   体型反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】少なくとも光反射手段を有する第１の基板
   と光透過性を有する第２の基板とに挟持され、誘電率異
   方性が正で、配向されたネマティック液晶からなる液晶
   層と、少なくとも１枚の直線偏光板を有し、自然光から
   左右廻りいずれかの概ね円偏光を選択的に透過する円偏
   光手段とを備え、少なくとも上記の光反射手段、液晶
   層、円偏光手段が積層配置されて構成され、前記円偏光
   手段に自然光が入射した場合に円偏光を出射する面が前
   記液晶層側に設置されるとともに、該液晶層の液晶の複
   屈折率差と液晶層厚との積が８５ｎｍ以上３５０ｎｍ以
   下であり、かつ、該液晶層のツイスト角が０度より大き
   く１００度以下の範囲であるタッチパネル一体型反射型
   液晶表示装置であって、 前記円偏光手段と前記第２の基板との間に、層状の空隙
   を備えて外部からの押圧力を感知する平面状感圧素子が
   挟持されて構成されることを特徴とするタッチパネル一
   体型反射型液晶表示装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載のタッチパネル一
   体型反射型液晶表示装置において、 前記円偏光手段が、基板法線方向のリタデーションが１
   ００ｎｍ以上１８０ｎｍ以下に設定された第１の光学位
   相差補償板と、基板法線方向のリタデーションが２００
   ｎｍ以上３６０ｎｍ以下に設定された第２の光学位相差
   補償板と、直線偏光板とからなり、かつ、前記直線偏光
   板の透過軸又は吸収軸と前記第１の光学位相差補償板の
   遅相軸とのなす角度をθ１として前記直線偏光板の透過
   軸又は吸収軸と前記第２の光学位相差補償板の遅相軸と
   のなす角度をθ２としたとき｜２×θ２−θ１｜の値が
   ３５度以上５５度以下であることを特徴とするタッチパ
   ネル一体型反射型液晶表示装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載のタッチパネル一体型反射
   型液晶表示装置において、 前記液晶層のツイスト角が６０度から１００度の範囲で
   あると共に、該液晶層の液晶の複屈折率差と液晶層厚と
   の積が２５０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下であり、かつ、前
   記第２の基板近傍の液晶分子の配向方向と前記直線偏光
   板の透過軸又は吸収軸とのなす角度θ３が２０度以上７
   ０度以下又は１１０度以上１５０度以下であることを特
   徴とするタッチパネル一体型反射型液晶表示装置。