JP2004177951A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 表示特性の向上、即ち明るくコントラスト比が高いとともに、視野角が広く、視野依存が少ない表示を行い、室内環境のように比較的暗い場所でも極めて見易い優れた反射型の液晶表示装置を実現する。
【解決手段】 本発明の液晶表示装置は、液晶層１０側から、λ／４板１、λ／２板２、及び偏光板３がこの順に設けられてなる。ここで、偏光板３の吸収軸とλ／２板２の吸収軸とのなす角が略４５°であり、λ／２板２の面内位相差は位相差板１、望ましくはλ／４板１の面内位相差にλ／４を加えた値とされており、λ／４板１の光軸とλ／２板２の光軸は直交している。ここでは、λ／４板１の光軸が１５０°、λ／２板２の光軸が６０°、偏光板３の吸収軸が１５°とされている。
【選択図】 図１
【解決手段】 本発明の液晶表示装置は、液晶層１０側から、λ／４板１、λ／２板２、及び偏光板３がこの順に設けられてなる。ここで、偏光板３の吸収軸とλ／２板２の吸収軸とのなす角が略４５°であり、λ／２板２の面内位相差は位相差板１、望ましくはλ／４板１の面内位相差にλ／４を加えた値とされており、λ／４板１の光軸とλ／２板２の光軸は直交している。ここでは、λ／４板１の光軸が１５０°、λ／２板２の光軸が６０°、偏光板３の吸収軸が１５°とされている。
【選択図】 図１
Description
本発明は、携帯端末等の低消費電力機器に用いられる反射型の液晶表示装置に関する。
反射型液晶表示装置は室内照明や太陽光のような環境光を取り込み、反射板で観測者側に反射させて表示を行っている。この反射型液晶表示装置は、バックライトを必要としないため低消費電力であり、携帯端末やＰＤＡ等に広く用いられている。
このように反射型液晶表示装置は、環境光を利用して表示を行うために低消費電力である反面、比較的コントラスト比や視野角等の表示特性に劣る傾向にある。そこで、表示特性の向上を図るため、以下のような対策が検討されている。
（対策１）
高いコントラスト比及び高い反射強度を実現可能なことから、垂直配向型液晶パネルを用いた反射型液晶表示装置が提案されている。ここでは、図４５（ａ）に示すように、垂直配向型液晶パネルの前面に１／４波長（λ／４）板１０１を設置し、印加電圧オフで黒表示を行っている。
高いコントラスト比及び高い反射強度を実現可能なことから、垂直配向型液晶パネルを用いた反射型液晶表示装置が提案されている。ここでは、図４５（ａ）に示すように、垂直配向型液晶パネルの前面に１／４波長（λ／４）板１０１を設置し、印加電圧オフで黒表示を行っている。
このλ／４板１０１については、その複屈折の波長分散を液晶の波長分散と逆になるようにするため、図４５（ｂ）に示されるように、１／２波長（λ／２）板１０３とλ／４板１０４との２枚から構成する技術も提案されている。なお、図４５（ａ），（ｂ）では便宜上、液晶パネルとして反射電極、液晶層及び透明電極のみを代表して図示する。
電圧無印加状態において液晶分子が略垂直に立っており、理想的な黒表示が実現できる。また、電圧印加状態において、実質的な液晶層の位相差がλ／４になった時に白表示となる。この反射型液晶表示装置においては、視野角特性を向上させるため、液晶パネルとλ／４板１０１との間に負の位相差板１０２を設けることが有効である。この負の位相差フィルムの存在により液晶層の位相差を補償している。
（対策２）
反射板で環境光を観測者側に反射させる場合、反射板を平滑な鏡面にすると正反射領域では明るく、それ以外の領域では暗くなるため視角依存が大きく、また正反射領域でも金属光沢のある表示になってしまう。そこで、反射板の表面に平面形状がドット状の凹凸を形成して反射光を拡散させることにより、視角依存が小さく、金属光沢のない表示を実現する技術（特許文献１参照）が知られている。
反射板で環境光を観測者側に反射させる場合、反射板を平滑な鏡面にすると正反射領域では明るく、それ以外の領域では暗くなるため視角依存が大きく、また正反射領域でも金属光沢のある表示になってしまう。そこで、反射板の表面に平面形状がドット状の凹凸を形成して反射光を拡散させることにより、視角依存が小さく、金属光沢のない表示を実現する技術（特許文献１参照）が知られている。
また、表示方式としては偏光板を１枚用いたねじれ（ツイステッド）ネマティック（ＴＮ）モード（特許文献２参照）が提案されている。ＴＮモードは、正の誘電率異方性を有する液晶を水平方向にツイスト配向させたものであり、入射した環境光を偏光板で直線偏光に変え、電圧無印加では可視光波長の略１／４の位相差を有する位相差板と液晶層により偏光方位を１８０°回転させて白表示、電圧印加では可視光波長のほぼ１／４の位相差を有する位相差板により偏光方位を９０°回転させて黒表示としている。
しかしながら、上述した表示特性向上の対策には、以下に示すような問題がある。
対策１の場合、負の位相差フィルムを作製するには、光学フィルムを２方向に延伸する、あるいは、特殊な光学物質を基体となるフィルム上に塗布するなど特殊なものであり、非常に高度の技術を要するために高価なものとなる。
この負の位相差フィルムを簡便に実現する手法が東北大学より提案されている。これは、所望の負の位相差と同一の面内位相差を持つ一軸延伸フィルムを直交させて積層することで作製される。しかしながら、この場合にはフィルム枚数が多くなり、ディスプレイが分厚くなる、あるいは高価なものになるという問題が生じる。
対策２の場合、ＴＮモードでは電圧印加後も基板界面にアンカリングした液晶がスイッチングしないで残るため、黒輝度が浮いて十分なコントラスト比が得られない問題がある。表示の見やすさは明るさとコントラスト比で規定され、明るければ低いコントラスト比でも見やすく、暗ければ高いコントラスト比が要求される（非特許文献１参照）。反射型液晶表示装置では環境光を取り込み、反射板で観測者側に反射させて表示を行うために室内環境では暗く、コントラスト比が不十分となり表示が見難くなる。
コントラスト比を改善する手段として、位相差板の遅相軸を液晶層のアンカリング方位と略一致させ、残留した液晶層の位相差（残留リタデーション）分だけ位相差板の位相差を減ずることにより黒表示を補償する技術（特許文献３参照）が提案されている。しかしながら、液晶層の波長分散性は位相差板のそれよりも大きいため、黒表示が着色して十分なコントラスト比が得られなかったり、白表示では減じた位相差分だけ液晶層の位相差を大きくする必要があるため、同じコントラスト比を得るには駆動電圧を高くしなければならないという問題がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、表示特性の向上、即ち明るくコントラスト比が高いとともに、視野角が広く、視野依存が少ない表示を実現し、室内環境のように比較的暗い場所でも極めて見易い優れた反射型の液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明者は、鋭意検討の結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
本発明の液晶表示装置は、入射光を反射させる反射層と、前記反射層上に設けられた液晶層と、前記液晶層の前面に設けられた光学補償板とを含み、前記光学補償板は、前記液晶層に近い側から、第１の位相差板、第２の位相差板及び偏光板の積層構造を有してなり、前記第１及び第２の位相差板は、それぞれ一軸異方性を有しており、両者の重ね合わせによりλ／４板の機能と負の位相差板の機能とを合成的に生成する。
本発明の液晶表示装置は、入射光を反射させる反射層と、前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板とを含み、前記反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が略４°以上６°以下の値であるとともに、前記位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．６以上０．９以下の値である。
この場合、本発明の他の態様では、前記反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が略７°以上９°以下の値であるとともに、前記位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．５以上０．８以下の値である。
また、本発明の更に他の態様では、前記位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有しており、反射強度が極大となる方位φと前記偏光板の吸収軸Ｐとのなす角が略６５°以上９０°以下の値であり、当該位相差板の遅相軸Ｆ1と吸収軸Ｐとのなす角が略４５°となるように配置されている。
また、本発明の更に他の態様では、前記位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有しており、反射強度が極大となる方位φと前記偏光板の吸収軸Ｐとのなす角が略９０°以上１１５°以下の値であり、当該位相差板の遅相軸Ｆ1と吸収軸Ｐとのなす角が略１３５°となるように配置されている。
また、本発明の更に他の態様では、前記液晶層の液晶分子を、反射強度が極大となる方位φと当該液晶分子のダイレクタ方位Ｌとのなす角が略４５°以上９０°以下となるように配向させる。
本発明の液晶表示装置は、反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、前記液晶層の前面に順次設けられた１／４波長板、１／２波長板及び偏光板とを含み、前記１／４波長板及び前記１／２波長板の各該当波長を異ならせて、反射強度が極大となる方位において斜め入射又は斜め出射により前記１／４波長板、前記１／２波長板及び前記液晶層により発生する位相差を、反射強度が極小となる方位の前記位相差よりも小さくする。ここで該当波長とは、λ／４板又はλ／２板によりλ／４又はλ／２の位相差を発生する波長を示す。
本発明の他の態様では、前記１／４波長板及び前記１／２波長板の前記各該当波長を、１／４波長及び１／２波長からそれぞれ２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の値だけ異ならせる。
また、本発明の更に他の態様では、前記１／４波長板の前記該当波長を前記１／２波長板の前記該当波長よりも小さくする。
また、本発明の更に他の態様では、前記液晶層と前記１／４波長板との間に負の位相差板を有してなり、前記１／４波長板の前記該当波長を前記１／２波長板の前記該当波長よりも大きくする。
また、本発明の更に他の態様では、前記１／２波長板と前記偏光板との間に他の１／２波長板を有してなり、前記１／４波長板と前記１／２波長板との遅相軸を略直交させるとともに、前記１／２波長板の前記該当波長を前記他の１／２波長板の前記該当波長よりも大きくする。
本発明によれば、表示特性の向上、即ち明るくコントラスト比が高いとともに、視野角が広く、視野依存が少ない表示を行い、室内環境のように比較的暗い場所でも極めて見易い優れた反射型の液晶表示装置を実現することが可能となる。
−本発明の基本骨子−
（基本骨子１）
本発明は、以上の問題点を解決するためにフィルムとして汎用品を用いつつ枚数を減らし、これに合わせて液晶パネルの位相差を最適化するものである。具体的には、少なくとも２枚の位相差板を用いることにより、合成的にλ／４板の機能と負の位相差板の機能とを生成する。ここで、λ／４板とは、想定する光、例えば可視光の波長の１／４の位相差を有するフィルムである。また、負の位相差Ｒｍは、位相差板のｘ方向，ｙ方向，ｚ方向の屈折率をそれぞれｎx，ｎy，Ｎｚとし、光路長をｄとした場合、
Ｒｍ＝（（ｎx＋ｎy）／２−Ｎｚ）・ｄ
で定義される。
（基本骨子１）
本発明は、以上の問題点を解決するためにフィルムとして汎用品を用いつつ枚数を減らし、これに合わせて液晶パネルの位相差を最適化するものである。具体的には、少なくとも２枚の位相差板を用いることにより、合成的にλ／４板の機能と負の位相差板の機能とを生成する。ここで、λ／４板とは、想定する光、例えば可視光の波長の１／４の位相差を有するフィルムである。また、負の位相差Ｒｍは、位相差板のｘ方向，ｙ方向，ｚ方向の屈折率をそれぞれｎx，ｎy，Ｎｚとし、光路長をｄとした場合、
Ｒｍ＝（（ｎx＋ｎy）／２−Ｎｚ）・ｄ
で定義される。
［原理構成１］
図１に本発明の具体的な原理構成を示す。
本発明の液晶表示装置の主要構成は、液晶パネル側（図１及び後述の図２及び図３では便宜上、液晶パネルとして反射電極、液晶層及び透明電極のみを代表して図示する。）から、第１の位相差板である例えばλ／４板１、第２の位相差板である例えばλ／２板２、及び偏光板３がこの順に設けられてなる。ここで、偏光板３の吸収軸とλ／２板２の吸収軸とのなす角が略４５°であり、λ／２板２の面内位相差は位相差板１、望ましくはλ／４板１の面内位相差にλ／４を加えた値とされており（例えば、位相差板１、望ましくはλ／４板１の面内位相差がλ／４＋αであれば、λ／２板２の面内位相差はλ／２＋αとなる。以下、位相差板１を適宜λ／４板１と表記するが、λ／４板に限定されるものではない。）、λ／４板１の光軸とλ／２板２の光軸は直交している。ここでは、λ／４板１の光軸が１５０°、λ／２板２の光軸が６０°、偏光板３の吸収軸が１５°とされている。
なお、図示の例では便宜上、液晶パネル１を反射層の形成された下基板と透明電極の形成された上基板で液晶層を挟持した形で示してある。
図１に本発明の具体的な原理構成を示す。
本発明の液晶表示装置の主要構成は、液晶パネル側（図１及び後述の図２及び図３では便宜上、液晶パネルとして反射電極、液晶層及び透明電極のみを代表して図示する。）から、第１の位相差板である例えばλ／４板１、第２の位相差板である例えばλ／２板２、及び偏光板３がこの順に設けられてなる。ここで、偏光板３の吸収軸とλ／２板２の吸収軸とのなす角が略４５°であり、λ／２板２の面内位相差は位相差板１、望ましくはλ／４板１の面内位相差にλ／４を加えた値とされており（例えば、位相差板１、望ましくはλ／４板１の面内位相差がλ／４＋αであれば、λ／２板２の面内位相差はλ／２＋αとなる。以下、位相差板１を適宜λ／４板１と表記するが、λ／４板に限定されるものではない。）、λ／４板１の光軸とλ／２板２の光軸は直交している。ここでは、λ／４板１の光軸が１５０°、λ／２板２の光軸が６０°、偏光板３の吸収軸が１５°とされている。
なお、図示の例では便宜上、液晶パネル１を反射層の形成された下基板と透明電極の形成された上基板で液晶層を挟持した形で示してある。
λ／２板２は、実質的に２枚の位相差板、ここでは共に光軸が６０°をなすλ／４板２ａ，２ｂを重ね合わせた機能を有する。そして、λ／４板２ａとλ／４板１との光軸が直交するために面内位相差が相殺されて０となり、両者の負の位相差の和のみが残る。即ち、λ／４板１とλ／２板２との重ね合わせにより、図２（ａ）に示すように、負の位相差板４及びλ／４板５を設けたものと同等の機能が得られることになる。
ここで、λ／４板２ａ，λ／４板１として面内位相差がλ／４の場合を例に挙げたが、この負の位相差の値はλ／４板が持つ屈折率の関係で決まる。完全な一軸の位相差板の場合には、ｎyとＮｚとが等しいために負の位相差は１３７ｎｍである。しかしながら、製法によっては二軸のλ／４板となるのが通常であり、この値は前後する。ここで、特に、Ｎｚがｎyより大きい場合には視野角特性が良好となる。
［原理構成２］
図３に本発明の他の例として、具体的な原理構成を示す。ここでは便宜上、反射電極、液晶層及び透明電極のみを代表して図示する。
本発明の液晶表示装置の主要構成は、液晶パネル側から、第１の位相差板である例えばλ／４板１１、第２の位相差板である例えばλ／２板１２、第３の位相差板であるλ／２板１３、及び偏光板１４がこの順に設けられてなる。なお、λ／２板１２とλ／２板１３とをあわせて第２の位相差板と表記している場合もある。ここで、偏光板１４の吸収軸とλ／２板１３の光軸とのなす角をθとして、λ／２板１３の光軸とλ／２板１２の光軸とのなす角がθ±４５°であり、λ／２板１２の面内位相差はλ／４板１１の面内位相差にλ／４を加えた値とされており（例えば、λ／４板１の面内位相差がλ／４＋βであれば、λ／２板１２の面内位相差はλ／２＋βとなる。）、λ／４板１１の光軸とλ／２板１２の光軸は直交している。ここでは、λ／４板１１の光軸が１７０°、λ／２板１２の光軸が８０°、λ／２板１３の光軸が２５°、偏光板１４の吸収軸が１５°とされている。
図３に本発明の他の例として、具体的な原理構成を示す。ここでは便宜上、反射電極、液晶層及び透明電極のみを代表して図示する。
本発明の液晶表示装置の主要構成は、液晶パネル側から、第１の位相差板である例えばλ／４板１１、第２の位相差板である例えばλ／２板１２、第３の位相差板であるλ／２板１３、及び偏光板１４がこの順に設けられてなる。なお、λ／２板１２とλ／２板１３とをあわせて第２の位相差板と表記している場合もある。ここで、偏光板１４の吸収軸とλ／２板１３の光軸とのなす角をθとして、λ／２板１３の光軸とλ／２板１２の光軸とのなす角がθ±４５°であり、λ／２板１２の面内位相差はλ／４板１１の面内位相差にλ／４を加えた値とされており（例えば、λ／４板１の面内位相差がλ／４＋βであれば、λ／２板１２の面内位相差はλ／２＋βとなる。）、λ／４板１１の光軸とλ／２板１２の光軸は直交している。ここでは、λ／４板１１の光軸が１７０°、λ／２板１２の光軸が８０°、λ／２板１３の光軸が２５°、偏光板１４の吸収軸が１５°とされている。
λ／２板１２は、実質的に２枚の位相差板、ここでは共に光軸が８０°をなすλ／４板１２ａ，１２ｂを重ね合わせた機能を有する。λ／２板１２の面内位相差はλ／４板１２ａの面内位相差とλ／４との和であり、λ／４板１２ａの面内位相差とλ／４板１１の面内位相差とは同一である。この場合、λ／４板１２ｂとλ／２板１３との重ね合わせにより逆波長分散のλ／４板の機能が生成される。そして、λ／４板１２ａとλ／４板１１との光軸が直交するために面内位相差が相殺されて０となり、両者の負の位相差の和のみが残る。即ち、λ／４板１１とλ／２板１２との重ね合わせにより、図２（ｂ）に示すように、負の位相差板１５及びλ／４板１６を設けたものと同等の機能が得られることになる。
ここで、この負の位相差の値は、これらの位相差板が持つ屈折率の関係で決まる。完全な一軸の位相差板の場合にはｎyとＮｚとが等しいので負の位相差は位相差板の面内位相差の半分である。本例では、２枚の組み合わせであるため、負の位相差は面内位相差と同一となる。しかしながら、製法によっては二軸の位相差板となるのが通常であり、この値は前後する。ここで、特に、Ｎｚがｎyより大きい時には視野角特性が良好となる。
（基本骨子２）
本発明では、表示方式を、偏光板を１枚用いた垂直配向（ヴァーティカル・アライメント：ＶＡ）モードとし、反射凹凸の平均傾斜角毎に特定の位相差を有する位相差板を偏光板と液晶層の間に配置する。これにより、平均傾斜角毎に最適な補償条件を提案すると共に、安価な位相差板を用いて補償することができる。平均傾斜角の大小は用途によって使い分けられ、小型パネル向けには平均傾斜角が小さいものが、大型パネル向けには平均傾斜角が大きいものが用いられる。これは小型パネルが持ち運びに容易なため、光源により近い環境下で使用することを前提としており、この場合、基板鉛直方向に出射する光は比較的浅い角度で入射するからである。一方、大型パネルは持ち運びが不便なため、机上等の光源とやや離れた環境下で使用することを前提としており、この場合、基板鉛直方向に出射する光は比較的深い角度で入射するからである。
本発明では、表示方式を、偏光板を１枚用いた垂直配向（ヴァーティカル・アライメント：ＶＡ）モードとし、反射凹凸の平均傾斜角毎に特定の位相差を有する位相差板を偏光板と液晶層の間に配置する。これにより、平均傾斜角毎に最適な補償条件を提案すると共に、安価な位相差板を用いて補償することができる。平均傾斜角の大小は用途によって使い分けられ、小型パネル向けには平均傾斜角が小さいものが、大型パネル向けには平均傾斜角が大きいものが用いられる。これは小型パネルが持ち運びに容易なため、光源により近い環境下で使用することを前提としており、この場合、基板鉛直方向に出射する光は比較的浅い角度で入射するからである。一方、大型パネルは持ち運びが不便なため、机上等の光源とやや離れた環境下で使用することを前提としており、この場合、基板鉛直方向に出射する光は比較的深い角度で入射するからである。
ＶＡモードでは、スイッチングがＴＮモードと逆になるが、入射した環境光を偏光板で直線偏光に変え、可視光波長のほぼ１／４の位相差を有する位相差板で偏光方位を９０°回転させ、偏光板にそれを吸収させて黒表示を行う点は同じである。但し、ＶＡモードでは電圧無印加で黒表示となるため、ＴＮモードのように基板界面にアンカリングした液晶層がスイッチングしないで残ることはなく、原理的にコントラスト比を高くすることができる。
しかしながら、反射凸凹を有する反射型液晶表示装置では観測者側に反射される光は略斜め入射であり、また基板界面の液晶も反射凹凸により傾斜配向しているため、電圧無印加でも液晶層は位相差を有している。基板面に対する観測角度（出射角）と反射凸凹の傾斜角分布が既知であれば液晶に対する光の入出射角が求まるため、この位相差を見積もることが可能であり、基板鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、この位相差と略同等の位相差を有する位相差板を用いて液晶相の位相差をキャンセルすれば完全な黒表示を得ることができる。
基板鉛直方向に負の屈折率異方性を有する位相差板を用いて垂直配向した液晶層の位相差を補償する技術として、斜め入射する光に対して楕円偏光を生ぜしめ、この楕円偏光の長軸が観測面と一定の角度を形成し、斜方降下してくる光が液晶層を透過し切った場合にこの角度を消し去るように位相差板を構成する方法が知られている（特許文献４参照）。この技術は斜め入射した光が反射板に到達した時に円偏光となるように位相差板を設定することを特徴としている。
しかしながら、反射凹凸を有する反射型液晶表示装置では液晶が反射凹凸により傾斜配向しているため、液晶への光の入射角は往路と復路で異なり、発生する位相差も異なっている。前記技術は往路と復路で発生する位相差が等しい場合には、補償条件として成り立つが、異なる場合はずれが発生するため成り立たなくなる。
また、一つの屈折率（Ｎｚ）が他の二つの屈折率（ｎx、ｎy）より小さい複屈折補償媒体（位相差板）を用いて補償を行う方法が知られている（特許文献５参照）。この技術は液晶表示装置を斜め方向からみた場合に発生する位相差をｎx、ｎy＞Ｎｚの屈折率異方性を有する位相差板を用いて補償するものであるが、このような位相差板は基板面内方向に大きな位相差を発生させないようにするため、二軸延伸といった高度な延伸処理が必要になり、一軸延伸の位相差板に比べて高価になる。
［原理構成１］
この液晶表示装置は、入射光を反射させる反射層と、反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板とを含む。反射層は表面に凹凸が形成されており、凹凸の平均傾斜角が略４°以上６°以下の値であるとともに、位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．６以上０．９以下の値である。電圧無印加における液晶層の位相差は基板面に対する観測角度（出射角）と反射凸凹の傾斜角分布により見積もることが可能であるが、ある観測角度において最適な位相差が、ある観測角度では最適でないという問題が往々にして発生する。特に反射凹凸の平均傾斜角が小さいとこの差が顕著であり、どの観測角度に対する位相差を優先的にキャンセルすべきか十分考慮して位相差板を選択しないと、特定角度において光もれが大きくなり、コントラスト特性を大きく損なうことになる。
この液晶表示装置は、入射光を反射させる反射層と、反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板とを含む。反射層は表面に凹凸が形成されており、凹凸の平均傾斜角が略４°以上６°以下の値であるとともに、位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．６以上０．９以下の値である。電圧無印加における液晶層の位相差は基板面に対する観測角度（出射角）と反射凸凹の傾斜角分布により見積もることが可能であるが、ある観測角度において最適な位相差が、ある観測角度では最適でないという問題が往々にして発生する。特に反射凹凸の平均傾斜角が小さいとこの差が顕著であり、どの観測角度に対する位相差を優先的にキャンセルすべきか十分考慮して位相差板を選択しないと、特定角度において光もれが大きくなり、コントラスト特性を大きく損なうことになる。
具体的には、反射凹凸の平均傾斜角が略４°以上６°以下となる場合、観測角度０°（基板鉛直方向）に出射する光は略０°以上１２°以下の浅い角度で液晶層に入出射するため最適な位相差は小さいが、観測角度４５°に出射する光は略１６°以上２８°以下の深い角度で液晶層に入出射するため最適な位相差は大きくなる。このように観測角度によって最適な位相差が大きく異なる場合、位相差の大きい方に合わせて位相差板を設定するのが好ましい。観測角度０°では過補償となるため黒浮きが発生するが、観測角度０°に出射する光は浅い角度で液晶層に入射するため過補償による位相差も小さく、影響は少ない。このようにして位相差の大きくなる観測角度と反射凹凸の平均傾斜角から最適な位相差Ｒｆを求めると略０．６≦Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．９となる。ここで、反射凹凸の傾斜角を傾斜角分布でなく、平均傾斜角で示したのは平均傾斜角が傾斜角分布から求められる確率中心であり、傾斜角を議論する上で代表値を用いても誤差は小さいからである。
また、Ｒｆを液晶層のセル厚と複屈折率差により求まる位相差Ｒｌｃとの比で示したのは、液晶層の位相差Ｒｌｃに比例して位相差板のＲｆも変化するからである。観測角度を０°と４５°としたのは観測者が反射型液晶表示装置を手に持って正面で観測する場合が略０°、観測者が反射型液晶表示装置を机等に置いて斜めに観測する場合が略４５°であり、この異なる２つの観測角度を考慮して最適な位相差を見積もれば実用的な観測範囲において略良好なコントラスト特性が期待できるからである。逆に言うとこれ以上大きい観測角度を補償の対象としても実用上要求される観測範囲を越えており、正面特性とのトレードオフも大きくなることから好ましくない。
［原理構成２］
この液晶表示装置は、入射光を反射させる反射層と、反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板とを含む。反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が略７°以上９°以下の値であるとともに、位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．５以上０．８以下の値である。反射凹凸の平均傾斜角が略７°以上９°以下となる場合、観測角度０°（基板鉛直方向）に出射する光は略０°以上１８°以下で液晶層に入出射し、観測角度４５°に出射する光は略１０°以上２８°以下の角度で液晶層に入出射する。平均傾斜角が大きくなると液晶への入射角は一部重複するため、観測角度による位相差の差は小さくなる。従って最適な位相差Ｒｆを求めると略０．５≦Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．８となる。
この液晶表示装置は、入射光を反射させる反射層と、反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板とを含む。反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が略７°以上９°以下の値であるとともに、位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．５以上０．８以下の値である。反射凹凸の平均傾斜角が略７°以上９°以下となる場合、観測角度０°（基板鉛直方向）に出射する光は略０°以上１８°以下で液晶層に入出射し、観測角度４５°に出射する光は略１０°以上２８°以下の角度で液晶層に入出射する。平均傾斜角が大きくなると液晶への入射角は一部重複するため、観測角度による位相差の差は小さくなる。従って最適な位相差Ｒｆを求めると略０．５≦Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．８となる。
［原理構成３］
この液晶表示装置は、入射光を反射させる反射層と、反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板とを含む。反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が略１０°以上１５°以下の値であるとともに、位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．４以上０．７以下の値である。反射凹凸の平均傾斜角が略１０°以上１５°以下となる場合、観測角度０°（基板鉛直方向）に出射する光は略０°〜３０°で液晶層に入射し、観測角度４５°に出射する光は略０°以上２８°以下の角度で液晶層に入射する。平均傾斜角がさらに大きくなると液晶への入射角は略重複するため、観測角度による位相差の大小関係は小さくなるか、もしくは略等しくなる。このような場合、どちらの観測角度におけるコントラスト比を優先させるかによって任意に選択すればよく、最適な位相差Ｒｆを求めると略０．４≦Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．７となる。
この液晶表示装置は、入射光を反射させる反射層と、反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板とを含む。反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が略１０°以上１５°以下の値であるとともに、位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．４以上０．７以下の値である。反射凹凸の平均傾斜角が略１０°以上１５°以下となる場合、観測角度０°（基板鉛直方向）に出射する光は略０°〜３０°で液晶層に入射し、観測角度４５°に出射する光は略０°以上２８°以下の角度で液晶層に入射する。平均傾斜角がさらに大きくなると液晶への入射角は略重複するため、観測角度による位相差の大小関係は小さくなるか、もしくは略等しくなる。このような場合、どちらの観測角度におけるコントラスト比を優先させるかによって任意に選択すればよく、最適な位相差Ｒｆを求めると略０．４≦Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．７となる。
原理構成１〜３において、位相差板はＮｚ係数が１以下とすることが好適である。Ｎｚ係数はＮｚ＝（ｎx−Ｎｚ）／（ｎx−ｎy）で示されるため、Ｎｚ係数が１以下となるには（ｎx−Ｎｚ）が（ｎx−ｎy）より小さい、即ちｎｙ≦Ｎｚとなる必要がある。ｎx、ｎy＞Ｎｚとなる位相差板は基板面内方向の屈折率異方性を基板鉛直方向のそれより小さくする必要があるため、二軸延伸の如き高度な技法で作製されるが、ｎy≦Ｎｚであれば基板面内方向の屈折率異方性を大きくできるので、一軸延伸の如き簡便な技法で作製可能となる。但し、ＶＡモードはＴＮモードに比べて補償フィルムを余分に要する、補償フィルムのコストは最小限に抑える必要がある。
原理構成１〜３において、位相差板は複数の一軸延伸フィルムで構成され、それぞれの遅相軸が略直交するように積層配置することが好適である。一軸延伸による位相差板は基板面内方向に位相差を有するため、それぞれの遅相軸が略直交するように積層して配置すれば、基板面内方向の位相差は相殺され、基板鉛直方向の位相差のみを残すことが可能となる。前述した可視光波長のほぼ１／４の位相差を有する位相差板の位相差を減じれば、一軸延伸した位相差板単体でも構わないが、一軸延伸した位相差板は二軸延伸した位相差板に比べて基板鉛直方向の位相差が小さいため、十分な補償が行えなくなる。一軸延伸した位相差板をそれぞれの遅相軸が略直交するように積層して配置すれば、基板鉛直方向の位相差を任意に設定できる。
（基本骨子３）
反射凹凸の平面形状をドッド状から特定方位に反射面が向いた幾何学形状とし、その形状を任意に制御すれば、特定方位から入射した光を効率よく観測者側に反射させることができる。
反射凹凸の平面形状をドッド状から特定方位に反射面が向いた幾何学形状とし、その形状を任意に制御すれば、特定方位から入射した光を効率よく観測者側に反射させることができる。
本発明者は、感光性樹脂の硬化収縮性の違いを利用して、パターン形成なしに幾何学的な反射凹凸を形成する技術を提案している。また、表示モードをＴＮから負の誘電率異方性を有する液晶を垂直配向させたバーティカル・アライメント（ＶＡ）にすることにより、基板界面にアンカリングした液晶が残らなくなるため、原理的にコントラスト比を高くすることができる。特定方位から入射した光を効率よく観測者側に反射させ、表示モードをＶＡにすれば、室内環境でも見やすい表示が実現できる。
しかし、偏光板の軸配置や液晶の配向方位のようなパネルパラメータでも反射強度の方位異方性は異なるため、反射凹凸による反射特性とマッチングがとれていないと、反射強度が極大となる方位でコントラスト比が低下し、表示が見難くなる。そこで本発明者は、以下に示す手法により、反射凹凸とパネルパラメータのマッチングが可能であり、反射凹凸により反射強度極大となる方位でコントラスト比を極大にして、表示を見やすくできることを見出した。
［原理構成１］
この液晶表示装置は、反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板とを含む。位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有しており、反射強度が極大となる方位φと偏光板の吸収軸Ｐとのなす角が略６５°以上９０°以下の値であり、当該位相差板の遅相軸Ｆ1と吸収軸Ｐとのなす角が略４５°となるように配置されている。偏光板の軸配置による反射強度の方位異方性は、偏光板単体であればその吸光特性から透過軸方位で反射強度極大、吸収軸方位で反射強度極小となる。これに可視光波長の略１／４の位相差を有する位相差板が加わると偏光方位が回転するため、透過軸方位と吸収軸方位で反射強度極小となる。
この液晶表示装置は、反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板とを含む。位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有しており、反射強度が極大となる方位φと偏光板の吸収軸Ｐとのなす角が略６５°以上９０°以下の値であり、当該位相差板の遅相軸Ｆ1と吸収軸Ｐとのなす角が略４５°となるように配置されている。偏光板の軸配置による反射強度の方位異方性は、偏光板単体であればその吸光特性から透過軸方位で反射強度極大、吸収軸方位で反射強度極小となる。これに可視光波長の略１／４の位相差を有する位相差板が加わると偏光方位が回転するため、透過軸方位と吸収軸方位で反射強度極小となる。
即ち、光が可視光波長の略１／４の位相差を有する位相差を往復すると、位相差板遅相軸を対称軸として偏光方位が９０°回転するが、位相差板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角が略４５°となるよう配置されていれば、透過軸方位の直線偏光は９０°回転して偏光板吸収軸と平行になるため、反射強度極小となる。しかし、４５°以外の方位では偏光方位が偏光板吸収軸とずれて回転するため、光漏れが発生する。また、これに可視光波長の略１／４の位相差を有する液晶層が加わると、偏光方位は１８０°回転して偏光板透過軸と平行となり、偏光板だけの時と同様に透過軸方位で反射強度極大となる。従って、反射凹凸により反射強度極大となる方位φと偏光板吸収軸Ｐのなす角が略９０°、位相差板遅相軸Ｆ１とＰのなす角が略４５°となるよう偏光板と位相差板を配置すれば、反射凹凸により反射強度極大となる方位でコントラスト比は極大となるはずである。
ところが、反射凹凸を有する反射型液晶表示装置では主に斜め入射した光が観測者側（基板鉛直方向）に反射されるため、斜め入射により位相差が発生して偏光方位がずれ、透過軸方位でも偏光方位が偏光板吸収軸とずれて光漏れが発生する（正確には偏光方位がずれた楕円偏光となる。）。これを補正するには偏光方位がずれた分だけ偏光板の軸配置を逆方向に回転させ、オフセットをかけるのが効果的であり、これにより偏光方位は偏光板吸収軸と略平行になる。
ここで、位相差板は、面内方向に可視光波長の１／２の位相差を有する第１の位相差板と、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有する第２の位相差板とを有して構成されてなり、第１の位相差板の遅相軸Ｆ11と吸収軸Ｐとのなす角が略０°以上２０°以下であるとともに、第２の位相差板の遅相軸Ｆ12と遅相軸Ｆ11とのなす角が略４５°以上６５°以下であることが好適である。位相差板は一般的にノルボルネン系の高分子フィルムを延伸して作製するが、高分子フィルムは波長分散性を有するため、特定の波長に対して略１／４の位相差を有するよう位相差板を設計すると、それ以外の波長では位相差が略１／４からずれてしまう。位相差板の波長分散性を緩和して、なるべく全ての可視光波長で略１／４の位相差を有するようにするには、ノルボルネン系より波長分散性の少ない材料を用いるか、波長分散性が小さくなるように位相差板を積層する方法がある。前者についてはノルボルネン系より価格が高価であり、後者については可視光波長の略１／２の位相差を有する位相差板と可視光波長の略１／４の位相差を有する位相差板を積層した構造が一般的であり、広帯域λ／４板（もしくはλ／４板）として広く用いられている。広帯域λ／４板の遅相軸も偏光板吸収軸とのなす角が略４５°もしくは１３５°となるよう配置するのが好ましく、広帯域１／４板の遅相軸は第一の位相差板の遅相軸と、第二の位相差板の遅相軸を合成したベクトルに相当するので、合成ベクトルが上述の位相差板遅相軸と略等価になるようにそれぞれの位相差板を配置すればよい。
［原理構成２］
この液晶表示装置は、反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、反射層上に設けられ、前記反射層上に設けられた液晶層と、液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板とを含む。位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有しており、反射強度が極大となる方位φと偏光板の吸収軸Ｐとのなす角が略９０°以上１１５°以下の値であり、当該位相差板の遅相軸Ｆ1と吸収軸Ｐとのなす角が略１３５°となるように配置されている。位相差板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角が略１３５°となるよう配置した場合でも、透過軸方位から入射した直線偏光は同じように偏光方位がずれるが、４５°の場合と逆方向にずれる。このため、偏光方位のずれを補正するには、偏光板の軸配置を４５°の場合と逆方向に回転させるのが好ましい。
この液晶表示装置は、反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、反射層上に設けられ、前記反射層上に設けられた液晶層と、液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板とを含む。位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有しており、反射強度が極大となる方位φと偏光板の吸収軸Ｐとのなす角が略９０°以上１１５°以下の値であり、当該位相差板の遅相軸Ｆ1と吸収軸Ｐとのなす角が略１３５°となるように配置されている。位相差板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角が略１３５°となるよう配置した場合でも、透過軸方位から入射した直線偏光は同じように偏光方位がずれるが、４５°の場合と逆方向にずれる。このため、偏光方位のずれを補正するには、偏光板の軸配置を４５°の場合と逆方向に回転させるのが好ましい。
ここで、位相差板は、面内方向に可視光波長の１／２の位相差を有する第１の位相差板と、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有する第２の位相差板とを有して構成されてなり、第１の位相差板の遅相軸Ｆ11と吸収軸Ｐとのなす角が略０°以上２０°以下であるとともに、第２の位相差板の遅相軸Ｆ12と遅相軸Ｆ11とのなす角が略１３５°以上１５５°以下であることが好適である。広帯域λ／４板の遅相軸は、第１の位相差板の遅相軸と、第２の位相差板の遅相軸を合成したベクトルに相当するので、合成ベクトルが上述の位相差板遅相軸と略等価になるようそれぞれの位相差板を配置すればよい。
ここで、原理構成１，２において、表面に対する鉛直方向及び面内方向にそれぞれ位相差を有する他の位相差板を有しており、他の位相差板は、反射強度が極大となる方位φと、位相差板及び当該他の位相差板の少なくとも一方の遅相軸Ｆ2とのなす角が略０°以上３０°以下となるように、位相差板よりも液晶層側に配置されていることが好適である。斜め入射による偏光方位のずれは、位相差板だけでなく液晶層でも発生する。液晶層の位相差は電圧によって変化し、ＶＡモードでは電圧を印加して液晶層の位相差が可視光波長の略１／４になると白表示になる。白表示では反射強度変化の比率が小さいため、偏光方位のずれはさほど問題にならないが、黒表示即ち液晶に電圧を印加しない状態では、その比率が大きいためコントラスト比が大きく低下する。位相差板での偏光方位のずれは、斜め入射により負の位相差が発生して可視光波長の略１／４の位相差からずれることに起因しているが、電圧を印加しない状態即ち垂直配向した液晶層での偏光方位のずれは、斜め入射で新たに正の位相差が発生することに起因している。従って、斜め入射による液晶層での偏光方位のずれを補正するにはこの正の位相差を負の位相差でキャンセルする必要があり、基板鉛直方向に負の位相差を有する位相差板を用いて液晶層の位相差をキャンセルする手段（特許文献６，７参照）が提案されている。垂直配向した液晶層の屈折率異方性は略縦長の楕円体であり、屈折率異方性がそれとは逆の位相板、即ち基板鉛直方向に負の位相差を有する位相差板を用いれば、それぞれの屈折率異方性はキャンセルされるため、斜め入射で位相差は発生しなくなる。
高分子フィルムからなる位相差板にそのような位相差を付与するには、基板面内方向に余分な位相差を発生させないため、二軸延伸の如き高度な延伸処理が必要であり、価格も高価になる。ところが、基板面内方向に位相差を付与する目的で一軸延伸した位相差板も基板鉛直方向に負の位相差を有しており、このような位相差板を遅相軸が直交するよう積層すれば、基板面内方向に余分な位相差を発生させずに、垂直配向した液晶層の位相差のみをキャンセルすることができる。例えば、基板面内方向に可視光波長の略１／４の位相差を有する位相差板は、基板鉛直方向にも可視光波長の略１／１０から１／６の負の位相差を有しており、このような位相差板を遅相軸が直交するよう積層すれば安価な位相差板を用いて液晶層の位相差をキャンセルすることができる。
ところが、一軸延伸された位相差板を遅相軸が直交するように積層した構造では、遅相軸と異なる方位で傾斜時に２つの遅相軸が異なる挙動を示すため、偏光方位にずれが発生する。即ち、斜め入射した場合の屈折率異方性は楕円体を入射面で切断した断面形状に相当するが、２つの遅相軸が異なる挙動を示して見かけ上の遅相軸が変化すると断面形状も変化して位相差がずれるため、偏光方位にずれが発生する。このため、位相差板を反射強度極大となる方位と少なくとも一方の位相差板遅相軸のなす角が略０°以上３０°以下となるように積層して配置すれば、傾斜時に２つの遅相軸が異なる挙動を示すことは無くなり、反射凹凸により反射強度大となる方位で斜め入射による液晶層の位相差を効果的にキャンセルすることができる。
［原理構成３］
この液晶表示装置は、反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、反射層上に設けられた液晶層とを含み、液晶層の液晶分子を、反射強度が極大となる方位φと当該液晶分子のダイレクタ方位Ｌとのなす角が略４５°以上９０°以下となるように配向させる。反射凹凸の平面形状を反射強度大となる方位に傾斜面が向いた幾何学形状とした場合、基板界面の液晶分子は反射強度大となる方位に初期傾斜する。また、ラビング処理のような配向制御でも基板界面の液晶は初期傾斜する。液晶分子が初期傾斜すると黒表示で反射強度が大きくなり、コントラスト比は低下するが、反射凹凸により液晶が初期傾斜する方位と配向制御により液晶が初期傾斜する方位のなす角が略４５°以上９０°以下の範囲で、好ましくは略９０°で異っていれば、初期傾斜した液晶の位相差はキャンセルされるため、コントラスト比を改善することができる。
この液晶表示装置は、反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、反射層上に設けられた液晶層とを含み、液晶層の液晶分子を、反射強度が極大となる方位φと当該液晶分子のダイレクタ方位Ｌとのなす角が略４５°以上９０°以下となるように配向させる。反射凹凸の平面形状を反射強度大となる方位に傾斜面が向いた幾何学形状とした場合、基板界面の液晶分子は反射強度大となる方位に初期傾斜する。また、ラビング処理のような配向制御でも基板界面の液晶は初期傾斜する。液晶分子が初期傾斜すると黒表示で反射強度が大きくなり、コントラスト比は低下するが、反射凹凸により液晶が初期傾斜する方位と配向制御により液晶が初期傾斜する方位のなす角が略４５°以上９０°以下の範囲で、好ましくは略９０°で異っていれば、初期傾斜した液晶の位相差はキャンセルされるため、コントラスト比を改善することができる。
ここで、反射強度について方位異方性を有する反射凹凸を用いて該当方位に液晶を配向させることが好適である。反射凹凸は導電突起として作用するため、電圧印加時に反射凹凸近傍の液晶は傾斜面に対して略平行方位に配向する。これは、液晶が初期傾斜する方位と斜め電界により傾斜配向する方位が異なると、傾斜面の液晶が傾斜方位に配向し難くなるためであり、反射凹凸近傍の液晶は突起上の配向方位に引きずられて傾斜面に対して略平行方位に配向する。そこで、反射凹凸の傾斜面が反射強度極大となる方位と略平行になるよう反射凹凸を密に配置すれば、反射凹凸により該当方位に液晶を配向させることができる。反射凹凸を利用した配向制御では、ラビング処理のように液晶の傾斜角が大きくなり過ぎないため、上下基板に配向制御手段を施してもコントラスト比は低下せず、また配向安定性も向上する。
また、画素電極上に形成されたスリットを用いて該当方位に液晶を配向させることが好適である。スリットは絶縁体として作用するため、スリット幅を斜め電界が発生する領域が小さくなる程度に狭くすると、電圧印加時にスリット近傍の液晶はスリット長辺に対して略平行方位に配向する。これは、斜め電界が発生する領域が小さくなることにより、スリットエッジ部の液晶分子が斜め電界方位に傾斜配向し難くなるためであり、スリット近傍の液晶分子はスリット上の配向方位に引きずられてスリット長辺と略平行に配向する。そこで、スリット長辺が反射強度極大となる方位と略平行になるようスリットを配置すれば、スリットにより該当方位に液晶を配向させることができる。スリットを利用した配向制御では、配向安定性以外にもスリット上を透過領域にして反射透過型液晶表示装置を実現できる。
（基本骨子４）
ここでは、ＶＡモードであり、基本骨子３の構成（反射強度について方位異方性を有する反射凹凸を有する構成）において、液晶表示装置の厚さ方向における位相差の方位依存を制御して、反射強度極大となる方位でコントラスト比を高くする。
ここでは、ＶＡモードであり、基本骨子３の構成（反射強度について方位異方性を有する反射凹凸を有する構成）において、液晶表示装置の厚さ方向における位相差の方位依存を制御して、反射強度極大となる方位でコントラスト比を高くする。
［原理構成１］
この液晶表示装置は、図４に示すように、下ガラス基板３１と上ガラス基板３２とで誘電率異方性が負の液晶分子からなる液晶層３３を挟持し、下ガラス基板３１と液晶層３２との間には反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成されてなるしわ状反射電極３４が、上ガラス基板３２と液晶層３２との間には透明電極３５がそれぞれ設けられている。そして、上ガラス基板３２上（前面）にλ／４板３６、λ／２板３７及び偏光板３８が設けられており、λ／４板３６及びλ／２板３７の該当波長がλ／４及びλ／２からそれぞれ異なり、反射強度が大となる方位において斜め入射又は斜め出射によりλ／４板３６、λ／２板３７液晶層３３により発生する位相差が、反射強度が小となる方位の前記位相差よりも小さくなるように構成されている。
この液晶表示装置は、図４に示すように、下ガラス基板３１と上ガラス基板３２とで誘電率異方性が負の液晶分子からなる液晶層３３を挟持し、下ガラス基板３１と液晶層３２との間には反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成されてなるしわ状反射電極３４が、上ガラス基板３２と液晶層３２との間には透明電極３５がそれぞれ設けられている。そして、上ガラス基板３２上（前面）にλ／４板３６、λ／２板３７及び偏光板３８が設けられており、λ／４板３６及びλ／２板３７の該当波長がλ／４及びλ／２からそれぞれ異なり、反射強度が大となる方位において斜め入射又は斜め出射によりλ／４板３６、λ／２板３７液晶層３３により発生する位相差が、反射強度が小となる方位の前記位相差よりも小さくなるように構成されている。
λ／４板とλ／２板との組合せは、広帯域λ／４板として広く用いられており、広帯域λ／４板も光学補償板と同様に厚さ方向に負の位相差を有している。これらの該当波長を視感度ピーク波長である５５０ｎｍと異ならせることにより、即ちλ／４板では面内位相差を１３７．５ｎｍから、λ／２板では２７５ｎｍからずらすことにより、厚さ方向の位相差の方位依存を制御して、反射強度極大となる方位において斜め入射又は斜め出射により液晶層３３、λ／４板３６及びλ／２板３７で発生する位相差を、反射強度が小となる方位のそれより小さくして、コントラスト比を高くすることができる。反射強度が小となる方位では厚さ方向の位相差が逆方向にシフトしてコントラスト比は低下するが、しわ状反射電極３４のように反射強度に方位異方性を有する反射凹凸を適用すれば、表示上問題とならないレベルまで光もれを小さく抑えることができる。
この点、従来技術においても、λ／４板の位相差を減ずる、即ち該当波長を小さくすることによりコントラスト比を改善する技術が提案されているが、従来技術は電圧印加時に基板界面にアンカリングした液晶層の位相差を補償するためのものであり、λ／４板の遅相軸を液晶層のアンカリング（配向）方位と概ね一致させ、液晶層の面内位相差とλ／４板の面内位相差の和を概ね１３７．５ｎｍとなるように該当波長を調整している点で本発明と異なっている。
本発明は、電圧無印加時に斜め入射において液晶層に発生する位相差を補償するためのものであり、液晶層で発生する位相差と、光学補償板で発生する位相差との差が該当方位で小さくなるようにλ／４板及びλ／２板の各該当波長を調整している。加えて、従来技術ではλ／４板の遅相軸が液晶層の配向方位と大きくずれるとコントラスト比は改善しないが、本発明では液晶層の配向方位と関係なく、コントラスト比は改善する。
本発明では、λ／４板３６及びλ／２板３７の各該当波長を、λ／４及びλ／２からそれぞれ２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の値だけ異ならせることが好適である。ここで、下限を２０ｎｍとしたのは、２０ｎｍ未満ではコントラスト比の改善効果が小さく、面内位相差の制御も難しいためである。上限を２００ｎｍとしたのは、２００ｎｍ以上にすると反射強度が小となる方位でコントラスト比の低下が著しく、反射強度に方位異方性を有する反射凹凸を適用しても光もれを抑え切れなくなるためである。
また、λ／４板３６の該当波長をλ／２板３７の該当波長よりも小さくすることが好適である。λ／４板３６及びλ／２板３７はそれぞれ厚さ方向に負の位相差を有するが、直線偏光の光がある方位角で広帯域λ／４板に入射すると、方位依存により実効的な負の位相差は小さくなり、液晶層３３の位相差の大部分は残ってしまう。従って、反射強度極大となる方位において斜め入射又は斜め出射により広帯域λ／４板で発生する負の位相差が大きくなるように、λ／４板３６の該当波長を小さく、λ／２板３７の該当波長を大きくする。
［原理構成２］
この液晶表示装置は、図５に示すように、原理構成１の上ガラス基板３２とλ／４板３６との間に負の位相差板３９を有して構成されており、λ／４板３６の該当波長をλ／２板３７の該当波長よりも大きくする。
この液晶表示装置は、図５に示すように、原理構成１の上ガラス基板３２とλ／４板３６との間に負の位相差板３９を有して構成されており、λ／４板３６の該当波長をλ／２板３７の該当波長よりも大きくする。
厚さ方向に負の位相差を有する負の位相差板３９、即ち光学補償板がある場合、液晶層３３の位相差が概ねキャンセルされるように負の位相差板３９の位相差又は液晶層３３の位相差が設定されるため、反射強度が極大となる方位において斜め入射又は斜め出射によりこれらの位相差板で発生する位相差が小さくなるように、λ／４板３６の該当波長を大きく、λ／２板３７の該当波長を小さくする。
［原理構成３］
この液晶表示装置は、図６に示すように、原理構成１のλ／２板３７と偏光板３８との間に他のλ／２板４０を有して構成されており、λ／４板３６とλ／２板３７との遅相軸を略直交させるとともに、λ／２板３７の該当波長を他のλ／２板４０の該当波長よりも大きくする。
この液晶表示装置は、図６に示すように、原理構成１のλ／２板３７と偏光板３８との間に他のλ／２板４０を有して構成されており、λ／４板３６とλ／２板３７との遅相軸を略直交させるとともに、λ／２板３７の該当波長を他のλ／２板４０の該当波長よりも大きくする。
この場合も原理構成２と同様に、反射強度が極大となる方位において斜め入射又は斜め出射によりこれらの位相差板で発生する位相差が小さくなるように、λ／４板３６の該当波長を大きく、λ／２板３７の該当波長を小さくすればよい。しかしながら、このことは広帯域λ／４板を構成するλ／４板とλ／２板に関する場合であり、原理構成３では、広帯域λ／４板を構成する部分、即ちλ／２板３７の該当波長を大きく、他のλ／２板４０の該当波長を小さくする。
−具体的な諸実施形態−
上述した本発明の基本骨子を踏まえ、本発明を適用した具体的な諸実施形態について説明する。
上述した本発明の基本骨子を踏まえ、本発明を適用した具体的な諸実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図７及び図８（ａ）は、本実施形態の反射型液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。ここで便宜上、図７ではλ／４板＋λ／２板＋偏光板をまとめて記載しており、図８（ａ）では反射電極を簡略化し、樹脂層等の記載を省略している。
この液晶表示装置は、下ガラス基板２１と上ガラス基板２２とで誘電率異方性が負の液晶分子からなる液晶層２３を挟持し、更に上ガラス基板２２上（前面）に第１の位相差板であるλ／４板１、第２の位相差板であるλ／２板２及び偏光板３（図１と同様）の積層構造を有する光学補償板が設けられて構成されている。なお、λ／４板とは、想定する光（可視光）の波長の１／４に相当する位相差を有するフィルムであり、λ／２板とは、想定する光（可視光）の波長の１／２に相当する位相差を有するフィルムである。例えば、想定する光の波長が５５０ｎｍであれば、λ／４板による位相差は５５０／４＝１３７．５ｎｍとなり、想定する光の波長が６００ｎｍであれば、λ／２板による位相差は６００／２＝３００ｎｍとなる。
図７及び図８（ａ）は、本実施形態の反射型液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。ここで便宜上、図７ではλ／４板＋λ／２板＋偏光板をまとめて記載しており、図８（ａ）では反射電極を簡略化し、樹脂層等の記載を省略している。
この液晶表示装置は、下ガラス基板２１と上ガラス基板２２とで誘電率異方性が負の液晶分子からなる液晶層２３を挟持し、更に上ガラス基板２２上（前面）に第１の位相差板であるλ／４板１、第２の位相差板であるλ／２板２及び偏光板３（図１と同様）の積層構造を有する光学補償板が設けられて構成されている。なお、λ／４板とは、想定する光（可視光）の波長の１／４に相当する位相差を有するフィルムであり、λ／２板とは、想定する光（可視光）の波長の１／２に相当する位相差を有するフィルムである。例えば、想定する光の波長が５５０ｎｍであれば、λ／４板による位相差は５５０／４＝１３７．５ｎｍとなり、想定する光の波長が６００ｎｍであれば、λ／２板による位相差は６００／２＝３００ｎｍとなる。
下ガラス基板２１は、画素毎にスイッチング素子としてＴＦＴ素子２４を具備しており、この下ガラス基板２１の表面には、紫外線硬化樹脂あるいはレジストからなる樹脂層２５を用いて凹凸あるいは皺状のパターンを構成し、この表面をアルミニウム層で覆うことにより構成されるしわ状反射電極２６が形成され、更に反射型電極２６を覆うように垂直配向性の配向膜２７ａが形成されている。樹脂層２５は、ＴＦＴ素子２４と下ガラス基板２１とを覆う形で形成されており、その一部はＴＦＴ素子２４からの信号の接続用にパターニングされている。しわ状反射電極２６の凹凸の平均傾斜角は５°以上１５°以下に適宜設定されている。
他方、上ガラス基板２２の表面には、カラーフィルタ（ＣＦ）層２８を介してＩＴＯ透明電極２９が形成され、この透明電極２９を覆うように垂直配向性の配向膜２７ｂが形成されている。液晶層２３と上下で接する配向膜２７ａ，２７ｂにより、液晶層２３の液晶分子が垂直配向する。
なお、配向膜２７ａ，２７ｂとしては、ＪＳＲ社あるいは日産化学社より市販されている材料を用いる。また、液晶層２３としては、メルク社より市販されている材料を用いる。そして、電圧オフにて垂直配向、電圧オンにて傾斜配向とする。図７の構成においては、電圧オフにて黒表示、電圧オンにて白表示が実現される。
位相差板であるλ／４板１及びλ／２板２としては、ポリカーボネート、ポリスチレン、ノルボルネン系樹脂などを延伸したフィルムが各社より製品化されており、これらを材料として用いる。例えば、住友化学社製の製品名エスシーナフィルム、ＪＳＲ社製の製品名アートンフィルムを延伸したフィルムが住友化学社や日東電工社から市販されている。
これらのフィルムを図１に示すような軸関係、ここでは両者の光軸が直交するように積層する。λ／２板２の位相差はλ／４板１の位相差にλ／４を加えた値とした。λ／２板２の光軸と偏光板の吸収軸とは４５°の角度をなすように積層する。
（変形例）
ここで、第１の実施形態の変形例について説明する。
図８（ｂ）は、この変形例の反射型液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
この変形例では、光学補償板が図３と同様にλ／４板１１、λ／２板１２、λ／２板１３、及び偏光板１４がこの順に積層させてなる。偏光板１４の吸収軸とλ／２板１３の光軸との角度は設計要素として変更することが可能であり、この角度をθとして、λ／２板１３の光軸とλ／２板１２の光軸との角度のなす角度を、θ±４５に設定する。図３では、θは１０°（＝２５°−１５°）であって、λ／２板１３の光軸とλ／２板１２の光軸とのなす角度を、５５°＝１０°＋４５°に設定する。ここでは、λ／２板１２の光軸を８０°（＝２５°＋５５°）に設定している。
ここで、第１の実施形態の変形例について説明する。
図８（ｂ）は、この変形例の反射型液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
この変形例では、光学補償板が図３と同様にλ／４板１１、λ／２板１２、λ／２板１３、及び偏光板１４がこの順に積層させてなる。偏光板１４の吸収軸とλ／２板１３の光軸との角度は設計要素として変更することが可能であり、この角度をθとして、λ／２板１３の光軸とλ／２板１２の光軸との角度のなす角度を、θ±４５に設定する。図３では、θは１０°（＝２５°−１５°）であって、λ／２板１３の光軸とλ／２板１２の光軸とのなす角度を、５５°＝１０°＋４５°に設定する。ここでは、λ／２板１２の光軸を８０°（＝２５°＋５５°）に設定している。
更に、λ／２板１２の光軸とλ／４板１１の光軸とを直交させる。ここでは、λ／４板１１の光軸を１７０°（＝８０°＋９０°）に設定している。λ／２板１３とλ／２板１２との組み合わせにより逆波長分散のλ／４板が実現する。ここで、λ／４板とλ／２板は逆波長分散を有するλ／４板を実現するために量産が進んでおり単価が安い。
ここまでは、各位相差板の面内位相差にのみ着目して述べたが、フィルムの厚さ方向の位相差が広い視野角を実現するために重要である。
厚さ方向の位相差は、面内の屈折率をｎx，ｎyとし（ｎx≧ｎy）、厚さ方向の屈折率をＮｚ、フィルムの厚さをｄとして、
（（ｎx＋ｎy）／２−Ｎｚ）・ｄ
で表される。
厚さ方向の位相差は、面内の屈折率をｎx，ｎyとし（ｎx≧ｎy）、厚さ方向の屈折率をＮｚ、フィルムの厚さをｄとして、
（（ｎx＋ｎy）／２−Ｎｚ）・ｄ
で表される。
完全な一軸フィルム（ｎy＝Ｎｚ）の場合には、負の位相差は面内位相差の１／２である。図３の構成では、原理的な構成としては、λ／４板１１とλ／４板１２ａとで負の位相差を実現しているが、負の位相差の絶対値は個々の、λ／４板１１，１２ａの負の位相差の和で表される。このため、一軸フィルムを用いる場合には負の位相差は例えばλ／４（＝λ／４÷２×２）に限定されてしまう。我々は、積極的に二軸フィルムを採用し、この負の位相差の最適化を図った。液晶層の△ｎｄをＡ、λ／２板１２とλ／４板１１との負の位相差の和をＢとして、０ｎｍ＜Ａ−Ｂ＜３００ｎｍ
に設定した。特に、Ａを３００ｎｍ、Ｂを２２０ｎｍ±５０ｎｍに設計することにより、良好な特性を実現することができる。この良好な範囲については他の指標を導入することも可能である。
に設定した。特に、Ａを３００ｎｍ、Ｂを２２０ｎｍ±５０ｎｍに設計することにより、良好な特性を実現することができる。この良好な範囲については他の指標を導入することも可能である。
λ／４板１の面に垂直な方向の位相差と液晶分子の位相差との差が０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であるときに良好な特性が得られる。同様に、λ／２板１２，λ／４板１１の面に垂直な方向の位相差と液晶分子の位相差との差が０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であるときに良好な特性が得られる。
λ／４板、λ／２板については、その位相差は液晶表示装置のコントラストを左右する。通常、人間の目の感度は緑色光、それも５５０ｎｍを中心とする光に対して反応する。このため、λ／２板は５５０ｎｍ／２＝２７５ｎｍ、λ／４板は５５０ｎｍ／４＝１３７．５ｎｍであることが望ましい。しかしながら、この条件から外れたとしても、コントラストの低下は問題になることはそれ程ない。
図９は、λ／４板の面内位相差がこの１３７．５ｎｍから外れた時の正面コントラスト依存性を示す特性図である。
１００ｎｍ以上１８０ｎｍ以下の範囲においては正面コントラストは略５以上が実現されている。反射型液晶表示装置の場合、コントラストが５以上であれば実際の使用上は問題ないと言える。このことから面内位相差の範囲を１００ｎｍ以上１８０ｎｍ以下の範囲に設定した。本実施形態において、このλ／４の値の範囲についてはその原理は共通しており、λ／４板とした場合には、この範囲で共通してほぼ良好な特性を得ることができた。
１００ｎｍ以上１８０ｎｍ以下の範囲においては正面コントラストは略５以上が実現されている。反射型液晶表示装置の場合、コントラストが５以上であれば実際の使用上は問題ないと言える。このことから面内位相差の範囲を１００ｎｍ以上１８０ｎｍ以下の範囲に設定した。本実施形態において、このλ／４の値の範囲についてはその原理は共通しており、λ／４板とした場合には、この範囲で共通してほぼ良好な特性を得ることができた。
同様に、λ／２板について検証した結果を図１０に示す。
λ／２板の理想的な位相差は２７５ｎｍではあるが、ここから外れた場合のコントラストを示す。位相差が２００ｎｍ以上３６０ｎｍ以下の範囲においては略５以上の正面コントラストが実現されている。反射型液晶表示装置の場合、コントラストが５以上であれば実際の使用上は問題ないと言える。このことから面内位相差の範囲を２００ｎｍ以上３６０ｎｍ以下の範囲に設定する。本実施形態において、このλ／２の値の範囲についてはその原理は共通しており、λ／２板とした場合には、この範囲で共通してほぼ良好な特性を得ることができる。
λ／２板の理想的な位相差は２７５ｎｍではあるが、ここから外れた場合のコントラストを示す。位相差が２００ｎｍ以上３６０ｎｍ以下の範囲においては略５以上の正面コントラストが実現されている。反射型液晶表示装置の場合、コントラストが５以上であれば実際の使用上は問題ないと言える。このことから面内位相差の範囲を２００ｎｍ以上３６０ｎｍ以下の範囲に設定する。本実施形態において、このλ／２の値の範囲についてはその原理は共通しており、λ／２板とした場合には、この範囲で共通してほぼ良好な特性を得ることができる。
この位相差としての値は、フィルムの位相差の差としてのλ／４、λ／２の値についても共通している。例えば、λ／４板とλ／２板との位相差の差はλ／４であると本文中で述べているが、この値についても同様の議論が成り立つ。
偏光板の吸収軸と液晶層の配向方向関係は、液晶ディスプレイの視野角特性に影響する。液晶層の△ｎｄ、フィルムの面内位相差、特に、負の位相差板としてのλ／４板１，λ／４板１１の位相差に依存する。液晶層の配向方向を左右方向としたときの、視野角特性を上下右対称とさせる最適な偏光板の角度を図１１に示す。液晶層の△ｎｄをＸとし、従来例として挙げたフィルムの位相差をＹとして、ＸとＹとの差を横軸とした。ここで、負の位相差としては、図１，図３に示したようにλ／４板１とλ／４板２ａとで、λ／４板１１とλ／４板１２ａとで構成される負の位相差もこの指標の元となるＹとして作用する。
図１１にこの位相差の差と最適な偏光板の角度との関係を示す。最適角度は、
最適角度（°）
＝（液晶層の位相差（ｎｍ）−フィルムの負の位相差（ｎｍ））・２２．５／３００−７．５
にほぼ乗ることが判る。ここで、白表示を行うためには液晶層の位相差はλ／４＝１３７．５ｎｍ程度以上は必要である。この場合、フィルムによる負の位相差を付与しないことを考えると計算上では約２°となる。このことから、偏光板の設定角度は０度以上とすることが望ましいことが判る。また、白表示を行うためには液晶層の位相差は大きいことが有利である。５００ｎｍとすると３Ｖ程度の低電圧で駆動可能である。ここでフィルムの負の位相差を０とすると偏光板の角度は３０°となる。本実施形態においては、これらの検証結果から偏光板の角度としては、０°以上３０°以下の範囲に設定する。
最適角度（°）
＝（液晶層の位相差（ｎｍ）−フィルムの負の位相差（ｎｍ））・２２．５／３００−７．５
にほぼ乗ることが判る。ここで、白表示を行うためには液晶層の位相差はλ／４＝１３７．５ｎｍ程度以上は必要である。この場合、フィルムによる負の位相差を付与しないことを考えると計算上では約２°となる。このことから、偏光板の設定角度は０度以上とすることが望ましいことが判る。また、白表示を行うためには液晶層の位相差は大きいことが有利である。５００ｎｍとすると３Ｖ程度の低電圧で駆動可能である。ここでフィルムの負の位相差を０とすると偏光板の角度は３０°となる。本実施形態においては、これらの検証結果から偏光板の角度としては、０°以上３０°以下の範囲に設定する。
また、液晶層の位相差（ｎｍ）とフィルムの負の位相差（ｎｍ）との値については、その差が大きすぎると斜め視野角におけるコントラストが落ちて視野角特性が悪い。この差を２００ｎｍ以下とすることによって、全方位においてコントラストが３以上となる傾き角の範囲を±４０°とすることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、明るい表示を実現できるとともに、視野角の広い液晶表示装置を実現することができる。
（第２の実施形態）
表面に反射能を有する凸凹は次のようにして基板表面に形成する。まず、ＴＦＴ基板（下ガラス基板）上に感光性樹脂（シプレーファーイースト社製）を約１μｍの厚さでスピンコートする。プリベーク後、紫外線照射、１回目のベーク、２回目のベークを順次行い、平均傾斜角が４．５°（サンプル１、比較例１）、７．５°（サンプル２、比較例２）、１１．５°（サンプル３、比較例３）、１４．５°（サンプル４、比較例４）の凸凹を形成する。なお、凸凹の傾斜角制御は１回目のベークの時間を変えることにより行い、平均傾斜角は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定する。その後、凸凹上にＡｌを蒸着して反射凹凸を形成する。
表面に反射能を有する凸凹は次のようにして基板表面に形成する。まず、ＴＦＴ基板（下ガラス基板）上に感光性樹脂（シプレーファーイースト社製）を約１μｍの厚さでスピンコートする。プリベーク後、紫外線照射、１回目のベーク、２回目のベークを順次行い、平均傾斜角が４．５°（サンプル１、比較例１）、７．５°（サンプル２、比較例２）、１１．５°（サンプル３、比較例３）、１４．５°（サンプル４、比較例４）の凸凹を形成する。なお、凸凹の傾斜角制御は１回目のベークの時間を変えることにより行い、平均傾斜角は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定する。その後、凸凹上にＡｌを蒸着して反射凹凸を形成する。
次に、ＴＦＴ基板及びＣＦ基板（上ガラス基板）の表面に垂直配向膜（ＪＳＲ社製）を塗布し、３μｍ径のスペーサ（積水ファインケミカル社製）を散布して貼り合せを行う。この空パネルに、負の誘電異方性を有し、異常光と常光の屈折率差Δｎが０．０９９５である液晶（メルク・ジャパン社製）を注入してＶＡモードの反射型液晶表示装置を得る。
図１２及び図１３に電圧無印加における液晶層の位相差と位相差板の位相差の見積り方法を、図１４に液晶及び位相差板に光がＺ軸からθだけ傾いて入射した時の屈折率異方性の求め方を示す。
観測角度０°及び４５°に出射する光の入射角は平均傾斜角により規定されるが、液晶分子は上基板から下基板（反射板側）へ向かうに従って平均傾斜角だけ傾斜配向しているため、液晶への光の入射角は往路では上ガラス基板から下ガラス基板へ向かうに従って平均傾斜角分小さくなり、復路では下ガラス基板から上ガラス基板へ向かうに従って平均傾斜角分小さくなる。また、液晶は基板鉛直方向に正の屈折率異方性を有する屈折率楕円体と仮定し、光がＺ軸方向から入射角だけ傾いて入射した時の屈折率異方性から電圧無印加における液晶層の位相差を求めた。
観測角度０°及び４５°に出射する光の入射角は平均傾斜角により規定されるが、液晶分子は上基板から下基板（反射板側）へ向かうに従って平均傾斜角だけ傾斜配向しているため、液晶への光の入射角は往路では上ガラス基板から下ガラス基板へ向かうに従って平均傾斜角分小さくなり、復路では下ガラス基板から上ガラス基板へ向かうに従って平均傾斜角分小さくなる。また、液晶は基板鉛直方向に正の屈折率異方性を有する屈折率楕円体と仮定し、光がＺ軸方向から入射角だけ傾いて入射した時の屈折率異方性から電圧無印加における液晶層の位相差を求めた。
表１に本実施形態で用いた位相差板の基板鉛直方向の位相差を、表２、表３に平均傾斜角３．５°以上１５．５°以下の反射凹凸を適用した場合の電圧無印加における液晶層の位相差と位相差板の位相差を観測角度毎に計算した結果を示す。電圧無印加における液晶層の位相差は、観測角度０°の場合、平均傾斜角４．５°で４．５ｎｍ、７．５°で１２．６ｎｍ、１１．５°で３０．５ｎｍ、１４．５°で５０．１ｎｍとなり、観測角度４５°の場合、平均傾斜角４．５°で９８．３ｎｍ、７．５°で７７．４ｎｍ、１１．５°で５６．５ｎｍ、１４．５°で４５．５ｎｍとなる。
また、位相差板は基板鉛直方向に負の屈折率異方性を有する屈折率楕円体と仮定し、液晶と同様に光がＺ軸方向から入射角だけ傾いて入射した時の屈折率異方性から求めた。観測角度０°及び４５°に出射する光の入射角は平均傾斜角により規定されるが、位相差板は液晶のように傾斜配向しないため、入射角はそのままの値を用いることができる。
なお、位相差板は基板鉛直方向にそれぞれ（１）４７ｎｍ（２）１０４ｎｍ（３）１３３ｎｍ（４）１５４ｎｍ（５）１７５ｎｍ（６）１９５ｎｍ（７）２４８ｎｍ（８）２８８ｎｍの位相差を有している。（１）〜（８）の位相差板は表１に示したような位相差を有しており、観測角度０°の場合、平均傾斜角４．５°で最適な位相差板は（１）、７．５°では（４）、１１．５°では（５）、１４．５°では（５）となる。一方、観測角度４５°の場合、平均傾斜角４．５°で最適な位相差板は（７）、７．５では（６）、１１．５°では（４）、１４．５°では（３）となる。観測角度０°の場合にそれぞれの平均傾斜角で最適な位相差板を適用すると、観測角度４５°では補償条件がずれることとなり、その位相差は平均傾斜角４．５°で７４．５ｎｍ、７．５°で１２．７ｎｍ、１１．５°で８．０ｎｍ、１４．５°で１４．０ｎｍとなる。一方、観測角度４５°の場合にそれぞれの平均傾斜角で最適な位相差板を適用すると、観測角度０°では補償条件がずれることとなり、その位相差は平均傾斜角４．５°で４．４ｎｍ、７．５°で２．７ｎｍ、１１．５°で２．２ｎｍ、１４．５°で１１．８ｎｍとなる。
観測角度によって最適な位相差が大きく異なる場合、電圧無印加における液晶層の位相差が大きい方を優先して位相差板を選択しないと、特定角度で光もれが大きくなり、コントラスト特性を大きく損なうことになる。従って、平均傾斜角４．５°で最適な位相差板は（７）、７．５°では（６）、１１．５°では（４）、１４．５°では（３）もしくは（５）とするのが好ましい。
従って、補償に必要な最適位相差を液晶層のセル厚と複屈折率差により求まる位相差Ｒｌｃとの比で示すと、平均傾斜角４．５°では０．８３、７．５°では０．６５、１１．５°では０．５２、１４．５°では０．４４もしくは０．５９となる。Ｒｆ／Ｒｌｃの値は反射凹凸の平均傾斜角によって変動し、また最適な位相差から１０％程度のずれであれば十分な補償効果が期待できることから、平均傾斜角が略４°以上６°以下であれば０．６≦ Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．９、略７°以上９°以下であれば０．５≦ Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．８、略１０°以上１５°以下であれば０．４≦ Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．７となる。
ここで、平均傾斜角は整数値で示しているが、小数点以下があれば四捨五入すればよく、平均傾斜角４°以上６°以下の記載は３．５°以上６．５°以下と同意である。最適な位相差から±１０％までのずれを最適な位相差範囲とすると、平均傾斜角３．５°で略２２５ｎｍ以上２７５ｎｍ以下(０．７５以上０．９２以下)、６．５°で略１８０ｎｍ以上２２０ｎｍ以下(０．６０以上０．７４以下)となり、平均傾斜角が略４°以上６°以下で最適な位相差範囲は０．６≦ Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．９となる。
ここで、Ｒｆ／Ｒｌｃは小数点１桁の値で示しているが、小数点２桁以下であれば四捨五入すれば良く、０．６≦ Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．９は０．５５≦ Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．９４と同意である。
同様に、平均傾斜角９．５°で最適な位相差範囲は略１４０ｎｍ以上１９５ｎｍ以下(０．４７〜０．６５)となり、平均傾斜角が略７°〜９°で最適な位相差範囲は０．５≦ Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．８となる。同様に、平均傾斜角１５．５°で最適な位相差範囲は略１２０ｎｍ〜１９５ｎｍ(０．４０〜０．６５)となり、平均傾斜角が略１０°〜１５°で最適な位相差範囲は０．４≦ Ｒｆ／Ｒｌｃ≦０．７となる。
このようにして求めた位相差に一軸延伸された位相差板を、直交配置で偏光板と液晶表示素子との間に積層することにより構成する。即ち、平均傾斜角４．５°で最適な位相差は２４８ｎｍ程度であることから、サンプル１では基板面内方向に２６０ｎｍ、基板鉛直方向に１２５ｎｍの位相差を有する位相差板（住友化学社製、Ｎｚ係数＝０．９４）を、平均傾斜角７．５°で最適な位相差は１９５ｎｍ程度であることから、サンプル２では基板面内方向に２２０ｎｍ、基板鉛直方向に９７．９ｎｍの位相差を有する位相差板（住友化学社製、Ｎｚ係数＝０．９４）を、平均傾斜角１１．５°で最適な位相差は１５４ｎｍ程度であることから、サンプル３では基板面内方向に１６５ｎｍ、基板鉛直方向に７５．１ｎｍの位相差を有する位相差板（住友化学社製、Ｎｚ係数＝０．９６）を、平均傾斜角１４．５°で最適な位相差は１３３ｎｍ程度であることから、サンプル４では基板面内方向に１５０ｎｍ、基板鉛直方向に６６．４ｎｍの位相差を有する位相差板（住友化学社製、Ｎｚ係数＝０．９４）をそれぞれ直交配置で偏光板と液晶表示素子の間に積層すればよい。
但し、図１５に示すように、反射型液晶表示装置に用いられる位相差板は、これ以外に広帯域λ／４板として基板面内方向に可視光波長の略１／２の位相差を有する位相差板（λ／２板）と略１／４の位相差を有する位相差板（λ／４板）が必要であり、直交配置で積層する補償板（１），（２）を含めると都合４枚の位相差板が必要になる。積層枚数が多くなると安価な位相差板を用いてもメリットが少なくなるため、実施例ではλ／４板と補償板の一方を一体化して３枚構成とする。ここで便宜上、図１５では液晶層は反射板と補償板（２）との間に存するものとして図示を省略する。
即ち、λ／４板の基板面内方向の位相差は１３５ｎｍ程度であるが、これに補償板１枚分の位相差を加えれば一体化が可能であり、平均傾斜角４．５°で３９５ｎｍ、７．５°で３５５ｎｍ、１１．５°で３００ｎｍ、１４．５°で２８５ｎｍとなる。一体化した位相差板は平均傾斜角４．５°で基板面内方向に４００ｎｍ、基板鉛直方向に１７８ｎｍの位相差を有する位相差板（サンプル１、住友化学社製、Ｎｚ係数＝０．９４）を、７．５°で基板面内方向に３５０ｎｍ、基板鉛直方向に１５５ｎｍの位相差を有する位相差板（サンプル２、住友化学社製、Ｎｚ係数＝０．９４）を、１１．５°で基板面内方向に３００ｎｍ、基板鉛直方向に１３３ｎｍの位相差を有する位相差板（サンプル３、住友化学社製、Ｎｚ係数＝０．９４）を、１４．５°で基板面内方向に２８８ｎｍ、基板鉛直方向に１２８ｎｍの位相差を有する位相差板（サンプル４、住友化学社製、Ｎｚ係数＝０．９４）をそれぞれ用いる。
ここで、一体化した位相差板は基板鉛直方向に位相差を有しているが、電圧無印加における液晶層の位相差を補償するのに有効な位相差は略補償板に該当する位相差である。これは広帯域λ／４板に入射する光は遅相軸に対して略４５°方位から直線偏光で入射するが、補償板に入射する光は遅相軸に対して方位依存のない円偏光で入射するからである。即ち、一軸延伸された位相差板の基板鉛直方向の位相差は方位依存性があり、遅相軸方位に対しては有効に作用するが、遅相軸方位から大きく外れるとあまり有効に作用しなくなる。偏光板吸収軸を１５°方位、λ／２位多値相軸を２５°方位、一体型位相差板（λ／４板＋補償板（１））遅相軸を８０°方位、補償板（２）を１７０°方位、液晶のラビング角度を０°方位として順次積層配置し、反射型液晶表示装置を得る。
また、比較例として補償板を二軸延伸の位相差板で構成し、斜め入射した光が反射板に到達した時に円偏光となるように、即ち往路で位相差板と液晶層で発生する位相差が等しくなるように位相差を設定した反射型液晶表示装置を作製する。表４、表５に平均傾斜角３．５°以上１５．５°以下の反射凹凸を適用した場合の往路における液晶層の位相差と位相差板の位相差を観測角度毎に計算した結果を示す。
往路において液晶層で発生する位相差は観測角度０°の場合、平均傾斜角４．５°で３．９ｎｍ、７．５°で１１．０ｎｍ、１１．５°で２６．８ｎｍ、１４．５°で４４．２ｎｍとなり、観測角度４５°の場合、平均傾斜角４．５°で３８．９ｎｍ、７．５°で２４．１ｎｍ、１１．５°で１０．７ｎｍ、１４．５°で４．９ｎｍとなる。従って、観測角度０°の場合、平均傾斜角４．５°で最適な位相差板は（１）、７．５°では（２）、１１．５°では（４）、１４．５°では（４）となる。一方、観測角度４５°の場合、平均傾斜角４．５°で最適な位相差板は（６）、７．５°では（４）、１１．５°では（３）、１４．５°では（２）となる。
観測角度によって最適な位相差が大きく異なる場合、電圧無印加における液晶層の位相差が大きい方を優先して位相差板を選択しないと、特定角度で光もれが大きくなり、コントラスト特性を大きく損なうことになる。従って、平均傾斜角４．５°で最適な位相差板は（６）、７．５°では（４）、１１．５°では（３）、１４．５°では（４）とするのが好ましい。実施形態としては、平均傾斜角４．５°で最適な位相差板は（７）、７．５°では（６）、１１．５°では（４）、１４．５では（３）もしくは（５）としているため、最適な位相差板が各々ずれていることが判る。
従って、平均傾斜角４．５°では基板面内方向に３ｎｍ、基板鉛直方向に１９５ｎｍの位相差を有する位相差板（比較例１、住友化学社製、Ｎｚ係数＝１０２）を、７．５°及び１４．５°では基板面内方向に３ｎｍ、基板鉛直方向に１５５ｎｍの位相差を有する位相差板（比較例２，４、住友化学社製、Ｎｚ係数＝１０２）を、１１．５°では基板面内方向に３ｎｍ、基板鉛直方向に１３３ｎｍの位相差を有する位相差板（比較例３、住友化学社製、Ｎｚ係数＝１０２）をそれぞれ補償板として用いる。
各サンプル及び各比較例で作製した反射型液晶表示装置は拡散光源を用いて、観測方位９０°、観測角度０°及び４５°で全白全黒表示におけるコントラスト比を測定した。その結果を表６、表７に示す。サンプル１〜４ではいずれの観測角度でもコントラスト比は略２５以上（但し、平均傾斜角１４．５°では観測角度４５°を優先させているため、観測角度０°におけるコントラスト比は２０となる。）であり、略全ての角度に対して良好なコントラスト特性を示している。一方、比較例１〜４では観測角度４５°でコントラスト比は略２２以下となり、実施例に比較して略１５％コントラスト比が低下している。これは、比較例では最適な位相差の見積りが略１５％ずれているためである。
以上説明したように、本実施形態によれば、視角依存が少なく、かつコントラスト比の高い表示が得られるため、室内環境のように比較的暗い場所でも見やすい表示となる。これにより反射型液晶表示装置の適用範囲が更に広がり、市場拡大に多大に貢献する。
（第３の実施形態）
図１６は、偏光板単体の構成と測定方法を示す斜視図である。ここで便宜上、図１６では反射板と偏光板のみ図示する。
反射板上に偏光板（住友化学社製）を吸収軸が０°方位（透過軸が９０°方位）となるよう配置し、３０°入射で方位角を振って反射強度を測定した。ここで反射板はガラス基板上にレジスト（シプレー社製）を用いて凹凸を形成し、その表面にアルミ膜を蒸着したものである。なお、偏光板による方位角特性をみるため、反凹凸の傾斜面が無作為な方位に向いた無指向性反射板とした。
図１６は、偏光板単体の構成と測定方法を示す斜視図である。ここで便宜上、図１６では反射板と偏光板のみ図示する。
反射板上に偏光板（住友化学社製）を吸収軸が０°方位（透過軸が９０°方位）となるよう配置し、３０°入射で方位角を振って反射強度を測定した。ここで反射板はガラス基板上にレジスト（シプレー社製）を用いて凹凸を形成し、その表面にアルミ膜を蒸着したものである。なお、偏光板による方位角特性をみるため、反凹凸の傾斜面が無作為な方位に向いた無指向性反射板とした。
図１７は偏光板単体の方位角特性を示す特性図である。
偏光板の吸光特性から吸収軸方位で反射強度極小、透過軸方位で反射強度極大となっている。
偏光板の吸光特性から吸収軸方位で反射強度極小、透過軸方位で反射強度極大となっている。
一方、図１８は偏光板＋λ／４の構成と測定方法を示す斜視図である。ここで便宜上、図１８では反射板、λ／４板及び偏光板のみ図示する。
可視光波長の１／４の波長を有する位相差板（住友化学社製、低波長分散フィルム、面内位相差１３８ｎｍ）を、遅相軸と吸収軸のなす角が４５°になるように偏光板と反射板との間に配置し、３０°入射０°受光で方位角を振って反射強度を測定した。
可視光波長の１／４の波長を有する位相差板（住友化学社製、低波長分散フィルム、面内位相差１３８ｎｍ）を、遅相軸と吸収軸のなす角が４５°になるように偏光板と反射板との間に配置し、３０°入射０°受光で方位角を振って反射強度を測定した。
図１９は偏光板＋λ／４の方位角特性を示す特性図である。
本来、位相差板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角が４５°となるよう配置されていれば、透過軸方位から入射した直線偏光は９０°回転して偏光板吸収軸と平行になるため、透過軸方位と吸収軸方位で反射強度極小となるはずである。しかし、実際はそれぞれの方位から略−１５°ずれた方位で反射強度極小となっている。
本来、位相差板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角が４５°となるよう配置されていれば、透過軸方位から入射した直線偏光は９０°回転して偏光板吸収軸と平行になるため、透過軸方位と吸収軸方位で反射強度極小となるはずである。しかし、実際はそれぞれの方位から略−１５°ずれた方位で反射強度極小となっている。
図２０は、図１８と同様の構成において入射角と方位角を振って反射強度を測定し、入射角毎の方位角特性を示す特性図である。
θ１＝１０°までであれば方位ずれによる反射強度の増加は小さいが、θ１がそれより大きくなると方位ずれによる反射強度の増加が大きくなり、ＣＲが低下してしまう。これは入射角が大きくなると位相差のずれが大きくなり、偏光方位が９０°回転からずれてゆくためである。
θ１＝１０°までであれば方位ずれによる反射強度の増加は小さいが、θ１がそれより大きくなると方位ずれによる反射強度の増加が大きくなり、ＣＲが低下してしまう。これは入射角が大きくなると位相差のずれが大きくなり、偏光方位が９０°回転からずれてゆくためである。
図２１は、図１８と同様の構成において観測方位を２７０°に固定し、入射角と軸配置の回転角を振って反射強度を測定した場合の入射角特性を示す特性図である。
ここで、観測方位を２７０°に固定したのは観測方位すなわち反射凹凸により反射強度大となる方位（指向性方位）を９０°と２７０°方位とし、その方位において、反射強度が極小となる軸配置の回転角を求めるためである。一方、偏光方位のずれと逆方位に＋１５°軸配置を回転させると、偏光方位のずれ分オフセットがかかるので、偏光方位は偏光板吸収軸と略平行となり、全ての入射角範囲において反射強度が極小となる。但し、０°以上２５°以下の範囲内であれば、回転前に比べて反射強度は小さくなっており、改善効果が期待できる。
ここで、観測方位を２７０°に固定したのは観測方位すなわち反射凹凸により反射強度大となる方位（指向性方位）を９０°と２７０°方位とし、その方位において、反射強度が極小となる軸配置の回転角を求めるためである。一方、偏光方位のずれと逆方位に＋１５°軸配置を回転させると、偏光方位のずれ分オフセットがかかるので、偏光方位は偏光板吸収軸と略平行となり、全ての入射角範囲において反射強度が極小となる。但し、０°以上２５°以下の範囲内であれば、回転前に比べて反射強度は小さくなっており、改善効果が期待できる。
図２２は、図１８の構成から軸配置を＋１５°回転させ、３０°入射で方位角を振って反射強度を測定した場合の方位角特性を示す特性図である。
ここでは、軸配置を＋１５°回転させることにより指向性方位で反射強度極小となっている。
ここでは、軸配置を＋１５°回転させることにより指向性方位で反射強度極小となっている。
図２３は、図２２と同様にしてコントラスト比（ＣＲ）を測定し、その方位角特性を示す特性図である。
軸配置を＋１５°回転させると透過軸方位は指向性方位から＋１５°ずれるため、白表示の反射強度は幾分低下するが、低下比率は僅かであり、指向性方位でコントラスト比は極大となっている、従って、偏光板及び基板面内方向に可視光波長の略１／４の位相差を有する位相差板を、反射強度極大となる方位φと偏光板吸収軸Ｐのなす角が略６５°以上９０°以下、位相差板遅相軸Ｆ1とＰのなす角が略４５°となるよう配置すれば、指向性方位でコントラスト比が改善して、見やすい表示が実現できる。ここでφとＰのなす角を６５°以上９０°以下としたのは、実施形態としては７５°が最適であるが、この範囲であれば回転前に比べて反射強度が小さくなり、改善効果が期待できるからである。
軸配置を＋１５°回転させると透過軸方位は指向性方位から＋１５°ずれるため、白表示の反射強度は幾分低下するが、低下比率は僅かであり、指向性方位でコントラスト比は極大となっている、従って、偏光板及び基板面内方向に可視光波長の略１／４の位相差を有する位相差板を、反射強度極大となる方位φと偏光板吸収軸Ｐのなす角が略６５°以上９０°以下、位相差板遅相軸Ｆ1とＰのなす角が略４５°となるよう配置すれば、指向性方位でコントラスト比が改善して、見やすい表示が実現できる。ここでφとＰのなす角を６５°以上９０°以下としたのは、実施形態としては７５°が最適であるが、この範囲であれば回転前に比べて反射強度が小さくなり、改善効果が期待できるからである。
図２４は、可視光波長のλ／４を有する位相差板を、遅相軸と吸収軸のなす角が１３５°になるように偏光板と反射板の問に配置し、３０°入射０°受光で方位角を振って反射強度を測定した場合の方位角特性を示す特性図である。
遅相軸と吸収軸のなす角が１３５°になると、偏光方位は４５°の場合と逆方位にずれるため、それぞれの方位から＋１５°ずれた方位で反射強度極小となっている。そこで、軸配置を−１５°回転させれば指向性方位で反射強度極小となる。
遅相軸と吸収軸のなす角が１３５°になると、偏光方位は４５°の場合と逆方位にずれるため、それぞれの方位から＋１５°ずれた方位で反射強度極小となっている。そこで、軸配置を−１５°回転させれば指向性方位で反射強度極小となる。
図２５は、観測方位を２７０°に固定し、入射角と軸配置の回転角を振って反射強度を測定した場合の入射角特性を示す特性図である。
ずれと逆方位に−１５°軸配置を回転させればもれ光は極小となり、−２５°以上０°以下の範囲であれば回転前に比べて反射強度は小さくなり、改善効果が期待できる。従って、偏光板及び基板面内方向に可視光波長の略１／４の位相差を有する位相差板を、反射強度極大となる方位φと偏光板吸収軸Ｐのなす角が略９０°以上１１５°以下、位相差板遅相軸Ｆ1とＰのなす角が略１３５°となるよう配置すれば、指向性方位でコントラスト比は改善して表示が見やすくなる。ここでφとＰのなす角を９０°以上１１５°以下としたのは、実施形態としては１０５°が最適であるが、この範囲であれば軸回転前に比べて反射強度は小さくなり、改善効果が期待できるからである。
ずれと逆方位に−１５°軸配置を回転させればもれ光は極小となり、−２５°以上０°以下の範囲であれば回転前に比べて反射強度は小さくなり、改善効果が期待できる。従って、偏光板及び基板面内方向に可視光波長の略１／４の位相差を有する位相差板を、反射強度極大となる方位φと偏光板吸収軸Ｐのなす角が略９０°以上１１５°以下、位相差板遅相軸Ｆ1とＰのなす角が略１３５°となるよう配置すれば、指向性方位でコントラスト比は改善して表示が見やすくなる。ここでφとＰのなす角を９０°以上１１５°以下としたのは、実施形態としては１０５°が最適であるが、この範囲であれば軸回転前に比べて反射強度は小さくなり、改善効果が期待できるからである。
図２６は、偏光板＋広帯域λ／４の構成と測定方法を示す斜視図である。ここで便宜上、図２６では反射板、λ／４板、λ／２板及び偏光板のみ図示する。
λ／２板の遅相軸と偏光板吸収軸のなす角を０°〜２５°となるようにそれぞれを配置し、３０°入射で方位角を振って反射強度を測定した。ここで、広帯域λ／４とは、略λ／４の位相差を有する第１の位相差板（住友化学社製：面内位相差１２８ｎｍ〜１３８ｎｍ）と可視光波長の略λ／２の位相差を有する第２の位相差板（住友化学社製：面内位相差２６５ｎｍ〜２８０ｎｍ）とを積層したものである。
λ／２板の遅相軸と偏光板吸収軸のなす角を０°〜２５°となるようにそれぞれを配置し、３０°入射で方位角を振って反射強度を測定した。ここで、広帯域λ／４とは、略λ／４の位相差を有する第１の位相差板（住友化学社製：面内位相差１２８ｎｍ〜１３８ｎｍ）と可視光波長の略λ／２の位相差を有する第２の位相差板（住友化学社製：面内位相差２６５ｎｍ〜２８０ｎｍ）とを積層したものである。
図２７は、λ／２板とλ／４板の組み合わせ毎にλ／２板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角を変化させ、２７０°方位で反射強度がどのように変化するかを示す特性図である。
２７５ｎｍと１３８ｎｍの組み合わせでは、λ／２板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角を５°にすることにより指向性方位で反射強度が極小となる。ここで、λ／４板の軸配置について言及していないが、透過軸方位から入射した直線偏光がλ／２板を対称軸にして偏光方位を回転し、その方位がλ／４板遅相軸に対して４５°もしくは１３５°となるようλ／４板を配置すればよい。例えば、λ／２板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角が１０°の場合、λ／４板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角は６５°もしくは１５５°となる。一方、２６５°ｎｍと１３８ｎｍ、２７５ｎｍと１４８ｎｍの組み合わせでは、λ／２板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角が１０°で反射強度が極小となり、用いる位相差板の組み合わせにより最適な角度は異なっている。但し、０°〜２０°までの範囲内であれば、λ／４板単体に比べて反射強度が小さくなっており、改善効果が期待できる。
２７５ｎｍと１３８ｎｍの組み合わせでは、λ／２板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角を５°にすることにより指向性方位で反射強度が極小となる。ここで、λ／４板の軸配置について言及していないが、透過軸方位から入射した直線偏光がλ／２板を対称軸にして偏光方位を回転し、その方位がλ／４板遅相軸に対して４５°もしくは１３５°となるようλ／４板を配置すればよい。例えば、λ／２板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角が１０°の場合、λ／４板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角は６５°もしくは１５５°となる。一方、２６５°ｎｍと１３８ｎｍ、２７５ｎｍと１４８ｎｍの組み合わせでは、λ／２板遅相軸と偏光板吸収軸のなす角が１０°で反射強度が極小となり、用いる位相差板の組み合わせにより最適な角度は異なっている。但し、０°〜２０°までの範囲内であれば、λ／４板単体に比べて反射強度が小さくなっており、改善効果が期待できる。
従って、この位相差板を可視光波長の略１／４の位相差を有する第１の位相差板と、略１／２の位相差を有する第２の位相差板で構成し、第２の位相差板遅相軸Ｆ12と偏光板吸収軸Ｐとのなす角が略０°以上２０°以下、第１の位相差板遅相軸Ｆ11とＦ12とのなす角が略４５°以上６５°以下（合成ベクトルの遅相軸を略４５°とする場合）、もしくは１３５°以上１５５°以下（合成ベクトルの遅相軸を略１３５°とする場合）となるように配置すれば、指向性方位でコントラスト比が改善して表示が見やすくなる。ここでＦ12と吸収軸Ｐとのなす角を０°〜２０°としたのは、用いる位相板の位相差が１０ｎｍ程度ずれると最適角度の範囲は５°程度ずれ、この範囲内であれば、λ／４板単体に比べて反射強度が小さくなっており、改善効果が期待できるからである。
図２８は、一軸延伸フィルムを積層した場合の軸配置を示す斜視図である。
ここで用いた一軸延伸フィルムは、１３８ｎｍの面内位相差を有するλ／４板（住友化学社製）であり、基板鉛直方向に６０ｎｍ〜９０ｎｍの位相差を有している。
ここで用いた一軸延伸フィルムは、１３８ｎｍの面内位相差を有するλ／４板（住友化学社製）であり、基板鉛直方向に６０ｎｍ〜９０ｎｍの位相差を有している。
図２９は、偏光板＋λ／４＋補償板の構成と測定方法を示す斜視図である。
補償板としてλ／４板をその遅相軸が０°と９０°になるように積層配置し、３０°入射で方位角を振って反射強度を測定した。また、比較例として面内位相差が２ｎｍ〜３ｎｍ、基板鉛直方向の位相差が１５０ｎｍである二軸延伸フィルム（住友化学社製）を補償板に用いたものと補償板を用いないものについても同様に測定した。
補償板としてλ／４板をその遅相軸が０°と９０°になるように積層配置し、３０°入射で方位角を振って反射強度を測定した。また、比較例として面内位相差が２ｎｍ〜３ｎｍ、基板鉛直方向の位相差が１５０ｎｍである二軸延伸フィルム（住友化学社製）を補償板に用いたものと補償板を用いないものについても同様に測定した。
図３０は、補償板毎の方位角特性を示す特性図である。
一軸延伸フィルムを補償板として用いた場合、遅相軸と異なる方位では光もれが大きく、遅相軸方位すなわち指向性方位では反射強度極小となって、二軸延伸された位相差板と同等の補償効果を示している。反射凹凸により指向性方位以外の反射強度を小さくすれば、もれ光は目立たなくなる。
一軸延伸フィルムを補償板として用いた場合、遅相軸と異なる方位では光もれが大きく、遅相軸方位すなわち指向性方位では反射強度極小となって、二軸延伸された位相差板と同等の補償効果を示している。反射凹凸により指向性方位以外の反射強度を小さくすれば、もれ光は目立たなくなる。
図３１は、観測方位を２７０°に固定し、入射角及び一軸延伸フィルムの遅相軸と指向性方位のなす角を振って反射強度を測定した場合の入射角特性を示す特性図である。
なす角が０°で反射強度極小となるが、３０°までであれば補償なしの場合に比べて改善効果が期待できる。従って、該位相差板より液晶層側に基板鉛直方向及び基板面内方向に位相差を有する他の位相差板を、反射強度極大となる方位φと少なくとも一方の位相差板遅相軸Ｆ2のなす角が略０°以上３０°以下となるように積層して配置すれば、斜め入射による液晶層の位相差をキャンセルできるため指向性方位でコントラスト比が改善して表示が見やすくなる。ここで該位相差板を液晶層側に配置するのは、液晶層の位相差を他の位相差板の影響を受けずにキャンセルするためであり、φとＦ2のなす角を０°以上３０°以下とするのは、実施形態としては０°が最適であるが、０°以上３０°以下の範囲であれば指向性方位でコントラスト比の改善が期待できるからである。
なす角が０°で反射強度極小となるが、３０°までであれば補償なしの場合に比べて改善効果が期待できる。従って、該位相差板より液晶層側に基板鉛直方向及び基板面内方向に位相差を有する他の位相差板を、反射強度極大となる方位φと少なくとも一方の位相差板遅相軸Ｆ2のなす角が略０°以上３０°以下となるように積層して配置すれば、斜め入射による液晶層の位相差をキャンセルできるため指向性方位でコントラスト比が改善して表示が見やすくなる。ここで該位相差板を液晶層側に配置するのは、液晶層の位相差を他の位相差板の影響を受けずにキャンセルするためであり、φとＦ2のなす角を０°以上３０°以下とするのは、実施形態としては０°が最適であるが、０°以上３０°以下の範囲であれば指向性方位でコントラスト比の改善が期待できるからである。
図３２は、反射凹凸が形成されていない基板側の液晶配向を指向性方位に対して０°〜９０°の範囲で振り、図３１と同様に極角方向の反射強度を測定した結果を示す特性図である。
液晶の配向方位と指向性方位とのなす角が９０°で反射強度が極小となるが、４５°以上であれば平行配向の場合と比べて十分な改善効果が期待できる。
液晶の配向方位と指向性方位とのなす角が９０°で反射強度が極小となるが、４５°以上であれば平行配向の場合と比べて十分な改善効果が期待できる。
図３３は、本実施形態で用いた指向性反射板の平面形状を示す模式図である。
指向性反射板は、ガラス基板上にレジストを用いて突起状に連続した凹凸を形成し、その表面にアルミ膜を蒸着したものである。反射凹凸の傾斜面は略指向性方位（９０°方位と２７０°方位）に向いており、この方位で反射強度極大となる。反射凹凸は導電突起として作用するため、液品が初期傾斜する方位と斜め電界により傾斜配向する方位は逆になり、液品は指向性方位と略９０°異なる方位に配向する。指向性反射板と無指向性反射板を用いて反射型液品表示素子を作製した。ここでラビング処理は対向基板のみ０°方位に行い、負の誘電率異方性を有する液晶（メルク社製）を注入した。
指向性反射板は、ガラス基板上にレジストを用いて突起状に連続した凹凸を形成し、その表面にアルミ膜を蒸着したものである。反射凹凸の傾斜面は略指向性方位（９０°方位と２７０°方位）に向いており、この方位で反射強度極大となる。反射凹凸は導電突起として作用するため、液品が初期傾斜する方位と斜め電界により傾斜配向する方位は逆になり、液品は指向性方位と略９０°異なる方位に配向する。指向性反射板と無指向性反射板を用いて反射型液品表示素子を作製した。ここでラビング処理は対向基板のみ０°方位に行い、負の誘電率異方性を有する液晶（メルク社製）を注入した。
図２９に示した構成で偏光板、位相差板、反射型液品素子を積層配置し、指向性方位かつ３０°入射でコントラスト比を測定した。指向性反射板を用いた反射型液晶表示装置のコントラスト比は無指向性反射板を用いたそれの略１．５倍となった。指向性反射板を用いた反射型液晶表示装置では反射凹凸により液晶が傾斜配向する方位とラビングにより液晶が傾斜配向する方位が９０°異なっているため、初期配向した液品の位相差がキャンセルされるのに対し、無指向性反射板を用いたそれでは反射凹凸により液晶が傾斜配向する方位がランダムとなるため、初期配向した液品の位相差はキャンセルされない。これがコントラスト比に大きく影響している。
また、λ／４板を外して配向観察を行ったところ、指向性反射板を用いた反射型液品表示装置は配向方位が略同じ方位を向いているのに対し、無指向性反射板を用いたそれではφぶれと呼ばれる配向方位のぶれが発生していた。これは指向性反射板により配向規制力が発生し、配向安定性が向上したことを示している。
図３４は、本実施形態で用いたスリット付き指向性反射板の平面形状を示す模式図である。
指向性反射板はガラス基板上に透明樹脂（ＪＳＲ社製）を用いて突起状に連続した凹凸を形成し、凹部に幅３μｍのスリットを残してアルミ膜を蒸着したものである。ここでスリットを凹部に形成するのは、この領域では反射強度が低く、かつ透過領域に必要なセル厚を稼げるからであり、スリット幅を３μｍとするのは斜め電界が発生する領域を狭くして、液品が傾斜面と垂直方位に配向しないようにするためである。
指向性反射板はガラス基板上に透明樹脂（ＪＳＲ社製）を用いて突起状に連続した凹凸を形成し、凹部に幅３μｍのスリットを残してアルミ膜を蒸着したものである。ここでスリットを凹部に形成するのは、この領域では反射強度が低く、かつ透過領域に必要なセル厚を稼げるからであり、スリット幅を３μｍとするのは斜め電界が発生する領域を狭くして、液品が傾斜面と垂直方位に配向しないようにするためである。
スリット付き指向性反射板を用いて反射型透過型液品表示装置を作製した。ここでラビング処理は対向基板のみ０°方位に行い、負の誘電率臭方性を有する液晶を注入した。λ／４板を外して配向観察を行ったところ、スリット上及びその近傍の配向方位は略同じ方位を向いており、指向性反射板にスリットを形成してもφぶれは発生しなかった。
以上説明したように、本実施形態による反射型液晶表示装置では、反射凹凸により反射強度極大となる方位でコントラストを極大にできるため、室内環境の如く特定方位から光が入射する場合でも、見易い表示が実現できる。
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図３５（ａ）は偏光板＋λ／４板の反射率方位依存を示す特性図であり、図３５（ｂ）は偏光板＋広帯域λ／４板の反射率方位依存を示す特性図である。反射率は３０°入射、０°受光（基板法線）の値であり、反射板は反射強度に方位異方性がない無指向性反射板を用いた。図３５（ａ）では、偏光板（住友化学製）の吸収軸を０°、λ／４板（面内位相差１３８ｎｍ、厚さ位相差５３ｎｍ、積水化学製））の遅相軸を４５°に配置し、図３５（ｂ）では、偏光板の吸収軸を０°、λ／２板（面内位相差２７５ｎｍ、厚さ位相差１３０ｎｍ（積水化学製））の遅相軸を１０°、λ／４板の遅相軸を６５°に配置した。
以下、第４の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図３５（ａ）は偏光板＋λ／４板の反射率方位依存を示す特性図であり、図３５（ｂ）は偏光板＋広帯域λ／４板の反射率方位依存を示す特性図である。反射率は３０°入射、０°受光（基板法線）の値であり、反射板は反射強度に方位異方性がない無指向性反射板を用いた。図３５（ａ）では、偏光板（住友化学製）の吸収軸を０°、λ／４板（面内位相差１３８ｎｍ、厚さ位相差５３ｎｍ、積水化学製））の遅相軸を４５°に配置し、図３５（ｂ）では、偏光板の吸収軸を０°、λ／２板（面内位相差２７５ｎｍ、厚さ位相差１３０ｎｍ（積水化学製））の遅相軸を１０°、λ／４板の遅相軸を６５°に配置した。
また、波長分散も厚さ方向の位相差もないλ／４板とλ／２板、波長分散はあるが厚さ方向の位相差がないλ／４板とλ／２板をそれぞれ設定し、計算により反射率方位依存を求めた。図３５（ａ），（ｂ）から、（１）反射率は位相差板の軸方位、波長分散、厚さ方向の位相差（Ｒth）で増加すること、（２）広帯域λ／４板は波長分散が小さく、Ｒthにより反射率極小となる方位が偏光軸方位からずれることが判る。軸方位による反射率増加は複屈折性を示さなくなることにより、波長分散による反射率増加は５５０ｎｍ以外の波長では位相差がλ／４からずれることにより、Ｒthによる反射率増加は負の位相差が付加されることにより発生する。Ｒthを有する位相差板とＲthを有しない位相差板との差分がＲthによる反射率増加であり、方位によってＲthは異なっている。
図３６は、本実施形態で用いた反射板の平面形状を示す概略平面図である。
図３６（ａ）に、傾斜面が全方位に向いたドット状の反射凹凸５１が画素電極上に形成されてなる無指向性反射板を、図３６（ｂ）に、傾斜面が上下（９０°と２７０°）方位に向いた階段状の反射凹凸５２が画素電極上に形成されてなる指向性反射板をそれぞれ示す。
図３６（ａ）に、傾斜面が全方位に向いたドット状の反射凹凸５１が画素電極上に形成されてなる無指向性反射板を、図３６（ｂ）に、傾斜面が上下（９０°と２７０°）方位に向いた階段状の反射凹凸５２が画素電極上に形成されてなる指向性反射板をそれぞれ示す。
図３７は、反射板の反射率方位依存を示す特性図である。
無指向性反射板では、全方位で均一な反射率を示しているのに対して、指向性反射板では、指向性（９０°）方位で２倍、非指向性方位（０°と１８０°）で６割の反射率となっている。
無指向性反射板では、全方位で均一な反射率を示しているのに対して、指向性反射板では、指向性（９０°）方位で２倍、非指向性方位（０°と１８０°）で６割の反射率となっている。
図３８は、λ／４板の面内位相差を１０９ｎｍ〜１４８ｎｍの間で可変とした場合の偏光板＋広帯域λ／４板＋液晶層の反射率方位依存を、各反射板毎（（ａ）：無指向性反射板，（ｂ）：指向性反射板）に示す特性図である。
ここで、液晶層は基板を直径３μｍのミクロパールスペーサ（積水ファインケミカル製）を介して貼り合せ、基板間にネガ型液晶（Δｎ＝０．０９９５、メルク社製）を注入して作製したものであり、電圧無印加にしている。また、指向性方位で反射率極小となるように軸配置を全体的に左に３０°回転させ、偏光板の吸収軸を３０°としている。光学補償板がない場合、λ／４板の位相差を小さく（好ましくは１１０ｎｍ〜１２０ｎｍ程度に）すれば指向性方位でＲthが大きくなり、液晶層の位相差がその分補償されて反射率が低下する。逆に非指向性方位ではＲthが小さくなって反射率は増加するが、指向性反射板を適用すれば位相差板変更前の反射率と変わらなくできる。
ここで、液晶層は基板を直径３μｍのミクロパールスペーサ（積水ファインケミカル製）を介して貼り合せ、基板間にネガ型液晶（Δｎ＝０．０９９５、メルク社製）を注入して作製したものであり、電圧無印加にしている。また、指向性方位で反射率極小となるように軸配置を全体的に左に３０°回転させ、偏光板の吸収軸を３０°としている。光学補償板がない場合、λ／４板の位相差を小さく（好ましくは１１０ｎｍ〜１２０ｎｍ程度に）すれば指向性方位でＲthが大きくなり、液晶層の位相差がその分補償されて反射率が低下する。逆に非指向性方位ではＲthが小さくなって反射率は増加するが、指向性反射板を適用すれば位相差板変更前の反射率と変わらなくできる。
図３９は、λ／２板の面内位相差を２６７ｎｍ〜３１７ｎｍの間で可変とした場合の偏光板＋広帯域λ／４板＋液晶層の反射率方位依存を、各反射板毎（（ａ）：無指向性反射板，（ｂ）：指向性反射板）に示す特性図である。
λ／２板の面内位相差を大きく（好ましくは３００ｎｍ〜３２０ｎｍ程度に）すれば指向性方位でＲthが大きくなり、液晶層の位相差がその分補償されて反射率が低下する。
λ／２板の面内位相差を大きく（好ましくは３００ｎｍ〜３２０ｎｍ程度に）すれば指向性方位でＲthが大きくなり、液晶層の位相差がその分補償されて反射率が低下する。
図４０は、λ／４板とλ／２板の両方の面内位相差を可変とした場合の偏光板＋広帯域λ／４板＋液晶層の反射率方位依存を、指向性反射板について示す特性図である。
λ／４板とλ／２板の両方の面内位相差を変化させても指向性方位の反射率は低下する。但し、個々に変化させた場合の方が非指向性方位の反射率増加が少なくなっている。
λ／４板とλ／２板の両方の面内位相差を変化させても指向性方位の反射率は低下する。但し、個々に変化させた場合の方が非指向性方位の反射率増加が少なくなっている。
以上の説明から、光学補償板がない場合、λ／４板の該当波長を小さく、λ／２板の該当波長を大きくすれば、指向性方位で反射率が低下してコントラスト比を高くできる。ここで、λ／４板の該当波長は４４０ｎｍ〜４８０ｎｍ程度、λ／２板の該当波長は６００ｎｍ〜６４０ｎｍ程度が好ましく、各波長板の該当波長は２００ｎｍ未満の範囲で異ならせるのがよい。
図４１は、偏光板の反射率方位依存を各極角毎に示す特性図である。
ここで偏光板の吸収軸方位は０°、１８０°としているが、偏光板の吸光特性として吸収軸方位で反射率が低くなることが判る。本実施形態では、偏光板の透過軸方位を反射強度極大となる指向性方位と平行もしくはそれに近い角度範囲に配置しているが、偏光板の吸収軸方位を指向性方位と平行もしくそれに近い角度範囲に配置すると、白表示における反射率も低下してしまう。即ち、偏光板と広帯域λ／４板を本実施形態の軸配置から９０°回転させれば、各波長板の大小関係は逆転するが、この軸配置では指向性方位で白表示における反射率が低下し、コントラスト比はさほど改善しなくなる。
ここで偏光板の吸収軸方位は０°、１８０°としているが、偏光板の吸光特性として吸収軸方位で反射率が低くなることが判る。本実施形態では、偏光板の透過軸方位を反射強度極大となる指向性方位と平行もしくはそれに近い角度範囲に配置しているが、偏光板の吸収軸方位を指向性方位と平行もしくそれに近い角度範囲に配置すると、白表示における反射率も低下してしまう。即ち、偏光板と広帯域λ／４板を本実施形態の軸配置から９０°回転させれば、各波長板の大小関係は逆転するが、この軸配置では指向性方位で白表示における反射率が低下し、コントラスト比はさほど改善しなくなる。
図４２は、λ／４板の面内位相差を１２８ｎｍ〜１５９ｎｍの間で可変とした場合の偏光板＋広帯域λ／４板＋光学補償板+液晶層の反射率方位依存を、各反射板毎（（ａ）無指向性反射板，（ｂ）指向性反射板）に示す特性図である。
ここで、偏光板の吸収軸は０°、λ／２板の遅相軸は１０°、λ／４板の遅相軸は６５°、光学補償板（面内位相差２ｎｍ、厚さ位相差１５０ｎｍ、住友化学社製）の遅相軸を８０°に配置した。図４５の構成では、光学補償板がない場合のように軸配置を回転させていない。これは、液晶層に位相差が残っていると、厚さ方向に正の位相差が発生するため反射率極小となる方位が偏光軸方位からずれるが、液晶層の正のＲthを光学補償板の負のＲthで概ねキャンセルすると方位ずれが発生しなくなるからである。
ここで、偏光板の吸収軸は０°、λ／２板の遅相軸は１０°、λ／４板の遅相軸は６５°、光学補償板（面内位相差２ｎｍ、厚さ位相差１５０ｎｍ、住友化学社製）の遅相軸を８０°に配置した。図４５の構成では、光学補償板がない場合のように軸配置を回転させていない。これは、液晶層に位相差が残っていると、厚さ方向に正の位相差が発生するため反射率極小となる方位が偏光軸方位からずれるが、液晶層の正のＲthを光学補償板の負のＲthで概ねキャンセルすると方位ずれが発生しなくなるからである。
光学補償板があり、液晶層の位相差を光学補償板で概ねキャンセルする場合、偏光板＋広帯域λ／４板の反射率方位依存が反映されるため、λ／４板の位相差を大きく（好ましくは１５０ｎｍ程度に）すれば指向性方位でＲthが小さくなり、反射率が低下する。逆に非指向性方位ではＲthが大きくなって反射率は増加するが、指向性反射板を適用すれば位相差板変更前のそれと変わらなくできる。
図４３は、λ／２板の面内位相差を２４０ｎｍ〜２８５ｎｍの間で可変とした場合の偏光板＋広帯域λ／４板＋光学補償板＋液晶層の反射率方位依存を、各反射板毎（（ａ）無指向性反射板，（ｂ）指向性反射板）に示す特性図である。
λ／２板の面内位相差を小さく（好ましくは２４０ｎｍ〜２６０ｎｍ程度に）すれば指向性方位でＲthが小さくなり、反射率が低下する。
λ／２板の面内位相差を小さく（好ましくは２４０ｎｍ〜２６０ｎｍ程度に）すれば指向性方位でＲthが小さくなり、反射率が低下する。
図４４は、λ／４板とλ／２板の両方の面内位相差を可変とした場合の偏光板＋広帯域λ／４板＋光学補償板+液晶層の反射率方位依存を、指向性反射板について示す特性図である。
λ／４板とλ／２板の両方の面内位相差を変化させると指向性方位の反射率は増加するため、個々に変化させるべきである。
λ／４板とλ／２板の両方の面内位相差を変化させると指向性方位の反射率は増加するため、個々に変化させるべきである。
以上の説明から、光学補償板がある場合、λ／４板の該当波長を大きく、λ／２板の該当波長を小さくすれば、指向性方位で反射率が低下してコントラスト比を高くできる。ここで、λ／４板の該当波長は６００ｎｍ程度、λ／２板の該当波長は４８０ｎｍ〜５２０ｎｍ程度が好ましく、各波長板の該当波長は７０ｎｍ未満の範囲で異ならせるのがよい。
λ／４板を直交配置で積層したものを光学補償板に用いた場合も上記と同様になる。すなわち、偏光板の吸収軸を０°、他の（第２の）λ／２板の遅相軸を１０°、（第１の）λ／２板の遅相軸を６５°、λ／４板の遅相軸を１５５°に配置し、のλ／２板の位相差を大きく、他のλ／２板の位相差を小さくすれば、指向性方位で反射率が低下してコントラスト比を高くできる。ここで、λ／２板の位相差は光学補償板のλ／４板を含むため２９０ｎｍ程度、該当波長では５８０ｎｍ程度、他のλ／２板の位相差は２４０ｎｍ〜２６０ｎｍ程度、該当波長では４８０ｎｍ〜５２０ｎｍ程度が好ましく、各波長板の該当波長は７０ｎｍ未満の範囲で異ならせるのがよい。
以上説明したように、本実施形態による反射型液晶表示装置では、反射凹凸により反射強度極大となる方位でコントラストを高くすることができるため、室内環境のように特定方位から光が入射する場合でも、見やすい表示が実現できる。
以下、本発明の諸態様について付記としてまとめて記載する。
（付記１）入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられた液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた光学補償板と
を含み、
前記光学補償板は、前記液晶層に近い側から、第１の位相差板、第２の位相差板及び偏光板の積層構造を有してなり、
前記第１及び第２の位相差板は、それぞれ一軸異方性を有しており、両者の重ね合わせにより１／４波長板の機能と負の位相差板の機能とを合成的に生成することを特徴とする液晶表示装置。
前記反射層上に設けられた液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた光学補償板と
を含み、
前記光学補償板は、前記液晶層に近い側から、第１の位相差板、第２の位相差板及び偏光板の積層構造を有してなり、
前記第１及び第２の位相差板は、それぞれ一軸異方性を有しており、両者の重ね合わせにより１／４波長板の機能と負の位相差板の機能とを合成的に生成することを特徴とする液晶表示装置。
（付記２）前記光学補償板は、前記第２の位相差板上に１／２波長板を更に有することを特徴とすることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
（付記３）前記偏光板の吸収軸と前記第２の位相差板の光軸とのなす角が略４５°であり、
前記第２の位相差板の面内位相差と前記第１の位相差板の面内位相差との差が１／４波長とされており、
前記第２の位相差板の光軸と前記第１の位相差板の光軸とが略直交することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
前記第２の位相差板の面内位相差と前記第１の位相差板の面内位相差との差が１／４波長とされており、
前記第２の位相差板の光軸と前記第１の位相差板の光軸とが略直交することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置。
（付記４）前記第１の位相差板の面に垂直な方向の位相差と前記液晶層の位相差との差が０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする付記３に記載の液晶表示装置。
（付記５）前記１／２波長板の光軸と前記偏光板の吸収軸とのなす角をθとして、前記１／２波長板の光軸と前記第２の位相差板の光軸とのなす角が略θ±４５であり、
前記第２の位相差板の面内位相差と前記第１の位相差板の面内位相差との差が１／４波長とされており、
前記第２の位相差板の光軸と前記第１の位相差板の光軸とが略直交することを特徴とする付記２に記載の液晶表示装置。
前記第２の位相差板の面内位相差と前記第１の位相差板の面内位相差との差が１／４波長とされており、
前記第２の位相差板の光軸と前記第１の位相差板の光軸とが略直交することを特徴とする付記２に記載の液晶表示装置。
（付記６）前記第１及び第２の位相差板の面に垂直な方向の位相差の和と前記液晶層位相差との差が０ｎｍ以上２００ｎｍ以下にあることを特徴とする付記５に記載の液晶表示装置。
（付記７）前記偏光板の吸収軸が前記液晶層の液晶分子の配向方向又は電圧印加時における前記液晶層の液晶分子の傾斜方向に対して５°以上３０°以下の角度をなすことを特徴とする付記３〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
（付記８）前記第１の位相差板の面内位相差が１／４波長であることを特徴とする付記３〜７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
（付記９）前記第１の位相差板の面内位相差が１００ｎｍ以上１８０ｎｍ以下であり、前記第２の位相差板の面内位相差が２００ｎｍ以上３６０ｎｍ以下であることを特徴とする付記８に記載の液晶表示装置。
（付記１０）前記液晶層の配向がねじれネマチック配向又は垂直配向であることを特徴とする付記１〜９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
（付記１１）入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が略４°以上６°以下の値であるとともに、
前記位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．６以上０．９以下の値であることを特徴とする液晶表示装置。
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が略４°以上６°以下の値であるとともに、
前記位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．６以上０．９以下の値であることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１２）入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が略７°以上９°以下の値であるとともに、
前記位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．５以上０．８以下の値であることを特徴とする液晶表示装置。
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が略７°以上９°以下の値であるとともに、
前記位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．５以上０．８以下の値であることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１３）入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が１０°以上１５°以下の値であるとともに、
前記位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．４以上０．７以下の値であることを特徴とする液晶表示装置。
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が１０°以上１５°以下の値であるとともに、
前記位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．４以上０．７以下の値であることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１４）前記位相差板のｘ方向，ｙ方向，ｚ方向の屈折率をそれぞれｎx，ｎy，Ｎｚとし、Ｎｚ係数を以下のように定義した場合、
Ｎｚ＝（ｎx−Ｎｚ）／（ｎx−ｎy）
前記位相差板のＮｚ係数が１以下であることを特徴とする付記１１〜１３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
Ｎｚ＝（ｎx−Ｎｚ）／（ｎx−ｎy）
前記位相差板のＮｚ係数が１以下であることを特徴とする付記１１〜１３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
（付記１５）前記位相差板は、複数枚の一軸延伸フィルムが積層されてなり、各一軸延伸フィルムの遅相軸が略直交するように積層配置されてなることを特徴とする付記１１〜１４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
（付記１６）前記液晶層の液晶分子は、負の誘電率異方性を有することを特徴とする付記１１〜１５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
（付記１７）反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有しており、反射強度が極大となる方位φと前記偏光板の吸収軸Ｐとのなす角が６５°以上９０°以下の値であり、当該位相差板の遅相軸Ｆ1と吸収軸Ｐとのなす角が略４５°となるように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有しており、反射強度が極大となる方位φと前記偏光板の吸収軸Ｐとのなす角が６５°以上９０°以下の値であり、当該位相差板の遅相軸Ｆ1と吸収軸Ｐとのなす角が略４５°となるように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記１８）前記位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有する第１の位相差板と、面内方向に可視光波長の１／２の位相差を有する第２の位相差板とを有して構成されてなり、
前記第２の位相差板の遅相軸Ｆ12と吸収軸Ｐとのなす角が０°以上２０°以下であるとともに、
前記第１の位相差板の遅相軸Ｆ11と遅相軸Ｆ12とのなす角が４５°以上６５°以下であることを特徴とする付記１７に記載の液晶表示装置。
前記第２の位相差板の遅相軸Ｆ12と吸収軸Ｐとのなす角が０°以上２０°以下であるとともに、
前記第１の位相差板の遅相軸Ｆ11と遅相軸Ｆ12とのなす角が４５°以上６５°以下であることを特徴とする付記１７に記載の液晶表示装置。
（付記１９）反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられ、前記反射層上に設けられた液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有しており、反射強度が極大となる方位φと前記偏光板の吸収軸Ｐとのなす角が９０°以上１１５°以下の値であり、当該位相差板の遅相軸Ｆ1と吸収軸Ｐとのなす角が略１３５°となるように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記反射層上に設けられ、前記反射層上に設けられた液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有しており、反射強度が極大となる方位φと前記偏光板の吸収軸Ｐとのなす角が９０°以上１１５°以下の値であり、当該位相差板の遅相軸Ｆ1と吸収軸Ｐとのなす角が略１３５°となるように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
（付記２０）前記位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有する第１の位相差板と、面内方向に可視光波長の１／２の位相差を有する第２の位相差板とを有して構成されてなり、
前記第２の位相差板の遅相軸Ｆ12と吸収軸Ｐとのなす角が０°以上２０°以下であるとともに、
前記第１の位相差板の遅相軸Ｆ11と遅相軸Ｆ12とのなす角が１３５°以上１５５°以下であることを特徴とする付記１９に記載の液晶表示装置。
前記第２の位相差板の遅相軸Ｆ12と吸収軸Ｐとのなす角が０°以上２０°以下であるとともに、
前記第１の位相差板の遅相軸Ｆ11と遅相軸Ｆ12とのなす角が１３５°以上１５５°以下であることを特徴とする付記１９に記載の液晶表示装置。
（付記２１）表面に対する鉛直方向及び面内方向にそれぞれ位相差を有する他の位相差板を有しており、
前記他の位相差板は、反射強度が極大となる方位φと、前記位相差板及び当該他の位相差板の少なくとも一方の遅相軸Ｆ2とのなす角が０°以上３０°以下となるように、前記位相差板よりも前記液晶層側に配置されていることを特徴とする付記１７〜２０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記他の位相差板は、反射強度が極大となる方位φと、前記位相差板及び当該他の位相差板の少なくとも一方の遅相軸Ｆ2とのなす角が０°以上３０°以下となるように、前記位相差板よりも前記液晶層側に配置されていることを特徴とする付記１７〜２０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
（付記２２）反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられた液晶層と
を含み、
前記液晶層の液晶分子を、反射強度が極大となる方位φと当該液晶分子のダイレクタ方位Ｌとのなす角が４５°以上９０°以下となるように配向させることを特徴とする液晶表示装置。
前記反射層上に設けられた液晶層と
を含み、
前記液晶層の液晶分子を、反射強度が極大となる方位φと当該液晶分子のダイレクタ方位Ｌとのなす角が４５°以上９０°以下となるように配向させることを特徴とする液晶表示装置。
（付記２３）前記凹凸を用いて、前記液晶層の液晶分子を、反射強度が極大となる方位φと当該液晶分子のダイレクタ方位Ｌとのなす角が４５°以上９０°以下となるように配向させることを特徴とする付記２２に記載の液晶表示装置。
（付記２４）画素電極上にスリットが形成されており、
前記スリットを用いて、前記液晶層の液晶分子を、反射強度が極大となる方位φと当該液晶分子のダイレクタ方位Ｌとのなす角が４５°以上９０°以下となるように配向させることを特徴とする付記２２に記載の液晶表示装置。
前記スリットを用いて、前記液晶層の液晶分子を、反射強度が極大となる方位φと当該液晶分子のダイレクタ方位Ｌとのなす角が４５°以上９０°以下となるように配向させることを特徴とする付記２２に記載の液晶表示装置。
（付記２５）前記液晶層の液晶分子は、負の誘電率異方性を有することを特徴とする付記１７〜２４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
（付記２６）反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に順次設けられた１／４波長板、１／２波長板及び偏光板と
を含み、
前記１／４波長板及び前記１／２波長板の各該当波長を異ならせ、反射強度が極大となる方位において斜め入射又は斜め出射により前記１／４波長板、前記１／２波長板及び前記液晶層により発生する位相差を、反射強度が極小となる方位の前記位相差よりも小さくすることを特徴とする液晶表示装置。
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に順次設けられた１／４波長板、１／２波長板及び偏光板と
を含み、
前記１／４波長板及び前記１／２波長板の各該当波長を異ならせ、反射強度が極大となる方位において斜め入射又は斜め出射により前記１／４波長板、前記１／２波長板及び前記液晶層により発生する位相差を、反射強度が極小となる方位の前記位相差よりも小さくすることを特徴とする液晶表示装置。
（付記２７）前記１／４波長板及び前記１／２波長板の前記各該当波長を、１／４波長及び１／２波長からそれぞれ２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の値だけ異ならせることを特徴とする付記２６に記載の液晶表示装置。
（付記２８）前記１／４波長板の前記該当波長を前記１／２波長板の前記該当波長よりも小さくすることを特徴とする付記２６又は２７に記載の液晶表示装置。
（付記２９）前記液晶層と前記１／４波長板との間に負の位相差板を有してなり、
前記１／４波長板の前記該当波長を前記１／２波長板の前記該当波長よりも大きくすることを特徴とする付記２６に記載の液晶表示装置。
前記１／４波長板の前記該当波長を前記１／２波長板の前記該当波長よりも大きくすることを特徴とする付記２６に記載の液晶表示装置。
（付記３０）前記１／２波長板と前記偏光板との間に他の１／２波長板を有してなり、
前記１／４波長板と前記１／２波長板との遅相軸を略直交させるとともに、前記１／２波長板の前記該当波長を前記他の１／２波長板の前記該当波長よりも大きくすることを特徴とする付記２６に記載の液晶表示装置。
前記１／４波長板と前記１／２波長板との遅相軸を略直交させるとともに、前記１／２波長板の前記該当波長を前記他の１／２波長板の前記該当波長よりも大きくすることを特徴とする付記２６に記載の液晶表示装置。
１，２ａ，２ｂ，５，１１，１２ａ，１２ｂ，１６，３６ λ／４板
２，１２，１３，３７ λ／２板
３，１４，３８ 偏光板
４，１５，３９ 負の位相差板
２１，３１ 下ガラス基板
２２，３２ 上ガラス基板
２３，３３ 液晶層
２４ ＴＦＴ素子
２５ 樹脂層
２６，３４ 反射型電極
２７ａ，２７ｂ 垂直配向性の配向膜
２８ カラーフィルタ層
２９，３５ 透明電極
４０ 他のλ／２板
５１ ドット状の反射凹凸
５２ 階段状の反射凹凸
２，１２，１３，３７ λ／２板
３，１４，３８ 偏光板
４，１５，３９ 負の位相差板
２１，３１ 下ガラス基板
２２，３２ 上ガラス基板
２３，３３ 液晶層
２４ ＴＦＴ素子
２５ 樹脂層
２６，３４ 反射型電極
２７ａ，２７ｂ 垂直配向性の配向膜
２８ カラーフィルタ層
２９，３５ 透明電極
４０ 他のλ／２板
５１ ドット状の反射凹凸
５２ 階段状の反射凹凸
Claims (10)
- 入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられた液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた光学補償板と
を含み、
前記光学補償板は、前記液晶層に近い側から、第１の位相差板、第２の位相差板及び偏光板の積層構造を有してなり、
前記第１及び第２の位相差板は、それぞれ一軸異方性を有しており、両者の重ね合わせにより１／４波長板の機能と負の位相差板の機能とを合成的に生成することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記光学補償板は、前記第２の位相差板上に１／２波長板を更に有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
- 入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が４°以上６°以下の値であるとともに、
前記位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．６以上０．９以下の値であることを特徴とする液晶表示装置。 - 入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が７°以上９°以下の値であるとともに、
前記位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．５以上０．８以下の値であることを特徴とする液晶表示装置。 - 入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記反射層は、表面に凹凸が形成されており、前記凹凸の平均傾斜角が１０°以上１５°以下の値であるとともに、
前記位相差板は、表面に対する鉛直方向に負の屈折率異方性を有し、その位相差Ｒｆと液晶層の位相差Ｒｌｃとの比Ｒｆ／Ｒｌｃが０．４以上０．７以下の値であることを特徴とする液晶表示装置。 - 反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有しており、反射強度が極大となる方位φと前記偏光板の吸収軸Ｐとのなす角が６５°以上９０°以下の値であり、当該位相差板の遅相軸Ｆ1と吸収軸Ｐとのなす角が略４５°となるように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられ、前記反射層上に設けられた液晶層と、
前記液晶層の前面に設けられた位相差板及び偏光板と
を含み、
前記位相差板は、面内方向に可視光波長の１／４の位相差を有しており、反射強度が極大となる方位φと前記偏光板の吸収軸Ｐとのなす角が９０°以上１１５°以下の値であり、当該位相差板の遅相軸Ｆ1と吸収軸Ｐとのなす角が略１３５°となるように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 表面に対する鉛直方向及び面内方向にそれぞれ位相差を有する他の位相差板を有しており、
前記他の位相差板は、反射強度が極大となる方位φと、前記位相差板及び当該他の位相差板の少なくとも一方の遅相軸Ｆ2とのなす角が０°以上３０°以下となるように、前記位相差板よりも前記液晶層側に配置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の液晶表示装置。 - 反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられた液晶層と
を含み、
前記液晶層の液晶分子を、反射強度が極大となる方位φと当該液晶分子のダイレクタ方位Ｌとのなす角が４５°以上９０°以下となるように配向させることを特徴とする液晶表示装置。 - 反射強度について方位異方性を有する凹凸が表面に形成され、入射光を反射させる反射層と、
前記反射層上に設けられ、液晶分子の配向が垂直配向である液晶層と、
前記液晶層の前面に順次設けられた１／４波長板、１／２波長板及び偏光板と
を含み、
前記１／４波長板及び前記１／２波長板の各該当波長を異ならせ、反射強度が極大となる方位において斜め入射又は斜め出射により前記１／４波長板、前記１／２波長板及び前記液晶層により発生する位相差を、反射強度が極小となる方位の前記位相差よりも小さくすることを特徴とする液晶表示装置。
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