JP3474167B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示装置の構
造に関し、特に、液晶素子の内部に設けた反射層あるい
は半透過反射層と１枚の偏光板とによって、明るい白黒
表示やカラー表示を実現する単偏光板方式の反射型液晶
表示装置および半透過反射型液晶表示装置に関するもの
である。
造に関し、特に、液晶素子の内部に設けた反射層あるい
は半透過反射層と１枚の偏光板とによって、明るい白黒
表示やカラー表示を実現する単偏光板方式の反射型液晶
表示装置および半透過反射型液晶表示装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、反射型液晶表示装置としては、１
対の偏光板の間にＴＮ（ツイステッドネマティック）液
晶素子やＳＴＮ（スーパツイステッドネマチック）液晶
素子を配置し、その一方の偏光板の外側に反射層を設け
た構造のものが主に用いられている。しかしこのような
反射型液晶表示装置は、外光が視認側から入射して反射
層によって反射されて視認側へ出射するまでに、２枚の
偏光板を２回ずつ通過することになるため光量の減少が
多くなり、表示の明るさが低かった。さらに、反射層が
液晶素子のガラス基板の外側にあるので、表示に影が生
じるという問題もあった。
対の偏光板の間にＴＮ（ツイステッドネマティック）液
晶素子やＳＴＮ（スーパツイステッドネマチック）液晶
素子を配置し、その一方の偏光板の外側に反射層を設け
た構造のものが主に用いられている。しかしこのような
反射型液晶表示装置は、外光が視認側から入射して反射
層によって反射されて視認側へ出射するまでに、２枚の
偏光板を２回ずつ通過することになるため光量の減少が
多くなり、表示の明るさが低かった。さらに、反射層が
液晶素子のガラス基板の外側にあるので、表示に影が生
じるという問題もあった。
【０００３】このような問題の対策として、偏光板１枚
で表示が可能な単偏光板型液晶表示装置が提案されてい
る。それによれば、偏光板が１枚であることから、従来
の偏光板を２枚用いる反射型液晶表示装置に比べて光量
の減少が少なくなり、表示の明るさを改善することがで
きる。また、単偏光板型液晶表示装置では、反射層を液
晶素子の内部に形成することによって、表示の影の問題
も解決することが可能である。
で表示が可能な単偏光板型液晶表示装置が提案されてい
る。それによれば、偏光板が１枚であることから、従来
の偏光板を２枚用いる反射型液晶表示装置に比べて光量
の減少が少なくなり、表示の明るさを改善することがで
きる。また、単偏光板型液晶表示装置では、反射層を液
晶素子の内部に形成することによって、表示の影の問題
も解決することが可能である。
【０００４】このような単偏光板型液晶表示装置は、例
えば、特開平４−９７１２１号公報（ＪＰ,０４−９７
１２１,Ａ）に見られるように、１枚の偏光板と１枚の
位相差板および反射層を内在した液晶素子とから構成さ
れている。しかしながら、このような従来の単偏光板型
液晶表示装置は、良好な黒表示を実現できず、コントラ
ストが低いという問題があった。良好な黒表示を得るた
めには、黒表示部では可視光領域のすべての波長におい
て低い反射率（視認側から見た入射光量に対する出射光
量の比率）を実現する必要がある。
えば、特開平４−９７１２１号公報（ＪＰ,０４−９７
１２１,Ａ）に見られるように、１枚の偏光板と１枚の
位相差板および反射層を内在した液晶素子とから構成さ
れている。しかしながら、このような従来の単偏光板型
液晶表示装置は、良好な黒表示を実現できず、コントラ
ストが低いという問題があった。良好な黒表示を得るた
めには、黒表示部では可視光領域のすべての波長におい
て低い反射率（視認側から見た入射光量に対する出射光
量の比率）を実現する必要がある。
【０００５】しかし、上述した液晶表示装置では、液晶
素子に電圧を印加しない状態のオフ時に白表示で、電圧
を印加した状態のオン時に黒表示となるノーマリ白モー
ドについて説明されているが、このノーマリ白モートで
は、良好な黒表示を得ることが難しく、その結果、コン
トラストが低い表示しか得られない。
素子に電圧を印加しない状態のオフ時に白表示で、電圧
を印加した状態のオン時に黒表示となるノーマリ白モー
ドについて説明されているが、このノーマリ白モートで
は、良好な黒表示を得ることが難しく、その結果、コン
トラストが低い表示しか得られない。
【０００６】そこで、良好な黒表示を得るために、例え
ば、特開平７−８４２５２号公報（ＪＰ,０７−８４２
５２,Ａ）に見られるように、液晶素子に電圧を印加し
ない状態のオフ時に黒表示で、電圧を印加した状態のオ
ン時に白表示となるノーマリ黒モードの反射型液晶表示
素子が開発されている。しかし、この液晶表示装置で
も、液晶素子の複屈折量を示すΔＤｎ値や、位相差板の
配置角度及び位相差値や、偏光板の配置角度等の最適化
が不十分であるため、可視光領域の全ての波長に対して
低い反射率を実現することはできず、コントラストが不
十分である。
ば、特開平７−８４２５２号公報（ＪＰ,０７−８４２
５２,Ａ）に見られるように、液晶素子に電圧を印加し
ない状態のオフ時に黒表示で、電圧を印加した状態のオ
ン時に白表示となるノーマリ黒モードの反射型液晶表示
素子が開発されている。しかし、この液晶表示装置で
も、液晶素子の複屈折量を示すΔＤｎ値や、位相差板の
配置角度及び位相差値や、偏光板の配置角度等の最適化
が不十分であるため、可視光領域の全ての波長に対して
低い反射率を実現することはできず、コントラストが不
十分である。
【０００７】また、上述した従来の単偏光板型液晶表示
装置では、反射層は光を透過しないのでバックライトを
設けることができず、外光が弱い場所や夜間には表示を
見ることができなかった。そこで、反射層として、薄膜
アルミニウムを蒸着やスパッタ法で形成したハーフミラ
ーを用いたり、反射層に画素毎の開口部を設け、外光が
弱い場所や夜間にはバックライトの光で表示を行う半透
過反射型液晶表示装置が開発されている。
装置では、反射層は光を透過しないのでバックライトを
設けることができず、外光が弱い場所や夜間には表示を
見ることができなかった。そこで、反射層として、薄膜
アルミニウムを蒸着やスパッタ法で形成したハーフミラ
ーを用いたり、反射層に画素毎の開口部を設け、外光が
弱い場所や夜間にはバックライトの光で表示を行う半透
過反射型液晶表示装置が開発されている。
【０００８】しかし、単偏光板型液晶表示装置の場合、
外光を用いる反射表示の時には、入射光が液晶素子を往
復した状態で、１枚の偏光板によってその反射光の出射
が制御されて良好な黒白表示が得られるように、液晶素
子および位相差板等の光学素子を設計する必要がある。
一方、バックライトを用いた透過表示の時には、バック
ライトからの光が液晶素子を１回しか透過せず、その状
態で１枚の偏光板によってその光の出射が制御されて良
好な黒白表示が得られるように、液晶素子および光学素
子を設計する必要がある。そのため、反射表示と透過表
示の両方とも高いコントラストを得ることは難しかっ
た。
外光を用いる反射表示の時には、入射光が液晶素子を往
復した状態で、１枚の偏光板によってその反射光の出射
が制御されて良好な黒白表示が得られるように、液晶素
子および位相差板等の光学素子を設計する必要がある。
一方、バックライトを用いた透過表示の時には、バック
ライトからの光が液晶素子を１回しか透過せず、その状
態で１枚の偏光板によってその光の出射が制御されて良
好な黒白表示が得られるように、液晶素子および光学素
子を設計する必要がある。そのため、反射表示と透過表
示の両方とも高いコントラストを得ることは難しかっ
た。
【０００９】反射層に画素毎の開口部を設けた液晶表示
装置は、例えば、特開平１０−２８２４８８号公報（Ｊ
Ｐ,１０−２８２４８８,Ａ）に開示されているが、そこ
には液晶素子や光学素子の条件に関する記述は一切な
く、反射表示の時と透過表示の時で、いかにして良好な
コントラスト表示を両立させるかについて何も記載され
ていない。
装置は、例えば、特開平１０−２８２４８８号公報（Ｊ
Ｐ,１０−２８２４８８,Ａ）に開示されているが、そこ
には液晶素子や光学素子の条件に関する記述は一切な
く、反射表示の時と透過表示の時で、いかにして良好な
コントラスト表示を両立させるかについて何も記載され
ていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述のよう
な技術的背景に鑑みてなされたものであり、単偏光板型
液晶表示装置において、すべての波長に亘り良好な低い
反射率の黒表示を得ることにより、明るくコントラスト
の高い表示を実現することを目的とする。また、それを
半透過反射型液晶表示装置にして、外光による反射表示
とバックライト照明による透過表示とを可能にし、且つ
反射表示と透過表示の両方で高コントラストが得られる
ようにすることも目的とする。
な技術的背景に鑑みてなされたものであり、単偏光板型
液晶表示装置において、すべての波長に亘り良好な低い
反射率の黒表示を得ることにより、明るくコントラスト
の高い表示を実現することを目的とする。また、それを
半透過反射型液晶表示装置にして、外光による反射表示
とバックライト照明による透過表示とを可能にし、且つ
反射表示と透過表示の両方で高コントラストが得られる
ようにすることも目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明による液晶表示
装置は、上記の目的を達成するため、反射層と第１の電
極とを有する第１の基板と第２の電極を有する第２の基
板との間に、２００゜〜２６０゜にツイスト配向してい
るネマチック液晶を狭持してＳＴＮ液晶素子を構成し、
そのＳＴＮ液晶素子の第２の基板の外側（ネマチック液
晶に接する側と反対側）に位相差板を、さらにその外側
に偏光板を備えた単偏光板型の反射型液晶表示装置であ
って、上記ＳＴＮ液晶素子の複屈折量を示すΔｎｄ値が
０．７〜０．８μｍであり、上記位相差板の複屈折量を
示す位相差値Ｒが０．３５〜０．４０μｍであり、その
位相差板の遅相軸と偏光板の吸収軸あるいは透過軸との
交差角が３０゜〜４５゜であることを特徴とする。この
液晶表示装置において、上記第１の電極を反射材料で形
成した反射電極にすることにより、上記反射層を兼ねる
ことができ、別に反射層を設ける必要がなくなる。
装置は、上記の目的を達成するため、反射層と第１の電
極とを有する第１の基板と第２の電極を有する第２の基
板との間に、２００゜〜２６０゜にツイスト配向してい
るネマチック液晶を狭持してＳＴＮ液晶素子を構成し、
そのＳＴＮ液晶素子の第２の基板の外側（ネマチック液
晶に接する側と反対側）に位相差板を、さらにその外側
に偏光板を備えた単偏光板型の反射型液晶表示装置であ
って、上記ＳＴＮ液晶素子の複屈折量を示すΔｎｄ値が
０．７〜０．８μｍであり、上記位相差板の複屈折量を
示す位相差値Ｒが０．３５〜０．４０μｍであり、その
位相差板の遅相軸と偏光板の吸収軸あるいは透過軸との
交差角が３０゜〜４５゜であることを特徴とする。この
液晶表示装置において、上記第１の電極を反射材料で形
成した反射電極にすることにより、上記反射層を兼ねる
ことができ、別に反射層を設ける必要がなくなる。
【００１２】この発明による液晶表示装置はまた、半透
過反射層と第１の電極を有する第１の基板と第２の電極
を有する第２の基板との間に、ツイスト角が２００゜〜
２６０゜にツイスト配向しているネマチック液晶を狭持
してＳＴＮ液晶素子を構成し、そのＳＴＮ液晶素子の第
２の基板の外側（ネマチック液晶に接する側と反対側）
に第１の位相差板を、さらにその第１の位相差板の外側
に第１の偏光板を設け、上記ＳＴＮ液晶素子の第１の基
板の外側に、第２の位相差板と第２の偏光板とバックラ
イトとを順次備え、半透過反射型液晶表示装置を構成す
る。そして、上記ＳＴＮ液晶素子の複屈折量を示すΔｎ
ｄ値が０．７〜０．８μｍで、上記第１の位相差板の位
相差値が０．３５〜０．４０μｍであり、第１の位相差
板の遅相軸と第１の偏光板の吸収軸あるいは透過軸との
交差角が３０゜〜４５゜であり、第２の位相差板の位相
差値が概ね１／４波長である。
過反射層と第１の電極を有する第１の基板と第２の電極
を有する第２の基板との間に、ツイスト角が２００゜〜
２６０゜にツイスト配向しているネマチック液晶を狭持
してＳＴＮ液晶素子を構成し、そのＳＴＮ液晶素子の第
２の基板の外側（ネマチック液晶に接する側と反対側）
に第１の位相差板を、さらにその第１の位相差板の外側
に第１の偏光板を設け、上記ＳＴＮ液晶素子の第１の基
板の外側に、第２の位相差板と第２の偏光板とバックラ
イトとを順次備え、半透過反射型液晶表示装置を構成す
る。そして、上記ＳＴＮ液晶素子の複屈折量を示すΔｎ
ｄ値が０．７〜０．８μｍで、上記第１の位相差板の位
相差値が０．３５〜０．４０μｍであり、第１の位相差
板の遅相軸と第１の偏光板の吸収軸あるいは透過軸との
交差角が３０゜〜４５゜であり、第２の位相差板の位相
差値が概ね１／４波長である。
【００１３】このような液晶表示装置において、上記第
２の位相差板と第２の偏光板との間に第３の位相差板を
設け、その第２の位相差板の遅相軸と第３の位相差板の
遅相軸とが概ね６０゜に交差するようにし、第２の位相
差板の位相差値が概ね１／４波長で、第３の位相差板の
位相差値が概ね１／２波長であるようにするとよい。あ
るいは、上記第２の位相差板の遅相軸と第３の位相差板
の遅相軸とが概ね直交するようにし、その第２の位相差
板の位相差値の波長依存性と第３の位相差板の位相差値
の波長依存性が異なり、第２の位相差板の位相差値と第
３の位相差板の位相差値との差が概ね１／４波長である
ようにしてもよい。上記半透過反射層を、厚さ０．０１
μｍ〜０．０３μｍの金属薄膜とするか、画素毎に開口
部を設けた金属薄膜とすることができる。
２の位相差板と第２の偏光板との間に第３の位相差板を
設け、その第２の位相差板の遅相軸と第３の位相差板の
遅相軸とが概ね６０゜に交差するようにし、第２の位相
差板の位相差値が概ね１／４波長で、第３の位相差板の
位相差値が概ね１／２波長であるようにするとよい。あ
るいは、上記第２の位相差板の遅相軸と第３の位相差板
の遅相軸とが概ね直交するようにし、その第２の位相差
板の位相差値の波長依存性と第３の位相差板の位相差値
の波長依存性が異なり、第２の位相差板の位相差値と第
３の位相差板の位相差値との差が概ね１／４波長である
ようにしてもよい。上記半透過反射層を、厚さ０．０１
μｍ〜０．０３μｍの金属薄膜とするか、画素毎に開口
部を設けた金属薄膜とすることができる。
【００１４】これらの各液晶表示装置において、上記Ｓ
ＴＮ液晶素子の第２の基板の外側に光拡散層を設けると
よい。また、上記ＳＴＮ液晶素子の第１の基板の反射層
よりネマチック液晶側、あるいは第２の基板のネマチッ
ク液晶側にカラーフィルタを設けることにより、カラー
液晶表示装置になる。そのカラーフィルタが複数色、特
に３原色のフィルタからなるようにすれば、フルカラー
表示を行うことができる。さらに、上記位相差板の屈折
率が、遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該遅相軸に直交する
方向の屈折率をｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚと定義し
たとき、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係があるようにするのが
望ましい。
ＴＮ液晶素子の第２の基板の外側に光拡散層を設けると
よい。また、上記ＳＴＮ液晶素子の第１の基板の反射層
よりネマチック液晶側、あるいは第２の基板のネマチッ
ク液晶側にカラーフィルタを設けることにより、カラー
液晶表示装置になる。そのカラーフィルタが複数色、特
に３原色のフィルタからなるようにすれば、フルカラー
表示を行うことができる。さらに、上記位相差板の屈折
率が、遅相軸方向の屈折率をｎｘ、該遅相軸に直交する
方向の屈折率をｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚと定義し
たとき、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係があるようにするのが
望ましい。
【００１５】上述したこの発明による液晶表示装置は、
従来の単偏光板型の反射型液晶表示装置あるいは半透過
型液晶表示装置とその基本構成は同じであるが、液晶素
子のΔｎｄ値、位相差板の位相差値、位相差板の配置
角、および偏光板の配置角を、高コントラストが得られ
るノーマリ黒モードについて、光学シミュレーションと
実測データを用いて最適化を行ったものである。その結
果、反射表示の場合、ＳＴＮ液晶素子に電圧無印加状態
で、偏光板を通してから入射する直線偏光は、位相差板
とＳＴＮ液晶素子を透過した状態で全ての波長で円偏光
となる。そして、反射層反射され、再度ＳＴＮ液晶素子
と位相差板を透過すると、偏光方向が９０゜回転した直
線偏光となり、全て偏光板に吸収されるため、完全な黒
表示を得ることができる。
従来の単偏光板型の反射型液晶表示装置あるいは半透過
型液晶表示装置とその基本構成は同じであるが、液晶素
子のΔｎｄ値、位相差板の位相差値、位相差板の配置
角、および偏光板の配置角を、高コントラストが得られ
るノーマリ黒モードについて、光学シミュレーションと
実測データを用いて最適化を行ったものである。その結
果、反射表示の場合、ＳＴＮ液晶素子に電圧無印加状態
で、偏光板を通してから入射する直線偏光は、位相差板
とＳＴＮ液晶素子を透過した状態で全ての波長で円偏光
となる。そして、反射層反射され、再度ＳＴＮ液晶素子
と位相差板を透過すると、偏光方向が９０゜回転した直
線偏光となり、全て偏光板に吸収されるため、完全な黒
表示を得ることができる。
【００１６】つまり、偏光板と位相差板と反射層を内在
したＳＴＮ液晶素子により、電圧無印加時の黒表示が良
好であり、且つ偏光板が１枚であるので明るい白表示が
できるため、高コントラストの表示を実現できる。ま
た、反射層が液晶素子に内在しているので表示の影も生
じない。一方、半透過型液晶表示装置でバックライトを
点灯した透過表示においては、バックライトから出た光
は、ＳＴＮ液晶素子の裏面に設けた第２の偏光板と位相
差値が１／４波長である第２の位相差板とを透過し、さ
らにＳＴＮ液晶素子の半透過反射層を透過してネマチッ
ク液晶に入射する。
したＳＴＮ液晶素子により、電圧無印加時の黒表示が良
好であり、且つ偏光板が１枚であるので明るい白表示が
できるため、高コントラストの表示を実現できる。ま
た、反射層が液晶素子に内在しているので表示の影も生
じない。一方、半透過型液晶表示装置でバックライトを
点灯した透過表示においては、バックライトから出た光
は、ＳＴＮ液晶素子の裏面に設けた第２の偏光板と位相
差値が１／４波長である第２の位相差板とを透過し、さ
らにＳＴＮ液晶素子の半透過反射層を透過してネマチッ
ク液晶に入射する。
【００１７】前述したように、第１の位相差板の位相差
値と配置角度を最適化したので、液晶素子の複屈折性と
第１の位相差板の位相差とを合成した複屈折性は、丁度
１／４波長相当になっている。したがって、ＳＴＮ液晶
素子の裏面の第２の位相差板を液晶素子の複屈折性と減
算する位置に配置すると複屈折性が無くなり、バックラ
イトから出た光は、ＳＴＮ液晶素子の裏面に設けた第２
の偏光板を通過してその透過軸方向に直線偏光し、その
ままの状態で第１の位相差板から出射する。
値と配置角度を最適化したので、液晶素子の複屈折性と
第１の位相差板の位相差とを合成した複屈折性は、丁度
１／４波長相当になっている。したがって、ＳＴＮ液晶
素子の裏面の第２の位相差板を液晶素子の複屈折性と減
算する位置に配置すると複屈折性が無くなり、バックラ
イトから出た光は、ＳＴＮ液晶素子の裏面に設けた第２
の偏光板を通過してその透過軸方向に直線偏光し、その
ままの状態で第１の位相差板から出射する。
【００１８】したがって、バックライト側の第２の偏光
板と視認側の第１の偏光板とが、その吸収軸が互いに直
交するように配置されていると、良好な黒表示が得られ
る。そして、ＳＴＮ液晶素子に電圧を印加した状態で
は、液晶素子の複屈折性が変化し、反射表示および透過
表示ともに良好な白表示を得ることが可能になり、反射
表示と透過表示の両方で高コントラストが得られる。
板と視認側の第１の偏光板とが、その吸収軸が互いに直
交するように配置されていると、良好な黒表示が得られ
る。そして、ＳＴＮ液晶素子に電圧を印加した状態で
は、液晶素子の複屈折性が変化し、反射表示および透過
表示ともに良好な白表示を得ることが可能になり、反射
表示と透過表示の両方で高コントラストが得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、この発明による液晶表示装
置の最良の実施形態を図面を参照して具体的に説明す
る。 〔第１の実施形態：図１から図３，図１０および図１
３） まず、この発明による液晶表示装置の第１の実施形態の
構成を図１および図２によって説明する。図１はその液
晶表示装置の構成を示す模式的な断面図、図２はその反
射層と第１，第２の電極との平面的な配置関係を示す平
面図である。
置の最良の実施形態を図面を参照して具体的に説明す
る。 〔第１の実施形態：図１から図３，図１０および図１
３） まず、この発明による液晶表示装置の第１の実施形態の
構成を図１および図２によって説明する。図１はその液
晶表示装置の構成を示す模式的な断面図、図２はその反
射層と第１，第２の電極との平面的な配置関係を示す平
面図である。
【００２０】この液晶表示装置は図１に示すように、Ｓ
ＴＮ液晶素子２０と、その第２の基板２の外側（ネマチ
ック液晶に接する側と反対側：視認側）に設けた位相差
板１２と、その位相差板１２の外側に設けた偏光板１１
とによって、単偏光板型の反射型液晶表示装置を構成し
ている。偏光板１１と位相差板１２は、アクリル系粘着
剤で接着して一体化してあり、ＳＴＮ液晶素子２０の第
２の基板２の外面にアクリル系粘着剤で貼り付けてあ
る。ＳＴＮ液晶素子２０は、それぞれ厚さ０．５ｍｍの
ガラス板からなる第１の基板１と第２の基板２とが、周
囲をシール材５によって張り合わされ、その間隙に左回
り２４０゜ツイスト配向しているネマチック液晶６が封
入され挟持されている。
ＴＮ液晶素子２０と、その第２の基板２の外側（ネマチ
ック液晶に接する側と反対側：視認側）に設けた位相差
板１２と、その位相差板１２の外側に設けた偏光板１１
とによって、単偏光板型の反射型液晶表示装置を構成し
ている。偏光板１１と位相差板１２は、アクリル系粘着
剤で接着して一体化してあり、ＳＴＮ液晶素子２０の第
２の基板２の外面にアクリル系粘着剤で貼り付けてあ
る。ＳＴＮ液晶素子２０は、それぞれ厚さ０．５ｍｍの
ガラス板からなる第１の基板１と第２の基板２とが、周
囲をシール材５によって張り合わされ、その間隙に左回
り２４０゜ツイスト配向しているネマチック液晶６が封
入され挟持されている。
【００２１】その第１の基板１の内面に、アルミニウム
からなる厚さ０．２μｍの反射層７と、それを覆うアク
リル系材料からなる厚さ２μｍの保護膜８とが形成さ
れ、さらにその保護膜８上に第１の電極３が形成されて
いる。第２の基板２の内面には第２の電極４が形成され
ている。第１の電極３と第２の電極４は、いずれも透明
導電膜である酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜によって、
図２に示すように互いに直交するストライプ状に多数形
成され、その第１の電極３と第２の電極４が交差して重
なり合う部分がそれぞれ画素部となる。この第１の電極
３を形成した第１の基板１の保護膜８上と、第２の電極
４を形成した第２の基板２の内面には、それぞれ配向膜
を形成しているが図示を省略している。
からなる厚さ０．２μｍの反射層７と、それを覆うアク
リル系材料からなる厚さ２μｍの保護膜８とが形成さ
れ、さらにその保護膜８上に第１の電極３が形成されて
いる。第２の基板２の内面には第２の電極４が形成され
ている。第１の電極３と第２の電極４は、いずれも透明
導電膜である酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜によって、
図２に示すように互いに直交するストライプ状に多数形
成され、その第１の電極３と第２の電極４が交差して重
なり合う部分がそれぞれ画素部となる。この第１の電極
３を形成した第１の基板１の保護膜８上と、第２の電極
４を形成した第２の基板２の内面には、それぞれ配向膜
を形成しているが図示を省略している。
【００２２】このＩＴＯ膜からなる第１の電極３と第２
の電極４の透過率は、明るさの点で重要である。ＩＴＯ
膜のシート抵抗値が低いほど膜厚が厚くなり、透過率が
低くなる。この実施形態では、第２の電極４にはデータ
信号を印加するので、クロストークの影響が少なくなる
ように、シート抵抗値が約１００オームで厚さが０．０
５μｍ程度のＩＴＯ膜を用いる。そのＩＴＯ膜の平均透
過率は約９２％である。また、第１の電極３には走査信
号を印加するので、クロストークを低下するために、シ
ート抵抗値が約１０オームで厚さが０．３μｍ程度のＩ
ＴＯ膜を用いる。そのＩＴＯ膜の平均透過率は約８９％
と幾分低いが、少なくとも一方の電極に透過率が９０％
以上の透明電極を用いることによって、表示の明るさを
改善できる。
の電極４の透過率は、明るさの点で重要である。ＩＴＯ
膜のシート抵抗値が低いほど膜厚が厚くなり、透過率が
低くなる。この実施形態では、第２の電極４にはデータ
信号を印加するので、クロストークの影響が少なくなる
ように、シート抵抗値が約１００オームで厚さが０．０
５μｍ程度のＩＴＯ膜を用いる。そのＩＴＯ膜の平均透
過率は約９２％である。また、第１の電極３には走査信
号を印加するので、クロストークを低下するために、シ
ート抵抗値が約１０オームで厚さが０．３μｍ程度のＩ
ＴＯ膜を用いる。そのＩＴＯ膜の平均透過率は約８９％
と幾分低いが、少なくとも一方の電極に透過率が９０％
以上の透明電極を用いることによって、表示の明るさを
改善できる。
【００２３】偏光板１１は、なるべく明るく且つ偏光度
が高いことが好ましく、この実施形態では、透過率４５
％で偏光度９９．９％の材料を使用した。その偏光板１
１の表面に、屈折率の異なる無機薄膜を真空蒸着法やス
パッタ法で複数層コートした反射率が０．５％程度の無
反射層を設けると、偏光板１１の表面反射が低下して透
過率が改善され、より明るくなる。また、黒レベルが低
下することによって、コントラストも改善される。
が高いことが好ましく、この実施形態では、透過率４５
％で偏光度９９．９％の材料を使用した。その偏光板１
１の表面に、屈折率の異なる無機薄膜を真空蒸着法やス
パッタ法で複数層コートした反射率が０．５％程度の無
反射層を設けると、偏光板１１の表面反射が低下して透
過率が改善され、より明るくなる。また、黒レベルが低
下することによって、コントラストも改善される。
【００２４】しかし、無機薄膜は高価であるので、最近
は１層〜２層の有機材料をコートした塗布タイプの無反
射膜が開発されており、反射率は１％前後と多少高い
が、低価格である。これらの無反射膜でも無反射層とし
て充分使用可能である。位相差板１２は、ポリカーボネ
ート（ＰＣ）を延伸した厚さ約７０μｍの透明フィルム
で、波長０．５５μｍでの位相差値Ｒは０．３９μｍで
ある。この位相差板１２の屈折率は、遅相軸方向の屈折
率をｎｘ、遅相軸と直交する方向の屈折率をｎｙ、厚さ
方向の屈折率をｎｚと定義した場合、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙ
の関係になる、いわゆるＺタイプの位相差板を用いる。
このＺタイプの位相差板を用いることにより、視野角特
性を改善できるので好ましいが、勿論、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎ
ｚの関係がある通常の位相差板も使用可能である。
は１層〜２層の有機材料をコートした塗布タイプの無反
射膜が開発されており、反射率は１％前後と多少高い
が、低価格である。これらの無反射膜でも無反射層とし
て充分使用可能である。位相差板１２は、ポリカーボネ
ート（ＰＣ）を延伸した厚さ約７０μｍの透明フィルム
で、波長０．５５μｍでの位相差値Ｒは０．３９μｍで
ある。この位相差板１２の屈折率は、遅相軸方向の屈折
率をｎｘ、遅相軸と直交する方向の屈折率をｎｙ、厚さ
方向の屈折率をｎｚと定義した場合、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙ
の関係になる、いわゆるＺタイプの位相差板を用いる。
このＺタイプの位相差板を用いることにより、視野角特
性を改善できるので好ましいが、勿論、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎ
ｚの関係がある通常の位相差板も使用可能である。
【００２５】次に、各構成部材の配置関係を図３を用い
て説明する。ＳＴＮ液晶素子２０の第１の電極３と第２
の電極４の表面には配向膜（図示せず）が形成され、図
３に示すように、第１の基板１の内面は、水平軸に対し
て右上がり３０゜方向にラビング処理することにより、
ネマチック液晶６の下液晶分子配向方向６ａは＋３０゜
となり、第２の基板２の内面は右下がり３０゜方向にラ
ビング処理することにより、ネマチック液晶２の上液晶
分子配向方向６ｂは−３０゜となる。一般に、時計方向
回りの角度をマイナスで、反時計方向回りの角度をプラ
スで示す。
て説明する。ＳＴＮ液晶素子２０の第１の電極３と第２
の電極４の表面には配向膜（図示せず）が形成され、図
３に示すように、第１の基板１の内面は、水平軸に対し
て右上がり３０゜方向にラビング処理することにより、
ネマチック液晶６の下液晶分子配向方向６ａは＋３０゜
となり、第２の基板２の内面は右下がり３０゜方向にラ
ビング処理することにより、ネマチック液晶２の上液晶
分子配向方向６ｂは−３０゜となる。一般に、時計方向
回りの角度をマイナスで、反時計方向回りの角度をプラ
スで示す。
【００２６】粘度２０ｃｐのネマチック液晶６には、カ
イラル材と呼ぶ旋回性物質を添加して、ねじれピッチＰ
を１１μｍに調整し、反時計方向回りでツイスト角Ｔｓ
が２４０゜のＳＴＮ液晶素子２０となる。使用するネマ
チック液晶６の複屈折の差Δｎは０．１３１で、第１の
基板１と第２の基板２の隙間であるセルギャップｄは
５．８μｍとする。したがって、ネマチック液晶６の複
屈折の差Δｎとセルギャップｄとの積で表すＳＴＮ液晶
素子２０の複屈折量を示すΔｎｄ値Ｒｓは０．７６μｍ
となる。偏光板１１の吸収軸１１ａは、水平軸を基準に
して＋３０゜に配置する。そして、位相差板１２の遅相
軸１２ａは、水平軸を基準にして＋６５゜に配置してい
る。したがって、偏光板１１の吸収軸１１ａと位相差板
１２の遅相軸１２ａとの交差各αは、３５゜になってい
る。
イラル材と呼ぶ旋回性物質を添加して、ねじれピッチＰ
を１１μｍに調整し、反時計方向回りでツイスト角Ｔｓ
が２４０゜のＳＴＮ液晶素子２０となる。使用するネマ
チック液晶６の複屈折の差Δｎは０．１３１で、第１の
基板１と第２の基板２の隙間であるセルギャップｄは
５．８μｍとする。したがって、ネマチック液晶６の複
屈折の差Δｎとセルギャップｄとの積で表すＳＴＮ液晶
素子２０の複屈折量を示すΔｎｄ値Ｒｓは０．７６μｍ
となる。偏光板１１の吸収軸１１ａは、水平軸を基準に
して＋３０゜に配置する。そして、位相差板１２の遅相
軸１２ａは、水平軸を基準にして＋６５゜に配置してい
る。したがって、偏光板１１の吸収軸１１ａと位相差板
１２の遅相軸１２ａとの交差各αは、３５゜になってい
る。
【００２７】ここで、この第１の実施形態の液晶表示装
置の効果について、図１０から図１３も参照して説明す
る。まず、偏光板１１の吸収軸１１ａと位相差板１２の
遅相軸１２ａとの交差角αの効果について説明する。図
１０は、偏光板１１の吸収軸１１ａと位相差板１２の遅
相軸１２ａとのなす交差角αと液晶表示装置による表示
のコントラストとの関係を示す線図で、曲線３１がコン
トラストを示してしる。この図から明らかなように、交
差角αが３５゜〜４０゜で最も高いコントラストが得ら
れ、交差角αが３０゜〜４５゜の範囲でも良好なコント
ラストが得られるが、交差角αが３０゜以下あるいは４
５゜以上になると、良好なコントラストは得られない。
この交差角αを３５゜に固定して、偏光板１１と位相差
板１２をＳＴＮ液晶素子２０に対して同時に回転して実
験したところ、この実施形態での配置角に対して±１０
゜の範囲で良好なコントラストが得られ、配置角度の絶
対値より交差角αの方が重要であること見い出した。
置の効果について、図１０から図１３も参照して説明す
る。まず、偏光板１１の吸収軸１１ａと位相差板１２の
遅相軸１２ａとの交差角αの効果について説明する。図
１０は、偏光板１１の吸収軸１１ａと位相差板１２の遅
相軸１２ａとのなす交差角αと液晶表示装置による表示
のコントラストとの関係を示す線図で、曲線３１がコン
トラストを示してしる。この図から明らかなように、交
差角αが３５゜〜４０゜で最も高いコントラストが得ら
れ、交差角αが３０゜〜４５゜の範囲でも良好なコント
ラストが得られるが、交差角αが３０゜以下あるいは４
５゜以上になると、良好なコントラストは得られない。
この交差角αを３５゜に固定して、偏光板１１と位相差
板１２をＳＴＮ液晶素子２０に対して同時に回転して実
験したところ、この実施形態での配置角に対して±１０
゜の範囲で良好なコントラストが得られ、配置角度の絶
対値より交差角αの方が重要であること見い出した。
【００２８】次に、ＳＴＮ液晶素子２０の複屈折量であ
るΔｎｄ値の効果について説明する。 図１１はＳＴＮ
液晶素子２０のΔｎｄ値とコントラストおよび電圧無印
加時の黒表示の反射率との関係を説明する線図であり、
曲線３２がコントラストを示し、曲線３３が黒表示の反
射率を示す。ＳＴＮ液晶素子２０のΔｎｄ値が大きくな
るとコントラストは高くなり、Δｎｄが０．７８μｍ以
上では飽和する。しかし、電圧無印加時であるオフ状態
での黒表示の反射率は、Δｎｄ値が０．７５μｍ付近で
最小となる。そのため、ＳＴＮ液晶素子２０のΔｎｄ値
としては、０．７０μｍから０．８０μｍの範囲で良好
な表示が得られ、特に０．７５〜０．７８μｍが好まし
い。
るΔｎｄ値の効果について説明する。 図１１はＳＴＮ
液晶素子２０のΔｎｄ値とコントラストおよび電圧無印
加時の黒表示の反射率との関係を説明する線図であり、
曲線３２がコントラストを示し、曲線３３が黒表示の反
射率を示す。ＳＴＮ液晶素子２０のΔｎｄ値が大きくな
るとコントラストは高くなり、Δｎｄが０．７８μｍ以
上では飽和する。しかし、電圧無印加時であるオフ状態
での黒表示の反射率は、Δｎｄ値が０．７５μｍ付近で
最小となる。そのため、ＳＴＮ液晶素子２０のΔｎｄ値
としては、０．７０μｍから０．８０μｍの範囲で良好
な表示が得られ、特に０．７５〜０．７８μｍが好まし
い。
【００２９】次に、位相差板１２の位相差値Ｒの効果に
ついて説明する。図１２は位相差板１２の位相差値Ｒと
コントラストとの関係を示す線図であり、曲線３４はコ
ントラストを示している。この図から明らかなように、
位相差値Ｒが、０．３８〜０．３９μｍで最も高いコン
トラストが得られ、０．３５μｍから０．４０μｍの範
囲でも良好なコントラストが得られるが、０．３５μｍ
以下や０．４０μｍ以上になると、コントラストが低下
して良好な表示を得ることができない。このように、位
相差板１２の遅相軸と偏光板１１の吸収軸との交差角
α、位相差板１２の位相差値Ｒ、液晶素子２０のΔｎｄ
値を綿密に最適化することによって、オフ状態で完全な
黒表示を得ることができる。
ついて説明する。図１２は位相差板１２の位相差値Ｒと
コントラストとの関係を示す線図であり、曲線３４はコ
ントラストを示している。この図から明らかなように、
位相差値Ｒが、０．３８〜０．３９μｍで最も高いコン
トラストが得られ、０．３５μｍから０．４０μｍの範
囲でも良好なコントラストが得られるが、０．３５μｍ
以下や０．４０μｍ以上になると、コントラストが低下
して良好な表示を得ることができない。このように、位
相差板１２の遅相軸と偏光板１１の吸収軸との交差角
α、位相差板１２の位相差値Ｒ、液晶素子２０のΔｎｄ
値を綿密に最適化することによって、オフ状態で完全な
黒表示を得ることができる。
【００３０】図１３に、この実施形態の単偏光板型液晶
表示装置の反射特性を示す。曲線３５は、電圧無印加時
の黒表示の反射率で、曲線３６は電圧を印加した時の白
表示の反射率を示す。比較のために、前述した特開平７
−８４２５２号公報（ＪＰ,０７−８４２５２,Ａ）の実
施例１に記載されているノーマリ黒モードの単偏光板型
液晶表示装置を試作して評価し、比較例としてその黒表
示の反射率を破線の曲線３７に、白表示の反射率を破線
の曲線３８に示す。その比較例は、ＳＴＮ液晶素子のネ
マチック液晶のツイスト角は２４０゜で、Δｎｄ値は
０．６５μｍで、位相差板の位相差値Ｒは０．３５μｍ
である。
表示装置の反射特性を示す。曲線３５は、電圧無印加時
の黒表示の反射率で、曲線３６は電圧を印加した時の白
表示の反射率を示す。比較のために、前述した特開平７
−８４２５２号公報（ＪＰ,０７−８４２５２,Ａ）の実
施例１に記載されているノーマリ黒モードの単偏光板型
液晶表示装置を試作して評価し、比較例としてその黒表
示の反射率を破線の曲線３７に、白表示の反射率を破線
の曲線３８に示す。その比較例は、ＳＴＮ液晶素子のネ
マチック液晶のツイスト角は２４０゜で、Δｎｄ値は
０．６５μｍで、位相差板の位相差値Ｒは０．３５μｍ
である。
【００３１】この発明の第１の実施形態の液晶表示装置
に、図１における上方の視認側から偏光板１１を通過し
て入射した直線偏光は、位相差板１２とＳＴＮ液晶素子
２０のネマチック液晶６を透過することによって、可視
光領域の全ての波長の光が円偏光となる。第１の電極３
や保護膜８は複屈折性をもたないので、偏光状態は変化
せずに円偏光のままで反射層７に到達する。反射層７で
反射された円偏光は、再度ネマチック液晶６と位相差板
１２を透過することにより、偏光方向が９０゜回転した
直線偏光に戻り、偏光板１１ですべて吸収されるため、
図１３の曲線３５に示すように可視光領域のほぼ全域で
反射率が低く、良好な黒表示が得られる。
に、図１における上方の視認側から偏光板１１を通過し
て入射した直線偏光は、位相差板１２とＳＴＮ液晶素子
２０のネマチック液晶６を透過することによって、可視
光領域の全ての波長の光が円偏光となる。第１の電極３
や保護膜８は複屈折性をもたないので、偏光状態は変化
せずに円偏光のままで反射層７に到達する。反射層７で
反射された円偏光は、再度ネマチック液晶６と位相差板
１２を透過することにより、偏光方向が９０゜回転した
直線偏光に戻り、偏光板１１ですべて吸収されるため、
図１３の曲線３５に示すように可視光領域のほぼ全域で
反射率が低く、良好な黒表示が得られる。
【００３２】図１３の曲線３７に示した比較例の電圧無
印加状態では、短波長と長波長の光が漏れて反射率が上
がるため良好な黒表示はできず、紫色の黒表示となるた
めコントラストが低下する。ＳＴＮ液晶素子２０の第１
の電極３第２の電極４の間に所定の電圧を印加すると、
ネマチック液晶６の分子が立ち上がり、ＳＴＮ液晶素子
２０の実質的なΔｎｄ値が減少する。そのため、偏光板
１１を通して入射した直線偏光は、位相差板１２とネマ
チック液晶６を透過しても完全な円偏光とはならず、楕
円偏光や直線偏光となる。
印加状態では、短波長と長波長の光が漏れて反射率が上
がるため良好な黒表示はできず、紫色の黒表示となるた
めコントラストが低下する。ＳＴＮ液晶素子２０の第１
の電極３第２の電極４の間に所定の電圧を印加すると、
ネマチック液晶６の分子が立ち上がり、ＳＴＮ液晶素子
２０の実質的なΔｎｄ値が減少する。そのため、偏光板
１１を通して入射した直線偏光は、位相差板１２とネマ
チック液晶６を透過しても完全な円偏光とはならず、楕
円偏光や直線偏光となる。
【００３３】この電圧印加によってネマチック液晶６で
発生する複屈折量を１／４波長相当に設定すると、偏光
板１１より入射して反射層７によって反射される直線偏
光は回転せずにそのまま戻るので、図１３の曲線３６に
示すように可視光領域のほぼ全域で反射率が高くなり、
明るく良好な白表示を得ることができる。図１３の曲線
３８に示した比較例の電圧印加状態では、長波長側の反
射率が低下するため良好な白表示はできず、青みを帯び
た暗い白表示であった。このように、偏光板１１と位相
差板１２と反射層７を内在したＳＴＮ液晶素子２０を用
い、ＳＴＮ液晶素子２０のΔｎｄ値を０．７〜０．８μ
ｍ、位相差板１２の位相差値Ｒを０．３５〜０．４０μ
ｍ、偏光板１１の吸収軸１１ａと位相差板１２の遅相軸
１２ａとの交差角αを３０゜〜４５゜にすることによっ
て、良好な黒表示が得られ、その結果、明るくコントラ
ストの高い表示を実現することができる。
発生する複屈折量を１／４波長相当に設定すると、偏光
板１１より入射して反射層７によって反射される直線偏
光は回転せずにそのまま戻るので、図１３の曲線３６に
示すように可視光領域のほぼ全域で反射率が高くなり、
明るく良好な白表示を得ることができる。図１３の曲線
３８に示した比較例の電圧印加状態では、長波長側の反
射率が低下するため良好な白表示はできず、青みを帯び
た暗い白表示であった。このように、偏光板１１と位相
差板１２と反射層７を内在したＳＴＮ液晶素子２０を用
い、ＳＴＮ液晶素子２０のΔｎｄ値を０．７〜０．８μ
ｍ、位相差板１２の位相差値Ｒを０．３５〜０．４０μ
ｍ、偏光板１１の吸収軸１１ａと位相差板１２の遅相軸
１２ａとの交差角αを３０゜〜４５゜にすることによっ
て、良好な黒表示が得られ、その結果、明るくコントラ
ストの高い表示を実現することができる。
【００３４】〔第１の実施の形態の変形例：図４〕
上述した第１の実施形態では、偏光板１１の吸収軸１１
ａと位相差板１２の遅相軸１２ａとがなす角度を交差角
αと定義したが、偏光板１１を９０゜回転しても視野角
特性が多少異なるが、ほぼ同じ表示特性が得られる。し
たがって、偏光板１１の透過軸と位相差板１２の遅相軸
１２ａとのなす角度を交差角βと定義すると、その交差
角βが３０゜〜４５゜の範囲でも良好な表示特性が得ら
れる。また、ＳＴＮ液晶素子２０として、２４０゜ツイ
ストのＳＴＮ液晶素子を用いたが、ツイスト角が２００
゜〜２６０゜ＳＴＮ液晶素子を用いても、偏光板１１と
位相差板１２の交差角を上記のように保ったまま、ＳＴ
Ｎ液晶素子に対する偏光板１１と位相差板１２の配置角
度を調整することによって、同様な反射型液晶表示装置
が得られる。
ａと位相差板１２の遅相軸１２ａとがなす角度を交差角
αと定義したが、偏光板１１を９０゜回転しても視野角
特性が多少異なるが、ほぼ同じ表示特性が得られる。し
たがって、偏光板１１の透過軸と位相差板１２の遅相軸
１２ａとのなす角度を交差角βと定義すると、その交差
角βが３０゜〜４５゜の範囲でも良好な表示特性が得ら
れる。また、ＳＴＮ液晶素子２０として、２４０゜ツイ
ストのＳＴＮ液晶素子を用いたが、ツイスト角が２００
゜〜２６０゜ＳＴＮ液晶素子を用いても、偏光板１１と
位相差板１２の交差角を上記のように保ったまま、ＳＴ
Ｎ液晶素子に対する偏光板１１と位相差板１２の配置角
度を調整することによって、同様な反射型液晶表示装置
が得られる。
【００３５】さらに、位相差板１２として、ポリカーボ
ネートを延伸したフィルムを用いたが、液晶を含有した
フィルムを延伸し、温度により位相差値が変化する温度
補償型位相差板を用いると、高温や低温での明るさやコ
ントラストが改善し、より良好な反射型液晶表示装置が
得られる。また、ＳＴＮ液晶素子の反射層を第１の基板
の内側に設けたが、反射層を第１の基板の外側に配置し
ても、表示に影は発生するが、表示のコントラストに関
しては同様な効果が得られる。さらに、図４に示すよう
に、ＳＴＮ液晶素子２０の第２の基板２と位相差板１２
との間に拡散層１５を設けることにより、反射層７で反
射された光を散乱させ、広視野角で明るい表示を得るこ
とができる。外部から入射する光はなるべく前方に散乱
透過し、後方散乱が少ない方が高コントラストが得られ
て好ましい。
ネートを延伸したフィルムを用いたが、液晶を含有した
フィルムを延伸し、温度により位相差値が変化する温度
補償型位相差板を用いると、高温や低温での明るさやコ
ントラストが改善し、より良好な反射型液晶表示装置が
得られる。また、ＳＴＮ液晶素子の反射層を第１の基板
の内側に設けたが、反射層を第１の基板の外側に配置し
ても、表示に影は発生するが、表示のコントラストに関
しては同様な効果が得られる。さらに、図４に示すよう
に、ＳＴＮ液晶素子２０の第２の基板２と位相差板１２
との間に拡散層１５を設けることにより、反射層７で反
射された光を散乱させ、広視野角で明るい表示を得るこ
とができる。外部から入射する光はなるべく前方に散乱
透過し、後方散乱が少ない方が高コントラストが得られ
て好ましい。
【００３６】〔第２の実施形態：図５から図７】
次に、この発明による液晶表示装置の第２の実施形態に
ついて、図５から図７を用いて説明する。まず、図５と
図６によってその液晶表示装置の構成を説明する。これ
らの図は、前述した第１の実施形態の図１および図２と
同様な図であり、対応する部分には同一の符号を付し、
それらの説明は簡略にするか省略する。この第２の実施
の形態の液晶表示装置も、単偏光板型の反射型液晶表示
装置を構成しており、ＳＴＮ液晶素子の構成、位相差板
と偏光板の配置角度、および拡散板を設けた点が、第１
の実施の形態の構成と異なっている。
ついて、図５から図７を用いて説明する。まず、図５と
図６によってその液晶表示装置の構成を説明する。これ
らの図は、前述した第１の実施形態の図１および図２と
同様な図であり、対応する部分には同一の符号を付し、
それらの説明は簡略にするか省略する。この第２の実施
の形態の液晶表示装置も、単偏光板型の反射型液晶表示
装置を構成しており、ＳＴＮ液晶素子の構成、位相差板
と偏光板の配置角度、および拡散板を設けた点が、第１
の実施の形態の構成と異なっている。
【００３７】この液晶表示装置の液晶素子２１は、第１
の基板１の内面に直接アルミニウムからなる厚さ０．２
μｍの反射電極９を形成し、図１における反射層７と保
護膜８を設けておらず、ネマチック液晶６が反時計回り
で２００゜ツイスト配向している点が、第１の実施形態
における液晶素子２０と相違する。反射電極９は、表面
が反射面をなし、図１および図２における第１の電極３
と反射層７とを兼ねている。そして、この反射電極９は
図６に示すように、透明なストライプ状の第２の電極４
と直交する方向にストライプ状に形成され、第２の電極
４と交差して重なる各部分がそれぞれ画素部となる。
の基板１の内面に直接アルミニウムからなる厚さ０．２
μｍの反射電極９を形成し、図１における反射層７と保
護膜８を設けておらず、ネマチック液晶６が反時計回り
で２００゜ツイスト配向している点が、第１の実施形態
における液晶素子２０と相違する。反射電極９は、表面
が反射面をなし、図１および図２における第１の電極３
と反射層７とを兼ねている。そして、この反射電極９は
図６に示すように、透明なストライプ状の第２の電極４
と直交する方向にストライプ状に形成され、第２の電極
４と交差して重なる各部分がそれぞれ画素部となる。
【００３８】このＳＴＮ液晶素子２１の第２の基板２の
外側に、図５に示すように、拡散層１５、位相差板１
２、および偏光板１１を順次配設し、偏光板１１と位相
差板１２はアクリル系粘着剤で貼り合わせて一体化して
いる。拡散層１５は、反射電極９で反射した光を散乱
し、広視野角で明るい表示を得るために設けている。外
部から入射する光はなるべく前方に散乱透過し、後方散
乱が少ない方が高コントラストが得られるので好まし
い。ここでは、粘着剤に微粒子を混合した厚さ３０μｍ
の散乱性粘着剤を拡散層１５として用い、第２の基板２
と位相差板１２の接着剤としても兼用している。
外側に、図５に示すように、拡散層１５、位相差板１
２、および偏光板１１を順次配設し、偏光板１１と位相
差板１２はアクリル系粘着剤で貼り合わせて一体化して
いる。拡散層１５は、反射電極９で反射した光を散乱
し、広視野角で明るい表示を得るために設けている。外
部から入射する光はなるべく前方に散乱透過し、後方散
乱が少ない方が高コントラストが得られるので好まし
い。ここでは、粘着剤に微粒子を混合した厚さ３０μｍ
の散乱性粘着剤を拡散層１５として用い、第２の基板２
と位相差板１２の接着剤としても兼用している。
【００３９】偏光板１１は第１の実施の形態で用いたも
のと同じである。位相差板１２は、ポリカーボネート
（ＰＣ）を延伸した厚さ約７０μｍの透明フィルムで、
波長０．５５μｍでの位相差値Ｒが０．３９μｍであ
る。その角方向の屈折率の関係は第１の実施形態の場合
と同じである。
のと同じである。位相差板１２は、ポリカーボネート
（ＰＣ）を延伸した厚さ約７０μｍの透明フィルムで、
波長０．５５μｍでの位相差値Ｒが０．３９μｍであ
る。その角方向の屈折率の関係は第１の実施形態の場合
と同じである。
【００４０】次に、この液晶表示装置の各構成部材の平
面的な配置関係について、図７を用いて説明する。ＳＴ
Ｎ液晶素子２１の反射電極９と第２の電極４の表面には
配向膜（図示せず）が形成され、ネマチック液晶６の下
液晶分子配向方向６ａおよび上液晶分子配向方向６ｂ
は、第１の基板１側は、水平軸に対して右上がり２０゜
方向にラビング処理することにより下液晶分子配向方向
６ａは＋２０゜となり、第２の基板２は右下がり２０゜
方向にラビング処理することにより上液晶分子配向方向
６ｂは−２０゜となる。粘度２０ｃｐのネマチック液晶
には、カイラル材と呼ぶ旋回性物質を添加し、ねじれピ
ッチＰを１１μｍに調整し、反時計方向回りで２２０゜
ツイストのＳＴＮ液晶素子２１を形成する。
面的な配置関係について、図７を用いて説明する。ＳＴ
Ｎ液晶素子２１の反射電極９と第２の電極４の表面には
配向膜（図示せず）が形成され、ネマチック液晶６の下
液晶分子配向方向６ａおよび上液晶分子配向方向６ｂ
は、第１の基板１側は、水平軸に対して右上がり２０゜
方向にラビング処理することにより下液晶分子配向方向
６ａは＋２０゜となり、第２の基板２は右下がり２０゜
方向にラビング処理することにより上液晶分子配向方向
６ｂは−２０゜となる。粘度２０ｃｐのネマチック液晶
には、カイラル材と呼ぶ旋回性物質を添加し、ねじれピ
ッチＰを１１μｍに調整し、反時計方向回りで２２０゜
ツイストのＳＴＮ液晶素子２１を形成する。
【００４１】使用するネマチック液晶６の複屈折の差Δ
ｎは０．１３１で、第１の基板１と第２の基板２の隙間
であるセルギャップｄは５．８μｍとする。したがっ
て、ネマチック液晶６の複屈折の差Δｎとセルギャップ
ｄとの積で表す液晶素子２１の複屈折量を示すΔｎｄ値
は０．７６μｍとなる。偏光板１１の吸収軸１１ａは、
水平軸を基準にして、＋１５゜に配置する。位相差板１
２の遅層軸１２ａは、図７に示すように、水平軸を基準
にして＋５５゜に配置しており、偏光板１１の吸収軸１
１ａと位相差板１２の遅相軸１２ａとのなす交差角αは
４０゜になっている。
ｎは０．１３１で、第１の基板１と第２の基板２の隙間
であるセルギャップｄは５．８μｍとする。したがっ
て、ネマチック液晶６の複屈折の差Δｎとセルギャップ
ｄとの積で表す液晶素子２１の複屈折量を示すΔｎｄ値
は０．７６μｍとなる。偏光板１１の吸収軸１１ａは、
水平軸を基準にして、＋１５゜に配置する。位相差板１
２の遅層軸１２ａは、図７に示すように、水平軸を基準
にして＋５５゜に配置しており、偏光板１１の吸収軸１
１ａと位相差板１２の遅相軸１２ａとのなす交差角αは
４０゜になっている。
【００４２】ここで、この実施形態の液晶表示装置の作
用効果について説明する。まず、偏光板１１と位相差板
１２の配置角度であるが、位相差板１２の遅相軸１２ａ
の配置角度を水平軸を基準にして５５゜とし、第１の実
施の形態とは変更したが、偏光板１１の吸収軸１１ａと
位相差板１２の遅相軸１２ａとの交差角αの効果につい
ては、第１の実施の形態とほぼ同じ傾向を示し、交差角
αが３８゜〜４３゜で最も高いコントラストが得られ、
交差角αが３０゜〜４５゜の範囲では良好なコントラス
トが得られるが、３０゜以下あるいは４５゜以上になる
と良好なコントラストは得られない。次に、ＳＴＮ液晶
素子２１のΔｎｄ値の効果についても、第１の実施の形
態とほぼ同一傾向を示し、液晶素子２１のΔｎｄ値が大
きくなると、コントラストは高くなる。
用効果について説明する。まず、偏光板１１と位相差板
１２の配置角度であるが、位相差板１２の遅相軸１２ａ
の配置角度を水平軸を基準にして５５゜とし、第１の実
施の形態とは変更したが、偏光板１１の吸収軸１１ａと
位相差板１２の遅相軸１２ａとの交差角αの効果につい
ては、第１の実施の形態とほぼ同じ傾向を示し、交差角
αが３８゜〜４３゜で最も高いコントラストが得られ、
交差角αが３０゜〜４５゜の範囲では良好なコントラス
トが得られるが、３０゜以下あるいは４５゜以上になる
と良好なコントラストは得られない。次に、ＳＴＮ液晶
素子２１のΔｎｄ値の効果についても、第１の実施の形
態とほぼ同一傾向を示し、液晶素子２１のΔｎｄ値が大
きくなると、コントラストは高くなる。
【００４３】しかし、電圧無印加時のオフ状態での黒表
示の反射率は、Δｎｄ値が０．７５μｍ付近で最小とな
る。そのため、ＳＴＮ液晶素子２１のΔｎｄ値として
は、０．７０μｍから０．８０μｍの範囲で良好な表示
が得られ、特に０．７５〜０．７７μｍが好ましい。次
に、位相差板１２の位相差値Ｒの効果について説明す
る。ＳＴＮ液晶素子２１のツイスト角は２２０゜で、第
１の実施の形態のツイスト角２４０゜より小さくなって
いる。そのために、位相差板１２の位相差値Ｒは、第１
の実施の形態より少し小さい値が好ましく、単位差値Ｒ
が０．３５〜０．３６μｍの範囲で高いコントラストが
得られ、０．３４μｍ以下あるいは０．４０μｍ以上で
はコントラストが低下し、良好な表示を得ることができ
ない。
示の反射率は、Δｎｄ値が０．７５μｍ付近で最小とな
る。そのため、ＳＴＮ液晶素子２１のΔｎｄ値として
は、０．７０μｍから０．８０μｍの範囲で良好な表示
が得られ、特に０．７５〜０．７７μｍが好ましい。次
に、位相差板１２の位相差値Ｒの効果について説明す
る。ＳＴＮ液晶素子２１のツイスト角は２２０゜で、第
１の実施の形態のツイスト角２４０゜より小さくなって
いる。そのために、位相差板１２の位相差値Ｒは、第１
の実施の形態より少し小さい値が好ましく、単位差値Ｒ
が０．３５〜０．３６μｍの範囲で高いコントラストが
得られ、０．３４μｍ以下あるいは０．４０μｍ以上で
はコントラストが低下し、良好な表示を得ることができ
ない。
【００４４】このように、位相差板１２と偏光板１１の
交差角α、位相差板１２の位相差値Ｒ、ＳＴＮ液晶素子
２１のΔｎｄ値を綿密に最適化することによって、オフ
状態で完全な黒表示を得ることができる。なお、拡散層
１５は、ＳＴＮ液晶素子の第２の基板２の外側（視認
側）に配置すればよく、位相差板１２と偏光板１１との
間、あるいは偏光板１１の視認側の表面に配置してもよ
い。しかし、表示ボケを減らすために、なるべく第２の
基板２の近くに配置するのが好ましい。さらに、第２の
基板２の厚さも、なるべく薄い方が表示ボケが少なくな
るので好ましく、この実施形態では厚さ０．５ｍｍとし
た。この液晶表示装置に、図５における上方の視認側か
ら入射する外光による反射表示の作用は、前述の第１の
実施形態の場合と同じであるから説明を省略する。
交差角α、位相差板１２の位相差値Ｒ、ＳＴＮ液晶素子
２１のΔｎｄ値を綿密に最適化することによって、オフ
状態で完全な黒表示を得ることができる。なお、拡散層
１５は、ＳＴＮ液晶素子の第２の基板２の外側（視認
側）に配置すればよく、位相差板１２と偏光板１１との
間、あるいは偏光板１１の視認側の表面に配置してもよ
い。しかし、表示ボケを減らすために、なるべく第２の
基板２の近くに配置するのが好ましい。さらに、第２の
基板２の厚さも、なるべく薄い方が表示ボケが少なくな
るので好ましく、この実施形態では厚さ０．５ｍｍとし
た。この液晶表示装置に、図５における上方の視認側か
ら入射する外光による反射表示の作用は、前述の第１の
実施形態の場合と同じであるから説明を省略する。
【００４５】この実施形態においては、偏光板１１と位
相差板１２と反射電極９を内在したＳＴＮ液晶素子２１
を用い、ＳＴＮ液晶素子２１のΔｎｄ値を０．７〜０．
８μｍ、位相差板１２の位相差値Ｒを０．３５〜０．４
０μｍ、偏光板１１の吸収軸１１ａと位相差板１２の遅
相軸１２ａとの交差角αを３０゜〜４５゜にすることに
よって、良好な黒表示が得られ、その結果、明るくコン
トラストの高い表示を実現できる。
相差板１２と反射電極９を内在したＳＴＮ液晶素子２１
を用い、ＳＴＮ液晶素子２１のΔｎｄ値を０．７〜０．
８μｍ、位相差板１２の位相差値Ｒを０．３５〜０．４
０μｍ、偏光板１１の吸収軸１１ａと位相差板１２の遅
相軸１２ａとの交差角αを３０゜〜４５゜にすることに
よって、良好な黒表示が得られ、その結果、明るくコン
トラストの高い表示を実現できる。
【００４６】〔第２の実施の形態の変形例〕
この実施形態でも、偏光板１１の吸収軸１１ａと位相差
板１２の遅相軸１２ａとがなす角度を交差角αと定義し
たが、偏光板１１を９０゜回転しても、視野角特性が多
少異なるがほぼ同じ表示特性が得られる。したがって、
偏光板１１の透過軸と位相差板１２の遅相軸１２ａとの
なす角度を交差角βと定義すると、交差角βが３０゜〜
４５゜の範囲でも良好な表示特性が得られる。
板１２の遅相軸１２ａとがなす角度を交差角αと定義し
たが、偏光板１１を９０゜回転しても、視野角特性が多
少異なるがほぼ同じ表示特性が得られる。したがって、
偏光板１１の透過軸と位相差板１２の遅相軸１２ａとの
なす角度を交差角βと定義すると、交差角βが３０゜〜
４５゜の範囲でも良好な表示特性が得られる。
【００４７】この実施の形態では、ＳＴＮ液晶素子２１
として、２２０゜ツイストのＳＴＮ液晶素子を用いた
が、ツイスト角が２００゜〜２６０゜のＳＴＮ液晶素子
でも、偏光板１１と位相差板１２の交差角を上記のよう
に保ったまま、ＳＴＮ液晶素子に対する偏光板１１と位
相差板１２の配置角度を調整することにより、同様な反
射型液晶表示装置が得られる。さらに、この実施形態で
は、位相差板１２としてポリカーボネート（ＰＣ）を１
軸延伸し、Ｚ軸方向の屈折率ｎｚが、遅相軸方向の屈折
率ｎｘとそれに直交する方向の屈折率ｎｙに対して、ｎ
ｘ＞ｎｙ＝ｎｚとなっている通常タイプの位相差板を用
いたが、ＰＣ多軸延伸し、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙとなってい
る、いわゆるＺタイプの位相差板、あるいはポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）やポリプロピレン（ＰＰ）、アク
リルやポリスチレンなどの材料を延伸した位相差板を用
いても、同様な効果が得られる。
として、２２０゜ツイストのＳＴＮ液晶素子を用いた
が、ツイスト角が２００゜〜２６０゜のＳＴＮ液晶素子
でも、偏光板１１と位相差板１２の交差角を上記のよう
に保ったまま、ＳＴＮ液晶素子に対する偏光板１１と位
相差板１２の配置角度を調整することにより、同様な反
射型液晶表示装置が得られる。さらに、この実施形態で
は、位相差板１２としてポリカーボネート（ＰＣ）を１
軸延伸し、Ｚ軸方向の屈折率ｎｚが、遅相軸方向の屈折
率ｎｘとそれに直交する方向の屈折率ｎｙに対して、ｎ
ｘ＞ｎｙ＝ｎｚとなっている通常タイプの位相差板を用
いたが、ＰＣ多軸延伸し、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙとなってい
る、いわゆるＺタイプの位相差板、あるいはポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）やポリプロピレン（ＰＰ）、アク
リルやポリスチレンなどの材料を延伸した位相差板を用
いても、同様な効果が得られる。
【００４８】〔第３の実施形態：図８および図９〕
次に、この発明による液晶表示装置の第３の実施形態に
ついて、図８および図９を用いて説明する。図８は、そ
の液晶表示装置の構成を示す模式的断面図で、図９は、
そのカラーフィルタとＳＴＮ液晶素子の第１，第２の電
極（仮想線で示す）との平面的な配置関係を示す平面図
であり、それぞれ図１，図２および図４と同じ部分には
同一の符号を付している。また、この実施形態における
ＳＴＮ液晶素子と偏光板の吸収軸および位相差板の遅相
軸の配置関係は、図３によって説明した第１の実施形態
の場合と同じであるので図示を省略した。
ついて、図８および図９を用いて説明する。図８は、そ
の液晶表示装置の構成を示す模式的断面図で、図９は、
そのカラーフィルタとＳＴＮ液晶素子の第１，第２の電
極（仮想線で示す）との平面的な配置関係を示す平面図
であり、それぞれ図１，図２および図４と同じ部分には
同一の符号を付している。また、この実施形態における
ＳＴＮ液晶素子と偏光板の吸収軸および位相差板の遅相
軸の配置関係は、図３によって説明した第１の実施形態
の場合と同じであるので図示を省略した。
【００４９】この第３の実施形態の反射型液晶表示装置
は、ＳＴＮ液晶素子２０の反射層７と第１の電極３との
間にカラーフィルタ１０を設けたことにより、カラー表
示が可能になっていることが、第１の実施形態の構成と
異なっている。この液晶表示装置のＳＴＮ液晶素子２２
は、第１の基板１の内面に設けたアルミニウムからなる
厚さ０．２μｍの反射層７の上に、厚さ１μｍのカラー
フィルタ１０を設けている。そのカラーフィルタ１０
は、赤フィルタＲと緑フィルタＧと青フィルタＢの３色
のフィルタで構成され、図９に示すように、第２の基板
２の内面に形成したストライプ状の各第２の電極４にそ
れぞれ対応させて交互に平行なストライプ状に形成され
ている。各色のフィルタＲ，Ｇ，Ｂの幅は、第２の電極
４の幅より広く形成し、隙間が生じないようにしてい
る。カラーフィルタ１０の間にすきまが生じると、入射
光が増加して明るくはなるが、表示色に白の光が混色し
て色純度が低下するので好ましくない。液晶素子２２の
その他の構成は、図１に示した液晶素子２０と同じであ
るから説明を省略する。
は、ＳＴＮ液晶素子２０の反射層７と第１の電極３との
間にカラーフィルタ１０を設けたことにより、カラー表
示が可能になっていることが、第１の実施形態の構成と
異なっている。この液晶表示装置のＳＴＮ液晶素子２２
は、第１の基板１の内面に設けたアルミニウムからなる
厚さ０．２μｍの反射層７の上に、厚さ１μｍのカラー
フィルタ１０を設けている。そのカラーフィルタ１０
は、赤フィルタＲと緑フィルタＧと青フィルタＢの３色
のフィルタで構成され、図９に示すように、第２の基板
２の内面に形成したストライプ状の各第２の電極４にそ
れぞれ対応させて交互に平行なストライプ状に形成され
ている。各色のフィルタＲ，Ｇ，Ｂの幅は、第２の電極
４の幅より広く形成し、隙間が生じないようにしてい
る。カラーフィルタ１０の間にすきまが生じると、入射
光が増加して明るくはなるが、表示色に白の光が混色し
て色純度が低下するので好ましくない。液晶素子２２の
その他の構成は、図１に示した液晶素子２０と同じであ
るから説明を省略する。
【００５０】この液晶素子２２の第２の基板２の外側
（視認側）に、図４に示した液晶表示装置と同様に、拡
散層１５、位相差板１２、および偏光板１１を順次配置
している。それらの各板の構成および互いに粘着剤で貼
り合わせること、拡散層１５として散乱性粘着剤を用い
ることも、第１の実施形態の変形例と同様である。カラ
ーフィルタ１０は明るさを改善するために、分光スペク
トルにおける最大透過率がなるべく高いことが好まし
く、各色のフィルタの最大透過率は８０％以上が良く、
９０％以上が最も好ましい。また、分光スペクトルにお
ける最小透過率も２０％〜５０％と高くする必要があ
る。
（視認側）に、図４に示した液晶表示装置と同様に、拡
散層１５、位相差板１２、および偏光板１１を順次配置
している。それらの各板の構成および互いに粘着剤で貼
り合わせること、拡散層１５として散乱性粘着剤を用い
ることも、第１の実施形態の変形例と同様である。カラ
ーフィルタ１０は明るさを改善するために、分光スペク
トルにおける最大透過率がなるべく高いことが好まし
く、各色のフィルタの最大透過率は８０％以上が良く、
９０％以上が最も好ましい。また、分光スペクトルにお
ける最小透過率も２０％〜５０％と高くする必要があ
る。
【００５１】カラーフィルタ１０としては、顔料分散
型、染色型、印刷型、転写型、電着型など各種のものを
使用できるが、アクリル系やＰＶＡ系の感光性樹脂に顔
料を分散させた顔料分散型のカラーフィルタが、耐熱温
度が高く色純度も良いので最も好ましい。高透過率のカ
ラーフィルタ１０を得るために、第１の基板１の内面に
アルミニウム薄膜からなる反射層７を形成し、その反射
層７の表面を陽極酸化処理して不活性化させた後、感光
性樹脂に顔料を１０〜１５％配合したカラーレジスト
を、スピンナを用いて第１の基板１の内面に塗布し、露
光と現像を行って、厚さが１μｍ程度でも透過率が高い
カラーフィルタ１０を得た。
型、染色型、印刷型、転写型、電着型など各種のものを
使用できるが、アクリル系やＰＶＡ系の感光性樹脂に顔
料を分散させた顔料分散型のカラーフィルタが、耐熱温
度が高く色純度も良いので最も好ましい。高透過率のカ
ラーフィルタ１０を得るために、第１の基板１の内面に
アルミニウム薄膜からなる反射層７を形成し、その反射
層７の表面を陽極酸化処理して不活性化させた後、感光
性樹脂に顔料を１０〜１５％配合したカラーレジスト
を、スピンナを用いて第１の基板１の内面に塗布し、露
光と現像を行って、厚さが１μｍ程度でも透過率が高い
カラーフィルタ１０を得た。
【００５２】ここで、この第３の実施形態の液晶表示装
置の作用効果について説明する。第１の実施形態で説明
したように、ＳＴＮ液晶素子２２（第１の実施形態では
ＳＴＮ液晶素子２０）の第１，第２の電極３，４間に電
圧を印加しないオフ状態では、良好な黒表示を得ること
ができる。図８において、上方の視認側からこの液晶表
示装置に偏光板１１を通して入射した直線偏光は、位相
差板１２とネマチック液晶６を透過することにより、可
視光領域のすべての波長成分が円偏光となる。
置の作用効果について説明する。第１の実施形態で説明
したように、ＳＴＮ液晶素子２２（第１の実施形態では
ＳＴＮ液晶素子２０）の第１，第２の電極３，４間に電
圧を印加しないオフ状態では、良好な黒表示を得ること
ができる。図８において、上方の視認側からこの液晶表
示装置に偏光板１１を通して入射した直線偏光は、位相
差板１２とネマチック液晶６を透過することにより、可
視光領域のすべての波長成分が円偏光となる。
【００５３】第１の電極３，保護膜８，およびカラーフ
ィルタ１０はまったく複屈折性を持たないので、偏光状
態は変化せずに円偏光のままで反射層７に到達する。反
射層７で反射された円偏光は、液晶素子２２と位相差板
１２を透過することにより、入射時に対して偏光方向が
９０゜回転した直線偏光に戻り、すべて偏光板１１で吸
収されるため、完全な黒表示が得られる。ＳＴＮ液晶素
子２２の第１の電極３と第２の電極４の間に所定の電圧
を印加すると、ネマチック液晶６の分子が立ち上がり、
ＳＴＮ液晶素子２２の実質的なΔｎｄ値が減少する。こ
の電圧印加によってＳＴＮ液晶素子２２で発生する複屈
折性を１／４波長相当に設定すると、偏光板１１から入
射した直線偏光は、位相差板１１とネマチック液晶６を
透過して楕円偏光や直線偏光になるが、反射層７によっ
て反射された後、回転せずにそのまま戻るので、殆どす
べて偏光板１１を通過して視認側へ出射し、明るい白表
示を得ることができる。
ィルタ１０はまったく複屈折性を持たないので、偏光状
態は変化せずに円偏光のままで反射層７に到達する。反
射層７で反射された円偏光は、液晶素子２２と位相差板
１２を透過することにより、入射時に対して偏光方向が
９０゜回転した直線偏光に戻り、すべて偏光板１１で吸
収されるため、完全な黒表示が得られる。ＳＴＮ液晶素
子２２の第１の電極３と第２の電極４の間に所定の電圧
を印加すると、ネマチック液晶６の分子が立ち上がり、
ＳＴＮ液晶素子２２の実質的なΔｎｄ値が減少する。こ
の電圧印加によってＳＴＮ液晶素子２２で発生する複屈
折性を１／４波長相当に設定すると、偏光板１１から入
射した直線偏光は、位相差板１１とネマチック液晶６を
透過して楕円偏光や直線偏光になるが、反射層７によっ
て反射された後、回転せずにそのまま戻るので、殆どす
べて偏光板１１を通過して視認側へ出射し、明るい白表
示を得ることができる。
【００５４】そして、表示画素のオン（白）とオフ
（黒）を組み合わせることで、カラー表示が可能とな
る。たとえば、赤フィルタＲのある画素をオン（白）に
し、緑フィルタＧと青フィルタＢのある画素をオフ
（黒）にすることによって赤表示になる。この実施形態
の反射型液晶表示装置は、反射率が高く且つコントラス
ト比が１０以上と高い値が得られ、彩度が高く、明るい
カラー表示を実現することができた。このように、視認
側から順次偏光板１１、位相差板１２、および拡散層１
５と、反射層７とカラーフィルタ１０を内在した液晶素
子２２とを用いることにより、単偏光板型の反射型液晶
表示装置でも、明るく高コントラストで高彩度のカラー
表示が可能になる。
（黒）を組み合わせることで、カラー表示が可能とな
る。たとえば、赤フィルタＲのある画素をオン（白）に
し、緑フィルタＧと青フィルタＢのある画素をオフ
（黒）にすることによって赤表示になる。この実施形態
の反射型液晶表示装置は、反射率が高く且つコントラス
ト比が１０以上と高い値が得られ、彩度が高く、明るい
カラー表示を実現することができた。このように、視認
側から順次偏光板１１、位相差板１２、および拡散層１
５と、反射層７とカラーフィルタ１０を内在した液晶素
子２２とを用いることにより、単偏光板型の反射型液晶
表示装置でも、明るく高コントラストで高彩度のカラー
表示が可能になる。
【００５５】〔第３の実施の形態の変形例〕
この実施形態では、偏光板１１の吸収軸１１ａと位相差
板１２の遅相軸１２ａとなす角度を交差角αと定義した
が、偏光板１１を９０゜回転しても、視野角特性が多少
異なるが、ほぼ同じ表示特性が得られる。したがって、
偏光板１１の透過軸と位相差板１２の遅相軸１２ａとの
なす角度を交差角βと定義すると、交差角βが３０゜〜
４５゜の範囲でも良好な表示特性が得られる。この実施
形態では、液晶素子２２として、２４０゜ツイストのＳ
ＴＮ液晶素子を用いたが、ツイスト角が２００゜〜２６
０゜ＳＴＮ液晶素子を用いても、偏光板１１と位相差板
１２の交差角を上記のように保ったまま、ＳＴＮ液晶素
子２２に対する偏光板１１と位相差板１２の配置角度を
調整することにより、同様な反射型カラー液晶表示装置
が得られる。
板１２の遅相軸１２ａとなす角度を交差角αと定義した
が、偏光板１１を９０゜回転しても、視野角特性が多少
異なるが、ほぼ同じ表示特性が得られる。したがって、
偏光板１１の透過軸と位相差板１２の遅相軸１２ａとの
なす角度を交差角βと定義すると、交差角βが３０゜〜
４５゜の範囲でも良好な表示特性が得られる。この実施
形態では、液晶素子２２として、２４０゜ツイストのＳ
ＴＮ液晶素子を用いたが、ツイスト角が２００゜〜２６
０゜ＳＴＮ液晶素子を用いても、偏光板１１と位相差板
１２の交差角を上記のように保ったまま、ＳＴＮ液晶素
子２２に対する偏光板１１と位相差板１２の配置角度を
調整することにより、同様な反射型カラー液晶表示装置
が得られる。
【００５６】この実施形態では、反射層７を、第１の電
極３の下側に保護膜８を挟んで形成したが、第２の実施
形態のように、第１の電極３をアルミニウムや銀等の金
属膜で形成することによって、反射層７と兼用した反射
電極とし、その反射電極上に直接カラーフィルタ１０を
形成することも可能である。また、この実施形態では、
カラーフィルタ１０を第１の基板１側に設けたが、第２
の基板２の内側で、第２の電極４と第２の基板２の間に
カラーフィルタ１０を形成することも可能である。
極３の下側に保護膜８を挟んで形成したが、第２の実施
形態のように、第１の電極３をアルミニウムや銀等の金
属膜で形成することによって、反射層７と兼用した反射
電極とし、その反射電極上に直接カラーフィルタ１０を
形成することも可能である。また、この実施形態では、
カラーフィルタ１０を第１の基板１側に設けたが、第２
の基板２の内側で、第２の電極４と第２の基板２の間に
カラーフィルタ１０を形成することも可能である。
【００５７】しかし、カラーフィルタ１０を第１の基板
側に設けた方が、保護膜８をカラーフィルタ１０の平坦
化と、反射層７と第１の電極３との絶縁層とに兼ねるこ
とができるので好ましい。また、カラーフィルタ１０と
して、赤，緑，青の３色のフィルタからなるものを用い
たが、シアン，イエロー，マゼンタの３色のフィルタか
らなるカラーフィルタを用いても、同様に明るいカラー
表示が可能である。
側に設けた方が、保護膜８をカラーフィルタ１０の平坦
化と、反射層７と第１の電極３との絶縁層とに兼ねるこ
とができるので好ましい。また、カラーフィルタ１０と
して、赤，緑，青の３色のフィルタからなるものを用い
たが、シアン，イエロー，マゼンタの３色のフィルタか
らなるカラーフィルタを用いても、同様に明るいカラー
表示が可能である。
【００５８】〔第４の実施形態：図１４から図１７〕
次に、この発明による液晶表示装置の第４の実施形態に
ついて、図１４から図１７を用いて説明する。なお、こ
れから説明する各実施形態は、この発明によって単偏光
板型の半透過反射型液晶表示装置を構成したものであ
る。まず、第４の実施形態の液晶表示装置の構成を図１
４および図１５によって説明するが、前述した図１およ
び図２と対応する部分には同一の符号を付してあり、そ
れらの説明は簡単にするか省略する。この液晶表示装置
は、図１４に示すように、ＳＴＮ液晶素子２０′と、そ
の第２の基板２の外側（視認側）に配置した第１の位相
差板１２およびその外側に配置した第１の偏光板１１
と、ＳＴＮ液晶素子２０′の第１の基板１の外側（視認
側と反対側）に順次配置した第２の位相差板１８、第２
の偏光板１７、およびバックライト１６とによって構成
されている。
ついて、図１４から図１７を用いて説明する。なお、こ
れから説明する各実施形態は、この発明によって単偏光
板型の半透過反射型液晶表示装置を構成したものであ
る。まず、第４の実施形態の液晶表示装置の構成を図１
４および図１５によって説明するが、前述した図１およ
び図２と対応する部分には同一の符号を付してあり、そ
れらの説明は簡単にするか省略する。この液晶表示装置
は、図１４に示すように、ＳＴＮ液晶素子２０′と、そ
の第２の基板２の外側（視認側）に配置した第１の位相
差板１２およびその外側に配置した第１の偏光板１１
と、ＳＴＮ液晶素子２０′の第１の基板１の外側（視認
側と反対側）に順次配置した第２の位相差板１８、第２
の偏光板１７、およびバックライト１６とによって構成
されている。
【００５９】ＳＴＮ液晶素子２０′は、図１に示した第
１の実施形態におけるＳＴＮ液晶素子２０と殆ど同じ構
成であるが、図１のＳＴＮ液晶素子２０における反射層
７に代えて、第１の基板１の内面に半透過反射層２７を
設けた点だけが相違する。その半透過反射層２７は、厚
さ０．０２μｍのアルミニウム膜からなる。半透過反射
層２７は、アルミニウムの膜厚を非常に薄くすることに
より、入射光の一部は透過し残りは反射する、いわゆる
ハーフミラーにしている。この実施形態では、アルミニ
ウム膜の膜厚を０．０２μｍとしたことで、１０〜２０
％程度の光を透過し、残りの８０〜９０％の光を反射す
るようにし、図１５に仮想線で示した第１の電極３と第
２の電極４とがそれぞれ交差して重なる各画素部を全て
含む表示領域全体に亘って共通の半透過反射層２７を方
形に形成した。
１の実施形態におけるＳＴＮ液晶素子２０と殆ど同じ構
成であるが、図１のＳＴＮ液晶素子２０における反射層
７に代えて、第１の基板１の内面に半透過反射層２７を
設けた点だけが相違する。その半透過反射層２７は、厚
さ０．０２μｍのアルミニウム膜からなる。半透過反射
層２７は、アルミニウムの膜厚を非常に薄くすることに
より、入射光の一部は透過し残りは反射する、いわゆる
ハーフミラーにしている。この実施形態では、アルミニ
ウム膜の膜厚を０．０２μｍとしたことで、１０〜２０
％程度の光を透過し、残りの８０〜９０％の光を反射す
るようにし、図１５に仮想線で示した第１の電極３と第
２の電極４とがそれぞれ交差して重なる各画素部を全て
含む表示領域全体に亘って共通の半透過反射層２７を方
形に形成した。
【００６０】第１の位相差板１２および第１の偏光板１
１は、図１に示した第１の実施形態で使用した位相差板
１２および偏光板１１と同じであるが、第２の位相差板
１８および第２の偏光板１７と区別する関係でこの実施
形態からは、第１の位相差板１２および第１の偏光板１
１という。これらはアクリル系粘着剤で一体化してお
り、液晶素子２０′ともアクリル系粘着剤で貼り付けて
いる。第２の位相差板１８は、ポリカーボネートを延伸
した厚さ約７０μｍで、波長０．５５μｍでの位相差値
Ｆ３＝０．１４μｍで、１／４波長板となっている。第
２の偏光板１７は偏光度が高いことが重要であり、透過
率が４４％で偏光度が９９．９９％の偏光板を使用し
た。バックライト１６は、導光板に蛍光灯やＬＥＤを取
り付けたものや、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）板
などを用いることが可能であるが、この実施の形態では
厚さが約１ｍｍで、発光色が白色のＥＬ板を用いた。
１は、図１に示した第１の実施形態で使用した位相差板
１２および偏光板１１と同じであるが、第２の位相差板
１８および第２の偏光板１７と区別する関係でこの実施
形態からは、第１の位相差板１２および第１の偏光板１
１という。これらはアクリル系粘着剤で一体化してお
り、液晶素子２０′ともアクリル系粘着剤で貼り付けて
いる。第２の位相差板１８は、ポリカーボネートを延伸
した厚さ約７０μｍで、波長０．５５μｍでの位相差値
Ｆ３＝０．１４μｍで、１／４波長板となっている。第
２の偏光板１７は偏光度が高いことが重要であり、透過
率が４４％で偏光度が９９．９９％の偏光板を使用し
た。バックライト１６は、導光板に蛍光灯やＬＥＤを取
り付けたものや、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）板
などを用いることが可能であるが、この実施の形態では
厚さが約１ｍｍで、発光色が白色のＥＬ板を用いた。
【００６１】次に、これらの構成部材の平面的な配置関
係を図１６および図１７を用いて説明する。図１４に示
したＳＴＮ液晶素子２０′の第１の電極３と第２の電極
４の表面には配向膜（図示せず）が形成され、図１６に
示すように、第１の基板１側を水平軸に対して右上がり
３０゜方向にラビング処理することによって、ネマチッ
ク液晶６の下液晶分子配向方向６ａは＋３０゜となり、
第２の基板２側は右上がり３０゜方向にラビング処理す
ることによって、ネマチック液晶６の上液晶分子配向方
向６ｂは−３０゜となる。
係を図１６および図１７を用いて説明する。図１４に示
したＳＴＮ液晶素子２０′の第１の電極３と第２の電極
４の表面には配向膜（図示せず）が形成され、図１６に
示すように、第１の基板１側を水平軸に対して右上がり
３０゜方向にラビング処理することによって、ネマチッ
ク液晶６の下液晶分子配向方向６ａは＋３０゜となり、
第２の基板２側は右上がり３０゜方向にラビング処理す
ることによって、ネマチック液晶６の上液晶分子配向方
向６ｂは−３０゜となる。
【００６２】粘度２０ｃｐのネマチック液晶６には、カ
イラル材と呼ぶ旋回性物質を添加し、ねじれピッチＰを
１１μｍに調整し、ねじれ方向が半時計回りでツイスト
角が２４０゜のＳＴＮ液晶素子２０′を形成する。使用
するネマチック液晶６の複屈折の差Δｎは０．１３１
で、第１の基板１と第２の基板２の隙間であるセルギャ
ップｄは５．８μｍとする。したがって、ネマチック液
晶６の複屈折の差Δｎとセルギャップｄとの積で表す液
晶素子２０の複屈折性を示すΔｎｄ値Ｒｓは０．７６μ
ｍとなる。
イラル材と呼ぶ旋回性物質を添加し、ねじれピッチＰを
１１μｍに調整し、ねじれ方向が半時計回りでツイスト
角が２４０゜のＳＴＮ液晶素子２０′を形成する。使用
するネマチック液晶６の複屈折の差Δｎは０．１３１
で、第１の基板１と第２の基板２の隙間であるセルギャ
ップｄは５．８μｍとする。したがって、ネマチック液
晶６の複屈折の差Δｎとセルギャップｄとの積で表す液
晶素子２０の複屈折性を示すΔｎｄ値Ｒｓは０．７６μ
ｍとなる。
【００６３】第１の偏光板の吸収軸１１ａは、図１７に
示すように、水平軸を基準にして＋３０゜に配置する。
第１の位相差板１２の遅相軸１２ａは、水平軸を基準に
して＋６５゜に配置する。したがって、第１の偏光板の
吸収軸１１ａと第１の位相差板１２の遅相軸１２ａとの
交差角αは３５゜になっている。ＳＴＮ液晶素子２０′
の下側に配置した第２の位相差板１８の遅相軸１８ａ
は、図１６に示すように水平軸に対して＋７５゜に配置
し、第２の偏光板１７の吸収軸１７ａは水平軸に対して
−６０゜に配置し、第１の偏光板１１の吸収軸１１ａと
直交する。
示すように、水平軸を基準にして＋３０゜に配置する。
第１の位相差板１２の遅相軸１２ａは、水平軸を基準に
して＋６５゜に配置する。したがって、第１の偏光板の
吸収軸１１ａと第１の位相差板１２の遅相軸１２ａとの
交差角αは３５゜になっている。ＳＴＮ液晶素子２０′
の下側に配置した第２の位相差板１８の遅相軸１８ａ
は、図１６に示すように水平軸に対して＋７５゜に配置
し、第２の偏光板１７の吸収軸１７ａは水平軸に対して
−６０゜に配置し、第１の偏光板１１の吸収軸１１ａと
直交する。
【００６４】ここで、この実施形態の液晶表示装置の効
果について説明する。この実施形態においても、図１４
における上方の視認側からの外光の入射による反射表示
の場合の作用・効果に関しては、ＳＴＮ液晶素子に内在
する反射層が半透過反射層に変わったことによる多少の
相違はあるが、基本的には第１の実施形態の液晶表示装
置について、図１０から図１４を用いて説明したのと同
じであるので、説明を省略する。
果について説明する。この実施形態においても、図１４
における上方の視認側からの外光の入射による反射表示
の場合の作用・効果に関しては、ＳＴＮ液晶素子に内在
する反射層が半透過反射層に変わったことによる多少の
相違はあるが、基本的には第１の実施形態の液晶表示装
置について、図１０から図１４を用いて説明したのと同
じであるので、説明を省略する。
【００６５】そこで、図１４に示すバックライト１６を
点灯した透過表示について説明する。バックライト１６
から出た光は、第２の偏光板１７を通過することにより
直線偏光となる。この直線偏光は、第２の位相差板の遅
相軸１８ａに対して４５゜の角度に入射するので円偏光
となる。半透過反射層２７で、約８割は反射されるが残
りの２割の光が透過する。ＳＴＮ液晶素子２０′に電圧
を印加していない状態では、第１の位相差板１２と液晶
素子２０′の合成した位相差値は、ほぼすべての波長に
おいて１／４波長になっている。
点灯した透過表示について説明する。バックライト１６
から出た光は、第２の偏光板１７を通過することにより
直線偏光となる。この直線偏光は、第２の位相差板の遅
相軸１８ａに対して４５゜の角度に入射するので円偏光
となる。半透過反射層２７で、約８割は反射されるが残
りの２割の光が透過する。ＳＴＮ液晶素子２０′に電圧
を印加していない状態では、第１の位相差板１２と液晶
素子２０′の合成した位相差値は、ほぼすべての波長に
おいて１／４波長になっている。
【００６６】したがって、この実施形態のように配置す
ると、第２の位相差板１８で発生した位相差と、ＳＴＮ
液晶素子２０′と第１の位相差板１２とで合成した位相
差とが減算されてゼロとなり、第２の偏光板１７による
偏光方向と同じ偏光方向の直線偏光となって、第１の位
相差板１２から出射し、第１の偏光板１１に入射する。
その第１の偏光板の吸収軸１１ａと第２の偏光板の吸収
軸１７ａとが直交している（よって透過軸も直交する）
ので、その入射光は第１の偏光板１１を透過できず、黒
表示となる。
ると、第２の位相差板１８で発生した位相差と、ＳＴＮ
液晶素子２０′と第１の位相差板１２とで合成した位相
差とが減算されてゼロとなり、第２の偏光板１７による
偏光方向と同じ偏光方向の直線偏光となって、第１の位
相差板１２から出射し、第１の偏光板１１に入射する。
その第１の偏光板の吸収軸１１ａと第２の偏光板の吸収
軸１７ａとが直交している（よって透過軸も直交する）
ので、その入射光は第１の偏光板１１を透過できず、黒
表示となる。
【００６７】ＳＴＮ液晶素子２０′の第１の電極３と第
２の電極４の間に所定の電圧を印加すると、ネマチック
液晶６の分子が立ち上がり、ＳＴＮ液晶素子２０′の実
質的なΔｎｄ値が減少する。そのため、バックライト１
６から出て第２の偏光板１７を通して入射した直線偏光
は、第２の位相差板１８を通過することによって円偏光
となるが、第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶素子２０′
を透過することにより、楕円偏光や直線偏光になる。こ
の電圧印加によりＳＴＮ液晶素子２０′で発生する位相
差を１／４波長とすると、第２の偏光板１７を通して入
射した直線偏光は、さらに第１の位相差板１２とを透過
することによって偏光方向が９０゜回転するため、第１
の偏光板１１を透過し、良好な白表示を得ることができ
る。
２の電極４の間に所定の電圧を印加すると、ネマチック
液晶６の分子が立ち上がり、ＳＴＮ液晶素子２０′の実
質的なΔｎｄ値が減少する。そのため、バックライト１
６から出て第２の偏光板１７を通して入射した直線偏光
は、第２の位相差板１８を通過することによって円偏光
となるが、第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶素子２０′
を透過することにより、楕円偏光や直線偏光になる。こ
の電圧印加によりＳＴＮ液晶素子２０′で発生する位相
差を１／４波長とすると、第２の偏光板１７を通して入
射した直線偏光は、さらに第１の位相差板１２とを透過
することによって偏光方向が９０゜回転するため、第１
の偏光板１１を透過し、良好な白表示を得ることができ
る。
【００６８】第１の実施形態と同様な反射表示における
作用・効果と、上述した透過表示における作用・効果か
ら明らかなように、この第４の実施形態の液晶表示装置
は、ＳＴＮ液晶素子２０′の視認側に第１の偏光板１１
および第１の位相差板１２を配置し、半透過反射層２７
を内在したＳＴＮ液晶素子２０′のΔｎｄ値を０.７〜
０.８μｍ、第１の位相差板１２の位相差値を０．３５
〜０．４０μｍ、第１の偏光板の吸収軸１１ａと第１の
位相差板の遅相軸１２ａとの交差角αを３０゜〜４５゜
とすることにより、外光を用いる反射表示においては良
好な黒表示と明るい白表示が得られる。また、ＳＴＮ液
晶素子２０′の下側（視認側と反対側）に第２の位相差
板１８と第２の偏光板１７とバックライト１６を備えた
ことにより、外光が少ない環境ではバックライト１６を
点灯することで、良好なコントラストの表示が得られ
る。
作用・効果と、上述した透過表示における作用・効果か
ら明らかなように、この第４の実施形態の液晶表示装置
は、ＳＴＮ液晶素子２０′の視認側に第１の偏光板１１
および第１の位相差板１２を配置し、半透過反射層２７
を内在したＳＴＮ液晶素子２０′のΔｎｄ値を０.７〜
０.８μｍ、第１の位相差板１２の位相差値を０．３５
〜０．４０μｍ、第１の偏光板の吸収軸１１ａと第１の
位相差板の遅相軸１２ａとの交差角αを３０゜〜４５゜
とすることにより、外光を用いる反射表示においては良
好な黒表示と明るい白表示が得られる。また、ＳＴＮ液
晶素子２０′の下側（視認側と反対側）に第２の位相差
板１８と第２の偏光板１７とバックライト１６を備えた
ことにより、外光が少ない環境ではバックライト１６を
点灯することで、良好なコントラストの表示が得られ
る。
【００６９】〔第４の実施形態の変形例〕
上記第４の実施形態では、第１の偏光板１１の吸収軸１
１ａと第１の位相差板の遅相軸１２ａとのなす角度を交
差角αと定義したが、第１の偏光板１１を９０゜回転し
ても、視野角特性が多少異なるだけでほぼ同じ表示特性
が得られる。したがって、第１の偏光板１１の透過軸と
第１の位相差板１２の遅相軸１２ａとのなす角度を交差
角βと定義すると、交差角βが３０゜〜４５゜の範囲で
も、良好な表示特性が得られる。この実施形態では、Ｓ
ＴＮ液晶素子２０′として、２４０゜ツイストのＳＴＮ
モードのＳＴＮ液晶素子を用いたが、ツイスト角が２０
０゜〜２６０゜のＳＴＮ液晶素子を用いても、第１の偏
光板１１と第１の位相差板１２との交差角を上記のよう
に保ったまま、ＳＴＮ液晶素子２０′に対する第１の偏
光板１１と第１の位相差板１２の配置角度を調整するこ
とにより、同様な半透過反射型液晶表示装置が得られ
る。
１ａと第１の位相差板の遅相軸１２ａとのなす角度を交
差角αと定義したが、第１の偏光板１１を９０゜回転し
ても、視野角特性が多少異なるだけでほぼ同じ表示特性
が得られる。したがって、第１の偏光板１１の透過軸と
第１の位相差板１２の遅相軸１２ａとのなす角度を交差
角βと定義すると、交差角βが３０゜〜４５゜の範囲で
も、良好な表示特性が得られる。この実施形態では、Ｓ
ＴＮ液晶素子２０′として、２４０゜ツイストのＳＴＮ
モードのＳＴＮ液晶素子を用いたが、ツイスト角が２０
０゜〜２６０゜のＳＴＮ液晶素子を用いても、第１の偏
光板１１と第１の位相差板１２との交差角を上記のよう
に保ったまま、ＳＴＮ液晶素子２０′に対する第１の偏
光板１１と第１の位相差板１２の配置角度を調整するこ
とにより、同様な半透過反射型液晶表示装置が得られ
る。
【００７０】また、この実施形態では、第１の位相差板
１２としてポリカーボネートを延伸したフィルタを用い
たが、液晶を含有したフィルムを延伸し、温度により位
相差値が変化する温度補償型位相差板を用いると、高温
や低温での明るさやコントラストが改善し、より良好な
半透過反射型液晶表示装置が得られる。さらに、この実
施形態では、半透過反射層２７を、厚さ０．０２μｍの
アルミニウム薄膜で形成したが、厚さ０．０３μｍ〜
０．０１μｍの範囲であれば、一部の光が透過するハ−
フミラーとすることが可能である。また、表面に数μｍ
から数十μｍピッチの凹凸を形成すると、反射光が散乱
して視認性が改善され、より好ましい。
１２としてポリカーボネートを延伸したフィルタを用い
たが、液晶を含有したフィルムを延伸し、温度により位
相差値が変化する温度補償型位相差板を用いると、高温
や低温での明るさやコントラストが改善し、より良好な
半透過反射型液晶表示装置が得られる。さらに、この実
施形態では、半透過反射層２７を、厚さ０．０２μｍの
アルミニウム薄膜で形成したが、厚さ０．０３μｍ〜
０．０１μｍの範囲であれば、一部の光が透過するハ−
フミラーとすることが可能である。また、表面に数μｍ
から数十μｍピッチの凹凸を形成すると、反射光が散乱
して視認性が改善され、より好ましい。
【００７１】半透過反射層２７はアルミニウム薄膜に限
らず、アルミニウム合金や銀の薄膜、あるいは反射率を
改善するためと表面を保護するために、アルミニウムと
無機酸化物の多層膜を用いることも可能である。この実
施形態では、半透過反射層２７を第１の電極３とは別に
形成したが、第１の電極をアルミニウムや銀等の金属薄
膜で形成することによって、半透過反射層２７と兼用し
た反射電極とすることもでき、それによって構造を単純
化することが可能である。また、半透過反射層２７をＳ
ＴＮ液晶素子２０′の第１の基板１の外側に配置して
も、表示に影は発生するがほぼ同様な効果が得られる。
らず、アルミニウム合金や銀の薄膜、あるいは反射率を
改善するためと表面を保護するために、アルミニウムと
無機酸化物の多層膜を用いることも可能である。この実
施形態では、半透過反射層２７を第１の電極３とは別に
形成したが、第１の電極をアルミニウムや銀等の金属薄
膜で形成することによって、半透過反射層２７と兼用し
た反射電極とすることもでき、それによって構造を単純
化することが可能である。また、半透過反射層２７をＳ
ＴＮ液晶素子２０′の第１の基板１の外側に配置して
も、表示に影は発生するがほぼ同様な効果が得られる。
【００７２】〔第５の実施形態：図１８〕
次に、この発明による液晶表示装置の第５の実施形態に
ついて説明する。この第５の実施形態の液晶表示装置
は、図１４および図１５に示した第４の実施形態の半透
過反射型液晶表示装置と殆ど同じ構成であり、第２の位
相差板１８と第２の偏光板１７の配置角度が第４の実施
形態の場合と異なっているだけである。したがって、図
１８を用いてその相違点だけを説明する。なお、各構成
要素については、図１４および図１５に示した符号を使
用する。
ついて説明する。この第５の実施形態の液晶表示装置
は、図１４および図１５に示した第４の実施形態の半透
過反射型液晶表示装置と殆ど同じ構成であり、第２の位
相差板１８と第２の偏光板１７の配置角度が第４の実施
形態の場合と異なっているだけである。したがって、図
１８を用いてその相違点だけを説明する。なお、各構成
要素については、図１４および図１５に示した符号を使
用する。
【００７３】ＳＴＮ液晶素子２０′の下側に配置した第
２の位相差板１８の遅相軸１８ａは、第４の実施の形態
と異なり、水平軸を基準にして−１５゜に配置され、第
２の偏光板１７の吸収軸１７ａは＋３０゜で、第１の偏
光板１１の吸収軸１１ａと平行に配置する。ＳＴＮ液晶
素子２０′におけるネマチック液晶６の下分子配向方向
６ａおよび上分子配向方向６ｂは、第４の実施形態と同
じであり、そのツイスト角度も反時計回りで２４０゜で
ある。また、第１の偏光板１１の吸収軸１１ａの方向と
第１の位相差板１２の遅相軸１２ａの方向がそれぞれ＋
３０゜と＋６５゜であり、その交差角αが３５゜である
ことも、図１７によって説明した第４の実施形態と同じ
である。
２の位相差板１８の遅相軸１８ａは、第４の実施の形態
と異なり、水平軸を基準にして−１５゜に配置され、第
２の偏光板１７の吸収軸１７ａは＋３０゜で、第１の偏
光板１１の吸収軸１１ａと平行に配置する。ＳＴＮ液晶
素子２０′におけるネマチック液晶６の下分子配向方向
６ａおよび上分子配向方向６ｂは、第４の実施形態と同
じであり、そのツイスト角度も反時計回りで２４０゜で
ある。また、第１の偏光板１１の吸収軸１１ａの方向と
第１の位相差板１２の遅相軸１２ａの方向がそれぞれ＋
３０゜と＋６５゜であり、その交差角αが３５゜である
ことも、図１７によって説明した第４の実施形態と同じ
である。
【００７４】この第５の実施形態の液晶表示装置におい
ても、反射表示については第１の実施の形態と同じであ
り、第１の位相差板１２と第１の偏光板１１の配置を最
適化することで、良好なコントラストの表示が可能であ
る。そこで、バックライト１６を点灯した透過表示につ
いて説明する。バックライト１６から出た光は、第２の
偏光板１７により直線偏光となる。この直線偏光は第２
の位相差板１８の遅相軸１８ａに対して４５゜の角度に
入射するので円偏光となる。そして、半透過反射層２７
で約８割は反射されるが、残りの２割の光が透過する。
ても、反射表示については第１の実施の形態と同じであ
り、第１の位相差板１２と第１の偏光板１１の配置を最
適化することで、良好なコントラストの表示が可能であ
る。そこで、バックライト１６を点灯した透過表示につ
いて説明する。バックライト１６から出た光は、第２の
偏光板１７により直線偏光となる。この直線偏光は第２
の位相差板１８の遅相軸１８ａに対して４５゜の角度に
入射するので円偏光となる。そして、半透過反射層２７
で約８割は反射されるが、残りの２割の光が透過する。
【００７５】ＳＴＮ液晶素子２０′に電圧を印加してい
ない状態においては、第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶
素子２０′との合成した複屈折性はすべての波長におい
て１／４波長となっている。この実施形態では、第２の
位相差板１８を第１の実施形態の配置に対して９０゜ず
らして配置してあるため、第２の位相差板１８で発生し
た位相差とＳＴＮ液晶素子２０′と第１の位相差板１２
との合成した位相差とが加算されて１／２波長となり、
第２の偏光板１７を通して入射する直線偏光に対して偏
光方向が９０゜回転した直線偏光となって、第１の位相
差板１２から射出し、第１の偏光板１１に入射する。
ない状態においては、第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶
素子２０′との合成した複屈折性はすべての波長におい
て１／４波長となっている。この実施形態では、第２の
位相差板１８を第１の実施形態の配置に対して９０゜ず
らして配置してあるため、第２の位相差板１８で発生し
た位相差とＳＴＮ液晶素子２０′と第１の位相差板１２
との合成した位相差とが加算されて１／２波長となり、
第２の偏光板１７を通して入射する直線偏光に対して偏
光方向が９０゜回転した直線偏光となって、第１の位相
差板１２から射出し、第１の偏光板１１に入射する。
【００７６】第１の偏光板１１の吸収軸１１ａと第２の
偏光板１７の吸収軸１７ａとは平行であるため、第１の
偏光板１１に入射した直線偏光は透過できず、黒表示と
なる。これに対し、ＳＴＮ液晶素子２０′の第１の電極
３と第２の電極４の間に所定の電圧を印加すると、ネマ
チック液晶６の分子が立ち上がり、ＳＴＮ液晶素子２
０′の実質的はΔｎｄ値が減少する。そのため、第２の
偏光板１７を通して入射した直線偏光は、第２の位相差
板１８を通過することにより円偏光となるが、第１の位
相差板１２とＳＴＮ液晶素子２０′を透過することによ
って楕円偏光や直線偏光に戻る。
偏光板１７の吸収軸１７ａとは平行であるため、第１の
偏光板１１に入射した直線偏光は透過できず、黒表示と
なる。これに対し、ＳＴＮ液晶素子２０′の第１の電極
３と第２の電極４の間に所定の電圧を印加すると、ネマ
チック液晶６の分子が立ち上がり、ＳＴＮ液晶素子２
０′の実質的はΔｎｄ値が減少する。そのため、第２の
偏光板１７を通して入射した直線偏光は、第２の位相差
板１８を通過することにより円偏光となるが、第１の位
相差板１２とＳＴＮ液晶素子２０′を透過することによ
って楕円偏光や直線偏光に戻る。
【００７７】この電圧印加によりＳＴＮ液晶素子２０′
で発生する位相差値を１／４波長とすると、第２の偏光
板１７を通して入射した直線偏光は、ＳＴＮ液晶素子２
０′と第１の位相差板１２を偏光方向を回転せずにその
まま透過するため、第１の偏光板１１を透過し、良好な
白表示を得ることができる。このように、第１の偏光板
１１と第１の位相差板１２と半透過反射層２７を内在し
たＳＴＮ液晶素子２０′により、外光を用いる反射表示
においては、良好な黒表示と明るい白表示が得られる。
また、ＳＴＮ液晶素子２０′の下側に第２の位相差板１
８と第２の偏光板１７とバックライト１６を備えること
により、外光が少ない環境でも、バックライト１６を点
灯することによって良好なコントラストの表示が得られ
る。
で発生する位相差値を１／４波長とすると、第２の偏光
板１７を通して入射した直線偏光は、ＳＴＮ液晶素子２
０′と第１の位相差板１２を偏光方向を回転せずにその
まま透過するため、第１の偏光板１１を透過し、良好な
白表示を得ることができる。このように、第１の偏光板
１１と第１の位相差板１２と半透過反射層２７を内在し
たＳＴＮ液晶素子２０′により、外光を用いる反射表示
においては、良好な黒表示と明るい白表示が得られる。
また、ＳＴＮ液晶素子２０′の下側に第２の位相差板１
８と第２の偏光板１７とバックライト１６を備えること
により、外光が少ない環境でも、バックライト１６を点
灯することによって良好なコントラストの表示が得られ
る。
【００７８】〔第４，第５の実施形態の変更例：図１
９〕 図１９は上述した第４の実施形態および第５の実施形態
に拡散層を追加した例を示す図である。このように、Ｓ
ＴＮ液晶素子２０′の第２の基板２の外側（視認側）に
拡散層１５を設けることにより、半透過反射層２７で反
射された光を散乱させ、広視野角で明るい表示を得るこ
とができる。
９〕 図１９は上述した第４の実施形態および第５の実施形態
に拡散層を追加した例を示す図である。このように、Ｓ
ＴＮ液晶素子２０′の第２の基板２の外側（視認側）に
拡散層１５を設けることにより、半透過反射層２７で反
射された光を散乱させ、広視野角で明るい表示を得るこ
とができる。
【００７９】〔第６の実施形態：図２０から図２３〕
次に、この発明による液晶表示装置の第６の実施形態に
ついて図２０から図２３を用いて説明する。この第６の
実施形態の液晶表示装置は、第４の実施形態の液晶表示
装置に対してＳＴＮ液晶素子のツイスト角度、第１の位
相差板と第２の位相差板の配置角度、および半透過反射
層の形状が異なり、さらに第３の位相差板と拡散層を追
加している。
ついて図２０から図２３を用いて説明する。この第６の
実施形態の液晶表示装置は、第４の実施形態の液晶表示
装置に対してＳＴＮ液晶素子のツイスト角度、第１の位
相差板と第２の位相差板の配置角度、および半透過反射
層の形状が異なり、さらに第３の位相差板と拡散層を追
加している。
【００８０】まず、図２０および図２１によって、この
第６の実施形態の液晶表示装置の構成を説明するが、こ
れらの図は第４の実施形態の図１３および図１４に相当
する図で、対応する部分には同一の符号を付してあり、
それらの説明は簡単にするか省略する。この液晶表示装
置は図２０に示すように、ＳＴＮ液晶素子２３と、その
第２の基板２の外側（視認側）に順次設けた拡散層１
５、第１の位相差板１２、および第１の偏光板１１と、
ＳＴＮ液晶素子２３の第１の基板１の外側（視認側と反
対側）に順次設けた第２の位相差板１８、第３の位相差
板１９、第２の偏光板１７、およびバックライト１６と
により半透過反射型液晶表示装置を構成している。
第６の実施形態の液晶表示装置の構成を説明するが、こ
れらの図は第４の実施形態の図１３および図１４に相当
する図で、対応する部分には同一の符号を付してあり、
それらの説明は簡単にするか省略する。この液晶表示装
置は図２０に示すように、ＳＴＮ液晶素子２３と、その
第２の基板２の外側（視認側）に順次設けた拡散層１
５、第１の位相差板１２、および第１の偏光板１１と、
ＳＴＮ液晶素子２３の第１の基板１の外側（視認側と反
対側）に順次設けた第２の位相差板１８、第３の位相差
板１９、第２の偏光板１７、およびバックライト１６と
により半透過反射型液晶表示装置を構成している。
【００８１】第１の偏光板１１と第１の位相差板１２
は、アクリル系粘着剤で一体化している。また、第２の
位相差板１８と第３の位相差板１９と第２の偏光板１７
もアクリル系粘着剤で一体化しており、ＳＴＮ液晶素子
２３ともアクリル系粘着剤で接着している。ＳＴＮ液晶
素子２３は、アルミニウム膜からなる厚さ０．１μｍの
半透過反射層２９とアクリル系材料からなる厚さ２μｍ
の保護膜８とＩＴＯからなる厚さ０．３μｍの第１の電
極３が形成されている厚さ０．５ｍｍのガラス板からな
る第１の基板１と、ＩＴＯからなる厚さ０．０５μｍの
第２の電極４が形成されている厚さ０．５ｍｍのガラス
板からなる第２の基板２と、第１の基板１と第２の基板
２を張り合わせるシール材５と、第１の基板１と第２の
基板２に狭持されている反時計回り２２０゜ツイスト配
向しているネマチック液晶６とから形成している。
は、アクリル系粘着剤で一体化している。また、第２の
位相差板１８と第３の位相差板１９と第２の偏光板１７
もアクリル系粘着剤で一体化しており、ＳＴＮ液晶素子
２３ともアクリル系粘着剤で接着している。ＳＴＮ液晶
素子２３は、アルミニウム膜からなる厚さ０．１μｍの
半透過反射層２９とアクリル系材料からなる厚さ２μｍ
の保護膜８とＩＴＯからなる厚さ０．３μｍの第１の電
極３が形成されている厚さ０．５ｍｍのガラス板からな
る第１の基板１と、ＩＴＯからなる厚さ０．０５μｍの
第２の電極４が形成されている厚さ０．５ｍｍのガラス
板からなる第２の基板２と、第１の基板１と第２の基板
２を張り合わせるシール材５と、第１の基板１と第２の
基板２に狭持されている反時計回り２２０゜ツイスト配
向しているネマチック液晶６とから形成している。
【００８２】図２１に示すように、第１の電極３と第２
の電極４は互いに直交する方向にストライプ状に形成さ
れており、それらが平面的に交差して重なり合う部分が
画素部となる。そして、その全画素部を含む表示領域全
体に亘って共通の半透過反射層２９を設けている。この
半透過反射層２９には、各画素に対応する位置毎に開口
部２９ａを形成している。その各開口部２９ａはフォト
リソグラフィ工程により形成する。この半透過反射層２
９を形成するアルミニウム膜の膜厚は第４の実施形態の
半透過反射層２７より厚いので、開口部２９ａ以外の部
分は完全な反射層となっており、開口部２９ａの面積で
透過率と反射率を調整することが可能である。この実施
形態では、開口部２９ａの面積を画素面積の３０％に設
定したので、３０％程度の光を透過し、残りの７０％程
度の光を反射するようにした。
の電極４は互いに直交する方向にストライプ状に形成さ
れており、それらが平面的に交差して重なり合う部分が
画素部となる。そして、その全画素部を含む表示領域全
体に亘って共通の半透過反射層２９を設けている。この
半透過反射層２９には、各画素に対応する位置毎に開口
部２９ａを形成している。その各開口部２９ａはフォト
リソグラフィ工程により形成する。この半透過反射層２
９を形成するアルミニウム膜の膜厚は第４の実施形態の
半透過反射層２７より厚いので、開口部２９ａ以外の部
分は完全な反射層となっており、開口部２９ａの面積で
透過率と反射率を調整することが可能である。この実施
形態では、開口部２９ａの面積を画素面積の３０％に設
定したので、３０％程度の光を透過し、残りの７０％程
度の光を反射するようにした。
【００８３】図２０に示す拡散層１５は、半透過反射層
２９で反射した光を散乱し、広視野角で明るい表示を得
るために設けている。外部から入射する光はなるべく前
方に散乱透過し、後方散乱が少ない方が高コントラスト
が得られて好ましい。ここでは、粘着剤に微粒子を混合
した厚さ３０μｍの散乱性粘着剤を拡散層１５として用
い、液晶素子２１と第１の位相差板１２の接着剤として
も兼用している。
２９で反射した光を散乱し、広視野角で明るい表示を得
るために設けている。外部から入射する光はなるべく前
方に散乱透過し、後方散乱が少ない方が高コントラスト
が得られて好ましい。ここでは、粘着剤に微粒子を混合
した厚さ３０μｍの散乱性粘着剤を拡散層１５として用
い、液晶素子２１と第１の位相差板１２の接着剤として
も兼用している。
【００８４】第１の偏光板１１、第２の偏光板１７、お
よびバックライト１６は、第４の実施形態で用いたもの
と同じである。第１の位相差板１２は、ポリカーボネー
ト（ＰＣ）を延伸した厚さ約７０μｍの透明フィルム
で、波長０．５５μｍでの位相差値Ｆ１が０．３５μｍ
である。この第１の位相差板１２の屈折率は、遅相軸方
向の屈折率をｎｘ、それに直交する方向の屈折率をｎ
ｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚと定義した場合、ｎｘ＞ｎ
ｙ＝ｎｚの関係となっている通常タイプの位相差板を用
いた。第２の位相差板１８は、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）を延伸した厚さ約７０μｍの透明フィルムで、波長
０．５５μｍの位相差値が０．１４μｍで、１／４波長
相当である。第３の位相差板１９もＰＣを延伸した厚さ
約７０μｍの透明フィルムで、波長０．５５μｍの位相
差値が０．２８μｍで、１／２波長相当に設定する。第
２の位相差板１８の屈折率と第３の位相差板１９の屈折
率は、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの関係となっている通常タイプ
の位相差板を用いた。
よびバックライト１６は、第４の実施形態で用いたもの
と同じである。第１の位相差板１２は、ポリカーボネー
ト（ＰＣ）を延伸した厚さ約７０μｍの透明フィルム
で、波長０．５５μｍでの位相差値Ｆ１が０．３５μｍ
である。この第１の位相差板１２の屈折率は、遅相軸方
向の屈折率をｎｘ、それに直交する方向の屈折率をｎ
ｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚと定義した場合、ｎｘ＞ｎ
ｙ＝ｎｚの関係となっている通常タイプの位相差板を用
いた。第２の位相差板１８は、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）を延伸した厚さ約７０μｍの透明フィルムで、波長
０．５５μｍの位相差値が０．１４μｍで、１／４波長
相当である。第３の位相差板１９もＰＣを延伸した厚さ
約７０μｍの透明フィルムで、波長０．５５μｍの位相
差値が０．２８μｍで、１／２波長相当に設定する。第
２の位相差板１８の屈折率と第３の位相差板１９の屈折
率は、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの関係となっている通常タイプ
の位相差板を用いた。
【００８５】次に、各構成部材の配置関係を図２２およ
び図２３を用いて説明する。第１の電極３と第２の電極
４の表面には配向膜（図示せず）が形成され、図２２に
示すように、第１の基板１は、水平軸に対して、右上が
り２０゜方向にラビング処理することで、ネマチック液
晶６の下液晶分子配向方向６ａは＋２０゜となり、第２
の基板２は右下がり２０゜方向にラビング処理すること
で上液晶分子配向方向６ｂは−２０゜となる。粘度２０
ｃｐのネマチック液晶には、カイラル材と呼ぶ旋回性物
質を添加し、ねじれピッチＰを１１μｍに調整し、反時
計方向回りでツイスト角が２２０゜のＳＴＮ液晶素子２
３を形成する。
び図２３を用いて説明する。第１の電極３と第２の電極
４の表面には配向膜（図示せず）が形成され、図２２に
示すように、第１の基板１は、水平軸に対して、右上が
り２０゜方向にラビング処理することで、ネマチック液
晶６の下液晶分子配向方向６ａは＋２０゜となり、第２
の基板２は右下がり２０゜方向にラビング処理すること
で上液晶分子配向方向６ｂは−２０゜となる。粘度２０
ｃｐのネマチック液晶には、カイラル材と呼ぶ旋回性物
質を添加し、ねじれピッチＰを１１μｍに調整し、反時
計方向回りでツイスト角が２２０゜のＳＴＮ液晶素子２
３を形成する。
【００８６】使用するネマチック液晶６の複屈折の差Δ
ｎは０．１３１で、第１の基板１と第２の基板２の隙間
であるセルギャップｄは５．８μｍとする。したがっ
て、ネマチック液晶６の複屈折の差Δｎとセルギャップ
ｄとの積で表すＳＴＮ液晶素子２３の複屈折性を示すΔ
ｎｄ値Ｒｓは０．７６μｍである。第１の偏光板の吸収
軸１１ａは、図２３に示すように、水平軸を基準にして
＋１５゜に配置する。第１の位相差板の遅相軸１２ａ
は、水平軸を基準にして＋５５゜に配置しており、第１
の偏光板の吸収軸１１ａと第１の位相差板の遅相軸１２
ａとのなす交差角αは４０゜になっている。ＳＴＮ液晶
素子２３の下側（視認側と反対側）に配置した第２の位
相差板１８の遅相軸１８ａは、図２２に示すように、水
平軸に対して＋３０゜に配置し、第３の位相差板１９の
遅相軸１９ａは垂直に配置している。そして、第２の偏
光板１７の吸収軸１７ａは水平軸に対して−７５゜に配
置し、第１の偏光板１１の吸収軸１１ａと直交する。
ｎは０．１３１で、第１の基板１と第２の基板２の隙間
であるセルギャップｄは５．８μｍとする。したがっ
て、ネマチック液晶６の複屈折の差Δｎとセルギャップ
ｄとの積で表すＳＴＮ液晶素子２３の複屈折性を示すΔ
ｎｄ値Ｒｓは０．７６μｍである。第１の偏光板の吸収
軸１１ａは、図２３に示すように、水平軸を基準にして
＋１５゜に配置する。第１の位相差板の遅相軸１２ａ
は、水平軸を基準にして＋５５゜に配置しており、第１
の偏光板の吸収軸１１ａと第１の位相差板の遅相軸１２
ａとのなす交差角αは４０゜になっている。ＳＴＮ液晶
素子２３の下側（視認側と反対側）に配置した第２の位
相差板１８の遅相軸１８ａは、図２２に示すように、水
平軸に対して＋３０゜に配置し、第３の位相差板１９の
遅相軸１９ａは垂直に配置している。そして、第２の偏
光板１７の吸収軸１７ａは水平軸に対して−７５゜に配
置し、第１の偏光板１１の吸収軸１１ａと直交する。
【００８７】ここで、この第６の実施形態の作用・効果
について説明する。まず、反射特性の効果について説明
する。第１の偏光板１１と第１の位相差板１２の配置角
度であるが、この実施形態ではＳＴＮ液晶素子２３のツ
イスト角が２２０゜と第４の実施形態の２４０゜とは異
なり、第１の位相差板１２の遅相軸１２ａの配置角度を
水平軸を基準にして５５゜としてある。しかしながら、
第１の偏光板１１の吸収軸１１ａと第１の位相差板の遅
相軸１２ａとの交差角αの効果については、第１の実施
形態とほぼ同じ傾向を示し、交差角αが３８゜〜４３゜
で最も高いコントラストが得られ、交差角αが３０゜以
下や４５゜以上では良好なコントラストは得られない。
について説明する。まず、反射特性の効果について説明
する。第１の偏光板１１と第１の位相差板１２の配置角
度であるが、この実施形態ではＳＴＮ液晶素子２３のツ
イスト角が２２０゜と第４の実施形態の２４０゜とは異
なり、第１の位相差板１２の遅相軸１２ａの配置角度を
水平軸を基準にして５５゜としてある。しかしながら、
第１の偏光板１１の吸収軸１１ａと第１の位相差板の遅
相軸１２ａとの交差角αの効果については、第１の実施
形態とほぼ同じ傾向を示し、交差角αが３８゜〜４３゜
で最も高いコントラストが得られ、交差角αが３０゜以
下や４５゜以上では良好なコントラストは得られない。
【００８８】次に、ＳＴＮ液晶素子２３のΔｎｄ値の効
果についても、第４の実施形態とほぼ同一傾向を示し、
液晶素子２３のΔｎｄ値が大きくなると、コントラスト
は高くなる。しかし、電圧無印加時のオフ状態の黒の反
射率は、Δｎｄ値が０．７５μｍ付近で最小となる。そ
のため、液晶素子２３のΔｎｄ値としては、０．７０μ
ｍから０．８０μｍで良好な表示が得られ、とくに０．
７５〜０．７７μｍの範囲が好ましい。
果についても、第４の実施形態とほぼ同一傾向を示し、
液晶素子２３のΔｎｄ値が大きくなると、コントラスト
は高くなる。しかし、電圧無印加時のオフ状態の黒の反
射率は、Δｎｄ値が０．７５μｍ付近で最小となる。そ
のため、液晶素子２３のΔｎｄ値としては、０．７０μ
ｍから０．８０μｍで良好な表示が得られ、とくに０．
７５〜０．７７μｍの範囲が好ましい。
【００８９】次に、第１の位相差板１２の位相差値Ｆ１
の効果について説明する。ＳＴＮ液晶素子２３のツイス
ト角は２２０゜と、第１の実施形態のツイスト角２４０
゜より小さくなっている。そのために、第１の位相差板
１２の位相差値Ｆ１は、第１の実施形態より少し小さい
値が好ましく、位相差値Ｆ１が０．３５〜０．３６μｍ
で立いコントラストが得られ、０．３４μｍ以下や０．
４０μｍ以下ではコントラストが低下し、良好な表示を
得ることができない。このように、第１の位相差板１２
と第１の偏光板１１との交差角αと、第１の位相差板１
２の位相差値Ｆ１と、液晶素子２３のΔｎｄ値とを綿密
に最適化することで、ＳＴＮ液晶素子２３が２２０゜ツ
イストであるこの実施の形態の液晶表示装置において
も、オフ状態で完全な黒表示を得ることができる。
の効果について説明する。ＳＴＮ液晶素子２３のツイス
ト角は２２０゜と、第１の実施形態のツイスト角２４０
゜より小さくなっている。そのために、第１の位相差板
１２の位相差値Ｆ１は、第１の実施形態より少し小さい
値が好ましく、位相差値Ｆ１が０．３５〜０．３６μｍ
で立いコントラストが得られ、０．３４μｍ以下や０．
４０μｍ以下ではコントラストが低下し、良好な表示を
得ることができない。このように、第１の位相差板１２
と第１の偏光板１１との交差角αと、第１の位相差板１
２の位相差値Ｆ１と、液晶素子２３のΔｎｄ値とを綿密
に最適化することで、ＳＴＮ液晶素子２３が２２０゜ツ
イストであるこの実施の形態の液晶表示装置において
も、オフ状態で完全な黒表示を得ることができる。
【００９０】図２０において、視認側から第１の偏光板
１１を通して入射した直線偏光は、第１の位相差板１２
とＳＴＮ液晶素子２３のネマチック液晶６を透過するこ
とで、可視光領域のすべての波長成分が円偏光となる。
拡散層１５に位相差値をほとんどもたず、偏光状態を変
化させない材料を用いたので、偏光状態への影響は無視
できる。半透過反射層２９で反射された円偏光は、再度
ネマチック液晶６と第１の位相差板１２を透過すること
によって偏光方向が９０゜回転した直線偏光に戻り、第
１の偏光板１１で全て吸収されるため、良好な黒表示が
得られる、
１１を通して入射した直線偏光は、第１の位相差板１２
とＳＴＮ液晶素子２３のネマチック液晶６を透過するこ
とで、可視光領域のすべての波長成分が円偏光となる。
拡散層１５に位相差値をほとんどもたず、偏光状態を変
化させない材料を用いたので、偏光状態への影響は無視
できる。半透過反射層２９で反射された円偏光は、再度
ネマチック液晶６と第１の位相差板１２を透過すること
によって偏光方向が９０゜回転した直線偏光に戻り、第
１の偏光板１１で全て吸収されるため、良好な黒表示が
得られる、
【００９１】なお、拡散層１５は、第２の基板２から第
１の偏光板１１の間、あるいは第１の偏光板１１の表面
のどこに配置してもよいが、表示ボケを減らすためにな
るべく第２の基板２の近くに配置するのが好ましい。ま
たさらに、第２の基板２の厚さも、なるべく薄い方が表
示ボケが少なく好ましく、この実施形態では厚さ０．５
ｍｍとした。
１の偏光板１１の間、あるいは第１の偏光板１１の表面
のどこに配置してもよいが、表示ボケを減らすためにな
るべく第２の基板２の近くに配置するのが好ましい。ま
たさらに、第２の基板２の厚さも、なるべく薄い方が表
示ボケが少なく好ましく、この実施形態では厚さ０．５
ｍｍとした。
【００９２】つぎに、ＳＴＮ液晶素子２３の第１の電極
３と第２の電極４の間に所定の電圧を印加すると、ネマ
チック液晶分子６が立ち上がり、液晶素子２３の実質的
なΔｎｄ値が減少する。そのため、第１の偏光板１１か
ら入射した直線偏光は、第１の位相差板１２とネマチッ
ク液晶６を透過しても完全な円偏光とはならず、楕円偏
光や直線偏光となる。この電圧印加によりネマチック液
晶６で発生する複屈折量を１／４波長相当に設定する
と、偏光板より入射した直線偏光は偏光方向が回転せず
そのまま戻るので、第１の偏光板１１を透過し、明るい
白表示を得ることができる。
３と第２の電極４の間に所定の電圧を印加すると、ネマ
チック液晶分子６が立ち上がり、液晶素子２３の実質的
なΔｎｄ値が減少する。そのため、第１の偏光板１１か
ら入射した直線偏光は、第１の位相差板１２とネマチッ
ク液晶６を透過しても完全な円偏光とはならず、楕円偏
光や直線偏光となる。この電圧印加によりネマチック液
晶６で発生する複屈折量を１／４波長相当に設定する
と、偏光板より入射した直線偏光は偏光方向が回転せず
そのまま戻るので、第１の偏光板１１を透過し、明るい
白表示を得ることができる。
【００９３】次に、バックライト１６を点灯した透過表
示について説明する。第２の位相差板１８と第３の位相
差板１９は、図２２に示したように配置することで、実
質的な遅相軸が水平軸を基準にして６０゜であり、位相
差値Ｆを波長λで除したＦ／λ値がすべての波長におい
て１／４である、いわゆる広帯域１／４波長板を構成し
ている。バックライト１６から出た光は、第２の偏光板
１７により直線偏光となる。この直線偏光は第２の位相
差板１８と第３の位相差板１９の２枚で合成する実質的
な遅相軸に対して４５゜の角度に入射するので、円偏光
となる。半透過反射層２９で約７割は反射されるが、残
りの３割の光が透過する。
示について説明する。第２の位相差板１８と第３の位相
差板１９は、図２２に示したように配置することで、実
質的な遅相軸が水平軸を基準にして６０゜であり、位相
差値Ｆを波長λで除したＦ／λ値がすべての波長におい
て１／４である、いわゆる広帯域１／４波長板を構成し
ている。バックライト１６から出た光は、第２の偏光板
１７により直線偏光となる。この直線偏光は第２の位相
差板１８と第３の位相差板１９の２枚で合成する実質的
な遅相軸に対して４５゜の角度に入射するので、円偏光
となる。半透過反射層２９で約７割は反射されるが、残
りの３割の光が透過する。
【００９４】ＳＴＮ液晶素子２３に電圧を印加していな
い状態では、第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶素子２３
で合成する位相差も１／４波長となっているので、この
実施形態のように配置すると、第２の位相差板１８と第
３の位相差板１９で発生した位相差と、第１の位相差板
１２とＳＴＮ液晶素子２３で合成する位相差とが減算さ
れてほぼゼロとなり、第２の偏光板１７を通して入射し
た直線偏光の偏光方向と同じ偏光方向の直線偏光となっ
て第１の位相差板１２から射出し、第１の偏光板１１に
入射する。
い状態では、第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶素子２３
で合成する位相差も１／４波長となっているので、この
実施形態のように配置すると、第２の位相差板１８と第
３の位相差板１９で発生した位相差と、第１の位相差板
１２とＳＴＮ液晶素子２３で合成する位相差とが減算さ
れてほぼゼロとなり、第２の偏光板１７を通して入射し
た直線偏光の偏光方向と同じ偏光方向の直線偏光となっ
て第１の位相差板１２から射出し、第１の偏光板１１に
入射する。
【００９５】第１の偏光板の吸収軸１１ａと第２の偏光
板の吸収軸１７ａは直交しているので、その入射光は第
１の偏光板１１を透過せず、黒表示となる。第２の位相
差板１８と第３の位相差板１９を用いることによって、
第２の位相差板１８だけを用いた第１の実施形態より
も、広い波長帯域の光に対して位相差がゼロになるの
で、より良好な黒表示が得られた。ＳＴＮ液晶素子２３
の第１の電極３と第２の電極４の間に所定の電圧を印加
すると、ネマチック液晶６の分子が立ち上がり、ＳＴＮ
液晶素子２３の実質的なΔｎｄ値が減少する。
板の吸収軸１７ａは直交しているので、その入射光は第
１の偏光板１１を透過せず、黒表示となる。第２の位相
差板１８と第３の位相差板１９を用いることによって、
第２の位相差板１８だけを用いた第１の実施形態より
も、広い波長帯域の光に対して位相差がゼロになるの
で、より良好な黒表示が得られた。ＳＴＮ液晶素子２３
の第１の電極３と第２の電極４の間に所定の電圧を印加
すると、ネマチック液晶６の分子が立ち上がり、ＳＴＮ
液晶素子２３の実質的なΔｎｄ値が減少する。
【００９６】そのため、第２の偏光板１７を通して入射
した直線偏光は、第２の位相差板１８と第３の位相差板
１９を通過することによって円偏光となるが、第１の位
相差板１２とＳＴＮ液晶素子２３を透過することによ
り、楕円偏光や直線偏光に戻る。この電圧印加によりＳ
ＴＮ液晶素子２３で発生する複屈折性を１／４波長相当
とすると、第２の偏光板１７を通して入射した直線偏光
は、さらに第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶素子２３を
透過することによって偏光方向が９０゜回転するため、
第１の偏光板１１を透過し、良好な白表示を得ることが
できる。
した直線偏光は、第２の位相差板１８と第３の位相差板
１９を通過することによって円偏光となるが、第１の位
相差板１２とＳＴＮ液晶素子２３を透過することによ
り、楕円偏光や直線偏光に戻る。この電圧印加によりＳ
ＴＮ液晶素子２３で発生する複屈折性を１／４波長相当
とすると、第２の偏光板１７を通して入射した直線偏光
は、さらに第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶素子２３を
透過することによって偏光方向が９０゜回転するため、
第１の偏光板１１を透過し、良好な白表示を得ることが
できる。
【００９７】このように、第１の偏光板１１と第１の位
相差板１２と半透過反射層２９を内在したＳＴＮ液晶素
子２２で液晶表示装置を構成し、液晶素子２３のΔｎｄ
値を０．７〜０．８μｍ、第１の位相差板１２の位相差
値Ｆ１を０．３５〜０．４０μｍ、第１の偏光板の吸収
軸１１ａと第１の位相差板の遅相軸１２ａとの交差角α
を３０゜〜４５゜とすることで、外光を用いる反射表示
においては良好な黒表示と明るい白表示が得られ。ま
た、ＳＴＮ液晶素子２３の下側に第２の位相差板１８と
第３の位相差板１９と第２の偏光板１７とバックライト
１６を備えることによって、外光が少ない環境でも、バ
ックライト１６を点灯することによって良好なコントラ
ストの表示が得られる。さらに、画素毎に開口部２５を
設けた半透過反射層２９を用いたことによって、開口部
２９ａを大きくすると透過表示重視の液晶表示装置に、
開口部２５を小さくすると反射表示重視の液晶表示装置
にするように、透過率の対応が可能である。
相差板１２と半透過反射層２９を内在したＳＴＮ液晶素
子２２で液晶表示装置を構成し、液晶素子２３のΔｎｄ
値を０．７〜０．８μｍ、第１の位相差板１２の位相差
値Ｆ１を０．３５〜０．４０μｍ、第１の偏光板の吸収
軸１１ａと第１の位相差板の遅相軸１２ａとの交差角α
を３０゜〜４５゜とすることで、外光を用いる反射表示
においては良好な黒表示と明るい白表示が得られ。ま
た、ＳＴＮ液晶素子２３の下側に第２の位相差板１８と
第３の位相差板１９と第２の偏光板１７とバックライト
１６を備えることによって、外光が少ない環境でも、バ
ックライト１６を点灯することによって良好なコントラ
ストの表示が得られる。さらに、画素毎に開口部２５を
設けた半透過反射層２９を用いたことによって、開口部
２９ａを大きくすると透過表示重視の液晶表示装置に、
開口部２５を小さくすると反射表示重視の液晶表示装置
にするように、透過率の対応が可能である。
【００９８】〔第６の実施の形態の変形例〕
この第６の実施の形態では、第１の偏光板１１の吸収軸
１１ａと第１の位相差板１２の遅相軸１２ａとがなす角
度を交差角αと定義したが、第１の偏光板１１を９０゜
回転しても、視野角特性が多少異なるだけでほぼ同じ表
示特性が得られる。したがって、第１の偏光板１１の透
過軸と第１の位相差板１２の遅相軸１２ａとのなす角度
を交差角βと定義すると、交差角βが３０゜〜４５゜の
範囲でも良好な表示特性が得られる。
１１ａと第１の位相差板１２の遅相軸１２ａとがなす角
度を交差角αと定義したが、第１の偏光板１１を９０゜
回転しても、視野角特性が多少異なるだけでほぼ同じ表
示特性が得られる。したがって、第１の偏光板１１の透
過軸と第１の位相差板１２の遅相軸１２ａとのなす角度
を交差角βと定義すると、交差角βが３０゜〜４５゜の
範囲でも良好な表示特性が得られる。
【００９９】この実施形態では、液晶素子２３として、
２２０゜ツイストのＳＴＮ液晶素子を用いたが、ツイス
ト角が２００゜〜２６０゜のＳＴＮ液晶素子を用いて
も、第１の偏光板１１と第１の位相差板１２の交差角を
上記のように保ったまま、第１の偏光板１１と第１の位
相差板１２の配置角度を調整することで、同様な半透過
反射型液晶表示装置が得られる。また、この実施形態で
は、第１の位相差板１２として、ＰＣを１軸延伸し、Ｚ
軸方向の屈折率ｎｚが、延伸方向の屈折率ｎｘと直角方
向の屈折率ｎｙに対して、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ となって
いる位相差板を用いたが、多軸延伸し、ｎｘ＞ｎｘ＞ｎ
ｙとなっている、いわゆるＺタイプの位相差板や、ポリ
ビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリプロピレン（ＰＰ）
などの材料を延伸した位相差板を用いても、同様な効果
が得られる。
２２０゜ツイストのＳＴＮ液晶素子を用いたが、ツイス
ト角が２００゜〜２６０゜のＳＴＮ液晶素子を用いて
も、第１の偏光板１１と第１の位相差板１２の交差角を
上記のように保ったまま、第１の偏光板１１と第１の位
相差板１２の配置角度を調整することで、同様な半透過
反射型液晶表示装置が得られる。また、この実施形態で
は、第１の位相差板１２として、ＰＣを１軸延伸し、Ｚ
軸方向の屈折率ｎｚが、延伸方向の屈折率ｎｘと直角方
向の屈折率ｎｙに対して、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ となって
いる位相差板を用いたが、多軸延伸し、ｎｘ＞ｎｘ＞ｎ
ｙとなっている、いわゆるＺタイプの位相差板や、ポリ
ビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリプロピレン（ＰＰ）
などの材料を延伸した位相差板を用いても、同様な効果
が得られる。
【０１００】さらに、この実施形態では、第１の位相差
板１２とＳＴＮ液晶素子２３で合成する位相差と、第２
の位相差板１８と第３の位相差板１９で発生する位相差
が減算するように配置したが、第５の実施形態のよう
に、第１の位相差板１２と液晶素子２１で合成する位相
差と、第２の位相差板１８と第３の位相差板１９で発生
する位相差を加算して１／２波長になるように配置する
ことも可能である。また、この実施形態では、第２の位
相差板１８の遅相軸１８ａを＋３０゜に、第３の位相差
板１９の遅相軸１９ａを９０゜に配置したが、第２の位
相差板１８の遅相軸１８ａを９０゜に、第３の位相差板
１９の遅相軸１９ａを＋３０゜に配置しても、交差角が
６０゜であれば同様な効果が得られる。この実施形態で
は、ＳＴＮ液晶素子２３の下側に第２の位相差板１８と
第３の位相差板１９の２枚の位相差板を備えたが、第４
の実施形態や第５の実施形態のように、位相差値が１／
４波長の第２の位相差板１８を配置するだけでも、透過
表示のコントラストは多少低下するが、同様な効果が得
られる。
板１２とＳＴＮ液晶素子２３で合成する位相差と、第２
の位相差板１８と第３の位相差板１９で発生する位相差
が減算するように配置したが、第５の実施形態のよう
に、第１の位相差板１２と液晶素子２１で合成する位相
差と、第２の位相差板１８と第３の位相差板１９で発生
する位相差を加算して１／２波長になるように配置する
ことも可能である。また、この実施形態では、第２の位
相差板１８の遅相軸１８ａを＋３０゜に、第３の位相差
板１９の遅相軸１９ａを９０゜に配置したが、第２の位
相差板１８の遅相軸１８ａを９０゜に、第３の位相差板
１９の遅相軸１９ａを＋３０゜に配置しても、交差角が
６０゜であれば同様な効果が得られる。この実施形態で
は、ＳＴＮ液晶素子２３の下側に第２の位相差板１８と
第３の位相差板１９の２枚の位相差板を備えたが、第４
の実施形態や第５の実施形態のように、位相差値が１／
４波長の第２の位相差板１８を配置するだけでも、透過
表示のコントラストは多少低下するが、同様な効果が得
られる。
【０１０１】〔第７の実施形態：図２４および図２７〕
次に、この発明による液晶表示装置の第７の実施の形態
について図２４および図２７によって説明する。この第
７の実施形態の液晶表示装置は、第２の位相差板１８と
第３の位相差板１９の種類と配置角度が第６の実施の形
態と異なっているだけであり、その部材構成は図２０お
よび図２１と同じであるので、説明を省略する。図２４
は、この発明の第７の実施形態における構成要素の配置
関係を示す説明図である。
について図２４および図２７によって説明する。この第
７の実施形態の液晶表示装置は、第２の位相差板１８と
第３の位相差板１９の種類と配置角度が第６の実施の形
態と異なっているだけであり、その部材構成は図２０お
よび図２１と同じであるので、説明を省略する。図２４
は、この発明の第７の実施形態における構成要素の配置
関係を示す説明図である。
【０１０２】ＳＴＮ液晶素子２３と第１の位相差板１２
と第１の偏光板１１と第２の偏光板１７の配置は、図２
０に示した第６の実施形態と同じである。第２の位相差
板１８は、ポリカーボネート（ＰＣ）を延伸した厚さ約
７０μｍの透明フィルムで、波長０．５５μｍの位相差
値Ｆ２＝０．３６μｍである。第３の位相差板１９は、
ポリプロピレン（ＰＰ）を延伸した厚さ約１００μｍの
透明フィルムで、波長０．５５μｍの位相差値Ｆ３＝
０．５０μｍである。ＳＴＮ液晶素子２３の下側に配置
した第２の位相差板１８の遅相軸１８ａは、第６の実施
形態と異なり、水平軸を基準に−３０゜に配置され、第
３の位相差板１９の遅相軸１９ａは＋６０゜に配置して
ある。したがって、第２の位相差板１８の位相差値Ｆ２
と第３の位相差板１９の位相差値Ｆ３は減算されて、有
効な位相差値としてはΔＦ＝Ｆ３−Ｆ２＝０．１４μｍ
となっている。
と第１の偏光板１１と第２の偏光板１７の配置は、図２
０に示した第６の実施形態と同じである。第２の位相差
板１８は、ポリカーボネート（ＰＣ）を延伸した厚さ約
７０μｍの透明フィルムで、波長０．５５μｍの位相差
値Ｆ２＝０．３６μｍである。第３の位相差板１９は、
ポリプロピレン（ＰＰ）を延伸した厚さ約１００μｍの
透明フィルムで、波長０．５５μｍの位相差値Ｆ３＝
０．５０μｍである。ＳＴＮ液晶素子２３の下側に配置
した第２の位相差板１８の遅相軸１８ａは、第６の実施
形態と異なり、水平軸を基準に−３０゜に配置され、第
３の位相差板１９の遅相軸１９ａは＋６０゜に配置して
ある。したがって、第２の位相差板１８の位相差値Ｆ２
と第３の位相差板１９の位相差値Ｆ３は減算されて、有
効な位相差値としてはΔＦ＝Ｆ３−Ｆ２＝０．１４μｍ
となっている。
【０１０３】図２７にこの実施形態で用いた第２の位相
差板と第３の位相差板の位相差値の波長依存性を示す。
横軸は光の波長で、縦軸は位相差板の位相差値を示す。
曲線４１は第２の位相差板１８の位相差値を示し、曲線
４２は第３の位相差板１９の位相差値を示し、曲線４３
は第２の位相差板１８と第３の位相差板１９を遅相軸を
直交させて重ねた時の位相差値である。第２の位相差板
１８の材質は、屈折率の波長依存性が大きいＰＣである
ので、曲線４１に示したように短波長の位相差値は大き
くなる。一方、第３の位相差板１９の材質は屈折率の波
長依存性が小さいＰＰであるので、曲線４２に示したよ
うに、短波長の位相差値は長波長の位相差値とほぼ同じ
でほとんど変化しない。
差板と第３の位相差板の位相差値の波長依存性を示す。
横軸は光の波長で、縦軸は位相差板の位相差値を示す。
曲線４１は第２の位相差板１８の位相差値を示し、曲線
４２は第３の位相差板１９の位相差値を示し、曲線４３
は第２の位相差板１８と第３の位相差板１９を遅相軸を
直交させて重ねた時の位相差値である。第２の位相差板
１８の材質は、屈折率の波長依存性が大きいＰＣである
ので、曲線４１に示したように短波長の位相差値は大き
くなる。一方、第３の位相差板１９の材質は屈折率の波
長依存性が小さいＰＰであるので、曲線４２に示したよ
うに、短波長の位相差値は長波長の位相差値とほぼ同じ
でほとんど変化しない。
【０１０４】したがって、第２の位相差板１８と第３の
位相差板１９を、位相差値が減算するように遅相軸を直
交させて重ねると、曲線４３に示したように、０．４μ
ｍ付近の短波長の光成分に対する位相差値を０．７μｍ
付近の長波長の光成分に対する位相差値より小さくする
ことができる。つまり、屈折率の波長依存性が異なる２
枚の位相差板を用いることによって、短波長での位相差
値が長波長での位相差値より小さい、いわゆる広帯域１
／４波長板を形成することが可能になる。したがって、
位相差値Ｆを波長λで除したＦ／λ値は、すべての可視
光領域に亘り、ほぼ１／４にすることが可能になり、そ
の結果、すべての波長領域で円偏光が得られる。
位相差板１９を、位相差値が減算するように遅相軸を直
交させて重ねると、曲線４３に示したように、０．４μ
ｍ付近の短波長の光成分に対する位相差値を０．７μｍ
付近の長波長の光成分に対する位相差値より小さくする
ことができる。つまり、屈折率の波長依存性が異なる２
枚の位相差板を用いることによって、短波長での位相差
値が長波長での位相差値より小さい、いわゆる広帯域１
／４波長板を形成することが可能になる。したがって、
位相差値Ｆを波長λで除したＦ／λ値は、すべての可視
光領域に亘り、ほぼ１／４にすることが可能になり、そ
の結果、すべての波長領域で円偏光が得られる。
【０１０５】ここで、この第７の実施形態の液晶表示装
置の効果について説明する。反射表示については、第６
の実施形態と同じであり、第１の位相差板１２と第１の
偏光板１１の配置条件を最適化することによって、良好
なコントラストの表示が可能である。また、拡散層１５
を備えることにより、広視野角で明るい表示が得られ
る。次に、バックライト１６を点灯した透過表示につい
て説明する。バックライト１６から出た光は、第２の偏
光板１７により直線偏光となる。この直線偏光は、第２
の位相差板１８と第３の位相差板１９で形成した広帯域
１／４波長板の遅相軸である第３の位相差板の遅相軸１
９ａに対して４５゜の角度に入射するので、円偏光とな
る。その後、半透過反射層２９で約７割は反射される
が、残りの３割の光が透過する。
置の効果について説明する。反射表示については、第６
の実施形態と同じであり、第１の位相差板１２と第１の
偏光板１１の配置条件を最適化することによって、良好
なコントラストの表示が可能である。また、拡散層１５
を備えることにより、広視野角で明るい表示が得られ
る。次に、バックライト１６を点灯した透過表示につい
て説明する。バックライト１６から出た光は、第２の偏
光板１７により直線偏光となる。この直線偏光は、第２
の位相差板１８と第３の位相差板１９で形成した広帯域
１／４波長板の遅相軸である第３の位相差板の遅相軸１
９ａに対して４５゜の角度に入射するので、円偏光とな
る。その後、半透過反射層２９で約７割は反射される
が、残りの３割の光が透過する。
【０１０６】ＳＴＮ液晶素子２３に電圧を印加していな
い状態では、第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶素子２３
で合成する位相差も１／４波長となっているので、この
実施形態のように配置すると、第２の位相差板１８と第
３の位相差板１９で発生した位相差と、第１の位相差板
１２とＳＴＮ液晶素子２３で合成する位相差が減算され
てゼロとなり、第２の偏光板１７を通して入射した直線
偏光は、その偏光方向が回転することなく第１の位相差
板１２から射出し、第１の偏光板１１に入射する。第１
の偏光板の吸収軸１１ａと第２の偏光板の吸収軸１７ａ
とは直交しているので、バックライト１６からの入射光
は第１の偏光板１１を透過せず、黒表示となる。一方、
ＳＴＮ液晶素子２３の第１の電極３と第２の電極４の間
に所定の電圧を印加すると、第６の実施形態と同様な作
用で白表示となる。
い状態では、第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶素子２３
で合成する位相差も１／４波長となっているので、この
実施形態のように配置すると、第２の位相差板１８と第
３の位相差板１９で発生した位相差と、第１の位相差板
１２とＳＴＮ液晶素子２３で合成する位相差が減算され
てゼロとなり、第２の偏光板１７を通して入射した直線
偏光は、その偏光方向が回転することなく第１の位相差
板１２から射出し、第１の偏光板１１に入射する。第１
の偏光板の吸収軸１１ａと第２の偏光板の吸収軸１７ａ
とは直交しているので、バックライト１６からの入射光
は第１の偏光板１１を透過せず、黒表示となる。一方、
ＳＴＮ液晶素子２３の第１の電極３と第２の電極４の間
に所定の電圧を印加すると、第６の実施形態と同様な作
用で白表示となる。
【０１０７】このように、第１の偏光板１１と第１の位
相差板１２と拡散層１５と半透過反射層２９とを内在し
たＳＴＮ液晶素子２３で液晶表示装置を構成して、ＳＴ
Ｎ液晶素子２３のΔｎｄ値を０．７〜０．８μｍ、第１
の位相差板１２の位相差値Ｆ１を０．３５〜０．４０μ
ｍ、第１の偏光板１１の吸収軸１１ａと第１の位相差板
１２の遅相軸１２ａとの交差角αを３０゜〜４５゜とす
ることによって、外光を用いる反射表示においては良好
な黒表示と明るい白表示が得られる。また、そのＳＴＮ
液晶素子２３の下側（視認側と反対側）に第２の位相差
板１８と第３の位相差板１９と第２の偏光板１７とバッ
クライト１６を備えることにより、外光が少ない環境で
も、バックライト１６を点灯することによって、良好な
コントラストの表示が得られる。
相差板１２と拡散層１５と半透過反射層２９とを内在し
たＳＴＮ液晶素子２３で液晶表示装置を構成して、ＳＴ
Ｎ液晶素子２３のΔｎｄ値を０．７〜０．８μｍ、第１
の位相差板１２の位相差値Ｆ１を０．３５〜０．４０μ
ｍ、第１の偏光板１１の吸収軸１１ａと第１の位相差板
１２の遅相軸１２ａとの交差角αを３０゜〜４５゜とす
ることによって、外光を用いる反射表示においては良好
な黒表示と明るい白表示が得られる。また、そのＳＴＮ
液晶素子２３の下側（視認側と反対側）に第２の位相差
板１８と第３の位相差板１９と第２の偏光板１７とバッ
クライト１６を備えることにより、外光が少ない環境で
も、バックライト１６を点灯することによって、良好な
コントラストの表示が得られる。
【０１０８】〔第８の実施形態：図２５および図２６〕
次に、この発明による液晶表示装置の第８の実施形態に
ついて、図２５および図２６を用いて説明する。この第
８の実施の形態の液晶表示装置は、ＳＴＮ液晶素子のツ
イスト角が２４０゜である点と、カラーフィルタを備
え、半透過反射層がハーフミラータイプである点が、前
述の第６の実施形態の液晶表示装置と相違する。図２５
は、この第８の実施形態の液晶表示装置の構成要素を説
明するための模式的な断面図であり、図２６はＳＴＮ液
晶素子と第２，第３の位相差板と第２の偏光板の平面的
な配置関係を示す図である。
ついて、図２５および図２６を用いて説明する。この第
８の実施の形態の液晶表示装置は、ＳＴＮ液晶素子のツ
イスト角が２４０゜である点と、カラーフィルタを備
え、半透過反射層がハーフミラータイプである点が、前
述の第６の実施形態の液晶表示装置と相違する。図２５
は、この第８の実施形態の液晶表示装置の構成要素を説
明するための模式的な断面図であり、図２６はＳＴＮ液
晶素子と第２，第３の位相差板と第２の偏光板の平面的
な配置関係を示す図である。
【０１０９】この実施形態の液晶表示装置は、図２５に
示すように、ＳＴＮ液晶素子２２′と、その第２の基板
２の外側（視認側）に順次設けた拡散層１５、第１の位
相差板１２、および第１の偏光板１１と、ＳＴＮ液晶素
子２２′の第１の基板１の外側（視認側と反対側）に順
次設けた第２の位相差板１８、第３の位相差板１９、第
２の偏光板１７、およびバックライト１６により、半透
過反射型液晶表示装置を構成している。第１の偏光板１
１と第１の位相差板１２は、アクリル系粘着剤で一体化
してあり、拡散層１５でＳＴＮ液晶素子２２′と貼り付
けている。また、第２の位相差板１８と第３の位相差板
１９と第２の偏光板１７もアクリル系粘着剤で一体化し
てあり、ＳＴＮ液晶素子２２′ともアクリル系粘着剤で
貼り付けている。
示すように、ＳＴＮ液晶素子２２′と、その第２の基板
２の外側（視認側）に順次設けた拡散層１５、第１の位
相差板１２、および第１の偏光板１１と、ＳＴＮ液晶素
子２２′の第１の基板１の外側（視認側と反対側）に順
次設けた第２の位相差板１８、第３の位相差板１９、第
２の偏光板１７、およびバックライト１６により、半透
過反射型液晶表示装置を構成している。第１の偏光板１
１と第１の位相差板１２は、アクリル系粘着剤で一体化
してあり、拡散層１５でＳＴＮ液晶素子２２′と貼り付
けている。また、第２の位相差板１８と第３の位相差板
１９と第２の偏光板１７もアクリル系粘着剤で一体化し
てあり、ＳＴＮ液晶素子２２′ともアクリル系粘着剤で
貼り付けている。
【０１１０】ＳＴＮ液晶素子２２′は、図８および図９
に示した第３の実施形態の液晶素子における反射層７を
半透過反射層２７に変えた点が異なるだけである。すな
わち、この液晶素子２２′は、厚さ０．５ｍｍのガラス
板からなる第１の基板１の内面に、アルミニウムからな
る厚さ０．０２μｍの半透過反射層２７と、赤フィルタ
Ｒと緑フィルタＧと青フィルタＢとの３色からなる厚さ
１μｍのカラーフィルタ１０と、アクリル系材料からな
る厚さ２μｍの保護膜８と、ＩＴＯからなる厚さ０．３
μｍの第１の電極３を形成している。そして、この第１
の基板１と、内面にＩＴＯからなる厚さ０．０５μｍの
第２の電極４が形成されている厚さ０．５ｍｍのガラス
板からなる第２の基板２とを、シール材５によって張り
合わせ、その第１の基板１と第２の基板２の間に反時計
回りに２４０゜ツイスト配向しているネマチック液晶６
を挟持している。
に示した第３の実施形態の液晶素子における反射層７を
半透過反射層２７に変えた点が異なるだけである。すな
わち、この液晶素子２２′は、厚さ０．５ｍｍのガラス
板からなる第１の基板１の内面に、アルミニウムからな
る厚さ０．０２μｍの半透過反射層２７と、赤フィルタ
Ｒと緑フィルタＧと青フィルタＢとの３色からなる厚さ
１μｍのカラーフィルタ１０と、アクリル系材料からな
る厚さ２μｍの保護膜８と、ＩＴＯからなる厚さ０．３
μｍの第１の電極３を形成している。そして、この第１
の基板１と、内面にＩＴＯからなる厚さ０．０５μｍの
第２の電極４が形成されている厚さ０．５ｍｍのガラス
板からなる第２の基板２とを、シール材５によって張り
合わせ、その第１の基板１と第２の基板２の間に反時計
回りに２４０゜ツイスト配向しているネマチック液晶６
を挟持している。
【０１１１】半透過反射層２７は、アルミニウム膜の膜
厚を非常に薄くすることにより、一部の光は透過し、残
りの光は反射するいわゆるハーフミラーにしてある。こ
の実施形態では、アルミニウム膜の膜厚を、第４の実施
形態と同じ０．０２μｍとしたことで、１０〜２０％程
度の光を透過し、残りの８０〜９０％の光を反射するよ
うにしている。この半透過反射層２７は、全表示領域に
亘って形成している。
厚を非常に薄くすることにより、一部の光は透過し、残
りの光は反射するいわゆるハーフミラーにしてある。こ
の実施形態では、アルミニウム膜の膜厚を、第４の実施
形態と同じ０．０２μｍとしたことで、１０〜２０％程
度の光を透過し、残りの８０〜９０％の光を反射するよ
うにしている。この半透過反射層２７は、全表示領域に
亘って形成している。
【０１１２】第１の偏光板１１と、拡散層１５と、第２
の位相差板１８および第３の位相差板１９と、第２の位
相差板１７は、前述の第６の実施の形態で用いたものと
同じである。第１の位相差板１２は、先に説明した第４
の実施形態で用いたものと同じで、波長０．５５μｍで
の位相差値Ｆ１が０．３９μｍのＺタイプの位相差板で
ある。バックライト１６は、第４〜第７の実施形態で使
用したのと同じ白色ＥＬを用いることも可能ではある
が、この実施形態では、彩度と明るさを向上するため
に、導光板に３波長型蛍光管を取り付けたサイドライト
方式を用いるものとする。
の位相差板１８および第３の位相差板１９と、第２の位
相差板１７は、前述の第６の実施の形態で用いたものと
同じである。第１の位相差板１２は、先に説明した第４
の実施形態で用いたものと同じで、波長０．５５μｍで
の位相差値Ｆ１が０．３９μｍのＺタイプの位相差板で
ある。バックライト１６は、第４〜第７の実施形態で使
用したのと同じ白色ＥＬを用いることも可能ではある
が、この実施形態では、彩度と明るさを向上するため
に、導光板に３波長型蛍光管を取り付けたサイドライト
方式を用いるものとする。
【０１１３】カラーフィルタ１０は、赤フィルタＲと緑
フィルタＧと青フィルタＢの３色のフィルタで構成さ
れ、図９に示したように、第２の電極４と平行なストラ
イプ形状とする。各色のフィルタの幅は、第２の電極４
の幅より広く形成して隙間が生じないようにしている。
カラーフィルタ１０の間に隙間が生じると、入射光が増
加し、明るくはなるが、表示色に白の光が混色して色純
度が低下するので好ましくない。カラーフィルタ１０は
明るさを改善するために、分光スペクトルにおける最大
透過率がなるべく高いことが望ましく、各色の最大透過
率は８０％以上が良く、９０％以上が最も好ましい。ま
た、分光スペクトルにおける最小透過率も２０％〜５０
％と高くする必要がある。
フィルタＧと青フィルタＢの３色のフィルタで構成さ
れ、図９に示したように、第２の電極４と平行なストラ
イプ形状とする。各色のフィルタの幅は、第２の電極４
の幅より広く形成して隙間が生じないようにしている。
カラーフィルタ１０の間に隙間が生じると、入射光が増
加し、明るくはなるが、表示色に白の光が混色して色純
度が低下するので好ましくない。カラーフィルタ１０は
明るさを改善するために、分光スペクトルにおける最大
透過率がなるべく高いことが望ましく、各色の最大透過
率は８０％以上が良く、９０％以上が最も好ましい。ま
た、分光スペクトルにおける最小透過率も２０％〜５０
％と高くする必要がある。
【０１１４】また、このカラーフィルタ１０としては、
顔料分散型、染色型、印刷型、転写型、あるいは電着型
などのものを使えるが、アクリル系やＰＶＡ系の感光性
樹脂に顔料を分散させた顔料分散型のカラーフィルタ
が、耐熱温度が高く色純度も良いので最も好ましい。こ
のような高透過率のカラーフィルタを得るために、第１
の基板１にアルミニウム薄膜の半透過反射層２７を形成
し、その半透過反射層２７の表面を陽極酸化処理して不
活性化させた後、感光性樹脂に顔料を１０〜１５％配合
したカラーレジストを、スピンナーを用いて第１の基板
１に塗布し、露光工程と現像工程を行い、厚さが１μｍ
程度でも透過率が高いカラーフィルタ１０を形成した。
顔料分散型、染色型、印刷型、転写型、あるいは電着型
などのものを使えるが、アクリル系やＰＶＡ系の感光性
樹脂に顔料を分散させた顔料分散型のカラーフィルタ
が、耐熱温度が高く色純度も良いので最も好ましい。こ
のような高透過率のカラーフィルタを得るために、第１
の基板１にアルミニウム薄膜の半透過反射層２７を形成
し、その半透過反射層２７の表面を陽極酸化処理して不
活性化させた後、感光性樹脂に顔料を１０〜１５％配合
したカラーレジストを、スピンナーを用いて第１の基板
１に塗布し、露光工程と現像工程を行い、厚さが１μｍ
程度でも透過率が高いカラーフィルタ１０を形成した。
【０１１５】この液晶表示装置の各構成部材の平面的な
配置関係を、図２６に示す。ＳＴＮ液晶素子２２′第１
の位相差板１２と第１の偏光板１１との配置は、第４の
実施の形態と同じであり、第１の偏光板１１の吸収軸１
１ａと第１の位相差板１２の遅相軸１２ａとの交差角α
は３５゜になっている。第２の位相差板１８の遅相軸１
８ａは、水平軸を基準にして＋４５゜に配置し、第３の
位相差板の遅相軸１９ａは＋１０５゜に配置してあり、
第６の実施形態で説明した広帯域１／４波長板を形成
し、実質的な遅相軸は水平軸を基準にして＋７５゜にな
っている。そして、この実施形態のように、第２の位相
差板１８と第３の位相差板１９を配置することにより、
第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶素子２２で合成する位
相差と減算され、その結果発生する位相差は、すべての
波長領域においてほぼゼロとなる。
配置関係を、図２６に示す。ＳＴＮ液晶素子２２′第１
の位相差板１２と第１の偏光板１１との配置は、第４の
実施の形態と同じであり、第１の偏光板１１の吸収軸１
１ａと第１の位相差板１２の遅相軸１２ａとの交差角α
は３５゜になっている。第２の位相差板１８の遅相軸１
８ａは、水平軸を基準にして＋４５゜に配置し、第３の
位相差板の遅相軸１９ａは＋１０５゜に配置してあり、
第６の実施形態で説明した広帯域１／４波長板を形成
し、実質的な遅相軸は水平軸を基準にして＋７５゜にな
っている。そして、この実施形態のように、第２の位相
差板１８と第３の位相差板１９を配置することにより、
第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶素子２２で合成する位
相差と減算され、その結果発生する位相差は、すべての
波長領域においてほぼゼロとなる。
【０１１６】ここで、この第８の実施形態の液晶表示装
置の作用・効果について説明する。カラーフィルタ１０
は全く複屈折性をもたないので、反射表示については、
第４の実施形態と同じであり、第１の位相差板１２と第
１の偏光板１１との配置を最適化することにより、良好
なコントラストの表示が可能である。そして、表示画素
のオンとオフを組み合わせることによってカラー表示が
可能になる。例えば、赤フィルタＲのある画素をオン
（白）とし、緑フィルタＧと青フィルタＢのある画素を
オフ（黒）にすることで赤表示が可能になる。この実施
形態の半透過反射型液晶表示装置は、反射率が高く、且
つコントラスト比が１０以上と高い値が得られたので、
バックライト１６が非点灯の反射表示でも、彩度が高く
明るいカラー表示が得られた。
置の作用・効果について説明する。カラーフィルタ１０
は全く複屈折性をもたないので、反射表示については、
第４の実施形態と同じであり、第１の位相差板１２と第
１の偏光板１１との配置を最適化することにより、良好
なコントラストの表示が可能である。そして、表示画素
のオンとオフを組み合わせることによってカラー表示が
可能になる。例えば、赤フィルタＲのある画素をオン
（白）とし、緑フィルタＧと青フィルタＢのある画素を
オフ（黒）にすることで赤表示が可能になる。この実施
形態の半透過反射型液晶表示装置は、反射率が高く、且
つコントラスト比が１０以上と高い値が得られたので、
バックライト１６が非点灯の反射表示でも、彩度が高く
明るいカラー表示が得られた。
【０１１７】次に、バックライト１６を点灯した透過表
示について説明する。バックライト１６から出た光は、
第２の偏光板１７により直線偏光となる。この直線偏光
は第２の位相差板１８と第３の位相差板１９で形成した
広帯域１／４波長板の実質的な遅相軸に対して４５゜の
角度に入射するので、円偏光となる。その後、半透過反
射層２７で約８割の光は反射されるが、残りの２割の光
が透過する。
示について説明する。バックライト１６から出た光は、
第２の偏光板１７により直線偏光となる。この直線偏光
は第２の位相差板１８と第３の位相差板１９で形成した
広帯域１／４波長板の実質的な遅相軸に対して４５゜の
角度に入射するので、円偏光となる。その後、半透過反
射層２７で約８割の光は反射されるが、残りの２割の光
が透過する。
【０１１８】ＳＴＮ液晶素子２２′に電圧を印加してい
ない状態では、第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶素子２
２′とで合成する位相差値も全波長において１／４波長
であり、この実施形態では、第２の位相差板１８と第３
の位相差板１９で発生する位相差が第１の位相差板１２
と液晶素子２２′で合成する位相差と減算してゼロとな
るように配置されているので、第２の偏光板１７の吸収
軸１７ａと同一方向に偏光して直線偏光となって、第１
の位相差板１２から射出し、第１の偏光板１１に入射す
る。第１の偏光板の吸収軸１１ａと第２の偏光板の吸収
軸１７ａとは直交しているので、その入射光は透過でき
ず黒表示となる。そして、第１の電極３と第２の電極４
の間に所定の電圧を印加すると、第４の実施形態と同様
な作用で白表示となる。
ない状態では、第１の位相差板１２とＳＴＮ液晶素子２
２′とで合成する位相差値も全波長において１／４波長
であり、この実施形態では、第２の位相差板１８と第３
の位相差板１９で発生する位相差が第１の位相差板１２
と液晶素子２２′で合成する位相差と減算してゼロとな
るように配置されているので、第２の偏光板１７の吸収
軸１７ａと同一方向に偏光して直線偏光となって、第１
の位相差板１２から射出し、第１の偏光板１１に入射す
る。第１の偏光板の吸収軸１１ａと第２の偏光板の吸収
軸１７ａとは直交しているので、その入射光は透過でき
ず黒表示となる。そして、第１の電極３と第２の電極４
の間に所定の電圧を印加すると、第４の実施形態と同様
な作用で白表示となる。
【０１１９】このように、第１の偏光板１１と第１の位
相差板１２と拡散層１５と、半透過反射層２７とカラー
フィルタ１０を内在したＳＴＮ液晶素子２２′により、
外光を用いる反射表示においては良好なコントラストの
カラー表示が可能である。また、ＳＴＮ液晶素子２２′
の下側に第２の位相差板１８と第３の位相差板１９と第
２の偏光板１７とバックライト１６を備えることによ
り、外光が少ない環境でもバックライト１６を点灯する
ことにより、良好なカラー表示が得られる。
相差板１２と拡散層１５と、半透過反射層２７とカラー
フィルタ１０を内在したＳＴＮ液晶素子２２′により、
外光を用いる反射表示においては良好なコントラストの
カラー表示が可能である。また、ＳＴＮ液晶素子２２′
の下側に第２の位相差板１８と第３の位相差板１９と第
２の偏光板１７とバックライト１６を備えることによ
り、外光が少ない環境でもバックライト１６を点灯する
ことにより、良好なカラー表示が得られる。
【０１２０】〔第８の実施形態の変形例〕
この第８の実施形態では、ＳＴＮ液晶素子２２′として
２４０゜ツイストのＳＴＮ液晶素子を用いたが、ツイス
ト角が２００゜〜２６０゜のＳＴＮ液晶素子を使用して
も、第１の偏光板１１と第１の位相差板１２の吸収軸あ
るいは透過軸の交差角を３０゜〜４５゜に保ったまま、
ＳＴＮ液晶素子２２′に対する第１の偏光板１１と第１
の位相差板１２の配置角度を調整することによって、同
様な半透過反射型カラー液晶表示装置が得られる。
２４０゜ツイストのＳＴＮ液晶素子を用いたが、ツイス
ト角が２００゜〜２６０゜のＳＴＮ液晶素子を使用して
も、第１の偏光板１１と第１の位相差板１２の吸収軸あ
るいは透過軸の交差角を３０゜〜４５゜に保ったまま、
ＳＴＮ液晶素子２２′に対する第１の偏光板１１と第１
の位相差板１２の配置角度を調整することによって、同
様な半透過反射型カラー液晶表示装置が得られる。
【０１２１】この実施形態では、ＳＴＮ液晶素子２２′
の下側に、第２の位相差板１８と第３の位相差板１９と
第２の偏光板１７とバックライト１６を設けたが、第４
の実施形態や第５の実施形態のように、第２の位相差板
１８と第２の偏光板１７とバックライト１６だけを設け
ても、透過表示のコントラストは多少低下するが、この
実施形態と同様な半透過反射型カラー液晶表示装置が得
られる。また、この実施形態では、第２の位相差板１８
と第３の位相差板１９には、屈折率の波長依存性が等し
い材料を用い、遅相軸の交差角が６０゜になるように配
置したが、第７の実施形態で用いたように、屈折率の波
長依存性が異なる２枚の位相差板を遅相軸を直交させて
配置して用いることも可能である。
の下側に、第２の位相差板１８と第３の位相差板１９と
第２の偏光板１７とバックライト１６を設けたが、第４
の実施形態や第５の実施形態のように、第２の位相差板
１８と第２の偏光板１７とバックライト１６だけを設け
ても、透過表示のコントラストは多少低下するが、この
実施形態と同様な半透過反射型カラー液晶表示装置が得
られる。また、この実施形態では、第２の位相差板１８
と第３の位相差板１９には、屈折率の波長依存性が等し
い材料を用い、遅相軸の交差角が６０゜になるように配
置したが、第７の実施形態で用いたように、屈折率の波
長依存性が異なる２枚の位相差板を遅相軸を直交させて
配置して用いることも可能である。
【０１２２】また、この実施形態では、カラーフィルタ
１０を第１の基板１側に設けたが、第２の基板２の内側
で、第２の電極４と第２の基板２との間にカラーフィル
タ１０を形成することも可能である。しかし、カラーフ
ィルタ１０を第１の基板側に設ける方が、保護膜８をカ
ラーフィルタ１０の平坦化と、半透過反射膜２７と第１
の電極３との絶縁層を兼ねることができるので好まし
い。さらに、この実施形態では、カラーフィルタ１０と
して、赤，緑，青の３色のフィルタからなるものを用い
たが、シアン、イエロー、マゼンタの３色のフィルタか
らなるカラーフィルタを用いても、同様に明るいカラー
表示が可能である。
１０を第１の基板１側に設けたが、第２の基板２の内側
で、第２の電極４と第２の基板２との間にカラーフィル
タ１０を形成することも可能である。しかし、カラーフ
ィルタ１０を第１の基板側に設ける方が、保護膜８をカ
ラーフィルタ１０の平坦化と、半透過反射膜２７と第１
の電極３との絶縁層を兼ねることができるので好まし
い。さらに、この実施形態では、カラーフィルタ１０と
して、赤，緑，青の３色のフィルタからなるものを用い
たが、シアン、イエロー、マゼンタの３色のフィルタか
らなるカラーフィルタを用いても、同様に明るいカラー
表示が可能である。
【０１２３】この実施形態では、カラーフィルタ製造工
程の洗浄ラインに耐えるように、半透過反射層２７とし
て、アルミニウム薄膜の表面を陽極酸化処理で不活性化
させたが、アルミニウム薄膜上に酸化シリコン（ＳｉＯ
２）などの透明な酸化膜を、スパッタリング法や化学的
気相成長（ＣＶＤ）法で形成することも可能である。ま
た、この実施形態では、半透過反射層２７として厚さ
０．０２μｍのハーフミラータイプのアルミニウム薄膜
を用いたが、第６の実施形態と第７の実施形態で用いた
画素毎に開口部を設けた金属薄膜を用いることも可能で
ある。
程の洗浄ラインに耐えるように、半透過反射層２７とし
て、アルミニウム薄膜の表面を陽極酸化処理で不活性化
させたが、アルミニウム薄膜上に酸化シリコン（ＳｉＯ
２）などの透明な酸化膜を、スパッタリング法や化学的
気相成長（ＣＶＤ）法で形成することも可能である。ま
た、この実施形態では、半透過反射層２７として厚さ
０．０２μｍのハーフミラータイプのアルミニウム薄膜
を用いたが、第６の実施形態と第７の実施形態で用いた
画素毎に開口部を設けた金属薄膜を用いることも可能で
ある。
【０１２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明による単偏光板型の反射型液晶表示装置によれば、外
光による明るくコントラストの高い反射表示がえられ、
半透過反射型液晶表示装置によれば同様な反射表示と、
バックライトの点灯により、コントラストの高い透過表
示も可能になる。したがって、この液晶表示装置は、携
帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯型パーソナル
コンピュータ、ゲーム機、時計、ビデオカメラ、その他
の各種電子機器の表示装置として広範に利用できる。 ［図面の簡単な説明］
明による単偏光板型の反射型液晶表示装置によれば、外
光による明るくコントラストの高い反射表示がえられ、
半透過反射型液晶表示装置によれば同様な反射表示と、
バックライトの点灯により、コントラストの高い透過表
示も可能になる。したがって、この液晶表示装置は、携
帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯型パーソナル
コンピュータ、ゲーム機、時計、ビデオカメラ、その他
の各種電子機器の表示装置として広範に利用できる。 ［図面の簡単な説明］
【図１】この発明による液晶表示装置の第１の実施形態
の構成を示す模式的な断面図である。
の構成を示す模式的な断面図である。
【図２】同じくその反射層と第１の電極および第２の電
極との平面的な配置関係を示す平面図である。
極との平面的な配置関係を示す平面図である。
【図３】同じくその偏光板の吸収軸および位相差板の遅
相軸の方向とＳＴＮ液晶素子のネマチック液晶のツイス
ト角の関係を示す説明図である。
相軸の方向とＳＴＮ液晶素子のネマチック液晶のツイス
ト角の関係を示す説明図である。
【図４】図１に示した液晶表示装置の構成を一部変更し
た例を示す模式的な断面図である。
た例を示す模式的な断面図である。
【図５】この発明による液晶表示装置の第２の実施形態
の構成を示す模式的な断面図である。
の構成を示す模式的な断面図である。
【図６】同じくその反射電極と第２の電極との平面的な
配置関係を示す平面図である。
配置関係を示す平面図である。
【図７】同じくその偏光板の吸収軸および位相差板の遅
相軸の方向とＳＴＮ液晶素子のネマチック液晶のツイス
ト角の関係を示す説明図である。
相軸の方向とＳＴＮ液晶素子のネマチック液晶のツイス
ト角の関係を示す説明図である。
【図８】この発明による液晶表示装置の第３の実施形態
の構成を示す模式的な断面図である。
の構成を示す模式的な断面図である。
【図９】同じくそのカラーフィルタと第１の電極および
第２の電極との平面的な配置関係を示す平面図である。
第２の電極との平面的な配置関係を示す平面図である。
【図１０】この発明による液晶表示装置における位相差
板の遅相軸と偏光板の吸収軸との交差角αとコントラス
トとの関係を説明するための線図である。
板の遅相軸と偏光板の吸収軸との交差角αとコントラス
トとの関係を説明するための線図である。
【図１１】同じくＳＴＮ液晶素子のΔｎｄ値とコントラ
ストおよび黒表示の反射率との関係を説明するための線
図である。
ストおよび黒表示の反射率との関係を説明するための線
図である。
【図１２】同じく位相差板の位相差値Ｒとコントラスト
との関係を説明するための線図である。
との関係を説明するための線図である。
【図１３】この発明による反射型液晶表示装置と従来の
反射型液晶表示装置の分光反射率曲線を比較して示す線
図である。
反射型液晶表示装置の分光反射率曲線を比較して示す線
図である。
【図１４】この発明による液晶表示装置の第４の実施形
態の構成を示す模式的な断面図である。
態の構成を示す模式的な断面図である。
【図１５】同じくその半透過反射層と第１の電極および
第２の電極との平面的な配置関係を示す平面図である。
第２の電極との平面的な配置関係を示す平面図である。
【図１６】同じくその第２の偏光板の吸収軸および第３
の位相差板の遅相軸の方向とＳＴＮ液晶素子のネマチッ
ク液晶のツイスト角との関係を示す説明図である。
の位相差板の遅相軸の方向とＳＴＮ液晶素子のネマチッ
ク液晶のツイスト角との関係を示す説明図である。
【図１７】同じくその第１の偏光板の吸収軸の方向と第
１の位相差板の遅相軸の方向との関係を示す説明図であ
る。
１の位相差板の遅相軸の方向との関係を示す説明図であ
る。
【図１８】この発明による液晶表示装置の第５の実施形
態における第２の偏光板の吸収軸および第２の位相差板
の遅相軸の方向とＳＴＮ液晶素子のネマチック液晶のツ
イスト角との関係を示す説明図である。
態における第２の偏光板の吸収軸および第２の位相差板
の遅相軸の方向とＳＴＮ液晶素子のネマチック液晶のツ
イスト角との関係を示す説明図である。
【図１９】この発明による液晶表示装置の第４，第５の
実施形態の一部変更例を示す模式的な断面図である。
実施形態の一部変更例を示す模式的な断面図である。
【図２０】この発明による液晶表示装置の第６の実施形
態の構成を示す模式的な断面図である。
態の構成を示す模式的な断面図である。
【図２１】同じくその半透過反射層と第１の電極および
第２の電極との平面的な配置関係を示す平面図である。
第２の電極との平面的な配置関係を示す平面図である。
【図２２】同じくその第２の偏光板の吸収軸および第
２，第３の位相差板の各遅相軸の方向とＳＴＮ液晶素子
のネマチック液晶のツイスト角との関係を示す説明図で
ある。
２，第３の位相差板の各遅相軸の方向とＳＴＮ液晶素子
のネマチック液晶のツイスト角との関係を示す説明図で
ある。
【図２３】同じくその第１の偏光板の吸収軸の方向と第
１の位相差板の遅相軸の方向との関係を示す説明図であ
る。
１の位相差板の遅相軸の方向との関係を示す説明図であ
る。
【図２４】この発明による液晶表示装置の第７の実施形
態における第２の偏光板の透過軸および第２，第３の位
相差板の遅相軸の方向とＳＴＮ液晶素子のネマチック液
晶のツイスト角との関係を示す説明図である。
態における第２の偏光板の透過軸および第２，第３の位
相差板の遅相軸の方向とＳＴＮ液晶素子のネマチック液
晶のツイスト角との関係を示す説明図である。
【図２５】この発明による液晶表示装置の第８の実施形
態の構成を示す模式的な断面図である。
態の構成を示す模式的な断面図である。
【図２６】同じくその第２の偏光板の吸収軸のおよび第
２の位相差板の遅相軸の方向とＳＴＮ液晶素子のネマチ
ック液晶のツイスト角との関係を示す説明図である。
２の位相差板の遅相軸の方向とＳＴＮ液晶素子のネマチ
ック液晶のツイスト角との関係を示す説明図である。
【図２７】同じく第２の位相差板と第３の位相差板の位
相差値の波長依存性を示す線図である。
相差値の波長依存性を示す線図である。
１：第１の基板 ２：第２の基板
３：第１の電極 ４：第２の電極
５：シール材 ６：ネマチック液晶
６ａ：ネマチック液晶の下液晶分子配向方向
６ｂ：ネマチック液晶の上液晶分子配向方向
７：反射層 ８：保護膜
９：反射電極 １０：カラーフィルタ
１１：偏光板 １１ａ：偏光板の吸収軸
１２：位相差板 １２ａ：位相差板の遅相軸
１５：拡散層 １６：バックライト
１７：第２の偏光板
１７ａ：第２の偏光板の吸収軸
１８：第２の位相差板
１８ａ：第２の位相差板の遅相軸
１９：第３の位相差板
１９ａ：第３の位相差板の遅相軸
２０，２０′，２１，２２，２３：ＳＴＮ液晶素子
２７，２９：半透過反射層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−31211（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−120050（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−36028（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−292413（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/13363
G02F 1/133
Claims (14)
- 【請求項１】 反射層と第１の電極を有する第１の基板
と第２の電極を有する第２の基板との間に、ツイスト角
が２００゜〜２６０゜にツイスト配向しているネマチッ
ク液晶を狭持してなるＳＴＮ液晶素子と、 該ＳＴＮ液晶素子の第２の基板の外側に設けた位相差板
と、 該位相差板の外側に設けた偏光板とを備え、 前記ＳＴＮ液晶素子の複屈折量を示すΔｎｄ値が０．７
〜０．８μｍであり、 前記位相差板の複屈折量を示す位相差値Ｒが０．３５〜
０．４０μｍであり、 該位相差板の遅相軸と前記偏光板の吸収軸あるいは透過
軸との交差角が３０゜〜４５゜であることを特徴とする
液晶表示装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の液晶表示装置におい
て、 前記第１の電極が反射材料で形成された反射電極であ
り、前記反射層を兼ねていることを特徴とする液晶表示
装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の液晶表示装置に
おいて、 前記第１の基板の前記反射層より前記ネマチック液晶
側、あるいは前記第２の基板の前記ネマチック液晶側に
カラーフィルタを設けた液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記カラーフィルタが複数色のフィルタ
からなる請求項３に記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の
液晶表示装置において、 前記第２の基板の外側に光拡散層を設けた液晶表示装
置。 - 【請求項６】 前記位相差板の屈折率が、遅相軸方向の
屈折率をｎｘ、該遅相軸に直交する方向の屈折率をｎ
ｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚと定義したとき、ｎｘ＞ｎ
ｚ＞ｎｙの関係がある請求項１乃至５のいずれか一項に
記載の液晶表示装置。 - 【請求項７】 半透過反射層と第１の電極を有する第１
の基板と第２の電極を有する第２の基板との間に、ツイ
スト角が２００゜〜２６０゜にツイスト配向しているネ
マチック液晶を狭持してなるＳＴＮ液晶素子と、 該ＳＴＮ液晶素子の第２の基板の外側に設けた第１の位
相差板と、 該第１の位相差板の外側に設けた第１の偏光板と、 前記ＳＴＮ液晶素子の第１の基板の外側に設けた第２の
位相差板と、 該第２の位相差板の外側に設けた第２の偏光板と、 該第２の偏光板の外側に設けたバックライトとを備え、 前記ＳＴＮ液晶素子の複屈折量を示すΔｎｄ値が０．７
〜０．８μｍであり、 前記第１の位相差板の位相差値が０．３５〜０．４０μ
ｍであり、 該第１の位相差板の遅相軸と前記第１の偏光板の吸収軸
あるいは透過軸との交差角が３０゜〜４５゜であり、 前記第２の位相差板の位相差値が概ね１／４波長である
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項８】 半透過反射層と第１の電極を有する第１
の基板と第２の電極を有する第２の基板との間に、ツイ
スト角が２００゜〜２６０゜にツイスト配向しているネ
マチック液晶を狭持してなるＳＴＮ液晶素子と、 該ＳＴＮ液晶素子の第２の基板の外側に設けた第１の位
相差板と、 該第１の位相差板の外側に設けた第１の偏光板と、 前記ＳＴＮ液晶素子の第１の基板の外側に設けた第２の
位相差板と、 該第２の位相差板の外側に設けた第３の位相差板と、 該第３の位相差板の外側に設けた第２の偏光板と、 該第２の偏光板の外側に設けたバックライトとを備え、 前記ＳＴＮ液晶素子の複屈折量を示すΔｎｄ値が０．７
〜０．８μｍであり、 前記第１の位相差板の位相差値が０．３５〜０．４０μ
ｍであり、 該第１の位相差板の遅相軸と前記第１の偏光板の吸収軸
あるいは透過軸との交差角が３０゜〜４５゜であり、 前記第２の位相差板の遅相軸と前記第３の位相差板の遅
相軸とが概ね６０゜に交差しており、 前記第２の位相差板の位相差値が概ね１／４波長で、前
記第３の位相差板の位相差値が概ね１／２波長であるこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項９】 半透過反射層と第１の電極を有する第１
の基板と第２の電極を有する第２の基板との間に、ツイ
スト角が２００゜〜２６０゜にツイスト配向しているネ
マチック液晶を狭持してなるＳＴＮ液晶素子と、 該ＳＴＮ液晶素子の第２の基板の外側に設けた第１の位
相差板と、 該第１の位相差板の外側に設けた第１の偏光板と、 前記ＳＴＮ液晶素子の第１の基板の外側に設けた第２の
位相差板と、 該第２の位相差板の外側に設けた第３の位相差板と、 該第３の位相差板の外側に設けた第２の偏光板と、 該第２の偏光板の外側に設けたバックライトとを備え、 前記ＳＴＮ液晶素子の複屈折量を示すΔｎｄ値が０．７
〜０．８μｍであり、 前記第１の位相差板の位相差値が０．３５〜０．４０μ
ｍであり、 該第１の位相差板の遅相軸と前記第１の偏光板の吸収軸
あるいは透過軸との交差角が３０゜〜４５゜であり、 前記第２の位相差板の遅相軸と前記第３の位相差板の遅
相軸とが概ね直交しており、 前記第２の位相差板の位相差値の波長依存性と前記第３
の位相差板の位相差値の波長依存性が異なり、 該第２の位相差板の位相差値と該第３の位相差板の位相
差値との差が概ね１／４波長であることを特徴とする液
晶表示装置。 - 【請求項１０】 請求項７乃至９のいずれか一項に記載
の液晶表示装置において、 前記第２の基板の外側に光拡散層を設けたことを特徴と
する液晶表示装置。 - 【請求項１１】 請求項７乃至９のいずれか一項に記載
の液晶表示装置において、 前記第１の基板の前記半透過反射層より前記ネマチック
液晶側、あるいは前記第２の基板の前記ネマチック液晶
側にカラーフィルタを設けた液晶表示装置。 - 【請求項１２】 前記第１の位相差板の屈折率が、遅相
軸方向の屈折率をｎｘ、該遅相軸と直交する方向の屈折
率をｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚと定義したとき、ｎ
ｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係があることを特徴とする請求項７
乃至９のいずれか一項に記載の液晶表示装置。 - 【請求項１３】 前記半透過反射層が、厚さ０．０１μ
ｍ〜０．０３μｍの金属薄膜からなる請求項７乃至９の
いずれか一項に記載の液晶表示装置。 - 【請求項１４】 前記半透過反射層が、画素毎に開口部
を設けた金属薄膜である請求項７乃至９のいずれか一項
に記載の液晶表示装置。
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| JP11-173942 | 1999-06-21 | ||
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|---|---|---|---|
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| CN104238190A (zh) * | 2014-10-20 | 2014-12-24 | 南京华日触控显示科技有限公司 | 利用手性液晶延迟膜制作astn液晶显示器及制造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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