JP5318348B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に複屈折を利用せずに、背景の明表示を行うことができる液晶表示装置に関する。

メモリ性液晶は、複数の光学的な状態を有し、電圧を印加しなくても特定の状態を維持し続ける特性（メモリ特性）を有する。したがって、メモリ性液晶を液晶表示装置に用いた場合、電圧を印加しなくても所定の表示を維持し続けるように制御することが可能である。このような特性を利用し、強誘電性液晶等のメモリ性液晶を用いた表示パネルにおいて、表示を変更する必要がある部分にのみ走査電極の駆動を行い、表示を変更する必要が無い部分については走査電極の駆動を行わないように制御することが知られている（例えば、特許文献１）。
また、反射表示と透過表示を行う半透過反射型液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献２）。半透過反射型液晶表示装置では、透過する光を９０度旋光するツイストネマティック液晶（ＴＮ液晶）を挟持する基板の一方に偏光板を配置し、他方に反射軸と透過軸とを備える反射型偏光板を配置し、反射型偏光板の外側に半透過吸収層を配置し、半透過吸収層の外側に補助光源を配置している。
半透過反射型液晶表示装置では、補助光源をＯＦＦした反射表示時に、ＴＮ液晶へＨレベルの電圧を印加したＯＮ状態（ＴＮ液晶が透過状態）で暗表示となるように偏光板を配置すると、補助光源をＯＮした透過表示時には、ＴＮ液晶へＨレベルの電圧を印加したＯＮ状態（ＴＮ液晶が透過状態）で明表示となってしまう。これは、補助光源をＯＦＦしてＴＮ液晶を透過状態とすると、ＯＦＦされた補助光源の表面色が外部から観察されて暗表示となり、補助光源をＯＮしてＴＮ液晶を透過状態とすると、補助光源からの光が外部から観察されて明表示となるからである。即ち、ＴＮ液晶へ同じレベルの電圧を印加していても、補助光源のＯＮ／ＯＦＦによって、暗表示が反転してしまうという問題がある。そこで、補助光源のＯＮ／ＯＦＦに応じて、ＴＮ液晶に印加する電圧を（例えば、ＨレベルからＬレベルに）切換えて、暗表示の反転を防止していた。
特開平２−１３１２８６号公報（第１１、１２頁、第１２図） 特許第３４８５５４１号公報

しかしながら、半透過反射型の液晶表示装置において、用途に応じた反射型偏光板の方向、偏光板の方向及び液晶の液晶分子の配列方向に関する提案はなされていなかった。
そこで、本発明は、適切な反射型偏光板の方向、偏光板の方向及び液晶の液晶分子の配列方向を有する半透過反射型の液晶表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、複屈折性を利用せずに、明表示を行うことができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明に係る液晶表示装置は、第１の基板と、第２の基板と、第１の基板上に配置され、それぞれ直交する第１の透過軸と第１の反射軸とを有し、及び第１の透過軸に平行な振動面を有する直線偏光を透過し且つ第１の反射軸に平行な振動面を有する直線偏光を反射する反射型偏光板と、第２の基板上に配置され、第２の透過軸を有し、及び第２の透過軸に平行な振動面を有する直線偏光を透過する偏光板と、第１及び第２の基板間に挟持され、複屈折性を利用して入射光の偏光方向を変化させる第１のモードと複屈折性を利用せずに入射光の偏光方向を変化させない第２のモードを有する液晶層とを有し、液晶層への電圧印加によって明表示と暗表示とを切り替え、液晶層を前記第２モードに設定して明表示を行うことを特徴とする。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、偏光板の第２の透過軸を通過して液晶層に入射した外光を前記反射型偏光板で反射させ、再び前記液晶層及び前記偏光板外に出射させることによって明表示を行うことが好ましい。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、第１の透過軸と前記第２の透過軸とは、ほぼ直交に配置されていることが好ましい。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、液晶層は、電圧無印加時に第１の安定状態又は第２の安定状態の何れか一方の状態を維持し、前記第１の安定状態又は前記第２の安定状態の何れか一方の安定状態が、前記第２のモードに設定されることが好ましい。所謂メモリ性液晶によって本発明による液晶表示装置を構成した。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、第２の安定状態における液晶分子の配列方向は前記第２の透過軸とほぼ平行に配置されることが好ましい。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、第１の安定状態における液晶分子の配列方向と前記第２の安定状態における液晶分子の配列方向とは、ほぼ４５°の傾きを有するように配置されることが好ましい。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、液晶層は、垂直配向型の液晶層であって、第１及び第２の基板間に液晶分子がほぼ垂直に配向される第１の状態と、液晶分子が前記第２の透過軸に対して所定の角度を持って傾く第２の状態を有し、第１の状態が第２モードに設定されることが好ましい。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、反射型偏光板の外側に設けられた補助光源を有し、補助光源をＯＦＦさせた状態で、液晶層は第２モードに設定されることが好ましい。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、反射型偏光板の外側に設けられた補助光源を有し、補助光源をＯＮした状態で、液晶層は第２モードに設定されることが好ましい。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、補助光源からの光を反射型偏光板の第１の透過軸で透過し、液晶層に入射した光を偏光板の第２の透過軸を通過して視認側に出射させることによって明表示を行うことが好ましい。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、第１の透過軸と第２の透過軸とは、ほぼ平行に配置されていることが好ましい。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、反射型偏光板の外側に設けられた補助光源を有し、反射型偏光板と補助光源との間に配置され、一部領域の光を吸収する光吸収層を有することが好ましい。これにより、補助光源がオフし、メモリ性液晶が透過状態となった場合にメモリ性液晶表示装置上で観測される補助光源の表面色をより暗く表示することが可能となった。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、反射型偏光板の外側に設けられた補助光源を有し、反射型偏光板と補助光源との間に配置され、可視光領域の一部の光を吸収する光吸収層を有することが好ましい。これにより、補助光源がオフし、メモリ性液晶が透過状態となった場合にメモリ性液晶表示装置上で観測される補助光源の表面色をより暗く表示することが可能となった。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、反射型偏光板の外側に設けられた補助光源を有し、補助光源には、可視光領域の一部の光を反射する反射層が備えられていることが好ましい。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、液晶層は、垂直配向型の液晶層であって、第１及び第２の基板間に液晶分子がほぼ垂直に配向される第１の状態と、液晶分子が第２の透過軸に対して所定の角度を持って傾く第２の状態を有することが好ましい。所謂垂直配向型液晶によって本発明による液晶表示装置を構成した。
さらに、本発明に係る液晶表示装置では、液晶層が第１の状態に維持された場合に、液晶層は第２モードに設定されることが好ましい。
本発明によれば、液晶の複屈折性を利用せずに、白を表示するように構成したので、白をきれいに表示することが可能となった。したがって、明表示の面積が多い場合（背景色を白に設定する場合）に、特に効果が高い。なお、液晶の複屈折性を利用せずに、黒を表示するようにしても、黒をきれいに表示することは可能であるが、もともと暗表示はムラが目立たないので、白の場合ほど、効果は大きくない。
本発明によれば、メモリ性液晶を用いた半透過反射型の液晶表示装置において、補助光源を常時利用しない場合が多い反射重視の表示の場合に、より黒に近い暗表示を行うことができる。
また、本発明によれば、メモリ性液晶を用いた半透過反射型の液晶表示装置において、補助光源を常時利用する場合が多い透過重視の表示の場合に、より黒に近い暗表示を行うことができる。
さらに、本発明によれば、メモリ性液晶を用いた半透過反射型の液晶表示装置において、補助光源を常時利用しない場合が多い反射重視の表示の場合に、ムラの無い明表示を良好に行うことができる。

図１は、本発明に係る液晶表示装置のブロック構成図である。
図２は、本発明に係わる液晶パネルの構成例を示す図である。
図３は、第１の実施例に係る液晶パネルの偏光板及び反射型偏光板の関係を示す図である。
図４（ａ）は補助光源をＯＦＦした場合の第１の実施例に係る液晶パネルの印加電圧と光透過率との関係を示し、図４（ｂ）は補助光源をＯＮした場合の第１の実施例に係る液晶パネルの印加電圧と光透過率との関係を示す図である。
図５（ａ）は本発明に係わる液晶パネルを腕時計に利用した場合の表示例を示し、図５（ｂ）は表示が反転した場合を示す図である。
図６（ａ）は本発明に係わる液晶パネルを携帯電話に利用した場合の表示例を示し、図６（ｂ）は表示が反転した場合を示す図である。
図７（ａ）は１本の走査電極１３ａに印加される走査電圧波形の一例を示し、図７（ｂ）は１本の信号電極１３ｂに印加される信号電圧波形の一例を示し、図７（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）の合成電圧波形を示す図である。
図８は、第２の実施例に係る液晶パネルの偏光板及び反射型偏光板の関係を示す図である。
図９（ａ）は補助光源をＯＦＦした場合の第２の実施例に係る液晶パネルの印加電圧と光透過率との関係を示し、図９（ｂ）は補助光源をＯＮした場合の第２の実施例に係る液晶パネルの印加電圧と光透過率との関係を示す図である。
図１０は、第３の実施例に係る液晶パネルの偏光板及び反射型偏光板の関係を示す図である。
図１１は、液晶分子の動作を説明するための図である。

以下図面を参照して、本発明に係る液晶表示装置１００について説明する。
図１に、各実施例に共通する液晶表示装置１００の概略ブロック構成図を示す。
液晶表示装置１００は、液晶パネル２０、制御部２１、駆動電圧波形制御回路２２、液晶パネル２０中に配置される各走査電極１３ａに電圧波形を印加するための走査駆動電圧波形発生回路２３、液晶パネル２０中に配置される各信号電極１３ｂに電圧波形を印加するための信号駆動電圧波形発生回路２４、太陽電池や２次電池等から構成される電源部２５、表示データ記憶部２７、ＲＡＭ３０、ＲＯＭ３１、時計回路５０等を有するように構成した。
また、液晶表示装置１００は、液晶パネル２０の背面側に配置した補助光源６０、補助光源６０のＯＮ／ＯＦＦを制御するための補助光源制御回路６１、ユーザが補助光源６０のＯＮ／ＯＦＦを設定するための補助光源スイッチ６２を有するように構成した。なお、図１には明記していないが、液晶表示装置１００の各構成要素は電源部２５から電力供給を受けることできるように構成した。
制御部２１は、ＲＡＭ３０又はＲＯＭ３１に予め記憶されたプログラムに従い、時計回路５０から受信した時刻情報等を用いて表示データを作成し、表示データ記憶部２７に記憶し、時刻情報と対応した表示データが液晶パネル２０に表示されるように、駆動電圧波形制御回路２２に制御信号を出力する。
また、制御部２１は、液晶表示装置１００の周囲が暗い場合等に、ユーザが補助光源スイッチ６２をＯＮすると、補助光源制御回路６１を制御し、補助光源６０をＯＮする。
さらに、制御部２１は、補助光源スイッチ６２がＯＮされたことを検知して、駆動電圧波形制御回路２２を制御し、強誘電性液晶１０の極性反転を行い、補助光源６０のＯＮ／ＯＦＦに拘らず、液晶パネル２０の表示が反転しないように制御を行う。
第１の実施例について説明する。
図２に、第１の実施例に係る液晶パネル２０の断面図と補助光源６０とを示す。
第１の実施例に係る液晶パネル２０は、第１の透明ガラス基板１１ａ、第２の透明ガラス基板１１ｂ、第１の透明ガラス基板１１ａ上に設けられた走査電極１３ａ、第２の透明ガラス基板１１ｂ上に設けられた信号電極１３ｂ、走査電極１３ａ上に塗布され且つラビング処理された高分子配向膜１４ａ、信号電極１３ｂ上に塗布され且つラビング処理された高分子配向膜１４ｂ、シール部材１２、第１及び第２の透明ガラス基板１１ａ及び１１ｂの間に挟持されシール部材１２によって封入された強誘電性液晶１０、第１の透明ガラス基板１１ａの外側に設けられた反射型偏光板１６、及び第２の透明ガラス基板１１ｂの外側に設けられた偏光板１５等から構成した。
強誘電性液晶１０としては、クラリアント社製の「Ｆｅｌｉｘ ５０１」を用いた。また、強誘電性液晶１０は、第１及び第２の透明ガラス基板１１ａ及び１１ｂの間に、ほぼ１．７μｍの厚さに挟持した。
反射型偏光板１６は、ポリエステル樹脂等の多層フィルムから構成され、直交する透過軸と反射軸を有する。また、反射型偏光板１６は、透過軸に平行な振動面を有する直線偏光を透過し且つ反射軸に平行な振動面を有する直線偏光を反射する機能を有する。
図２中、矢印Ａは、外部から液晶パネル２０へ入射する外光を示し、矢印Ｂは補助光源６０から液晶パネルへ入射する光を示している。
液晶パネル２０の反射型偏光板１６の下部には、低消費電力と薄さを考慮して、有機ＥＬセルを発光素子として用いたバックライトを補助光源６０として配置した。なお、他の発光素子を用いた補助光源を用いることもできる。
図２では、便宜上５本の走査電極１３ａを示したが、本実施形態では、透明導電膜パターンにより構成した４０本の走査電極１３ａを液晶パネル２０の全体に渡って配置した。また。図２には明記していないが、透明導電膜パターンにより構成した５０本の信号電極１３ｂを、走査電極１３ａと直行するように液晶パネル２０の全体に渡って配置した。したがって、走査電極１３ａと信号電極１３ｂが交差する各ポイントが、液晶パネル２０の各画素（２０００画素）となる。
図３に、第１の実施例に係る液晶パネル２０における偏光板１５及び反射型偏光板１６の配置を示す。
図３に示すように、偏光板１５の透過軸（ａ_１）と反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_１）がほぼ直交するように配置した。強誘電性液晶は、電圧無印加時に第１の安定状態と第２の安定状態の２つの安定状態を有する、図３では、第２の安定状態における強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向を偏光板１５の透過軸（ａ_１）と一致させるように配置した。この際、どちらの安定状態の液晶分子の長軸の配列方向を透過軸（ａ_１）に一致させてもかまわない。さらに、第１の安定状態における強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向を、図３に示すように、第２の安定状態における強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向からコーン角度θ_１だけ傾いた位置、即ち液晶コーンに沿った他の位置とした。また、図３において、矢印１７は、配向膜の配向方向を示しており、第１の安定状態における配列方向と第２の安定状態の配列方向のちょうど中間となっている。
なお、第１の実施例における強誘電性液晶１０では、コーン角度を（θ_１）ほぼ４５°となるように設定した。これは、強誘電性液晶が複屈折性を利用した場合に、強誘電性液晶に入射する光量（Ｉ_ｉｎ）と出射する光量（Ｉ_ｏｕｔ）との関係が一般に以下の式（１）で表され、コーン角度（θ_１）が４５°の時に、出射光量（Ｉ_ｏｕｔ）が最大となるからである。
Ｉ_ｏｕｔ＝Ｉ_ｉｎ・ｓｉｎ^２２θ・ｓｉｎ^２（Ｒ／λ）π （１）
ここで、Ｒはリタデーションを示し、λは強誘電性液晶への入射光の波長を示している。
なお、コーン角度（θ_１）を４５°としても、リタデーションによる減衰が生じるため、複屈折性を利用した場合には、Ｉ_ｏｕｔはＩ_ｉｎとは等しくならない。
図４に、第１の実施例に係る液晶パネル２０における強誘電性液晶１０に印加する電圧の各極性と光透過率との関係を示す。
図４（ａ）は補助光源６０がＯＦＦしている状態を示し、図４（ｂ）は補助光源６０がＯＮしている状態を示している。また、それぞれのグラフの横軸は液晶パネル２０の走査電極１３ａを基準として、走査電極１３ａと信号電極１３ｂとの間に印加される印加電圧（Ｖ）（即ち、強誘電性液晶１０に印加される印加電圧）を示し、縦軸は液晶パネル２０の光透過率を示している。
図４（ａ）を用いて補助光源６０をＯＦＦした状態について説明する。
第２の安定状態の液晶分子の配列方向を透過軸（ａ_１）と平行に配置したので、印加電圧の極性を変化させて、強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合、強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向は、偏光板１５の透過軸（ａ_１）及び反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_１）の何れとも一致しなくなる。即ち、強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向は、透過軸（ａ_１）に対してθ_１（ほぼ４５°）の角度を持って傾く。液晶パネル２０に入射する偏光板１５の透過軸（ａ_１）と平行な振動面を有する外光Ａは、強誘電性液晶１０の複屈折性によって、反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_１）とほぼ平行な振動面を有するようになり、液晶パネル２０を透過して（透過状態）、補助光源６０の表面から反射される。補助光源６０の表面は通常暗色であるので、補助光源６０をＯＦＦした場合、第１の安定状態では、液晶パネル２０に入射した光が、補助光源６０の表面の暗色が視認されて、液晶パネル２０上では暗表示となる。この時の光透過率を、図４（ａ）において、Ｔｌ_１−ＯＦＦとする。このように、複屈折性を利用して入射光の偏光方向を変化させるモードを第１のモードと称する。本実施例では、強誘電性液晶が第１の安定状態をとるときに第１のモードとなる。
印加電圧の極性を変化させて、強誘電性液晶１０を第２の安定状態に反転させた場合、強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向が偏光板１５の透過軸（ａ_１）と平行となる。この場合、強誘電性液晶１０は入射光をそのまま通過させる。液晶パネル２０に入射する透過軸（ａ_１）と平行な振動面を有する外光Ａは、反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_１）とほぼ垂直な振動面を有するため、反射型偏光板１６の反射軸によって反射される（反射状態）。したがって、補助光源６０をＯＦＦした場合、第２の安定状態では、液晶パネル２０に入射した光が、反射型偏光板１６の反射軸で反射されて、液晶パネル２０上では明表示となる。この時の光透過率を、図４（ａ）において、Ｔｈ_１−ＯＦＦとする。このように、複屈折性を利用せずに入射光の偏光方向を変化させないモードを第２モードと称する。本実施例では、強誘電性液晶が第２の安定状態を取るときに、第２のモードとなる。
このように、補助光源６０をＯＦＦした場合、強誘電性液晶１０に印加される電圧を（光透過率が増加し始める電圧値Ｖ_１を越えて）増加させて、光透過率の増加が飽和する電圧値Ｖ_２（正の閾値）以上とすると、その後電圧を印加せずとも（即ち、０Ｖ印加）強誘電性液晶１０は第１の強誘電性状態を維持し、液晶パネル２０は暗表示を維持する。また、強誘電性液晶１０に印加される電圧を（光透過率が減少し始める電圧値Ｖ_３を越えて）減少させて、光透過率の減少が飽和する電圧値Ｖ_４（負の閾値）以下とすると、その後電圧を印加せずとも（即ち、０Ｖ印加）強誘電性液晶１０は第２の強誘電性状態を維持し、液晶パネル２０は明表示を維持する。
図４（ｂ）を用いて補助光源６０をＯＮした状態について説明する。
印加電圧の極性を変化させて、強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合、強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向は、偏光板１５の透過軸（ａ_１）及び反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_１）の何れとも一致しなくなる。補助光源６０から液晶パネル２０に入射する反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_１）と平行な振動面を有する光Ｂは、強誘電性液晶１０の複屈折性によって、偏光板１５の透過軸（ａ_１）とほぼ平行な振動面を有するようになり、偏光板１５を透過して（透過状態）、液晶パネル２０上で観測される。したがって、補助光源６０をＯＮした場合、第１の安定状態では、補助光源６０からの光は、液晶パネル２０上では明表示となる。この時の光透過率を、図４（ｂ）において、Ｔｈ_１−ＯＮとする。この時、液晶層は複屈折性を利用しているので第１のモードである。
印加電圧の極性を変化させて、強誘電性液晶１０を第２の安定状態に反転させた場合、強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向が偏光板１５の透過軸（ａ_１）と平行となる。補助光源６０から液晶パネル２０に入射する透過軸（ｂ_１）と平行な振動面を有する光Ｂは、透過軸（ａ_１）と垂直な振動面を有するため、偏光板１５によって吸収され、液晶パネル２０の表面で観測されない。したがって、補助光源６０をＯＮした場合、第２の安定状態では、液晶パネル２０上では暗表示となる。この時の光透過率を、図４（ｂ）において、Ｔｌ_１−ＯＮとする。この時、液晶層は複屈折性を利用しておらず、第２のモードである。
このように、強誘電性液晶１０に印加される電圧を（光透過率が増加し始める電圧値Ｖ_１を越えて）増加させて、光透過率の増加が飽和する電圧値Ｖ_２（正の閾値）以上とすると、その後電圧を印加せずとも（即ち、０Ｖ印加）強誘電性液晶１０は第１の強誘電性状態を維持し、液晶パネル２０は明表示を維持する。同様に、強誘電性液晶１０に印加される電圧を（光透過率が減少し始める電圧値Ｖ_３を越えて）減少させて、光透過率の減少が飽和する電圧値Ｖ_４（負の閾値）以下とすると、その後電圧を印加せずとも（即ち、０Ｖ印加）強誘電性液晶１０は第２の強誘電性状態を維持し、暗表示を維持する。
図４（ａ）及び（ｂ）から理解されるように、第１の実施例に係る液晶パネル２０では、補助光源６０をＯＮとＯＦＦを切換えると、強誘電性液晶１０が同じ強誘電状態であっても、暗表示が反転されてしまう。そこで、本実施例では、補助光源６０のＯＮとＯＦＦとの切換えに応じて、強誘電性液晶１０を極性反転（一方の強誘電状態から他方の強誘電状態へ反転）させるように制御して、液晶パネル２０の暗表示が変化しないように制御を行う。
ところで、複屈折性を利用した表示の場合、液晶パネル２０の基板間の微細なギャップの影響を受けやすく、表示ムラが多く現れてしまう。即ち、液晶パネル２０全体で基板間（第１及び第２のガラス基板１１ａ及び１１ｂ間）のギャップを完全に均一にすることはできないので、液晶パネル２０全体で複屈折は完全に均一には生じない。複屈折が均一に生じないと、液晶パネル２０全体で表示色が完全に均一にならず、表示ムラが発生してしまう。例えば、補助光源６０をＯＦＦし強誘電性液晶１０を第１の安定状態にした場合の液晶パネル２０における暗表示（Ｔｌ_１−ＯＦＦ）は、前述したように強誘電性液晶１０の複屈折性を利用しているので、表示の背景を黒とすると（図６（ｂ）に示す液晶パネル２０参照）、ムラが顕著になり表示の質が悪くなる。これに対して、補助光源６０をＯＦＦし強誘電性液晶１０を第２の安定状態にした場合の液晶パネル２０における明表示（Ｔｈ_１−ＯＦＦ）は、前述したように強誘電性液晶１０の複屈折性を利用しておらず、表示ムラが発生しない。
即ち、偏光板１５の透過軸（ａ_１）と反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_１）を垂直になるように配置し、第２の安定状態における強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向を偏光板１５の透過軸（ａ_１）と平行に配置し、且つ背景を白で表示し文字を黒で表示するように設定すると（図５（ａ）及び図６（ａ）に示す液晶パネル２０参照）、ムラの無い良好な表示を行うことが可能となる。即ち、この場合、複屈折性を利用せずに、背景の白を表示することが可能となる。言い換えれば、背景の白を表示する場合には、複屈折性を利用しないようにすることが重要である。したがって、第１の実施例に係る液晶パネル２０は、補助光源をＯＦＦした状態で、ムラの無い良好な明表示を行うことができるので、補助光源６０を常時利用しないタイプで、反射表示を重視するような表示に適している。
即ち、第１の実施例に係る液晶パネル２０は、補助光源６０をＯＦＦした状態で、明表示を非常にきれいに表示することができるので（複屈折性の不均等によるムラが無いので）、補助光源６０をＯＦＦした状態で背景の白を表示する時計の表示部等に利用するのに適している。なお、腕時計等で補助光源６０を通常利用しないのは、電力の消費を避けるためである。
図５に、第１の実施例に係る液晶パネル２０を腕時計に利用した例を示す。
図５（ａ）は、時計１において、補助光源６０を利用せずに、液晶パネル２０が、外部光を利用して表示を行っている例を示している。外部が暗くなった場合、ユーザが時計１に配置されている補助光源スイッチ６２をＯＮすると、図５（ａ）において液晶パネル２０の裏側に配置されている補助光源６０がＯＮする。
前述したように、単に補助光源６０をＯＮさせると、暗表示が反転してしまい、図５（ｂ）に示すように表示されてしまう。そこで、時計１では、補助光源スイッチ６２がＯＮされると、ＯＮされたことを制御部２１が検知する。そして、制御部２１は、駆動電圧波形制御回路２２を制御し、液晶パネル２０の各画素に対応する強誘電性液晶１０の極性反転（一方の強誘電状態から他方の強誘電状態へ反転）を行い、液晶パネル２０の表示を図５（ａ）に示すように制御する。
前述したように、補助光源６０をＯＦＦした状態における背景の白の表示（図４（ａ）のＴｌ_１−ＯＦＦ）は、複屈折性を利用していないため、複屈折性の不均等によるムラが無い。
ところで、補助光源６０をＯＦＦし且つ強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合の液晶パネル２０における暗表示（Ｔｌ_１−ＯＦＦ）は、補助光源６０をＯＮし強誘電性液晶１０を第２の安定状態に反転させた場合の液晶パネル２０における暗表示（Ｔｌ_１−ＯＮ）よりも、若干光透過率が高い（即ち、暗表示が若干グレーよりとなる）。これは、補助光源６０をＯＦＦし強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合の液晶パネル２０における暗表示が、強誘電性液晶１０の複屈折性を利用しており、若干反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_１）とほぼ平行な振動面を有するよう補正されない外向光Ａが発生し、反射型偏光板１６で反射されて液晶パネル２０側に漏れ出てしまい、光透過率が増加するためである。
また、補助光源６０をＯＮし強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合の液晶パネル２０における明表示（Ｔｈ_１−ＯＮ）は、補助光源６０をＯＦＦし強誘電性液晶１０を第２の安定状態に反転させた場合の液晶パネル２０における明表示（Ｔｈ_１−ＯＦＦ）よりも、若干光透過率が低い（即ち、明表示が若干グレーよりとなる）。これは、補助光源６０をＯＮし強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合の液晶パネル２０における明表示が、強誘電性液晶１０の複屈折性を利用しており、若干偏光板１５の透過軸（ａ_１）とほぼ平行な振動面を有するように補正されない光Ｂが発生し、偏光板１５に吸収されてしまい、光透過率が低下するためである。
このように、第１の実施例に係る液晶パネル２０は、補助光源６０をＯＮした状態で、暗表示を非常にきれいに表示することができるので（光透過率がほぼゼロに近い暗表示を行うことができるので）、補助光源６０を常時利用する場合が多い透過重視の携帯電話用の表示等に利用するのにも適している。
図６に、第１の実施例に係る液晶パネル２０を携帯電話に利用した例を示す。
図６（ａ）は、携帯電話２において、補助光源６０を利用して、液晶パネル２０が、表示を行っている例を示している。なお、省電力のために一定期間、携帯電話が操作されない場合等には補助光源６０がＯＦＦされる。しかしながら、ユーザが携帯電話２に配置されている補助光源スイッチ６２をＯＮすると、図６（ａ）において液晶パネル２０の裏側に配置されている補助光源６０がＯＮする。
前述したように、単に補助光源６０をＯＮさせると、暗表示が反転してしまい、図６（ｂ）に示すように表示されてしまう。そこで、携帯電話２では、補助光源スイッチ６２がＯＮされると、ＯＮされたことを制御部２１が検知する。次いで、制御部２１は、駆動電圧波形制御回路２２を制御し、液晶パネル２０の各画素に対応する強誘電性液晶１０の極性反転を行い、液晶パネル２０の表示を図６（ａ）に示すように制御する。
前述したように、補助光源６０をＯＦＦした状態における暗表示（図６（ａ）の第１の安定状態）は、若干、補助光源６０をＯＮした状態での暗表示（図６（ｂ）の第２の安定状態）より光透過率が増加してしまう。しかしながら、補助光源６０がＯＦＦされている状態は、通常携帯電話を利用していない状態であるため、大きな問題とはならない。
図７に、液晶パネル２０を駆動するための駆動電圧波形の一例を示す。
図７（ａ）は、１本の走査電極１３ａに印加される走査電圧波形の一例を示し、図７（ｂ）は１本の信号電極１３ｂに印加される信号電圧波形の一例を示し、図７（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）の合成電圧波形を示している。
図７には２フレーム分の駆動電圧波形が示されており、図中「ＯＮ」は図４（ａ）で図示した補助光源「ＯＦＦ」時における明表示、「ＯＦＦ」は同様に図４（ａ）における暗表示を示している。ここでは、１回の表示データに基づく表示を実行するために１つの走査期間を利用している。１フレームはリセット期間（Ｒｓ）及び走査期間から成り、１走査期間は選択期間（Ｓｅ）及び非選択期間（ＮＳｅ）から成る。
リセット期間（Ｒｓ）において、強誘電性液晶１０は、直前の表示状態に拘らず、前半は明表示（透過状態）となる第１の安定状態に、後半は暗表示（非透過状態）となる第２の安定状態に、強制的にリセットされる。リセット期間（Ｒｓ）において、走査電圧波形（ａ）は前半では＋２０Ｖが、後半では−２０Ｖが印加されている。また、信号電圧波形（ｂ）は所定間隔で＋５Ｖと−５Ｖの電圧が繰り返し印加されることとした。この結果、強誘電性液晶１０の画素には、合成電圧波形（ｃ）に応じた電圧、即ちリセット期間（Ｒｓ）の前半に正の閾値Ｖ_２（図４（ａ）参照）以上の電圧が印加されて第１の安定状態に、後半に負の閾値Ｖ_４（図４（ａ）参照）以下の電圧が印加されて第２の安定状態にリセットされる。リセット期間を設けることによって、強誘電性液晶を用いた液晶パネルにおいて、良好な表示を持続することが可能となる。
補助光源６０をＯＦＦした状態で、図７に示すような駆動電圧が印加された場合、第１フレームでは、第１の安定状態にセットされて明表示を行い、第２フレームでは、第２の安定状態にセットされて暗表示を行う場合が示されることとなる。
第２の実施例について説明する。
第２の実施例に係る液晶パネル２０の断面図及び補助光源６０は、図２に示した構成と同様であるので、説明を省略する。
第２の実施例においても、強誘電性液晶１０としては、クラリアント社製の「Ｆｅｌｉｘ ５０１」を用いた。また、第２の実施例においても、第１及び第２の透明ガラス基板１１ａ及び１１ｂの間隔は、ほぼ１．７μｍとした。
図８に、第２の実施例に係る液晶パネル２０における偏光板１５及び反射型偏光板１６の配置を示す。
図８に示すように、偏光板１５の透過軸（ａ_２）と反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_２）が平行になるように配置した。また、第２の安定状態における強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向を偏光板１５の透過軸（ａ_２）と一致させるように配置した。さらに、第１の安定状態における強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向を、図８に示すように、第２の安定状態における強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向からコーン角度θ_２だけ傾いた位置、即ち液晶コーンに沿った他の位置とした。
なお、第２の実施例における強誘電性液晶１０では、コーン角度（θ_２）が４５°とならない場合を例としている。前述した式（１）に示されるように、コーン角度（θ_２）が４５°でないため、コーン角度（θ_２）による減衰及びリタデーションによる減衰が相乗されて、複屈折性を利用した場合には、Ｉ_ｏｕｔはＩ_ｉｎとは等しくならない。
図９に、第２の実施例に係る液晶パネル２０における強誘電性液晶１０の各極性と光透過率との関係を示す。
図９（ａ）は補助光源６０がＯＦＦしている状態を示し、図９（ｂ）は補助光源６０がＯＮしている状態を示している。また、それぞれのグラフの横軸は液晶パネル２０の走査電極１３ａを基準として、走査電極１３ａと信号電極１３ｂとの間に印加される印加電圧（Ｖ）（即ち、強誘電性液晶１０に印加される印加電圧）を示し、縦軸は液晶パネル２０の光透過率を示している。
図９（ａ）を用いて補助光源６０をＯＦＦした状態について説明する。
印加電圧の極性を変化させて、強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合、強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向は、偏光板１５の透過軸（ａ_２）及び反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_２）の何れとも一致しなくなる。視認側から液晶パネル２０に入射する偏光板１５の透過軸（ａ_２）と平行な振動面を有する光Ａは、強誘電性液晶１０の複屈折性によって、反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_２）とは直交する方向の振動面を有するようになり、反射型偏光板１６の反射軸で反射される。したがって、補助光源６０をＯＦＦした場合、第１の安定状態では、視認側から液晶パネル２０に入射する光Ａが、液晶パネル２０上で観測されて、液晶パネル２０上では明表示となる。この時の光透過率を、図９（ａ）において、Ｔｈ_２−ＯＦＦとする。このように、複屈折性を利用して入射光の偏光方向を変化させるモードを第１のモードと称する。本実施例では、強誘電性液晶が第１の安定状態をとるときに第１のモードとなる。
印加電圧の極性を変化させて、強誘電性液晶１０を第２の安定状態に反転させた場合、強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向が偏光板１５の透過軸（ａ_２）と平行となるため、視認側から液晶パネル２０に入射する透過軸（ａ_２）と平行な振動面を有する光Ａは、反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_２）とも平行な振動面を有し、反射型偏光板１６を通過する。したがって、補助光源６０をＯＦＦした場合、第２の安定状態では、外側からの光Ａは、偏光板１５を通過し、液晶パネル２０に入射した光により、補助光源６０の表面が視認されて、液晶パネル２０上では暗（黒）表示となる。この時の光透過率を、図９（ａ）において、Ｔｌ_２−ＯＦＦとする。このように、複屈折性を利用せずに入射光の偏光方向を変化させないモードを第２モードと称する。本実施例では、強誘電性液晶が第２の安定状態を取るときに、第２のモードとなる。
このように、強誘電性液晶１０に印加される電圧を（光透過率が増加し始める電圧値Ｖ_１を越えて）増加させて、光透過率の増加が飽和する電圧値Ｖ_２（正の閾値）以上とすると、その後電圧を印加せずとも（即ち、０Ｖ印加）強誘電性液晶１０は第１の安定状態を維持し、液晶パネル２０は明（白）表示を維持する。同様に、強誘電性液晶１０に印加される電圧を（光透過率が減少し始める電圧値Ｖ_３を越えて）減少させて、光透過率の減少が飽和する電圧値Ｖ_４（負の閾値）以下とすると、その後電圧を印加せずとも（即ち、０Ｖ印加）強誘電性液晶１０は第２の安定状態を維持し、暗（黒）表示を維持する。
図９（ｂ）を用いて補助光源６０をＯＮした状態について説明する。
印加電圧の極性を変化させて、強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合、強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向は、偏光板１５の透過軸（ａ_２）及び反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_２）の何れとも一致しなくなる。したがって、強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向は、透過軸（ａ_２）に対してθ_２の角度を持って傾く。補助光源６０から入射する反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_２）と平行な振動面を有する光Ｂは、強誘電性液晶１０の複屈折性によって、偏光板１５の透過軸（ａ_２）と垂直な方向を有する振動面を有するようになり、偏光板１５に吸収される。したがって、補助光源６０をＯＮした場合、第１の安定状態では、液晶パネル２０上で暗（黒）表示となる。この時の光透過率を、図９（ｂ）において、Ｔｌ_２−ＯＮとする。この時、複屈折性を利用するので、液晶層は第１のモードである。
印加電圧の極性を変化させて、強誘電性液晶１０を第２の安定状態に反転させた場合、強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向が反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_２）と平行となる。補助光源６０から入射する反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_２）と平行な振動面を有する光Ｂは、反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_２）とも平行な振動面を有し、反射型偏光板１６を透過する（透過状態）。したがって、補助光源６０をＯＮした場合、第２の安定状態では、液晶パネル２０に入射した光Ｂにより、液晶パネル２０上では明（白）表示となる。この時の光透過率を、図９（ｂ）において、Ｔｈ_２−ＯＮとする。この時、複屈折性を利用しないので、液晶層は第２のモードである。
このように、補助光源６０をＯＮした場合、強誘電性液晶１０に印加される電圧を（光透過率が増加し始める電圧値Ｖ_１を越えて）増加させて、光透過率の増加が飽和する電圧値Ｖ_２（正の閾値）以上とすると、その後電圧を印加せずとも（即ち、０Ｖ印加）強誘電性液晶１０は第１の安定状態を維持し、液晶パネル２０は暗表示を維持する。また、強誘電性液晶１０に印加される電圧を（光透過率が減少し始める電圧値Ｖ_３を越えて）減少させて、光透過率の減少が飽和する電圧値Ｖ_４（負の閾値）以下とすると、その後電圧を印加せずとも（即ち、０Ｖ印加）強誘電性液晶１０は第２の安定状態を維持し、液晶パネル２０は明表示を維持する。
図９（ａ）及び（ｂ）から理解されるように、第２の実施例に係る液晶パネル２０では、補助光源６０をＯＮとＯＦＦを切換えると、強誘電性液晶１０が同じ安定状態であっても、暗表示が反転されてしまう。
複屈折性を利用した表示の場合、液晶パネル２０の基板間の微細なギャップの影響を受けやすく、表示ムラが多く現れてしまう。即ち、液晶パネル２０全体で基板間（第１及び第２のガラス基板１１ａ及び１１ｂ間）のギャップを完全に均一にすることはできないので、液晶パネル２０全体で複屈折は完全に均一には生じない。複屈折が均一に生じないと、液晶パネル２０全体で表示色が完全に均一にならず、表示ムラが発生してしまう。例えば、補助光源６０をＯＮし強誘電性液晶１０を第１の安定状態にした場合の液晶パネル２０における暗表示（Ｔｌ_２−ＯＮ）は、前述したように強誘電性液晶１０の複屈折性を利用しているので、表示の背景を暗とすると（図６（ｂ）に示す液晶パネル２０参照）、ムラが顕著になり表示の質が悪くなる。これに対して、補助光源６０をＯＮし強誘電性液晶１０を第２の安定状態にした場合の液晶パネル２０における明表示（Ｔｈ_２−ＯＮ）は、前述したように強誘電性液晶１０の複屈折性を利用しておらず、表示ムラが生じない。
即ち、偏光板１５の透過軸（ａ_２）と反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_２）を平行になるように配置し、第２の安定状態における強誘電性液晶１０の液晶分子の長軸の配列方向を偏光板１５の透過軸（ａ_２）と平行に配置し、且つ背景を白で表示し文字を黒で表示するように設定すると（図５（ａ）及び図６（ａ）に示す液晶パネル２０参照）、ムラの無い良好な表示を行うことが可能となる。即ち、この場合、複屈折性を利用せずに、背景の白を表示することが可能となる。言い換えれば、背景の白を表示する場合には、複屈折性を利用しないようにすることが重要である。したがって、第２の実施例に係る液晶パネル２０は、補助光源をＯＮした状態で、ムラの無い良好な明表示を行うことができるので、補助光源６０を常時利用する場合の多い、透過表示を重視するような表示にも適している。 そこで、第２の実施例に係る液晶パネル２０は、補助光源６０をＯＮした状態で、明表示を非常にきれいに表示することができるので（複屈折性の不均等によるムラが無いので）、補助光源６０をＯＮした状態で背景の白を表示する携帯電話の表示部等に利用するのに適している（図６参照）。
ところで、第２の実施例において補助光源６０をＯＮし強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合の液晶パネル２０における暗表示（図９（ｂ）のＴｌ_２−ＯＮ）は、第１の実施例において補助光源６０をＯＦＦし強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合の液晶パネル２０における暗表示（図４（ａ）のＴｌ_１−ＯＦＦ）よりも、さらに光透過率が高い（即ち、暗表示がさらにグレーよりとなる）。これは、第２の実施例において補助光源６０をＯＮし強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合の液晶パネル２０における暗表示が、強誘電性液晶１０の複屈折性を利用しているためである。前述したように、第２の実施例では、コーン角度を４５°に設定していないことから、反射型偏光板１６の反射軸とほぼ平行な振動面を有するように補正されない外光Ａがより発生して、反射型偏光板１６によって反射されてしまい、より光透過率が増加するためである。
また、第２の実施例における補助光源６０をＯＦＦし強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合の液晶パネル２０における明表示（図９（ｂ）のＴｈ_２−ＯＦＦ）は、第１の実施例における補助光源６０をＯＮし強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合の液晶パネル２０における明表示（図４（ｂ）のＴｈ_１−ＯＮ）よりも、さらに光透過率が低い（即ち、明表示がさらにグレーよりとなる）。これは、第２の実施例における補助光源６０をＯＦＦし強誘電性液晶１０を第１の安定状態に反転させた場合の液晶パネル２０における明表示が、強誘電性液晶１０の複屈折性を利用しているためである。前述したように、第２の実施例では、コーン角度を４５°に設定していないことから、反射型偏光板１６の反射軸とほぼ平行な振動面を有するよう補正されない光Ｂがより発生し、反射軸によって反射されず、より光透過率が減少するためである。
しかしながら、第２の実施例に係る液晶パネル２０は、補助光源６０をＯＦＦした状態で、暗表示（図９（ａ）のＴｌ_２−ＯＦＦ）を非常にきれいに表示することができるので（光透過率がほぼゼロに近い暗表示を行うことができるので）、コントラスト重視で、補助光源６０を常時利用しない場合が多い、反射重視の時計用の表示等に利用するのに適している。
したがって、第２の実施例に係る液晶パネル２０は、図６（ａ）に示す携帯電話２に第１の実施例と同様に用いることができる。第２の実施例においても、第１の実施例と同様に、単に補助光源６０をＯＮさせると、暗表示が反転してしまい、図６（ｂ）に示すように表示されてしまうので、補助光源スイッチ６２がＯＮされると、ＯＮされたことを制御部２１が検知して、駆動電圧波形制御回路２２を制御し、液晶パネル２０の各画素に対応する強誘電性液晶１０の極性反転を行い、液晶パネル２０の表示を図６（ａ）に示すように制御しても良い。
なお、前述したように、補助光源６０をＯＮした状態における暗表示（図９（ｂ）のＴｌ_２−ＯＮ）は、補助光源６０をＯＦＦした状態での暗表示（図９（ａ）のＴｌ_２−ＯＦＦ）より、さらに光透過率が増加してしまうが、補助光源６０がＯＮされている状態は、時計を利用する場合の常時ではないため、大きな問題とはならない。
また、第２の実施例に係る液晶パネル２０を駆動するための駆動電圧波形も、図７に示す第１の実施例に関して示すものと同様であるので、説明を省略する。
上記の第１及び第２の実施例において、液晶パネル２０を透過状態とした場合、補助光源６０の表面の暗／色が液晶パネル２０上で観測される。そこで、反射型偏光板１６と補助光源６０との間に、光吸収層を設けることが可能である。光吸収層を設けれ、液晶パネル２０上で観測される補助光源６０の表面の色をより暗く表示することが可能となる。
さらに、上記の第１及び第２の実施例において、補助光源６０をＯＮして、液晶パネル２０を透過状態とした場合に、補助光源６０からの光Ｂを減衰させない為に、光吸収層の表面に、一部の領域の光を吸収するように多数の微細な開口部を設けることが好ましい。光吸収層の表面に多数の微細な開口部を設ければ、開口部を通して補助光源６０からの光Ｂが透過するので、液晶パネル２０上で観測される光量に大きな影響を与えることはない。なお、光吸収層における微小な開口部による開口率は、３０％〜７０％の範囲内から好ましい値を選択することができる。また微細な開口部は微小な丸孔状であっても良いし、格子状に形成されても良い、また開口部は規則的に形成される必要はなく、ランダムに形成されていても良い。
また、上記の第１及び第２の実施例において、補助光源６０の発光側に、可視光領域の一部を反射する反射層を設けることもできる。反射層は、可視光領域の一部の波長を反射し、特定の色を反射光として反射する層であっても良いし、可視光領域の全域にわたって、光量の一部を反射し、他を透過するような半透過反射膜であっても良い。例えば、青色光を反射する反射層を設ければ、液晶パネル２０を透過状態とした場合、液晶パネル２０上で観測される補助光源６０からの反射光を青色とすることができる。即ち、液晶パネル２０を透過状態とした場合の表示色を変化させることが可能である。
さらに、上記の第１及び第２の実施例において、強誘電性液晶１０の極性反転は、制御部２１が、駆動電圧波形制御回路２２、走査駆動電圧波形発生回路２３及び信号駆動電圧波形発生回路２４を用い、表示データ記憶部２７に通常表示用の表示デーとはネガポジ反転されたネガポジ反転表示データを予め記憶し、記憶されているネガポジ反転表示データを用いて前記走査電極又は前記信号電極に印加される駆動波形の極性をそれ以前の駆動波形と反転するように制御した。しかしながら、強誘電性液晶１０の極性反転は、表示データを利用する他に、電源部２５から液晶パネル２０に供給される電圧の極性を反転させるようにして、行うことも可能である。その場合、制御部２１は、極性を反転させるための任意の電子回路を用いることができる。
第３の実施例について説明する。
第３の実施例を図２を用いて説明する。第３の実施例では、図２の構成を、ほぼそのまま用いることができる。ただし、走査電極１３ａ上には、塗布され且つ垂直配向処理された高分子配向膜１４ａ、信号電極１３ｂ上には、塗布され且つ垂直配向処理された高分子配向膜１４ｂが使用される。また、液晶１１０としては、垂直配向（ホメオトロピック配向）型液晶用として、負の誘電異方性であるＭＬＣ−６８８３（メルク社製）を用いた。また、液晶１１０は、第１及び第２の透明ガラス基板１１ａ及び１１ｂの間に、ほぼ１．７μｍの厚さに挟持した。
また、図２中、矢印Ａは、外部から第３の実施例の液晶パネルへ入射する外光を示し、矢印Ｂは補助光源６０から第３の実施例の液晶パネルへ入射する光を示している。
図１０に、第３の実施例に係る液晶パネルにおける偏光板１５及び反射型偏光板１６の配置を示す。
図１０に示すように、偏光板１５の透過軸（ａ_３）と反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_３）が直交するように配置した。また、図１０において、矢印１１７は配向膜の配向方向を示しており、θ_３は配向膜の配向方向と偏光板１５の透過軸（ａ_３）とのなす角度を示している。なお、本実施例において、θ_３は約４５度となるように設定されている。しかしながら、θ_３は４５度に限定されるわけではなく、他の角度例えば４０度としても良い。
図１１に、垂直配向（ホメオトロピック配向）型液晶１１０の液晶分子の動作を示す。
第３の実施例の液晶パネルに電圧を印加しない状態では、垂直配向（ホメオトロピック配向）液晶１１０の液晶分子の長軸（１１０ａ参照）は、第１及び第２のガラス基板１１１ａ及び１１１ｂの間にほぼ垂直に配置されている。また、液晶パネル１２０に電圧を印加した状態では、垂直配向（ホメオトロピック配向）型液晶１１０の液晶分子の長軸（１１０ｂ参照）は、矢印１１７の方向に一致するように、横に傾くように設定されている。
次に、補助電源６０をＯＦＦした状態について説明する。
第３の実施例の液晶パネルに電圧が印加されていない場合、偏光板１５を通過して入射した外光Ａは、そのまま液晶１１０を通過する。液晶１１０を通過した光の偏光方向は反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_３）とは垂直であるので、液晶１１０を通過した光は反射型偏光板１６の反射軸で反射される。したがって、この場合、第３の実施例の液晶パネルでは明表示となる。この時、複屈折性を利用していないので、液晶層は第２のモードである。
第３の実施例の液晶パネルに電圧が印加された場合、偏光板１５を通過して入射した外光Ａは、液晶１１０を通過する時に、矢印１１７の方向に平行に傾いた液晶分子１１０ｂによる複屈折性によって、その偏光方向が約９０度傾く。したがって、液晶１１０を通過した光の偏光方向は、反射型偏光板１６の透過軸（ｂ_３）とほぼ平行になり、反射型偏光板１６を通過して、補助光源６０で反射される。したがって、この場合、第３の実施例の液晶パネルでは、補助光源６０の色が視認され暗表示となる。この時、複屈折性を利用しているので、液晶層は第１のモードである。
次に、補助光源６０をＯＮした状態について説明する。
第３の実施例の液晶パネルに電圧が印加されていない場合、反射型偏光板１６を通過した補助光源６０の光Ｂは、そのまま液晶１１０を通過する。液晶１１０を通過した光の偏光方向は偏光板１５の透過軸（ａ_３）とは垂直であるので、液晶１１０を通過した光は偏光板１６で吸収される。したがって、この場合、液晶パネル１２０では暗表示となる。この時、複屈折性を利用していないので、液晶層は第２のモードである。
第３の実施例の液晶パネルに電圧が印加された場合、偏光板１５を通過して入射した補助光源６０の光Ｂは、液晶１１０を通過する時に、矢印１１７の方向に平行に傾いた液晶分子１１０ｂによって複屈折を受けて、その偏光方向が約９０度傾く。したがって、液晶１１０を通過した光の偏光方向は、偏光板１５の透過軸（ａ_３）とほぼ平行な成分を有するようになり、偏光板１５を通過する。したがって、この場合、第３の実施例の液晶パネルでは明表示となる。この時、複屈折性を利用しているので、液晶層は第１のモードである。
複屈折性を利用した表示の場合、液晶パネル１２０の基板間の微細なギャップの影響を受けやすく、表示ムラが多く現れてしまう。即ち、液晶パネル２０全体で基板間（第１及び第２のガラス基板１１１ａ及び１１１ｂ間）のギャップを完全に均一にすることはできないので、液晶パネル１２０全体で複屈折は完全に均一には生じない。複屈折が均一に生じないと、液晶パネル１２０全体で表示色が完全に均一にならず、表示ムラが発生してしまう。例えば、補助光源６０をＯＦＦし且つ液晶パネル１２０へ電圧を印加しない場合、液晶パネル１２０における明表示は、複屈折性を利用していないので、表示ムラが無い。即ち、この場合、複屈折性を利用せずに、背景の白を表示することが可能となる。言い換えれば、面積の大きい背景の白を表示する場合には、複屈折性を利用しないようにすることが重要である。
したがって、第３の実施例に係る液晶パネルは、補助光源をＯＦＦした状態で、ムラの無い良好な明表示を行うことができるので、補助光源６０を常時利用しない場合の多い反射表示を重視するような表示に適している。例えば、補助光源６０をＯＦＦした状態で背景の白を表示する時計の表示部等に利用するのに適している（図５参照）。なお、腕時計等で補助光源６０を通常利用しないのは、電力の消費を避けるためである。
また、補助光源をＯＮした状態で、ムラの無い明表示を行うには、偏光板の透過軸（ａ_３）と反射型偏光板の透過軸（ｂ_３）を平行に配置すればよい。このように配置すれば、複屈折性を利用しない第２のモードで明表示をすることができるので、面積の大きい背景の白を表示する場合には良好な明（白）表示を行うことができる。このような配置は、常時補助光源をＯＮして使用する透過表示を重視するような表示に適している。例えば、補助光源６０をＯＮした状態で背景の白を表示する携帯電話の表示部に利用するのに適している（図６参照）。

Claims (9)

1. 液晶表示装置であって、
   第１の基板と、
   第２の基板と、
   前記第１の基板上に配置され、それぞれ直交する第１の透過軸と第１の反射軸とを有し、及び前記第１の透過軸に平行な振動面を有する直線偏光を透過し且つ前記第１の反射軸に平行な振動面を有する直線偏光を反射する反射型偏光板と、
   前記第２の基板上に配置され、第２の透過軸を有し、及び前記第２の透過軸に平行な振動面を有する直線偏光を透過する偏光板と、
   前記第１及び第２の基板間に挟持され、電圧印加によって、入射光の偏光方向と液晶分子の長軸方向が角度を持って傾く第１のモードと、入射光の偏光方向と液晶分子の長軸方向が平行となる第２のモードを有する強誘電性液晶層とを有し、
   前記強誘電性液晶層への電圧印加によって、前記第２の基板側から視認したときの光透過率が高い明表示と前記第２の基板側から視認したときの光透過率が低い暗表示とを切り替え、
   前記強誘電性液晶層を前記第２モードに設定し、前記偏光板の第２の透過軸を通過して前記強誘電性液晶層に入射した外光を前記反射型偏光板で反射させ、再び前記強誘電性液晶層及び前記偏光板外に出射させることによって、明表示を行うことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１の透過軸と前記第２の透過軸とは、ほぼ直交に配置されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記強誘電性液晶層は、電圧無印加時に第１の安定状態又は第２の安定状態の何れか一方の状態を維持し、前記第１の安定状態又は前記第２の安定状態の何れか一方の安定状態が、前記第２のモードに設定される、請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第２の安定状態における液晶分子の配列方向は前記第２の透過軸とほぼ平行に配置される、請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１の安定状態における液晶分子の配列方向と前記第２の安定状態における液晶分子の配列方向とは、ほぼ４５°の傾きを有するように配置される、請求項３に記載の液晶表示装置。
6. さらに、前記反射型偏光板の外側に設けられた補助光源を有し、
   前記補助光源をＯＦＦさせた状態で、前記強誘電性液晶層を前記第２モードに設定し、前記偏光板の第２の透過軸を通過して前記強誘電性液晶層に入射した外光を前記反射型偏光板で反射させ、再び前記強誘電性液晶層及び前記偏光板外に出射させる、請求項１〜５の何れか一項に記載の液晶表示装置。
7. さらに、前記反射型偏光板の外側に設けられた補助光源を有し、
   前記反射型偏光板と前記補助光源との間に配置され、一部領域の光を吸収する光吸収層を有する請求項１〜５の何れか一項に記載の液晶表示装置。
8. さらに、前記反射型偏光板の外側に設けられた補助光源を有し、
   前記反射型偏光板と前記補助光源との間に配置され、可視光領域の一部の光を吸収する光吸収層を有する請求項１〜５の何れか一項に記載の液晶表示装置。
9. さらに、前記反射型偏光板の外側に設けられた補助光源を有し、
   前記補助光源には、可視光領域の一部の光を反射する反射層が備えられている、請求項１〜５の何れか一項に記載の液晶表示装置。