JPH03223715A - 反射型液晶表示素子 - Google Patents

反射型液晶表示素子

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JPH03223715A
JPH03223715A JP2074149A JP7414990A JPH03223715A JP H03223715 A JPH03223715 A JP H03223715A JP 2074149 A JP2074149 A JP 2074149A JP 7414990 A JP7414990 A JP 7414990A JP H03223715 A JPH03223715 A JP H03223715A
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    • G02F2203/02—Function characteristic reflective

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は反射型の液晶表示素子に関する。
［従来の技術］ 従来の反射型ＴＮモードや反射型ＳＴＮモードは、バッ
クライトが不要で消費電力が小さいため、携帯型のパー
ソナルコンピュータやワードブロセッサ等に幅広く採用
されている。
第２７図に、従来の反射型ＴＮモードや反射型ＳＴＮモ
ードを用いた液晶表示素子の断面図を示す、従来の液晶
表示素子は、液晶セル１と、これを挟んで両側に配置し
た偏光板２と３、そして偏光板３の外側に設けられる反
射板４とから成り立っていた。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の反射型ＴＮモードや反射型ＳＴＮ
モードを用いた液晶表示素子には、表示が暗いという課
題があった。特に反射型ＳＴＮモードの場合には、表示
の着色も課題になっていた。
さらには反射型モード特有の、表示が二重に見えるとい
う課題もあった。
第２８図に、従来の反射型ＳＴＮ液晶表示素子の、電界
オフ時とオン時の分光特性を示した０図中４１は電界オ
フ時の、また４２は電界オン時の分光特性である。但し
セル条件は、ツイスト角が２５５度、Δｎ×ｄが０．８
５μｍ、　　偏光軸方向とラビング方向とのなす角度が
４５度である。ＳＴＮモードは、このようにオフ時に黄
緑、オン時に青と、表示の着色が著しい上、視感反射率
も６５％と低く、視認性に劣っていた。
本発明はこのような課題を解決するもので、その目的と
するところは、新しい反射型液晶モードを導入すること
によって、明るく、色付きが少なく、しかも表示が二重
に見えない液晶表示素子を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明の液晶表示素子は、対向する２枚の基板間にツイ
スト配向した液晶を挟持してなる液晶セルと、１枚の偏
光板と、１枚の反射板とを備えた液晶表示素子において
、該液晶セルに入射し反射板に達した光が、ほぼ直線偏
光の状態になるような液晶を用いたことを特徴とする。
より好ましくは、反射板に達した光の偏光方向が、該反
射板に隣接する液晶分子の長軸方向とほぼ平行あるいは
垂直の関係にあることが望ましい。
また、前記液晶セルにおいて、液晶のツイスト角が０度
以上７０度以下であり、ΔｎＸｄ値が０゜２μｍ以上０
．７μｍ以下であり、角度θが３５度以上１１５度以下
であることを特徴とする。より好ましくは、ツイスト角
が３０度以上７０度以下であり、Δｎ×ｄ値が０．２５
μｍ以上０．６４μｍ以下であり、角度θが５８度以上
１１１度以下であることが望ましい。
また、前記液晶セルにおいて、液晶のツイスト角が１７
０度以上２７０度以下であり、ΔｎＸｄ値が０．４μｍ
以上１．０μｍ以下であることを特徴とする。より好ま
しくは、ツイスト角が１７５度以上２１０度以下であり
、ΔｎＸｄ値が０゜５１μｍ以上０．７５μｍ以下であ
り、角度θが４２度以上７１度以下であるか、あるいは
ツイスト角が２５０度以上２６５度以下であり、Δｎ×
ｄ値が０．５５μｍ以上０．９６μｍ以下であり、角度
θが一２度以上３０度以下であることが望ましい。
また、前記液晶セルの２枚の基板のうち、少なくとも一
方の基板の液晶側表面に、段差０．　１μｍ以上２μｍ
以下の凹凸を有することを特徴とすまた、前記反射板が
、前記液晶セル基板の液晶側表面に設けられていること
を特徴とする。
なお、以上の数値限定の根拠については、以下の作用の
項において、詳しく述べる。
［作用〕 本発明の液晶表示素子では、特に明るさの改良を重視し
、従来２枚用いていた偏光板を１枚とした。偏光板を１
枚とすることによって、少なくとも偏光板の効率分だけ
明るくなり、これだけでも約１２％の明るさ向上が見込
まれる。
さらに理想的な明るさを得るためには、偏光板を通って
液晶セルに入射した直線偏光が、液晶層を２回通過して
再び同じ直線偏光の状態で偏光板を通過する必要がある
。ところがこのような偏光の変化は、限られた条件のも
とでしか生じない。
この条件を鋭意検討した結果、液晶セルに入射し反射面
に到達した光が直線偏光になるように、液晶セルの諸条
件を整えればよいことが判明した。
第４図に基づいて詳しく説明する。第４図（ａ）は、液
晶分子の配向を示す図であり、２は偏光板、工１は上基
板、１６は液晶分子、４は反射板である。一方、第４図
（ｂ）は、偏光状態の変化を示す図である。左方から入
射した光は偏光板２によって直線偏光となる１次に液晶
分子の複屈折性によって位相差を生じながら、−船釣に
は楕円偏光に変化する。この光が反射板に到達したとき
に、図のような直線偏光になっていると、光が反射され
て左方に進む復路において、往路と全く同じ偏光変化を
たどって元の直線偏光に戻り、光量の損失無しに偏光板
を通過することができる。
この現象は次のように説明できる。第５図（ａ）に示し
た本発明の反射型液晶モードは、第５図（ｂ）の透過型
液晶モードと光学的に等価である。
この第５図（ｂ）は、反射板が存在した面１７に対称に
なるように液晶分子と偏光板を配置したものである。
ところで、リターデーションが等しい２枚の位相差板を
、光学的な異常軸が直交するように重ね合わせると、位
相差板の位相差が補償される現象は、古くからよく知ら
れている。この原理を液晶表示素子に応用したのが、特
公昭６４−５１９号等で提案されているニューツイステ
ッドネマテチックモード（以下ＮＴＮモードと呼ぶ）で
ある。
ＮＴＮモードは、リターデーションが等しく、ツイスト
方向が逆の関係にある２枚の液晶セルを積層したモード
である。第５図（Ｃ）は、その液晶分子配列を示す図で
あって、液晶層の中心面１７に対称な位置関係にある一
対の液晶分子が互いに直交しており、まさに上記の原理
によって、補償がなされている。
反射型の液晶表示素子において、入射した直線偏光が同
じ直線偏光の状態で出射するためには、（ｂ）図の液晶
分子配列が、　（ｃ）図のそれと同様の働きをする必要
がある０本発明人は液晶層の中心面１７において、光が
直線偏光の状態にある時に、この条件が満たされること
を発見した。これは、液晶セルを挟む一対の偏光板を９
０度回転させても、その光学特性に変化が無い事実から
、容易に確かめられる。
さて、液晶セルに入射し反射面に到達した光がほぼ直線
偏光となるセル条件は決して少なくない。
ところがその全ての条件が液晶表示体として使えるわけ
ではなく、電圧を印加したときに十分なコントラスト比
が得られるセル条件は、さらに限定される。
例えばツイスト角が６０度のときに、液晶セルに入射し
反射面に到達した光がほぼ直線偏光になるセル条件の範
囲は、第８図のハツチングで示した領域である。一方策
１２図は、同じくツイスト角が６０度のときに、良好な
コントラスト比が得られるセル条件の範囲を示す図であ
る。但し、ここで横軸はりタープ−ジョンΔｎＸｄであ
り、縦軸は偏光板の偏光軸方向が上基板の液晶の配向方
向となす角度θである。また５１．５２．５３は、それ
ぞれ１：２０．１：１０．１：５以上のコントラスト比
が取れる領域である。ここで角度θには、９０度の整数
倍を加えても全く同じ結果が得られるので、これらの図
においては、０度と９０度が連続していると考えてよい
。
さて、第１２図より、６０度ツイストの場合には、Δｎ
Ｘｄ＝０．　４６μｍ、　　０２４度でコントラスト比
が最大になり、十分なコントラスト比が得られるセル条
件は、その近傍に限られていることがわかる。
このように、液晶セルに入射し反射面に到達した光がほ
ぼ直線偏光になるという条件は、良好な表示を得る上で
の十分条件ではないが、必要条件であるとは云える。
同様にして、０度から２７０度の各ツイスト角において
、コントラスト比が最大になるセル条件を調べ、第６図
にまとめた。
第７図は、第６図の各条件下で得られる液晶セルの光学
特性をまとめたものである。横軸は液晶のツイスト角で
あり、縦軸は上から順にコントラスト比Ｃ、Ｒ，、オフ
時の視感反射！１Ｙｏｆｆ、そして色付きの度合い△Ｅ
である。　　Ｙｏｆｆは偏光板を貼った反射板の明るさ
を１００％としているが、表面反射の影響で、最大でも
８５％程度にしかならない。　また△Ｅは、　ＣＩＥ１
９７６Ｌ＊Ａ＊Ｂ零表色系におけるａ傘、ｂ零を用いて
、ａネ２＋ｂネ２の平方根で定義される値であり、この
値が小さいほど表示の色付きの度合いが小さいことを示
している。
第７図より、高画質デイスプレィとして十分な１：　１
０以上のコントラスト比を得るためには、ツイスト角が
０度以上７０度以下であるか、あるいは１７０度以上２
６５度以下の範囲にあることが必要である。なおツイス
ト角が２６５度以上２７０度以下の場合は、コントラス
ト比がに６６度にまで低下するが、しかしその電気光学
特性は急峻性で大容量デイスプレィに適しているため、
十分実用になる。
また、特にツイスト角が３０度以上７０度以下であるか
、１７５度以上２１０度以下であるが、２５０度以上２
６５度以下である場合には、表示の色付きも少なくなる
ため、より良好な表示が可能である。
なお、前述の請求の範囲、並びに課題を解決するための
手段の項において、ツイスト角範囲の限定に伴い、Δｎ
×ｄ値と角度θも限定したが、これは、最大コントラス
トを取るセル条件をまとめた第６図と、各ツイスト角に
おいて良好なコントラスト比を示すセル条件の範囲を示
した第９図〜第２３図をその根拠としている。なお第９
図〜第２３図においては、５１．５２．５３が、それぞ
れコントラスト比１：２０．１：１０．１：５の等コン
トラスト曲線になっており、通常の表示には１：　５以
上、高画質表示には１：　１０以上のコントラスト比が
必要であると判断した。
一方、液晶セルの内面に凹凸を設けると、表示の色付き
を、さらに軽減することができる。これは液晶層厚の変
化によって着色が平均化される効果である。また、特に
凹凸のある金属膜をセル内面に設けた場合には、これが
無指向反射板を兼ねて、表示が二重に見えるという問題
を解決することもできる。ところが、凹凸の段差が０．
１μｍ未満の場合には、表示の色付き軽減の効果が殆ど
無い上に、金属膜も無指向性を示さずに鏡面になってし
まう。また、段差が２μｍを超えた場合には、液晶の色
付きがかえって大きくなる上に、コントラスト比の低下
が看しい。これは、第１２図において、△ｎ＝０．０８
という一般的な液晶を用いたときに生じる、０．１８μ
ｍという△ｎ×ｄ値のばらつき考慮すれば、容易に理解
できる。
以下、実施例により本発明の詳細を示す。
［実施例］ （実施例１） 第１図は、本発明の液晶表示素子の断面図である。図中
、１は液晶セル、２は偏光板、４は反射板である。また
、１１は上基板、１２は下基板、１３は透明電極、１５
は液晶である。液晶は、メルク社製のＺＬＩ−４４７２
（Δｎ＝０．０８７１）を用い、セルギャップ５．３μ
ｍの液晶セルにツイスト配向させた。リターデーション
Δｎ×ｄは０．４６μｍである。
第３図は、本発明の液晶表示素子の各軸の関係を、観察
方向から見た図である。２１は偏光板２の偏光軸方向、
２２は上基板のラビング方向、２３は下基板のラビング
方向である。また、３１は２１が２２となす角度θ（液
晶のツイスト方向が正の値）を、３２は液晶のツイスト
角を示す、ここでは角度θを４度、ツイスト角を左６０
度に設定した。
第２４図は、以上の条件の下で作製した液晶表示素子の
分光特性を示す図である０図中４１は電界オフ時の、ま
た４２は電界オン時の分光特性である。オフ時の視感反
射率Ｙｏｆｆは８１％と高く、しかもその表示色は白に
近い、またオン時の視感反射車も２．４％と低いため、
最大取り得るコントラスト比Ｃ，Ｒ，は、１：　３４で
ある。
本実施例の液晶表示素子は、ツイスト角が６０度と小さ
いが、その電圧透過率特性の急峻性は通常のツィステッ
ドネマチックモードと同程度であって、１／２デユーテ
イ〜１／１６デユーテイのマルチプレックス駆動も可能
である。
第１２図には、ツイスト角が本実施例と同じ６０度のと
きに、良好な表示コントラストが得られるセル条件の範
囲を示した。なお、角度θには、９０度の整数倍を加え
ても全く同じ結果が得られる。従ってθ＝−１０度は、
θ＝８０度や、　θ＝１７０度の場合と等価である。ま
た、図中の５１．５２．５３は、それぞれコントラスト
比１：２０．１：１０、に５の等コントラストカーブで
ある。
これらの等コントラストカーブの内側では、それぞれ良
好な表示が期待できる。例えば、Δｎ×ｄ＝０．８０μ
ｍで０２１６度の時には、Ｃ，Ｒ。
＝１：１６、Ｙｏｆｆ＝　８０％である。また、Δｎ×
ｄ＝０．３４μｍでθ＝−６度の時には、Ｃ，Ｒ。
＝１：１０、Ｙｏｆｆ＝　７１％である。また、Δｎ×
ｄ＝０．４８μｍでθ＝−６度の時には、Ｃ，Ｒ。
＝１＝６、Ｙｏｆｆ＝　８４％である。
逆にカーブの外側では、良好な表示ができない。
例えば、Δｎ×ｄ＝０．２８μｍでθ＝−１２度の時に
は、Ｃ，Ｒ，＝１：　　３、Ｙｏｆｆ＝　６２％である
。
また、ΔＨｘ、ｄ＝０．７２μｍでθ＝４度の時には、
　Ｃ，Ｒ，＝１：　　２、　Ｙｏｆｆ＝７６％である。
　また、Δｎ×ｄ＝０．４０μｍでθ＝３０度の時には
、Ｃ，Ｒ，＝１：　　ｏ、　　４、Ｙｏｆｆ＝　２４％
である。
従って、ツイスト角６０度の場合には、少なくともΔｎ
Ｘｄ値が０．３μｍ以上０．　７μｍ以下に、角度θが
一１３度以上２５度以下に収まっている必要がある。
（実施例２） 実施例２の液晶表示素子も実施例１と同様の構成である
。但し、第１図の液晶セル１には、メルク社製（ＤＺＬ
Ｉ−４４３６（Δｎ＝０．　１１００）を用いた。セル
ギャップは５．４μｍであり、リターデーションΔｎ×
ｄは０．５９μｍである。
また、第３図において、角度３１（θ）を６０度、ツイ
スト角３２を左２００度に設定した。
第２５図は、以上の条件の下で作製した液晶表示素子の
分光特性を示す図である。オフ時の視感反射″１Ｙｏｆ
ｆは７０％と比較的高く、しかもその表示色は白に近い
。またオン時の視感反射率も３゜３％と低いため、最大
取り得るコントラスト比Ｃ９Ｒ１は、　１：　２１であ
る。
本実施例の液晶表示素子は、実施例１の液晶表示素子よ
りもツイスト角が大きい分だけ急峻であり、マルチプレ
ックス駆動に適している。
第１７図には、ツイスト角が本実施例と同じ２００度の
ときに、良好な表示コントラストが得られるセル条件の
範囲を示した。
５１．５２．５３の各等コントラストカーブの内側では
、それぞれ良好な表示が期待できる。例えば、Δｎ×ｄ
＝０．６６μｍで０２６４度の時には、Ｃ，Ｒ，＝　１
：　　１１、Ｙｏｆｆ＝７５％である。
また、ΔｎＸｄ＝０．５８μｍで０２５２度の時には、
Ｃ，Ｒ，＝１：　　８、Ｙｏｆｆ＝　７７％である。
逆にカーブの外側では、良好な表示ができない。
例えば、Δｎ×ｄ＝０．７０）ｔｍでθ＝４６度の時に
は、Ｃ，Ｒ，＝１：　　２、Ｙｏｆｆ＝６２％である。
また、Δｎ×ｄ＝０．５μｍでθ＝９０度の時には、　
Ｃ，Ｒ，＝に　〇、　３、　Ｙｏｆｆ＝　１９％である
。
従って、ツイスト角２００度の場合には、少なくともΔ
ｎＸｄ値が０．４８μｍ以上０．７２Ａｔｍ以下に、角
度θが４８度以上７０度以下に収まっている必要がある
。
（実施例３） 実施例３の液晶表示素子も実施例１と同様の構成である
。但し、第１［の液晶セル１には、メルク社製（７）Ｚ
ＬＩ−４４２７（Δｎ＝０．　１１２７）を用いた。セ
ルギャップは６８６μｍであり、リターデーションΔｎ
×ｄは０．７４μｍである。
ここで、配向膜には８産化学工業社製のポリイミドＲＮ
−７２１を用い、レーヨン植毛布の回転ラビングによっ
て液晶に約１０度のプレチルト角を与えた。また、第３
図において、角度３１（θ）を１４度、ツイスト角３２
を左２５５度に設定した。
第２６図は、以上の条件の下で作製した液晶表示素子の
分光特性を示す図である。オフ時の視感反射率Ｙ　ｏｆ
ｆは７９％と高く、しかもその表示色は白に近い。また
オン時の視感反射率も３．２％と低いため、最大取り得
るコントラスト比Ｃ，Ｒ，は、ｌ：　２５である。
本実施例の液晶表示素子は、ツイスト角が２５５度と大
きく電圧透過率特性の急峻性が非常に良いため、１／４
８０デユーテイのマルチプレックス駆動を行っても、１
：　１８という高い表示コントラストが得られた。
第２０１！ｌには、ツイスト角が本実施例と同じ２５５
度のときに、良好な表示コントラストが得られるセル条
件の範囲を示した。
５１．５２．５３の各等コントラストカーブの内側では
、それぞれ良好な表示が期待できる６例えば、Δｎ×ｄ
＝０．７０μｍでθ＝５度の時には、Ｃ，Ｒ，＝　１：
　　１１、Ｙｏｆｆ＝７８％である。また、ΔｎＸｄ＝
０．９０μｍでθ＝２８度の時には、　Ｃ，Ｒ，＝１：
　　９、　Ｙｏｆｆ＝７１％である。
逆にカーブの外側では、良好な表示ができない。
例えば、ΔｎＸｄ＝０．５０μｍでθ＝５５度の時には
、Ｃ，Ｒ，＝１：　　１、Ｙｏｆｆ＝　８１％である。
また、Δｎ×ｄ＝１．１μｍでθ＝３０度の時には、　
Ｃ，Ｒ，＝１：　　３、　Ｙｏｆｆ＝　６３％である。
従って、ツイスト角２５５度の場合には、少なくともΔ
ｎＸｄ値が０．５２μｍ以上０．９８μｍ以下に、角度
θが一４度以上３２度以下に収まっている必要がある。
（実施例４） 第２図は、本実施例の液晶表示素子の断面図である０図
中、１は液晶セル、２は偏光板である。
また、１１は上基板、１２は下基板、１３は透明電極、
１４は画素電極を兼ねた反射膜、１５は液晶である。液
晶セルの条件は実施例１と同様に、液晶としてＺＬＩ−
４４７２（Δｎ＝０．０８７１）を用いて平均のΔｎ×
ｄを０．４６μｍとし、ツイスト角を６０度、角度θを
４度にした。
反射膜１４は、表面凹凸０．　５μｍのすりガラスの表
面に、スパッタ法により金属アルミニウム薄膜を設けた
ものであり、指向性の少ない反射特性を有する。なお、
金属としてはアルミニウムの他にニッケルやクロム等の
銀白色を有する材料ならば何でもよく、表面凹凸は金属
の表面を荒く研磨したり、薬品処理を行うことによって
設けてもよい。
この反射膜を櫛形等にパターン形成する場合には、この
金属薄膜を直接バターニングする方法と、金属薄膜上に
絶縁物を介して透明電極を設け、この透明電極をバター
ニングする方法とがある。この絶縁物は、表面凹凸を緩
和する効果があるため、ツイスト角が太きくｄ／ｐマー
ジン（ｄ：　セルギャップ、ｐ：　自発ピッチ）が狭い
場合には有効である。
このように、反射板を液晶セルの中に設けることによっ
て、従来の反射型液晶表示素子に特有の、表示が二重に
見えるという問題を解決することができる。さらに液晶
厚の微小なばらつきが、表示色を平均化し、色付きを少
なくするという副次的な効果もある。なおこの場合の０
．５μｍという液晶厚のばらつきは、ΔｎＸｄ値の０．
０４μｍに相当するが、この程度のばらつきがコントラ
スト比に殆ど影響を及ぼさないことは、第１２図より明
らかである。
（実施例５） 実施例１において、ツイスト角を０度、Δｎ×ｄを０．
２８μｍ１　　角度θを４４度にした以外は、実施例１
と同様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝１＋　　２７、Ｙｏｆ
ｆ＝　７６％であった。
本実施例の液晶表示素子は、ツイスト角が０度であると
いうことで、製造が容易であるという特徴がある。
第９図には、ツイスト角が０度のときに、良好な表示コ
ントラストが得られるセル条件の範囲を示した。この場
合には、少なくともΔｎ×ｄ値が０．２２μｍ以上０．
３２μｍ以下に、角度θが３４度以上５５度以下に収ま
っていることが、良い表示を得る上で不可欠である。
（実施例６） 実施例１において、ツイスト角を３０度、Δｎ×ｄを０
．３０μｍ、角度θを６６度にした以外は、実施例１と
同様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝１：３２、Ｙｏｆｆ＝　
７８％であった。
第１０図には、ツイスト角が３０度のときに、良好な表
示コントラストが得られるセル条件の範囲を示した。こ
の場合には、少なくともΔｎ×ｄ値が０．２２μｍ以上
０．３９μｍ以下に、角度θが５５度以上７７度以下に
収まっていることが、良い表示を得る上で不可欠である
。
（実施例７） 実施例１において、ツイスト角を４５度、Δｎ×ｄを０
．３４μｍ、角度θを７６度にした以外は、実施例１と
同様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝１：３４、Ｙｏｆｆ＝　
８０％であった。
第１１図には、ツイスト角が４５度のときに、良好な表
示コントラストが得られるセル条件の範囲を示した。こ
の場合には、少なくともΔｎ×ｄ値が０．２５μｍ以上
０．５０μｍ以下に、角度θが６４度以上９４度以下に
収まっていることが、良い表示を得る上で不可欠である
。
（実施例８） 実施例１において、ツイスト角を７０度、Δｎ×ｄを０
．４８μｍ、角度θを８度にした以外は、実施例１と同
様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝１：　　１０、Ｙｏｆｆ＝
８１％であった。
第１３図には、ツイスト角が７０度のときに、良好な表
示コントラストが得られるセル条件の範囲を示した。こ
の場合には、少なくともΔｎＸｄ値が０．３６μｍ以上
０．６１μｍ以下に、角度θが一６度以上２１度以下に
収まっていることが、良い表示を得る上で不可欠である
。
（実施例９） 実施例２において、ツイスト角を１７０度、Δｎ×ｄを
０．７２μｍ、角度θを４６度にした以外は、実施例２
と同様にした。この時Ｃ、Ｒ，＝　１：１３、Ｙｏｆｆ
＝６７％であった。
第１４図には、ツイスト角が１７０度のときに、良好な
表示コントラストが得られるセル条件の範囲を示した。
この場合には、少なくともΔｎＸｄ値が０．６０μｍ以
上０．８２μｍ以下に、角度θが３７度以上５５度以下
に収まっていることが、良い表示を得る上で不可欠であ
る。
（実施例１０） 実施例２において、ツイスト角を１７５度、ΔｎＸｄを
０．７０μｍ、角度θを４８度にした以外は、実施例２
と同様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝１＝１６、Ｙｏｆｆ＝
７１％であった。
第１５図には、ツイスト角が１７５度のときに、良好な
表示コントラストが得られるセル条件の範囲を示した。
この場合には、少なくともΔｎＸｄ値が０．５８μｍ以
上０．８１μｍ以下に、角度θが３７度以上５７度以下
に収まっていることが、良い表示を得る上で不可欠であ
る。
（実施例１１） 実施例２において、ツイスト角を１８０度、Δｎ×ｄを
０．６８μｍ、角度θを５０度にした以外は、実施ｇｑ
２と同様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝１＝１８、Ｙｏｆｆ
＝７４％であった。
本実施例の液晶表示素子は、表示の色付きが少ないとい
う点で、実施例２の液晶表示素子よりも優秀である。
第１６図には、ツイスト角が１８０度のときに、良好な
表示コントラストが得られるセル条件の範囲を示した。
この場合には、少なくともΔｎＸｄ値が０．５５μｍ以
上０．７９μｍ以下に、角度θが４０度以上６０度以下
に収まっていることが、良い表示を得る上で不可欠であ
る。
（実施例１２） 実施例２において、ツイスト角を１９０度、ΔｎＸｄを
０．６２μｍ、角度θを５４度にした以外は、実施例２
と同様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝１：２１、Ｙｏｆｆ＝
７４％であった。
（実施例１３） 実施例２において、ツイスト角を２１０度、Δｎ×ｄを
０．５８μｍ、角度θを６６度にした以外は、実施例２
と同様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝１：　２０．　　Ｙｏ
ｆｆ＝　６４％であった。
第１８図には、ツイスト角が２１０度のときに、良好な
表示コントラストが得られるセル条件の範囲を示した。
この場合には、少なくともΔＨ×ｄ値が０．４６μｍ以
上０．７１μｍ以下に、角度θが５４度以上７６度以下
に収まっていることが、良い表示を得る上で不可欠であ
る。
（実施例１４） 実施例２において、ツイスト角を２２５度、ΔｎＸｄを
０．５６μｍ、角度θを７６度にした以外は、実施例２
と同様にした。この時Ｃ、Ｒ，＝　１：２０、Ｙｏｆｆ
＝　５４％であった。
（実施例１５） 実施例３において、ツイスト角を２４０度、Δｎ×ｄを
０．６２μｍ、角度θを一２度にした以外は、実施例２
と同様にした。この時Ｃ、Ｒ，＝　１：２３、Ｙｏｆｆ
　＝６２％であった。
（実施例１６） 実施例３において、ツイスト角を２５０度、Δｎ×ｄを
０．７０μｍ、角度θを８度にした以外は、実施例３と
同様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝１：２７、Ｙｏｆｆ＝７
４％であった。
第１９図には、ツイスト角が２５０度のときに、良好な
表示コントラストが得られるセル条件の範囲を示した。
この場合には、少なくともΔｎ×ｄ値が０゜５１μｍ以
上１．０５μｍ以下に、角度θが一７度以上３５度以下
に収まっていることが、良い表示を得る上で不可欠であ
る。
（実施例１７） 実施例３において、ツイスト角を２６０度、Δｎ×ｄを
０．７４μｍ、角度θを１６度にした以外は、実施例３
と同様にした。この時Ｃ、Ｒ，＝　１：１６、Ｙｏｆｆ
＝　８０％であった。
本実施例の液晶表示素子は、表示の色付きが少ないとい
う点で、実施例３の液晶表示素子よりも優秀である。
第２１図には、ツイスト角が２６０度のときに、良好な
表示コントラストが得られるセル条件の範囲を示した。
この場合には、少なくともΔｎ×ｄ値が０．５５μｍ以
上０．９６μｍ以下に、角度θが０度以上３２度以下に
収まっていることが、良い表示を得る上で不可欠である
。
（実施例１８） 実施例３において、ツイスト角を２６５度、ΔｎＸｄを
０．７４μｍ、角度θを１８度にした以外は、実施例３
と同様にした。この時Ｃ、Ｒ，＝　１：１０、Ｙｏｆｆ
＝８１％であった。
本実施例の液晶表示素子は、表示の色付きが少ないとい
う点で、実施例３や実施例１６の液晶表示素子よりも優
秀である。
第２２図には、ツイスト角が２６５度のときに、良好な
表示コントラストが得られるセル条件の範囲を示した。
この場合には、少なくともΔｎＸｄ値が０．５７μｍ以
上０．９０μｍ以下に、角度θが４度以上３０度以下に
収まっていることが、良い表示を得る上で不可欠である
。
（実施例１９） 実施例３において、ツイスト角を２７０度、ΔｎＸｄを
０．７０μｍ、角度θを１８度にした以外は、実施例３
と同様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝に６、Ｙｏｆｆ＝　８
０％であった。
本実施例の液晶表示素子は、電気光学特性の急峻性が良
いという点で、実施例３や実施例１６、実施例１７の液
晶表示素子よりも優秀である。
第２３図には、ツイスト角が２７０度のときに、良好な
表示コントラストが得られるセル条件の範囲を示した。
この場合には、少なくともΔｎ×ｄ値が０．６４μｍ以
上０，８１μｍ以下に、角度θが１２度以上２６度以下
に収まっていることが、良い表示を得る上で不可欠であ
る。
（比較例１） 実施例１において、ツイスト角を７５度、Δｎ×ｄを０
．４８μｍ、角度θを１０度にした以外は、実施例１と
同様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝１＋６、Ｙｏｆｆ＝　８
１％であった。この特性はこのツイスト角で取れる最良
のものであり、１：５以上のコントラスト比が取れる条
件範囲は非常に狭い。
これは本発明の請求の範囲外であり、このような条件で
は満足な表示を行うことができない。
（比較例２） 実施例２において、ツイスト角を１６５度、ΔｎＸｄを
０．７６μｍ、角度θを４６度にした以外は、実施例２
と同様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝１＝１０、Ｙｏｆｆ＝
６１％であった。また表示の色付きが実施例１Ｏ等に比
較して著しく大きい、これは本発明の請求の範囲外であ
り、このような条件では満足な表示を行うことができな
い。
（比較例３） 実施例３において、ツイスト角を２８５度、Δｎ×ｄを
０．７０μｍ、角度θを２０度にした以外は、実施例３
と同様にした。この時Ｃ，Ｒ，＝１：２、Ｙｏｆｆ＝８
２％であった。この特性はこのツイスト角で取れる最良
のものである。これは本発明の請求の範囲外であり、こ
のような条件では満足な表示を行うことができない。
尚、以上の実施例においては、ツイスト角は５度単位の
離散的な値を取っているが、これは単に実験の都合によ
るものである。ツイスト角による特性の変化は連続的な
ものであるから、請求項等で示したツイスト角範囲で、
どの値を取ってもかまわない。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、新しい反射型液晶
モードを導入することにより、明るく色付きの少なく、
しかも表示が二重に見えない液晶表示素子を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例１〜３及び実施例５〜１９及
び比較例１〜３における液晶表示素子の断面図である。 第２図は、本発明の実施例４における液晶表示素子の断
面図である。 第３図は、本発明の液晶表示素子の各軸の関係を示す図
である。 第４図は、本発明の液晶表示素子の液晶分子配向（ａ）
と、偏光状態の変化（ｂ）を示す図である。 第５図は、本発明の反射タイプの液晶表示素子の液晶分
子配向（ａ）と、これと光学的に等価な透過タイプの液
晶分子配向（ｂ）、それに従来のＮＴＮモードの液晶分
子配向（Ｃ）を示す図である。 第６図は、コントラスト比が最大になるセル条件を示す
図である。 第７図は、コントラスト比が最大になるセル条件におい
て得られる、液晶セルの３つの光学特性（コントラスト
比Ｃ、Ｒ，、オン時の視感反射率Ｙｏｆｆ、色付きの度
合い△Ｅ）を示す図である。 第８図は、ツイスト角が６０度のときに、液晶セルに入
射した光が反射面でほぼ直線偏光になり、高い反射率が
得られる、セル条件の範囲を示す図である。 第９図は、ツイスト角が０度のときに、良好な表示コン
トラストが得られる、セル条件の範囲を示す図である。 第１０図は、ツイスト角が３０度のときに、良好な表示
コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図であ
る。 第１１図は、ツイスト角が４５度のときに、良好な表示
コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図であ
る。 第１２図は、ツイスト角が６０度のときに、良好な表示
コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図であ
る。 第１３図は、ツイスト角が７０度のときに、良好な表示
コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図であ
る。 第１４図は、ツイスト角が１７０度のときに、良好な表
示コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図で
ある。 第１５図は、ツイスト角が１７５度のときに、良好な表
示コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図で
ある。 第１６図は、ツイスト角が１８０度のときに、良好な表
示コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図で
ある。 第１７図は、ツイスト角が２００度のときに、良好な表
示コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図で
ある。 第１８図は、ツイスト角が２１０度のときに、良好な表
示コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図で
ある。 第１９図は、ツイスト角が２５０度のときに、良好な表
示コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図で
ある。 第２０図は、ツイスト角が２５５度のときに、良好な表
示コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図で
ある。 第２１図は、ツイスト角が２６０度のときに、良好な表
示コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図で
ある。 第２２図は、ツイスト角が２６５度のときに、良好な表
示コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図で
ある。 第２３図は、ツイスト角が２７０度のときに、良好な表
示コントラストが得られる、セル条件の範囲を示す図で
ある。 第２４図は、本発明の実施例１における液晶表示素子の
電界オフ時と電界オン時の分光特性を示す図である。 第２５図は、本発明の実施例２における液晶表示素子の
電界オフ時と電界オン時の分光特性を示す図である。 第２６図は、本発明の実施例３における液晶表示素子の
電界オフ時と電界オン時の分光特性を示す図である。 第２７図は、従来の液晶表示素子の断面図である。 第２８図は、従来の液晶表示素子の電界オフ時と電界オ
ン時の分光特性を示す図である。 １、液晶セル ２、偏光板（上側） ３、偏光板（下側） ４、反射板 １１゜ １２゜ １３゜ １４゜ １５゜ １６゜ １７゜ ２１゜ ２２゜ ２３゜ ３１゜ ３２゜ ４１゜ ４２゜ ５１゜ 上基板 下基板 透明電極 画素電極を兼ねた反射膜 液晶 液晶分子 液晶層の中心面 偏光板２の偏光軸（吸収軸あるいは透過軸）方向 上基板１１のラビング方向（液晶配向方向）下基板１２
のラビング方向（液晶配向方向）２１が２２となす角度
θ 液晶１５のツイスト角 電界オフ時の反射光の分光特性 電界オン時の反射光の分光特性 コントラスト比１：　２０の等コントラストカーブ コントラスト比１：　１０の等コントラストカーブ コントラスト比１：５の等コントラストカーブ 以 上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）対向する２枚の基板間にツイスト配向した液晶を
    挟持してなる液晶セルと、１枚の偏光板と、１枚の反射
    板とを備えた液晶表示素子において、該液晶セルに入射
    し反射板に達した光が、ほぼ直線偏光の状態になるよう
    な液晶を用いたことを特徴とする液晶表示素子。
  2. （２）前記液晶セルにおいて、液晶のツイスト角が０度
    以上７０度以下であり、液晶の複屈折率Δｎとセルギャ
    ップｄとの積であるリターデーシヨンΔｎ×ｄの値が０
    ．２μｍ以上０．７μｍ以下であり、偏光板の偏光軸（
    吸収軸あるいは透過軸）方向が上基板における液晶配向
    方向となす角度θが、液晶のねじれ方向を正として、３
    ５度以上１１５度以下であることを特徴とする請求項１
    記載の液晶表示素子。
  3. （３）前記液晶セルにおいて、液晶のツイスト角が１７
    ０度以上２７０度以下であり、Δｎ×ｄ値が０．４μｍ
    以上１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記
    載の液晶表示素子。
  4. （４）前記液晶セルの２枚の基板のうち、少なくとも一
    方の基板の液晶側表面に、段差０．１μｍ以上２μｍ以
    下の凹凸を有することを特徴とする請求項１記載の液晶
    表示素子。（５）前記反射板が、前記液晶セル基板の液
    晶側表面に設けられていることを特徴とする請求項１記
    載の液晶表示素子。
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