JPH06265942A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH06265942A JPH06265942A JP6001096A JP109694A JPH06265942A JP H06265942 A JPH06265942 A JP H06265942A JP 6001096 A JP6001096 A JP 6001096A JP 109694 A JP109694 A JP 109694A JP H06265942 A JPH06265942 A JP H06265942A
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- crystal layer
- display device
- cholesteric liquid
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Abstract
(57)【要約】
【目的】応答特性の優れた単純マトリクス駆動型液晶表
示装置を供給する。 【構成】駆動用の液晶層を挟持する２枚の基板の上下に
コレステリック液晶層を配置し、上下のコレステリック
液晶層は捩じれの軸に対して平行に光を入射した場合、
４００ｎｍから１４００ｎｍの波長領域に特性反射を示
し、かつ下側コレステリック液晶層の後方に光源を備え
た液晶表示装置。 【効果】単純マトリクス駆動で大容量高精細表示が可能
で、かつ応答時間が短い液晶表示装置が得られる。
示装置を供給する。 【構成】駆動用の液晶層を挟持する２枚の基板の上下に
コレステリック液晶層を配置し、上下のコレステリック
液晶層は捩じれの軸に対して平行に光を入射した場合、
４００ｎｍから１４００ｎｍの波長領域に特性反射を示
し、かつ下側コレステリック液晶層の後方に光源を備え
た液晶表示装置。 【効果】単純マトリクス駆動で大容量高精細表示が可能
で、かつ応答時間が短い液晶表示装置が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置、特にＸＹ
電極を用いて低コストで大画面高精細表示を行い、かつ
応答特性と表示特性に優れた液晶表示装置に関する。
電極を用いて低コストで大画面高精細表示を行い、かつ
応答特性と表示特性に優れた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は薄型，軽量，低消費電力
という特色を有し、現在ワープロ，パソコン，ワークス
テーションの表示装置として急速に普及しつつある。将
来的には壁掛けテレビ等へと発展し、表示装置の主流に
なるものと考えられる。
という特色を有し、現在ワープロ，パソコン，ワークス
テーションの表示装置として急速に普及しつつある。将
来的には壁掛けテレビ等へと発展し、表示装置の主流に
なるものと考えられる。
【０００３】現在製品化されている大画面高精細表示用
の液晶表示装置には、薄膜トランジスタ方式液晶表示装
置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）とスーパーツイステッドネマチッ
ク型液晶表示装置（ＳＴＮ−ＬＣＤ）がある。ＴＦＴ−
ＬＣＤは応答特性と表示特性に優れ高品位のカラー表
示，テレビ等の動画表示が可能であが、構成が複雑であ
るため高コストという欠点がある。一方ＳＴＮ−ＬＣＤ
はＸＹ電極を用いた単純な構成のため低コストであるも
のの、応答特性が低く静止画像しか表示できず、表示特
性もＴＦＴ−ＬＣＤに比較して劣っている。ＴＦＴ−Ｌ
ＣＤに関しては製造プロセスの簡素化と歩留まり向上に
よる低コスト化が検討されているが、当初の予想に反し
コスト低減は遅々としている。一方ＳＴＮ−ＬＣＤに関
してはその性能向上が検討されており、応答特性に関し
てはマウス対応が可能な３００ｍｓ以下の応答時間が、
表示特性に関しては２０：１のコントラスト比が達成さ
れた。しかしその応答特性及び表示特性はＴＦＴ−ＬＣ
Ｄのそれに未だ遠く及ばない。一方で液晶表示装置に対
する要求はその普及に伴い高度化しており、より一層の
コスト低減と性能向上が求められている。
の液晶表示装置には、薄膜トランジスタ方式液晶表示装
置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）とスーパーツイステッドネマチッ
ク型液晶表示装置（ＳＴＮ−ＬＣＤ）がある。ＴＦＴ−
ＬＣＤは応答特性と表示特性に優れ高品位のカラー表
示，テレビ等の動画表示が可能であが、構成が複雑であ
るため高コストという欠点がある。一方ＳＴＮ−ＬＣＤ
はＸＹ電極を用いた単純な構成のため低コストであるも
のの、応答特性が低く静止画像しか表示できず、表示特
性もＴＦＴ−ＬＣＤに比較して劣っている。ＴＦＴ−Ｌ
ＣＤに関しては製造プロセスの簡素化と歩留まり向上に
よる低コスト化が検討されているが、当初の予想に反し
コスト低減は遅々としている。一方ＳＴＮ−ＬＣＤに関
してはその性能向上が検討されており、応答特性に関し
てはマウス対応が可能な３００ｍｓ以下の応答時間が、
表示特性に関しては２０：１のコントラスト比が達成さ
れた。しかしその応答特性及び表示特性はＴＦＴ−ＬＣ
Ｄのそれに未だ遠く及ばない。一方で液晶表示装置に対
する要求はその普及に伴い高度化しており、より一層の
コスト低減と性能向上が求められている。
【０００４】コレステリック液晶層は波長が捩じれのピ
ッチに充分近い自然光を互いに回転方向の異なる二つの
楕円偏光に分離し、この内、自身の捩じれ方向と回転方
向が等しい楕円偏光を反射する。これはコレステリック
液晶層の特性反射と呼ばれている現象である。このコレ
ステリック液晶層の特性反射を利用すれば、これまでの
液晶表示装置が抱える数々の欠点を一挙に解決する、全
く新しい液晶表示装置を開発できる可能性がある。Ｍar
tin ＳchadtはＬiquid−Ｃristal Ｄevices and Ｍater
ials(1991) Ｖol.1455，214〜224頁において可視波長領
域に特性反射を示すコレステリック液晶層を用いた反射
型及び透過型液晶表示装置を発表している。しかし、そ
のコントラスト比の増大方法に関しては記述していな
い。また、表示の明るさの増大方法に関しても記述して
いない。
ッチに充分近い自然光を互いに回転方向の異なる二つの
楕円偏光に分離し、この内、自身の捩じれ方向と回転方
向が等しい楕円偏光を反射する。これはコレステリック
液晶層の特性反射と呼ばれている現象である。このコレ
ステリック液晶層の特性反射を利用すれば、これまでの
液晶表示装置が抱える数々の欠点を一挙に解決する、全
く新しい液晶表示装置を開発できる可能性がある。Ｍar
tin ＳchadtはＬiquid−Ｃristal Ｄevices and Ｍater
ials(1991) Ｖol.1455，214〜224頁において可視波長領
域に特性反射を示すコレステリック液晶層を用いた反射
型及び透過型液晶表示装置を発表している。しかし、そ
のコントラスト比の増大方法に関しては記述していな
い。また、表示の明るさの増大方法に関しても記述して
いない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上の様に、低コスト
で、テレビ等の動画表示が可能で、かつ大容量高精細表
示が可能な液晶表示装置は実現されていない。低コスト
を実現するためには構成の簡単な単純マトリクス型の液
晶表示装置でなければならない。テレビ等の動画表示が
可能な応答特性を得るためには駆動用液晶層に１８０°
を上回る捩じれ構造が有ってはならない。単純マトリク
ス型の液晶表示装置において大容量高精細表示を可能と
するためには、透過率の駆動電圧依存性が急峻でなけれ
ばならない。上記の３条件（単純マトリクス型で、駆動
用液晶層が１８０°を上回る捩じれ構造を持たず、透過
率の駆動電圧依存性が急峻）を満たす液晶表示装置が発
明されていないことからも明らかな様に、従来の表示原
理によるその実現は非常に困難である。
で、テレビ等の動画表示が可能で、かつ大容量高精細表
示が可能な液晶表示装置は実現されていない。低コスト
を実現するためには構成の簡単な単純マトリクス型の液
晶表示装置でなければならない。テレビ等の動画表示が
可能な応答特性を得るためには駆動用液晶層に１８０°
を上回る捩じれ構造が有ってはならない。単純マトリク
ス型の液晶表示装置において大容量高精細表示を可能と
するためには、透過率の駆動電圧依存性が急峻でなけれ
ばならない。上記の３条件（単純マトリクス型で、駆動
用液晶層が１８０°を上回る捩じれ構造を持たず、透過
率の駆動電圧依存性が急峻）を満たす液晶表示装置が発
明されていないことからも明らかな様に、従来の表示原
理によるその実現は非常に困難である。
【０００６】本発明は、従来にない全く新しい液晶表示
装置の表示原理を確立し、ＳＴＮ−ＬＣＤ並みの低コス
トとＴＦＴ−ＬＣＤ並みの表示特性と応答特性を兼ね備
えた大容量高精細表示が可能な液晶表示装置を提供する
ことを目的とする。
装置の表示原理を確立し、ＳＴＮ−ＬＣＤ並みの低コス
トとＴＦＴ−ＬＣＤ並みの表示特性と応答特性を兼ね備
えた大容量高精細表示が可能な液晶表示装置を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置を
実現するための手段を以下に列挙する。
実現するための手段を以下に列挙する。
【０００８】「手段１」対向して配置された二枚の基板
と液晶層、並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から
構成され、該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が
該基板によって挟持されている液晶表示装置において、
該液晶表示装置は二枚の該基板双方の上側及び二枚の該
基板双方の下側にコレステリック液晶層を備え、下側の
該コレステリック液晶層の下側から光が入射する光源を
備え、更にその下側に光散乱性の反射体を備え、光を上
側の該コレステリック液晶層と該光散乱性の反射体との
間で多重反射させることを特徴とする液晶表示装置。
と液晶層、並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から
構成され、該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が
該基板によって挟持されている液晶表示装置において、
該液晶表示装置は二枚の該基板双方の上側及び二枚の該
基板双方の下側にコレステリック液晶層を備え、下側の
該コレステリック液晶層の下側から光が入射する光源を
備え、更にその下側に光散乱性の反射体を備え、光を上
側の該コレステリック液晶層と該光散乱性の反射体との
間で多重反射させることを特徴とする液晶表示装置。
【０００９】「手段２」対向して配置された二枚の基板
と液晶層、並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から
構成され、該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が
該基板によって挟持されている液晶表示装置において、
該液晶表示装置は二枚の該基板双方の上側及び二枚の該
基板双方の下側にコレステリック液晶層を備え、下側の
該コレステリック液晶層の下側から光が入射する光源を
備え、更にその下側に光散乱性の反射体を備え、上側の
該基板と上側の該コレステリック液晶層との間をａ、下
側の該基板と下側の該コレステリック液晶層との間をｂ
とすると、ａ及びｂの一方もしくは両方に光学異方性媒
体を備え、光を上側の該コレステリック液晶層と該光散
乱性の反射体との間で多重反射させることを特徴とする
液晶表示装置。
と液晶層、並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から
構成され、該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が
該基板によって挟持されている液晶表示装置において、
該液晶表示装置は二枚の該基板双方の上側及び二枚の該
基板双方の下側にコレステリック液晶層を備え、下側の
該コレステリック液晶層の下側から光が入射する光源を
備え、更にその下側に光散乱性の反射体を備え、上側の
該基板と上側の該コレステリック液晶層との間をａ、下
側の該基板と下側の該コレステリック液晶層との間をｂ
とすると、ａ及びｂの一方もしくは両方に光学異方性媒
体を備え、光を上側の該コレステリック液晶層と該光散
乱性の反射体との間で多重反射させることを特徴とする
液晶表示装置。
【００１０】「手段３」対向して配置された二枚の基板
と液晶層、並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から
構成され、該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が
該基板によって挟持されている液晶表示装置において、
二枚の該基板の上下にコレステリック液晶層を備え、該
コレステリック液晶層は捩じれの軸に対して平行に光を
入射した場合、４００ｎｍから１４００ｎｍの波長領域
に特性反射を示すものとし、かつ下側の該コレステリッ
ク液晶層の後方から光が入射する光源を備え、更にその
後方に光散乱性の反射体を備え、該液晶層とその上下に
配置されたコレステリック液晶層との間の一方または両
方に光学異方性媒体を備えていることを特徴とする液晶
表示装置。
と液晶層、並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から
構成され、該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が
該基板によって挟持されている液晶表示装置において、
二枚の該基板の上下にコレステリック液晶層を備え、該
コレステリック液晶層は捩じれの軸に対して平行に光を
入射した場合、４００ｎｍから１４００ｎｍの波長領域
に特性反射を示すものとし、かつ下側の該コレステリッ
ク液晶層の後方から光が入射する光源を備え、更にその
後方に光散乱性の反射体を備え、該液晶層とその上下に
配置されたコレステリック液晶層との間の一方または両
方に光学異方性媒体を備えていることを特徴とする液晶
表示装置。
【００１１】「手段４」手段３に記載の液晶表示装置に
おいて、該コレステリック液晶層は捩じれのピッチがお
互いに異なるコレステリック液晶層の積層体とするも
の。
おいて、該コレステリック液晶層は捩じれのピッチがお
互いに異なるコレステリック液晶層の積層体とするも
の。
【００１２】「手段５」手段１及び手段３に記載の液晶
表示装置において、該コレステリック液晶層の複屈折を
０.２以上とするもの。
表示装置において、該コレステリック液晶層の複屈折を
０.２以上とするもの。
【００１３】「手段６」手段１及び手段３に記載の液晶
表示装置において、該コレステリック液晶層を高分子フ
ィルムとするもの。
表示装置において、該コレステリック液晶層を高分子フ
ィルムとするもの。
【００１４】「手段７」手段３に記載の液晶表示装置に
おいて、該液晶層をネマチック液晶層とし、そのツイス
ト角を１８０°以下とするもの。
おいて、該液晶層をネマチック液晶層とし、そのツイス
ト角を１８０°以下とするもの。
【００１５】「手段８」手段７に記載の液晶表示装置に
おいて、該液晶層に可視波長領域に吸収帯を持つ色素の
混合物を混入し、その含有率を５重量％以下とするも
の。
おいて、該液晶層に可視波長領域に吸収帯を持つ色素の
混合物を混入し、その含有率を５重量％以下とするも
の。
【００１６】「手段９」手段３に記載の液晶表示装置に
おいて、二枚の該基板の上下に配置されたコレステリッ
ク液晶層の捩じれ方向をお互いに等しくし、該液晶層に
印加される２値以上の電圧値の内の１つをＶOFFとする
と、ＶOFF印加時の該液晶層と該光学異方性媒体の光学
特性を１／２波長板の光学特性に等しくするもの。
おいて、二枚の該基板の上下に配置されたコレステリッ
ク液晶層の捩じれ方向をお互いに等しくし、該液晶層に
印加される２値以上の電圧値の内の１つをＶOFFとする
と、ＶOFF印加時の該液晶層と該光学異方性媒体の光学
特性を１／２波長板の光学特性に等しくするもの。
【００１７】「手段１０」手段３に記載の液晶表示装置
において、二枚の該基板の上下に配置されたコレステリ
ック液晶層の捩じれ方向をお互いに逆にし、該液晶層に
印加される２値以上の電圧値の内の１つをＶOFFとする
と、ＶOFF印加時の該液晶層と該光学異方性媒体の光学
特性を等方的にするもの。
において、二枚の該基板の上下に配置されたコレステリ
ック液晶層の捩じれ方向をお互いに逆にし、該液晶層に
印加される２値以上の電圧値の内の１つをＶOFFとする
と、ＶOFF印加時の該液晶層と該光学異方性媒体の光学
特性を等方的にするもの。
【００１８】「手段１１」手段９に記載の液晶表示装置
において、該液晶層とその上下に配置されたコレステリ
ック液晶層との間に位相板を備え、該位相板の遅相軸は
近傍の基板の配向処理方向と４５°をなし、該位相板の
リタデーションを５５ｎｍ以上，２２０nm以下とするも
の。
において、該液晶層とその上下に配置されたコレステリ
ック液晶層との間に位相板を備え、該位相板の遅相軸は
近傍の基板の配向処理方向と４５°をなし、該位相板の
リタデーションを５５ｎｍ以上，２２０nm以下とするも
の。
【００１９】「手段１２」手段１０に記載の液晶表示装
置において、該液晶層とその上下に配置されたコレステ
リック液晶層との間に位相板を備え、該位相板の遅相軸
は近傍の基板の配向処理方向と４５°をなし、該位相板
のリタデーションを５５ｎｍ以上，２２０ｎｍ以下とす
るもの。
置において、該液晶層とその上下に配置されたコレステ
リック液晶層との間に位相板を備え、該位相板の遅相軸
は近傍の基板の配向処理方向と４５°をなし、該位相板
のリタデーションを５５ｎｍ以上，２２０ｎｍ以下とす
るもの。
【００２０】「手段１３」手段９に記載の液晶表示装置
において、該液晶層とその上下に配置されたコレステリ
ック液晶層との間の一方に位相板を備え、該位相板の遅
相軸を近傍の基板の配向処理方向と平行となる様に設定
し、該位相板のリタデーションを４００nm以上，１４０
０ｎｍ以下とするもの。
において、該液晶層とその上下に配置されたコレステリ
ック液晶層との間の一方に位相板を備え、該位相板の遅
相軸を近傍の基板の配向処理方向と平行となる様に設定
し、該位相板のリタデーションを４００nm以上，１４０
０ｎｍ以下とするもの。
【００２１】「手段１４」手段１０に記載の液晶表示装
置において、該液晶層とその上下に配置されたコレステ
リック液晶層との間の一方に位相板を備え、該位相板の
遅相軸を近傍の基板の配向処理方向と平行となる様に設
定し、該位相板のリタデーションを３００ｎｍ以上，１
０００ｎｍ以下とするもの。
置において、該液晶層とその上下に配置されたコレステ
リック液晶層との間の一方に位相板を備え、該位相板の
遅相軸を近傍の基板の配向処理方向と平行となる様に設
定し、該位相板のリタデーションを３００ｎｍ以上，１
０００ｎｍ以下とするもの。
【００２２】
【作用】本発明にあたり、発明者はこれまでに考案され
た液晶表示装置の表示原理を見直した。現在までに製品
化または試作されてきた液晶表示装置を羅列すると、こ
れまでに述べた １.スーパーツイステッドネマチックモード、 ２.ツイステッドネマチックモード(ＴＦＴ−ＬＣＤに使
用)の２つに加え、 ３.電界制御複屈折モード、 ４.コレステリック−ネマチック相転移モード、 ５.動的散乱モード、 ６.熱書き込みモード、 ７.スメクチックＡの散乱モード、 ８.強誘電性液晶、 ９.ゲストホストモード が挙げられる。これらのうち１〜８は、いずれも自然光
から偏光を作り出す光アイソレータとして偏光板を用い
ている。偏光板は色素の光吸収の二色性を利用してお
り、自然光を互いに振動面の直交する２つの直線偏光に
分離し、その一方を他方よりも高い割合で吸収すること
により自然光から直線偏光を作る。９のゲストホストモ
ードは偏光板こそ用いていないものの、やはり液晶層に
混合した色素の光吸収の二色性を利用している。すなわ
ち、これまで製品化または試作されてきた液晶表示装置
は光吸収を原理とした光アイソレータを用いている点に
おいて全て共通である。
た液晶表示装置の表示原理を見直した。現在までに製品
化または試作されてきた液晶表示装置を羅列すると、こ
れまでに述べた １.スーパーツイステッドネマチックモード、 ２.ツイステッドネマチックモード(ＴＦＴ−ＬＣＤに使
用)の２つに加え、 ３.電界制御複屈折モード、 ４.コレステリック−ネマチック相転移モード、 ５.動的散乱モード、 ６.熱書き込みモード、 ７.スメクチックＡの散乱モード、 ８.強誘電性液晶、 ９.ゲストホストモード が挙げられる。これらのうち１〜８は、いずれも自然光
から偏光を作り出す光アイソレータとして偏光板を用い
ている。偏光板は色素の光吸収の二色性を利用してお
り、自然光を互いに振動面の直交する２つの直線偏光に
分離し、その一方を他方よりも高い割合で吸収すること
により自然光から直線偏光を作る。９のゲストホストモ
ードは偏光板こそ用いていないものの、やはり液晶層に
混合した色素の光吸収の二色性を利用している。すなわ
ち、これまで製品化または試作されてきた液晶表示装置
は光吸収を原理とした光アイソレータを用いている点に
おいて全て共通である。
【００２３】偏光板と二色性色素以外の光アイソレータ
としては、コレステリック液晶層が挙げられる。コレス
テリック液晶層はスーパーツイステッドネマチック液晶
層やツイステッドネマチック液晶層と同様、分子配向方
向が連続的に変化する捩じれ構造を有する。コレステリ
ック液晶層の光学特性に関する文献は数多く存在する
が、例えばＥ.Ｂ.Ｐriestley,ＲＣＡ Ｒeview 1974 (3
5) 584〜599，Ｒ.Ｄreherand Ｇ.Ｍeier,Ｐhysical Ｒe
view Ａ 1973 (8) 1616〜1623、Ｈ.Ｔakezoe,Ｙ.Ｏuti,
Ｍ.Ｈara,Ａ.Ｆukuda and Ｅ.Ｋuze,Ｊapanese Ｊourna
l of ＡppliedＰhysics 1983 (22) 1080〜1091、Ｙ.Ｏu
ti,Ｈ.Ｔakezoe,Ａ.Ｆukuda,Ｅ.Ｋuze,Ｎ.Ｇoto and
Ｍ.Ｋoga Ｊapanese Ｊournal of Ａpplied Ｐhysics 1
984 (23)464〜466等が挙げられる。これらの文献によれ
ば、コレステリック液晶層の光学固有モードはその捩じ
れのピッチＰと屈折率（配向ベクトル方向のｎ‖，配向
ベクトルの垂直方向のｎ⊥)，光の入射角度θ(コレステ
リック液晶層の螺旋軸と光の入射角の成す角度）に依存
する。コレステリック液晶層に入射した光の波長が捩じ
れのピッチに充分近い場合、その光学固有モードは互い
に回転方向が異なり、楕円率が１に近い二つの楕円偏光
となる。さらに捩じれのピッチと屈折率が(１)式を満足
する場合には、二つの楕円偏光の内、自身の捩じれ方向
と回転方向の等しい方を反射する。
としては、コレステリック液晶層が挙げられる。コレス
テリック液晶層はスーパーツイステッドネマチック液晶
層やツイステッドネマチック液晶層と同様、分子配向方
向が連続的に変化する捩じれ構造を有する。コレステリ
ック液晶層の光学特性に関する文献は数多く存在する
が、例えばＥ.Ｂ.Ｐriestley,ＲＣＡ Ｒeview 1974 (3
5) 584〜599，Ｒ.Ｄreherand Ｇ.Ｍeier,Ｐhysical Ｒe
view Ａ 1973 (8) 1616〜1623、Ｈ.Ｔakezoe,Ｙ.Ｏuti,
Ｍ.Ｈara,Ａ.Ｆukuda and Ｅ.Ｋuze,Ｊapanese Ｊourna
l of ＡppliedＰhysics 1983 (22) 1080〜1091、Ｙ.Ｏu
ti,Ｈ.Ｔakezoe,Ａ.Ｆukuda,Ｅ.Ｋuze,Ｎ.Ｇoto and
Ｍ.Ｋoga Ｊapanese Ｊournal of Ａpplied Ｐhysics 1
984 (23)464〜466等が挙げられる。これらの文献によれ
ば、コレステリック液晶層の光学固有モードはその捩じ
れのピッチＰと屈折率（配向ベクトル方向のｎ‖，配向
ベクトルの垂直方向のｎ⊥)，光の入射角度θ(コレステ
リック液晶層の螺旋軸と光の入射角の成す角度）に依存
する。コレステリック液晶層に入射した光の波長が捩じ
れのピッチに充分近い場合、その光学固有モードは互い
に回転方向が異なり、楕円率が１に近い二つの楕円偏光
となる。さらに捩じれのピッチと屈折率が(１)式を満足
する場合には、二つの楕円偏光の内、自身の捩じれ方向
と回転方向の等しい方を反射する。
【００２４】 Ｐｎ⊥cosθ＜λ＜Ｐｎ‖cosθ …（１） すなわちコレステリック液晶層は自然光から楕円偏光を
分離する光アイソレータであり、しかも光反射を原理と
している点がこれまでの液晶表示装置に使われていた光
アイソレータと全く異なる。
分離する光アイソレータであり、しかも光反射を原理と
している点がこれまでの液晶表示装置に使われていた光
アイソレータと全く異なる。
【００２５】液晶表示装置に用いた場合、光反射を原理
とする光アイソレータは従来の光吸収を原理とする光ア
イソレータに比べて次の二点が優れている。
とする光アイソレータは従来の光吸収を原理とする光ア
イソレータに比べて次の二点が優れている。
【００２６】(ｉ)．光の損失が無いため、より明るい表
示が得られる。
示が得られる。
【００２７】(ii)．液晶層の僅かな位相差変化で大きな
透過光量変化が得られる。
透過光量変化が得られる。
【００２８】まず(ｉ)に関してであるが、コレステリッ
ク液晶層が反射した光を再び利用する様な構成を考えれ
ば、光をほぼ１００％利用することが可能になる。５０
％近くの光を偏光板が吸収する従来の液晶表示装置に比
べて、より明るい表示が得られるのは明らかである。次
に(ii)に関してであるが、先に挙げた１〜３の液晶表示
装置は、液晶層の配向変化に伴う液晶層の位相差変化を
利用して表示を行っている。液晶層の配向変化はこれら
の液晶表示装置の応答特性に関連し、スイッチング時の
配向変化が小さいほど応答は速くなる。従って、液晶層
の配向変化に伴う液晶層の位相差変化が大きいほど、よ
り高い応答特性を得ることができる。液晶層を一軸性結
晶とみなすと、その位相差δは(２)式で表される。
ク液晶層が反射した光を再び利用する様な構成を考えれ
ば、光をほぼ１００％利用することが可能になる。５０
％近くの光を偏光板が吸収する従来の液晶表示装置に比
べて、より明るい表示が得られるのは明らかである。次
に(ii)に関してであるが、先に挙げた１〜３の液晶表示
装置は、液晶層の配向変化に伴う液晶層の位相差変化を
利用して表示を行っている。液晶層の配向変化はこれら
の液晶表示装置の応答特性に関連し、スイッチング時の
配向変化が小さいほど応答は速くなる。従って、液晶層
の配向変化に伴う液晶層の位相差変化が大きいほど、よ
り高い応答特性を得ることができる。液晶層を一軸性結
晶とみなすと、その位相差δは(２)式で表される。
【００２９】 δ＝２π(ｎθ−ｎ⊥)ｄ／λ …（２） ここで、ｄは光が透過する液晶層の厚さ、λは光の波
長、ｎ⊥は配向ベクトルの垂直方向の屈折率であり、ｎ
θは配向ベクトルが基板平面と角度θを成した時の基板
平面方向の屈折率で、(３)式で表される。
長、ｎ⊥は配向ベクトルの垂直方向の屈折率であり、ｎ
θは配向ベクトルが基板平面と角度θを成した時の基板
平面方向の屈折率で、(３)式で表される。
【００３０】 ｎθ＝ｎ‖ｎ⊥／√(ｎ‖ 2sin2θ−ｎ⊥ 2cos2θ) …（３） 液晶層の配向を変化させたときの位相差の変化率は、∂
δ／∂θで表される。(２)式をθで微分すると、(４)式
が得られる。
δ／∂θで表される。(２)式をθで微分すると、(４)式
が得られる。
【００３１】 ∂δ／∂θ＝Δｎｄπｎθ 3(ｎ‖＋ｎ⊥)sin２θ／ｎ‖ 2ｎ⊥ 2λ …（４） (４)式より、∂δ／∂θを増大させるためには、(ａ)Δ
ｎの増大，(ｂ)ｄの増大の２つの方法が考えられる。し
かし(ａ)については、例えばＳＴＮ−ＬＣＤに用いられ
ている液晶材料のΔｎは現状で０.１３ 程度であるのに
対し、現在までに得られている液晶材料のΔｎの最高値
はその３倍にも満たない０.３ 程度であり、大幅な向上
は望めない。(ｂ)については、従来の光吸収を原理とす
る光アイソレータを用いている液晶表示装置は、光は透
過型の場合液晶層内を１回、反射型の場合には２回しか
通過しない。そのため、ｄは液晶層の実際の厚さ（反射
型では液晶層の厚さの２倍）で決定される。液晶層の厚
さを増大した場合、セル内電界強度の低下による応答特
性の低下が起こり好ましくない。しかし、光反射を原理
とする光アイソレータを用いた場合、光を液晶層内で多
重反射させることによりｄを増大することができる。し
かも反射の回数は理論上無限に増大可能であるため、多
重反射によるｄの増大は極めて大きい。
ｎの増大，(ｂ)ｄの増大の２つの方法が考えられる。し
かし(ａ)については、例えばＳＴＮ−ＬＣＤに用いられ
ている液晶材料のΔｎは現状で０.１３ 程度であるのに
対し、現在までに得られている液晶材料のΔｎの最高値
はその３倍にも満たない０.３ 程度であり、大幅な向上
は望めない。(ｂ)については、従来の光吸収を原理とす
る光アイソレータを用いている液晶表示装置は、光は透
過型の場合液晶層内を１回、反射型の場合には２回しか
通過しない。そのため、ｄは液晶層の実際の厚さ（反射
型では液晶層の厚さの２倍）で決定される。液晶層の厚
さを増大した場合、セル内電界強度の低下による応答特
性の低下が起こり好ましくない。しかし、光反射を原理
とする光アイソレータを用いた場合、光を液晶層内で多
重反射させることによりｄを増大することができる。し
かも反射の回数は理論上無限に増大可能であるため、多
重反射によるｄの増大は極めて大きい。
【００３２】ｄの増大は次に述べる３つの効果をもたら
す。先ず第一に、単純マトリクス駆動が可能になり、低
コストの液晶表示装置が実現される。単純マトリクス駆
動を行うためには透過率の駆動電圧依存性が急峻でなけ
ればならない。ｄの増大により(４)式の位相差変化率が
増大し、透過率の駆動電圧依存性が急峻になる。第二
に、単純マトリクス駆動でかつ大容量高精細表示が可能
になる。単純マトリクス駆動における表示容量は透過率
の駆動電圧依存性に依存し、これが急峻なほど大容量の
表示が可能になる。前述の様にｄの増大は透過率の駆動
電圧依存性を急峻にする。第三に、応答特性が向上す
る。前述の様に(４)式の位相差変化率は応答特性に関係
するが、また表示特性にも関係する。スイッチング時の
位相差変化がπである場合、コントラスト比が高くかつ
最も明るい表示が得られるが、ＳＴＮ−ＬＣＤなどの従
来の液晶表示装置では位相差変化率が小さいためスイッ
チング時の位相差変化はπに満たない。特にＳＴＮ−Ｌ
ＣＤではスイッチング時に充分な位相差変化を得るた
め、ツイスト角を１８０°よりも大きくしてスイッチン
グ時の配向変化量を増大させている。しかし、前述の様
にスイッチング時の配向変化量の増大は応答特性の低下
を引き起こす。本発明の液晶表示装置は従来の液晶表示
装置に比べ位相差変化率が極めて大きいため、スイッチ
ング時の配向変化量を小さくしても充分な位相差変化が
得られる。そのためツイスト角を１８０°以下とした、
応答特性が良好な条件にて駆動することが可能になる。
す。先ず第一に、単純マトリクス駆動が可能になり、低
コストの液晶表示装置が実現される。単純マトリクス駆
動を行うためには透過率の駆動電圧依存性が急峻でなけ
ればならない。ｄの増大により(４)式の位相差変化率が
増大し、透過率の駆動電圧依存性が急峻になる。第二
に、単純マトリクス駆動でかつ大容量高精細表示が可能
になる。単純マトリクス駆動における表示容量は透過率
の駆動電圧依存性に依存し、これが急峻なほど大容量の
表示が可能になる。前述の様にｄの増大は透過率の駆動
電圧依存性を急峻にする。第三に、応答特性が向上す
る。前述の様に(４)式の位相差変化率は応答特性に関係
するが、また表示特性にも関係する。スイッチング時の
位相差変化がπである場合、コントラスト比が高くかつ
最も明るい表示が得られるが、ＳＴＮ−ＬＣＤなどの従
来の液晶表示装置では位相差変化率が小さいためスイッ
チング時の位相差変化はπに満たない。特にＳＴＮ−Ｌ
ＣＤではスイッチング時に充分な位相差変化を得るた
め、ツイスト角を１８０°よりも大きくしてスイッチン
グ時の配向変化量を増大させている。しかし、前述の様
にスイッチング時の配向変化量の増大は応答特性の低下
を引き起こす。本発明の液晶表示装置は従来の液晶表示
装置に比べ位相差変化率が極めて大きいため、スイッチ
ング時の配向変化量を小さくしても充分な位相差変化が
得られる。そのためツイスト角を１８０°以下とした、
応答特性が良好な条件にて駆動することが可能になる。
【００３３】以上(ｉ)，(ii)の様な長所を有する光反射
を原理とした光アイソレータを用いた液晶表示装置を実
現するため、発明者は前述の様な手段を考案した。以下
に、より詳しく作用を説明する。
を原理とした光アイソレータを用いた液晶表示装置を実
現するため、発明者は前述の様な手段を考案した。以下
に、より詳しく作用を説明する。
【００３４】「作用１」図１〜図５に本発明の液晶表示
装置の原理を示す。対向基板１２，２２に挟持された液
晶層１０の外側に位相板１９，２９を、さらにその外側
にコレステリック液晶層１３，２３を配置している。下
側のコレステリック液晶層２３の下方に光源３１が置か
れ、光源の下方に光散乱性反射体３２が置かれている。
以後、上側位相板１９から下側位相板２９までを駆動層
と呼ぶことにする。この時光源を発した光の軌跡を追う
と、以下の様になる。なお、図１〜図４では偏光の軌跡
を実線で、自然光の軌跡を破線で示した。また、下側の
コレステリック液晶層は左捩じれであり、上側のコレス
テリック液晶層は右捩じれであるものとした。まず図１
に示した様に、光源を発した光はまず初めに下側のコレ
ステリック液晶層２３のａ点に入射する。ここで右回転
の楕円偏光ｑと左回転の楕円偏光ｐに分解され、ｑは下
側のコレステリック液晶層２３を透過し、ｐは反射され
る。このうち反射された左回転の楕円偏光に着目したの
が図２である。左回転の楕円偏光ｐは下方の光散乱性反
射体のｒ１点に入射し、ここで偏光解消されて自然光に
戻された上で再び下側のコレステリック液晶層のａ２点
に入射する。そして再び右回転の楕円偏光ｑ２と左回転
の楕円偏光ｐ２に分解され、ｐ２は反射されて下方の光
散乱性反射体のｒ２点に入射する。この過程を何度も繰
り返すうちに光源から発した全ての光は右回転の楕円偏
光（ｑ１，ｑ２，ｑ３，ｑ４，ｑ５，……）となり、全
て下側のコレステリック液晶層を透過する。
装置の原理を示す。対向基板１２，２２に挟持された液
晶層１０の外側に位相板１９，２９を、さらにその外側
にコレステリック液晶層１３，２３を配置している。下
側のコレステリック液晶層２３の下方に光源３１が置か
れ、光源の下方に光散乱性反射体３２が置かれている。
以後、上側位相板１９から下側位相板２９までを駆動層
と呼ぶことにする。この時光源を発した光の軌跡を追う
と、以下の様になる。なお、図１〜図４では偏光の軌跡
を実線で、自然光の軌跡を破線で示した。また、下側の
コレステリック液晶層は左捩じれであり、上側のコレス
テリック液晶層は右捩じれであるものとした。まず図１
に示した様に、光源を発した光はまず初めに下側のコレ
ステリック液晶層２３のａ点に入射する。ここで右回転
の楕円偏光ｑと左回転の楕円偏光ｐに分解され、ｑは下
側のコレステリック液晶層２３を透過し、ｐは反射され
る。このうち反射された左回転の楕円偏光に着目したの
が図２である。左回転の楕円偏光ｐは下方の光散乱性反
射体のｒ１点に入射し、ここで偏光解消されて自然光に
戻された上で再び下側のコレステリック液晶層のａ２点
に入射する。そして再び右回転の楕円偏光ｑ２と左回転
の楕円偏光ｐ２に分解され、ｐ２は反射されて下方の光
散乱性反射体のｒ２点に入射する。この過程を何度も繰
り返すうちに光源から発した全ての光は右回転の楕円偏
光（ｑ１，ｑ２，ｑ３，ｑ４，ｑ５，……）となり、全
て下側のコレステリック液晶層を透過する。
【００３５】次に、下側のコレステリック液晶層を透過
した右回転の楕円偏光ｑに着目したのが図３である。ま
ず初めに駆動層に入射するが、駆動層全体が等方的であ
る場合、偏光状態を変えられること無くこれを透過し、
上側のコレステリック液晶層１３のｒ″１点に入射す
る。しかし、上側のコレステリック液晶層１３は下側と
は捩じれ方向が逆であるため右回転の楕円偏光は全て反
射される。このあと右回転の楕円偏光は下側のコレステ
リック液晶層２３に入射、これを透過し、再び光散乱性
反射体３２のｒ′１点に入射する。ｒ′１点で反射さ
れ、図２の過程を繰返した後右回転の楕円偏光ｑ′１と
なって下側のコレステリック液晶層を透過してくるもの
の、上側のコレステリック液晶層１３のｒ″２点で反射
される。この過程を何度繰り返しても（ｒ″１，ｒ″
２，ｒ″３，ｒ″４，……）点で反射されて、上側のコ
レステリック液晶層１３を透過できない。
した右回転の楕円偏光ｑに着目したのが図３である。ま
ず初めに駆動層に入射するが、駆動層全体が等方的であ
る場合、偏光状態を変えられること無くこれを透過し、
上側のコレステリック液晶層１３のｒ″１点に入射す
る。しかし、上側のコレステリック液晶層１３は下側と
は捩じれ方向が逆であるため右回転の楕円偏光は全て反
射される。このあと右回転の楕円偏光は下側のコレステ
リック液晶層２３に入射、これを透過し、再び光散乱性
反射体３２のｒ′１点に入射する。ｒ′１点で反射さ
れ、図２の過程を繰返した後右回転の楕円偏光ｑ′１と
なって下側のコレステリック液晶層を透過してくるもの
の、上側のコレステリック液晶層１３のｒ″２点で反射
される。この過程を何度繰り返しても（ｒ″１，ｒ″
２，ｒ″３，ｒ″４，……）点で反射されて、上側のコ
レステリック液晶層１３を透過できない。
【００３６】駆動層全体が等方的でない場合の右回転の
楕円偏光ｑに着目したのが図４である。下側のコレステ
リック液晶層２３を透過した右回転の楕円偏光ｑは駆動
層により偏光状態を変えられて上側のコレステリック液
晶層１３のａ″１点に入射する。この時、偏光状態を変
えられたことにより何割かの光ｔ１は上側のコレステリ
ック液晶層を透過する。反射された右回転の楕円偏光成
分も下方の光散乱性反射体で反射されて再び上側のコレ
ステリック液晶層１３のａ″２点に入射し、また何割か
光ｔ２が透過する。この過程を何度繰り返すうちに（ｔ
１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，……）が上側のコレステリック
液晶層１３を透過する。
楕円偏光ｑに着目したのが図４である。下側のコレステ
リック液晶層２３を透過した右回転の楕円偏光ｑは駆動
層により偏光状態を変えられて上側のコレステリック液
晶層１３のａ″１点に入射する。この時、偏光状態を変
えられたことにより何割かの光ｔ１は上側のコレステリ
ック液晶層を透過する。反射された右回転の楕円偏光成
分も下方の光散乱性反射体で反射されて再び上側のコレ
ステリック液晶層１３のａ″２点に入射し、また何割か
光ｔ２が透過する。この過程を何度繰り返すうちに（ｔ
１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，……）が上側のコレステリック
液晶層１３を透過する。
【００３７】上下のコレステリック液晶層１３，２３に
可視波長領域（４００ｎｍから700ｎｍ）に特性反射を
示すものを用いれば、電場を印加して駆動層の光学特性
を等方性と非等方性に切り替えることにより暗状態と明
状態の表示を行うことが可能になる。
可視波長領域（４００ｎｍから700ｎｍ）に特性反射を
示すものを用いれば、電場を印加して駆動層の光学特性
を等方性と非等方性に切り替えることにより暗状態と明
状態の表示を行うことが可能になる。
【００３８】また、コレステリック液晶層１３，２３は
正面から見た場合だけではなく、斜めから見た場合にも
可視波長領域（４００ｎｍから７００ｎｍ）に特性反射
を示すものを用いれば、視角特性に優れた表示装置を得
ることができる。（１）式から明らかな様に、特性反射
波長領域は光の入射方向と上下のコレステリック液晶層
の螺旋軸の成す角度にも依存し、θが増大するにつれて
短波長側にシフトする。θ＝６０°の方向から見た場合
にも可視波長領域(４００ｎｍから７００ｎｍ)に特性反
射を示すためには、上下のコレステリック液晶層の特性
反射波長領域は、螺旋の主軸に平行に入射した光に対し
て４００ｎｍから１４００ｎｍであれば良い。
正面から見た場合だけではなく、斜めから見た場合にも
可視波長領域（４００ｎｍから７００ｎｍ）に特性反射
を示すものを用いれば、視角特性に優れた表示装置を得
ることができる。（１）式から明らかな様に、特性反射
波長領域は光の入射方向と上下のコレステリック液晶層
の螺旋軸の成す角度にも依存し、θが増大するにつれて
短波長側にシフトする。θ＝６０°の方向から見た場合
にも可視波長領域(４００ｎｍから７００ｎｍ)に特性反
射を示すためには、上下のコレステリック液晶層の特性
反射波長領域は、螺旋の主軸に平行に入射した光に対し
て４００ｎｍから１４００ｎｍであれば良い。
【００３９】液晶層は一般にその光学特性に波長分散を
有し、全可視波長の透過光は等しい偏光状態にならな
い。その結果、暗状態の光漏が生じる。液晶層と上下の
コレステリック液晶層との間の一方または両方に位相板
を配置し、暗状態の液晶層が有する光学特性の波長分散
を補償することにより暗状態の光漏れを防ぎ、より高コ
ントラスト比の表示を得ることができる。図５では液晶
層と上下のコレステリック液晶層との間の両方に位相板
を配置した状態を記した。
有し、全可視波長の透過光は等しい偏光状態にならな
い。その結果、暗状態の光漏が生じる。液晶層と上下の
コレステリック液晶層との間の一方または両方に位相板
を配置し、暗状態の液晶層が有する光学特性の波長分散
を補償することにより暗状態の光漏れを防ぎ、より高コ
ントラスト比の表示を得ることができる。図５では液晶
層と上下のコレステリック液晶層との間の両方に位相板
を配置した状態を記した。
【００４０】なお、低コスト化のためにはＸＹ電極とこ
れを用いた駆動手段が最適である。本発明の液晶表示装
置の表示原理を明確にするため図１〜図４では省略した
ものの、図５に示した様に、上下の基板１２，２２には
ＸＹ電極１４，２４を備えたものを用いれば良い。
れを用いた駆動手段が最適である。本発明の液晶表示装
置の表示原理を明確にするため図１〜図４では省略した
ものの、図５に示した様に、上下の基板１２，２２には
ＸＹ電極１４，２４を備えたものを用いれば良い。
【００４１】また、下側のコレステリック液晶層２３と
光散乱性反射体３２の間の導光層は図１等に示した様な
空気層であっても良いが、例えばアクリル樹脂等から成
る導光体であってもかまわない。
光散乱性反射体３２の間の導光層は図１等に示した様な
空気層であっても良いが、例えばアクリル樹脂等から成
る導光体であってもかまわない。
【００４２】本発明の液晶表示装置に外部から光が入射
した場合上側のコレステリック液晶層で反射されるた
め、使用状況によっては周囲の物体が表示画面上に映り
込むことがある。図１〜図４では省略したが、上側のコ
レステリック液晶層の外側に光散乱性の透明膜を置けば
映り込みを減少できる。またこのとき映り込んだ周囲の
物体の像が不鮮明になるため視認上映り込みが目立たな
くなる。
した場合上側のコレステリック液晶層で反射されるた
め、使用状況によっては周囲の物体が表示画面上に映り
込むことがある。図１〜図４では省略したが、上側のコ
レステリック液晶層の外側に光散乱性の透明膜を置けば
映り込みを減少できる。またこのとき映り込んだ周囲の
物体の像が不鮮明になるため視認上映り込みが目立たな
くなる。
【００４３】「作用２」１層のコレステリック液晶層の
特性反射波長領域の幅は１００ｎｍ以下と狭い。従っ
て、捩じれのピッチがお互いに異なり、特性反射波長領
域がお互いに異なるコレステリック液晶層を複数積層す
れば４００ｎｍから１４００ｎｍの範囲内に特性反射を
示すコレステリック液晶層が得られる。
特性反射波長領域の幅は１００ｎｍ以下と狭い。従っ
て、捩じれのピッチがお互いに異なり、特性反射波長領
域がお互いに異なるコレステリック液晶層を複数積層す
れば４００ｎｍから１４００ｎｍの範囲内に特性反射を
示すコレステリック液晶層が得られる。
【００４４】尚、コレステリック液晶層の固有偏光は厳
密には楕円偏光であり、コレステリック液晶層を透過し
た時点での固有偏光の楕円の長軸は、後述する様に透過
側表面でのダイレクタ方向を向く。従って、各コレステ
リック液晶層の透過側表面のダイレクタ方向を一定にす
ればコレステリック液晶層を透過した各波長の楕円偏光
の長軸が一定になり、その偏光状態の分散を小さく抑え
ることができる。
密には楕円偏光であり、コレステリック液晶層を透過し
た時点での固有偏光の楕円の長軸は、後述する様に透過
側表面でのダイレクタ方向を向く。従って、各コレステ
リック液晶層の透過側表面のダイレクタ方向を一定にす
ればコレステリック液晶層を透過した各波長の楕円偏光
の長軸が一定になり、その偏光状態の分散を小さく抑え
ることができる。
【００４５】「作用３」コレステリック液晶層の特性反
射波長領域が広いほどコレステリック液晶層の積層数を
減らすことができる。（１）より、特性反射波長領域は
ｎ‖−ｎ⊥、即ち複屈折を増大するほど広くなる。具体
的にはｎ⊥が１.５ 、捩じれのピッチＰを３００ｎｍと
すると、複屈折を０.１ にすれば特性反射波長領域は４
５０ｎｍ〜４８０ｎｍになり、複屈折を０.１５ にすれ
ば４５０ｎｍ〜４９５ｎｍになり、複屈折を０.２ にす
れば４５０ｎｍ〜５１０ｎｍになる。バックライトに用
いられる蛍光灯の輝線スペクトルの半値幅は３０ｎｍ程
度であり、１本の輝線スペクトルの波長帯を充分にカバ
ーするためには半値幅の倍程度の特性反射波長領域が必
要である。従って、コレステリック液晶層の複屈折は
０.２ 以上に設定すれば良い。
射波長領域が広いほどコレステリック液晶層の積層数を
減らすことができる。（１）より、特性反射波長領域は
ｎ‖−ｎ⊥、即ち複屈折を増大するほど広くなる。具体
的にはｎ⊥が１.５ 、捩じれのピッチＰを３００ｎｍと
すると、複屈折を０.１ にすれば特性反射波長領域は４
５０ｎｍ〜４８０ｎｍになり、複屈折を０.１５ にすれ
ば４５０ｎｍ〜４９５ｎｍになり、複屈折を０.２ にす
れば４５０ｎｍ〜５１０ｎｍになる。バックライトに用
いられる蛍光灯の輝線スペクトルの半値幅は３０ｎｍ程
度であり、１本の輝線スペクトルの波長帯を充分にカバ
ーするためには半値幅の倍程度の特性反射波長領域が必
要である。従って、コレステリック液晶層の複屈折は
０.２ 以上に設定すれば良い。
【００４６】「作用４」液晶表示装置の特色である薄
型，軽量を損なわないためには、フィルム状の高分子コ
レステリック液晶層が好ましい。高分子コレステリック
液晶としては、アラミド系高分子、分子内に不斉構造を
含むポリエステル系高分子、また炭素骨格を持たないも
のとしては、The 14th International liquid Crisutal
ConferenceにおいてF.H.Kreuzer,R.Maurer,J.Stohrerら
により発表された分子内に不斉構造を含む環状シロキサ
ン等が知られている。
型，軽量を損なわないためには、フィルム状の高分子コ
レステリック液晶層が好ましい。高分子コレステリック
液晶としては、アラミド系高分子、分子内に不斉構造を
含むポリエステル系高分子、また炭素骨格を持たないも
のとしては、The 14th International liquid Crisutal
ConferenceにおいてF.H.Kreuzer,R.Maurer,J.Stohrerら
により発表された分子内に不斉構造を含む環状シロキサ
ン等が知られている。
【００４７】また、位相板方式ＳＴＮ−ＬＣＤに用いら
れている延伸された有機高分子フィルムを積層してもよ
い。個々の有機高分子フィルムを薄くして積層枚数を増
やせばコレステリック液晶層により近い光学特性が得ら
れる。本発明では、このような有機高分子フィルムもコ
レステリック液晶層に含まれるものとする。有機高分子
フィルムとしてはポリカーボネート，ポリエステル系高
分子，アクリル系高分子，ポリビニルアルコール系高分
子，セルロース，ポリ塩化ビニル，ポリスチレン，ポリ
フェニレンオキサイド，ポリエチレン等であってもよ
い。また、上記の有機高分子フィルムは、高温状態また
は溶液状態で液晶相を示すものであってもよい。この場
合、液晶相の配向を保ったまま成膜化することにより、
高配向度で高複屈折の有機高分子フィルムを得ることが
できる。ＬＢ膜は膜厚が薄くかつ均一であるため、積層
枚数を増やすことによりコレステリック液晶層に近い光
学特性が得られる。ＬＢ膜中の有機高分子は引上げ方向
に配向するため配向処理が不要であり、製造プロセスを
簡略化できる。
れている延伸された有機高分子フィルムを積層してもよ
い。個々の有機高分子フィルムを薄くして積層枚数を増
やせばコレステリック液晶層により近い光学特性が得ら
れる。本発明では、このような有機高分子フィルムもコ
レステリック液晶層に含まれるものとする。有機高分子
フィルムとしてはポリカーボネート，ポリエステル系高
分子，アクリル系高分子，ポリビニルアルコール系高分
子，セルロース，ポリ塩化ビニル，ポリスチレン，ポリ
フェニレンオキサイド，ポリエチレン等であってもよ
い。また、上記の有機高分子フィルムは、高温状態また
は溶液状態で液晶相を示すものであってもよい。この場
合、液晶相の配向を保ったまま成膜化することにより、
高配向度で高複屈折の有機高分子フィルムを得ることが
できる。ＬＢ膜は膜厚が薄くかつ均一であるため、積層
枚数を増やすことによりコレステリック液晶層に近い光
学特性が得られる。ＬＢ膜中の有機高分子は引上げ方向
に配向するため配向処理が不要であり、製造プロセスを
簡略化できる。
【００４８】高分子フィルム等の透明基板に有機高分子
膜を塗布し、配向処理を施しても良い。有機高分子膜に
はアラミド系高分子，分子内に不斉構造を含むポリエス
テル系高分子，環状シロキサンを用いても良い。有機高
分子膜の塗布方法には、スピンコート法，印刷等が挙げ
られる。配向処理方法には、高速回転した布で有機高分
子膜表面を摩擦するラビング処理、またはシェアストレ
スを利用した方法等が挙げられる。透明基板上の有機高
分子膜を塗布した後これに配向処理を施し、さらにその
上に有機高分子膜を塗布し配向処理を施す過程を繰り返
すことにより捩じれ構造が得られる。
膜を塗布し、配向処理を施しても良い。有機高分子膜に
はアラミド系高分子，分子内に不斉構造を含むポリエス
テル系高分子，環状シロキサンを用いても良い。有機高
分子膜の塗布方法には、スピンコート法，印刷等が挙げ
られる。配向処理方法には、高速回転した布で有機高分
子膜表面を摩擦するラビング処理、またはシェアストレ
スを利用した方法等が挙げられる。透明基板上の有機高
分子膜を塗布した後これに配向処理を施し、さらにその
上に有機高分子膜を塗布し配向処理を施す過程を繰り返
すことにより捩じれ構造が得られる。
【００４９】「作用５」液晶層としては、例えばＴＮ−
ＬＣＤやＳＴＮ−ＬＣＤで用いられているネマチック液
晶層であっても良い。これに電場を印加して液晶層の配
向方向を変えることにより、駆動層の光学特性を等方
性、または１／２波長板の光学特性にすることができ
る。応答時間は、ツイスト角の増大に伴い増大する傾向
にあり、高速応答性を得るためには、１８０°以下とす
れば良い。
ＬＣＤやＳＴＮ−ＬＣＤで用いられているネマチック液
晶層であっても良い。これに電場を印加して液晶層の配
向方向を変えることにより、駆動層の光学特性を等方
性、または１／２波長板の光学特性にすることができ
る。応答時間は、ツイスト角の増大に伴い増大する傾向
にあり、高速応答性を得るためには、１８０°以下とす
れば良い。
【００５０】「作用６」「作用１」で説明した様に、本
発明の液晶表示装置では暗状態表示時に光源から出射し
た光が原理上上側のコレステリック液晶層と光散乱性反
射体の間を無限に往復することになる。しかし、実際に
は光学設定条件の不均一等の原因により光漏れが生じる
可能性がある。これを防ぐために液晶層に色素を微量に
混入し、光が液晶層内を往復する間に色素で吸収すれば
良い。色素は光源が出射する可視波長内の全波長の光を
吸収する様であれば良い。色素には、例えばゲストホス
ト方式のために開発されたアントラキノン系色素，骨格
部にアズレン基を含む液晶分子等が適している。これら
の色素単独では可視波長全域をカバーする吸収帯を持た
ないので、異なる波長領域の吸収帯を有する色素を複数
用いて可視波長内の全波長の光を吸収する様にする。色
素の混入により明状態の透過率を低下させてはならない
が、明状態における光の液晶層内の往復回数は暗状態に
比較して少ないので、色素混入による透過率低下の影響
は暗状態に比較して少ない。暗状態の透過率を充分に低
下させ、かつ明状態の透過率低下を最低限に抑えるため
には、色素の含有率は重量％にして５重量％以下であれ
ば良い。
発明の液晶表示装置では暗状態表示時に光源から出射し
た光が原理上上側のコレステリック液晶層と光散乱性反
射体の間を無限に往復することになる。しかし、実際に
は光学設定条件の不均一等の原因により光漏れが生じる
可能性がある。これを防ぐために液晶層に色素を微量に
混入し、光が液晶層内を往復する間に色素で吸収すれば
良い。色素は光源が出射する可視波長内の全波長の光を
吸収する様であれば良い。色素には、例えばゲストホス
ト方式のために開発されたアントラキノン系色素，骨格
部にアズレン基を含む液晶分子等が適している。これら
の色素単独では可視波長全域をカバーする吸収帯を持た
ないので、異なる波長領域の吸収帯を有する色素を複数
用いて可視波長内の全波長の光を吸収する様にする。色
素の混入により明状態の透過率を低下させてはならない
が、明状態における光の液晶層内の往復回数は暗状態に
比較して少ないので、色素混入による透過率低下の影響
は暗状態に比較して少ない。暗状態の透過率を充分に低
下させ、かつ明状態の透過率低下を最低限に抑えるため
には、色素の含有率は重量％にして５重量％以下であれ
ば良い。
【００５１】「作用７」上下のコレステリック液晶層の
捩じれ方向が等しい場合、暗状態を表示するためには駆
動層が１／２波長板と同じ光学特性を示せば良い。その
理由を以下に示す。上下のコレステリック液晶層の捩じ
れ方向が右捩じれであるとすると、下側のコレステリッ
ク液晶層を透過する光は左回りの楕円偏光になる。上側
のコレステリック液晶層は右回りの楕円偏光を反射する
ため、暗状態を表示する電圧VOFF印加時に上側のコレス
テリック液晶層に入射する光の偏光状態を右回りの楕円
偏光にしなければならない。左回りの楕円偏光を楕円率
が等しく長軸の方位が直交する右回りの楕円偏光に変換
するためには、駆動層の光学特性が１／２波長板のそれ
と同じであれば良い。上下のコレステリック液晶層の捩
じれ方向が左捩じれである場合も同様である。下側のコ
レステリック液晶層を透過する光は右回りの楕円偏光で
あり上側のコレステリック液晶層は左楕円偏光を反射す
るため、VOFF印加時に右回りの楕円偏光を楕円率が等し
く長軸の方位が直交する左回りの楕円偏光に変換しなけ
ればならない。そのためには駆動層の光学特性が１／２
波長板のそれと同じであれば良い。
捩じれ方向が等しい場合、暗状態を表示するためには駆
動層が１／２波長板と同じ光学特性を示せば良い。その
理由を以下に示す。上下のコレステリック液晶層の捩じ
れ方向が右捩じれであるとすると、下側のコレステリッ
ク液晶層を透過する光は左回りの楕円偏光になる。上側
のコレステリック液晶層は右回りの楕円偏光を反射する
ため、暗状態を表示する電圧VOFF印加時に上側のコレス
テリック液晶層に入射する光の偏光状態を右回りの楕円
偏光にしなければならない。左回りの楕円偏光を楕円率
が等しく長軸の方位が直交する右回りの楕円偏光に変換
するためには、駆動層の光学特性が１／２波長板のそれ
と同じであれば良い。上下のコレステリック液晶層の捩
じれ方向が左捩じれである場合も同様である。下側のコ
レステリック液晶層を透過する光は右回りの楕円偏光で
あり上側のコレステリック液晶層は左楕円偏光を反射す
るため、VOFF印加時に右回りの楕円偏光を楕円率が等し
く長軸の方位が直交する左回りの楕円偏光に変換しなけ
ればならない。そのためには駆動層の光学特性が１／２
波長板のそれと同じであれば良い。
【００５２】「作用８」上下のコレステリック液晶層の
捩じれ方向が等しくない場合、暗状態を表示するために
はＶOFF 印加時に駆動層が等方的な光学特性を示せば良
い。下側のコレステリック液晶層が左捩じれであり、上
側のコレステリック液晶層が右捩じれである場合につい
ては「作用１」で説明した。下側のコレステリック液晶
層が右捩じれであり、上側のコレステリック液晶層が左
捩じれである場合も同様である。下側のコレステリック
液晶層を透過する光は左回りの楕円偏光であり上側のコ
レステリック液晶層は左楕円偏光を反射するため、Ｖ
OFF 印加時に左回りの楕円偏光は偏光状態を変えずに上
側のコレステリック液晶層に入射しなければならない。
そのためには駆動層の光学特性が等方的であれば良い。
捩じれ方向が等しくない場合、暗状態を表示するために
はＶOFF 印加時に駆動層が等方的な光学特性を示せば良
い。下側のコレステリック液晶層が左捩じれであり、上
側のコレステリック液晶層が右捩じれである場合につい
ては「作用１」で説明した。下側のコレステリック液晶
層が右捩じれであり、上側のコレステリック液晶層が左
捩じれである場合も同様である。下側のコレステリック
液晶層を透過する光は左回りの楕円偏光であり上側のコ
レステリック液晶層は左楕円偏光を反射するため、Ｖ
OFF 印加時に左回りの楕円偏光は偏光状態を変えずに上
側のコレステリック液晶層に入射しなければならない。
そのためには駆動層の光学特性が等方的であれば良い。
【００５３】「作用９」駆動層の光学特性を１／２波長
板と等しくする方法の１例を以下に述べる。
板と等しくする方法の１例を以下に述べる。
【００５４】偏光状態を記述するため規格化ストークス
パラメータ(Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3）を導入する。Ｓ1，Ｓ2，Ｓ
3は任意のＸ軸方向の電場ベクトルの成分ＥX、Ｙ軸方向
の電場ベクトルの成分ＥY，ＥXとＥY の位相差δを用い
て次の(５)〜(７)式で定義される。
パラメータ(Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3）を導入する。Ｓ1，Ｓ2，Ｓ
3は任意のＸ軸方向の電場ベクトルの成分ＥX、Ｙ軸方向
の電場ベクトルの成分ＥY，ＥXとＥY の位相差δを用い
て次の(５)〜(７)式で定義される。
【００５５】 Ｓ1＝(ＥX 2−ＥY 2)／(ＥX 2＋ＥY 2) …（５） Ｓ2＝２ＥXＥYcosδ／(ＥX 2＋ＥY 2) …（６） Ｓ3＝２ＥXＥYsinδ／(ＥX 2＋ＥY 2) …（７） あらゆる偏光状態はＳ1，Ｓ2，Ｓ3によって表される。
また、Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3の二乗和は１であるため、任意の
偏光状態はＳ1，Ｓ2，Ｓ3 を３軸とする空間内の半径１
の球(ポアンカレ球)上の座標点として表すことが出来
る。
また、Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3の二乗和は１であるため、任意の
偏光状態はＳ1，Ｓ2，Ｓ3 を３軸とする空間内の半径１
の球(ポアンカレ球)上の座標点として表すことが出来
る。
【００５６】この規格化ストークスパラメータとポアン
カレ球表示を用いて、捩じれのあるネマチック液晶層に
よる入射光の偏光状態の変換の規則性について述べる。
ネマチック液晶層は光学異方性媒体の一種であり、光学
異方性媒体に入射した光の偏光状態の変換はポアンカレ
球上の２つの固有偏光を結ぶ直線の周りの回転として表
される。ネマチック液晶層の捩じれとはダイレクタ（液
晶分子の配向方向の平均）がその方位を連続的に変える
ことであり、捩じれの軸に対して平行に光が入射した場
合の固有偏光は回転方向がお互いに異なる２つの楕円偏
光である。その楕円の主軸はダイレクタに対して一方は
平行であり、他方は垂直である。ネマチック液晶層の２
つの固有偏光は厳密にはポアンカレ球上の対心点に位置
しないが、対心点にごく近い位置に存在するためこれに
入射した光の偏光状態の変換は通常の光学異方性媒体と
同様ポアンカレ球上の２つの固有偏光を結ぶ直線のまわ
りの回転として近似的に表される。ネマチック液晶層の
ダイレクタは捩じれの軸に対してその方位を連続的に変
えるため、２つの固有偏光は光の進行に伴ってポアンカ
レ球上をＳ3 軸を中心として回転する。従って、ネマチ
ック液晶層による偏光状態の変換はポアンカレ球上の歳
差運動として表される。
カレ球表示を用いて、捩じれのあるネマチック液晶層に
よる入射光の偏光状態の変換の規則性について述べる。
ネマチック液晶層は光学異方性媒体の一種であり、光学
異方性媒体に入射した光の偏光状態の変換はポアンカレ
球上の２つの固有偏光を結ぶ直線の周りの回転として表
される。ネマチック液晶層の捩じれとはダイレクタ（液
晶分子の配向方向の平均）がその方位を連続的に変える
ことであり、捩じれの軸に対して平行に光が入射した場
合の固有偏光は回転方向がお互いに異なる２つの楕円偏
光である。その楕円の主軸はダイレクタに対して一方は
平行であり、他方は垂直である。ネマチック液晶層の２
つの固有偏光は厳密にはポアンカレ球上の対心点に位置
しないが、対心点にごく近い位置に存在するためこれに
入射した光の偏光状態の変換は通常の光学異方性媒体と
同様ポアンカレ球上の２つの固有偏光を結ぶ直線のまわ
りの回転として近似的に表される。ネマチック液晶層の
ダイレクタは捩じれの軸に対してその方位を連続的に変
えるため、２つの固有偏光は光の進行に伴ってポアンカ
レ球上をＳ3 軸を中心として回転する。従って、ネマチ
ック液晶層による偏光状態の変換はポアンカレ球上の歳
差運動として表される。
【００５７】以上の様な捩じれのあるネマチック液晶層
による入射光の偏光状態の変換の規則性を用いて駆動層
の光学特性を１／２波長板と等しくする。その方法を図
６に示す。コレステリック液晶層の固有偏光は楕円偏光
であるがその楕円率は１に近い。簡単のため、以後これ
を円偏光とみなす。上下のコレステリック液晶層の捩じ
れ方向を右捩じれとすると、下側のコレステリック液晶
層を透過した光は左回りの円偏光になる(図６中ａ)。こ
れを下側の位相板を用いてネマチック液晶層の下側表面
における固有偏光に一致させる(図６中ｂ)。下側表面に
おけるネマチック液晶層の固有偏光はその楕円の長軸が
配向処理方向と平行であるため、下側位相板の遅相軸は
ポアンカレ球上で下側表面配向処理方向と９０°をなす
様に、即ち、実空間では４５°をなす様に設定すれば良
い。ネマチック液晶層のツイスト角をθとすると、ネマ
チック液晶層透過時には透過光の偏光状態はポアンカレ
球上でＳ3 軸を中心に２θ回転した点になる（図６中
ｃ）。次に、これを上側の位相板を用いて右回りの円偏
光にする。この時の上側位相板の遅相軸の角度は下側位
相板の場合と同様上側表面配向処理方向と４５°をなす
様に設定すれば良い。上下の位相板のリタデーションは
ネマチック液晶層の固有偏光の偏光状態から決定され
る。以後、固有偏光の偏光状態を求める方法について述
べる。(ａ0，ｂ0，ｃ0)，(ａ1，ｂ1，ｃ1)をそれぞれネ
マチック液晶層に入射した光、出射した光の規格化スト
ークスパラメータとする。また、ネマチック液晶層の固
有偏光の規格化ストークスパラメータを(ｐ，ｑ，ｒ)と
し、次式の様におく。
による入射光の偏光状態の変換の規則性を用いて駆動層
の光学特性を１／２波長板と等しくする。その方法を図
６に示す。コレステリック液晶層の固有偏光は楕円偏光
であるがその楕円率は１に近い。簡単のため、以後これ
を円偏光とみなす。上下のコレステリック液晶層の捩じ
れ方向を右捩じれとすると、下側のコレステリック液晶
層を透過した光は左回りの円偏光になる(図６中ａ)。こ
れを下側の位相板を用いてネマチック液晶層の下側表面
における固有偏光に一致させる(図６中ｂ)。下側表面に
おけるネマチック液晶層の固有偏光はその楕円の長軸が
配向処理方向と平行であるため、下側位相板の遅相軸は
ポアンカレ球上で下側表面配向処理方向と９０°をなす
様に、即ち、実空間では４５°をなす様に設定すれば良
い。ネマチック液晶層のツイスト角をθとすると、ネマ
チック液晶層透過時には透過光の偏光状態はポアンカレ
球上でＳ3 軸を中心に２θ回転した点になる（図６中
ｃ）。次に、これを上側の位相板を用いて右回りの円偏
光にする。この時の上側位相板の遅相軸の角度は下側位
相板の場合と同様上側表面配向処理方向と４５°をなす
様に設定すれば良い。上下の位相板のリタデーションは
ネマチック液晶層の固有偏光の偏光状態から決定され
る。以後、固有偏光の偏光状態を求める方法について述
べる。(ａ0，ｂ0，ｃ0)，(ａ1，ｂ1，ｃ1)をそれぞれネ
マチック液晶層に入射した光、出射した光の規格化スト
ークスパラメータとする。また、ネマチック液晶層の固
有偏光の規格化ストークスパラメータを(ｐ，ｑ，ｒ)と
し、次式の様におく。
【００５８】 ｐ＝cosψOIcosθOI …（８） ｑ＝cosψOIsinθOI …（９） ｒ＝sinψOI …（１０） ここで、ψOIとθOIはポアンカレ球上における仰角と方
位角に相当し、θOIはポアンカレ球上における出射側の
カイラルネマチック層表面の配向処理方向である。入射
光はポアンカレ球上において２つの固有偏光を結ぶ線の
まわりを回転する様に変換されるため、(ｐ，ｑ，ｒ)と
(ａ0，ｂ0，ｃ0)の内積と、(ｐ,ｑ,ｒ)と(ａ1，ｂ1，ｃ
1)の内積は等しい。これよりψOIに関する式が得られ
る。
位角に相当し、θOIはポアンカレ球上における出射側の
カイラルネマチック層表面の配向処理方向である。入射
光はポアンカレ球上において２つの固有偏光を結ぶ線の
まわりを回転する様に変換されるため、(ｐ，ｑ，ｒ)と
(ａ0，ｂ0，ｃ0)の内積と、(ｐ,ｑ,ｒ)と(ａ1，ｂ1，ｃ
1)の内積は等しい。これよりψOIに関する式が得られ
る。
【００５９】 ψOI＝arctan{((ａ0−ａ1)cosθOI＋(ｂ0−ｂ1)sinθOI)／(ｃ1−ｃ0)} …（１１） 種々のネマチック液晶層についてψOIとその波長依存性
を求めた結果を表１に示す。サンプルは市販されている
もので、その特性がそれぞれ異なり、４種のサンプルで
ネマチック液晶層全体の特性を代表しうるものである。
サンプルNo.１は、ロデック社のHR−2029，No.２は同社
HR−9044，No.３はHR−0044，No.４はHR−9044、No.５
はHR−9044、No.６はHR−0048である。ψOIはおよそ１
７°から５４°の範囲にある。円偏光をこれに変換する
方法は少なくとも図７に示した１，２があり、１に必要
なポアンカレ球上の回転角は３６°から７３°、２に必
要な回転角は１０７°から１４４°である。これを波長
５５０ｎｍにおけるリタデーションに換算するとそれぞ
れ５５ｎｍから１１０ｎｍ，１６３ｎｍから２２０ｎｍ
になる。この範囲のリタデーションを有する位相板を用
いれば良い。円偏光をこれに変換する方法は図７に示し
た以外にもあるが、いずれの方法もポアンカレ球上の回
転角が増大し、波長分散を考慮すると好ましくない。
を求めた結果を表１に示す。サンプルは市販されている
もので、その特性がそれぞれ異なり、４種のサンプルで
ネマチック液晶層全体の特性を代表しうるものである。
サンプルNo.１は、ロデック社のHR−2029，No.２は同社
HR−9044，No.３はHR−0044，No.４はHR−9044、No.５
はHR−9044、No.６はHR−0048である。ψOIはおよそ１
７°から５４°の範囲にある。円偏光をこれに変換する
方法は少なくとも図７に示した１，２があり、１に必要
なポアンカレ球上の回転角は３６°から７３°、２に必
要な回転角は１０７°から１４４°である。これを波長
５５０ｎｍにおけるリタデーションに換算するとそれぞ
れ５５ｎｍから１１０ｎｍ，１６３ｎｍから２２０ｎｍ
になる。この範囲のリタデーションを有する位相板を用
いれば良い。円偏光をこれに変換する方法は図７に示し
た以外にもあるが、いずれの方法もポアンカレ球上の回
転角が増大し、波長分散を考慮すると好ましくない。
【００６０】「作用１０」駆動層の光学特性を等方的に
する方法の１例を図８に示す。下のコレステリック液晶
層の捩じれ方向を右捩じれ、上のコレステリック液晶層
の捩じれ方向を左捩じれとすると、下側のコレステリッ
ク液晶層を透過した光は左回りの円偏光になる(図８中
ａ)。これを下側の位相板を用いてネマチック液晶層の
下側表面における固有偏光に一致させる(図８中ｂ)。下
側位相板の遅相軸は「作用９」の場合と同様下側表面配向
処理方向と４５°をなす様に設定すれば良い。ネマチッ
ク液晶層のツイスト角をθとすると、ネマチック液晶層
透過時には透過光の偏光状態はポアンカレ球上でＳ3 軸
を中心に２θ回転した点になる(図８中ｃ)。次に、これ
を上側の位相板を用いてもとの左回りの円偏光にもど
す。この時の上側位相板の遅相軸の角度は下側位相板の
場合と同様上側表面配向処理方向と４５°をなす様に設
定すれば良い。
する方法の１例を図８に示す。下のコレステリック液晶
層の捩じれ方向を右捩じれ、上のコレステリック液晶層
の捩じれ方向を左捩じれとすると、下側のコレステリッ
ク液晶層を透過した光は左回りの円偏光になる(図８中
ａ)。これを下側の位相板を用いてネマチック液晶層の
下側表面における固有偏光に一致させる(図８中ｂ)。下
側位相板の遅相軸は「作用９」の場合と同様下側表面配向
処理方向と４５°をなす様に設定すれば良い。ネマチッ
ク液晶層のツイスト角をθとすると、ネマチック液晶層
透過時には透過光の偏光状態はポアンカレ球上でＳ3 軸
を中心に２θ回転した点になる(図８中ｃ)。次に、これ
を上側の位相板を用いてもとの左回りの円偏光にもど
す。この時の上側位相板の遅相軸の角度は下側位相板の
場合と同様上側表面配向処理方向と４５°をなす様に設
定すれば良い。
【００６１】上下の位相板のリタデーションは「作用
９」の場合と同様ネマチック液晶層の固有偏光の偏光状
態から決定され、５５ｎｍから２２０ｎｍである。
９」の場合と同様ネマチック液晶層の固有偏光の偏光状
態から決定され、５５ｎｍから２２０ｎｍである。
【００６２】「作用１１」駆動層の光学特性を１／２波
長板と等しくする方法の１例を以下に述べる。
長板と等しくする方法の１例を以下に述べる。
【００６３】「作用９」でも述べた様に、ネマチック液
晶層による偏光状態の変換は、ポアンカレ球上の２つの
固有偏光を結ぶ軸の周りの回転で表される。その回転角
Θは次のような方法で求められる。駆動用液晶層の光入
射側に、ダイレクタと透過軸が４５°を成す様に偏光板
を置く。この時、Θは駆動用液晶層に入射した光と駆動
用液晶層を出射した光の規格化ストークスパラメータの
内積で表される。
晶層による偏光状態の変換は、ポアンカレ球上の２つの
固有偏光を結ぶ軸の周りの回転で表される。その回転角
Θは次のような方法で求められる。駆動用液晶層の光入
射側に、ダイレクタと透過軸が４５°を成す様に偏光板
を置く。この時、Θは駆動用液晶層に入射した光と駆動
用液晶層を出射した光の規格化ストークスパラメータの
内積で表される。
【００６４】 Θ＝arccos(ａ0ａ1＋ｂ0ｂ1＋ｃ0ｃ1) …（１２） 種々のネマチック液晶層についてΘとその波長依存性を
求めた結果を表１に併記する。
求めた結果を表１に併記する。
【００６５】上下のコレステリック液晶層の捩じれ方向
を右捩じれとすると、下側のコレステリック液晶層を透
過した光は左回りの円偏光になる。表１のネマチック液
晶層の内の１つ（ツイスト角９０°，Δnd＝１.４０μ
ｍ)に各波長の光が左回りの円偏光となって入射した場
合の透過光のポアンカレ球上での分布を求めると図９の
様になる。各波長の透過光とも共通の楕円(図９中の破
線)上に分布している様に見えるが、これは各波長の固
有偏光の偏光状態が互いにほぼ等しいためである。この
様な透過光の偏光状態の分布の特徴を利用して、以下の
様にして駆動層の光学特性を１／２波長板のそれに近い
ものにする。上側位相板の遅相軸を楕円の短軸(図９中
の１点鎖線)と平行になる様に、即ち、ネマチック液晶
層の上側表面での配向方向と平行になる様に置く。次
に、視感度が最大になる波長５５０ｎｍの透過光の偏光
状態に着目して位相板のリタデーションを決定する。波
長５５０nmの透過光をポアンカレ球の北半球(Ｓ3＞０と
なる領域)上で、かつＳ3軸方向から見たポアンカレ球上
で楕円の短軸に重なる点に移動させるのに必要な回転角
を図９中の波長５５０ｎｍの透過光の位置から求めら
る。ポアンカレ球上での回転数をｍ（ｍ≧０、整数）と
すると回転角は１０１°＋ｍ×３６０°であり、これを
波長５５０ｎｍにおける位相板のリタデーションに換算
すると、１５４ｎｍ＋ｍ×５５０ｎｍである。ｍ＝０〜
２のリタデーションの位相板を用いた場合について、各
透過光の偏光状態の分布を計算すると図１０（ａ）〜
（ｃ）の様になる。図１０（ａ）〜（ｃ）の中では、ｍ
＝２とした図１０（ｃ）が各波長の透過光が右回りの円
偏光を示す点（０，０，１）の近くに分布している。従
って、ツイスト角９０°，Δnd＝１.４０μｍ のネマチ
ック液晶層の位相板のリタデーションは１２５４ｎｍと
すれば良い。ネマチック液晶層の層厚ｄは４.０μｍ〜
６.５μｍ、複屈折Δｎは０.０７〜０.２３の範囲にあ
り、ネマチック液晶層のΔndは０.２８μｍ〜１.５０μ
ｍの範囲にある。この範囲内のΔndを有する表１と同じ
サンプルについて上記と同様の方法で位相板のリタデー
ションを求めた結果を表２に示す。
を右捩じれとすると、下側のコレステリック液晶層を透
過した光は左回りの円偏光になる。表１のネマチック液
晶層の内の１つ（ツイスト角９０°，Δnd＝１.４０μ
ｍ)に各波長の光が左回りの円偏光となって入射した場
合の透過光のポアンカレ球上での分布を求めると図９の
様になる。各波長の透過光とも共通の楕円(図９中の破
線)上に分布している様に見えるが、これは各波長の固
有偏光の偏光状態が互いにほぼ等しいためである。この
様な透過光の偏光状態の分布の特徴を利用して、以下の
様にして駆動層の光学特性を１／２波長板のそれに近い
ものにする。上側位相板の遅相軸を楕円の短軸(図９中
の１点鎖線)と平行になる様に、即ち、ネマチック液晶
層の上側表面での配向方向と平行になる様に置く。次
に、視感度が最大になる波長５５０ｎｍの透過光の偏光
状態に着目して位相板のリタデーションを決定する。波
長５５０nmの透過光をポアンカレ球の北半球(Ｓ3＞０と
なる領域)上で、かつＳ3軸方向から見たポアンカレ球上
で楕円の短軸に重なる点に移動させるのに必要な回転角
を図９中の波長５５０ｎｍの透過光の位置から求めら
る。ポアンカレ球上での回転数をｍ（ｍ≧０、整数）と
すると回転角は１０１°＋ｍ×３６０°であり、これを
波長５５０ｎｍにおける位相板のリタデーションに換算
すると、１５４ｎｍ＋ｍ×５５０ｎｍである。ｍ＝０〜
２のリタデーションの位相板を用いた場合について、各
透過光の偏光状態の分布を計算すると図１０（ａ）〜
（ｃ）の様になる。図１０（ａ）〜（ｃ）の中では、ｍ
＝２とした図１０（ｃ）が各波長の透過光が右回りの円
偏光を示す点（０，０，１）の近くに分布している。従
って、ツイスト角９０°，Δnd＝１.４０μｍ のネマチ
ック液晶層の位相板のリタデーションは１２５４ｎｍと
すれば良い。ネマチック液晶層の層厚ｄは４.０μｍ〜
６.５μｍ、複屈折Δｎは０.０７〜０.２３の範囲にあ
り、ネマチック液晶層のΔndは０.２８μｍ〜１.５０μ
ｍの範囲にある。この範囲内のΔndを有する表１と同じ
サンプルについて上記と同様の方法で位相板のリタデー
ションを求めた結果を表２に示す。
【００６６】位相板のリタデーションは約４００ｎｍ〜
１４００ｎｍに分布しており、この範囲のリタデーショ
ンの位相板を用いれば良い。
１４００ｎｍに分布しており、この範囲のリタデーショ
ンの位相板を用いれば良い。
【００６７】
【表１】
【００６８】
【表２】
【００６９】「作用１２」駆動層の光学特性を等方的に
する方法の１例を以下に述べる。
する方法の１例を以下に述べる。
【００７０】下のコレステリック液晶層の捩じれ方向を
右捩じれ、上のコレステリック液晶層の捩じれ方向を左
捩じれとすると、下側のコレステリック液晶層を透過し
た光は「作用１１」と同様左回りの円偏光になる。「作
用１１」と同様ツイスト角９０°，Δnd＝１.４０μｍ
のネマチック液晶層を例に、位相板の遅相軸角度とリタ
デーションを求める。位相板の遅相軸は「作用１１」と
同様楕円の短軸（図９中の１点鎖線）と平行になる様
に、即ち、ネマチック液晶層の上側表面での配向方向と
平行になる様に置く。次に、波長５５０ｎｍの透過光を
ポアンカレ球の南半球(Ｓ3＜０となる領域)上で、かつ
Ｓ3軸方向から見たポアンカレ球上で楕円の短軸に重な
る点に移動させるのに必要な回転角を図９中の波長５５
０ｎｍの透過光の位置から求めらる。回転角は２８１°
＋ｍ×３６０°であり、これを波長５５０ｎｍにおける
位相板のリタデーションに換算すると４２９ｎｍ＋ｍ×
550ｎｍである。ｍ＝０〜２のリタデーションの位相板
を用いた場合について、各透過光の偏光状態の分布を計
算すると図１１（ａ）〜（ｃ）の様になる。図１１
（ａ）〜（ｃ）の中ではｍ＝１とした図１１（ｂ）が各
波長の透過光が右回りの円偏光を示す点（０，０，−
１）の近くに分布している。従って、ツイスト角９０
°，Δnd＝１.４０μｍ のネマチック液晶層の位相板の
リタデーションは９７９ｎｍとすれば良い。ネマチック
液晶層の層厚ｄは４.０μｍ〜６.５μｍ、複屈折Δｎは
０.０７〜０.２３の範囲にあり、ネマチック液晶層のΔ
ndは0.28μｍ〜１.５０μｍ の範囲にある。この範囲内
のΔndを有する表１と同じサンプルについて上記と同様
の方法で位相板のリタデーションを求めた結果を表３に
示す。
右捩じれ、上のコレステリック液晶層の捩じれ方向を左
捩じれとすると、下側のコレステリック液晶層を透過し
た光は「作用１１」と同様左回りの円偏光になる。「作
用１１」と同様ツイスト角９０°，Δnd＝１.４０μｍ
のネマチック液晶層を例に、位相板の遅相軸角度とリタ
デーションを求める。位相板の遅相軸は「作用１１」と
同様楕円の短軸（図９中の１点鎖線）と平行になる様
に、即ち、ネマチック液晶層の上側表面での配向方向と
平行になる様に置く。次に、波長５５０ｎｍの透過光を
ポアンカレ球の南半球(Ｓ3＜０となる領域)上で、かつ
Ｓ3軸方向から見たポアンカレ球上で楕円の短軸に重な
る点に移動させるのに必要な回転角を図９中の波長５５
０ｎｍの透過光の位置から求めらる。回転角は２８１°
＋ｍ×３６０°であり、これを波長５５０ｎｍにおける
位相板のリタデーションに換算すると４２９ｎｍ＋ｍ×
550ｎｍである。ｍ＝０〜２のリタデーションの位相板
を用いた場合について、各透過光の偏光状態の分布を計
算すると図１１（ａ）〜（ｃ）の様になる。図１１
（ａ）〜（ｃ）の中ではｍ＝１とした図１１（ｂ）が各
波長の透過光が右回りの円偏光を示す点（０，０，−
１）の近くに分布している。従って、ツイスト角９０
°，Δnd＝１.４０μｍ のネマチック液晶層の位相板の
リタデーションは９７９ｎｍとすれば良い。ネマチック
液晶層の層厚ｄは４.０μｍ〜６.５μｍ、複屈折Δｎは
０.０７〜０.２３の範囲にあり、ネマチック液晶層のΔ
ndは0.28μｍ〜１.５０μｍ の範囲にある。この範囲内
のΔndを有する表１と同じサンプルについて上記と同様
の方法で位相板のリタデーションを求めた結果を表３に
示す。
【００７１】位相板のリタデーションは約３００ｎｍ〜
１０００ｎｍに分布しており、この範囲のリタデーショ
ンの位相板を用いれば良い。
１０００ｎｍに分布しており、この範囲のリタデーショ
ンの位相板を用いれば良い。
【００７２】
【表３】
【００７３】
【実施例】以下に本発明の液晶表示装置を具体例を用い
て説明する。
て説明する。
【００７４】（実施例１）図５に本発明の液晶表示装置
の構成を示す。上下の基板１２，２２はＸＹ電極１４，
２４と配向膜１１，２１を備え、液晶層１０を挟持して
いる。上の基板１２の外側には上側位相板１９を備え、
更にその外側には上側コレステリック液晶層１３を備
え、下の基板２２の外側には下側コレステリック液晶層
２３を備えている。本実施例では、下側位相板２９はな
いものとみなす。上側コレステリック液晶層１３は捩じ
れ方向が右回りであり、下側コレステリック液晶層２３
は捩じれ方向が左回りである。上下の基板１２，２２上
のＸＹ電極１４，２４は、駆動回路１５，２５に接続さ
れている。下側コレステリック液晶層２３の下方には光
源３１があり、さらにその下方には光散乱性反射体３２
がある。
の構成を示す。上下の基板１２，２２はＸＹ電極１４，
２４と配向膜１１，２１を備え、液晶層１０を挟持して
いる。上の基板１２の外側には上側位相板１９を備え、
更にその外側には上側コレステリック液晶層１３を備
え、下の基板２２の外側には下側コレステリック液晶層
２３を備えている。本実施例では、下側位相板２９はな
いものとみなす。上側コレステリック液晶層１３は捩じ
れ方向が右回りであり、下側コレステリック液晶層２３
は捩じれ方向が左回りである。上下の基板１２，２２上
のＸＹ電極１４，２４は、駆動回路１５，２５に接続さ
れている。下側コレステリック液晶層２３の下方には光
源３１があり、さらにその下方には光散乱性反射体３２
がある。
【００７５】上下の基板１２，２２はガラス製であり、
ＸＹ電極１４，２４はＩＴＯから成る。配向膜１１，２
１はポリイミド系高分子から成り、ラビング法で配向処
理されている。光源３１はナトリウムランプであり、光
散乱性反射体３２は表面を凹凸処理したアルミ膜であ
る。液晶層１０はネマチック液晶から成り、層厚は６.
１μｍ、液晶材料の複屈折は０.２３ である。液晶層１
０はカイラル剤（メルク社製Ｓ８１１）を０.４％ 含
み、そのツイスト角は９０°，プレチルト角は４°であ
る。上下のコレステリック液晶層１３，２３は二枚の透
明基板とそれに挾持されたコレステリック液晶層からな
り、該コレステリック液晶層はチッ素社製のネマチック
液晶HA−4813XXにメルク社製のカイラル剤Ｓ８１１また
はＲ811を混合したものである。HA−4813XXの複屈折は
約０.１９ である。カイラル剤の含有量は、重量％にし
て２５.０％ であり、特性反射波長領域は５５０ｎｍ〜
６２０ｎｍである。上側のコレステリック液晶層１３は
左捩じれであり、下側のコレステリック液晶層２３は右
捩じれである。
ＸＹ電極１４，２４はＩＴＯから成る。配向膜１１，２
１はポリイミド系高分子から成り、ラビング法で配向処
理されている。光源３１はナトリウムランプであり、光
散乱性反射体３２は表面を凹凸処理したアルミ膜であ
る。液晶層１０はネマチック液晶から成り、層厚は６.
１μｍ、液晶材料の複屈折は０.２３ である。液晶層１
０はカイラル剤（メルク社製Ｓ８１１）を０.４％ 含
み、そのツイスト角は９０°，プレチルト角は４°であ
る。上下のコレステリック液晶層１３，２３は二枚の透
明基板とそれに挾持されたコレステリック液晶層からな
り、該コレステリック液晶層はチッ素社製のネマチック
液晶HA−4813XXにメルク社製のカイラル剤Ｓ８１１また
はＲ811を混合したものである。HA−4813XXの複屈折は
約０.１９ である。カイラル剤の含有量は、重量％にし
て２５.０％ であり、特性反射波長領域は５５０ｎｍ〜
６２０ｎｍである。上側のコレステリック液晶層１３は
左捩じれであり、下側のコレステリック液晶層２３は右
捩じれである。
【００７６】上側位相板１９はポリカーボネート製であ
り、その遅相軸は上側の基板の配向処理方向に対して平
行であり、波長５５０ｎｍにおけるリタデーションは15
30nmである。
り、その遅相軸は上側の基板の配向処理方向に対して平
行であり、波長５５０ｎｍにおけるリタデーションは15
30nmである。
【００７７】この液晶表示装置の透過率の駆動電圧依存
性を測定したところ、１.９０Ｖ で透過率は極小とな
り、その値は４％であった。２.１０Ｖ で透過率は極大
となり、その値は３５％であった。コントラスト比は１
／２４０デューティ駆動において６：１であった。ま
た、斜め方向から測定したコントラスト比は４：１であ
り、正面方向から測定したコントラスト比に比べて低下
は少なかった。
性を測定したところ、１.９０Ｖ で透過率は極小とな
り、その値は４％であった。２.１０Ｖ で透過率は極大
となり、その値は３５％であった。コントラスト比は１
／２４０デューティ駆動において６：１であった。ま
た、斜め方向から測定したコントラスト比は４：１であ
り、正面方向から測定したコントラスト比に比べて低下
は少なかった。
【００７８】この液晶表示装置を１／２４０デューティ
で駆動し、その応答時間を測定した。応答時間の定義
は、２値の駆動電圧Ｖ1，Ｖ2(Ｖ1＜Ｖ2)間で駆動した際
の液晶層の電気容量の変化量をΔＣとすると、駆動電圧
をＶ1からＶ2に切り替えた際、電気容量の変化量が０.
９ΔＣ になるまでに要する時間をＴR，駆動電圧をＶ2
からＶ1 に切り替えた際、電気容量の変化量が０.９Δ
Ｃ になるまでに要する時間をＴF とし、ＴR＋ＴFを応
答時間と定義する。ＴR＝３５ｍｓ，ＴF＝３０ｍｓ，Ｔ
R＋ＴF＝６５ｍｓであり、動画に対応するに充分な値が
得られた。
で駆動し、その応答時間を測定した。応答時間の定義
は、２値の駆動電圧Ｖ1，Ｖ2(Ｖ1＜Ｖ2)間で駆動した際
の液晶層の電気容量の変化量をΔＣとすると、駆動電圧
をＶ1からＶ2に切り替えた際、電気容量の変化量が０.
９ΔＣ になるまでに要する時間をＴR，駆動電圧をＶ2
からＶ1 に切り替えた際、電気容量の変化量が０.９Δ
Ｃ になるまでに要する時間をＴF とし、ＴR＋ＴFを応
答時間と定義する。ＴR＝３５ｍｓ，ＴF＝３０ｍｓ，Ｔ
R＋ＴF＝６５ｍｓであり、動画に対応するに充分な値が
得られた。
【００７９】（実施例２）実施例１の液晶表示装置にお
いて、上下のコレステリック液晶層を高分子フィルムに
換えた。高分子フィルムはサイクリックシロキサンであ
り、F.K.Kreuzerらが Mol.Cryst.Liq.Cryst,1991,Vol.1
99,pp345〜378に記載した方法により合成し、T.J.Bunni
ng らがLiquid Crystals,1991,Vol.10,pp445〜456に記
載した方法によりフィルム状に形成した。特性反射の波
長領域はF.K.Kreuzer らがThe 14thInternational Liqu
id Crystal Conference にて発表した方法により調節
し、ナトリウムランプの５８９ｎｍの波長の光を含む範
囲とした。コントラスト比は１／２４０デューティ駆動
において６：１であり、ＴR＋ＴF＝６５ｍｓであった。
この様に上下のコレステリック液晶層を高分子フィルム
に換えても実施例１と同様の表示特性と応答特性が得ら
れ、しかも携帯性が大幅に向上した。
いて、上下のコレステリック液晶層を高分子フィルムに
換えた。高分子フィルムはサイクリックシロキサンであ
り、F.K.Kreuzerらが Mol.Cryst.Liq.Cryst,1991,Vol.1
99,pp345〜378に記載した方法により合成し、T.J.Bunni
ng らがLiquid Crystals,1991,Vol.10,pp445〜456に記
載した方法によりフィルム状に形成した。特性反射の波
長領域はF.K.Kreuzer らがThe 14thInternational Liqu
id Crystal Conference にて発表した方法により調節
し、ナトリウムランプの５８９ｎｍの波長の光を含む範
囲とした。コントラスト比は１／２４０デューティ駆動
において６：１であり、ＴR＋ＴF＝６５ｍｓであった。
この様に上下のコレステリック液晶層を高分子フィルム
に換えても実施例１と同様の表示特性と応答特性が得ら
れ、しかも携帯性が大幅に向上した。
【００８０】（実施例３）実施例１の液晶表示装置にお
いて、光源を蛍光灯に換え、上下のコレステリック液晶
層を捩じれのピッチが互いに異なるコレステリック液晶
層を１１層積層したものに換えた。ここで、上側のｎ番
目のコレステリック液晶層をＣｈ(ｎ)，下側のｎ′番目
のコレステリック液晶層をＣh′(n′)と表すことにす
る。
いて、光源を蛍光灯に換え、上下のコレステリック液晶
層を捩じれのピッチが互いに異なるコレステリック液晶
層を１１層積層したものに換えた。ここで、上側のｎ番
目のコレステリック液晶層をＣｈ(ｎ)，下側のｎ′番目
のコレステリック液晶層をＣh′(n′)と表すことにす
る。
【００８１】Ｃｈ(ｎ)、Ｃｈ′(ｎ′)は二枚の透明基板
に挾持された液晶層からなり、該液晶層はチッ素社製の
ネマチック液晶HA−4813XXにメルク社製のカイラル剤S8
11またはＲ８１１を混合したものである。HA−4813XXの
複屈折は約０.１９ である。個々のコレステリック液晶
層のカイラル剤の含有量は、重量％にしてＣｈ(１)，Ｃ
ｈ′(１′）が３７.０％，Ｃｈ(２)，Ｃｈ′(２′)が３
３.３％，Ｃｈ(３)，Ｃｈ′(３′)が２９.４％，Ｃｈ
(４)，Ｃｈ′(４′)が２６.３％，Ｃｈ(５)，Ｃｈ′
(５′)が２４.０％，Ｃｈ(６)，Ｃｈ′(６′)が２１.３
％，Ｃｈ(７)，Ｃｈ′(７′)が１８.９％，Ｃｈ(８)，
Ｃｈ′(８′)が１６.９％であり、Ｃｈ(９)，Ｃｈ′
(９′)が１５.１％，Ｃｈ(１０)，Ｃｈ′(１０′)が１
３.７％，Ｃｈ(１１)，Ｃｈ′(１１′)が１２.３％ 、
特性反射波長領域はＣｈ(１)，Ｃｈ′(１′)が４１０ｎ
ｍ〜４６０ｎｍ，Ｃｈ(２)，Ｃｈ′(２′)が４５０ｎｍ
〜５１０ｎｍ，Ｃｈ(３)，Ｃｈ′(３′)が５１０ｎｍ〜
５７０ｎｍ，Ｃｈ(４)，Ｃｈ′(４′)が５７０ｎｍ〜６
４０ｎｍ，Ｃｈ(５)，Ｃｈ′(５′)が６４０ｎｍ〜７１
０ｎｍ，Ｃｈ(６)，Ｃｈ′(６′)が７１０ｎｍ〜８００
ｎｍ，Ｃｈ(７)，Ｃｈ′(７′)が８００ｎｍ〜９００ｎ
ｍ，Ｃｈ(８)，Ｃｈ′(８′)が９００ｎｍ〜１０００ｎ
ｍ，Ｃｈ(９)，Ｃｈ′(９′)が１０００ｎｍ〜１１２０
ｎｍ，Ｃｈ(１０)，Ｃｈ′(１０′)が１１００ｎｍ〜１
２４０ｎｍ，Ｃｈ(１１)，Ｃｈ′(１１′)が１２２０ｎ
ｍ〜１３８０ｎｍ、である。
に挾持された液晶層からなり、該液晶層はチッ素社製の
ネマチック液晶HA−4813XXにメルク社製のカイラル剤S8
11またはＲ８１１を混合したものである。HA−4813XXの
複屈折は約０.１９ である。個々のコレステリック液晶
層のカイラル剤の含有量は、重量％にしてＣｈ(１)，Ｃ
ｈ′(１′）が３７.０％，Ｃｈ(２)，Ｃｈ′(２′)が３
３.３％，Ｃｈ(３)，Ｃｈ′(３′)が２９.４％，Ｃｈ
(４)，Ｃｈ′(４′)が２６.３％，Ｃｈ(５)，Ｃｈ′
(５′)が２４.０％，Ｃｈ(６)，Ｃｈ′(６′)が２１.３
％，Ｃｈ(７)，Ｃｈ′(７′)が１８.９％，Ｃｈ(８)，
Ｃｈ′(８′)が１６.９％であり、Ｃｈ(９)，Ｃｈ′
(９′)が１５.１％，Ｃｈ(１０)，Ｃｈ′(１０′)が１
３.７％，Ｃｈ(１１)，Ｃｈ′(１１′)が１２.３％ 、
特性反射波長領域はＣｈ(１)，Ｃｈ′(１′)が４１０ｎ
ｍ〜４６０ｎｍ，Ｃｈ(２)，Ｃｈ′(２′)が４５０ｎｍ
〜５１０ｎｍ，Ｃｈ(３)，Ｃｈ′(３′)が５１０ｎｍ〜
５７０ｎｍ，Ｃｈ(４)，Ｃｈ′(４′)が５７０ｎｍ〜６
４０ｎｍ，Ｃｈ(５)，Ｃｈ′(５′)が６４０ｎｍ〜７１
０ｎｍ，Ｃｈ(６)，Ｃｈ′(６′)が７１０ｎｍ〜８００
ｎｍ，Ｃｈ(７)，Ｃｈ′(７′)が８００ｎｍ〜９００ｎ
ｍ，Ｃｈ(８)，Ｃｈ′(８′)が９００ｎｍ〜１０００ｎ
ｍ，Ｃｈ(９)，Ｃｈ′(９′)が１０００ｎｍ〜１１２０
ｎｍ，Ｃｈ(１０)，Ｃｈ′(１０′)が１１００ｎｍ〜１
２４０ｎｍ，Ｃｈ(１１)，Ｃｈ′(１１′)が１２２０ｎ
ｍ〜１３８０ｎｍ、である。
【００８２】この時コントラスト比は６：１であり、ま
たＴR＝３５ｍｓ，ＴF＝３０ｍｓ，ＴR＋ＴF＝６５ｍｓ
と動画に対応するに充分な値が得られた。この様に、光
源を白色光源に換えた場合でも上下のコレステリック液
晶層を捩じれのピッチが互いに異なるコレステリック液
晶層Ｃｈ(ｎ)，Ｃｈ′(ｎ′)の積層体とすることにより
実施例１とほぼ同様の表示特性と応答特性が得られた。
たＴR＝３５ｍｓ，ＴF＝３０ｍｓ，ＴR＋ＴF＝６５ｍｓ
と動画に対応するに充分な値が得られた。この様に、光
源を白色光源に換えた場合でも上下のコレステリック液
晶層を捩じれのピッチが互いに異なるコレステリック液
晶層Ｃｈ(ｎ)，Ｃｈ′(ｎ′)の積層体とすることにより
実施例１とほぼ同様の表示特性と応答特性が得られた。
【００８３】（実施例４）実施例３の液晶表示装置にお
いて、上のコレステリック液晶層を右捩じれのものに、
下のコレステリック液晶層を左捩じれのものにそれぞれ
取り替えた。また、位相板のリタデーションを１５３０
ｎｍにした。このとき実施例１とほぼ同様の特性が得ら
れた。
いて、上のコレステリック液晶層を右捩じれのものに、
下のコレステリック液晶層を左捩じれのものにそれぞれ
取り替えた。また、位相板のリタデーションを１５３０
ｎｍにした。このとき実施例１とほぼ同様の特性が得ら
れた。
【００８４】（実施例５）実施例３の液晶表示装置にお
いて、上のコレステリック液晶層を右捩じれのものに取
り替え、上下のコレステリック液晶層の捩じれ方向を同
じにした。また、位相板のリタデーションを１８００ｎ
ｍにした。このとき実施例１とほぼ同様の特性が得られ
た。
いて、上のコレステリック液晶層を右捩じれのものに取
り替え、上下のコレステリック液晶層の捩じれ方向を同
じにした。また、位相板のリタデーションを１８００ｎ
ｍにした。このとき実施例１とほぼ同様の特性が得られ
た。
【００８５】（実施例６）実施例３の液晶表示装置にお
いて、下のコレステリック液晶層を左捩じれのものに取
り替え、上下のコレステリック液晶層の捩じれ方向を同
じにした。また、位相板のリタデーションを１８００ｎ
ｍにした。このとき実施例１とほぼ同様の特性が得られ
た。
いて、下のコレステリック液晶層を左捩じれのものに取
り替え、上下のコレステリック液晶層の捩じれ方向を同
じにした。また、位相板のリタデーションを１８００ｎ
ｍにした。このとき実施例１とほぼ同様の特性が得られ
た。
【００８６】（実施例７）実施例３の液晶表示装置にお
いて、上下のコレステリック液晶層に用いる液晶層をロ
デイック社製のネマチック液晶RDP−00610にメルク社製
のカイラル剤S811またはL811を混合したものに換えた。
RDP−00610の複屈折は約0.26である。個々のコレステリ
ック液晶層のカイラル剤の含有量は重量％にしてＣｈ
(１)，Ｃｈ′(１′）が３７％，Ｃｈ(２），Ｃｈ′
(２′）が３２％，Ｃｈ(３），Ｃｈ′(３′）が２８
％，Ｃｈ(４），Ｃｈ′(４′）が２４％，Ｃｈ(５），
Ｃｈ′(５′）が２１％，Ｃｈ(６），Ｃｈ′(６′）が
１８％、Ｃｈ(７），Ｃｈ′(７′)が１５.２％，Ｃｈ
(８)，Ｃｈ′(８′)が１２.３％であり、特性反射波長
領域はＣｈ(１)，Ｃｈ′(１′)が４１０ｎｍ〜４８０ｎ
ｍ、Ｃｈ(２)，Ｃｈ′(２′)が４８０ｎｍ〜５６０ｎ
ｍ，Ｃｈ(３)，Ｃｈ′(３′)が５５０ｎｍ〜６４０ｎ
ｍ，Ｃｈ(４)，Ｃｈ′(４′)が６３０ｎｍ〜７４０ｎ
ｍ，Ｃｈ(５)，Ｃｈ′(５′)が７３０ｎｍ〜８５０ｎ
ｍ、Ｃｈ(６)，Ｃｈ′(６′)が８５０ｎｍ〜１０００ｎ
ｍ、Ｃｈ(７)，Ｃｈ′(７′)が１０００ｎｍ〜１１７０
ｎｍ，Ｃｈ(８)，Ｃｈ′(８′)が１１６０ｎｍ〜１３７
０ｎｍである。その結果、実施例１とほぼ同じ表示特性
と応答特性が得られた。
いて、上下のコレステリック液晶層に用いる液晶層をロ
デイック社製のネマチック液晶RDP−00610にメルク社製
のカイラル剤S811またはL811を混合したものに換えた。
RDP−00610の複屈折は約0.26である。個々のコレステリ
ック液晶層のカイラル剤の含有量は重量％にしてＣｈ
(１)，Ｃｈ′(１′）が３７％，Ｃｈ(２），Ｃｈ′
(２′）が３２％，Ｃｈ(３），Ｃｈ′(３′）が２８
％，Ｃｈ(４），Ｃｈ′(４′）が２４％，Ｃｈ(５），
Ｃｈ′(５′）が２１％，Ｃｈ(６），Ｃｈ′(６′）が
１８％、Ｃｈ(７），Ｃｈ′(７′)が１５.２％，Ｃｈ
(８)，Ｃｈ′(８′)が１２.３％であり、特性反射波長
領域はＣｈ(１)，Ｃｈ′(１′)が４１０ｎｍ〜４８０ｎ
ｍ、Ｃｈ(２)，Ｃｈ′(２′)が４８０ｎｍ〜５６０ｎ
ｍ，Ｃｈ(３)，Ｃｈ′(３′)が５５０ｎｍ〜６４０ｎ
ｍ，Ｃｈ(４)，Ｃｈ′(４′)が６３０ｎｍ〜７４０ｎ
ｍ，Ｃｈ(５)，Ｃｈ′(５′)が７３０ｎｍ〜８５０ｎ
ｍ、Ｃｈ(６)，Ｃｈ′(６′)が８５０ｎｍ〜１０００ｎ
ｍ、Ｃｈ(７)，Ｃｈ′(７′)が１０００ｎｍ〜１１７０
ｎｍ，Ｃｈ(８)，Ｃｈ′(８′)が１１６０ｎｍ〜１３７
０ｎｍである。その結果、実施例１とほぼ同じ表示特性
と応答特性が得られた。
【００８７】以上の様に、上下のコレステリック液晶層
の複屈折を増大したことによりコレステリック液晶層の
積層数を１１層から８層に減少することが出来た。
の複屈折を増大したことによりコレステリック液晶層の
積層数を１１層から８層に減少することが出来た。
【００８８】（実施例８）実施例７の液晶表示装置にお
いて、位相板のリタデーションを９８０ｎｍにした。こ
のとき暗表示時の透過率は２％に低下し、コントラスト
比は１／２４０デューティ駆動において１１：１に増大
した。また、実施例１とほぼ同じ応答特性が得られた。
いて、位相板のリタデーションを９８０ｎｍにした。こ
のとき暗表示時の透過率は２％に低下し、コントラスト
比は１／２４０デューティ駆動において１１：１に増大
した。また、実施例１とほぼ同じ応答特性が得られた。
【００８９】この様に位相板のリタデーションを請求項
１２の範囲にすることにより、表示特性が改善された。
１２の範囲にすることにより、表示特性が改善された。
【００９０】（実施例９）実施例７の液晶表示装置にお
いて、上のコレステリック液晶層を右捩じれのものに、
下のコレステリック液晶層を左捩じれのものにそれぞれ
取り替えた。また、位相板のリタデーションを９８０ｎ
ｍにした。このとき暗表示時の透過率は２％に低下し、
コントラスト比は１／２４０デューティ駆動において１
１：１に増大した。また、実施例１とほぼ同じ応答特性
が得られた。
いて、上のコレステリック液晶層を右捩じれのものに、
下のコレステリック液晶層を左捩じれのものにそれぞれ
取り替えた。また、位相板のリタデーションを９８０ｎ
ｍにした。このとき暗表示時の透過率は２％に低下し、
コントラスト比は１／２４０デューティ駆動において１
１：１に増大した。また、実施例１とほぼ同じ応答特性
が得られた。
【００９１】この様に位相板のリタデーションを請求項
１２の範囲にすることにより、表示特性が改善された。
１２の範囲にすることにより、表示特性が改善された。
【００９２】（実施例１０）実施例７の液晶表示装置に
おいて、下のコレステリック液晶層を左捩じれのものに
取り替え、上下のコレステリック液晶層の捩じれ方向を
同じにした。また、位相板のリタデーションを１２５０
ｎｍにした。このとき暗表示時の透過率は２％に低下
し、コントラスト比は１／２４０デューティ駆動におい
て１０：１に増大した。また、実施例１とほぼ同じ応答
特性が得られた。
おいて、下のコレステリック液晶層を左捩じれのものに
取り替え、上下のコレステリック液晶層の捩じれ方向を
同じにした。また、位相板のリタデーションを１２５０
ｎｍにした。このとき暗表示時の透過率は２％に低下
し、コントラスト比は１／２４０デューティ駆動におい
て１０：１に増大した。また、実施例１とほぼ同じ応答
特性が得られた。
【００９３】この様に位相板のリタデーションを請求項
１１の範囲にすることにより、表示特性が改善された。
１１の範囲にすることにより、表示特性が改善された。
【００９４】（実施例１１）実施例７の液晶表示装置に
おいて、上のコレステリック液晶層を右捩じれのものに
取り替え、上下のコレステリック液晶層の捩じれ方向を
同じにした。また、位相板のリタデーションを１２５０
ｎｍにした。このとき実施例１とほぼ同様の特性が得ら
れた。このとき暗表示時の透過率は２％に低下し、コン
トラスト比は１／２４０デューティ駆動において１０：
１に増大した。また、実施例１とほぼ同じ応答特性が得
られた。
おいて、上のコレステリック液晶層を右捩じれのものに
取り替え、上下のコレステリック液晶層の捩じれ方向を
同じにした。また、位相板のリタデーションを１２５０
ｎｍにした。このとき実施例１とほぼ同様の特性が得ら
れた。このとき暗表示時の透過率は２％に低下し、コン
トラスト比は１／２４０デューティ駆動において１０：
１に増大した。また、実施例１とほぼ同じ応答特性が得
られた。
【００９５】この様に位相板のリタデーションを請求項
１１の範囲にすることにより、表示特性が改善された。
１１の範囲にすることにより、表示特性が改善された。
【００９６】（実施例１２）実施例８の液晶表示装置に
おいて、下の基板と下のコレステリック液晶層の間に位
相板２９を新たに加えた。また、上側と下側の位相板の
遅相軸を、それぞれ上側基板の配向処理方向、下側基板
の配向処理方向と４５°を成す様に設定した。上側と下
側の位相板のリタデーションは、それぞれ１１０ｎｍ，
１１０ｎｍにした。このときコントラスト比は１／２４
０デューティ駆動において７：１であり、ＴR＋ＴF＝６
５ｍｓであった。
おいて、下の基板と下のコレステリック液晶層の間に位
相板２９を新たに加えた。また、上側と下側の位相板の
遅相軸を、それぞれ上側基板の配向処理方向、下側基板
の配向処理方向と４５°を成す様に設定した。上側と下
側の位相板のリタデーションは、それぞれ１１０ｎｍ，
１１０ｎｍにした。このときコントラスト比は１／２４
０デューティ駆動において７：１であり、ＴR＋ＴF＝６
５ｍｓであった。
【００９７】（実施例１３）実施例１０の液晶表示装置
において、下の基板と下のコレステリック液晶層の間に
位相板２９を新たに加えた。また、上側と下側の位相板
の遅相軸を、それぞれ上側基板の配向処理方向、下側基
板の配向処理方向と４５°を成す様に設定した。上側と
下側の位相板のリタデーションは、それぞれ１１０ｎ
ｍ，１６３ｎｍにした。このときコントラスト比は１／
２４０デューティ駆動において７：１であり、ＴR＋ＴF
＝６５ｍｓであった。
において、下の基板と下のコレステリック液晶層の間に
位相板２９を新たに加えた。また、上側と下側の位相板
の遅相軸を、それぞれ上側基板の配向処理方向、下側基
板の配向処理方向と４５°を成す様に設定した。上側と
下側の位相板のリタデーションは、それぞれ１１０ｎ
ｍ，１６３ｎｍにした。このときコントラスト比は１／
２４０デューティ駆動において７：１であり、ＴR＋ＴF
＝６５ｍｓであった。
【００９８】（実施例１４）実施例８の液晶表示装置に
おいて、ネマチック液晶層にアントラキノン系色素を
２.０ 重量％混合した。透過率の極小値は１％，極大値
は２９％となった。コントラスト比は１／２４０デュー
ティ駆動において２０：１であった。この様に、ネマチ
ック液晶層に２色性色素を加えることにより暗表示の透
過率が減少し、コントラスト比が増大した。
おいて、ネマチック液晶層にアントラキノン系色素を
２.０ 重量％混合した。透過率の極小値は１％，極大値
は２９％となった。コントラスト比は１／２４０デュー
ティ駆動において２０：１であった。この様に、ネマチ
ック液晶層に２色性色素を加えることにより暗表示の透
過率が減少し、コントラスト比が増大した。
【００９９】また、応答時間を測定したところＴR＝４
０ｍｓ，ＴF＝３０ｍｓ，ＴR＋ＴF＝７０ｍｓであり、
動画に対応するのに充分な値が得られた。
０ｍｓ，ＴF＝３０ｍｓ，ＴR＋ＴF＝７０ｍｓであり、
動画に対応するのに充分な値が得られた。
【０１００】（実施例１５）実施例１０の液晶表示装置
において、ネマチック液晶層にアントラキノン系色素を
２.０ 重量％混合した。透過率の極小値は１％，極大値
は２９％となった。コントラスト比は１／２４０デュー
ティ駆動において１５：１であった。この様に、ネマチ
ック液晶層に２色性色素を加えることにより暗表示の透
過率が減少し、コントラスト比が増大した。
において、ネマチック液晶層にアントラキノン系色素を
２.０ 重量％混合した。透過率の極小値は１％，極大値
は２９％となった。コントラスト比は１／２４０デュー
ティ駆動において１５：１であった。この様に、ネマチ
ック液晶層に２色性色素を加えることにより暗表示の透
過率が減少し、コントラスト比が増大した。
【０１０１】また、応答時間を測定したところＴR＝３
０ｍｓ，ＴF＝３０ｍｓ，ＴR＋ＴF＝６０ｍｓであり、
動画に対応するのに充分な値が得られた。
０ｍｓ，ＴF＝３０ｍｓ，ＴR＋ＴF＝６０ｍｓであり、
動画に対応するのに充分な値が得られた。
【０１０２】（実施例１６）実施例８の液晶表示装置に
おいて、ネマチック液晶層にアントラキノン系色素を
４.０ 重量％混合した。透過率の極小値は０.４％ ，極
大値は２５％となった。コントラスト比は１／２４０デ
ューティ駆動において３５：１であった。この様に、ネ
マチック液晶層に２色性色素を加えることにより暗表示
の透過率が減少し、コントラスト比が増大した。
おいて、ネマチック液晶層にアントラキノン系色素を
４.０ 重量％混合した。透過率の極小値は０.４％ ，極
大値は２５％となった。コントラスト比は１／２４０デ
ューティ駆動において３５：１であった。この様に、ネ
マチック液晶層に２色性色素を加えることにより暗表示
の透過率が減少し、コントラスト比が増大した。
【０１０３】また、応答時間を測定したところＴR＝４
０ｍｓ，ＴF＝３０ｍｓ，ＴR＋ＴF＝７０ｍｓであり、
動画に対応するのに充分な値が得られた。
０ｍｓ，ＴF＝３０ｍｓ，ＴR＋ＴF＝７０ｍｓであり、
動画に対応するのに充分な値が得られた。
【０１０４】（実施例１７）実施例１０の液晶表示装置
において、ネマチック液晶層にアントラキノン系色素を
４.０ 重量％混合した。透過率の極小値は０.５％ ，極
大値は２６％となった。コントラスト比は１／２４０デ
ューティ駆動において２９：１であった。この様に、ネ
マチック液晶層に２色性色素を加えることにより暗表示
の透過率が減少し、コントラスト比が増大した。
において、ネマチック液晶層にアントラキノン系色素を
４.０ 重量％混合した。透過率の極小値は０.５％ ，極
大値は２６％となった。コントラスト比は１／２４０デ
ューティ駆動において２９：１であった。この様に、ネ
マチック液晶層に２色性色素を加えることにより暗表示
の透過率が減少し、コントラスト比が増大した。
【０１０５】また、応答時間を測定したところＴR＝４
０ｍｓ，ＴF＝３０ｍｓ，ＴR＋ＴF＝７０ｍｓであり、
動画に対応するのに充分な値が得られた。
０ｍｓ，ＴF＝３０ｍｓ，ＴR＋ＴF＝７０ｍｓであり、
動画に対応するのに充分な値が得られた。
【０１０６】（実施例１８）実施例１４の液晶表示装置
において、上下のコレステリック液晶層を高分子フィル
ムに換えた。実施例２と同様の方法で合成，成膜化，特
性反射の波長領域の調整を行い、特性反射の波長領域が
互いに異なるコレステリック液晶層を積層することによ
り４００ｎｍから１０００ｎｍに特性反射を示すコレス
テリック液晶層を作製した。
において、上下のコレステリック液晶層を高分子フィル
ムに換えた。実施例２と同様の方法で合成，成膜化，特
性反射の波長領域の調整を行い、特性反射の波長領域が
互いに異なるコレステリック液晶層を積層することによ
り４００ｎｍから１０００ｎｍに特性反射を示すコレス
テリック液晶層を作製した。
【０１０７】実施例１４と同様の表示特性と応答特性が
得られ、しかも実施例１４の液晶表示装置に比べ携帯性
が大幅に向上した。
得られ、しかも実施例１４の液晶表示装置に比べ携帯性
が大幅に向上した。
【０１０８】（実施例１９）実施例１８の液晶表示装置
をラップトップ型コンピュータに搭載した。その外観を
図１０に示す。図１０中の７１は液晶表示部、７２はキ
ーボード、７３は３.５ インチフロッピーディスクのデ
ィスクドライブ部である。このラップトップ型コンピュ
ータにマウス駆動装置を接続してこれを駆動したとこ
ろ、マウス駆動装置をいくら速く動かしても画面上から
マウス表示が消失することは無かった。また、マウス表
示が不鮮明化することも無かった。画面上でスクロール
を行っても表示が不鮮明化することも無かった。
をラップトップ型コンピュータに搭載した。その外観を
図１０に示す。図１０中の７１は液晶表示部、７２はキ
ーボード、７３は３.５ インチフロッピーディスクのデ
ィスクドライブ部である。このラップトップ型コンピュ
ータにマウス駆動装置を接続してこれを駆動したとこ
ろ、マウス駆動装置をいくら速く動かしても画面上から
マウス表示が消失することは無かった。また、マウス表
示が不鮮明化することも無かった。画面上でスクロール
を行っても表示が不鮮明化することも無かった。
【０１０９】（比較例１）実施例３の液晶表示装置にお
いて、上下のコレステリック液晶層からＣｈ(５)，Ｃ
ｈ′(５′)，Ｃｈ(６)，Ｃｈ′(６′)，Ｃｈ(７)，Ｃ
ｈ′(７′)，Ｃｈ(８)，Ｃｈ′(８′)，Ｃｈ(９)，Ｃ
ｈ′(９′)，Ｃｈ(１０)，Ｃｈ′(１０′)，Ｃｈ(１
１)，Ｃｈ′(１１′)を取り除いた。この時正面から見
たコントラスト比，暗表示透過率，明表示透過率は実施
例１の液晶表示装置と変わらなかった。しかし、斜め方
向から見た時暗表示の透過率が８％に増大し、コントラ
スト比は２：１にまで低下した。
いて、上下のコレステリック液晶層からＣｈ(５)，Ｃ
ｈ′(５′)，Ｃｈ(６)，Ｃｈ′(６′)，Ｃｈ(７)，Ｃ
ｈ′(７′)，Ｃｈ(８)，Ｃｈ′(８′)，Ｃｈ(９)，Ｃ
ｈ′(９′)，Ｃｈ(１０)，Ｃｈ′(１０′)，Ｃｈ(１
１)，Ｃｈ′(１１′)を取り除いた。この時正面から見
たコントラスト比，暗表示透過率，明表示透過率は実施
例１の液晶表示装置と変わらなかった。しかし、斜め方
向から見た時暗表示の透過率が８％に増大し、コントラ
スト比は２：１にまで低下した。
【０１１０】この様に、捩じれの軸に対して平行に入射
した光に対する特性反射の波長領域が近赤外域にあるコ
レステリック液晶層を除いても時正面から見た表示特性
に変化は無い。しかし、斜め方向から見た表示特性は著
しく低下し、直視型の表示装置として重要な表示の視角
特性が損なわれる。
した光に対する特性反射の波長領域が近赤外域にあるコ
レステリック液晶層を除いても時正面から見た表示特性
に変化は無い。しかし、斜め方向から見た表示特性は著
しく低下し、直視型の表示装置として重要な表示の視角
特性が損なわれる。
【０１１１】（比較例２）実施例７の液晶表示装置にお
いて、上下のコレステリック液晶層からＣｈ(５)，Ｃ
ｈ′(５′)，Ｃｈ(６)，Ｃｈ′(６′)，Ｃｈ(７)，Ｃ
ｈ′(７′)，Ｃｈ(８)，Ｃｈ′(８′)を取り除いた。こ
の時正面から見たコントラスト比，暗表示透過率，明表
示透過率は実施例５の液晶表示装置と変わらなかった。
しかし、斜め方向から見た時暗表示の透過率が６％に増
大し、コントラスト比は２：１にまで低下した。
いて、上下のコレステリック液晶層からＣｈ(５)，Ｃ
ｈ′(５′)，Ｃｈ(６)，Ｃｈ′(６′)，Ｃｈ(７)，Ｃ
ｈ′(７′)，Ｃｈ(８)，Ｃｈ′(８′)を取り除いた。こ
の時正面から見たコントラスト比，暗表示透過率，明表
示透過率は実施例５の液晶表示装置と変わらなかった。
しかし、斜め方向から見た時暗表示の透過率が６％に増
大し、コントラスト比は２：１にまで低下した。
【０１１２】比較例１と同様に捩じれの軸に対して平行
に入射した光に対する特性反射の波長領域が近赤外域に
あるコレステリック液晶層を除くと、斜め方向から見た
表示特性が著しく低下する。
に入射した光に対する特性反射の波長領域が近赤外域に
あるコレステリック液晶層を除くと、斜め方向から見た
表示特性が著しく低下する。
【０１１３】（比較例３）実施例１の液晶表示装置にお
いて、位相板を取り除いた。この時正面から見たコント
ラスト比は３：１にまで低下した。この様に、位相板を
用いて駆動用液晶層の光学特性とその波長依存性を補償
しないと、コントラスト比が著しく低下する。
いて、位相板を取り除いた。この時正面から見たコント
ラスト比は３：１にまで低下した。この様に、位相板を
用いて駆動用液晶層の光学特性とその波長依存性を補償
しないと、コントラスト比が著しく低下する。
【０１１４】
【発明の効果】以上により、応答特性が優れていて視角
特性も良好、かつ高精細大容量表示が可能で低コストな
液晶表示装置が得られる。
特性も良好、かつ高精細大容量表示が可能で低コストな
液晶表示装置が得られる。
【０１１５】また、本発明はあらゆる駆動方式の液晶表
示装置に適用可能であり、例えばＴＦＴを用いた液晶表
示装置に本発明を適用した場合、明るさ向上の効果が得
られる。本発明は透過型以外の液晶表示装置にも適用可
能であり、例えば投射型液晶表示装置に本発明を適用し
た場合、明るさと応答特性向上の効果が得られる。
示装置に適用可能であり、例えばＴＦＴを用いた液晶表
示装置に本発明を適用した場合、明るさ向上の効果が得
られる。本発明は透過型以外の液晶表示装置にも適用可
能であり、例えば投射型液晶表示装置に本発明を適用し
た場合、明るさと応答特性向上の効果が得られる。
【図１】本発明の液晶表示装置の表示原理を示す一連の
図の内の一つであり、光源から発した光が下側のコレス
テリック液晶層に入射した際の透過と反射を示す。
図の内の一つであり、光源から発した光が下側のコレス
テリック液晶層に入射した際の透過と反射を示す。
【図２】本発明の液晶表示装置の表示原理を示す一連の
図の内の一つであり、図１中の下側のコレステリック液
晶層で反射された光の軌跡を示す。
図の内の一つであり、図１中の下側のコレステリック液
晶層で反射された光の軌跡を示す。
【図３】本発明の液晶表示装置の表示原理を示す一連の
図の内の一つであり、図１中の下側のコレステリック液
晶層を透過した光の軌跡を示す。この時、液晶層は光学
的に等方的である。
図の内の一つであり、図１中の下側のコレステリック液
晶層を透過した光の軌跡を示す。この時、液晶層は光学
的に等方的である。
【図４】本発明の液晶表示装置の表示原理を示す一連の
図の内の一つであり、図１中の下側のコレステリック液
晶層を透過した光の軌跡を示す。この時、液晶層は光学
的に異方的である。
図の内の一つであり、図１中の下側のコレステリック液
晶層を透過した光の軌跡を示す。この時、液晶層は光学
的に異方的である。
【図５】本発明の液晶表示装置の構成を示す。
【図６】ポアンカレ球であり、作用１１により駆動層の
光学特性を１／２波長板のそれと等しくする方法を示
す。
光学特性を１／２波長板のそれと等しくする方法を示
す。
【図７】ポアンカレ球であり、作用１１により円偏光を
ネマチック液晶層の固有偏光に変換する方法を示す。
ネマチック液晶層の固有偏光に変換する方法を示す。
【図８】ポアンカレ球であり、作用１２により駆動層の
光学特性を等方的にする方法を示す。
光学特性を等方的にする方法を示す。
【図９】Ｓ3 軸方向から見たポアンカレ球であり、作用
１１により駆動層の光学特性を１／２波長板のそれと等
しくする方法、及び作用１２により駆動層の光学特性を
等方的にする方法を示す。
１１により駆動層の光学特性を１／２波長板のそれと等
しくする方法、及び作用１２により駆動層の光学特性を
等方的にする方法を示す。
【図１０】Ｓ3 軸方向から見たポアンカレ球であり、作
用１１の各位相板によりネマチック液晶層を透過した光
の偏光状態を変換した後の各波長の光の偏光状態を示
す。
用１１の各位相板によりネマチック液晶層を透過した光
の偏光状態を変換した後の各波長の光の偏光状態を示
す。
【図１１】Ｓ3 軸方向から見たポアンカレ球であり、作
用１２の各位相板によりネマチック液晶層を透過した光
の偏光状態を変換した後の各波長の光の偏光状態を示
す。
用１２の各位相板によりネマチック液晶層を透過した光
の偏光状態を変換した後の各波長の光の偏光状態を示
す。
【図１２】本発明の液晶表示装置をノートブック型パー
ソナルコンピュータに搭載した状態を示す。
ソナルコンピュータに搭載した状態を示す。
ｐ，ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５…下側コレステリッ
ク液晶層を反射した光の軌跡、ｑ，ｑ１，ｑ２，ｑ３，
ｑ４，ｑ５…下側コレステリック液晶層を透過した光の
軌跡、ａ，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５…下側コレス
テリック液晶層への光の入射点、ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ
４，ｒ′１，ｒ′２，ｒ′３…光散乱性反射体への光の
入射点、ｐ′１，ｐ′２，ｐ′３，ｐ′４…上側コレス
テリック液晶層を反射した光の軌跡、ｒ″１，ｒ″２，
ｒ″３，ｒ″４，ａ″１，ａ″２，ａ″３，ａ″４…上
側コレステリック液晶層への光の入射点、ｔ１，ｔ２，
ｔ３，ｔ４…上側コレステリック液晶層を透過した光の
軌跡、１０…駆動用液晶層、１１…上側配向膜、１２…
上側基板、１３…上側コレステリック液晶層、１４…上
側電極、１５…上側駆動部、１９…上側位相板、２１…
下側配向膜、２２…下側基板、２３…下側コレステリッ
ク液晶層、２４…下側電極、２５…下側駆動部、２９…
下側位相板、３１…光源、３２…光散乱性反射体、ａ…
下側コレステリック液晶層を透過した光の偏光状態、ｂ
…下側表面におけるネマチック液晶層の固有偏光、ｃ…
上側表面におけるネマチック液晶層の固有偏光、ｄ…上
側位相板を透過した光の偏光状態、１，２…円偏光をネ
マチック液晶層の固有偏光に変換する経路、７１…液晶
表示部、７２…キーボード、７３…ディスクドライブ
部。
ク液晶層を反射した光の軌跡、ｑ，ｑ１，ｑ２，ｑ３，
ｑ４，ｑ５…下側コレステリック液晶層を透過した光の
軌跡、ａ，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５…下側コレス
テリック液晶層への光の入射点、ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ
４，ｒ′１，ｒ′２，ｒ′３…光散乱性反射体への光の
入射点、ｐ′１，ｐ′２，ｐ′３，ｐ′４…上側コレス
テリック液晶層を反射した光の軌跡、ｒ″１，ｒ″２，
ｒ″３，ｒ″４，ａ″１，ａ″２，ａ″３，ａ″４…上
側コレステリック液晶層への光の入射点、ｔ１，ｔ２，
ｔ３，ｔ４…上側コレステリック液晶層を透過した光の
軌跡、１０…駆動用液晶層、１１…上側配向膜、１２…
上側基板、１３…上側コレステリック液晶層、１４…上
側電極、１５…上側駆動部、１９…上側位相板、２１…
下側配向膜、２２…下側基板、２３…下側コレステリッ
ク液晶層、２４…下側電極、２５…下側駆動部、２９…
下側位相板、３１…光源、３２…光散乱性反射体、ａ…
下側コレステリック液晶層を透過した光の偏光状態、ｂ
…下側表面におけるネマチック液晶層の固有偏光、ｃ…
上側表面におけるネマチック液晶層の固有偏光、ｄ…上
側位相板を透過した光の偏光状態、１，２…円偏光をネ
マチック液晶層の固有偏光に変換する経路、７１…液晶
表示部、７２…キーボード、７３…ディスクドライブ
部。
Claims (14)
- 【請求項１】対向して配置された二枚の基板と液晶層、
並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から構成され、
該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が該基板によ
って挟持されている液晶表示装置において、 該液晶表示装置は二枚の該基板双方の上側及び二枚の該
基板双方の下側にコレステリック液晶層を備え、下側の
該コレステリック液晶層の下側から光が入射する光源を
備え、更にその下側に光散乱性の反射体を備え、光を上
側の該コレステリック液晶層と該光散乱性の反射体との
間で多重反射させることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】対向して配置された二枚の基板と液晶層、
並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から構成され、
該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が該基板によ
って挟持されている液晶表示装置において、 該液晶表示装置は二枚の該基板双方の上側及び二枚の該
基板双方の下側にコレステリック液晶層を備え、下側の
該コレステリック液晶層の下側から光が入射する光源を
備え、更にその下側に光散乱性の反射体を備え、上側の
該基板と上側の該コレステリック液晶層との間をａ、下
側の該基板と下側の該コレステリック液晶層との間をｂ
とすると、ａ及びｂの一方もしくは両方に光学異方性媒
体を備え、光を上側の該コレステリック液晶層と該光散
乱性の反射体との間で多重反射させることを特徴とする
液晶表示装置。 - 【請求項３】対向して配置された二枚の基板と液晶層、
並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から構成され、
該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が該基板によ
って挟持されている液晶表示装置において、 該液晶表示装置は二枚の該基板双方の上側及び二枚の該
基板双方の下側にコレステリック液晶層を備え、該コレ
ステリック液晶層は捩じれの軸に対して平行に光を入射
した場合、４００ｎｍから１４００ｎｍの波長領域の間
に特性反射を示し、下側の該コレステリック液晶層の下
側から光が入射する光源を備え、更にその下側に光散乱
性の反射体を備え、上側の該基板と上側の該コレステリ
ック液晶層との間をａ、下側の該基板と下側の該コレス
テリック液晶層との間をｂとすると、ａ及びｂの一方も
しくは両方に光学異方性媒体を備えていることを特徴と
する液晶表示装置。 - 【請求項４】対向して配置された二枚の基板と液晶層、
並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から構成され、
該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が該基板によ
って挟持されている液晶表示装置において、 該液晶表示装置は二枚の該基板双方の上側及び二枚の該
基板双方の下側にコレステリック液晶層を備え、該コレ
ステリック液晶層は捩じれの軸に対して平行に光を入射
した場合、４００ｎｍから１４００ｎｍの波長領域に特
性反射を示し、下側の該コレステリック液晶層の下側か
ら光が入射する光源を備え、更にその下側に光散乱性の
反射体を備え、上側の該基板と上側の該コレステリック
液晶層との間をａ、下側の該基板と下側の該コレステリ
ック液晶層との間をｂとすると、ａ及びｂの一方もしく
は両方に光学異方性媒体を備え、該コレステリック液晶
層は捩じれのピッチがお互いに異なるコレステリック液
晶層の積層体であることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項５】請求項１及び請求項３の液晶表示装置にお
いて、該コレステリック液晶層の複屈折が０.２以上で
あることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項６】請求項１及び請求項３の液晶表示装置にお
いて、該コレステリック液晶層が高分子フィルムである
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項７】対向して配置された二枚の基板と液晶層、
並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から構成され、
該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が該基板によ
って挟持されている液晶表示装置において、 該液晶表示装置は二枚の該基板双方の上側及び二枚の該
基板双方の下側にコレステリック液晶層を備え、該コレ
ステリック液晶層は捩じれの軸に対して平行に光を入射
した場合、４００ｎｍから１４００ｎｍの波長領域の間
に特性反射を示し、下側の該コレステリック液晶層の下
側から光が入射する光源を備え、更にその下側に光散乱
性の反射体を備え、上側の該基板と上側の該コレステリ
ック液晶層との間をａ、下側の該基板と下側の該コレス
テリック液晶層との間をｂとすると、ａ及びｂの一方も
しくは両方に光学異方性媒体を備え、該液晶層がネマチ
ック液晶層であり、そのツイスト角が１８０°以下であ
ることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項８】請求項７の液晶表示装置において、該液晶
層が可視波長領域に吸収帯を持つ色素の混合物を含み、
その含有率が５重量％以下であることを特徴とする液晶
表示装置。 - 【請求項９】対向して配置された二枚の基板と液晶層、
並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から構成され、
該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が該基板によ
って挟持されている液晶表示装置において、 該液晶表示装置は二枚の該基板双方の上側及び二枚の該
基板双方の下側にコレステリック液晶層を備え、該コレ
ステリック液晶層は捩じれの軸に対して平行に光を入射
した場合、４００ｎｍから１４００ｎｍの波長領域の間
に特性反射を示し、下側の該コレステリック液晶層の下
側から光が入射する光源を備え、更にその下側に光散乱
性の反射体を備え、上側の該基板と上側の該コレステリ
ック液晶層との間をａ、下側の該基板と下側の該コレス
テリック液晶層との間をｂとすると、ａ及びｂの一方も
しくは両方に光学異方性媒体を備え、上下に配置された
コレステリック液晶層の捩じれ方向がお互いに等しく、
該液晶層に印加される２値以上の電圧値の内の１つがＶ
OFFであり、ＶOFF印加時に該液晶層と該光学異方性媒体
の光学特性が１／２波長板のそれに等しくなることを特
徴とする液晶表示装置。 - 【請求項１０】対向して配置された二枚の基板と液晶
層、並びに２値以上の電圧を印加する駆動部から構成さ
れ、該基板はＸＹ電極を備えており、該液晶層が該基板
によって挟持されている液晶表示装置において、 該液晶表示装置は二枚の該基板双方の上側及び二枚の該
基板双方の下側にコレステリック液晶層を備え、該コレ
ステリック液晶層は捩じれの軸に対して平行に光を入射
した場合、４００ｎｍから１４００ｎｍの波長領域の間
に特性反射を示し、下側の該コレステリック液晶層の下
側から光が入射する光源を備え、更にその下側に光散乱
性の反射体を備え、上側の該基板と上側の該コレステリ
ック液晶層との間をａ、下側の該基板と下側の該コレス
テリック液晶層との間をｂとすると、ａ及びｂの一方も
しくは両方に光学異方性媒体を備え、上下に配置された
コレステリック液晶層の捩じれ方向がお互いに逆であ
り、該液晶層に印加される２値以上の電圧値の内の１つ
がＶOFFであり、ＶOFF印加時に該液晶層と該光学異方性
媒体の光学特性が等方的である液晶表示装置。 - 【請求項１１】請求項９の液晶表示装置において、該液
晶層とその上下に配置されたコレステリック液晶層との
間に位相板を備え、該位相板の遅相軸は近傍の基板の配
向処理方向と４５°をなし、該位相板のリタデーション
は５５ｎｍ以上，２２０ｎｍ以下であることを特徴とす
る液晶表示装置。 - 【請求項１２】請求項１０の液晶表示装置において、該
液晶層とその上下に配置されたコレステリック液晶層と
の間に位相板を備え、該位相板の遅相軸は近傍の基板の
配向処理方向と４５°をなし、該位相板のリタデーショ
ンは５５ｎｍ以上，２２０ｎｍ以下であることを特徴と
する液晶表示装置。 - 【請求項１３】請求項９の液晶表示装置において、該液
晶層とその上下に配置されたコレステリック液晶層との
間の一方に位相板を備え、該位相板の遅相軸は近傍の基
板の配向処理方向に平行であり、該位相板のリタデーシ
ョンは４００ｎｍ以上，1400nm以下であることを特徴と
する液晶表示装置。 - 【請求項１４】請求項１０の液晶表示装置において、該
液晶層とその上下に配置されたコレステリック液晶層と
の間の一方に位相板を備え、該位相板の遅相軸は近傍の
基板の配向処理方向に平行であり、該位相板のリタデー
ションは３００ｎｍ以上，1000ｎｍ以下であることを特
徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6001096A JPH06265942A (ja) | 1993-01-12 | 1994-01-11 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-3105 | 1993-01-12 | ||
| JP310593 | 1993-01-12 | ||
| JP6001096A JPH06265942A (ja) | 1993-01-12 | 1994-01-11 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265942A true JPH06265942A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=26334257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6001096A Pending JPH06265942A (ja) | 1993-01-12 | 1994-01-11 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06265942A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1010501A (ja) * | 1996-06-20 | 1998-01-16 | Minolta Co Ltd | 液晶素子 |
| JP2006147843A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Hitachi Ltd | 電界効果トランジスタの製造方法およびその方法で製造された電界効果トランジスタ |
-
1994
- 1994-01-11 JP JP6001096A patent/JPH06265942A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1010501A (ja) * | 1996-06-20 | 1998-01-16 | Minolta Co Ltd | 液晶素子 |
| JP2006147843A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Hitachi Ltd | 電界効果トランジスタの製造方法およびその方法で製造された電界効果トランジスタ |
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