JPH11249179A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】明るく、しかもコントラストの良い平面内スイ
ッチング方式の反射型表示を行なうことができる液晶表
示素子を提供する。 【解決手段】液晶１８のダイレクタが印加電界に応じて
平面方向に変化する液晶セル１０の背後に反射板２２を
配置し、前記液晶セル１０の前面側にのみ１枚の偏光板
２０を配置することにより、偏光板による吸収を必要最
小限にして出射光の強度を高くするとともに、前記液晶
セル１０の背面と前記反射板２２との間に位相差板２１
を配置することによりコントラストを良くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶のダイレク
タ（液晶分子の並んでいる方向を示す単位ベクトル）を
基板に沿った平面上でその方向（以下平面方向という）
を変化させて表示の書き替えを行なう反射型の液晶表示
素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子として、液晶分子のダイレ
クタを平面方向に変化させて表示を書き替える、一般に
平面内スイッチングと称される方式のものがあり、この
平面内スイッチング方式の液晶表示素子は、一般に用い
られているＴＮ（ツイステッドネマティック）型の液晶
表示素子に比べて、視野角特性にすぐれているという利
点をもっている。

【０００３】前記平面内スイッチング方式の液晶表示素
子は、一対の基板間に、液晶分子が前記基板面にほぼ沿
って配向させ、前記基板面と平行な方向の電界、あるい
は前記基板面に垂直な方向の電界の印加に応じて、液晶
のダイレクタを平面方向に変化させたものであり、前記
液晶のダイレクタの変化に応じた光学軸の動きを制御
し、偏光板による偏光作用により光の透過率の変化とし
て表示する。

【０００４】前記液晶セルとしては、反強誘電性液晶や
強誘電性液晶のようなスメクティック液晶を用い、一対
の基板の内面にそれぞれ設けられた電極間に印加する電
界を制御することにより、液晶のダイレクタを平面方向
に変化させるスイッチングを行なうものと、ネマティッ
ク液晶をホモジニアス配向させ、一方の基板の内面に各
画素領域にそれぞれ対応させて設けられた電極間に印加
する水平方向電界を制御することにより、液晶のダイレ
クタを平面方向に変化させてスイッチングを行なうもの
がある。

【０００５】この平面内スイッチング方式の液晶表示素
子にも、自然光や室内照明光等の外光を前面側から取り
込んで反射型表示を行なうものと、液晶表示素子の背後
にバックライトを配置し、このバックライトからの光を
背面側から取り込んで透過型表示を行なうものとがある
が、電力消費の面からみれば、外光を利用して表示する
反射型のものが有利である。

【０００６】図３および図４はそれぞれ、従来の平面内
スイッチング方式による反射型液晶表示素子の側面図で
ある。図３に示した液晶表示素子は、液晶セル１をはさ
んでその前面と背面とにそれぞれ偏光板５，６を配置
し、背面側の偏光板６の背後に反射板７を配置した構成
となっている。

【０００７】上記液晶セル１は、その内部構造は図示し
ないが、枠状のシール材４を介して接合した一対の透明
基板２，３間に、スメクティック液晶またはネマティッ
ク液晶を挟持したものであり、例えばスメクティック液
晶を用いる液晶セルの場合は、その両基板２，３の内面
にそれぞれ透明な電極が設けられ、またネマティック液
晶を用いる液晶セルの場合は、いずれか一方の基板の内
面に、各画素領域にそれぞれ対応させて対向する電極が
設けられている。

【０００８】また、前記一対の基板２，３の内面にはそ
れぞれ、互いにほぼ平行な方向に配向処理が施された水
平配向膜が形成されており、前記液晶の分子は、両基板
２，３の近傍における配向方向をそれぞれ前記配向膜に
より規制され、前記基板２，３面にほぼ沿って配向して
いる。

【０００９】この液晶のダイレクタは、印加電界に応じ
て平面方向に変化する。すなわち、例えば前記液晶がス
メクティック液晶のうちの反強誘電性液晶である場合、
この反強誘電性液晶は、その反強誘電相（バルクの状
態）における螺旋構造をほどかれた状態で両基板２，３
間に挟持されており、スメクティック層構造の法線の方
向を前記配向膜により規制されている。

【００１０】この反強誘電性液晶の分子は、無電界状態
では、各層の液晶分子がスメクティック層構造の法線に
対し同じチルト角で交互に逆向きに配列（各層ごとに互
い違いの向きで配列）しており、したがって、このとき
の液晶のダイレクタは前記スメクティック層構造の法線
に沿った方向にある。

【００１１】そして、両基板２，３の電極間に一方向の
極性の強い電界を印加すると、ほとんどの液晶分子がス
メクティック層構造の法線に対し一方の方向に前記チル
ト角で配列して、ダイレクタが平面方向に沿って一方の
方向に斜めにずれ、前記電極間に逆方向の極性の強い電
界を印加すると、ほとんどの液晶分子がスメクティック
層構造の法線に対し他方の方向に前記チルト角で配列し
て、ダイレクタが平面方向に沿って他方の方向に斜めに
ずれる。

【００１２】また、例えば前記液晶がネマティック液晶
である場合は、液晶分子が、無電界状態では両基板２，
３の配向膜の配向処理方向に沿ってホモジニアス配向
し、いずれか一方の基板の内面に各画素領域にそれぞれ
対応させて設けられた電極間に水平方向電界を印加する
と、前記無電界状態での配向方向に対して斜めに首を振
るように配向するため、液晶のダイレクタは、無電界状
態では前記配向膜の配向処理方向に沿った方向にあり、
前記水平方向電界を印加すると前記配向処理方向に対し
て平面方向に斜めにずれる。

【００１３】上記液晶表示素子は、その前面から外光を
取り込み、その光を背面の反射板７で反射させて表示す
るものであり、液晶表示素子にその前面から入射した光
は、前面側の偏光板５によりその吸収軸に沿った偏光成
分の光を吸収され、直線偏光となって液晶セル１に入射
する。

【００１４】前記液晶セル１に入射した直線偏光光は、
この液晶セル１を透過する過程で液晶によるそのダイレ
クタと前記直線偏光の振動面との角度に応じた複屈折作
用を受け、その複屈折作用に応じた偏光状態の光となっ
て液晶セル１の背面に出射する。

【００１５】そして、この光は、背面側の偏光板６に入
射し、その光のうち、前記偏光板６の吸収軸に沿った偏
光成分の光が吸収され、透過軸に沿った偏光成分の光が
前記偏光板６を透過して画像光となり、その画像光が反
射板７により反射され、背面側偏光板６と液晶セル１と
前面側偏光板５とを順に透過して前面に出射する。

【００１６】すなわち、上記液晶表示素子は、液晶セル
１の液晶のダイレクタの向きと、前記液晶セル１をはさ
んで配置した一対の偏光板５，６の光学軸（透過軸或い
は吸収軸）との交角に応じた複屈折作用により光の透過
を制御して表示するものであり、その表示は、前記液晶
セル１の電極間に印加する電界を制御して液晶のダイレ
クタを平面方向に変化させることにより書き替えられ
る。

【００１７】また、図４に示した液晶表示素子は、図３
に示した液晶表示素子から背面側偏光板６を省略したも
のであり、液晶セル１の前面側にのみ１枚の偏光板５を
配置し、液晶セル１の液晶によるそのダイレクタに応じ
た複屈折作用と、前記偏光板５による偏光作用とにより
光の透過を制御して表示するものである。

【００１８】この液晶表示素子においては、その前面か
ら入射して偏光板５を透過した直線偏光が、液晶セル１
を透過する過程で液晶によるそのダイレクタに応じた複
屈折作用を受け、その光が反射板７により反射され、前
記液晶セル１を透過して前記偏光板５に入射して、この
偏光板５の吸収軸に沿った偏光成分の光を吸収され、透
過軸に沿った偏光成分の光が前記偏光板５を透過して、
画像光となって前面に出射する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記図３に示した従来
の液晶表示素子は、その前面から入射し、前面側偏光板
５による偏光作用と液晶セル１の液晶による複屈折作用
と背面側偏光板６による偏光作用とにより透過を制御さ
れて画像光となった光が、反射板７で反射されて前面に
出射する経路においても、前記背面側偏光板６および前
面側偏光板５により光が吸収されるため、入射光の強度
に比べて出射光の強度が極端に低くなり、明るい表示が
得られないという問題をもっている。

【００２０】一方、図４に示した液晶表示素子は、液晶
セル１の前面側にのみ１枚の偏光板５を配置し、この偏
光板５により、前面からの入射光を直線偏光光とすると
ともに液晶セル１の液晶による複屈折作用を受けた光を
画像光とするようにしているため、偏光板による吸収を
必要最小限にして出射光の強度を高くし、明るい反射型
表示を行なうことができる。

【００２１】しかし、この液晶表示素子のように、上記
図３に示した液晶表示素子から単に背面側偏光板６を省
略したものは、表示は明るくなるが、そのコントラスト
が低下してしまうという問題をもっている。

【００２２】この発明は、明るく、しかもコントラスト
の良い平面内スイッチング方式の反射型表示を行なうこ
とができる液晶表示素子を提供することを目的としたも
のである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示素子
は、一対の基板間に、液晶分子が前記基板面にほぼ沿っ
て配向しダイレクタが印加電界に応じて平面方向に変化
する液晶を挟持した液晶セルと、前記液晶セルの前面側
にのみ配置された１枚の偏光板と、前記液晶セルの一方
の面に配置された位相差板と、前記液晶セルの背面側に
設けられた反射手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。

【００２４】この液晶表示素子は、液晶セルの液晶によ
るそのダイレクタに応じた複屈折作用と、前記液晶セル
のいずれか一方の面に配置された位相差板による複屈折
作用と、前記液晶セルの前面側にのみ配置した１枚の偏
光板の偏光作用とにより光の透過を制御して表示するも
のであり、この液晶表示素子においては、その前面から
入射して前記偏光板を透過した直線偏光光が、前記液晶
セルの液晶のダイレクタに応じた複屈折作用と前記位相
差板による複屈折作用とを受け、その光が反射手段によ
り反射されて前記位相差板および液晶セルを透過して前
記偏光板に入射し、その光のうち、前記偏光板の吸収軸
に沿った偏光成分の光が吸収され、透過軸に沿った偏光
成分の光が前記偏光板を透過して、画像光となって前面
に出射する。

【００２５】この液晶表示素子は、液晶セルの前面側に
のみ１枚の偏光板を配置し、この偏光板により、前面か
らの入射光を直線偏光光とするとともに前記液晶セルの
液晶による複屈折作用および前記位相差板による複屈折
作用を受けた光を画像光とするようにしたものであるた
め、偏光板による吸収を必要最小限にし、出射光の強度
を高くすることができる。

【００２６】しかも、この液晶表示素子は、液晶セルの
前面側にのみ１枚の偏光板を配置したものであるが、前
記偏光板を透過した直線偏光が、前記液晶セルの液晶の
ダイレクタに応じた複屈折作用と、前記位相差板による
複屈折作用とを受け、その光が反射手段により反射され
て、前記位相差板および液晶セルを透過して前記偏光板
に入射するため、前記液晶セルの液晶の複屈折率Δｎと
液晶層厚ｄとの積Δｎｄの値と、前記位相差板のリタデ
ーションの値とをそれぞれ適正に選ぶことにより、前記
偏光板を透過して前面に出射する画像光の明暗比を高く
することができる。したがって、この液晶表示素子によ
れば、明るく、しかもコントラストの良い平面内スイッ
チング方式の反射型表示を行なうことができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】この発明の液晶表示素子は、上記
のように、液晶のダイレクタが印加電界に応じて平面方
向に変化する液晶セルの背面側に反射手段を設け、前記
液晶セルの前面側にのみ１枚の偏光板を配置するとも
に、前記液晶セルの一方の面に位相差板を配置すること
により、明るく、しかもコントラストの良い平面内スイ
ッチング方式の反射型表示を行なうようにしたものであ
る。

【００２８】この液晶表示素子において、前記位相差板
は、液晶セルのいずれの面に配置してもよいが、例えば
前記位相差板を液晶セルの背面に配置する場合は、前記
反射手段を前記液晶セルの背後に反射板を配置して形成
し、前記位相差板を、前記液晶セルの背面と前記反射板
との間に設ければよい。

【００２９】また、この液晶表示素子において、前記液
晶セルΔｎｄの値は、２００〜３００ｎｍの範囲内に選
ぶのが好ましく、Δｎｄの値がこの範囲内の液晶セル
は、液晶層厚ｄの誤差によるΔｎｄ値への影響が小さい
ため、歩留良く製造することができる。

【００３０】そして、このように液晶セルのΔｎｄの値
を２００〜３００ｎｍの範囲内に選ぶ場合、前記位相差
板に、リタデーションの値が１００〜１５０ｎｍの範囲
にあるものを用いれば、良好なコントラストを得ること
ができる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、スメクティック
液晶の一種である反強誘電性液晶を用いた液晶表示素子
を例にとって、図１および図２を参照し説明する。図１
は液晶表示素子の断面図であり、この液晶表示素子は、
液晶のダイレクタが印加電界に応じて平面方向に変化す
る液晶セル１０と、前記液晶セル１０の前面側にのみ配
置された１枚の偏光板２０と、前記液晶セル１０の一方
の面に配置された位相差板２１と、前記液晶セル１０の
背面側に反射手段として設けられた反射板２２とからな
っている。

【００３２】上記液晶セル１０は、枠状のシール材１３
を介して接合した一対の透明基板１１，１２間に反強誘
電性液晶１８を封入したものであり、両基板１１，１２
の内面には液晶層に電界を印加するための透明な電極１
４，１５がそれぞれ設けられている。

【００３３】なお、この実施例で用いた液晶セル１０は
アクティブマトリックス型のものであり、前記一対の基
板１１，１２のうちの背面側（図１において下側）の基
板１２の内面に設けられた電極１５は、マトリックス状
に配列する複数の画素電極、前面側（図１において上
側）の基板１１の内面に設けられた電極１４は、前記各
画素電極１５の全てに対向する一枚膜状の対向電極であ
る。

【００３４】また、図１では省略しているが、前記背面
側基板１２の内面には、前記各画素電極にそれぞれ接続
されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）からなる能動素子が
設けられるとともに、各行のＴＦＴにゲート信号を供給
するゲートラインと、各列のＴＦＴにデータ信号を供給
するデータラインとが設けられている。

【００３５】さらに、前記一対の基板１１，１２の内面
にはそれぞれ前記電極１４，１５を覆って、互いにほぼ
平行な方向に配向処理が施された水平配向膜１６，１７
が形成されている。

【００３６】そして、前記基板１１，１２間に封入され
た前記反強誘電性液晶１８の分子は、両基板１１，１２
の近傍における配向方向をそれぞれ前記配向膜１６，１
７により規制され、前記基板１１，１２面にほぼ沿って
配向している。

【００３７】すなわち、前記反強誘電性液晶１８は、ス
メクティック層構造をなしており、その反強誘電相（バ
ルクの状態）における螺旋構造をほどかれた状態で両基
板１１，１２間に挟持され、スメクティック層構造の法
線の方向が前記配向膜１６，１７により規制されてい
る。

【００３８】この反強誘電性液晶１８のダイレクタは、
無電界状態（両基板１１，１２の電極１４，１５間に電
界が印加されていないか、あるいは印加電界が極く弱い
状態）では、前記スメクティック層構造の法線の方向に
沿った方向にあり、前記に電極１４，１５間に強い電界
を印加すると、ダイレクタが、印加電界の極性に応じ
て、平面方向、つまり基板１１，１２の面方向に沿っ
て、前記スメクティック層構造の法線の方向に対しいず
れかの方向に変化する。

【００３９】図２は、両基板１１，１２間に挟持された
前記反強誘電性液晶１８の印加電界に対する分子配列状
態の変化を示すモデル図であり、図において、ａは液晶
分子、ｂ１，ｂ２は液晶分子ａの自発分極の向きを示し
ている。

【００４０】この図２のように、反強誘電性液晶は、ス
メクティック層構造の法線Ｌに対し、あるチルト角（例
えば２２．５〜３０°）θで傾いた方向に液晶分子ａが
配列する性質をもっており、その分子配列状態には、３
つの安定状態がある。

【００４１】その１つの安定状態は無電界時の状態であ
り、この状態では、図２の（Ａ）のように、液晶分子ａ
がスメクティック層構造の法線Ｌに対し同じチルト角θ
で交互に逆向きに配列（各層ごとに互い違いの向きで配
列）する。

【００４２】したがって、無電界状態における液晶層全
体での液晶分子ａの平均的な配列方向はスメクティック
層構造の法線Ｌ方向にあり、このときの液晶のダイレク
タは、前記スメクティック層構造の法線Ｌに沿った方
向、すなわち前記配向膜１６，１７の配向処理方向に沿
った方向にある。

【００４３】また、他の２つの安定状態は、液晶層に一
方向の極性の強い電界が印加されたときの状態と、逆方
向の極性の強い電界が印加されたときの状態である。す
なわち、一方向の極性の強い電界が印加されたときは、
液晶分子ａの自発分極が印加電界と作用して、ほとんど
の液晶分子ａが、図２の（Ｂ）のようにスメクティック
層構造の法線Ｌに対して一方の方向に上記チルト角θで
配列し、液晶のダイレクタが、平面方向に沿って、前記
配向膜１６，１７の配向処理方向に対し一方の方向に斜
めにずれる。

【００４４】また、逆方向の極性の強い電界が印加され
たときは、液晶分子ａの自発分極が逆方向電界と作用し
て、ほとんどの液晶分子ａが、図２の（Ｃ）のように、
スメクティック層構造の法線Ｌに対して他方の方向、つ
まり図２の（Ｂ）に示した方向とは逆方向に上記チルト
角θで配列し、液晶のダイレクタが、平面方向に沿っ
て、前記配向膜１６，１７の配向処理方向に対し他方の
方向に斜めにずれる。

【００４５】このように、前記液晶セル１０は、一対の
基板１１，１２間に、液晶分子が前記基板１１，１２面
にほぼ沿って配向しダイレクタが印加電界に応じて平面
方向に変化する反強誘電性液晶１８を挟持したものであ
る。

【００４６】そして、この液晶表示素子では、図１に示
したように、偏光板２０を１枚だけ用い、この偏光板２
０を前記液晶セル１０の前面に配置するとともに、光の
反射手段として用いた反射板２２を前記液晶セル１０の
背後に配置し、前記液晶セル１０の背面と前記反射板２
２との間に、位相差板２１を設けている。

【００４７】なお、前記偏光板２０は、その光学軸（透
過軸または吸収軸）を所定の方向に合せて設けられてお
り、また位相差板２２は、その光学軸（遅相軸または進
相軸）を所定の方向に合せて設けられている。

【００４８】また、この実施例では、前記液晶セル１０
のΔｎｄ（液晶の複屈折率Δｎと液晶層厚ｄとの積）の
値を２００〜３００ｎｍの範囲内に選び、前記位相差板
２１として、リタデーションの値が１００〜１５０ｎｍ
の範囲内にあるものを用いている。

【００４９】上記液晶表示素子は、その前面から外光を
取り込み、その光を背面の反射板２２で反射させて表示
するものであり、その前面から入射する光は、液晶セル
１０の前面に設けられた偏光板２０によりその吸収軸に
沿った偏光成分の光を吸収され、直線偏光となって液晶
セル１０に入射する。

【００５０】前記液晶セル１０に入射した光は、この液
晶セル１０を透過する過程で液晶１８のダイレクタの向
きと直線偏光の振動面の角度に応じて複屈折作用を受
け、その複屈折作用に応じた偏光状態の光となって液晶
セル１０の背面に出射し、さらに位相差板２１に入射し
て、この位相差板２１による複屈折作用を受け、それに
応じた偏光状態の光となって前記位相差板２１の背面に
出射する。

【００５１】そして、この光は、反射板２２により反射
されて前記位相差板２１と液晶セル１０とを順に透過し
てその前面の前記偏光板２０に入射し、その光のうち、
前記偏光板２２の吸収軸に沿った偏光成分の光が吸収さ
れ、透過軸に沿った偏光成分の光が前記偏光板２０を透
過して、画像光となって前面に出射する。

【００５２】すなわち、上記液晶表示素子は、液晶セル
１０の液晶１８によるそのダイレクタの向きに応じた複
屈折作用と、前記位相差板２１による複屈折作用と、前
記液晶セル１０の前面側にのみ配置した１枚の偏光板２
０の偏光作用とにより光の透過を制御して表示するもの
であり、その表示は、前記液晶セル１０の電極１４，１
５間に印加する電界を制御して液晶１８のダイレクタを
平面方向に変化させることにより書き替えられる。

【００５３】この液晶表示素子は、液晶セル１０の前面
側にのみ１枚の偏光板２０を配置し、この偏光板２０に
より、前面からの入射光を直線偏光光とするとともに前
記液晶セル１０の液晶による複屈折作用および前記位相
差板２１による複屈折作用を受けた光を画像光とするよ
うにしたものであるため、偏光板による吸収を必要最小
限にし、出射光の強度を高くすることができる。

【００５４】しかも、この液晶表示素子は、液晶セル１
０の前面側にのみ１枚の偏光板２０を配置したものであ
るが、前記偏光板２０を透過した直線偏光光が、前記液
晶セル１０の液晶１８のダイレクタに応じた複屈折作用
と、前記位相差板２１による複屈折作用とを受け、その
光が反射板２２により反射されて、前記位相差板２１お
よび液晶セル１０を透過して前記偏光板２０に入射する
ため、前記液晶セル１０のΔｎｄの値と、前記位相差板
２１のリタデーションの値とをそれぞれ適正に選ぶこと
により、前記偏光板２０を透過して前面に出射する画像
光の明暗比を高くすることができる。したがって、この
液晶表示素子によれば、明るく、しかもコントラストの
良い平面内スイッチング方式の反射型表示を行なうこと
ができる。

【００５５】なお、上記液晶表示素子において、前記偏
光板２０の光学軸の向きは、前記液晶セル１０の無電界
状態および一方向または逆方向の電界を印加したときの
状態における液晶１９のダイレクタの方向に応じて設定
すればよく、例えば、前記偏光板２０を、その透過軸を
一方向の電界を印加したときの液晶１８のダイレクタの
方向に合せて配置すれば、液晶分子ａが図２の（Ａ）の
ような状態に配向する無電界状態での表示が中間調の明
るさになり、液晶分子ａが図２の（Ｂ）のような状態に
配向する一方向の電界を印加したときに表示が最も明る
くなり、液晶分子ａが図２の（Ｃ）のような状態に配向
する逆方向の電界を印加したときに表示が最も暗くな
る。

【００５６】また、前記位相差板２１の光学軸の向き
は、液晶セル１０の液晶１９の無電界状態におけるダイ
レクタの方向に応じて、より良好なコントラストの表示
が得られるように設定すればよい。

【００５７】さらに、前記液晶セル１０のΔｎｄの値
と、前記位相差板２１のリタデーションの値とは、十分
なコントラストが得られる関係であれば任意に選んでよ
いが、上述したように、液晶セル１０のΔｎｄの値を２
００〜３００ｎｍの範囲内に選び、前記位相差板２１
に、リタデーションの値が１００〜１５０ｎｍの範囲内
にあるものを用いるのが好ましい。

【００５８】すなわち、液晶セル１０の前面側だけに１
枚の偏光板２０を配置した反射型の液晶表示素子におい
ても、前記液晶セル１０のΔｎｄの値を例えば１２５ｎ
ｍ程度に小さくすれば、前記位相差板２１を用いなくて
もコントラストを良くすることができる。

【００５９】しかし、Δｎｄの値が小さい液晶セルは、
液晶層厚ｄの極く僅かな誤差がΔｎｄ値に大きく影響す
るため、歩留良く製造することが難しい。その点、Δｎ
ｄの値が２００〜３００ｎｍと比較的大きい液晶セル
は、液晶層厚ｄの誤差によるΔｎｄ値への影響が小さい
ため、歩留良く製造することができる。

【００６０】そして、このように液晶セル１０のΔｎｄ
の値を２００〜３００ｎｍの範囲内に選ぶ場合、前記位
相差板２１に、リタデーションの値が１００〜１５０ｎ
ｍの範囲にあるものを用いれば、良好なコントラストを
得ることができる。

【００６１】すなわち、上記実施例の構成を有する３種
類の液晶表示素子（以下、実施例素子１，２，３とい
う）と、前記位相差板２１を省略し、液晶セル１０のΔ
ｎｄの値を小さくしてコントラストを確保した液晶表示
素子（以下、比較素子１という）と、液晶セル１０のΔ
ｎｄの値を上記実施例の範囲に設定し、２枚の偏光板を
備えてコントラストを確保した液晶表示素子（以下、比
較素子２という）とについて、それぞれ次のような結果
が得られた。

【００６２】なお、前記実施例素子１，２，３と比較素
子１，２は、いずれも、反強誘電性液晶を封入した同一
構造の液晶セルを用いたものであり、それぞれの構成
と、表示特性つまり光の出射率（明表示状態における、
入射光の強度に対する出射光の強度の比率）とコントラ
ストは次の通りである。

【００６３】［実施例素子１］ （素子構造） 偏光板＋液晶セル＋位相差板＋反射板 液晶セルのΔｎｄ＝２５０ｎｍ 位相差板のリタデーション＝１００ｎｍ （表示特性） 出射率：３８．２％ コントラスト：４．６ ［実施例素子２］ （素子構造） 偏光板＋液晶セル＋位相差板＋反射板 液晶セルのΔｎｄ＝２５０ｎｍ 位相差板のリタデーション＝１２５ｎｍ （表示特性） 出射率：３８．４％ コントラスト：６．１ ［実施例素子３］ （素子構造） 偏光板＋液晶セル＋位相差板＋反射板 液晶セルのΔｎｄ＝２５０ｎｍ 位相差板のリタデーション＝１５０ｎｍ （表示特性） 出射率：３８．３％ コントラスト：５．１ ［比較素子１］ （素子構造） 偏光板＋液晶セル＋反射板 液晶セルのΔｎｄ＝１２５ｎｍ （表示特性） 出射率：３８．２％ コントラスト：４．９ ［比較素子２］ （素子構造） 前面側偏光板＋液晶セル＋背面側偏光板＋反射板 液晶セルのΔｎｄ＝２５０ｎｍ （表示特性） 出射率：２６．９％ コントラスト：４．５ 上記実施例素子１，２，３と比較素子１，２の表示特性
を比較してみれば分かるように、２枚の偏光板を備えた
比較素子２は、コントラストは４．５と十分であるが、
光の出射率が２７％以下であり、十分な明るさの表示が
得られない。

【００６４】一方、比較素子１は、偏光板を１枚だけ備
えたものであるため、光の出射率が３８％以上と十分高
く、したがって明るい表示が得られるし、またコントラ
ストも十分高いが、この比較素子１のように液晶セルの
Δｎｄの値を小さくしたのでは、上述したように液晶セ
ルの製造歩留が悪くなる。

【００６５】これに対して、上記実施例素子１，２，３
は、いずれも、光の出射率が３８％以上、コントラスト
が４．５以上と十分高く、なかでも実施例素子２は、よ
りコントラストが高い。

【００６６】そして、これらの実施例素子１，２，３に
用いた液晶セルは、そのΔｎｄの値を２５０ｎｍと比較
的大きく、したがって、上述したように液晶セルを歩留
良く製造することができる。

【００６７】なお、上記実施例素子１，２，３はそれぞ
れ、液晶セル１０のΔｎｄの値を２５０ｎｍとし、位相
差板２１のリタデーションの値を１００ｎｍ，１５０ｎ
ｍ，１２５ｎｍのいずれかにしたものであるが、液晶セ
ル１０のΔｎｄの値は、前記液晶セル１０を歩留良く製
造できる範囲で任意に選べばよく、また、位相差板２１
のリタデーションの値も、液晶セル１０のΔｎｄの値に
応じて、十分な出射率とコントラストが得られる範囲で
任意に選べばよい。

【００６８】すなわち、例えば液晶セル１０のΔｎｄの
値を２００〜３００ｎｍの範囲内に選んだ場合、前記位
相差板２１に、リタデーションを１００〜１５０ｎｍの
範囲内にあるものを用いれば、反射型表示の場合の望ま
しい出射率である３０％以上の出射率が得られるととも
に、２枚の偏光板を備えた液晶表示素子に比べて遜色の
ない十分なコントラストが得られる。

【００６９】また、上記実施例の液晶表示素子では、ス
メクティックの一種である液晶反強誘電性液晶を封入し
た液晶セルを用いたが、前記液晶セルは、他のスメクテ
ィック（例えば液晶強誘電性液晶）を用い、一対の基板
の内面にそれぞれ設けられた電極間に印加する電界を制
御することにより、液晶のダイレクタを平面方向に変化
させるスイッチングを行なうものであっても、また、ネ
マティック液晶をホモジニアス配向状態で用い、一方の
基板の内面に各画素領域にそれぞれ対応させて一対ずつ
設けられた電極間に印加する水平方向電界を制御するこ
とにより、液晶のダイレクタを平面方向に変化させるス
イッチングを行なうものでもよい。

【００７０】さらに、前記液晶セルは、アクティブマト
リックス型のものに限らず、単純マトリックス型または
セグメント型のものでもよく、また、白黒表示を行なう
ものに限らず、いずれか一方の基板の内面に赤、緑、青
などの複数の色のカラーフィルタを備えたカラー表示を
行なうものでもよい。

【００７１】また、上記実施例の液晶表示素子では、位
相差板２１を液晶セル１０の背面とその背後に配置した
反射板２２との間に配置しているが、前記位相差板２１
は、液晶セル１０の前面とその前面側に配置した偏光板
２０との間に配置してもよく、その場合は、液晶セル１
０の背面側の基板１２に設ける電極（上記実施例では画
素電極）１５を光を反射させる金属膜で形成し、この電
極１５で反射手段を構成してもよい。

【００７２】

【発明の効果】この発明の液晶表示素子は、液晶のダイ
レクタが印加電界に応じて平面方向に変化する液晶セル
の背面側に反射手段を設け、前記液晶セルの前面側にの
み１枚の偏光板を配置するともに、前記液晶セルの一方
の面に位相差板を配置したものであるから、明るく、し
かもコントラストの良い平面内スイッチング方式の反射
型表示を行なうようことができる。

【００７３】この発明の液晶表示素子において、前記液
晶セルΔｎｄの値を２００〜３００ｎｍの範囲内に選べ
ば、この液晶セルを歩留良く製造することができる。ま
た、そして、このように液晶セルのΔｎｄの値を２００
〜３００ｎｍの範囲内に選ぶ場合、前記位相差板に、リ
タデーションの値が１００〜１５０ｎｍの範囲にあるも
のを用いれば、良好なコントラストを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す、スメクティック液
晶の一種である反強誘電性液晶を用いた液晶表示素子の
断面図。

【図２】液晶セルの両基板間に挟持された反強誘電性液
晶の印加電界に対する分子配列状態の変化を示すモデル
図。

【図３】従来の平面内スイッチング方式による反射型液
晶表示素子の側面図。

【図４】従来の平面内スイッチング方式による他の反射
型液晶表示素子の側面図。

【符号の説明】

１０…液晶セル １１，１２…基板 １４，１５…電極 １８…反強誘電性液晶 スメクティック層構造の法線 ａ…液晶分子 ２０…偏光板 ２１…位相差板 ２２…反射板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の基板間に、液晶分子が前記基板面に
   ほぼ沿って配向しダイレクタが印加電界に応じて前記基
   板面に沿った平面上でその方向が変化する液晶を挟持し
   た液晶セルと、前記液晶セルの前面側にのみ配置された
   １枚の偏光板と、前記液晶セルの一方の面に配置された
   位相差板と、前記液晶セルの背面側に設けられた反射手
   段とを備えたことを特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】前記反射手段は前記液晶セルの背後に配置
   された反射板であり、前記位相差板は、前記液晶セルの
   背面と前記反射板との間に設けられていることを特徴と
   する請求項１に記載の液晶表示素子。
3. 【請求項３】前記液晶セルの液晶の複屈折率Δｎと液晶
   層厚ｄとの積Δｎｄの値が２００〜３００ｎｍの範囲内
   にあり、前記位相差板のリタデーションの値が１００〜
   １５０ｎｍの範囲内にであることを特徴とする請求項１
   または２に記載の液晶表示素子。