JP3493321B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射層が反射した
光によって表示を行う液晶表示装置に関し、さらに詳細
には、白表示および黒表示の両方が無彩色であり、白表
示時の反射率が高く黒表示時の反射率が低い構成の液晶
表示装置に関する。
光によって表示を行う液晶表示装置に関し、さらに詳細
には、白表示および黒表示の両方が無彩色であり、白表
示時の反射率が高く黒表示時の反射率が低い構成の液晶
表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、他の構成の表示装置よ
りも薄く軽いので、携帯型情報端末のディスプレイをは
じめとして、様々な用途に広く用いられている。液晶表
示装置は、受光型の表示素子である液晶セルを有してい
る。液晶セルは、自ら発光せずに光の透過強度を変化さ
せて表示を行い、１〜９ボルトの実行電圧で駆動され
る。ゆえに液晶セルの下側に反射板を備え、外部光の反
射光を用いた表示をさせる構成である反射型液晶表示装
置は、極めて消費電力の低い表示装置となる。また、液
晶表示装置がＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型の液
晶セルを用いる場合、液晶表示装置の構造が簡略化され
るので、液晶表示装置を低価格化できることが知られて
いる。
りも薄く軽いので、携帯型情報端末のディスプレイをは
じめとして、様々な用途に広く用いられている。液晶表
示装置は、受光型の表示素子である液晶セルを有してい
る。液晶セルは、自ら発光せずに光の透過強度を変化さ
せて表示を行い、１〜９ボルトの実行電圧で駆動され
る。ゆえに液晶セルの下側に反射板を備え、外部光の反
射光を用いた表示をさせる構成である反射型液晶表示装
置は、極めて消費電力の低い表示装置となる。また、液
晶表示装置がＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型の液
晶セルを用いる場合、液晶表示装置の構造が簡略化され
るので、液晶表示装置を低価格化できることが知られて
いる。
【０００３】従来、光の旋光性を利用するＴＮ（Twiste
d Nematic）反射型液晶表示装置と違い、ＳＴＮ反射型
液晶表示装置は、光の複屈折性効果を利用している。こ
のためＳＴＮ反射型液晶表示装置では、液晶層の複屈折
量に依存して、出射光の偏光状態が変化するので、光学
補償が難しい。従来のＳＴＮ反射型液晶表示装置１は、
光学補償を高めるために、図９に示すように、液晶セル
３を２枚の偏光板４，５で挟んだ構造になっている。図
９のような液晶表示装置１では、２枚の偏光板のうちの
一方偏光板４と液晶セル３との間に位相差板６が介在さ
れている。２枚の偏光板のうちの他方偏光板５は、反射
板７と液晶セル３との間に介在される。液晶セル３は、
液晶層８を２枚の透明な基板部９，１０で挟んだ構成で
あり、各基板部９，１０は、基板上に電極と配向膜とを
積層した構成になっている。
d Nematic）反射型液晶表示装置と違い、ＳＴＮ反射型
液晶表示装置は、光の複屈折性効果を利用している。こ
のためＳＴＮ反射型液晶表示装置では、液晶層の複屈折
量に依存して、出射光の偏光状態が変化するので、光学
補償が難しい。従来のＳＴＮ反射型液晶表示装置１は、
光学補償を高めるために、図９に示すように、液晶セル
３を２枚の偏光板４，５で挟んだ構造になっている。図
９のような液晶表示装置１では、２枚の偏光板のうちの
一方偏光板４と液晶セル３との間に位相差板６が介在さ
れている。２枚の偏光板のうちの他方偏光板５は、反射
板７と液晶セル３との間に介在される。液晶セル３は、
液晶層８を２枚の透明な基板部９，１０で挟んだ構成で
あり、各基板部９，１０は、基板上に電極と配向膜とを
積層した構成になっている。
【０００４】２枚の偏光板を用いる反射型液晶表示装置
１は、カラーフィルタを用いてカラー化を行った場合、
カラーフィルタに起因する光損失のために、表示に充分
な明るさを得られるだけの光反射率を確保することが困
難になる問題を有する。また反射型液晶表示装置１で
は、２枚の偏光板４，５が液晶セル３の外側に配置され
るので、必然的に反射板７も液晶セル３の外側に配置さ
れる。これによって、液晶セル３の他方偏光板５側の基
板部１０の基板に起因する光の損失が生じる。
１は、カラーフィルタを用いてカラー化を行った場合、
カラーフィルタに起因する光損失のために、表示に充分
な明るさを得られるだけの光反射率を確保することが困
難になる問題を有する。また反射型液晶表示装置１で
は、２枚の偏光板４，５が液晶セル３の外側に配置され
るので、必然的に反射板７も液晶セル３の外側に配置さ
れる。これによって、液晶セル３の他方偏光板５側の基
板部１０の基板に起因する光の損失が生じる。
【０００５】２枚の偏光板を用いる反射型液晶表示装置
１では、反射板７と液晶層８との間に、厚さ１ｍｍ程度
の基板部１０および厚さ０．２ｍｍ程度の他方偏光板５
が介在している。このために、図１０に示すように、図
９の反射型液晶表示装置１に斜めに光が入射する場合、
入射光は、入射時と反射時とで異なる画素を透過するこ
とになる。斜めに光が入射する場合、反射型液晶表示装
置１を斜めから見ると、あたかも表示物の陰１６が反射
板７に映っているかのように見える視差が生じている。
このように図９の反射型液晶表示装置では、視差に起因
する視認識性の悪さも問題となっている。
１では、反射板７と液晶層８との間に、厚さ１ｍｍ程度
の基板部１０および厚さ０．２ｍｍ程度の他方偏光板５
が介在している。このために、図１０に示すように、図
９の反射型液晶表示装置１に斜めに光が入射する場合、
入射光は、入射時と反射時とで異なる画素を透過するこ
とになる。斜めに光が入射する場合、反射型液晶表示装
置１を斜めから見ると、あたかも表示物の陰１６が反射
板７に映っているかのように見える視差が生じている。
このように図９の反射型液晶表示装置では、視差に起因
する視認識性の悪さも問題となっている。
【０００６】そこで図１１に示すように、偏光板を２枚
から１枚にして、偏光板１枚分の明るさを稼ごうとする
構成の反射型液晶表示装置１１が提案されている。図１
１では、図９と同じ構成の部品には同じ参照符を付し、
説明は省略している。図１１の反射型液晶表示装置で
は、液晶セル３の反射板側とは反対側に、一方偏光板４
だけが配置され、他方偏光板５は省略されている。さら
に本件出願人は、特開平７−８４２５２号公報によっ
て、偏光板が１枚であると共に、反射板７が液晶セル３
内に配置されている構成の反射型液晶表示装置を提案し
ている。これによって図１１のような構成の反射型液晶
表示装置１１は、液晶セル３の他方偏光板５側の基板部
１０の基板に起因する光の損失を解消することができ
る。反射板７が液晶セル３内に配置される構成の反射型
液晶表示装置は、特開平１０−１６１１１０号公報と特
開平１０−１７０９０６号公報とにも開示されている。
図１１の反射型液晶表示装置では、基板と他方偏光板５
とが液晶層８と反射板７との間に存在しないので、視差
に起因する視認識性の悪さは解消されている。
から１枚にして、偏光板１枚分の明るさを稼ごうとする
構成の反射型液晶表示装置１１が提案されている。図１
１では、図９と同じ構成の部品には同じ参照符を付し、
説明は省略している。図１１の反射型液晶表示装置で
は、液晶セル３の反射板側とは反対側に、一方偏光板４
だけが配置され、他方偏光板５は省略されている。さら
に本件出願人は、特開平７−８４２５２号公報によっ
て、偏光板が１枚であると共に、反射板７が液晶セル３
内に配置されている構成の反射型液晶表示装置を提案し
ている。これによって図１１のような構成の反射型液晶
表示装置１１は、液晶セル３の他方偏光板５側の基板部
１０の基板に起因する光の損失を解消することができ
る。反射板７が液晶セル３内に配置される構成の反射型
液晶表示装置は、特開平１０−１６１１１０号公報と特
開平１０−１７０９０６号公報とにも開示されている。
図１１の反射型液晶表示装置では、基板と他方偏光板５
とが液晶層８と反射板７との間に存在しないので、視差
に起因する視認識性の悪さは解消されている。
【０００７】図１２（Ａ）は、２枚の偏光板を有する図
９の反射型液晶表示装置１における光損失を説明するた
めの模式図である。図１２（Ｂ）は、１枚の偏光板を有
する図１１の反射型液晶表示装置１１における光損失を
説明するための模式図である。図１２の説明では、偏光
板１枚あたりの透過率が４５％であり、偏光板の吸収軸
に平行な偏光成分の透過率が０％であるとしている。ま
た図１２の説明では、カラーフィルタへの光の吸収は考
えていない。図１２の例では、偏光板の吸収軸に垂直な
偏光成分、すなわち入射光の５０％の成分のうち、１０
％が該偏光板に吸収されるので、偏光板１枚あたりの吸
収軸に垂直な偏光成分の透過率は９０％となる。
９の反射型液晶表示装置１における光損失を説明するた
めの模式図である。図１２（Ｂ）は、１枚の偏光板を有
する図１１の反射型液晶表示装置１１における光損失を
説明するための模式図である。図１２の説明では、偏光
板１枚あたりの透過率が４５％であり、偏光板の吸収軸
に平行な偏光成分の透過率が０％であるとしている。ま
た図１２の説明では、カラーフィルタへの光の吸収は考
えていない。図１２の例では、偏光板の吸収軸に垂直な
偏光成分、すなわち入射光の５０％の成分のうち、１０
％が該偏光板に吸収されるので、偏光板１枚あたりの吸
収軸に垂直な偏光成分の透過率は９０％となる。
【０００８】偏光板を２枚用いる図９の反射型の液晶表
示装置１では、該装置１への入射光は、偏光板を４回通
って出射するので、式１に示すように、反射率は３２．
８％になる。また偏光板を１枚だけ用い、かつ反射板を
液晶セル３内に配置した構成の図１１の反射型の液晶表
示装置１１では、該装置１１への入射光は、偏光板を２
回通って出射するので、式２に示すように、反射率は４
０．５％になる。以上の結果，偏光板を１枚だけ備えた
構成の反射型液晶表示装置１１は、２枚の偏光板を備え
た構成の反射型液晶表示装置１に対して、最大約２３．
５％の反射率の向上を期待することができる。 図９の液晶表示装置の反射率 ＝０．９×０．９×０．９×０．９×５０％＝３２．８％ …（１） 図１１の液晶表示装置の反射率 ＝０．９×０．９×５０％＝４０．５％ …（２）
示装置１では、該装置１への入射光は、偏光板を４回通
って出射するので、式１に示すように、反射率は３２．
８％になる。また偏光板を１枚だけ用い、かつ反射板を
液晶セル３内に配置した構成の図１１の反射型の液晶表
示装置１１では、該装置１１への入射光は、偏光板を２
回通って出射するので、式２に示すように、反射率は４
０．５％になる。以上の結果，偏光板を１枚だけ備えた
構成の反射型液晶表示装置１１は、２枚の偏光板を備え
た構成の反射型液晶表示装置１に対して、最大約２３．
５％の反射率の向上を期待することができる。 図９の液晶表示装置の反射率 ＝０．９×０．９×０．９×０．９×５０％＝３２．８％ …（１） 図１１の液晶表示装置の反射率 ＝０．９×０．９×５０％＝４０．５％ …（２）
【０００９】１枚の偏光板と１枚の反射板を備えた液晶
表示装置１１は、偏光板が１枚少ない分だけ光学補償が
困難になり、表示の背景色に白または黒以外の色が付
く。特に、光の旋光性を利用するＴＮ型液晶セルが用い
られる場合に比べ、光の複屈折性を利用するＳＴＮ型液
晶セルが用いられる場合、色つきが著しい。ＳＴＮ型液
晶セルを用い、かつ１枚の偏光板を有する反射型液晶表
示装置１１では、色つきの解消が課題になっている。
表示装置１１は、偏光板が１枚少ない分だけ光学補償が
困難になり、表示の背景色に白または黒以外の色が付
く。特に、光の旋光性を利用するＴＮ型液晶セルが用い
られる場合に比べ、光の複屈折性を利用するＳＴＮ型液
晶セルが用いられる場合、色つきが著しい。ＳＴＮ型液
晶セルを用い、かつ１枚の偏光板を有する反射型液晶表
示装置１１では、色つきの解消が課題になっている。
【００１０】特開平４−９７１２１号公報は、１枚の偏
光板を有する反射型液晶表示装置の色つきを解消する技
術を開示している。特開平４−９７１２１号公報の反射
型の液晶表示素子は、反射型ＳＴＮモードを用いた場合
の色つきを解決するために、液晶セルの液晶以外に、少
なくとも１層の光学的異方体を備えている。光学的異方
体は高分子材料の一軸延伸フィルムで実現され、位相差
層として作用する。液晶表示素子の左右方向の視野を広
げる場合、一軸延伸フィルムの延伸方向、すなわち位相
差層の遅相軸が表示画面の水平方向と平行に配置可能に
なるように、液晶セルのラビング方向が設定される。液
晶表示素子のコントラスト比を向上させる場合、遅相軸
が表示画面の垂直方向と平行に配置可能になるように、
ラビング方向が設定される。特開平４−９７１２１号公
報において、偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸との成
す角度は、１８°、１１°、または７５°になってい
る。
光板を有する反射型液晶表示装置の色つきを解消する技
術を開示している。特開平４−９７１２１号公報の反射
型の液晶表示素子は、反射型ＳＴＮモードを用いた場合
の色つきを解決するために、液晶セルの液晶以外に、少
なくとも１層の光学的異方体を備えている。光学的異方
体は高分子材料の一軸延伸フィルムで実現され、位相差
層として作用する。液晶表示素子の左右方向の視野を広
げる場合、一軸延伸フィルムの延伸方向、すなわち位相
差層の遅相軸が表示画面の水平方向と平行に配置可能に
なるように、液晶セルのラビング方向が設定される。液
晶表示素子のコントラスト比を向上させる場合、遅相軸
が表示画面の垂直方向と平行に配置可能になるように、
ラビング方向が設定される。特開平４−９７１２１号公
報において、偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸との成
す角度は、１８°、１１°、または７５°になってい
る。
【００１１】また本件出願人は、特開平７−８４２５２
公報において、１枚の偏光板を有する反射型液晶表示装
置において、中間調表示時の色つきを解消して表示色の
無彩色化する技術を開示している。特開平７−８４２５
２公報の反射型の液晶表示装置は、液晶の持つ複屈折性
に起因する色つきを防止するために、液晶セルの液晶以
外に、１層以上の光学的異方体からなる位相差板である
光学位相補償部材を備えている。液晶のレタデーション
値、光学位相補償部材のレタデーション値、偏光子の偏
光軸の方向、光学位相補償部材の遅相軸の方向、および
液晶分子の配向方向は、中間調表示時の色付きが防止さ
れるように、最適化されている。特開平７−８４２５２
公報において、偏光子の吸収軸と位相差板の遅相軸との
成す角度は、８５°または２５°になっている。
公報において、１枚の偏光板を有する反射型液晶表示装
置において、中間調表示時の色つきを解消して表示色の
無彩色化する技術を開示している。特開平７−８４２５
２公報の反射型の液晶表示装置は、液晶の持つ複屈折性
に起因する色つきを防止するために、液晶セルの液晶以
外に、１層以上の光学的異方体からなる位相差板である
光学位相補償部材を備えている。液晶のレタデーション
値、光学位相補償部材のレタデーション値、偏光子の偏
光軸の方向、光学位相補償部材の遅相軸の方向、および
液晶分子の配向方向は、中間調表示時の色付きが防止さ
れるように、最適化されている。特開平７−８４２５２
公報において、偏光子の吸収軸と位相差板の遅相軸との
成す角度は、８５°または２５°になっている。
【００１２】１枚の偏光板と位相差板とを用いた構成の
反射型液晶表示装置１１の最適化に関して、以下の最適
化理論が一般的に公知になっている。液晶層のレタデー
ション値ｄΔｎと位相差板のレタデーション値との差
が、可視光の全波長について該波長の略４分の１の整数
倍となる場合、可視光の全波長において、光が偏光板と
反射板との間を往復するときの光路差は、各波長毎に半
波長の略整数倍となる。ゆえに光は、偏光板で理想的に
遮光あるいは透過される。これによって、上述のレタデ
ーション値を有する位相差板と１枚の偏光板とを用いた
反射型液晶表示装置は、反射率が低い理想的な暗表示状
態、あるいは反射率の高い理想的な明表示状態を得る。
反射型液晶表示装置１１の最適化に関して、以下の最適
化理論が一般的に公知になっている。液晶層のレタデー
ション値ｄΔｎと位相差板のレタデーション値との差
が、可視光の全波長について該波長の略４分の１の整数
倍となる場合、可視光の全波長において、光が偏光板と
反射板との間を往復するときの光路差は、各波長毎に半
波長の略整数倍となる。ゆえに光は、偏光板で理想的に
遮光あるいは透過される。これによって、上述のレタデ
ーション値を有する位相差板と１枚の偏光板とを用いた
反射型液晶表示装置は、反射率が低い理想的な暗表示状
態、あるいは反射率の高い理想的な明表示状態を得る。
【００１３】このような反射型液晶表示装置の最適化理
論は、特開平６−３３７４１４号公報に記されるよう
に、従来、液晶セルの液晶分子がホモジニアス配向して
いる場合に知られていた。特開平６−３３７４１４号公
報に開示される液晶表示装置では、上記最適化理論に基
づいて最適化された反射型の液晶表示装置の視角依存性
の解消のために、液晶セルの液晶分子の配向が、ツイス
ト角が１８０°〜２７０°であるＴＮ液晶分子配向、す
なわちＳＴＮ配向になっている。特開平６−３３７４１
４号の液晶表示装置における偏光子の吸収軸と位相差板
の遅相軸との成す角度は、０°または９０°になってい
る。すなわち吸収軸と遅相軸とは、平行または直交して
いる。
論は、特開平６−３３７４１４号公報に記されるよう
に、従来、液晶セルの液晶分子がホモジニアス配向して
いる場合に知られていた。特開平６−３３７４１４号公
報に開示される液晶表示装置では、上記最適化理論に基
づいて最適化された反射型の液晶表示装置の視角依存性
の解消のために、液晶セルの液晶分子の配向が、ツイス
ト角が１８０°〜２７０°であるＴＮ液晶分子配向、す
なわちＳＴＮ配向になっている。特開平６−３３７４１
４号の液晶表示装置における偏光子の吸収軸と位相差板
の遅相軸との成す角度は、０°または９０°になってい
る。すなわち吸収軸と遅相軸とは、平行または直交して
いる。
【００１４】本件出願人は、特開平７−１４６４６９号
公報において、上述の最適化理論に基づいた位相差板お
よび１枚の偏光板を有する反射型液晶表示装置を提案し
ている。特開平７−１４６４６９号公報の液晶表示装置
は、液晶セルの一方面側に偏光板を配置し、液晶セルの
他方面側に反射板を配置し、反射板と液晶セルの他方面
との間に、位相差板として１／４波長板を配置して構成
される。前記液晶表示装置において、液晶のレタデーシ
ョン値、偏光板の偏光軸の方向、１／４波長板の遅相軸
の方向、および液晶分子の長軸方向が、色付きを解消し
かつコントラストを向上させるように、最適化されてい
る。前記液晶表示装置では、液晶層の複屈折量が４分の
１波長程度になるように液晶層に電圧が印加される場
合、白表示になり、液晶層の複屈折量が概ね０になるよ
うに液晶層に電圧が印加される場合、黒表示になる。
公報において、上述の最適化理論に基づいた位相差板お
よび１枚の偏光板を有する反射型液晶表示装置を提案し
ている。特開平７−１４６４６９号公報の液晶表示装置
は、液晶セルの一方面側に偏光板を配置し、液晶セルの
他方面側に反射板を配置し、反射板と液晶セルの他方面
との間に、位相差板として１／４波長板を配置して構成
される。前記液晶表示装置において、液晶のレタデーシ
ョン値、偏光板の偏光軸の方向、１／４波長板の遅相軸
の方向、および液晶分子の長軸方向が、色付きを解消し
かつコントラストを向上させるように、最適化されてい
る。前記液晶表示装置では、液晶層の複屈折量が４分の
１波長程度になるように液晶層に電圧が印加される場
合、白表示になり、液晶層の複屈折量が概ね０になるよ
うに液晶層に電圧が印加される場合、黒表示になる。
【００１５】特開平１０−１２３５０５号公報は、最適
化理論に基づいた反射型液晶表示装置において、液晶層
の複屈折量の波長依存性に起因する色付きを防止する技
術を開示している。特開平１０−１２３５０５号公報の
液晶表示装置は、液晶セルの一方面側に偏光板を配置
し、液晶層と液晶セルの他方面の基板との間に反射板を
配置し、液晶層の光学補償のための位相差板である補償
板を、偏光板と液晶セルの一方面との間に配置して構成
される。補償板は、該補償板の複屈折量の波長依存性が
液晶層の複屈折量の波長依存性を反映したものとなるよ
うに構成されており、液晶層における複屈折量の波長依
存性は補償層によって打消される。このような補償板
は、一軸延伸フィルムで実現されている。特開平１０−
１２３５０５号公報において、偏光板の吸収軸と補償板
の遅相軸との成す角度は、４５°または１３５度になっ
ている。
化理論に基づいた反射型液晶表示装置において、液晶層
の複屈折量の波長依存性に起因する色付きを防止する技
術を開示している。特開平１０−１２３５０５号公報の
液晶表示装置は、液晶セルの一方面側に偏光板を配置
し、液晶層と液晶セルの他方面の基板との間に反射板を
配置し、液晶層の光学補償のための位相差板である補償
板を、偏光板と液晶セルの一方面との間に配置して構成
される。補償板は、該補償板の複屈折量の波長依存性が
液晶層の複屈折量の波長依存性を反映したものとなるよ
うに構成されており、液晶層における複屈折量の波長依
存性は補償層によって打消される。このような補償板
は、一軸延伸フィルムで実現されている。特開平１０−
１２３５０５号公報において、偏光板の吸収軸と補償板
の遅相軸との成す角度は、４５°または１３５度になっ
ている。
【００１６】このように１枚の偏光板を用いる反射型液
晶表示装置では、色付き防止のために、１枚の一軸延伸
フィルムで構成される位相差板を用いている。１枚の一
軸延伸フィルムによって得られる色付き防止の補償効果
は、液晶表示装置の色付きを解消するために必要な補償
効果よりも少ない。特開平１０−１７０９０６号公報、
特開平１０−２３２３９０号公報、特開平９−２９２６
１０号公報、および特開平９−４３５９６号公報は、反
射型液晶表示装置において、色付き防止のために、２枚
以上の位相差板を用いる構成を開示している。これら２
枚以上の各位相差板は、１層の位相差層から構成された
ものであり、複数の位相差層を積層して一体化した構成
の位相差板とは異なる。２枚以上の位相差板が用いられ
る場合、位相差板が増加するほど、液晶表示装置全体の
コストが増加する。ゆえに２枚以上の位相差板を用いる
液晶表示装置よりも、１枚の位相差板だけを用いる液晶
表示装置のほうが製造コストが少なく、コスト的に有利
である。
晶表示装置では、色付き防止のために、１枚の一軸延伸
フィルムで構成される位相差板を用いている。１枚の一
軸延伸フィルムによって得られる色付き防止の補償効果
は、液晶表示装置の色付きを解消するために必要な補償
効果よりも少ない。特開平１０−１７０９０６号公報、
特開平１０−２３２３９０号公報、特開平９−２９２６
１０号公報、および特開平９−４３５９６号公報は、反
射型液晶表示装置において、色付き防止のために、２枚
以上の位相差板を用いる構成を開示している。これら２
枚以上の各位相差板は、１層の位相差層から構成された
ものであり、複数の位相差層を積層して一体化した構成
の位相差板とは異なる。２枚以上の位相差板が用いられ
る場合、位相差板が増加するほど、液晶表示装置全体の
コストが増加する。ゆえに２枚以上の位相差板を用いる
液晶表示装置よりも、１枚の位相差板だけを用いる液晶
表示装置のほうが製造コストが少なく、コスト的に有利
である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した理由に基
づき、１枚の位相差板と１枚の偏光板とを用いた液晶表
示装置が現在注目されており、１枚の偏光板および１枚
の位相差板を有する液晶表示装置のさらなる最適化を目
指し、鋭意検討が進められている。しかしながら、１枚
の偏光板と１枚の反射板で構成される液晶表示装置、特
にＳＴＮ型液晶セルを用いる液晶表示装置は、１層の液
晶層からなる位相差板を１枚だけ有する場合、複屈折量
の波長依存性の光学補償が困難になる。ゆえに上述した
各種の公報で開示されている液晶表示装置は、白表示の
明るさ、コントラストの高さ、および白黒表示の無彩色
化が、実用上満足のいくレベルに達していない。
づき、１枚の位相差板と１枚の偏光板とを用いた液晶表
示装置が現在注目されており、１枚の偏光板および１枚
の位相差板を有する液晶表示装置のさらなる最適化を目
指し、鋭意検討が進められている。しかしながら、１枚
の偏光板と１枚の反射板で構成される液晶表示装置、特
にＳＴＮ型液晶セルを用いる液晶表示装置は、１層の液
晶層からなる位相差板を１枚だけ有する場合、複屈折量
の波長依存性の光学補償が困難になる。ゆえに上述した
各種の公報で開示されている液晶表示装置は、白表示の
明るさ、コントラストの高さ、および白黒表示の無彩色
化が、実用上満足のいくレベルに達していない。
【００１８】本発明の目的は、１枚の偏光層と１層の位
相差層とを備え、反射光を利用して表示を行う液晶表示
装置において、白表示が明るく、コントラストが高く、
かつ白黒表示が無彩色になる特性が得られる液晶表示装
置を提供することである。
相差層とを備え、反射光を利用して表示を行う液晶表示
装置において、白表示が明るく、コントラストが高く、
かつ白黒表示が無彩色になる特性が得られる液晶表示装
置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、入射光内の予
め定める方向に偏光する直線偏光成分だけを透過させる
１層の偏光層と、光を反射する反射層と、偏光層と反射
層との間に配置される１層の位相差層と、偏光層と反射
層との間に配置される液晶層とを含み、位相差層のレタ
デーション値ＲｅＦが、入射光の波長λの略（１／４＋
Ｋ／２）倍の値（Ｋは０以上の整数）に選ばれ、液晶層
の厚みｄ１と該液晶層の光学異方性Δｎ１との積ｄ１×
Δｎ１が、入射光の波長λの略（１／２＋Ｌ／２）倍の
値（Ｌは０以上の整数）に選ばれてなる液晶表示装置で
あって、前記液晶層が、ツイスト角が１８０°以上に選
ばれたスーパツイステッドネマティック型液晶層であ
り、前記位相差層のレタデーション値ＲｅＦは、波長λ
を５５０ｎｍとしたとき、３６５ｎｍ以上４４５ｎｍ以
下の値であり、前記積ｄ１×Δｎ１は、波長λを５５０
ｎｍとしたとき、７７０ｎｍ以上８５６ｎｍ以下の値で
あり、前記偏光層の吸収軸と前記位相差層の遅相軸との
交差角Δφが、４０°±３°の値に選ばれていることを
特徴とする液晶表示装置である。
め定める方向に偏光する直線偏光成分だけを透過させる
１層の偏光層と、光を反射する反射層と、偏光層と反射
層との間に配置される１層の位相差層と、偏光層と反射
層との間に配置される液晶層とを含み、位相差層のレタ
デーション値ＲｅＦが、入射光の波長λの略（１／４＋
Ｋ／２）倍の値（Ｋは０以上の整数）に選ばれ、液晶層
の厚みｄ１と該液晶層の光学異方性Δｎ１との積ｄ１×
Δｎ１が、入射光の波長λの略（１／２＋Ｌ／２）倍の
値（Ｌは０以上の整数）に選ばれてなる液晶表示装置で
あって、前記液晶層が、ツイスト角が１８０°以上に選
ばれたスーパツイステッドネマティック型液晶層であ
り、前記位相差層のレタデーション値ＲｅＦは、波長λ
を５５０ｎｍとしたとき、３６５ｎｍ以上４４５ｎｍ以
下の値であり、前記積ｄ１×Δｎ１は、波長λを５５０
ｎｍとしたとき、７７０ｎｍ以上８５６ｎｍ以下の値で
あり、前記偏光層の吸収軸と前記位相差層の遅相軸との
交差角Δφが、４０°±３°の値に選ばれていることを
特徴とする液晶表示装置である。
【００２０】本発明に従えば、液晶表示装置は、ＳＴＮ
型液晶表示装置であり、液晶層と反射層の他に、１層の
偏光層と１層の位相差層とを備えている。液晶表示装置
内の液晶層および位相差層から構成される部分の光学的
特性は、入射光の波長が５５０ｎｍである場合、直線偏
光を円偏光に近付ける特性に設定されている。
型液晶表示装置であり、液晶層と反射層の他に、１層の
偏光層と１層の位相差層とを備えている。液晶表示装置
内の液晶層および位相差層から構成される部分の光学的
特性は、入射光の波長が５５０ｎｍである場合、直線偏
光を円偏光に近付ける特性に設定されている。
【００２１】このような液晶表示装置は、光のもつ複屈
折の影響を補正しつつ、反射層が反射した光を用いて表
示を行う。液晶表示装置において、位相差層のレタデー
ション値ＲｅＦが略（１／４＋Ｋ／２）λであって、波
長λを５５０ｎｍとしたとき、３６５ｎｍ以上４４５ｎ
ｍ以下の値に設定され、液晶層の厚さと光学異方性との
積ｄ１×Δｎ１が略（１／２＋Ｌ／２）λであって、波
長λを５５０ｎｍとしたとき、７７０ｎｍ以上８５６ｎ
ｍ以下の値に設定され、かつ偏光層の吸収軸と位相差層
の遅相軸との交差角Δφが４０°±３°の値に設定され
ている。これによって液晶表示装置は、入射光の偏光状
態を、位相差層透過後に円偏光を崩した状態にし、反射
層の液晶層側の面上で最適な偏光状態にする。したがっ
て液晶表示装置は、１層の偏光層と１層の位相差層と反
射層とを備えた従来の液晶表示装置と比較して、白表示
を明るくし、高いコントラストを取り、さらに白黒表示
が無彩色となる特性を得ることができる。
折の影響を補正しつつ、反射層が反射した光を用いて表
示を行う。液晶表示装置において、位相差層のレタデー
ション値ＲｅＦが略（１／４＋Ｋ／２）λであって、波
長λを５５０ｎｍとしたとき、３６５ｎｍ以上４４５ｎ
ｍ以下の値に設定され、液晶層の厚さと光学異方性との
積ｄ１×Δｎ１が略（１／２＋Ｌ／２）λであって、波
長λを５５０ｎｍとしたとき、７７０ｎｍ以上８５６ｎ
ｍ以下の値に設定され、かつ偏光層の吸収軸と位相差層
の遅相軸との交差角Δφが４０°±３°の値に設定され
ている。これによって液晶表示装置は、入射光の偏光状
態を、位相差層透過後に円偏光を崩した状態にし、反射
層の液晶層側の面上で最適な偏光状態にする。したがっ
て液晶表示装置は、１層の偏光層と１層の位相差層と反
射層とを備えた従来の液晶表示装置と比較して、白表示
を明るくし、高いコントラストを取り、さらに白黒表示
が無彩色となる特性を得ることができる。
【００２２】また、位相差層は、視感度の最も高い波長
５５０ｎｍにおいて、位相差層のレタデーション値Ｒｅ
Ｆが３６５ｎｍ以上４４５ｎｍ以下の範囲内の値になる
ように設計され、液晶層は、波長５５０ｎｍにおいて、
液晶層の厚さおよび光学異方性の積ｄ１×Δｎ１が７７
０ｎｍ以上８５６ｎｍ以下になるように、設計されてい
る。これによって液晶表示装置は、２以上のコントラス
トを得ることができるので、実用上最適な表示品位を得
ることができる。
５５０ｎｍにおいて、位相差層のレタデーション値Ｒｅ
Ｆが３６５ｎｍ以上４４５ｎｍ以下の範囲内の値になる
ように設計され、液晶層は、波長５５０ｎｍにおいて、
液晶層の厚さおよび光学異方性の積ｄ１×Δｎ１が７７
０ｎｍ以上８５６ｎｍ以下になるように、設計されてい
る。これによって液晶表示装置は、２以上のコントラス
トを得ることができるので、実用上最適な表示品位を得
ることができる。
【００２３】また、吸収軸と遅相軸との交差角Δφを４
０°±３°の値に設定している。これによって液晶表示
装置は、反射層の液晶層に最近接する面における偏光状
態をより適切な偏光状態にすることが可能になるので、
最適な高いコントラストを得ることができ、かつ最適な
無彩色化を図ることができる。
０°±３°の値に設定している。これによって液晶表示
装置は、反射層の液晶層に最近接する面における偏光状
態をより適切な偏光状態にすることが可能になるので、
最適な高いコントラストを得ることができ、かつ最適な
無彩色化を図ることができる。
【００２４】本発明の液晶表示装置は、前記液晶層のツ
イスト角は、２４０°であり、前記位相差層のレタデー
ション値ＲｅＦは、３９６ｎｍであり、前記交差角Δφ
は、４０．０°であることを特徴とする。
イスト角は、２４０°であり、前記位相差層のレタデー
ション値ＲｅＦは、３９６ｎｍであり、前記交差角Δφ
は、４０．０°であることを特徴とする。
【００２５】本発明に従えば、高いコントラストを得る
ことができ、無彩色化を図ることができる。
ことができ、無彩色化を図ることができる。
【００２６】本発明の液晶表示装置は、前記位相差層
は、前記液晶層と前記偏光層との間に配置され、前記偏
光層および位相差層を透過した後の入射光の偏光状態
が、円偏光に近い楕円偏光であることを特徴とする。
は、前記液晶層と前記偏光層との間に配置され、前記偏
光層および位相差層を透過した後の入射光の偏光状態
が、円偏光に近い楕円偏光であることを特徴とする。
【００２７】本発明に従えば、液晶表示装置では、該液
晶表示装置内の偏光層および位相差層からなる部分にお
ける円偏光の崩し量が、比較的少なくなっている。これ
によって表示に用いられる光は、反射層の液晶層側の面
上でより適切な偏光状態になることができる。ゆえに液
晶表示装置は、より高いコントラストを得ることがで
き、無彩色化をさらに図ることができる。
晶表示装置内の偏光層および位相差層からなる部分にお
ける円偏光の崩し量が、比較的少なくなっている。これ
によって表示に用いられる光は、反射層の液晶層側の面
上でより適切な偏光状態になることができる。ゆえに液
晶表示装置は、より高いコントラストを得ることがで
き、無彩色化をさらに図ることができる。
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】本発明の液晶表示装置は、前記反射層に最
近接する液晶分子の配向方向と前記偏光層の吸収軸との
交差角θが、−１０°以上＋１０°以下の範囲内の値に
選ばれていることを特徴とする。
近接する液晶分子の配向方向と前記偏光層の吸収軸との
交差角θが、−１０°以上＋１０°以下の範囲内の値に
選ばれていることを特徴とする。
【００３５】本発明に従えば、液晶表示装置は、複屈折
効果を利用して表示を行うＳＴＮ型液晶表示装置になっ
ている。偏光層および液晶層は、偏光層の吸収軸と反射
層に最近接する液晶分子の配向方向との交差角θが−１
０°以上＋１０°以下になるように、設計されている。
これは以下の理由に基づく。吸収軸と配向方向との交差
角θが±１０°を越えている場合、液晶層にオン電圧が
印加されたとき、およびオフ電圧が印加されたときの色
つきが大きくなり、実用レベルに達しない。吸収軸と配
向方向との交差角θが−１０°以上＋１０°以下である
場合、液晶表示装置は、オン電圧印加時およびオフ電圧
印加時の色付きを、実用上充分なレベルまで小さくする
ことができる。
効果を利用して表示を行うＳＴＮ型液晶表示装置になっ
ている。偏光層および液晶層は、偏光層の吸収軸と反射
層に最近接する液晶分子の配向方向との交差角θが−１
０°以上＋１０°以下になるように、設計されている。
これは以下の理由に基づく。吸収軸と配向方向との交差
角θが±１０°を越えている場合、液晶層にオン電圧が
印加されたとき、およびオフ電圧が印加されたときの色
つきが大きくなり、実用レベルに達しない。吸収軸と配
向方向との交差角θが−１０°以上＋１０°以下である
場合、液晶表示装置は、オン電圧印加時およびオフ電圧
印加時の色付きを、実用上充分なレベルまで小さくする
ことができる。
【００３６】本発明の液晶表示装置は、前記位相差層
が、一軸延伸フィルムであることを特徴とする。
が、一軸延伸フィルムであることを特徴とする。
【００３７】本発明に従えば、液晶表示装置は、位相差
層として一軸延伸フィルムを用いている。これによっ
て、位相差層の低コスト化が可能となる。
層として一軸延伸フィルムを用いている。これによっ
て、位相差層の低コスト化が可能となる。
【００３８】本発明の液晶表示装置は、前記液晶層を挟
む２枚の基板をさらに含み、前記反射層は、２枚の基板
のうちのいずれか一方基板と前記液晶層との間に配置さ
れることを特徴とする。
む２枚の基板をさらに含み、前記反射層は、２枚の基板
のうちのいずれか一方基板と前記液晶層との間に配置さ
れることを特徴とする。
【００３９】本発明に従えば、液晶表示装置は、２枚の
基板のうちのいずれか一方基板と液晶層との間に、反射
層を配置している。これによって液晶表示装置は、基板
に起因する液晶表示装置全体の反射率の低下、および基
板の厚さに起因する視差を軽減することができる。
基板のうちのいずれか一方基板と液晶層との間に、反射
層を配置している。これによって液晶表示装置は、基板
に起因する液晶表示装置全体の反射率の低下、および基
板の厚さに起因する視差を軽減することができる。
【００４０】本発明の液晶表示装置は、光を散乱させる
散乱層をさらに含み、散乱層は、前記液晶層の偏光層に
最近接する面側に配置され、前記反射層の液晶層に最近
接する面が平坦であることを特徴とする。
散乱層をさらに含み、散乱層は、前記液晶層の偏光層に
最近接する面側に配置され、前記反射層の液晶層に最近
接する面が平坦であることを特徴とする。
【００４１】本発明に従えば、液晶表示装置は、反射層
の平坦化によって、反射層が電極としても使用可能にな
る。同時に、散乱層によって鏡面反射光の正反射成分を
視角方向に適度に拡散させることが可能となるので、液
晶表示装置の明度が見かけ上高くなる。
の平坦化によって、反射層が電極としても使用可能にな
る。同時に、散乱層によって鏡面反射光の正反射成分を
視角方向に適度に拡散させることが可能となるので、液
晶表示装置の明度が見かけ上高くなる。
【００４２】本発明の液晶表示装置は、前記位相差層が
前記偏光層と前記液晶層との間に配置され、前記散乱層
が前記位相差層と前記液晶層との間に配置されることを
特徴とする。
前記偏光層と前記液晶層との間に配置され、前記散乱層
が前記位相差層と前記液晶層との間に配置されることを
特徴とする。
【００４３】本発明に従えば、液晶表示装置において、
散乱層の後方散乱が軽減されるので、散乱に起因する液
晶表示装置の表示ボケが緩和される。
散乱層の後方散乱が軽減されるので、散乱に起因する液
晶表示装置の表示ボケが緩和される。
【００４４】本発明の液晶表示装置は、前記反射層は、
光の一部の成分だけを反射させて残余の成分を透過させ
る半透過層であることを特徴とする。
光の一部の成分だけを反射させて残余の成分を透過させ
る半透過層であることを特徴とする。
【００４５】本発明に従えば、液晶表示装置は、反射型
液晶表示装置と透過型液晶表示装置とを兼ねた半透過型
液晶表示装置になっている。これによって液晶表示装置
は、一方面側から液晶層に入射する光がない場合、反射
板を透過して液晶層に入射する光を用いて表示を行うこ
とができる。たとえば、反射層の液晶層から最も離れた
面側に背面光源を配置することによって、外光がない場
合も使用可能となる。
液晶表示装置と透過型液晶表示装置とを兼ねた半透過型
液晶表示装置になっている。これによって液晶表示装置
は、一方面側から液晶層に入射する光がない場合、反射
板を透過して液晶層に入射する光を用いて表示を行うこ
とができる。たとえば、反射層の液晶層から最も離れた
面側に背面光源を配置することによって、外光がない場
合も使用可能となる。
【００４６】本発明の液晶表示装置は、入射光内の円偏
光成分だけを選択的に透過させる円偏光選択層をさらに
含み、前記円偏光選択層は、前記液晶層の前記反射層に
最近接する面側に配置されることを特徴とする。
光成分だけを選択的に透過させる円偏光選択層をさらに
含み、前記円偏光選択層は、前記液晶層の前記反射層に
最近接する面側に配置されることを特徴とする。
【００４７】本発明に従えば、液晶表示装置が半透過型
になっている場合、他方面側から液晶層に入射する光
は、円偏光選択層によって円偏光に限定されている。反
射層を透過した光を用いて表示が行われる場合、反射層
が反射した光を用いて表示を行う場合と同様に、反射層
を透過した光も、反射層の液晶層に最近接する面上にお
ける入射光の偏光状態が円偏光になるように最適化する
必要がある。これによって液晶表示装置は、反射層を透
過した光を用いて表示を行う場合も、白表示を明るく
し、高いコントラストを取り、さらに白黒表示が無彩色
となる特性を得ることができる。
になっている場合、他方面側から液晶層に入射する光
は、円偏光選択層によって円偏光に限定されている。反
射層を透過した光を用いて表示が行われる場合、反射層
が反射した光を用いて表示を行う場合と同様に、反射層
を透過した光も、反射層の液晶層に最近接する面上にお
ける入射光の偏光状態が円偏光になるように最適化する
必要がある。これによって液晶表示装置は、反射層を透
過した光を用いて表示を行う場合も、白表示を明るく
し、高いコントラストを取り、さらに白黒表示が無彩色
となる特性を得ることができる。
【００４８】本発明の液晶表示装置は、前記円偏光選択
層は、１／４波長層と、入射光内の予め定める方向に偏
光する直線偏光成分だけを透過させる偏光層とから構成
され、前記１／４波長層は、前記偏光層と前記液晶層と
の間に配置されることを特徴とする。
層は、１／４波長層と、入射光内の予め定める方向に偏
光する直線偏光成分だけを透過させる偏光層とから構成
され、前記１／４波長層は、前記偏光層と前記液晶層と
の間に配置されることを特徴とする。
【００４９】本発明に従えば、液晶表示装置が半透過型
になっている場合、円偏光選択層は、反射層を透過して
他方面側から液晶層に入射する光を、確実に円偏光に限
定することができる。
になっている場合、円偏光選択層は、反射層を透過して
他方面側から液晶層に入射する光を、確実に円偏光に限
定することができる。
【００５０】本発明発明の液晶表示装置は、前記円偏光
選択層は、入射光の右円偏光成分および左円偏光成分の
うちのいずれか一方成分を反射しいずれか他方成分を透
過させる円偏光選択反射層であることを特徴とする。
選択層は、入射光の右円偏光成分および左円偏光成分の
うちのいずれか一方成分を反射しいずれか他方成分を透
過させる円偏光選択反射層であることを特徴とする。
【００５１】本発明に従えば、円偏光選択層は、入射光
を右円偏光成分と左円偏光成分とに分解し、いずれか一
方成分だけと反射させ、いずれか他方成分を透過させる
ので、液晶表示装置が半透過型になっている場合、反射
層を透過して液晶層に入射する光を、確実に円偏光に限
定することが可能になる。
を右円偏光成分と左円偏光成分とに分解し、いずれか一
方成分だけと反射させ、いずれか他方成分を透過させる
ので、液晶表示装置が半透過型になっている場合、反射
層を透過して液晶層に入射する光を、確実に円偏光に限
定することが可能になる。
【００５２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態である液晶表示装置３１の概略的な構成を示す断面図
である。液晶表示装置３１は、液晶層３３と、１層の偏
光層３４と、１層の位相差層３５と、反射層３６とを少
なくとも含む。偏光層３４は、液晶層３３の一方面３８
側に配置される。反射層３６は、液晶層３３の他方面３
９側に配置される。位相差層３５は、偏光層３４と反射
層３６との間に配置される。液晶層３３は、複屈折効果
が得られる液晶から形成されることが好ましい。偏光層
３４がある側の液晶表示装置３１の最外面が、液晶表示
装置３１の表示面５１になる。反射層３６がある側の液
晶表示装置３１の最外面が、背面５１Ａになる。
態である液晶表示装置３１の概略的な構成を示す断面図
である。液晶表示装置３１は、液晶層３３と、１層の偏
光層３４と、１層の位相差層３５と、反射層３６とを少
なくとも含む。偏光層３４は、液晶層３３の一方面３８
側に配置される。反射層３６は、液晶層３３の他方面３
９側に配置される。位相差層３５は、偏光層３４と反射
層３６との間に配置される。液晶層３３は、複屈折効果
が得られる液晶から形成されることが好ましい。偏光層
３４がある側の液晶表示装置３１の最外面が、液晶表示
装置３１の表示面５１になる。反射層３６がある側の液
晶表示装置３１の最外面が、背面５１Ａになる。
【００５３】偏光層３４は、入射光の全成分内の、所定
の方向に偏光する直線偏光成分だけを透過させる。反射
層３６は、偏光層３４，位相差層３５、および液晶層３
３を透過した光を反射する。反射された光は、液晶層３
３および位相差層３５を透過し、位相差層透過後の偏光
状態に応じて、偏光層３４を透過または偏光層３４に吸
収される。位相差層透過後の反射光の偏光状態は、液晶
層３３に印加された電圧に応じて、画素毎に定まる。こ
のように液晶表示装置３１は、反射層３６が反射した光
を用いて、表示を行う。
の方向に偏光する直線偏光成分だけを透過させる。反射
層３６は、偏光層３４，位相差層３５、および液晶層３
３を透過した光を反射する。反射された光は、液晶層３
３および位相差層３５を透過し、位相差層透過後の偏光
状態に応じて、偏光層３４を透過または偏光層３４に吸
収される。位相差層透過後の反射光の偏光状態は、液晶
層３３に印加された電圧に応じて、画素毎に定まる。こ
のように液晶表示装置３１は、反射層３６が反射した光
を用いて、表示を行う。
【００５４】液晶表示装置３１内の液晶層３３から位相
差層３５までの部分の光学的特性は、位相差層３５側か
ら入射した直線偏光が円偏光に変換されて該部分から射
出する特性になっている。このために、液晶層３３のレ
タデーション値ＲｅＬと位相差層３５のレタデーション
値ＲｅＦと偏光層３４の吸収軸ＡＰと位相差層３５の遅
相軸ＡＦとの交差角Δφとのうちの少なくとも１つが調
整されている。
差層３５までの部分の光学的特性は、位相差層３５側か
ら入射した直線偏光が円偏光に変換されて該部分から射
出する特性になっている。このために、液晶層３３のレ
タデーション値ＲｅＬと位相差層３５のレタデーション
値ＲｅＦと偏光層３４の吸収軸ＡＰと位相差層３５の遅
相軸ＡＦとの交差角Δφとのうちの少なくとも１つが調
整されている。
【００５５】液晶層３３のレタデーション値ＲｅＬは、
略ＣＲｅＬの値に選ばれている。「ＣＲｅＬ」は、液晶
差層３３のレタデーション値の基準値であり、液晶表示
装置３１に入射する光の波長λと０以上の整数Ｌとに基
づいて、式３によって定められる。液晶層のレタデーシ
ョン値ＲｅＬは、式４に示すように、液晶層の厚みｄ１
と液晶層の光学異方性Δｎ１との積と等しい。位相差層
３５のレタデーション値ＲｅＦは、略ＣＲｅＦの値に選
ばれている。「ＣＲｅＦ」は、位相差層３５のレタデー
ション値の基準値であり、液晶表示装置３１に入射する
光の波長λと０以上の整数Ｋとに基づいて、式５によっ
て定められる。位相差層３５のレタデーション値ＲｅＦ
は、式６に示すように、位相差層の厚みｄ２と位相差層
の光学異方性Δｎ２との積と等しい。式３の整数Ｋと式
５の整数Ｌとは、一致していてもよく異なっていても良
い。
略ＣＲｅＬの値に選ばれている。「ＣＲｅＬ」は、液晶
差層３３のレタデーション値の基準値であり、液晶表示
装置３１に入射する光の波長λと０以上の整数Ｌとに基
づいて、式３によって定められる。液晶層のレタデーシ
ョン値ＲｅＬは、式４に示すように、液晶層の厚みｄ１
と液晶層の光学異方性Δｎ１との積と等しい。位相差層
３５のレタデーション値ＲｅＦは、略ＣＲｅＦの値に選
ばれている。「ＣＲｅＦ」は、位相差層３５のレタデー
ション値の基準値であり、液晶表示装置３１に入射する
光の波長λと０以上の整数Ｋとに基づいて、式５によっ
て定められる。位相差層３５のレタデーション値ＲｅＦ
は、式６に示すように、位相差層の厚みｄ２と位相差層
の光学異方性Δｎ２との積と等しい。式３の整数Ｋと式
５の整数Ｌとは、一致していてもよく異なっていても良
い。
【００５６】
【数１】
【００５７】図２は、液晶表示装置３１を構成する液晶
層３３、偏光層３４、および位相差層３５の構成条件を
示す図である。なお図２は、液晶表示装置３１を、観測
者側、すなわち表示面５１側から見た状態を示してい
る。本明細書では、２本の軸の成す角度を、反射層３６
から偏光層３４に向かう方向に沿って並ぶ液晶分子のツ
イスト方向を正として、測っている。基準軸ＡＣは、液
晶表示装置３１に予め定義されている。図２では、液晶
分子のツイスト方向を矢符ＡＲＲ１で示す。矢符ＡＬＨ
は、液晶層一方面３８に最近接する液晶分子の長軸方向
を示す。矢符ＡＬＬは、液晶層他方面３９に最近接する
液晶分子の長軸方向を示す。矢符ΩＬＣは、液晶層３３
を構成する液晶のツイスト角を示す。図１の例では、液
晶層の他方面３９に最近接する液晶分子の長軸方向ＡＬ
Ｌと基準軸ＡＣとの成す角度φＬＣＬは、−３０°にな
っている。
層３３、偏光層３４、および位相差層３５の構成条件を
示す図である。なお図２は、液晶表示装置３１を、観測
者側、すなわち表示面５１側から見た状態を示してい
る。本明細書では、２本の軸の成す角度を、反射層３６
から偏光層３４に向かう方向に沿って並ぶ液晶分子のツ
イスト方向を正として、測っている。基準軸ＡＣは、液
晶表示装置３１に予め定義されている。図２では、液晶
分子のツイスト方向を矢符ＡＲＲ１で示す。矢符ＡＬＨ
は、液晶層一方面３８に最近接する液晶分子の長軸方向
を示す。矢符ＡＬＬは、液晶層他方面３９に最近接する
液晶分子の長軸方向を示す。矢符ΩＬＣは、液晶層３３
を構成する液晶のツイスト角を示す。図１の例では、液
晶層の他方面３９に最近接する液晶分子の長軸方向ＡＬ
Ｌと基準軸ＡＣとの成す角度φＬＣＬは、−３０°にな
っている。
【００５８】偏光層３４の吸収軸ＡＰと位相差層３５の
遅相軸ＡＦとの交差角Δφは、式７に示すように、吸収
軸ＡＰと基準軸ＡＣとの成す角度φＰと、遅相軸ＡＦと
基準軸ＡＣとの成す角度φＦとの差で定義される。偏光
層吸収軸ＡＰと位相差層遅相軸ＡＦとの交差角を「遅相
吸収交差角」と称す。遅相吸収交差角Δφは、式８で示
す角度範囲内の値、すなわち０°より大きく４５°未満
である範囲、および４５°より大きく９０°未満である
範囲内のうちのいずれかの範囲内の値に選ばれている。 Δφ ＝│φＰ−φＦ│ …（７） ０°＜Δφ＜４５°または４５°＜Δφ＜９０° …（８）
遅相軸ＡＦとの交差角Δφは、式７に示すように、吸収
軸ＡＰと基準軸ＡＣとの成す角度φＰと、遅相軸ＡＦと
基準軸ＡＣとの成す角度φＦとの差で定義される。偏光
層吸収軸ＡＰと位相差層遅相軸ＡＦとの交差角を「遅相
吸収交差角」と称す。遅相吸収交差角Δφは、式８で示
す角度範囲内の値、すなわち０°より大きく４５°未満
である範囲、および４５°より大きく９０°未満である
範囲内のうちのいずれかの範囲内の値に選ばれている。 Δφ ＝│φＰ−φＦ│ …（７） ０°＜Δφ＜４５°または４５°＜Δφ＜９０° …（８）
【００５９】偏光層３４の吸収軸ＡＰと液晶層他方面３
９に最近接する液晶分子の長軸方向ＡＬＬとの交差角θ
は、式９に示すように、吸収軸ＡＰと基準軸ＡＣとの成
す角度φＰと、長軸方向ＡＬＬと基準軸ＡＣとの成す角
度φＬＣＬとの差である。偏光層吸収軸ＡＰと液晶層他
方面に最近接する液晶分子の長軸方向ＡＬＬとの交差角
を「長軸吸収交差角」と称する。長軸吸収交差角θは、
式１０に示すように、±１０度以内の値に選ばれている
ことが好ましい。 θ ＝ φＬＣＬ−φＰ …（９） −１０°≦θ≦＋１０° …（１０）
９に最近接する液晶分子の長軸方向ＡＬＬとの交差角θ
は、式９に示すように、吸収軸ＡＰと基準軸ＡＣとの成
す角度φＰと、長軸方向ＡＬＬと基準軸ＡＣとの成す角
度φＬＣＬとの差である。偏光層吸収軸ＡＰと液晶層他
方面に最近接する液晶分子の長軸方向ＡＬＬとの交差角
を「長軸吸収交差角」と称する。長軸吸収交差角θは、
式１０に示すように、±１０度以内の値に選ばれている
ことが好ましい。 θ ＝ φＬＣＬ−φＰ …（９） −１０°≦θ≦＋１０° …（１０）
【００６０】再び図１を参照する。本発明の反射光を用
いて表示を行う液晶表示装置は、反射型液晶表示装置お
よび半透過型液晶表示装置を含み、反射型液晶表示装置
は、フロントライト型液晶表示装置を含む。図１の例で
は、液晶表示装置３１は、単純マトリクス型のモノクロ
表示を行う反射型液晶表示装置になっている。
いて表示を行う液晶表示装置は、反射型液晶表示装置お
よび半透過型液晶表示装置を含み、反射型液晶表示装置
は、フロントライト型液晶表示装置を含む。図１の例で
は、液晶表示装置３１は、単純マトリクス型のモノクロ
表示を行う反射型液晶表示装置になっている。
【００６１】図１の例では、液晶表示装置３１は液晶セ
ル４１を含み、液晶層３３は液晶セル４１内に配置され
ている。偏光層３４および反射層３６は液晶セル４１外
に配置され、位相差層３５は偏光層３４と液晶セル４１
との間に配置されている。
ル４１を含み、液晶層３３は液晶セル４１内に配置され
ている。偏光層３４および反射層３６は液晶セル４１外
に配置され、位相差層３５は偏光層３４と液晶セル４１
との間に配置されている。
【００６２】液晶セル４１は、液晶層３３の他に、一方
基板４３、他方基板４４、一方配向膜４５、他方配向膜
４６、一方電極４７、および他方電極４８をさらに含
む。一方基板４３および他方基板４４は、液晶層３３を
挟んで相互に対向配置される。一方配向膜４５は、液晶
層３３の一方面３８に最近接する位置に配置される。他
方配向膜４６は、液晶層３３の他方面３９に最近接する
位置に配置される。一方電極４７は、一方基板４３と一
方配向膜４５との間に配置される。他方電極４８は、他
方基板４４と他方配向膜４６との間に配置される。液晶
層一方面３８および他方面３９に最近接する液晶分子の
長軸方向ＡＬＨ，ＡＬＬは、一方面３８および他方面３
９にそれぞれ近接する一方および他方配向膜４５，４６
によって、それぞれ規制されている。
基板４３、他方基板４４、一方配向膜４５、他方配向膜
４６、一方電極４７、および他方電極４８をさらに含
む。一方基板４３および他方基板４４は、液晶層３３を
挟んで相互に対向配置される。一方配向膜４５は、液晶
層３３の一方面３８に最近接する位置に配置される。他
方配向膜４６は、液晶層３３の他方面３９に最近接する
位置に配置される。一方電極４７は、一方基板４３と一
方配向膜４５との間に配置される。他方電極４８は、他
方基板４４と他方配向膜４６との間に配置される。液晶
層一方面３８および他方面３９に最近接する液晶分子の
長軸方向ＡＬＨ，ＡＬＬは、一方面３８および他方面３
９にそれぞれ近接する一方および他方配向膜４５，４６
によって、それぞれ規制されている。
【００６３】表示面５１側から見て、液晶セル４１の中
の、一方電極４７および他方電極４８が配向膜４５，４
６を介して液晶層３３を挟んでいる部分が、画素になっ
ている。各画素内の液晶層３３には、各画素内にある一
方電極４７および他方電極４８によって、各画素の表示
状態に応じた予め定める大きさの電圧が印加される。以
後の説明では、画素の黒表示時に印加される電圧を「Ｏ
ＦＦ電圧」とし、白表示時に印加される電圧を「ＯＮ電
圧」と称する。少なくとも、一方基板４３、一方電極４
７、一方配向膜４５、および他方配向膜４６は、透光性
を有する。図１の例では、他方基板４４および他方電極
４８も透光性を有する。透明な他方電極を「他方透明電
極」と称する。
の、一方電極４７および他方電極４８が配向膜４５，４
６を介して液晶層３３を挟んでいる部分が、画素になっ
ている。各画素内の液晶層３３には、各画素内にある一
方電極４７および他方電極４８によって、各画素の表示
状態に応じた予め定める大きさの電圧が印加される。以
後の説明では、画素の黒表示時に印加される電圧を「Ｏ
ＦＦ電圧」とし、白表示時に印加される電圧を「ＯＮ電
圧」と称する。少なくとも、一方基板４３、一方電極４
７、一方配向膜４５、および他方配向膜４６は、透光性
を有する。図１の例では、他方基板４４および他方電極
４８も透光性を有する。透明な他方電極を「他方透明電
極」と称する。
【００６４】単純マトリクス型である図１の反射型モノ
クロ液晶表示装置３１の構成部品の具体的構成は下記の
通りになっている。一方基板４３および他方基板４４
は、ガラス基板で実現される。位相差層３５は、材質が
ポリカーボネイトである一軸延伸位相差板によって実現
される。反射層３６は、マットペットに銀を蒸着して形
成される銀反射板で実現される。一方電極４７および他
方電極４８は、ＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）の薄膜
膜片から成るストライプ状の電極で実現され、複数本ず
つある。各一方電極４７の線幅は６０μｍであり、隣合
う任意の２本の一方電極４７の線間は１５μｍである。
各他方電極４８の線幅は９０μｍであり、隣合う任意の
２本の他方電極４８の線間は１５μｍである。一方電極
４７と他方電極４８とがねじれの位置で交差する部分を
マトリクス状に配置させるために、一方および他方電極
４７，４８の長手方向は、表示面５１側から見て相互に
直交している。液晶層３３の厚さｄは６μｍである。液
晶層３３は、左旋性をもつカラネル剤を添加したネマテ
ィック混合液晶から形成される。一方配向膜４５および
他方配向膜４６は、ポリイミド系の薄膜にラビング処理
を施して形成されるポリイミド系配向膜で実現される。
一方および他方配向膜４５，４６の配向方向は、液晶の
ツイスト角が２４０°になるように設定されている。こ
れによって液晶層３３はＳＴＮ型になる。なお本発明の
液晶表示装置の部品の具体的な構成は、以上説明した具
体的構成には限定されない。
クロ液晶表示装置３１の構成部品の具体的構成は下記の
通りになっている。一方基板４３および他方基板４４
は、ガラス基板で実現される。位相差層３５は、材質が
ポリカーボネイトである一軸延伸位相差板によって実現
される。反射層３６は、マットペットに銀を蒸着して形
成される銀反射板で実現される。一方電極４７および他
方電極４８は、ＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）の薄膜
膜片から成るストライプ状の電極で実現され、複数本ず
つある。各一方電極４７の線幅は６０μｍであり、隣合
う任意の２本の一方電極４７の線間は１５μｍである。
各他方電極４８の線幅は９０μｍであり、隣合う任意の
２本の他方電極４８の線間は１５μｍである。一方電極
４７と他方電極４８とがねじれの位置で交差する部分を
マトリクス状に配置させるために、一方および他方電極
４７，４８の長手方向は、表示面５１側から見て相互に
直交している。液晶層３３の厚さｄは６μｍである。液
晶層３３は、左旋性をもつカラネル剤を添加したネマテ
ィック混合液晶から形成される。一方配向膜４５および
他方配向膜４６は、ポリイミド系の薄膜にラビング処理
を施して形成されるポリイミド系配向膜で実現される。
一方および他方配向膜４５，４６の配向方向は、液晶の
ツイスト角が２４０°になるように設定されている。こ
れによって液晶層３３はＳＴＮ型になる。なお本発明の
液晶表示装置の部品の具体的な構成は、以上説明した具
体的構成には限定されない。
【００６５】従来、１層の偏光層と１層の位相差層と反
射層とを備えた液晶表示装置において、白表示の明る
さ、コントラスト比、および白黒表示の無彩色化が、実
用上満足のいくレベルに達していない。本願発明者は、
このような従来技術の課題を原理的に解消するために、
以下に説明する第１実験〜第４実験を行い、実験結果を
検討して、液晶表示装置３１の最適化に関する上述の最
適化条件を求めている。
射層とを備えた液晶表示装置において、白表示の明る
さ、コントラスト比、および白黒表示の無彩色化が、実
用上満足のいくレベルに達していない。本願発明者は、
このような従来技術の課題を原理的に解消するために、
以下に説明する第１実験〜第４実験を行い、実験結果を
検討して、液晶表示装置３１の最適化に関する上述の最
適化条件を求めている。
【００６６】各実験では、評価対象のパラメータだけが
相互に異なる複数の液晶表示装置が、サンプルとして作
成され、各サンプル毎に、液晶表示装置の表示状態を示
すパラメータとして、コントラストＣｏ、黒表示時の色
調、白表示時の色調、位相差層３５のレタデーション値
ＲｅＦ、および液晶層３３のレタデーション値ＲｅＬ
が、それぞれ測定された。サンプルである液晶表示装置
の構成部品のうち、評価対象のパラメータに関わらない
部品の構成は、図１の説明で述べた該部品の具体的構成
と等しい。
相互に異なる複数の液晶表示装置が、サンプルとして作
成され、各サンプル毎に、液晶表示装置の表示状態を示
すパラメータとして、コントラストＣｏ、黒表示時の色
調、白表示時の色調、位相差層３５のレタデーション値
ＲｅＦ、および液晶層３３のレタデーション値ＲｅＬ
が、それぞれ測定された。サンプルである液晶表示装置
の構成部品のうち、評価対象のパラメータに関わらない
部品の構成は、図１の説明で述べた該部品の具体的構成
と等しい。
【００６７】コントラストＣｏの測定時には、入射光と
して拡散光が用いられ、表示面５１内の直径１０ｍｍの
領域から正面２°視野方向に向かって装置３１外に射出
する反射光が、ＯＮ電圧印加時とＯＦＦ電圧印加時との
２通り測定された。ＯＮ電圧印加時の反射率ＬＯＮに対
するＯＦＦ電圧印加時の反射率ＬＯＦＦの比ＬＯＮ／Ｌ
ＯＦＦが求められ、比ＬＯＮ／ＬＯＦＦが最大となる場
合におけるＯＮ電圧印加時の反射光の光量とＯＦＦ電圧
印加時の反射光の光量との比が、サンプルのコントラス
トＣｏとされた。ＯＮ電圧が印加された画素は白表示に
なり、ＯＦＦ電圧が印加された画素は黒表示になる。反
射率は、液晶表示装置への入射光の光量に対する液晶表
示装置から射出する反射光の光量である。
して拡散光が用いられ、表示面５１内の直径１０ｍｍの
領域から正面２°視野方向に向かって装置３１外に射出
する反射光が、ＯＮ電圧印加時とＯＦＦ電圧印加時との
２通り測定された。ＯＮ電圧印加時の反射率ＬＯＮに対
するＯＦＦ電圧印加時の反射率ＬＯＦＦの比ＬＯＮ／Ｌ
ＯＦＦが求められ、比ＬＯＮ／ＬＯＦＦが最大となる場
合におけるＯＮ電圧印加時の反射光の光量とＯＦＦ電圧
印加時の反射光の光量との比が、サンプルのコントラス
トＣｏとされた。ＯＮ電圧が印加された画素は白表示に
なり、ＯＦＦ電圧が印加された画素は黒表示になる。反
射率は、液晶表示装置への入射光の光量に対する液晶表
示装置から射出する反射光の光量である。
【００６８】色調の測定時には、入射光として拡散光が
用いられ、直径１０ｍｍの領域から正面２°視野方向に
向かって射出する反射光が測定され、測定された反射光
はＣＩＥ色度空間で評価された。液晶層のレタデーショ
ン値ＲｅＬは、液晶層に電圧が印加されていない状態
で、回転検光子法を用いて測定された。位相差層のレタ
デーション値は、回転検光子法を用いて測定された。以
後、特に断らない限り、液晶層レタデーション値ＲｅＬ
の測定値は、入射光の波長λが５８９ｎｍである場合の
測定値であり、位相差層レタデーション値ＲｅＦの測定
値は、入射光の波長λが５５０ｎｍである場合の測定値
である。波長５５０ｎｍは、可視光の波長のうち、視感
度が最も高い波長である。波長５８９ｎｍは、液晶層の
レタデーション値ＲｅＬの測定時に慣習的に用いられて
いる波長である。液晶層のレタデーション値ＲｅＬおよ
び位相差層のレタデーション値ＲｅＦには、波長分散依
存性がある。
用いられ、直径１０ｍｍの領域から正面２°視野方向に
向かって射出する反射光が測定され、測定された反射光
はＣＩＥ色度空間で評価された。液晶層のレタデーショ
ン値ＲｅＬは、液晶層に電圧が印加されていない状態
で、回転検光子法を用いて測定された。位相差層のレタ
デーション値は、回転検光子法を用いて測定された。以
後、特に断らない限り、液晶層レタデーション値ＲｅＬ
の測定値は、入射光の波長λが５８９ｎｍである場合の
測定値であり、位相差層レタデーション値ＲｅＦの測定
値は、入射光の波長λが５５０ｎｍである場合の測定値
である。波長５５０ｎｍは、可視光の波長のうち、視感
度が最も高い波長である。波長５８９ｎｍは、液晶層の
レタデーション値ＲｅＬの測定時に慣習的に用いられて
いる波長である。液晶層のレタデーション値ＲｅＬおよ
び位相差層のレタデーション値ＲｅＦには、波長分散依
存性がある。
【００６９】表１は、各サンプルの詳細な設計パラメー
タを示す。表２は、第１〜第４実験における各サンプル
の表示状態の測定結果を示す。
タを示す。表２は、第１〜第４実験における各サンプル
の表示状態の測定結果を示す。
【００７０】
【表１】
【００７１】
【表２】
【００７２】まず第１実験について説明する。第１実験
では、第１サンプル〜第６サンプルの６種類の液晶表示
装置を用いる。第１〜第６サンプルは、遅相吸収交差角
Δφが相互に異なり、液晶層および位相差層のレタデー
ション値ＲｅＬ，ＲｅＦならびに長軸吸収交差角θがそ
れぞれ相互に等しくなるように、構成されている。第１
〜第６サンプルの構成パラメータの詳細は表１に示す。
第１サンプルおよび第２サンプルの遅相吸収交差角Δφ
は４５°である。第３〜第６サンプルの遅相吸収交差角
Δφは、遅相吸収交差角Δφが４５°から徐々に狭めら
れている。この際各サンプルの位相差層３５の遅相軸Ａ
Ｆの角度φＦは相互に等しく、偏光層３４の吸収軸ＡＰ
の角度φＰが変更されている。なお第１サンプルおよび
第３サンプル〜第６サンプルの位相差層３５はポリカー
ボネイトから成る一軸延伸板で実現されており、第２サ
ンプルの位相差層３５は日東電工社製の広帯域１／４波
長板で実現されている。
では、第１サンプル〜第６サンプルの６種類の液晶表示
装置を用いる。第１〜第６サンプルは、遅相吸収交差角
Δφが相互に異なり、液晶層および位相差層のレタデー
ション値ＲｅＬ，ＲｅＦならびに長軸吸収交差角θがそ
れぞれ相互に等しくなるように、構成されている。第１
〜第６サンプルの構成パラメータの詳細は表１に示す。
第１サンプルおよび第２サンプルの遅相吸収交差角Δφ
は４５°である。第３〜第６サンプルの遅相吸収交差角
Δφは、遅相吸収交差角Δφが４５°から徐々に狭めら
れている。この際各サンプルの位相差層３５の遅相軸Ａ
Ｆの角度φＦは相互に等しく、偏光層３４の吸収軸ＡＰ
の角度φＰが変更されている。なお第１サンプルおよび
第３サンプル〜第６サンプルの位相差層３５はポリカー
ボネイトから成る一軸延伸板で実現されており、第２サ
ンプルの位相差層３５は日東電工社製の広帯域１／４波
長板で実現されている。
【００７３】第１〜第６サンプルの位相差層のレタデー
ション値ＲｅＦの測定結果は、入射光の波長λが５５０
ｎｍである場合、３９５ｎｍである。位相差層レタデー
ション値３９５ｎｍには、整数Ｋが１であり波長λが５
５０ｎｍである場合の式３の基準値ＣＲｅＦ（１，５５
０）が最も近い。第１〜第６サンプルの液晶層３３のレ
タデーション値ＲｅＬの測定結果は、入射光の波長λが
５８９ｎｍである場合、８０８ｎｍであり、入射光の波
長λが５５０ｎｍである場合、８２３ｎｍである。第１
〜第６サンプルの長軸吸収交差角θは、０．０°になっ
ている。液晶層レタデーション値８２３ｎｍには、整数
Ｌが２であり波長λが５５０ｎｍである場合の式２の基
準値ＣＲｅＬ（２，５５０）が最も近い。 ＣＲｅＦ（１，５５０）＝（１／４＋１／２）×５５０［ｎｍ］ ＝４１２．５［ｎｍ］ …（１１） ＣＲｅＬ（２，５５０）＝（１／２＋２／２）×５５０［ｎｍ］ ＝８２５［ｎｍ］ …（１２）
ション値ＲｅＦの測定結果は、入射光の波長λが５５０
ｎｍである場合、３９５ｎｍである。位相差層レタデー
ション値３９５ｎｍには、整数Ｋが１であり波長λが５
５０ｎｍである場合の式３の基準値ＣＲｅＦ（１，５５
０）が最も近い。第１〜第６サンプルの液晶層３３のレ
タデーション値ＲｅＬの測定結果は、入射光の波長λが
５８９ｎｍである場合、８０８ｎｍであり、入射光の波
長λが５５０ｎｍである場合、８２３ｎｍである。第１
〜第６サンプルの長軸吸収交差角θは、０．０°になっ
ている。液晶層レタデーション値８２３ｎｍには、整数
Ｌが２であり波長λが５５０ｎｍである場合の式２の基
準値ＣＲｅＬ（２，５５０）が最も近い。 ＣＲｅＦ（１，５５０）＝（１／４＋１／２）×５５０［ｎｍ］ ＝４１２．５［ｎｍ］ …（１１） ＣＲｅＬ（２，５５０）＝（１／２＋２／２）×５５０［ｎｍ］ ＝８２５［ｎｍ］ …（１２）
【００７４】第１サンプルの遅相吸収交差角Δφは４５
°になっている。すなわち第１サンプルは、位相差層３
５が１／４波長板であり、１／４波長板の遅相軸と偏光
層の吸収軸ＡＰとの交差角Δφが４５°である液晶表示
装置である。表２に示すように、第１サンプルのＯＮ電
圧時の画素の色調は、白よりも黄色くなっており、ＯＦ
Ｆ電圧時の画素の色調は、黒よりも紫色になっている。
このように第１サンプルは、コントラストは２以上ある
が、色付きが発生しているので好ましくない。第１サン
プルのコントラストは、第１〜第５サンプルのうち表示
状態が最適である第４サンプルのコントラスト４．０よ
りも低い。コントラスト「２」は、液晶表示装置の表示
を問題なく視認識するのに必要な限度値である。本明細
書の実験では、コントラスト「２」を評価基準として用
いる。
°になっている。すなわち第１サンプルは、位相差層３
５が１／４波長板であり、１／４波長板の遅相軸と偏光
層の吸収軸ＡＰとの交差角Δφが４５°である液晶表示
装置である。表２に示すように、第１サンプルのＯＮ電
圧時の画素の色調は、白よりも黄色くなっており、ＯＦ
Ｆ電圧時の画素の色調は、黒よりも紫色になっている。
このように第１サンプルは、コントラストは２以上ある
が、色付きが発生しているので好ましくない。第１サン
プルのコントラストは、第１〜第５サンプルのうち表示
状態が最適である第４サンプルのコントラスト４．０よ
りも低い。コントラスト「２」は、液晶表示装置の表示
を問題なく視認識するのに必要な限度値である。本明細
書の実験では、コントラスト「２」を評価基準として用
いる。
【００７５】位相差層３５が１／４波長板であり、遅相
吸収交差角Δφが４５°である場合、入射光は、偏光層
３４および位相差層３５を透過すると、円偏光になる。
円偏光が液晶層３３に入射した場合、液晶層３３の複屈
折効果のために、入射した円偏光は楕円偏光に変更され
て反射層上に出射される。第１サンプルでは、反射層３
６が楕円偏光を反射しているので、ＯＮ電圧時の画素の
色調は、白であるべき画素色が黄色くなっており、ＯＦ
Ｆ電圧時の画素の色調は、黒であるべき画素色が紫色に
なっていると考えられる。ゆえに反射型の液晶表示装置
において、画素の色調を補正しつつ充分なコントラスト
を得るためには、他方面３９から液晶層３３に入射する
反射光が円偏光である必要があることが分かる。
吸収交差角Δφが４５°である場合、入射光は、偏光層
３４および位相差層３５を透過すると、円偏光になる。
円偏光が液晶層３３に入射した場合、液晶層３３の複屈
折効果のために、入射した円偏光は楕円偏光に変更され
て反射層上に出射される。第１サンプルでは、反射層３
６が楕円偏光を反射しているので、ＯＮ電圧時の画素の
色調は、白であるべき画素色が黄色くなっており、ＯＦ
Ｆ電圧時の画素の色調は、黒であるべき画素色が紫色に
なっていると考えられる。ゆえに反射型の液晶表示装置
において、画素の色調を補正しつつ充分なコントラスト
を得るためには、他方面３９から液晶層３３に入射する
反射光が円偏光である必要があることが分かる。
【００７６】本発明の液晶表示装置において、色付きの
防止だけを考慮する場合、遅相吸収交差角Δφは、基本
的には、０°より大きく９０°未満であり４５°を除く
範囲内の値であればよい。遅相吸収交差角Δφが０°で
ある場合と、遅相吸収交差角Δφが９０°である場合と
では、どちらも、色付きを防止しつつコントラストを向
上させるのは難しいと考えられる。
防止だけを考慮する場合、遅相吸収交差角Δφは、基本
的には、０°より大きく９０°未満であり４５°を除く
範囲内の値であればよい。遅相吸収交差角Δφが０°で
ある場合と、遅相吸収交差角Δφが９０°である場合と
では、どちらも、色付きを防止しつつコントラストを向
上させるのは難しいと考えられる。
【００７７】第１サンプルで用いた位相差層はポリカー
ボネイトの位相差層であるので、波長分散性がある。第
２サンプルでは、ポリカーボネイトの位相差層の代わり
に広帯域１／４波長板を用いて、第１サンプルと同様の
評価を行った。この結果第２サンプルでは、第１サンプ
ルと比較して、ＯＮ電圧時の画素の色調が白よりもさら
に黄色くなり、ＯＦＦ電圧時の画素の色調が黒よりも赤
くなることが分かる。また第２サンプルのコントラスト
Ｃｏは１．９であり、第１サンプルのコントラストより
もさらに悪い。
ボネイトの位相差層であるので、波長分散性がある。第
２サンプルでは、ポリカーボネイトの位相差層の代わり
に広帯域１／４波長板を用いて、第１サンプルと同様の
評価を行った。この結果第２サンプルでは、第１サンプ
ルと比較して、ＯＮ電圧時の画素の色調が白よりもさら
に黄色くなり、ＯＦＦ電圧時の画素の色調が黒よりも赤
くなることが分かる。また第２サンプルのコントラスト
Ｃｏは１．９であり、第１サンプルのコントラストより
もさらに悪い。
【００７８】表２に示す第１，第３〜第６サンプルの測
定結果に基づき、液晶表示装置３１の表示状態の遅相吸
収交差角Δφ依存性を検討した。遅相吸収交差角Δφが
４０．０°以上の範囲では、第１および第３，第４サン
プルの測定結果から分かるように、遅相吸収交差角Δφ
が狭まるにつれて、ＯＮ電圧印加時の白色色調の黄色味
とＯＦＦ電圧印加時の黒色色調の紫味（赤味）とはそれ
ぞれ減少し、コントラストＣｏは増加した。遅相吸収交
差角Δφが４０°である場合、第４サンプルの測定結果
から分かるように、ＯＮ電圧印加時の色調およびＯＦＦ
電圧印加時の色調の色付きが最小であり、かつコントラ
ストＣｏが最大になった。遅相吸収交差角Δφが４０．
０°未満の範囲では、第５および第６サンプルの測定結
果から分かるように、遅相吸収交差角Δφが減少するほ
ど、ＯＮ電圧印加時の白色色調が青色を帯び、ＯＦＦ電
圧印加時の黒色のしまりが悪くなり、コントラストＣｏ
も低下した。
定結果に基づき、液晶表示装置３１の表示状態の遅相吸
収交差角Δφ依存性を検討した。遅相吸収交差角Δφが
４０．０°以上の範囲では、第１および第３，第４サン
プルの測定結果から分かるように、遅相吸収交差角Δφ
が狭まるにつれて、ＯＮ電圧印加時の白色色調の黄色味
とＯＦＦ電圧印加時の黒色色調の紫味（赤味）とはそれ
ぞれ減少し、コントラストＣｏは増加した。遅相吸収交
差角Δφが４０°である場合、第４サンプルの測定結果
から分かるように、ＯＮ電圧印加時の色調およびＯＦＦ
電圧印加時の色調の色付きが最小であり、かつコントラ
ストＣｏが最大になった。遅相吸収交差角Δφが４０．
０°未満の範囲では、第５および第６サンプルの測定結
果から分かるように、遅相吸収交差角Δφが減少するほ
ど、ＯＮ電圧印加時の白色色調が青色を帯び、ＯＦＦ電
圧印加時の黒色のしまりが悪くなり、コントラストＣｏ
も低下した。
【００７９】以上の検討結果に基づき、遅相吸収交差角
Δφが４０°に近付くほど、白表示時および黒表示時の
色付きが防止され、かつコントラストＣｏが高くなるこ
とが分かる。ゆえに遅相吸収交差角Δφは、４０°に近
いほど好ましく、４０°が最適であることがわかる。遅
相吸収交差角Δφが４０°である場合、図１の液晶表示
装置３１は、反射層３６表面に達した入射光の偏光状態
をより適切な偏光状態にすることが可能になるので、最
適な高いコントラストを得ることができ、かつ最適な無
彩色化を図ることができる。
Δφが４０°に近付くほど、白表示時および黒表示時の
色付きが防止され、かつコントラストＣｏが高くなるこ
とが分かる。ゆえに遅相吸収交差角Δφは、４０°に近
いほど好ましく、４０°が最適であることがわかる。遅
相吸収交差角Δφが４０°である場合、図１の液晶表示
装置３１は、反射層３６表面に達した入射光の偏光状態
をより適切な偏光状態にすることが可能になるので、最
適な高いコントラストを得ることができ、かつ最適な無
彩色化を図ることができる。
【００８０】遅相吸収交差角Δφは、概ね４０°であれ
ば好ましい。遅相吸収交差角Δφは、０°より大きく９
０°未満でありかつ４５°を除く範囲内の値であれば、
４０°に限らず、４０°近傍の値、たとえば３８°また
は４２°でもよい。遅相吸収交差角Δφの許容範囲は、
４０°を含む予め定める範囲であり、たとえば経験的に
４０°±３°以内の範囲が許容されると考えられる。
ば好ましい。遅相吸収交差角Δφは、０°より大きく９
０°未満でありかつ４５°を除く範囲内の値であれば、
４０°に限らず、４０°近傍の値、たとえば３８°また
は４２°でもよい。遅相吸収交差角Δφの許容範囲は、
４０°を含む予め定める範囲であり、たとえば経験的に
４０°±３°以内の範囲が許容されると考えられる。
【００８１】次いで第２実験について説明する。第２実
験は、液晶表示装置の表示状態の液晶層レタデーション
値ＲｅＬ依存性を検討するための実験である。第２実験
では、第７サンプル〜第１０サンプルの４種類の液晶表
示装置を用いる。第７〜第１０サンプルは、液晶層レタ
デーション値ＲｅＬが相互に異なり、位相差層のレタデ
ーション値ＲｅＦ、遅相吸収交差軸Δφ、ならびに長軸
吸収交差角θが相互に等しくなるように、構成されてい
る。第７〜第１０サンプルでは、液晶層レタデーション
値ＲｅＬが徐々に増加されている。第７〜第１０サンプ
ルの位相差層のレタデーション値ＲｅＦの測定結果は３
９５ｎｍである。第７〜第１０サンプルの遅相吸収交差
角Δφは４０°であり、長軸吸収交差角θは、０．０°
になっている。第７〜第１０サンプルの構成パラメータ
の詳細は表１に示す。
験は、液晶表示装置の表示状態の液晶層レタデーション
値ＲｅＬ依存性を検討するための実験である。第２実験
では、第７サンプル〜第１０サンプルの４種類の液晶表
示装置を用いる。第７〜第１０サンプルは、液晶層レタ
デーション値ＲｅＬが相互に異なり、位相差層のレタデ
ーション値ＲｅＦ、遅相吸収交差軸Δφ、ならびに長軸
吸収交差角θが相互に等しくなるように、構成されてい
る。第７〜第１０サンプルでは、液晶層レタデーション
値ＲｅＬが徐々に増加されている。第７〜第１０サンプ
ルの位相差層のレタデーション値ＲｅＦの測定結果は３
９５ｎｍである。第７〜第１０サンプルの遅相吸収交差
角Δφは４０°であり、長軸吸収交差角θは、０．０°
になっている。第７〜第１０サンプルの構成パラメータ
の詳細は表１に示す。
【００８２】表２に示す第７〜第１０サンプルの測定結
果に基づき、液晶表示装置３１の表示状態の液晶層レタ
デーション値ＲｅＬ依存性を検討した。第９サンプル、
すなわち入射光の波長λ５８９ｎｍにおいて液晶層レタ
デーション値ＲｅＬが７８２ｎｍである液晶表示装置に
おいて、コントラストＣｏが最大になっている。液晶層
レタデーション値ＲｅＬが７８２ｎｍ未満である場合、
レタデーション値ＲｅＬが増加するほど、コントラスト
Ｃｏは増加する。液晶層レタデーション値ＲｅＬが７８
２ｎｍ以上である場合、レタデーション値ＲｅＬが増加
するほど、コントラストＣｏは減少する。液晶層レタデ
ーション値ＲｅＬが７５５ｎｍ以上８３６ｎｍ以下であ
る場合、コントラストＣｏは常に２以上となった。これ
によって、液晶層レタデーション値ＲｅＬが７５５ｎｍ
以上８３６ｎｍ以下の最適範囲内の値である場合、液晶
表示装置３１は視認識が充分に可能な最適のコントラス
トを得ることができることが分かる。入射光の波長λが
５８９ｎｍの場合の液晶層レタデーション値ＲｅＬの最
適範囲である７５５ｎｍ以上８３６ｎｍ以下の範囲は、
入射光の波長λが５５０ｎｍの場合に換算すると、７７
０ｎｍ以上８５６ｎｍ以下の範囲になる。
果に基づき、液晶表示装置３１の表示状態の液晶層レタ
デーション値ＲｅＬ依存性を検討した。第９サンプル、
すなわち入射光の波長λ５８９ｎｍにおいて液晶層レタ
デーション値ＲｅＬが７８２ｎｍである液晶表示装置に
おいて、コントラストＣｏが最大になっている。液晶層
レタデーション値ＲｅＬが７８２ｎｍ未満である場合、
レタデーション値ＲｅＬが増加するほど、コントラスト
Ｃｏは増加する。液晶層レタデーション値ＲｅＬが７８
２ｎｍ以上である場合、レタデーション値ＲｅＬが増加
するほど、コントラストＣｏは減少する。液晶層レタデ
ーション値ＲｅＬが７５５ｎｍ以上８３６ｎｍ以下であ
る場合、コントラストＣｏは常に２以上となった。これ
によって、液晶層レタデーション値ＲｅＬが７５５ｎｍ
以上８３６ｎｍ以下の最適範囲内の値である場合、液晶
表示装置３１は視認識が充分に可能な最適のコントラス
トを得ることができることが分かる。入射光の波長λが
５８９ｎｍの場合の液晶層レタデーション値ＲｅＬの最
適範囲である７５５ｎｍ以上８３６ｎｍ以下の範囲は、
入射光の波長λが５５０ｎｍの場合に換算すると、７７
０ｎｍ以上８５６ｎｍ以下の範囲になる。
【００８３】第２実験では、第９サンプルの設定条件
が、最適条件であると分かる。第２実験の実験結果を参
照すると、第９サンプルの設定条件から設定条件をずら
すのに従って、コントラストが単調に減少していくこと
が分かる。ゆえに、第２実験の実験結果に基づき、経験
的にコントラストの限度範囲を推定した場合、液晶層レ
タデーション値ＲｅＬが７４０ｎｍより大きく８４０ｎ
ｍ未満である場合、視認識可能なコントラストを得るこ
とができると推定される。これは、液晶層レタデーショ
ン値ＲｅＬは半波長の整数倍の値とほぼ等しくなるの
で、１／２波長板と同じ効果が液晶層３３によって得ら
れるためだと考えられる。液晶層レタデーション値Ｒｅ
Ｌが７４０ｎｍ以下または８４０ｎｍ以上である場合、
コントラストＣｏは実用レベルに達しないと推定され
る。これは、液晶層レタデーション値ＲｅＬが略１／２
波長（半波長）の整数倍の値から大きくずれてしまうの
で、１／２波長板と同じ効果を液晶層３３によって得る
ことが難しくなるためだと考えられる。以上の理由に基
づき、液晶層レタデーション値ＲｅＬは７４０ｎｍより
大きく８４０ｎｍ未満の範囲内の値に設定することが好
ましい。入射光の波長λが５８９ｎｍの場合の液晶層レ
タデーション値ＲｅＬの許容範囲である７４０ｎｍより
大きく８４０ｎｍ未満の範囲は、入射光の波長λが５５
０ｎｍの場合に換算すると、７６０ｎｍより大きく８６
０ｎｍ未満の範囲になる。
が、最適条件であると分かる。第２実験の実験結果を参
照すると、第９サンプルの設定条件から設定条件をずら
すのに従って、コントラストが単調に減少していくこと
が分かる。ゆえに、第２実験の実験結果に基づき、経験
的にコントラストの限度範囲を推定した場合、液晶層レ
タデーション値ＲｅＬが７４０ｎｍより大きく８４０ｎ
ｍ未満である場合、視認識可能なコントラストを得るこ
とができると推定される。これは、液晶層レタデーショ
ン値ＲｅＬは半波長の整数倍の値とほぼ等しくなるの
で、１／２波長板と同じ効果が液晶層３３によって得ら
れるためだと考えられる。液晶層レタデーション値Ｒｅ
Ｌが７４０ｎｍ以下または８４０ｎｍ以上である場合、
コントラストＣｏは実用レベルに達しないと推定され
る。これは、液晶層レタデーション値ＲｅＬが略１／２
波長（半波長）の整数倍の値から大きくずれてしまうの
で、１／２波長板と同じ効果を液晶層３３によって得る
ことが難しくなるためだと考えられる。以上の理由に基
づき、液晶層レタデーション値ＲｅＬは７４０ｎｍより
大きく８４０ｎｍ未満の範囲内の値に設定することが好
ましい。入射光の波長λが５８９ｎｍの場合の液晶層レ
タデーション値ＲｅＬの許容範囲である７４０ｎｍより
大きく８４０ｎｍ未満の範囲は、入射光の波長λが５５
０ｎｍの場合に換算すると、７６０ｎｍより大きく８６
０ｎｍ未満の範囲になる。
【００８４】次いで第３実験について説明する。第３実
験は、液晶表示装置の表示状態の位相差層レタデーショ
ン値ＲｅＦ依存性を検討するための実験である。第３実
験では、第１１サンプル〜第１６サンプルの６種類の液
晶表示装置を用いる。第１１〜第１６サンプルは、位相
差層レタデーション値ＲｅＦが相互に異なり、液晶層の
レタデーション値ＲｅＬ、遅相吸収交差軸Δφ、ならび
に長軸吸収交差角θが相互に等しくなるように、構成さ
れている。第１１〜第１６サンプルの位相差層レタデー
ション値ＲｅＦが徐々に増加されている。第１１〜第１
６サンプルの液晶層のレタデーション値ＲｅＬの測定結
果は、入射光の波長λが５８９ｎｍである場合、８０８
ｎｍであり、入射光の波長λが５５０ｎｍである場合、
８２３ｎｍである。第１１〜第１６サンプルの遅相吸収
交差角Δφは４０°になっており、長軸吸収交差角θは
０．０°になっている。第１１〜第１６サンプルの構成
パラメータの詳細は、表１に示す。
験は、液晶表示装置の表示状態の位相差層レタデーショ
ン値ＲｅＦ依存性を検討するための実験である。第３実
験では、第１１サンプル〜第１６サンプルの６種類の液
晶表示装置を用いる。第１１〜第１６サンプルは、位相
差層レタデーション値ＲｅＦが相互に異なり、液晶層の
レタデーション値ＲｅＬ、遅相吸収交差軸Δφ、ならび
に長軸吸収交差角θが相互に等しくなるように、構成さ
れている。第１１〜第１６サンプルの位相差層レタデー
ション値ＲｅＦが徐々に増加されている。第１１〜第１
６サンプルの液晶層のレタデーション値ＲｅＬの測定結
果は、入射光の波長λが５８９ｎｍである場合、８０８
ｎｍであり、入射光の波長λが５５０ｎｍである場合、
８２３ｎｍである。第１１〜第１６サンプルの遅相吸収
交差角Δφは４０°になっており、長軸吸収交差角θは
０．０°になっている。第１１〜第１６サンプルの構成
パラメータの詳細は、表１に示す。
【００８５】表２に示す第１１〜第１６サンプルの測定
結果に基づき、液晶表示装置の表示状態の位相差層レタ
デーション値ＲｅＦ依存性を検討した。入射光の波長λ
が５５０ｎｍにおける位相差層レタデーション値ＲｅＦ
が３９５ｎｍである場合、コントラストＣｏが最大にな
っている。位相差層レタデーション値ＲｅＦが３９５ｎ
ｍ未満である場合、レタデーション値ＲｅＦが増加する
ほど、コントラストＣｏは増加する。位相差層レタデー
ション値が３９５ｎｍ以上である場合、レタデーション
値ＲｅＦが増加するほど、コントラストＣｏは減少す
る。位相差層レタデーション値ＲｅＦが３６５ｎｍ以上
４４５ｎｍの値である間、コントラストＣｏは常に２以
上となる。これによって、位相差層レタデーション値Ｒ
ｅＦが３６５ｎｍ以上４４５ｎｍ以下の最適範囲内の値
である場合、液晶表示装置３１は視認識が充分に可能な
最適のコントラストを得ることができることが分かる。
結果に基づき、液晶表示装置の表示状態の位相差層レタ
デーション値ＲｅＦ依存性を検討した。入射光の波長λ
が５５０ｎｍにおける位相差層レタデーション値ＲｅＦ
が３９５ｎｍである場合、コントラストＣｏが最大にな
っている。位相差層レタデーション値ＲｅＦが３９５ｎ
ｍ未満である場合、レタデーション値ＲｅＦが増加する
ほど、コントラストＣｏは増加する。位相差層レタデー
ション値が３９５ｎｍ以上である場合、レタデーション
値ＲｅＦが増加するほど、コントラストＣｏは減少す
る。位相差層レタデーション値ＲｅＦが３６５ｎｍ以上
４４５ｎｍの値である間、コントラストＣｏは常に２以
上となる。これによって、位相差層レタデーション値Ｒ
ｅＦが３６５ｎｍ以上４４５ｎｍ以下の最適範囲内の値
である場合、液晶表示装置３１は視認識が充分に可能な
最適のコントラストを得ることができることが分かる。
【００８６】第３実験では、第１４サンプルの設定条件
が、最適条件であると分かる。第３実験の実験結果を参
照すると、第１４サンプルの設定条件から設定条件をず
らすのに従って、コントラストが単調に減少していくこ
とが分かる。ゆえに、第３実験の実験結果に基づき、経
験的にコントラストの限度範囲を推定した場合、位相差
層レタデーション値ＲｅＬが３６０ｎｍより大きく４５
０ｎｍ未満である場合、視認識可能なコントラストを得
ることができると推定される。これは、位相差レタデー
ション値ＲｅＦが４分の１波長の２Ｋ＋１倍の値とほぼ
等しくなるためだと考えられる。位相差層レタデーショ
ン値ＲｅＦが３６０ｎｍ以下または４５０ｎｍ以上であ
る場合、コントラストは実用レベル未満に低下すると推
定される。これは、位相差層レタデーション値ＲｅＦが
１／４波長（４分の１波長）の２Ｋ＋１倍の値から大き
くずれてしまうためだと考えられる。これによって位相
差層レタデーション値ＲｅＦは、３６０ｎｍより大きく
４５０ｎｍ未満の範囲内の値に設定することが好ましい
ことが分かる。
が、最適条件であると分かる。第３実験の実験結果を参
照すると、第１４サンプルの設定条件から設定条件をず
らすのに従って、コントラストが単調に減少していくこ
とが分かる。ゆえに、第３実験の実験結果に基づき、経
験的にコントラストの限度範囲を推定した場合、位相差
層レタデーション値ＲｅＬが３６０ｎｍより大きく４５
０ｎｍ未満である場合、視認識可能なコントラストを得
ることができると推定される。これは、位相差レタデー
ション値ＲｅＦが４分の１波長の２Ｋ＋１倍の値とほぼ
等しくなるためだと考えられる。位相差層レタデーショ
ン値ＲｅＦが３６０ｎｍ以下または４５０ｎｍ以上であ
る場合、コントラストは実用レベル未満に低下すると推
定される。これは、位相差層レタデーション値ＲｅＦが
１／４波長（４分の１波長）の２Ｋ＋１倍の値から大き
くずれてしまうためだと考えられる。これによって位相
差層レタデーション値ＲｅＦは、３６０ｎｍより大きく
４５０ｎｍ未満の範囲内の値に設定することが好ましい
ことが分かる。
【００８７】以上説明したように、本願発明者は、まず
偏光層３４および位相差層３５を透過した入射光が液晶
層３３上で円偏光に近い状態になる条件を求めた。次い
で、第１サンプルから求められた条件を少しずらすこと
によって、偏光層３４、位相差層３５および液晶層３３
を透過した入射光が反射層３６に達した時点で理想的な
偏光状態になる条件を求めた。理想的な偏光状態とは、
色付きの防止およびコントラストの向上を図ることがで
きる偏光状態であり、具体的には円偏光または円偏光に
近い偏光である。
偏光層３４および位相差層３５を透過した入射光が液晶
層３３上で円偏光に近い状態になる条件を求めた。次い
で、第１サンプルから求められた条件を少しずらすこと
によって、偏光層３４、位相差層３５および液晶層３３
を透過した入射光が反射層３６に達した時点で理想的な
偏光状態になる条件を求めた。理想的な偏光状態とは、
色付きの防止およびコントラストの向上を図ることがで
きる偏光状態であり、具体的には円偏光または円偏光に
近い偏光である。
【００８８】以上の実験の結果、位相差層３５が１／４
波長板に近い構成であり、かつ液晶層３３が１／２波長
板に近い構成であるならば、入射光の偏光状態は、反射
層３６に達した時点で最適化されることがわかる。１／
４波長板とは、そのレタデーション値が式１の基準値Ｃ
ＲｅＦに設定され、その遅相軸が偏光層の吸収軸と４５
°の角度を成すように構成された位相差層である。
波長板に近い構成であり、かつ液晶層３３が１／２波長
板に近い構成であるならば、入射光の偏光状態は、反射
層３６に達した時点で最適化されることがわかる。１／
４波長板とは、そのレタデーション値が式１の基準値Ｃ
ＲｅＦに設定され、その遅相軸が偏光層の吸収軸と４５
°の角度を成すように構成された位相差層である。
【００８９】位相差層３５を１／４波長板に近い構成と
するには、偏光層３４の吸収軸ＡＰと位相差層３５の遅
相軸の交差角Δφを４５°からずらし、位相差層３５の
レタデーション値ＲｅＦを略ＣＲｅＦに設定すればよ
い。これによって位相差層透過後の入射光の偏光状態
は、円偏光をすこし崩した状態になる。液晶層３３を１
／２波長板に近い構成とするには、液晶層３３のレタデ
ーション値を略ＣＲｅＬに設定すればよい。これによっ
て位相差層透過後の円偏光が少し崩れた偏光状態の光
は、液晶層３３を透過することによって最適化される。
するには、偏光層３４の吸収軸ＡＰと位相差層３５の遅
相軸の交差角Δφを４５°からずらし、位相差層３５の
レタデーション値ＲｅＦを略ＣＲｅＦに設定すればよ
い。これによって位相差層透過後の入射光の偏光状態
は、円偏光をすこし崩した状態になる。液晶層３３を１
／２波長板に近い構成とするには、液晶層３３のレタデ
ーション値を略ＣＲｅＬに設定すればよい。これによっ
て位相差層透過後の円偏光が少し崩れた偏光状態の光
は、液晶層３３を透過することによって最適化される。
【００９０】位相差層レタデーション値ＲｅＦは、式１
３に示すように、基準値ＣＲｅＦの±１５％以内の値で
あることが好ましい。これは以下の理由に基づく。たと
えば整数Ｋが１でありかつ光の波長λが５５０ｎｍであ
る場合、位相差層レタデーション値の基準値ＣＲｅＦは
４１２．５ｎｍになる。第２実験の実験結果に基づき、
整数Ｋが１でありかつ光の波長λが５５０ｎｍである場
合、位相差層レタデーション値ＲｅＦは３６０ｎｍより
大きく４５０ｎｍ未満であれば良いので、式１４のよう
に、位相差層レタデーション値ＲｅＦは４１２．５ｎｍ
の±５０ｎｍとなればよい。ゆえに位相差層レタデーシ
ョン値ＲｅＦは、基準値ＣＲｅＦの±１５％以内である
ことが好ましいのである。 ＣＲｅＦ×８５％≦ＲｅＦ≦ＣＲｅＦ×１１５％ …（１３） ＲｅＦ≒４１２．５ｎｍ±５０ｎｍ …（１４）
３に示すように、基準値ＣＲｅＦの±１５％以内の値で
あることが好ましい。これは以下の理由に基づく。たと
えば整数Ｋが１でありかつ光の波長λが５５０ｎｍであ
る場合、位相差層レタデーション値の基準値ＣＲｅＦは
４１２．５ｎｍになる。第２実験の実験結果に基づき、
整数Ｋが１でありかつ光の波長λが５５０ｎｍである場
合、位相差層レタデーション値ＲｅＦは３６０ｎｍより
大きく４５０ｎｍ未満であれば良いので、式１４のよう
に、位相差層レタデーション値ＲｅＦは４１２．５ｎｍ
の±５０ｎｍとなればよい。ゆえに位相差層レタデーシ
ョン値ＲｅＦは、基準値ＣＲｅＦの±１５％以内である
ことが好ましいのである。 ＣＲｅＦ×８５％≦ＲｅＦ≦ＣＲｅＦ×１１５％ …（１３） ＲｅＦ≒４１２．５ｎｍ±５０ｎｍ …（１４）
【００９１】液晶層レタデーション値ＲｅＬは、式１５
に示すように、基準値ＣＲｅＬの±１０％以内の値であ
ることが好ましい。これは以下の理由に基づく。たとえ
ば整数Ｌが１でありかつ光の波長λが５５０ｎｍである
場合、液晶層レタデーション値の基準値ＣＲｅＬは８２
５ｎｍになる。第３実験の実験結果に基づき、整数Ｌが
２でありかつ光の波長λが５５０ｎｍである場合、液晶
層レタデーション値Ｒｅは７６０ｎｍより大きく８６０
ｎｍ未満であれば良いので、式１６のように、液晶層レ
タデーション値ＲｅＬは８２５ｎｍの±７０ｎｍとなれ
ばよい。ゆえに液晶層レタデーション値ＲｅＬは、基準
値ＣＲｅＬの±１０％以内であることが好ましいのであ
る。 ＣＲｅＬ×９０％≦ＲｅＬ≦ＣＲｅＬ×１１０％ …（１５） ＲｅＬ≒８２５ｎｍ±７０ｎｍ …（１６）
に示すように、基準値ＣＲｅＬの±１０％以内の値であ
ることが好ましい。これは以下の理由に基づく。たとえ
ば整数Ｌが１でありかつ光の波長λが５５０ｎｍである
場合、液晶層レタデーション値の基準値ＣＲｅＬは８２
５ｎｍになる。第３実験の実験結果に基づき、整数Ｌが
２でありかつ光の波長λが５５０ｎｍである場合、液晶
層レタデーション値Ｒｅは７６０ｎｍより大きく８６０
ｎｍ未満であれば良いので、式１６のように、液晶層レ
タデーション値ＲｅＬは８２５ｎｍの±７０ｎｍとなれ
ばよい。ゆえに液晶層レタデーション値ＲｅＬは、基準
値ＣＲｅＬの±１０％以内であることが好ましいのであ
る。 ＣＲｅＬ×９０％≦ＲｅＬ≦ＣＲｅＬ×１１０％ …（１５） ＲｅＬ≒８２５ｎｍ±７０ｎｍ …（１６）
【００９２】以上説明した最適化条件を満たすように位
相差層３５および液晶層３３が設計されているならば、
液晶表示装置３１は、従来技術の液晶表示装置よりも、
白表示を明るくし、高いコントラストを取り、さらに白
表示および黒表示時に無彩色の特性を得ることができ
る。特に、液晶表示装置３１が複屈折効果を利用して表
示を行うＳＴＮ型液晶表示装置である場合、白表示をさ
らに明るくし、さらに高いコントラストを取り、さらに
白黒表示時の無彩色の特性をさらに充分に得ることがで
きる。
相差層３５および液晶層３３が設計されているならば、
液晶表示装置３１は、従来技術の液晶表示装置よりも、
白表示を明るくし、高いコントラストを取り、さらに白
表示および黒表示時に無彩色の特性を得ることができ
る。特に、液晶表示装置３１が複屈折効果を利用して表
示を行うＳＴＮ型液晶表示装置である場合、白表示をさ
らに明るくし、さらに高いコントラストを取り、さらに
白黒表示時の無彩色の特性をさらに充分に得ることがで
きる。
【００９３】図１の液晶表示装置３１において、偏光層
３４および位相差層３５を透過した後の入射光は円偏光
に近い楕円偏光になっている。これは以下の理由に基づ
く。１枚の偏光層と１枚の光学補償層と反射層とを有
し、光学補償層として４分の１波長板を用いる液晶表示
装置において、液晶表示装置に入射した外光は、理論
上、まず偏光層透過時に直線偏光に限定される。直線偏
光は、４分の１波長板を透過することによって、円偏光
になる。円偏光は、液晶層をそのまま透過するので、円
偏光が反射層に到達する。実際には、４分の１波長板の
複屈折量に、４分の１波長板の材料固有の波長依存性が
あり、液晶層の複屈折量に液晶層の材料固有の波長依存
性があるので、上記構成の液晶表示装置において、反射
層に到達する光が理想的な偏光状態、すなわち視感波長
においては円偏光にならない。そこで本実施の形態で
は、光学補償層透過後の光の偏光状態を、理論上の状態
からわざと崩すことによって、反射層に到達した光の偏
光状態を最適化している。このために、位相差層３５を
透過後の入射光は円偏光に近い楕円偏光にされているの
である。位相差層３５の構成によって定まる円偏光の崩
し量は液晶の複屈折効果の度合によって決まる。位相差
層透過後の入射光が円偏光に近い楕円偏光になっている
ので、反射層３６表面で反射される入射光の偏光状態が
より適切な偏光状態になる。これによって液晶表示装置
３１は、さらに高いコントラストを得ることができ、か
つ白表示時および黒表示時の色付きをさらに防止して、
無彩色化を図ることができる。
３４および位相差層３５を透過した後の入射光は円偏光
に近い楕円偏光になっている。これは以下の理由に基づ
く。１枚の偏光層と１枚の光学補償層と反射層とを有
し、光学補償層として４分の１波長板を用いる液晶表示
装置において、液晶表示装置に入射した外光は、理論
上、まず偏光層透過時に直線偏光に限定される。直線偏
光は、４分の１波長板を透過することによって、円偏光
になる。円偏光は、液晶層をそのまま透過するので、円
偏光が反射層に到達する。実際には、４分の１波長板の
複屈折量に、４分の１波長板の材料固有の波長依存性が
あり、液晶層の複屈折量に液晶層の材料固有の波長依存
性があるので、上記構成の液晶表示装置において、反射
層に到達する光が理想的な偏光状態、すなわち視感波長
においては円偏光にならない。そこで本実施の形態で
は、光学補償層透過後の光の偏光状態を、理論上の状態
からわざと崩すことによって、反射層に到達した光の偏
光状態を最適化している。このために、位相差層３５を
透過後の入射光は円偏光に近い楕円偏光にされているの
である。位相差層３５の構成によって定まる円偏光の崩
し量は液晶の複屈折効果の度合によって決まる。位相差
層透過後の入射光が円偏光に近い楕円偏光になっている
ので、反射層３６表面で反射される入射光の偏光状態が
より適切な偏光状態になる。これによって液晶表示装置
３１は、さらに高いコントラストを得ることができ、か
つ白表示時および黒表示時の色付きをさらに防止して、
無彩色化を図ることができる。
【００９４】次いで、第４実験について説明する。第４
実験は、液晶表示装置の表示状態の長軸吸収交差角θ依
存性を検討するための実験である。第４実験では、第１
７サンプル〜第２１サンプルの５種類の液晶表示装置を
用いる。第１７〜第２１サンプルは、長軸吸収交差角θ
は相互に異なり、液晶層および位相差層のレタデーショ
ン値ＲｅＬ，ＲｅＦならびに遅相吸収交差角Δφが相互
に等しくなるように、構成されている。第１７〜第２１
サンプルの設計パラメータの詳細は、表１に示す。長軸
吸収交差角θの偏光の際、具体的には、図３に示すよう
に、液晶層他方面３９に最近接する液晶分子の長軸方向
ＡＬＬの角度φＬＣＬを固定して、各サンプルの偏光層
３４の吸収軸ＡＰの角度φＰを変更した。各サンプルの
位相差層３５の遅相軸ＡＦの角度φＦは、各サンプルの
遅相吸収交差角Δφが相互に等しくなるように、各サン
プル毎に設定されている。第１７〜第２１サンプルの位
相差層のレタデーション値ＲｅＦの測定結果は３９５ｎ
ｍである。第１７〜第２１サンプルの液晶層３３のレタ
デーション値ＲｅＬの測定結果は、入射光の波長λが５
８９ｎｍである場合、８０８ｎｍである。各サンプルの
遅相吸収交差角Δφは４０°になっている。
実験は、液晶表示装置の表示状態の長軸吸収交差角θ依
存性を検討するための実験である。第４実験では、第１
７サンプル〜第２１サンプルの５種類の液晶表示装置を
用いる。第１７〜第２１サンプルは、長軸吸収交差角θ
は相互に異なり、液晶層および位相差層のレタデーショ
ン値ＲｅＬ，ＲｅＦならびに遅相吸収交差角Δφが相互
に等しくなるように、構成されている。第１７〜第２１
サンプルの設計パラメータの詳細は、表１に示す。長軸
吸収交差角θの偏光の際、具体的には、図３に示すよう
に、液晶層他方面３９に最近接する液晶分子の長軸方向
ＡＬＬの角度φＬＣＬを固定して、各サンプルの偏光層
３４の吸収軸ＡＰの角度φＰを変更した。各サンプルの
位相差層３５の遅相軸ＡＦの角度φＦは、各サンプルの
遅相吸収交差角Δφが相互に等しくなるように、各サン
プル毎に設定されている。第１７〜第２１サンプルの位
相差層のレタデーション値ＲｅＦの測定結果は３９５ｎ
ｍである。第１７〜第２１サンプルの液晶層３３のレタ
デーション値ＲｅＬの測定結果は、入射光の波長λが５
８９ｎｍである場合、８０８ｎｍである。各サンプルの
遅相吸収交差角Δφは４０°になっている。
【００９５】表２に示す第１７〜第２１サンプルの測定
結果に基づき、液晶表示装置の表示状態の長軸吸収交差
角θ依存性を検討した。長軸吸収交差角θが正の値であ
る場合、長軸吸収交差角θの絶対値が大きくなるほど、
コントラストＣｏは低下し、ＯＮ電圧印加時の色調が赤
味を帯びた。長軸吸収交差角θが負の値である場合、長
軸吸収交差角θの絶対値が大きくなるほど、コントラス
トＣｏは増加し、ＯＦＦ電圧印加時の色調が青味を帯び
た。これによって、長軸吸収交差角θの絶対値は０°に
近いほど好ましいことが分る。長軸吸収交差角θが−１
０°未満または＋１０°を越える場合、ＯＮ電圧印加時
およびＯＦＦ電圧印加時の色付きが大きくなるので、実
用レベルに達しない。長軸吸収交差角θが−１０°以上
＋１０°以下であれば、ＯＮ電圧印加時およびＯＦＦ電
圧印加時の色付きが、実用上充分なレベルまで小さくな
る。以上の結果、長軸吸収交差角θの視認識許容範囲は
±１０°以内であり、長軸吸収交差角θが０である場合
が最適であることが分る。
結果に基づき、液晶表示装置の表示状態の長軸吸収交差
角θ依存性を検討した。長軸吸収交差角θが正の値であ
る場合、長軸吸収交差角θの絶対値が大きくなるほど、
コントラストＣｏは低下し、ＯＮ電圧印加時の色調が赤
味を帯びた。長軸吸収交差角θが負の値である場合、長
軸吸収交差角θの絶対値が大きくなるほど、コントラス
トＣｏは増加し、ＯＦＦ電圧印加時の色調が青味を帯び
た。これによって、長軸吸収交差角θの絶対値は０°に
近いほど好ましいことが分る。長軸吸収交差角θが−１
０°未満または＋１０°を越える場合、ＯＮ電圧印加時
およびＯＦＦ電圧印加時の色付きが大きくなるので、実
用レベルに達しない。長軸吸収交差角θが−１０°以上
＋１０°以下であれば、ＯＮ電圧印加時およびＯＦＦ電
圧印加時の色付きが、実用上充分なレベルまで小さくな
る。以上の結果、長軸吸収交差角θの視認識許容範囲は
±１０°以内であり、長軸吸収交差角θが０である場合
が最適であることが分る。
【００９６】位相差層３５は、一軸延伸フィルム、たと
えば高分子膜を一軸延伸して得られる位相差フィルムで
実現されることが好ましい。これによって、位相差層の
低コスト化が可能となる。
えば高分子膜を一軸延伸して得られる位相差フィルムで
実現されることが好ましい。これによって、位相差層の
低コスト化が可能となる。
【００９７】なお本実施の形態では、カラーフィルタ層
がなくかつ反射層３６が他方基板外側に配置された白黒
液晶表示装置を用いて説明および評価を行っている。本
発明の液晶表示装置は、反射層の配置位置について限定
されない。ゆえに反射層３６は、液晶セル３１外に備え
られるだけに限らず、液晶セル３１内に備えられていて
もよい。本発明の第２の実施の形態として、反射層３６
が液晶セル３１内に設けられた構成の液晶表示装置につ
いて説明する。
がなくかつ反射層３６が他方基板外側に配置された白黒
液晶表示装置を用いて説明および評価を行っている。本
発明の液晶表示装置は、反射層の配置位置について限定
されない。ゆえに反射層３６は、液晶セル３１外に備え
られるだけに限らず、液晶セル３１内に備えられていて
もよい。本発明の第２の実施の形態として、反射層３６
が液晶セル３１内に設けられた構成の液晶表示装置につ
いて説明する。
【００９８】液晶セル３１内に反射層３６がある場合、
反射層３６は、基本的には、液晶層３３と他方基板４４
との間に配置される。これによって、入射光および反射
光は少なくとも他方基板４４を通らなくなるので、光の
損失が軽減される。液晶セル３１内に反射層３６がある
場合、液晶表示装置３１は、他方基板４４に起因する液
晶表示装置の反射率の低下を軽減することができ、かつ
他方基板４４の厚みに起因する視差を軽減することがで
きる。
反射層３６は、基本的には、液晶層３３と他方基板４４
との間に配置される。これによって、入射光および反射
光は少なくとも他方基板４４を通らなくなるので、光の
損失が軽減される。液晶セル３１内に反射層３６がある
場合、液晶表示装置３１は、他方基板４４に起因する液
晶表示装置の反射率の低下を軽減することができ、かつ
他方基板４４の厚みに起因する視差を軽減することがで
きる。
【００９９】液晶セル３１内に反射層３６がある場合、
液晶層３３の他方面３９側に配置される部品に光の反射
機能を持たせることによって、該部品が反射層３６を兼
ねてもよい。反射層３６と他方面３９側の部品とをそれ
ぞれ独立に形成するよりも、反射層３６と他方面３９側
のいずれかの部品とを一体化して形成するほうが、液晶
表示装置３１の製造に要する材料を節約することでき、
液晶表示装置３１の製造プロセスを簡略化することがで
きるので、液晶表示装置のコストの低減を図ることがで
きる。
液晶層３３の他方面３９側に配置される部品に光の反射
機能を持たせることによって、該部品が反射層３６を兼
ねてもよい。反射層３６と他方面３９側の部品とをそれ
ぞれ独立に形成するよりも、反射層３６と他方面３９側
のいずれかの部品とを一体化して形成するほうが、液晶
表示装置３１の製造に要する材料を節約することでき、
液晶表示装置３１の製造プロセスを簡略化することがで
きるので、液晶表示装置のコストの低減を図ることがで
きる。
【０１００】図４は、他方電極６４が反射層３６を兼ね
た場合の第２の実施の形態の液晶表示装置６１の構成を
示す概略的な断面図である。図４の液晶表示装置６１
は、図１の液晶表示装置３１と比較して、液晶セル６３
内の他方電極６４が反射機能を有し、反射層３６が省略
されている構成が異なる。反射機能を有する他方電極を
「他方反射電極」と称する。図４の液晶セル６３の構成
は、図１の液晶セル４１の他方透明電極４８を他方反射
電極６４に置換えた構成と等しい。図４の液晶表示装置
６１内の他方電極６４以外の残余部分の構成は、図１の
液晶表示装置３１の対応する部分の構成と等しい。なお
図４の例では、他方基板４４は透明でなくてもよい。図
４の液晶表示装置６１では、他方反射電極６４が反射層
を兼ねているので、液晶表示装置のコストの低減を図る
ことができる。本明細書では、後で説明する液晶表示装
置の説明において、先に説明された液晶表示装置内の部
品と等しい構成の部品には同じ参照符を付し、詳細説明
は省略する。
た場合の第２の実施の形態の液晶表示装置６１の構成を
示す概略的な断面図である。図４の液晶表示装置６１
は、図１の液晶表示装置３１と比較して、液晶セル６３
内の他方電極６４が反射機能を有し、反射層３６が省略
されている構成が異なる。反射機能を有する他方電極を
「他方反射電極」と称する。図４の液晶セル６３の構成
は、図１の液晶セル４１の他方透明電極４８を他方反射
電極６４に置換えた構成と等しい。図４の液晶表示装置
６１内の他方電極６４以外の残余部分の構成は、図１の
液晶表示装置３１の対応する部分の構成と等しい。なお
図４の例では、他方基板４４は透明でなくてもよい。図
４の液晶表示装置６１では、他方反射電極６４が反射層
を兼ねているので、液晶表示装置のコストの低減を図る
ことができる。本明細書では、後で説明する液晶表示装
置の説明において、先に説明された液晶表示装置内の部
品と等しい構成の部品には同じ参照符を付し、詳細説明
は省略する。
【０１０１】他方電極６４が反射層を兼ねている場合、
他方反射電極６４自体にエッチング等によって凹凸を形
成して、光の散乱効果を持たせると、電極形状の不均一
性に起因して、液晶層に印加される電界が不均一にな
る。電界の不均一は表示むらの原因となる。電界の不均
一を防止するために、他方反射電極６４の表面は平坦に
なっていることが好ましい。すなわち他方反射電極６４
は鏡面反射層になっていることが望ましい。他方反射電
極６４表面が平坦である場合、液晶表示装置６１は、光
の散乱効果を有する散乱層をさらに備えることが好まし
い。散乱層は、液晶表示装置６１内において、他方反射
電極６４よりも表示面５１側に配置されればよい。散乱
フィルムは、散乱効果を有するフィルムで実現される。
他方反射電極６４自体にエッチング等によって凹凸を形
成して、光の散乱効果を持たせると、電極形状の不均一
性に起因して、液晶層に印加される電界が不均一にな
る。電界の不均一は表示むらの原因となる。電界の不均
一を防止するために、他方反射電極６４の表面は平坦に
なっていることが好ましい。すなわち他方反射電極６４
は鏡面反射層になっていることが望ましい。他方反射電
極６４表面が平坦である場合、液晶表示装置６１は、光
の散乱効果を有する散乱層をさらに備えることが好まし
い。散乱層は、液晶表示装置６１内において、他方反射
電極６４よりも表示面５１側に配置されればよい。散乱
フィルムは、散乱効果を有するフィルムで実現される。
【０１０２】本願発明者は、鏡面反射層である他方反射
電極６４および散乱層の評価のために、以下に説明する
第５実験を行った。第５実験では、第２２〜第２４サン
プルの３種類の液晶表示装置を作成し、白表示時の各サ
ンプルの表示面５１の明度評価を目視によって行った。
第２２サンプルは、散乱層がない場合の例であり、図４
の液晶表示装置６１の構成と等しい。第２３サンプル
は、図５（Ａ）に示すように、散乱層６６が偏光層３４
と位相差層３５の間にある構成になっている。第２４サ
ンプルは、図５（Ｂ）に示すように、散乱層６６が位相
差層３５と液晶セル４１の間にある構成になっている。
図５に示す２種類の液晶表示装置６７，６８内の散乱層
６６以外の部分の構成は、図４の液晶表示装置６１と等
しい。第２２〜第２４サンプルは、第１の実施の形態の
第４サンプルで説明した条件を満たすように設計されて
いる。
電極６４および散乱層の評価のために、以下に説明する
第５実験を行った。第５実験では、第２２〜第２４サン
プルの３種類の液晶表示装置を作成し、白表示時の各サ
ンプルの表示面５１の明度評価を目視によって行った。
第２２サンプルは、散乱層がない場合の例であり、図４
の液晶表示装置６１の構成と等しい。第２３サンプル
は、図５（Ａ）に示すように、散乱層６６が偏光層３４
と位相差層３５の間にある構成になっている。第２４サ
ンプルは、図５（Ｂ）に示すように、散乱層６６が位相
差層３５と液晶セル４１の間にある構成になっている。
図５に示す２種類の液晶表示装置６７，６８内の散乱層
６６以外の部分の構成は、図４の液晶表示装置６１と等
しい。第２２〜第２４サンプルは、第１の実施の形態の
第４サンプルで説明した条件を満たすように設計されて
いる。
【０１０３】第５実験の結果、第２２サンプルでは、入
射光の正反射方向がスポット的に明るく、その他の方向
から見ると暗くなっているので、第２２サンプルの白表
示時の画素の明度は見かけ上低くなっている。第２３お
よび第２４サンプルでは、散乱層６６を備えているの
で、第２２サンプルの表示面５１をスポット的に明るく
している反射光は、散乱層６６によって適度に散乱され
ている。ゆえに第２３および第２４サンプルの白表示時
の画素の明度は、第２２サンプルよりも、見かけ上高く
なった。このように液晶表示装置６１が散乱層６６をさ
らに備える場合、鏡面反射層である他方反射電極６４に
よって反射された光の正反射成分を、視角方向に適度に
拡散させることが可能となる。ゆえに、画素の明度が見
かけ上高くなるので、液晶表示装置の表示状態がさらに
良好になる。
射光の正反射方向がスポット的に明るく、その他の方向
から見ると暗くなっているので、第２２サンプルの白表
示時の画素の明度は見かけ上低くなっている。第２３お
よび第２４サンプルでは、散乱層６６を備えているの
で、第２２サンプルの表示面５１をスポット的に明るく
している反射光は、散乱層６６によって適度に散乱され
ている。ゆえに第２３および第２４サンプルの白表示時
の画素の明度は、第２２サンプルよりも、見かけ上高く
なった。このように液晶表示装置６１が散乱層６６をさ
らに備える場合、鏡面反射層である他方反射電極６４に
よって反射された光の正反射成分を、視角方向に適度に
拡散させることが可能となる。ゆえに、画素の明度が見
かけ上高くなるので、液晶表示装置の表示状態がさらに
良好になる。
【０１０４】第２３サンプルの表示状態と第２４サンプ
ルの表示状態とを比較した場合、第２４サンプルのほう
が、第２３サンプルよりも、光の散乱に起因するぼけが
少なくなっていた。このように散乱層６６が位相差層３
５の表示面５１側に配置される場合よりも、散乱層６６
が位相差層３５と液晶層３３との間に配置される場合の
ほうが、散乱層６６の表面反射が軽減されるので、散乱
に起因する表示ボケが緩和され、好ましい。さらに、前
方方向、すなわち光の進む方向に多く散乱性を有する散
乱フィルムを、散乱層６６として用いた場合、散乱に起
因する表示ボケがさらに緩和される。以上が第６実験の
説明である。
ルの表示状態とを比較した場合、第２４サンプルのほう
が、第２３サンプルよりも、光の散乱に起因するぼけが
少なくなっていた。このように散乱層６６が位相差層３
５の表示面５１側に配置される場合よりも、散乱層６６
が位相差層３５と液晶層３３との間に配置される場合の
ほうが、散乱層６６の表面反射が軽減されるので、散乱
に起因する表示ボケが緩和され、好ましい。さらに、前
方方向、すなわち光の進む方向に多く散乱性を有する散
乱フィルムを、散乱層６６として用いた場合、散乱に起
因する表示ボケがさらに緩和される。以上が第６実験の
説明である。
【０１０５】第１の実施の形態の液晶表示装置３１にお
いて、反射層３６は、光の一部分だけを反射させて残余
の部分を透過させる半透過反射層で実現されてもよい。
第２の実施の形態の液晶表示装置６１において、他方反
射電極６４は、光の一部分だけを反射させて残余の部分
を透過させような反射機能を有し、半透過反射層を兼ね
る構成になっていても良い。本発明の第３の実施の形態
として、反射層３６の代わりに半透過反射層７３を有す
る構成の液晶表示装置について以下に説明する。半透過
反射層７３を備えた本発明の液晶表示装置は、反射型液
晶表示装置と透過型液晶表示装置とを兼ねた半透過型液
晶表示装置になる。半透過型液晶表示装置は、表示面５
１から該装置に入射する光の反射光だけでなく、該装置
の背面５１Ａから該装置に入射する光を用いて、表示を
行うことができる。ゆえに半透過型液晶表示装置は、た
とえば半透過反射層の背面５１Ａ側にバックライトとな
る光源を配置することによって、外光がない場合も使用
可能になる。
いて、反射層３６は、光の一部分だけを反射させて残余
の部分を透過させる半透過反射層で実現されてもよい。
第２の実施の形態の液晶表示装置６１において、他方反
射電極６４は、光の一部分だけを反射させて残余の部分
を透過させような反射機能を有し、半透過反射層を兼ね
る構成になっていても良い。本発明の第３の実施の形態
として、反射層３６の代わりに半透過反射層７３を有す
る構成の液晶表示装置について以下に説明する。半透過
反射層７３を備えた本発明の液晶表示装置は、反射型液
晶表示装置と透過型液晶表示装置とを兼ねた半透過型液
晶表示装置になる。半透過型液晶表示装置は、表示面５
１から該装置に入射する光の反射光だけでなく、該装置
の背面５１Ａから該装置に入射する光を用いて、表示を
行うことができる。ゆえに半透過型液晶表示装置は、た
とえば半透過反射層の背面５１Ａ側にバックライトとな
る光源を配置することによって、外光がない場合も使用
可能になる。
【０１０６】半透過液晶表示装置は、該半透過反射層７
３の背面５１Ａ側に、円偏光選択層７４をさらに備えて
いることが好ましい。半透過液晶表示装置の背面５１Ａ
側に光源７９が設けられる場合、円偏光選択層７４は、
液晶層３３と光源７９との間に配置される。円偏光選択
層７４は、入射された光のうち、円偏光だけを選択的に
透過させる。円偏光選択層７４は、半透過反射層７３と
光源７９との間に配置されることがさらに好ましい。
３の背面５１Ａ側に、円偏光選択層７４をさらに備えて
いることが好ましい。半透過液晶表示装置の背面５１Ａ
側に光源７９が設けられる場合、円偏光選択層７４は、
液晶層３３と光源７９との間に配置される。円偏光選択
層７４は、入射された光のうち、円偏光だけを選択的に
透過させる。円偏光選択層７４は、半透過反射層７３と
光源７９との間に配置されることがさらに好ましい。
【０１０７】図６（Ａ）は、円偏光選択層７４を備えた
第１の半透過型液晶表示装置７１の構成を示す概略断面
図である。図６（Ｂ）は、円偏光選択層７４を備えた第
２の半透過型液晶表示装置７２の構成を示す概略断面図
である。図６の２種類の液晶表示装置７１，７２は、図
１の液晶表示装置３１と比較して、反射層３６が半透過
反射層７３に置換えられ、円偏光選択層７４が追加され
ている構成だけが異なり、残余部分の構成は図１の液晶
表示装置３１の対応する部分の構成と等しい。
第１の半透過型液晶表示装置７１の構成を示す概略断面
図である。図６（Ｂ）は、円偏光選択層７４を備えた第
２の半透過型液晶表示装置７２の構成を示す概略断面図
である。図６の２種類の液晶表示装置７１，７２は、図
１の液晶表示装置３１と比較して、反射層３６が半透過
反射層７３に置換えられ、円偏光選択層７４が追加され
ている構成だけが異なり、残余部分の構成は図１の液晶
表示装置３１の対応する部分の構成と等しい。
【０１０８】図６（Ａ）の液晶表示装置７１では、円偏
光選択層７４は、４分の１波長層（１／４波長層）７６
と、直線偏光成分だけを透過させる偏光層７７とを含
む。１／４波長層７６は、直線偏光成分だけを透過させ
る偏光層７７と液晶層３３との間に配置される。図６
（Ｂ）の液晶表示装置２１では、円偏光選択層７４は、
円偏光選択反射層７８で実現される。円偏光選択反射層
７８は、入射した光を、右回りの円偏光成分である右偏
光成分と、左回りの円偏光成分である左偏光成分とに分
解し、右偏光成分および左偏光成分のうちのいずれか一
方だけを反射し、いずれか他方を透過させる。この結果
円偏光選択反射層７８は、理論上、入射光の５０％の成
分を透過し、入射光の残余の５０％の成分を反射させ
る。円偏光選択反射層７８は、コレスティックフィルム
で実現される。
光選択層７４は、４分の１波長層（１／４波長層）７６
と、直線偏光成分だけを透過させる偏光層７７とを含
む。１／４波長層７６は、直線偏光成分だけを透過させ
る偏光層７７と液晶層３３との間に配置される。図６
（Ｂ）の液晶表示装置２１では、円偏光選択層７４は、
円偏光選択反射層７８で実現される。円偏光選択反射層
７８は、入射した光を、右回りの円偏光成分である右偏
光成分と、左回りの円偏光成分である左偏光成分とに分
解し、右偏光成分および左偏光成分のうちのいずれか一
方だけを反射し、いずれか他方を透過させる。この結果
円偏光選択反射層７８は、理論上、入射光の５０％の成
分を透過し、入射光の残余の５０％の成分を反射させ
る。円偏光選択反射層７８は、コレスティックフィルム
で実現される。
【０１０９】図７（Ａ）は、図６（Ａ）の半透過型液晶
表示装置７１の反射モードにおいて、ＯＦＦ電圧印加時
における単一画素の表示原理を説明するための図であ
る。ＯＦＦ電圧印加時の画素内の液晶層３３の複屈折量
が、位相差層３５から射出される楕円偏光を円偏光に変
化させる程度になるように、ＯＦＦ電圧は設定されてい
る。偏光層３４は、表示面５１から液晶表示装置７１内
に入射した光のうち、振動方向が吸収軸ＡＰに直交する
直線偏光９１だけを透過させる。直線偏光９１は、位相
差層３５を透過することによって楕円偏光になり、ＯＦ
Ｆ電圧が印加された液晶層３３を透過することによっ
て、円偏光に近い偏光状態９３になる。円偏光に近い偏
光状態９３は、半透過反射層７３によって、偏光状態を
そのまま保ったまま反射される。反射された円偏光９４
は、ＯＦＦ電圧が印加された液晶層３３および位相差層
３５を透過することによって、振動方向が吸収軸ＡＰと
平行な直線偏光９４になる。位相差層３５透過直後の直
線偏光９４の振動方向は、偏光層３４透過直後の直線偏
光９１の振動方向と直交している。位相差層３５透過後
の直線偏光９４の振動方向が吸収軸ＡＰと平行なので、
直線偏光９４は偏光層３４によって吸収または分散され
る。この結果表示面５１から光が全く射出しないので、
画素は黒表示になる。
表示装置７１の反射モードにおいて、ＯＦＦ電圧印加時
における単一画素の表示原理を説明するための図であ
る。ＯＦＦ電圧印加時の画素内の液晶層３３の複屈折量
が、位相差層３５から射出される楕円偏光を円偏光に変
化させる程度になるように、ＯＦＦ電圧は設定されてい
る。偏光層３４は、表示面５１から液晶表示装置７１内
に入射した光のうち、振動方向が吸収軸ＡＰに直交する
直線偏光９１だけを透過させる。直線偏光９１は、位相
差層３５を透過することによって楕円偏光になり、ＯＦ
Ｆ電圧が印加された液晶層３３を透過することによっ
て、円偏光に近い偏光状態９３になる。円偏光に近い偏
光状態９３は、半透過反射層７３によって、偏光状態を
そのまま保ったまま反射される。反射された円偏光９４
は、ＯＦＦ電圧が印加された液晶層３３および位相差層
３５を透過することによって、振動方向が吸収軸ＡＰと
平行な直線偏光９４になる。位相差層３５透過直後の直
線偏光９４の振動方向は、偏光層３４透過直後の直線偏
光９１の振動方向と直交している。位相差層３５透過後
の直線偏光９４の振動方向が吸収軸ＡＰと平行なので、
直線偏光９４は偏光層３４によって吸収または分散され
る。この結果表示面５１から光が全く射出しないので、
画素は黒表示になる。
【０１１０】図７（Ｂ）は、図６（Ａ）の半透過型液晶
表示装置７１の反射モードにおいて、ＯＮ電圧印加時に
おける単一画素の表示原理を説明するための図である。
ＯＮ電圧印加時の画素内の液晶層３３の複屈折量が、位
相差層透過後の楕円偏光を、長軸が吸収軸ＡＰと平行ま
たは略平行である楕円偏光にする程度になるように、Ｏ
Ｎ電圧は設定されている。偏光層３４は、表示面５１か
ら液晶表示装置７１内に入射した光のうち、振動方向が
吸収軸ＡＰに直交する直線偏光９１だけを透過させる。
直線偏光９１は、位相差層３５を透過することによって
楕円偏光になり、ＯＮ電圧が印加された液晶層３３を透
過することによって、長軸が吸収軸ＡＰと略平行である
楕円偏光９５になる。楕円偏光９５は、半透過反射層７
３によって、偏光状態をそのまま保ったまま反射され
る。反射された楕円偏光９５は、ＯＮ電圧が印加された
液晶層３３および位相差層３５を透過することによっ
て、短軸が吸収軸ＡＰと略平行な直線偏光９６になる。
偏光層３４は、位相差層３５透過後の楕円偏光９６の吸
収軸ＡＰと直交する偏光成分９７だけを透過させ、残り
の偏光成分を吸収または分散する。この結果表示面５１
から偏光成分９７が射出されるので、画素は白表示にな
る。
表示装置７１の反射モードにおいて、ＯＮ電圧印加時に
おける単一画素の表示原理を説明するための図である。
ＯＮ電圧印加時の画素内の液晶層３３の複屈折量が、位
相差層透過後の楕円偏光を、長軸が吸収軸ＡＰと平行ま
たは略平行である楕円偏光にする程度になるように、Ｏ
Ｎ電圧は設定されている。偏光層３４は、表示面５１か
ら液晶表示装置７１内に入射した光のうち、振動方向が
吸収軸ＡＰに直交する直線偏光９１だけを透過させる。
直線偏光９１は、位相差層３５を透過することによって
楕円偏光になり、ＯＮ電圧が印加された液晶層３３を透
過することによって、長軸が吸収軸ＡＰと略平行である
楕円偏光９５になる。楕円偏光９５は、半透過反射層７
３によって、偏光状態をそのまま保ったまま反射され
る。反射された楕円偏光９５は、ＯＮ電圧が印加された
液晶層３３および位相差層３５を透過することによっ
て、短軸が吸収軸ＡＰと略平行な直線偏光９６になる。
偏光層３４は、位相差層３５透過後の楕円偏光９６の吸
収軸ＡＰと直交する偏光成分９７だけを透過させ、残り
の偏光成分を吸収または分散する。この結果表示面５１
から偏光成分９７が射出されるので、画素は白表示にな
る。
【０１１１】このように半透過型液晶表示装置７１は、
表示面５１から入射する外光がある場合、反射光を利用
して、液晶層３３に印加される電圧に応じて、画素を白
表示または黒表示することができる。なお図６（Ｂ）の
半透過型液晶表示装置７１の反射モードの表示原理は、
図７で説明した表示原理と等しい。図７の表示原理は、
半透過反射層７３を反射層３６に置換えれば、図１〜図
６で説明した各種液晶表示装置の表示原理とも等しい。
表示面５１から入射する外光がある場合、反射光を利用
して、液晶層３３に印加される電圧に応じて、画素を白
表示または黒表示することができる。なお図６（Ｂ）の
半透過型液晶表示装置７１の反射モードの表示原理は、
図７で説明した表示原理と等しい。図７の表示原理は、
半透過反射層７３を反射層３６に置換えれば、図１〜図
６で説明した各種液晶表示装置の表示原理とも等しい。
【０１１２】図８（Ａ）は、図６（Ａ）の半透過型液晶
表示装置７１の透過モードの表示原理を説明するための
図である。半透過型液晶表示装置７１の透過モードにお
いて、ＯＦＦ電圧印加時およびＯＮ電圧印加時には、円
偏光選択層７４および半透過反射層７３透過時の光の振
舞いは相互に等しい。表示に用いられる光、たとえば光
源７９から放射された光は、液晶表示装置７１の背面５
１Ａから液晶表示装置７１内に入射する。円偏光選択層
７４の偏光層７７は、背面５１Ａからの入射光のうち、
振動方向が該偏光層７７の吸収軸に直交する直線偏光１
０１だけを透過させる。直線偏光１０１は、１／４波長
層７６を透過することによって円偏光１０２になる。円
偏光１０２は、半透過反射層７３を偏光状態をそのまま
保ったまま透過する。これによって液晶層３３に、他方
面３９から円偏光が入射する。このように、１／４波長
層７６と偏光層７７とを組合わせた構成の円偏光選択層
７４は、他方面３９側から液晶層３３に入射する光を円
偏光にすることができる。
表示装置７１の透過モードの表示原理を説明するための
図である。半透過型液晶表示装置７１の透過モードにお
いて、ＯＦＦ電圧印加時およびＯＮ電圧印加時には、円
偏光選択層７４および半透過反射層７３透過時の光の振
舞いは相互に等しい。表示に用いられる光、たとえば光
源７９から放射された光は、液晶表示装置７１の背面５
１Ａから液晶表示装置７１内に入射する。円偏光選択層
７４の偏光層７７は、背面５１Ａからの入射光のうち、
振動方向が該偏光層７７の吸収軸に直交する直線偏光１
０１だけを透過させる。直線偏光１０１は、１／４波長
層７６を透過することによって円偏光１０２になる。円
偏光１０２は、半透過反射層７３を偏光状態をそのまま
保ったまま透過する。これによって液晶層３３に、他方
面３９から円偏光が入射する。このように、１／４波長
層７６と偏光層７７とを組合わせた構成の円偏光選択層
７４は、他方面３９側から液晶層３３に入射する光を円
偏光にすることができる。
【０１１３】ＯＦＦ電圧印加時には、円偏光１０２は、
ＯＦＦ電圧が印加された液晶層３３および位相差層３５
を透過することによって、偏光層３４の吸収軸ＡＰと振
動方向が平行な直線偏光９４になる。位相差層３５透過
後の直線偏光９４は、偏光層３４によって吸収または分
散される。この結果表示面５１から光が全く射出しない
ので、画素は黒表示になる。ＯＮ電圧印加時には、円偏
光１０２は、ＯＮ電圧が印加された液晶層３３および位
相差層３５を透過することによって、吸収軸ＡＰと短軸
が略平行な楕円偏光９６になる。偏光層３４は、位相差
層３５透過後の楕円偏光９６の吸収軸ＡＰと直交する偏
光成分９７だけを透過させ、残りの偏光成分を吸収また
は分散する。この結果表示面５１から偏光成分９７が射
出されるので、画素は白表示になる。このように半透過
型液晶表示装置７１は、背面５１Ａから入射する光があ
る場合、背面５１Ａからの入射光を利用し、液晶層３３
に印加される電圧に応じて、画素を白表示または黒表示
することができる。
ＯＦＦ電圧が印加された液晶層３３および位相差層３５
を透過することによって、偏光層３４の吸収軸ＡＰと振
動方向が平行な直線偏光９４になる。位相差層３５透過
後の直線偏光９４は、偏光層３４によって吸収または分
散される。この結果表示面５１から光が全く射出しない
ので、画素は黒表示になる。ＯＮ電圧印加時には、円偏
光１０２は、ＯＮ電圧が印加された液晶層３３および位
相差層３５を透過することによって、吸収軸ＡＰと短軸
が略平行な楕円偏光９６になる。偏光層３４は、位相差
層３５透過後の楕円偏光９６の吸収軸ＡＰと直交する偏
光成分９７だけを透過させ、残りの偏光成分を吸収また
は分散する。この結果表示面５１から偏光成分９７が射
出されるので、画素は白表示になる。このように半透過
型液晶表示装置７１は、背面５１Ａから入射する光があ
る場合、背面５１Ａからの入射光を利用し、液晶層３３
に印加される電圧に応じて、画素を白表示または黒表示
することができる。
【０１１４】図８（Ｂ）は、図６（Ｂ）の半透過型液晶
表示装置７２の透過モードの単一画素の表示原理を説明
するための図である。半透過型液晶表示装置７２の透過
モードにおいて、ＯＦＦ電圧印加時およびＯＮ電圧印加
時には、円偏光選択層７４および半透過反射層７３透過
時の光の振舞いは相互に等しい。円偏光選択反射層７８
は、背面５１Ａからの入射光のうち、右円偏光成分また
は左円偏光成分１０５だけを、選択的に透過させる。こ
れによって液晶層３３に、他方面３９から円偏光１０５
が入射する。このように円偏光選択反射層７８から構成
された円偏光選択層７４は、右回りと左回りの円偏光を
選択透過するので、他方面３９から液晶層３３に入射す
る光を、円偏光にすることができる。液晶層３３から偏
光層３４までの部分内の円偏光１０５の振舞いは、図８
（Ａ）における液晶層３３から偏光層３４までの部分内
の円偏光１０２の振舞いと等しい。ゆえに図６（Ｂ）の
半透過型液晶表示装置７２は、背面５１Ａから入射する
光がある場合、背面５１Ａからの入射光を利用し、液晶
層３３に印加される電圧に応じて、画素を白表示または
黒表示することができる。
表示装置７２の透過モードの単一画素の表示原理を説明
するための図である。半透過型液晶表示装置７２の透過
モードにおいて、ＯＦＦ電圧印加時およびＯＮ電圧印加
時には、円偏光選択層７４および半透過反射層７３透過
時の光の振舞いは相互に等しい。円偏光選択反射層７８
は、背面５１Ａからの入射光のうち、右円偏光成分また
は左円偏光成分１０５だけを、選択的に透過させる。こ
れによって液晶層３３に、他方面３９から円偏光１０５
が入射する。このように円偏光選択反射層７８から構成
された円偏光選択層７４は、右回りと左回りの円偏光を
選択透過するので、他方面３９から液晶層３３に入射す
る光を、円偏光にすることができる。液晶層３３から偏
光層３４までの部分内の円偏光１０５の振舞いは、図８
（Ａ）における液晶層３３から偏光層３４までの部分内
の円偏光１０２の振舞いと等しい。ゆえに図６（Ｂ）の
半透過型液晶表示装置７２は、背面５１Ａから入射する
光がある場合、背面５１Ａからの入射光を利用し、液晶
層３３に印加される電圧に応じて、画素を白表示または
黒表示することができる。
【０１１５】１層の偏光層と１層の位相差層とを有する
液晶表示装置において、他方面３９から液晶層３３に入
射する光、すなわち表示に用いられる光は、少なくとも
黒表示を行う際には円偏光になっていることが好まし
い。半透過型の液晶表示装置７１，７２では、他方面３
９から液晶層３３に入射する光は、反射層３６で反射さ
れて液晶層３３に再入射する光と同様に、円偏光層選択
層７４によって円偏光に近い偏光状態に限定されてい
る。ゆえに透過モードにおいて表示に用いられる光は、
反射モードにおいて表示に用いられる光と同様に、色付
きを防止しかつコントラストを向上させるのに最適な偏
光状態になっている。これによって半透過型の液晶表示
装置は７１，７２、反射モードと透過モードとのどちら
でも、従来の液晶表示装置よりも、白表示を明るくし、
高いコントラストを取り、さらに白黒表示が無彩色とな
る特性を得ることができる。
液晶表示装置において、他方面３９から液晶層３３に入
射する光、すなわち表示に用いられる光は、少なくとも
黒表示を行う際には円偏光になっていることが好まし
い。半透過型の液晶表示装置７１，７２では、他方面３
９から液晶層３３に入射する光は、反射層３６で反射さ
れて液晶層３３に再入射する光と同様に、円偏光層選択
層７４によって円偏光に近い偏光状態に限定されてい
る。ゆえに透過モードにおいて表示に用いられる光は、
反射モードにおいて表示に用いられる光と同様に、色付
きを防止しかつコントラストを向上させるのに最適な偏
光状態になっている。これによって半透過型の液晶表示
装置は７１，７２、反射モードと透過モードとのどちら
でも、従来の液晶表示装置よりも、白表示を明るくし、
高いコントラストを取り、さらに白黒表示が無彩色とな
る特性を得ることができる。
【０１１６】本願発明者は、図６で示す半透過型の液晶
表示装置７１，７２を評価するために、以下の第６実験
を行った。第６実験では、第２５および第２６サンプル
の２種類の半透過型液晶表示装置を作成し、各半透過型
液晶表示装置において、反射光を用いて表示を行う反射
モードと、半透過反射層を透過した光を用いて表示を行
う透過モードとの表示状態を観察した。第２５サンプル
は、図６（Ａ）の液晶表示装置７１の表示面５１とは反
対側にバックライトを付加した構成である。第２６サン
プルは、図６（Ｂ）の液晶表示装置７２の表示面５１と
は反対側にバックライトを付加した構成である。第６実
験の結果、第２５サンプルは、反射モードでは図７に示
すように、ＯＦＦ電圧印加時に黒表示、ＯＮ電圧印加時
で白表示を得ることができ、透過モードでは図８（Ａ）
に示すように、ＯＦＦ電圧印加時に黒表示、ＯＮ電圧印
加時に白表示を得ることができた。同様に第２６サンプ
ルは、反射モードでは図７に示すように、ＯＦＦ電圧印
加時に黒表示、ＯＮ電圧印加時で白表示を得ることがで
き、透過モードでは図８（Ｂ）に示すように、ＯＦＦ電
圧印加時に黒表示、ＯＮ電圧印加時に白表示を得ること
ができた。
表示装置７１，７２を評価するために、以下の第６実験
を行った。第６実験では、第２５および第２６サンプル
の２種類の半透過型液晶表示装置を作成し、各半透過型
液晶表示装置において、反射光を用いて表示を行う反射
モードと、半透過反射層を透過した光を用いて表示を行
う透過モードとの表示状態を観察した。第２５サンプル
は、図６（Ａ）の液晶表示装置７１の表示面５１とは反
対側にバックライトを付加した構成である。第２６サン
プルは、図６（Ｂ）の液晶表示装置７２の表示面５１と
は反対側にバックライトを付加した構成である。第６実
験の結果、第２５サンプルは、反射モードでは図７に示
すように、ＯＦＦ電圧印加時に黒表示、ＯＮ電圧印加時
で白表示を得ることができ、透過モードでは図８（Ａ）
に示すように、ＯＦＦ電圧印加時に黒表示、ＯＮ電圧印
加時に白表示を得ることができた。同様に第２６サンプ
ルは、反射モードでは図７に示すように、ＯＦＦ電圧印
加時に黒表示、ＯＮ電圧印加時で白表示を得ることがで
き、透過モードでは図８（Ｂ）に示すように、ＯＦＦ電
圧印加時に黒表示、ＯＮ電圧印加時に白表示を得ること
ができた。
【０１１７】以上説明したように、第１〜第３の実施の
形態の液晶表示装置は、１層の偏光層および１層の位相
差層を備え、光の持つ複屈折の波長依存性による影響を
補正しつつ、反射光を利用し表示を行う。このような本
実施の形態の液晶表示装置、特に複屈折効果を利用して
表示を行うＳＴＮ型の液晶表示装置において、白表示が
明るくなり、高いコントラストを取ることができ、さら
に白表示および黒表示の無彩色の特性を得ることができ
る。第１〜第３の実施の形態の液晶表示装置は本発明の
液晶表示装置の例示であり、主要な構成が等しければ、
他の様々な形で実施することができる。特に液晶表示装
置の各部品の詳細な構成は、同じ効果が得られれば、上
述した構成に限らず限らず他の構成によって実現されて
もよい。
形態の液晶表示装置は、１層の偏光層および１層の位相
差層を備え、光の持つ複屈折の波長依存性による影響を
補正しつつ、反射光を利用し表示を行う。このような本
実施の形態の液晶表示装置、特に複屈折効果を利用して
表示を行うＳＴＮ型の液晶表示装置において、白表示が
明るくなり、高いコントラストを取ることができ、さら
に白表示および黒表示の無彩色の特性を得ることができ
る。第１〜第３の実施の形態の液晶表示装置は本発明の
液晶表示装置の例示であり、主要な構成が等しければ、
他の様々な形で実施することができる。特に液晶表示装
置の各部品の詳細な構成は、同じ効果が得られれば、上
述した構成に限らず限らず他の構成によって実現されて
もよい。
【０１１８】なお第１〜第３の実施の形態では、カラー
フィルタ層がない白黒液晶表示装置を用いて説明および
評価を行っている。本発明は、従来技術の液晶表示装置
よりさらに白表示が明るく高いコントラストが取れ、か
つ白黒表示が無彩色となる液晶表示装置を、位相差層を
１枚だけ用いて実現することを目的としている。ゆえに
本明細書の白黒液晶表示装置で説明している技術は、カ
ラー液晶表示装置への応用が可能である。また本実施の
形態の白黒液晶表示装置で説明している技術は、ＳＴＮ
型の液晶層を有する液晶表示装置に限らず、液晶層の複
屈折効果を表示に利用する液晶表示装置にも用いること
ができる。ＳＴＮ型の液晶層が用いられる場合、他の型
の液晶層が用いられる場合よりも、白表示時の画素の明
度を増加させることができるので、好ましい。
フィルタ層がない白黒液晶表示装置を用いて説明および
評価を行っている。本発明は、従来技術の液晶表示装置
よりさらに白表示が明るく高いコントラストが取れ、か
つ白黒表示が無彩色となる液晶表示装置を、位相差層を
１枚だけ用いて実現することを目的としている。ゆえに
本明細書の白黒液晶表示装置で説明している技術は、カ
ラー液晶表示装置への応用が可能である。また本実施の
形態の白黒液晶表示装置で説明している技術は、ＳＴＮ
型の液晶層を有する液晶表示装置に限らず、液晶層の複
屈折効果を表示に利用する液晶表示装置にも用いること
ができる。ＳＴＮ型の液晶層が用いられる場合、他の型
の液晶層が用いられる場合よりも、白表示時の画素の明
度を増加させることができるので、好ましい。
【０１１９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶表示
装置は、ＳＴＮ型液晶表示装置であり、液晶層と反射層
の他に、１層の偏光層と１層の位相差層とを備え、か
つ、液晶層および位相差層から構成される部分の光学的
特性は、直線偏光を円偏光に近い偏光状態に変換する特
性になっている。これによって液晶表示装置は、白表示
を明るくし、高いコントラストを取り、さらに白黒表示
が無彩色となる特性を得ることができる。このために液
晶表示装置において、位相差層のレタデーション値Ｒｅ
Ｆが略（１／４＋Ｋ／２）λであって、波長λを５５０
ｎｍとしたとき、３６５ｎｍ以上４４５ｎｍ以下の値に
設定され、液晶層の厚さと液晶層の光学異方性との積ｄ
１×Δｎ１が略（１／２＋Ｌ／２）λであって、波長λ
を５５０ｎｍとしたとき、７７０ｎｍ以上８５６ｎｍ以
下の値に設定され、かつ偏光層の吸収軸と位相差層の遅
相軸との交差角Δφが４０°±３°の値に設定されてい
る。これによって液晶表示装置は、白表示を明るくし、
高いコントラストを取り、さらに白黒表示が無彩色とな
る特性を確実に得ることができる。
装置は、ＳＴＮ型液晶表示装置であり、液晶層と反射層
の他に、１層の偏光層と１層の位相差層とを備え、か
つ、液晶層および位相差層から構成される部分の光学的
特性は、直線偏光を円偏光に近い偏光状態に変換する特
性になっている。これによって液晶表示装置は、白表示
を明るくし、高いコントラストを取り、さらに白黒表示
が無彩色となる特性を得ることができる。このために液
晶表示装置において、位相差層のレタデーション値Ｒｅ
Ｆが略（１／４＋Ｋ／２）λであって、波長λを５５０
ｎｍとしたとき、３６５ｎｍ以上４４５ｎｍ以下の値に
設定され、液晶層の厚さと液晶層の光学異方性との積ｄ
１×Δｎ１が略（１／２＋Ｌ／２）λであって、波長λ
を５５０ｎｍとしたとき、７７０ｎｍ以上８５６ｎｍ以
下の値に設定され、かつ偏光層の吸収軸と位相差層の遅
相軸との交差角Δφが４０°±３°の値に設定されてい
る。これによって液晶表示装置は、白表示を明るくし、
高いコントラストを取り、さらに白黒表示が無彩色とな
る特性を確実に得ることができる。
【０１２０】また、位相差層は、視感度の最も高い波長
５５０ｎｍにおいて、位相差層のレタデーション値Ｒｅ
Ｆが３６５ｎｍ以上４４５ｎｍ以下の範囲内の値になる
ように設計され、液晶層は、波長５５０ｎｍにおいて、
液晶層の厚さおよび光学異方性の積ｄ１×Δｎ１が７７
０ｎｍ以上８５６ｎｍ以下になるように、設計されてい
る。これによって液晶表示装置は、２以上のコントラス
トを得ることができるので、実用上最適な表示品位を得
ることができる。また、吸収軸と遅相軸との交差角Δφ
を４０°±３°の値に設定している。これによって液晶
表示装置は、反射層の液晶層に最近接する面における偏
光状態をより適切な偏光状態にすることが可能になるの
で、最適な高いコントラストを得ることができ、かつ最
適な無彩色化を図ることができる。
５５０ｎｍにおいて、位相差層のレタデーション値Ｒｅ
Ｆが３６５ｎｍ以上４４５ｎｍ以下の範囲内の値になる
ように設計され、液晶層は、波長５５０ｎｍにおいて、
液晶層の厚さおよび光学異方性の積ｄ１×Δｎ１が７７
０ｎｍ以上８５６ｎｍ以下になるように、設計されてい
る。これによって液晶表示装置は、２以上のコントラス
トを得ることができるので、実用上最適な表示品位を得
ることができる。また、吸収軸と遅相軸との交差角Δφ
を４０°±３°の値に設定している。これによって液晶
表示装置は、反射層の液晶層に最近接する面における偏
光状態をより適切な偏光状態にすることが可能になるの
で、最適な高いコントラストを得ることができ、かつ最
適な無彩色化を図ることができる。
【０１２１】また本発明によれば、前記液晶層のツイス
ト角を２４０°、前記位相差層のレタデーション値Ｒｅ
Ｆを３９６ｎｍ、前記交差角Δφを４０．０°に設定す
ることによって、高いコントラストを得ることができ、
無彩色化を図ることができる。
ト角を２４０°、前記位相差層のレタデーション値Ｒｅ
Ｆを３９６ｎｍ、前記交差角Δφを４０．０°に設定す
ることによって、高いコントラストを得ることができ、
無彩色化を図ることができる。
【０１２２】また本発明によれば、偏光層および位相差
層透過後の光が、円偏光を崩した楕円偏光になっている
ので、より高いコントラストを得ることができ、無彩色
化をさらに図ることができる。
層透過後の光が、円偏光を崩した楕円偏光になっている
ので、より高いコントラストを得ることができ、無彩色
化をさらに図ることができる。
【０１２３】さらにまた本発明によれば、偏光層の吸収
軸と反射層に最近接する液晶分子の配向方向との交差角
θが、−１０°以上＋１０°以下の値になっている。こ
れによって液晶表示装置は、オン電圧印加時およびオフ
電圧印加時の色付きを、実用上充分なレベルまで小さく
することができる。また本発明によれば、液晶表示装置
は、 位相差層として一軸延伸フィルムを用いている。
これによって、位相差層の低コスト化が可能となる。
軸と反射層に最近接する液晶分子の配向方向との交差角
θが、−１０°以上＋１０°以下の値になっている。こ
れによって液晶表示装置は、オン電圧印加時およびオフ
電圧印加時の色付きを、実用上充分なレベルまで小さく
することができる。また本発明によれば、液晶表示装置
は、 位相差層として一軸延伸フィルムを用いている。
これによって、位相差層の低コスト化が可能となる。
【０１２４】さらにまた本発明によれば、液晶表示装置
は、反射層を、１対の基板のうちのいずれか一方の基板
と液晶層との間に配置している。これによって液晶表示
装置は、基板に起因する液晶表示装置全体の反射率の低
下、および基板の厚さに起因する視差を軽減することが
できる。また本発明によれば、液晶表示装置は、散乱層
をさらに含み、かつ反射層の液晶層に最近接する面が選
ばれる。これよって液晶表示装置の明度が見かけ上高く
なる。さらにまた本発明によれば、液晶表示装置におい
て、偏光層、位相差層、散乱層、および液晶層が、この
順で積層配置される。これによって、液晶表示装置にお
いて、散乱に起因する液晶表示装置の表示ボケが緩和さ
れる。
は、反射層を、１対の基板のうちのいずれか一方の基板
と液晶層との間に配置している。これによって液晶表示
装置は、基板に起因する液晶表示装置全体の反射率の低
下、および基板の厚さに起因する視差を軽減することが
できる。また本発明によれば、液晶表示装置は、散乱層
をさらに含み、かつ反射層の液晶層に最近接する面が選
ばれる。これよって液晶表示装置の明度が見かけ上高く
なる。さらにまた本発明によれば、液晶表示装置におい
て、偏光層、位相差層、散乱層、および液晶層が、この
順で積層配置される。これによって、液晶表示装置にお
いて、散乱に起因する液晶表示装置の表示ボケが緩和さ
れる。
【０１２５】また本発明によれば、液晶表示装置におい
て、反射層が半透過層になっている。これによって液晶
表示装置は、一方面側から液晶層に入射する光がない場
合、反射板を透過して液晶層に入射する光を用いて表示
を行うことができる。さらにまた本発明によれば、半透
過型の液晶表示装置は、円偏光選択層をさらに有する。
これによって液晶表示装置は、反射層によって反射され
た光および反射層を透過した光のいずれか一方を用いて
表示を行う場合、白表示を明るくし、高いコントラスト
を取り、さらに白黒表示が無彩色となる特性を得ること
ができる。また本発明によれば、円偏光選択層は偏光層
と１／４波長層とを含む。これによって反射層を透過し
て液晶層に入射する光が、確実に円偏光に近い偏光状態
に限定される。さらにまた本発明に従えば、円偏光選択
層は、入射光を右円偏光成分と左円偏光成分とに分解
し、いずれか一方成分だけと反射させ、いずれか他方成
分を透過させる。これによって反射層を透過して液晶層
に入射する光が確実に円偏光に限定される。
て、反射層が半透過層になっている。これによって液晶
表示装置は、一方面側から液晶層に入射する光がない場
合、反射板を透過して液晶層に入射する光を用いて表示
を行うことができる。さらにまた本発明によれば、半透
過型の液晶表示装置は、円偏光選択層をさらに有する。
これによって液晶表示装置は、反射層によって反射され
た光および反射層を透過した光のいずれか一方を用いて
表示を行う場合、白表示を明るくし、高いコントラスト
を取り、さらに白黒表示が無彩色となる特性を得ること
ができる。また本発明によれば、円偏光選択層は偏光層
と１／４波長層とを含む。これによって反射層を透過し
て液晶層に入射する光が、確実に円偏光に近い偏光状態
に限定される。さらにまた本発明に従えば、円偏光選択
層は、入射光を右円偏光成分と左円偏光成分とに分解
し、いずれか一方成分だけと反射させ、いずれか他方成
分を透過させる。これによって反射層を透過して液晶層
に入射する光が確実に円偏光に限定される。
【図１】本発明の第１の実施の形態である反射型の液晶
表示装置３１の構成を示す概略断面図である。
表示装置３１の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１の液晶表示装置３１の構成部品の配置条件
を示す図である。
を示す図である。
【図３】図１の液晶表示装置３１の評価実験において、
偏光板の遅相軸ＡＰと反射層に最近接する液晶分子の長
軸方向との交差角θの変更状態を示す図である。
偏光板の遅相軸ＡＰと反射層に最近接する液晶分子の長
軸方向との交差角θの変更状態を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態であって、他方電極
が反射層を兼ねた構成の反射型液晶表示装置６１の構成
を示す概略断面図である。
が反射層を兼ねた構成の反射型液晶表示装置６１の構成
を示す概略断面図である。
【図５】散乱層をさらに有し、他方電極が反射層を兼ね
る構成の反射型の液晶表示装置６７，６８の構成を示す
概略断面図である。
る構成の反射型の液晶表示装置６７，６８の構成を示す
概略断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態であって、円偏光選
択層をさらに有する半透過型の液晶表示装置７１，７２
の構成を示す概略断面図である。
択層をさらに有する半透過型の液晶表示装置７１，７２
の構成を示す概略断面図である。
【図７】図６の液晶表示装置の反射モードの画素の表示
原理を示す模式図である。
原理を示す模式図である。
【図８】図６の液晶表示装置の透過モードの画素の表示
原理を示す模式図である。
原理を示す模式図である。
【図９】２枚の偏光層を備えた従来技術の反射型液晶表
示装置の構成を示す概略的な断面図である。
示装置の構成を示す概略的な断面図である。
【図１０】図９の液晶表示装置において斜めから入射し
た光の振舞いを示す図である。
た光の振舞いを示す図である。
【図１１】１枚の偏光板を備えた従来技術の反射型液晶
表示装置の構成を示す概略的な断面図である。
表示装置の構成を示す概略的な断面図である。
【図１２】図９および図１１の液晶表示装置の画素の表
示原理を示す模式図である。
示原理を示す模式図である。
３１ 液晶表示装置
３３ 液晶層
３４ 偏光層
３５ 位相差層
３６ 反射層
４１ 液晶セル
４３ 一方基板
４４ 他方基板
７３ 半透過反射層
７４ 円偏光選択層
７６ １／４波長層
７７ 偏光層
７８ 円選択反射層
ＡＰ 偏光層の吸収軸
ＡＦ 位相差層の遅相軸
ＡＬＬ 液晶層の反射層側の面に最近接する液晶分子の
長軸方向 Δφ 偏光層の吸収軸と位相差層の遅相軸との交差角 θ 偏光層の吸収軸と反射層に最近接する液晶分子の長
軸方向との交差角
長軸方向 Δφ 偏光層の吸収軸と位相差層の遅相軸との交差角 θ 偏光層の吸収軸と反射層に最近接する液晶分子の長
軸方向との交差角
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−84252（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−289818（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−90349（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−76148（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−27254（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−31211（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−95093（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−114031（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−333175（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−44890（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/133 500
G02F 1/1335
G02F 1/13363
Claims (12)
- 【請求項１】 入射光内の予め定める方向に偏光する直
線偏光成分だけを透過させる１層の偏光層と、 光を反射する反射層と、 偏光層と反射層との間に配置される１層の位相差層と、 偏光層と反射層との間に配置される液晶層とを含み、 位相差層のレタデーション値ＲｅＦが、入射光の波長λ
の略（１／４＋Ｋ／２）倍の値（Ｋは０以上の整数）に
選ばれ、液晶層の厚みｄ１と該液晶層の光学異方性Δｎ
１との積ｄ１×Δｎ１が、入射光の波長λの略（１／２
＋Ｌ／２）倍の値（Ｌは０以上の整数）に選ばれてなる
液晶表示装置であって、 前記液晶層が、ツイスト角が１８０°以上に選ばれたス
ーパツイステッドネマティック型液晶層であり、 前記位相差層のレタデーション値ＲｅＦは、波長λを５
５０ｎｍとしたとき、 ３６５ｎｍ以上４４５ｎｍ以下の値であり、 前記積ｄ１×Δｎ１は、波長λを５５０ｎｍとしたと
き、７７０ｎｍ以上８５６ｎｍ以下の値であり、 前記偏光層の吸収軸と前記位相差層の遅相軸との交差角
Δφが、４０°±３°の値に選ばれていることを特徴と
する液晶表示装置。 - 【請求項２】 前記液晶層のツイスト角は、２４０°で
あり、前記位相差層のレタデーション値ＲｅＦは、３９
６ｎｍであり、前記交差角Δφは、４０．０°であるこ
とを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記位相差層は、前記液晶層と前記偏光
層との間に配置され、 前記偏光層および位相差層を透過した後の入射光の偏光
状態が、円偏光に近い楕円偏光であることを特徴とする
請求項１または２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記反射層に最近接する液晶分子の配向
方向と前記偏光層の吸収軸との交差角θが、−１０°以
上＋１０°以下の範囲内の値に選ばれていることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記位相差層が、一軸延伸フィルムであ
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液
晶表示装置。 - 【請求項６】 前記液晶層を挟む２枚の基板をさらに含
み、 前記反射層は、２枚の基板のうちのいずれか一方基板と
前記液晶層との間に配置されることを特徴とする請求項
１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 【請求項７】 光を散乱させる散乱層をさらに含み、 散乱層は、前記液晶層の偏光層に最近接する面側に配置
され、 前記反射層の液晶層に最近接する面が平坦であることを
特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装
置。 - 【請求項８】 前記位相差層が前記偏光層と前記液晶層
との間に配置され、 前記散乱層が前記位相差層と前記液晶層との間に配置さ
れることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。 - 【請求項９】 前記反射層は、光の一部の成分だけを反
射させて残余の成分を透過させる半透過層であることを
特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示装
置。 - 【請求項１０】 入射光内の円偏光成分だけを選択的に
透過させる円偏光選択層をさらに含み、 前記円偏光選択層は、前記液晶層の前記反射層に最近接
する面側に配置されることを特徴とする請求項９記載の
液晶表示装置。 - 【請求項１１】 前記円偏光選択層は、１／４波長層
と、入射光内の予め定める方向に偏光する直線偏光成分
だけを透過させる偏光層とから構成され、 前記１／４波長層は、前記偏光層と前記液晶層との間に
配置されることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示
装置。 - 【請求項１２】 前記円偏光選択層は、入射光の右円偏
光成分および左円偏光成分のうちのいずれか一方成分を
反射しいずれか他方成分を透過させる円偏光選択反射層
であることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20673299A JP3493321B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 液晶表示装置 |
| TW089114343A TW508469B (en) | 1999-07-21 | 2000-07-18 | Liquid crystal display device |
| EP00306198A EP1072930B1 (en) | 1999-07-21 | 2000-07-20 | Liquid crystal display device |
| US09/620,731 US6661483B1 (en) | 1999-07-21 | 2000-07-20 | Liquid crystal display device |
| CN00121714A CN1129808C (zh) | 1999-07-21 | 2000-07-21 | 液晶显示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20673299A JP3493321B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 液晶表示装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=16528199
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20673299A Expired - Lifetime JP3493321B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 液晶表示装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1072930B1 (ja) |
| JP (1) | JP3493321B2 (ja) |
| CN (1) | CN1129808C (ja) |
| TW (1) | TW508469B (ja) |
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| JP2003195319A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-09 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置および電子機器 |
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| KR20030079513A (ko) * | 2002-04-04 | 2003-10-10 | 삼성전자주식회사 | 보상 필름을 이용한 액정 표시 장치 |
| KR100839402B1 (ko) * | 2002-07-23 | 2008-06-20 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 광학필름 및 이를 사용한 액정표시장치 |
| TWI273277B (en) * | 2002-09-12 | 2007-02-11 | Fujifilm Corp | Phase difference plate and circular polarizing plate |
| CN1729424B (zh) * | 2002-12-19 | 2010-05-12 | 统宝香港控股有限公司 | 常白型超扭曲向列液晶显示器装置 |
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| JP4949073B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2012-06-06 | 株式会社 日立ディスプレイズ | 液晶表示装置 |
| GB2464521A (en) * | 2008-10-20 | 2010-04-21 | Sharp Kk | Processing image data for multiple view displays |
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| JP2014010300A (ja) | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Nitto Denko Corp | 偏光板および有機ｅｌパネル |
| JP6050712B2 (ja) * | 2013-03-27 | 2016-12-21 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 反射型液晶表示装置及び電子機器 |
| KR20160112067A (ko) * | 2015-03-17 | 2016-09-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | 광 변조 장치를 포함하는 광학 장치 및 그 구동 방법 |
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| CN112505820B (zh) | 2021-02-07 | 2021-06-01 | 北京瑞波科技术有限公司 | 一种位相延迟装置及其制备方法、显示设备 |
| CN112764262A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-05-07 | 捷开通讯(深圳)有限公司 | 液晶显示面板和液晶显示装置 |
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