JP2002148622A - 半透過型液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 反射モードでも透過モードでも表示が可能な
半透過型液晶表示素子を提供する。 【解決手段】 電極３Ｂを備える一対の透明基板３Ｄに
液晶物質の層３Ａを挿入した液晶セル３と、直線偏光板
１と、ねじれ構造を有する光学補償素子２と、半透過反
射板３Ｃと、円偏光板４とを備え、２値以上の電圧値が
選択されて前記液晶物質の層に駆動電圧が印加される半
透過型液晶表示素子において、前記の直線偏光板１が前
記液晶物質層の一方の面側に配置され、前記の円偏光板
４が前記液晶物質層の他方の面側に配置され、前記の半
透過反射板３Ｃが前記液晶物質層と円偏光板４の間に配
置され、前記光学補償素子２が前記直線偏光板１と前記
半透過反射板３Ｃの間に配置され、波長λ＝４５０ｎｍ
及びλ＝５９０ｎｍにおける複屈折Δｎの比を複屈折波
長分散αと定義した場合、該液晶物質層の複屈折波長分
散α₁と該光学補償素子２の複屈折波長分散α₂がα₁＜
α₂の関係を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射モードでも透
過モードでも表示が可能な半透過型液晶表示素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示素子はその薄型軽量な特
徴を大きく活かせる、携帯型情報端末機器のディスプレ
イとしての市場拡大の期待が高まっている。携帯型電子
機器は通常バッテリー駆動であるがために消費電力を抑
えることが重要な課題となっている。そのため、携帯型
用途の液晶表示素子としては、電力消費が大きなバック
ライトを使用しない、若しくは、常時使用しないで済
み、低消費電力化、薄型化、軽量化が可能である反射型
液晶表示素子が特に注目されている。従来、液晶表示素
子としては、ＴＮ（ツイステッドネマチック）方式およ
びＳＴＮ（スーパーツイステッドネマチック）方式のも
のが主に用いられている。上記ＳＴＮ方式の液晶表示素
子は、一般的には液晶セルを一対の偏光板で挟んだ構造
を有し、反射型液晶表示素子の場合は、通常さらにその
外側に反射板を配置する構成を有している。ＳＴＮ方式
の液晶表示素子では、液晶セル内の液晶分子のねじれ角
を９０°以上とし、液晶セルの複屈折効果によって生じ
る楕円偏光に対する偏光板の透過軸の設定角度が最適化
される。よって、電圧印加に伴う急激な分子配向変形を
液晶の複屈折変化に反映させることができ、しきい値以
上で急激な光学的変化を呈する電気光学特性を実現でき
る。

【０００３】ＳＴＮ方式の液晶表示素子においては、液
晶の複屈折により、表示の背景色として黄緑や濃紺が生
じることがある。この着色現象を改善するために、表示
用ＳＴＮ液晶セルに、光学補償用液晶セルまたはポリカ
ーボネート、ねじれ位相差フィルムなどの高分子で形成
される位相差板を重ね合わせることが行われている。こ
れにより色補償を行い、白黒表示に近い表示を行う構成
の液晶表示素子が、いわゆるペーパーホワイト型液晶表
示素子として用いられている。しかしながら、ＳＴＮ方
式の液晶表示素子においては、前記偏光板の透過率は偏
光軸に平行に直線偏光を入射させた場合においても約９
０％であり、２枚の偏光板を使用する従来の構成では十
分な明るさを得ることができないという問題点がある。
特に、反射型液晶表示素子の場合、バックライトを使用
しない上に、入射した光が出射するまでに偏光板を合計
４回通過することになるので光量の減衰が問題となる。

【０００４】この問題を解決する従来の技術として、特
開平２−１８９５１９号、又は特開平６−１１７１１号
公報に記載の技術がある。これらには、偏光板、位相差
板、液晶セル及び反射板がこの順に積層された構成、即
ち一般に用いられているＳＴＮ型液晶セルを用いた反射
型液晶表示素子等から反射板側の偏光板を除いた構成の
液晶表示素子が開示されている。このような構成とする
ことによって、入射した光が出射するまでに偏光板を通
過する回数が２回となり、必然的に高輝度が得られ、高
反射率な白表示が達成されることが期待される。しかし
ながら、このような構成を有する反射型液晶表示素子を
形成する場合、反射前後の偏光を一枚の偏光板で兼ねる
という構造上の自由度の低さに起因して、位相差板等の
各層を、良好な高コントラストの表示を与えるよう構成
することが困難である。

【０００５】さらには、これら反射型液晶表示素子は、
通常外光を利用して表示を行うため、暗い環境下で用い
る場合には表示が見えなくなる、若しくは見えにくくな
るという欠点を有する。この問題を解決する技術とし
て、特開平１０−２０６８４６号記載のように、偏光板
１枚型の反射型液晶表示素子においては、反射板の代わ
りに入射光の一部を透過する性質を持つ半透過反射板を
使用し、かつバックライト等の補助光源を備えた半透過
反射型液晶表示素子が提案されている。この場合、バッ
クライト非点灯の状態では外光を利用した反射型（反射
モード）として、暗い環境ではバックライトを点灯させ
た透過型（透過モード）として使用することができる。
しかしながら この半透過型液晶表示素子では、反射モ
ードと透過モードを連動させて駆動させる必要があり、
また透過モードでは、半透過反射板とバックライトの間
に、偏光板と位相差板がさらに必要となるなど、良好な
表示を行うための光学設計はより複雑となる問題を抱え
ていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、反射
表示、透過表示共に表示が明るく、コントラストが高
く、色味が良好で、かつ光学設計の容易な半透過型液晶
表示素子を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の第１
は、電極を備える一対の透明基板に液晶物質の層を挿入
した液晶セルと、直線偏光板と、ねじれ構造を有する光
学補償素子と、半透過反射板と、円偏光板とを備え、２
値以上の電圧値が選択されて前記液晶物質の層に駆動電
圧が印加される半透過型液晶表示素子において、前記の
直線偏光板が前記液晶物質層の一方の面側に配置され、
前記の円偏光板が前記液晶物質層の他方の面側に配置さ
れ、前記の半透過反射板が前記液晶物質層と円偏光板の
間に配置され、前記光学補償素子が前記直線偏光板と前
記半透過反射板の間に配置され、波長λ＝４５０ｎｍ及
びλ＝５９０ｎｍにおける複屈折Δｎの比を複屈折波長
分散α α＝Δｎ（４５０）／Δｎ（５９０） と定義した場合、該液晶物質層の複屈折波長分散α₁と
該光学補償素子の複屈折波長分散α₂が、 α₁＜α₂ の関係を有することを特徴とする半透過型液晶表示素子
に関する。

【０００８】また本発明の第２は、該液晶物質層におけ
る直線偏光板側から半透過反射板側への液晶物質分子の
ねじれ角θ₁が、＋２００度以上＋２７０度以下の範囲
にあり、該光学補償素子の遅相軸の直線偏光板側から半
透過反射板側へのねじれ角θ ₂が、−２２０度以上−１
５５度以下の範囲にあり、前記液晶物質層の波長λ＝５
５０ｎｍにおける複屈折△ｎ₁と厚みｄ₁との積（△ｎ₁
・ｄ₁）が７００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲であ
り、前記光学補償素子の波長λ＝５５０ｎｍにおける複
屈折△ｎ₂と前記光学補償素子の厚みｄ₂との積（△ｎ₂
・ｄ₂）が５５０ｎｍ以上８５０ｎｍ以下の範囲である
ことを特徴とする前記記載の半透過型液晶表示素子に関
する。

【０００９】また本発明の第３は、前記円偏光板が、直
線偏光板および光学異方素子から少なくとも構成され、
且つ該光学異方素子がねじれ構造を有することを特徴と
する前記記載の半透過型液晶表示素子に関する。

【００１０】また本発明の第４は、前記円偏光板を構成
する光学異方素子の波長λ＝５５０ｎｍにおける複屈折
Δｎ₃と厚みｄ₃（ｎｍ）の積（Δｎ₃・ｄ₃）が、１４０
ｎｍ以上４００ｎｍ以下であり、且つ該光学異方素子の
遅相軸の直線偏光板側から円偏光板側へのねじれ角θ₆
が、絶対値として３０度以上８５度以下の範囲であるこ
とを特徴とする前記記載の半透過型液晶表示素子に関す
る。

【００１１】また本発明の第５は、前記円偏光板を構成
する光学異方素子の波長λ＝５５０ｎｍにおける複屈折
Δｎ₃と厚みｄ₃（ｎｍ）の積（Δｎ₃・ｄ₃）および該光
学異方素子の遅相軸の直線偏光板側から円偏光板側への
ねじれ角θ₆が、（１）１５５ｎｍ以上１７５ｎｍ以下
且つ絶対値として４０度以上５０度以下、（２）１７６
ｎｍ以上２１６ｎｍ以下且つ絶対値として５８度以上７
０度以下、（３）２３０ｎｍ以上２７０ｎｍ以下且つ絶
対値として７０度以上８０度以下のいずれかの条件を満
足することを特徴とする前記記載の半透過型液晶表示素
子に関する。

【００１２】さらに本発明の第６は、直線偏光板と半透
過反射板の間に更に少なくとも１層の光拡散層を有する
前記記載の半透過型液晶表示素子に関する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の半透過型液晶表示素子
は、液晶セルと、直線偏光板と、光学補償素子と、半透
過反射板と、円偏光板とから少なくとも構成される。本
発明を構成する液晶セルは、電極を備える一対の透明基
板及びその間に挿入された液晶物質の層を有する。前記
透明基板としては、前記液晶物質を特定の配向方向に配
向させるものを用いることができる。具体的には、透明
基板自体が前記液晶物質を配向させる性質を有している
透明基板又は液晶物質を配向させる性質を有する配向膜
等を設けた透明基板がいずれも使用可能である。このよ
うな特定の配向方向を有する透明基板２枚を、その配向
方向が捩れた関係になるよう保持し、その透明基板の間
に液晶物質の層を形成させることにより、前記液晶物質
の層に、特定のねじれ角を与えることができる。また、
液晶セルの電極は、通常、液晶物質の層が接する前記透
明基板の面上に設けることができ、配向膜を有する透明
基板を用いた場合は、透明基板と配向膜との間に設ける
ことができる。前記液晶物質としては、通常ＳＴＮ型液
晶表示素子に用いられる各種のもの等を用いることがで
きる。

【００１４】本発明の半透過液晶表示素子においては、
２値以上の電圧値が選択されて前記液晶物質の層に駆動
電圧が印加される。前記２値以上の電圧値としては、液
晶表示を行うために実効的な電圧値であれば特に限定さ
れず、反射率や透過率の急峻な変化が起こる前後の電圧
値等とすることができる。これにより、前記液晶物質の
層が、明るい無彩色及び暗い無彩色等の表示を与える能
動的な光学層として機能することができる。前記液晶セ
ルに使用される液晶物質の複屈折（＝屈折率異方性）Δ
ｎは一般に波長λ（ｎｍ）に対し依存性があり、その特
性は一般的に波長λに対して負の傾向を有する。すなわ
ち液晶材料の波長λ＝４５０ｎｍ及びλ＝５９０ｎｍに
おける複屈折（以下それぞれ「Δｎ₁（４５０）」、「Δｎ
₁（５９０）」と表す。）の比を複屈折波長分散α₁、 α₁＝Δｎ₁（４５０）／Δｎ₁（５９０） と定義すると、通常α₁＞１となる。α₁は液晶物質が全
く同一ならば同一であるが、異なった液晶物質でも同一
となることはある。本発明では、α₁が後述する光学補
償素子の複屈折波長分散α₂との関係においてα₁＜α₂
となるように液晶セルと光学補償素子とを組み合わせる
ことを必須とする。なお本発明を構成する液晶セルに使
用される液晶物質の複屈折波長分散α₁は、通常、 α₁＝１．０１〜１．３５ である。

【００１５】また前記液晶セル内の液晶物質の層におけ
る直線偏光板側から半透過反射板（円偏光板）側への液
晶物質分子のねじれ角θ₁は、通常＋２００°〜＋２７
０°の範囲にあることが望ましい。ねじれ角が＋２００
°未満の場合、急峻な反射率・透過率変化が必要とされ
る高デューティー比で時分割駆動を行った際の液晶状態
の変化が少ない。また、＋２７０°を超える場合、ヒス
テリシスが生じやすくなる。なお、本明細書において
は、角度の＋方向及び−方向とは、相対的な角度の回転
方向を意味し、直線偏光板から円偏光板に向かって反時
計回り方向を＋とすれば時計回り方向は−となり、逆に
時計回り方向を＋とすれば反時計回り方向が−となる
が、どちらを＋とした場合も、本発明の範囲に包含さ
れ、同等の効果を得ることができる。さらに液晶セル内
における液晶物質層の屈折率異方性△ｎ₁と厚みｄ₁との
積（△ｎ₁・ｄ₁）が、７００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下
の範囲であることが望ましい。７００ｎｍ未満では、電
圧を印加したときの液晶の状態変化が小さく、１０００
ｎｍを超えると、視野角特性や応答性が悪くなるといっ
た恐れがある。

【００１６】本発明を構成する直線偏光板は、液晶物質
層の一方の面側に配置される。一般的には、液晶セルの
表面上又は裏面上の一方に、換言すれば、一方の透明基
板の液晶物質層界面側でない透明基板表面に配置するの
が通例であるが、一方の透明基板と液晶物質層との間
に、すなわち、液晶セル内に直線偏光板を配置すること
もできる。そして、液晶セルの表面上又は裏面上に直線
偏光板を設ける場合には、その直線偏光板を光学補償素
子等を介して設けることもできる。本発明で用いる直線
偏光板は特に限定されず、液晶表示素子に通常用いられ
る偏光板を適宜使用することができる。具体的には、ポ
リビニルアルコール（ＰＶＡ）や部分アセタール化ＰＶ
ＡのようなＰＶＡ系偏光フィルム、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体の部分ケン化物等からなる親水性高分子フィ
ルムに、ヨウ素および／または２色性色素を吸着して延
伸した偏光フィルム、ＰＶＡの脱水処理物やポリ塩化ビ
ニルの脱塩酸処理物のようなポリエン配向フィルムなど
からなる偏光フィルムなどを使用することができる。前
記直線偏光板は、偏光フィルム単独で使用しても良い
し、強度向上、耐湿性向上、耐熱性の向上等の目的で偏
光フィルムの片面または両面に透明保護層等を設けたも
のであっても良い。透明保護層としては、ポリエステル
やトリアセチルセルロース等の透明プラスチックフィル
ムを直接または接着剤層を介して積層したもの、樹脂の
塗布層、アクリル系やエポキシ系等の光硬化型樹脂層な
どが挙げられる。これら透明保護層を偏光フィルムの両
面に被覆する場合、両側に同じ保護層を設けても良い
し、また異なる保護層を設けても良い。

【００１７】本発明を構成する光学補償素子とは、光学
異方軸を有し、且つその一方の面から他方の面にかけて
光学異方軸がねじれた構造を有するものを意味する。従
って、ここで言う光学補償素子は光学的に異方性を持っ
た複数の層を、それぞれの光学異方軸が連続的にツイス
トするように多層重ね合わせたものと同等の特性を有
し、通常のＴＮ液晶セル等と同様に、ねじれ角を有す
る。本発明の光学補償素子は前記直線偏光板と後述する
半透過反射板の間に配置される。通常は直線偏光板と液
晶セルとの間又は液晶セルと半透過反射板との間のいず
れか一方に配置されるが、直線偏光板と液晶セルとの間
に設けることが特に好ましい。前記光学補償素子として
は、ツイスト配向された液晶セルそのもの、液晶フィル
ム、又は位相差フィルムの積層体等を使用することがで
きる。前記ツイスト配向された液晶セルとしては、前記
した駆動用の液晶セルと同様に、２枚の透明基板間に挿
入された液晶物質の層を特定な方向に配向させてねじれ
角を与えた液晶セルを例示として挙げることができる。
また、前記液晶フィルムとは、１枚のフィルム内で光学
異方軸を持った層が連続的にツイストした構造を有する
フィルムを意味する。この液晶フィルムは、一般的に
は、ねじれ特性を有する液晶材料をフィルム化すること
により得ることができる。このような液晶フィルムは、
ネマチック液晶性を示す液晶材料をねじれネマチック配
向させた後、その配向構造を、例えば光架橋、熱架橋に
より固定化するといった方法や、冷却することでガラス
状態として固定化するといった方法で得ることができ
る。

【００１８】前記の液晶材料としては、ネマチック液晶
性を示す液晶材料であれば特に制限されず、各種の低分
子液晶物質、高分子液晶物質、またはこれらの混合物を
当該材料とすることができる。液晶物質の分子形状は、
棒状であるか円盤状であるかを問わず、例えば、ディス
コチックネマチック液晶性を示すディスコチック液晶も
使用することができる。さらにこれらの混合物を液晶材
料として使用する際には、当該材料で最終的に所望のね
じれ構造を形成することができ、しかも、その配向構造
を固定化できるものであれば、当該材料の組成や組成比
等に何ら制限はない。例えば、単独もしくは複数種の低
分子および／または高分子液晶物質と、単独もしくは複
数種の低分子および／または高分子の非液晶性物質や各
種添加剤とからなる混合物を液晶材料として使用するこ
ともできる。

【００１９】前記低分子液晶物質としては、シッフ塩基
系、ビフェニル系、ターフェニル系、エステル系、チオ
エステル系、スチルベン系、トラン系、アゾキシ系、ア
ゾ系、フェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系、シク
ロヘキシルシクロヘキサン系、トリメシン酸系、トリフ
ェニレン系、トルクセン系、フタロシアニン系、ポルフ
ィリン系分子骨格を有する低分子液晶化合物、またはこ
れら化合物の混合物等が挙げられる。

【００２０】高分子液晶物質としては、各種の主鎖型高
分子液晶物質、側鎖型高分子液晶物質、またはこれらの
混合物等を用いることができる。主鎖型高分子液晶物質
としては、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリカーボ
ネート系、ポリイミド系、ポリウレタン系、ポリベンズ
イミダゾール系、ポリベンズオキサゾール系、ポリベン
ズチアゾール系、ポリアゾメチン系、ポリエステルアミ
ド系、ポリエステルカーボネート系、ポリエステルイミ
ド系の高分子液晶、またはこれらの混合物等が挙げられ
る。これらの中でも液晶性を与えるメソゲン基とポリメ
チレン、ポリエチレンオキサイド、ポリシロキサン等の
屈曲鎖とが交互に結合した半芳香族系ポリエステル系高
分子液晶や、屈曲鎖のない全芳香族系ポリエステル系高
分子液晶が本発明では望ましい。

【００２１】また、側鎖型高分子液晶物質としては、ポ
リアクリレート系、ポリメタクリレート系、ポリビニル
系、ポリシロキサン系、ポリエーテル系、ポリマロネー
ト系、ポリエステル系等の直鎖状又は環状構造の骨格鎖
を有する物質に側鎖としてメソゲン基が結合した高分子
液晶、またはこれらの混合物等が挙げられる。これらの
中でも、骨格鎖に屈曲鎖からなるスペーサーを介して液
晶性を与えるメソゲン基が結合した側鎖型高分子液晶
や、主鎖および側鎖の両方にメソゲンを有する分子構造
の当該高分子液晶が本発明では望ましい。

【００２２】液晶材料は、ねじれネマチック配向を誘起
するために、カイラル剤が配合されているか、少なくと
も１種のカイラルな構造単位を有する各種液晶物質また
は非液晶物質が配合されていることが特に望ましい。カ
イラルな構造単位としては、例えば、光学活性な２−メ
チル−１，４−ブタンジオール、２，４−ペンタンジオ
ール、１，２−プロパンジオール、２−クロロ−１，４
−ブタンジオール、２−フルオロ−１，４−ブタンジオ
ール、２−ブロモ−１，４−ブタンジオール、２−エチ
ル−１，４−ブタンジオール、２−プロピル−１，４−
ブタンジオール、３−メチルヘキサンジオール、３−メ
チルアジピン酸、ナプロキセン誘導体、カンファー酸、
ビナフトール、メントールあるいはコレステリル基含有
構造単位またはこれらの誘導体（例えばジアセトキシ化
合物などの誘導体）から誘導される単位を利用すること
ができる。上記のカイラルな構造単位は、Ｒ体、Ｓ体の
いずれでも良く、またＲ体およびＳ体の混合物であって
も良い。なおこれら構造単位は、あくまでも例示であっ
て本発明はこれによって何ら制限されるものではない。

【００２３】液晶フィルムを調製するに際し、液晶状態
において形成した配向構造を熱架橋や光架橋で固定化す
る場合には、液晶材料中に熱または光架橋反応等によっ
て反応しうる官能基または部位を有している各種液晶物
質を配合することが望ましい。架橋反応しうる官能基と
しては、例えば、アクリル基、メタクリル基、ビニル
基、ビニルエーテル基、アリル基、アリロキシ基、グリ
シジル基等のエポキシ基、イソシアネート基、イソチオ
シアネート基、アゾ基、ジアゾ基、アジド基、ヒドロキ
シル基、カルボキシル基、低級エステル基などが挙げら
れ、特にアクリル基、メタクリル基が望ましい。また架
橋反応しうる部位としては、マレイミド、マレイン酸無
水物、ケイ皮酸およびケイ皮酸エステル、アルケン、ジ
エン、アレン、アルキン、アゾ、アゾキシ、ジスルフィ
ド、ポリスルフィドなどの分子構造を含む部位が挙げら
れる。これら架橋基および架橋反応部位は、液晶材料を
構成する各種液晶物質自身に含まれていてもよいが、架
橋性基または部位をもつ非液晶性物質を別途液晶材料に
添加しても良い。

【００２４】本発明を構成する光学補償素子として使用
できる他の例としては、前記液晶フィルムと同様に光学
異方軸を連続的にツイストするようにして擬似的なねじ
れ構造を有した位相差フィルムの積層体を挙げることが
できる。位相差フィルムは、一般的には、ポリカーボネ
ート系、セルロース系、ポリアリレート系、ポリスルフ
ォン系、ポリアクリル系、ポリエーテルスルフォン系、
ノルボルネン系、環状オレフィン系樹脂等に代表される
透明プラスチックフィルムを一軸延伸または、二軸延伸
して形成することができる。これらフィルムの複数枚
を、各々の光学異方軸を少しずつずらし、ねじれ角を持
つように積層することによって本発明に好適な光学補償
素子を作製することができる。

【００２５】本発明を構成する光学補償素子は、前記液
晶セルに使用される液晶物質の複屈折Δｎと同様に、波
長により複屈折の分散が異なることが好ましい。光学補
償素子の波長λ＝４５０ｎｍ及びλ＝５９０ｎｍにおけ
る複屈折（以下「Δｎ₂（４５０）」、「Δｎ₂（５９０）」
と表す。）の比を複屈折波長分散α₂、 α₂＝Δｎ₂（４５０）／Δｎ₂（５９０） と定義する。α₂は液晶材料が全く同一ならば同一であ
るが、異なった液晶材料でも同一となることはある。本
発明においては、前述の液晶セルに使用される液晶材料
の複屈折波長分散α₁と光学補償素子の複屈折波長分散
α₂との関係をα₁＜α₂とすることにより無彩色で高コ
ントラストな反射表示特性を有する半透過型液晶表示素
子を提供することができる。なお通常、光学補償素子の
複屈折波長分散α ₂としては、 α₂＝１．１１〜１．４０ である。

【００２６】また本発明を構成する光学補償素子は、そ
の複屈折△ｎ₂と光学異方体の厚みｄ₂との積（△ｎ₂・
ｄ₂）が温度によって変化する温度補償効果を有しても
よい。このような光学補償素子を用いることにより周囲
温度が変化しても、色の発色が変動し難く、良好な白黒
表示可能な反射型液晶表示素子を提供することが可能と
なる。この場合、△ｎ₂・ｄ₂の温度による変化は、駆動
用に使用される液晶セルでの液晶物質層の複屈折△ｎ₁
と厚みｄ₁との積（△ｎ₁・ｄ₁）の温度による変化にほ
ぼ等しいことが望ましい。また本発明の半透過型液晶表
示素子では、光学補償素子の遅相軸の直線偏光板側から
半透過反射板（円偏光板）側へのねじれ角θ₂が、−２
２０度以上−１５５度以下の範囲にあることが好まし
い。そして、光学補償素子の屈折率異方性△ｎ₂と前記
光学補償素子の厚みｄ₂との積（△ｎ₂・ｄ₂）は５５０
ｎｍ以上８５０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。
このように、θ₂及びθ₁をそれぞれ特定な範囲の値と
し、且つ△ｎ₁・ｄ₁及び△ｎ₂・ｄ₂をそれぞれ特定な範
囲の値とすることにより、良好なコントラスト特性を実
現することができる。

【００２７】さらに本発明の半透過型液晶表示素子で
は、α₁、α₂、θ₁、θ₂、△ｎ₁・ｄ₁、△ｎ₂・ｄ₂を特
定の範囲に規制することに加え、直線偏光板の吸収軸か
ら光学補償素子の直線偏光板側の面上における遅相軸へ
の角度θ₃並びに直線偏光板の吸収軸から液晶物質層の
直線偏光板側の面上における配向方向への角度θ₄を、
各々次のように調整することにより、彩色が少なく、し
かも良好なコントラストを実現することも可能である。 θ₃＝０〜＋４０° 又は ＋９０〜＋１３０° θ₄＝０〜＋４０° 又は ＋９０〜＋１３０° 特に、角度θ₄は、光学補償素子が直線偏光板と液晶物
質層との間に配置される場合においては＋９０〜＋１３
０°の範囲、また光学補償素子が液晶物質層と半透過反
射板との間に配置される場合は０〜＋４０°の範囲であ
ることがさらに望ましい。

【００２８】本発明を構成する半透過反射板は、光を一
部透過させる機能を有する反射板であり、前記液晶物質
層と後述する円偏光板の間に配置される。例えば、液晶
セルにおける円偏光板側の透明基板に配置することがで
き、上記した直線偏光板と同様、液晶セル内に設置する
こともできる。半透過反射板を液晶セル内に設置する場
合には、この半透過反射板に液晶セルの電極としての機
能を兼備させることもできる。半透過反射板は、特に制
限はなく、アルミニウム、銀、金、クロム、白金、銅等
の金属やそれらを含む合金、酸化マグネシウム等の酸化
物、誘電体の多層膜、又はこれらの組み合わせ等を例示
することができる。これら半透過反射板は、反射層の厚
みを制御することや、穴やスリットを設ける等の加工を
施すことで光を一部透過させるようにしたものが使用さ
れる。また、半透過反射板の形状は、平面であっても曲
面であっても良く、凹凸形状など表面形状に加工を施し
て拡散反射性を持たせたものであっても良い。

【００２９】本発明を構成する円偏光板は、可視光域で
略円偏光を生じさせることのできるもの若しくは略円偏
光に近い楕円偏光を生じさせることのできるものであれ
ば特に限定はなく、前記液晶物質層に対して、上記直線
偏光板の設置側とは反対側に配置される。前記円偏光板
の波長λ＝５５０ｎｍにおける楕円率としては、楕円率
が１に近い円偏光板を使用した場合、コントラスト重視
の透過表示とすることができ、楕円率が１よりも小さく
なるにしたがって、明るさ重視の透過表示とすることが
できる。楕円率は０．５以上のものが透過表示上望まし
く、０．６以上であることがより望ましい。楕円率が
０．５未満の場合、十分なコントラストが得られない恐
れがある。前記円偏光板としては、上述した直線偏光板
と光学異方素子から構成される円偏光板が本発明におい
ては好適であると言える。当該円偏光板に使用される直
線偏光板には、前記液晶物質層に対して、円偏光板とは
反対側に設置される直線偏光板と同種の偏光フィルム等
を使用することもできる。さらには円偏光板を構成する
直線偏光板としては、反射型の偏光フィルムを使用する
こともできる。

【００３０】前記光学異方素子としては、可視光域で略
（２ｎ＋１）／４波長（ここでｎ＝０，１，２，…）の
位相差を生じさせる素子、すなわち直線偏光を略円偏光
若しくは略円偏光に近い楕円偏光に変換させる作用を有
する素子であれば何ら制限を受けることなく使用するこ
とができる。中でも可視光域で略（２ｎ＋１）／４波長
の位相差を生じさせる素子として、特にｎ＝０または１
の時、すなわち略４分の１波長または略４分の３波長の
位相差を生じさせる素子が、良好な透過表示を実現する
上で望ましいといえる。

【００３１】可視光域で略（２ｎ＋１）／４波長（ここ
でｎ＝０，１，２，…）の位相差を生じさせる光学異方
素子としては、光学的に一軸性、または二軸性の屈折率
構造を有する光学異方素子やねじれ構造を有する光学異
方素子、あるいはそれらを複数組み合わせたものが例示
として挙げられる。前記光学的に一軸性、または二軸性
の屈折率構造を有する光学異方素子としては、ポリカー
ボネート系、セルロース系、ポリアリレート系、ポリス
ルフォン系、ポリアクリル系、ポリエーテルスルフォン
系、ノルボルネン系、環状オレフィン系樹脂等に代表さ
れる透明プラスチックフィルムを一軸延伸または、二軸
延伸して形成される位相差フィルムや、液晶材料をネマ
チック配向させて形成される位相差フィルム等を挙げる
ことができる。これら一軸性、または二軸性の屈折率構
造を有する光学異方素子の例としては、上記材料から作
製される４分の１波長板や４分の３波長板、４分の１波
長板と２分の１波長板を組み合わせて作製される広帯域
４分の１波長板等が挙げられる。

【００３２】また、ねじれ構造を有する光学異方素子と
しては、ツイスト配向された液晶セルそのもの、液晶フ
ィルム、又は位相差フィルムの積層体を例示として挙げ
ることができる。ここで示したツイスト配向された液晶
セルそのもの、液晶フィルム、又は位相差フィルムの積
層体は、先述の光学補償素子と同様にして作製されるも
のを使用することができる。これら光学異方素子は、前
記光学補償素子と同様に、温度補償効果を有するものも
好ましく使用できる。

【００３３】本発明を構成する円偏光板においては、円
偏光板の構成要素である光学異方素子が、前記光学補償
素子と同様にねじれ構造を有することが特に好ましい。
そのようなねじれ構造を有する光学異方素子としては、
特に波長λ＝５５０ｎｍにおける複屈折Δｎ₃と厚みｄ₃
（ｎｍ）の積（Δｎ₃・ｄ₃）が、１４０ｎｍ以上４００
ｎｍ以下であり、かつねじれ角θ₆が絶対値として３０
度以上８５度以下であることが円偏光特性の点で望まし
い。さらには、以下に示すいずれかの条件を満足する光
学異方素子が、上述した直線偏光板との組み合わせにお
いて良好な円偏光特性を示すことから特に望ましいと言
える。 （１）Δｎ₃・ｄ₃が１５５ｎｍ以上１７５ｎｍ以下であ
り、ねじれ角θ₆が絶対値として４０度以上５０度以下
である。 （２）Δｎ₃・ｄ₃が１７６ｎｍ以上２１６ｎｍ以下であ
り、ねじれ角θ₆が絶対値として５８度以上７０度以下
である。 （３）Δｎ₃・ｄ₃が２３０ｎｍ以上２７０ｎｍ以下であ
り、ねじれ角θ₆が絶対値として７０度以上８０度以下
である。 なお、ねじれの向きには２方向あるが、そのねじれ方向
に関しては要求される表示特性や液晶セルパラメーター
等に応じて適宜設定することが望ましい。通常、液晶セ
ルとはねじれの向きが逆であると良好な透過表示特性を
得ることが可能である。

【００３４】本発明の半透過型液晶表示素子には、直線
偏光板と半透過反射板の間に更に光拡散層を設けること
ができる。殊に半透過反射板が鏡面反射タイプである場
合には光拡散層を設けることが、反射表示上好ましい。
ここでいう光拡散層とは、平行光を等方的あるいは異方
的に拡散させる性質を有するものであれば、特に制限は
ない。例えば、２種以上の領域からなり、その領域間に
屈折率差を持つものや、表面形状に凹凸を付けたものが
使用できる。前記２種以上の領域からなり、その領域間
に屈折率差をもつものとしては、マトリックス中にマト
リックスとは異なる屈折率を有する粒子を分散させたも
のが例示される。光拡散層はそれ自身が粘接着性を有す
るものであっても良い。

【００３５】光拡散層の膜厚は、特に制限されるもので
はないが、通常１０μｍ以上５００μｍ以下であること
が望ましい。また、光拡散層の全光線透過率は、５０％
以上であることが好ましく、特に７０％以上であること
が好ましい。さらに当該光拡散層のヘイズ値は、通常１
０〜９５％であり、好ましくは４０〜９０％であり、さ
らに好ましくは６０〜９０％であることが望ましい。本
発明の反射型液晶表示素子は、液晶セル、直線偏光板、
光学補償素子、半透過反射板、円偏光板を必須の構成部
材として備え、また必要に応じて光拡散層を備えるもの
である。またこれらの他に、他の構成部材を備えても良
い。具体的には、例えば、カラーフィルターをさらに備
えることにより、色純度の高いマルチカラー又はフルカ
ラー表示が可能なカラー半透過型液晶表示素子とするこ
とができる。また、他にも必要に応じてバックライト、
フロントライト、光制御フィルム、導光板、プリズムシ
ート、反射防止層、防眩処理層、接着剤層、粘着剤層、
ハードコート層等を設けることも可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明の半透過型液晶表示素子は、反射
表示、透過表示ともに明るい表示が得られ、コントラス
トが高く、かつ色味の良好な表示を実現でき、従来の半
透過型液晶表示素子に比べ、大幅に高い表示品位を得る
ことができる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例によりさら
に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。なお、本実施例においては、直線偏光板側か
ら半透過反射板側に向かって反時計回り方向を＋、時計
回り方向を−として素子を作成して実験を行った。しか
しながら、直線偏光板側から半透過反射板側に向かって
時計回り方向を＋、反時計回り方向を−として同様に実
験を行っても全く同等の結果が得られる。また、本実施
例におけるリターデーション値（＝Δｎ・ｄ）は、特に
断りのない場合波長λ＝５５０ｎｍにおける値である。

【００３８】実施例１ 図１に模式的に示されるＳＴＮ型の半透過型液晶表示素
子を作製した。図１に示される通り、液晶セル３は、対
向する一対の透明基板３Ｄと、表示面とは反対側（図１
の下側）の透明基板の面上に設けられた半透過反射板３
Ｃと、それらの内側の面上に設けられた電極３Ｂと、そ
れらの上に印刷形成され、配向処理が施された配向膜３
Ｆとを備える。配向膜３Ｆと、基板周辺に印刷塗布形成
したシール剤３Ｅにより規定される空間内に液晶物質が
封入され、液晶物質層３Ａが形成される。液晶物質とし
てＺＬＩ−２２９３（メルク社製）を用い、配向膜３Ｆ
の配向処理方向を調節することにより液晶物質層３Ａを
所定の方向に配向させ、θ ₁＝＋２５０度にツイストさ
せた。また、液晶セル３中の液晶物質の複屈折△ｎ₁と
液晶物質層３Ａの厚みｄ₁との積△ｎ₁・ｄ₁は略８００
ｎｍとした。ＺＬＩ−２２９３の複屈折波長分散α
₁（α₁＝Δｎ₁（４５０）／Δｎ₁（５９０））は１．１
０であった。

【００３９】液晶セル３の表示面側（図の上側）に直線
偏光板１（住友化学工業（株）製ＳＲ１８６２ＡＰ）を
配置し、直線偏光板１と液晶セル３との間にねじれ構造
をもつ光学補償素子２を配置した。光学補償素子２の△
ｎ₂・ｄ₂は略６７０ｎｍ、ねじれ角はθ₂＝−１９０度
とし、複屈折波長分散α₂＝１．１５とした。この時、
直線偏光板１の吸収軸から光学補償素子２の直線偏光板
側の面上における配向軸への角度θ₃＝＋２０度、直線
偏光板１の吸収軸から液晶物質層３Ａの直線偏光板側の
面上における配向方向への角度θ₄＝＋１０５度とし
た。また、直線偏光板４Ｂ（住友化学工業（株）製ＳＲ
１８６２ＡＰ）とねじれ構造を有する光学異方素子４Ａ
から構成される円偏光板４を表示側から見て液晶セルの
後方に配置した。ねじれ構造を有する光学異方素子４Ａ
の△ｎ₂・ｄ₂は略１９０ｎｍ、ねじれ角はθ₆＝−６５
度とした。この時、直線偏光板１の吸収軸から光学異方
素子４Ａの液晶セル側の面上における配向軸への角度θ
₅＝＋３５度、直線偏光板１の吸収軸から直線偏光板４
Ｂの吸収軸への角度θ₇＝＋６０度とした。また、この
軸配置の時、円偏光板４部分の波長λ＝５５０ｎｍにお
ける楕円率をエリプソメーター（（株）溝尻光学工業所
製ＤＶＡ−３６ＶＷＬＤ）で測定したところ０．９４で
あった。さらに、光学補償素子２と液晶セル３の間は光
拡散層５として、アクリル系粘着剤からなるマトリック
スに、マトリックスとは屈折率の異なる略球形の微粒子
を分散させて作製された光拡散特性を有する粘着剤層
（全光線透過率９０％、ヘイズ値８０％）を配置し、直
線偏光板１と光学補償素子２および液晶セル３と円偏光
板４の間には通常の透明な粘着剤層を配置した。

【００４０】上記ＳＴＮ半透過型液晶表示素子の各構成
部材における角度θ₁〜θ₇の関係を図２に示す。なお、
図２は表示側から半透過型液晶表示素子を見たときの各
構成部材の軸配置関係を示している。図２において、液
晶物質層３Ａの、直線偏光板１側の面上における配向方
向３１と、円偏光板４側の面上における配向方向３２と
は、角度θ₁をなしている。光学補償素子２の、直線偏
光板１側の面上における配向軸の向き２１と、液晶セル
側の面上における配向軸の向き２２とは、角度θ₂をな
している。光学異方素子４Ａの直線偏光板１側の面上に
おける配向軸の向き４１と、直線偏光板４Ｂ側の面上に
おける配向軸の向き４２とは、角度θ₆をなしている。
また、直線偏光板１の吸収軸１１と、光学補償素子２の
直線偏光板１側の面上における配向軸の向き２１とは角
度θ₃をなし、直線偏光板１の吸収軸１１と、液晶物質
層３Ａの直線偏光板１側の面上における配向方向３１と
は角度θ₄をなしている。また、円偏光板４中の光学異
方素子４Ａの液晶セル側面上における配向方向４１は、
直線偏光板１の吸収軸１１と角度θ₅をなし、直線偏光
板４Ｂの吸収軸４３は直線偏光板１の吸収軸１１と角度
θ₇をなしている。

【００４１】上記の液晶表示素子に、駆動回路（図示せ
ず）から電極３Ｂに駆動電圧を印加し（１／１００デュ
ーティー、最適バイアスで駆動）、バックライトを配置
してバックライト非点灯時（反射モード）および点灯時
（透過モード）の光学特性を調べたところ、反射モー
ド、透過モードとも明るく高コントラストの表示ができ
た。本実施例では、カラーフィルターの無い形態で実験
を行ったが、液晶セル中にカラーフィルターを設けれ
ば、良好なマルチカラー、またはフルカラー表示ができ
る。

【００４２】実施例２ 液晶セル３の△ｎ₁・ｄ₁を略８８０ｎｍ、光学補償素子
２の△ｎ₂・ｄ₂を略７４０ｎｍ、複屈折波長分散α₂＝
１．１３とし、光学異方素子４Ａの△ｎ₃・ｄ₃を略１６
５ｎｍとし、θ₁＝＋２４０度、θ₂＝−１８０度、θ₃
＝＋１５度、θ₄＝＋１１０度、θ₅＝＋３０度、θ₆＝
−４５度、θ₇＝＋６０度とした以外は、実施例１と同
様の液晶表示素子を作製した。この軸配置の時、円偏光
板４部分の波長λ＝５５０ｎｍにおける楕円率をエリプ
ソメーター（（株）溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６ＶＷ
ＬＤ）で測定したところ０．９３であった。上記の液晶
表示素子に、駆動回路（図示せず）から電極３Ｂに駆動
電圧を印加し（１／１００デューティー、最適バイアス
で駆動）、バックライト非点灯時（反射モード）および
点灯時（透過モード）の光学特性を調べたところ、反射
モード、透過モードとも明るく高コントラストの表示が
できた。本実施例では、カラーフィルターの無い形態で
実験を行ったが、液晶セル中にカラーフィルターを設け
れば、良好なマルチカラー、またはフルカラー表示がで
きる。

【００４３】実施例３ 液晶セル３の△ｎ₁・ｄ₁を略８４０ｎｍ、光学補償素子
２の△ｎ₂・ｄ₂を略７１０ｎｍ、複屈折波長分散α₂＝
１．１３とし、光学異方素子４Ａの△ｎ₃・ｄ₃を略２５
０ｎｍとし、θ₁＝＋２４０度、θ₂＝−１８０度、θ₃
＝＋１５度、θ₄＝＋１１０度、θ₅＝＋３０度、θ₆＝
−７５度、θ₇＝＋６０度とした以外は、実施例１と同
様の液晶表示素子を作製した。この軸配置の時、円偏光
板４部分の波長λ＝５５０ｎｍにおける楕円率をエリプ
ソメーター（（株）溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６ＶＷ
ＬＤ）で測定したところ０．９３であった。上記の液晶
表示素子に、駆動回路（図示せず）から電極３Ｂに駆動
電圧を印加し（１／１００デューティー、最適バイアス
で駆動）、バックライト非点灯時（反射モード）および
点灯時（透過モード）の光学特性を調べたところ、反射
モード、透過モードとも明るく高コントラストの表示が
できた。本実施例では、カラーフィルターの無い形態で
実験を行ったが、液晶セル中にカラーフィルターを設け
れば、良好なマルチカラー、またはフルカラー表示がで
きる。

【００４４】実施例４ 液晶セル３の△ｎ₁・ｄ₁を略８５０ｎｍ、光学補償素子
２の△ｎ₂・ｄ₂を略６９０ｎｍ、複屈折波長分散α₂＝
１．１５とし、光学異方素子４Ａの△ｎ₃・ｄ₃を略３７
０ｎｍとし、θ₁＝＋２５０度、θ₂＝−１９０度、θ₃
＝＋１５度、θ₄＝＋１００度、θ₅＝−２０度、θ₆＝
−４５度、θ₇＝＋５０度とした以外は、実施例１と同
様の液晶表示素子を作製した。この軸配置の時、円偏光
板４部分の波長λ＝５５０ｎｍにおける楕円率をエリプ
ソメーター（（株）溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６ＶＷ
ＬＤ）で測定したところ０．９０であった。上記の液晶
表示素子に、駆動回路（図示せず）から電極３Ｂに駆動
電圧を印加し（１／１００デューティー、最適バイアス
で駆動）、バックライト非点灯時（反射モード）および
点灯時（透過モード）の光学特性を調べたところ、反射
モード、透過モードとも明るく高コントラストの表示が
できた。特に透過モードにおいて良好な明るさ及び色相
を有していることが分かった。本実施例では、カラーフ
ィルターの無い形態で実験を行ったが、液晶セル中にカ
ラーフィルターを設ければ、良好なマルチカラー、また
はフルカラー表示ができる。

【００４５】実施例５ 液晶セル３の△ｎ₁・ｄ₁を略８５０ｎｍ、光学補償素子
２の△ｎ₂・ｄ₂を略６９０ｎｍ、複屈折波長分散α₂＝
１．１５とし、光学異方素子４Ａの△ｎ₃・ｄ₃を略２８
０ｎｍとし、θ₁＝＋２５０度、θ₂＝−１９０度、θ₃
＝＋１５度、θ₄＝＋１００度、θ₅＝−５度、θ₆＝−
６０度、θ₇＝＋４０度とした以外は、実施例１と同様
の液晶表示素子を作製した。この軸配置の時、円偏光板
４部分の波長λ＝５５０ｎｍにおける楕円率をエリプソ
メーター（（株）溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６ＶＷＬ
Ｄ）で測定したところ０．８１であった。上記の液晶表
示素子に、駆動回路（図示せず）から電極３Ｂに駆動電
圧を印加し（１／１００デューティー、最適バイアスで
駆動）、バックライト非点灯時（反射モード）および点
灯時（透過モード）の光学特性を調べたところ、反射モ
ード、透過モードとも明るく高コントラストの表示がで
きた。特に透過モードにおいて良好な明るさ及び色相を
有していることが分かった。本実施例では、カラーフィ
ルターの無い形態で実験を行ったが、液晶セル中にカラ
ーフィルターを設ければ、良好なマルチカラー、または
フルカラー表示ができる。

【００４６】実施例６ 液晶セル３の△ｎ₁・ｄ₁を略８５０ｎｍ、光学補償素子
２の△ｎ₂・ｄ₂を略６９０ｎｍ、複屈折波長分散α₂＝
１．１５とし、光学異方素子４Ａの△ｎ₃・ｄ₃を略３４
０ｎｍとし、θ₁＝＋２５０度、θ₂＝−１９０度、θ₃
＝＋１５度、θ₄＝＋１００度、θ₅＝＋５度、θ₆＝−
６０度、θ₇＝＋６５度とした以外は、実施例１と同様
の液晶表示素子を作製した。この軸配置の時、円偏光板
４部分の波長λ＝５５０ｎｍにおける楕円率をエリプソ
メーター（（株）溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６ＶＷＬ
Ｄ）で測定したところ０．９４であった。上記の液晶表
示素子に、駆動回路（図示せず）から電極３Ｂに駆動電
圧を印加し（１／１００デューティー、最適バイアスで
駆動）、バックライト非点灯時（反射モード）および点
灯時（透過モード）の光学特性を調べたところ、反射モ
ード、透過モードとも明るく高コントラストの表示がで
きた。特に透過モードにおいて良好な明るさ及び色相を
有していることが分かった。本実施例では、カラーフィ
ルターの無い形態で実験を行ったが、液晶セル中にカラ
ーフィルターを設ければ、良好なマルチカラー、または
フルカラー表示ができる。

【００４７】実施例７ 液晶セル３の△ｎ₁・ｄ₁を略８５０ｎｍ、光学補償素子
２の△ｎ₂・ｄ₂を略６９０ｎｍ、複屈折波長分散α₂＝
１．１５とし、光学異方素子４Ａの△ｎ₃・ｄ₃を略１９
０ｎｍとし、θ₁＝＋２５０度、θ₂＝−１９０度、θ₃
＝＋１５度、θ₄＝＋１００度、θ₅＝＋５０度、θ₆＝
−７５度、θ₇＝＋７０度とした以外は、実施例１と同
様の液晶表示素子を作製した。この軸配置の時、円偏光
板４部分の波長λ＝５５０ｎｍにおける楕円率をエリプ
ソメーター（（株）溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６ＶＷ
ＬＤ）で測定したところ０．８６であった。上記の液晶
表示素子に、駆動回路（図示せず）から電極３Ｂに駆動
電圧を印加し（１／１００デューティー、最適バイアス
で駆動）、バックライト非点灯時（反射モード）および
点灯時（透過モード）の光学特性を調べたところ、反射
モード、透過モードとも明るく高コントラストの表示が
できた。特に透過モードにおいて良好な明るさ及び色相
を有していることが分かった。本実施例では、カラーフ
ィルターの無い形態で実験を行ったが、液晶セル中にカ
ラーフィルターを設ければ、良好なマルチカラー、また
はフルカラー表示ができる。

【００４８】実施例８ 液晶セル３の△ｎ₁・ｄ₁を略８５０ｎｍ、光学補償素子
２の△ｎ₂・ｄ₂を略６９０ｎｍ、複屈折波長分散α₂＝
１．１５とし、光学異方素子４Ａの△ｎ₃・ｄ₃を略３２
０ｎｍとし、θ₁＝＋２５０度、θ₂＝−１９０度、θ₃
＝＋１５度、θ₄＝＋１００度、θ₅＝０度、θ₆＝−７
５度、θ₇＝＋４０度とした以外は、実施例１と同様の
液晶表示素子を作製した。この軸配置の時、円偏光板４
部分の波長λ＝５５０ｎｍにおける楕円率をエリプソメ
ーター（（株）溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６ＶＷＬ
Ｄ）で測定したところ０．８４であった。上記の液晶表
示素子に、駆動回路（図示せず）から電極３Ｂに駆動電
圧を印加し（１／１００デューティー、最適バイアスで
駆動）、バックライト非点灯時（反射モード）および点
灯時（透過モード）の光学特性を調べたところ、反射モ
ード、透過モードとも明るく高コントラストの表示がで
きた。特に透過モードにおいて良好な明るさ及び色相を
有していることが分かった。本実施例では、カラーフィ
ルターの無い形態で実験を行ったが、液晶セル中にカラ
ーフィルターを設ければ、良好なマルチカラー、または
フルカラー表示ができる。

【００４９】実施例９ 液晶セル３の△ｎ₁・ｄ₁を略８５０ｎｍ、光学補償素子
２の△ｎ₂・ｄ₂を略６９０ｎｍ、複屈折波長分散α₂＝
１．１５とし、光学異方素子４Ａの△ｎ₃・ｄ₃を略２２
０ｎｍとし、θ₁＝＋２５０度、θ₂＝−１９０度、θ₃
＝＋１５度、θ₄＝＋１００度、θ₅＝１５度、θ₆＝−
６０度、θ₇＝＋５０度とした以外は、実施例１と同様
の液晶表示素子を作製した。この軸配置の時、円偏光板
４部分の波長λ＝５５０ｎｍにおける楕円率をエリプソ
メーター（（株）溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６ＶＷＬ
Ｄ）で測定したところ０．７８であった。上記の液晶表
示素子に、駆動回路（図示せず）から電極３Ｂに駆動電
圧を印加し（１／１００デューティー、最適バイアスで
駆動）、バックライト非点灯時（反射モード）および点
灯時（透過モード）の光学特性を調べたところ、反射モ
ード、透過モードとも明るく高コントラストの表示がで
きた。特に透過モードにおいて良好な明るさ及び色相を
有していることが分かった。本実施例では、カラーフィ
ルターの無い形態で実験を行ったが、液晶セル中にカラ
ーフィルターを設ければ、良好なマルチカラー、または
フルカラー表示ができる。

【００５０】実施例１０ 液晶セル３の△ｎ₁・ｄ₁を略９５０ｎｍ、光学補償素子
２の△ｎ₂・ｄ₂を略８１０ｎｍ、複屈折波長分散α₂＝
１．１５とし、光学異方素子４Ａの△ｎ₃・ｄ₃を略１９
０ｎｍとし、θ₁＝＋２５０度、θ₂＝−１９０度、θ₃
＝＋２０度、θ₄＝＋１００度、θ₅＝２０度、θ₆＝−
６５度、θ₇＝＋５５度とした以外は、実施例１と同様
の液晶表示素子を作製した。この軸配置の時、円偏光板
４部分の波長λ＝５５０ｎｍにおける楕円率をエリプソ
メーター（（株）溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６ＶＷＬ
Ｄ）で測定したところ０．６９であった。上記の液晶表
示素子に、駆動回路（図示せず）から電極３Ｂに駆動電
圧を印加し（１／１００デューティー、最適バイアスで
駆動）、バックライト非点灯時（反射モード）および点
灯時（透過モード）の光学特性を調べたところ、反射モ
ード、透過モードとも明るく高コントラストの表示がで
きた。特に透過モードにおいて良好な明るさ及び色相を
有していることが分かった。本実施例では、カラーフィ
ルターの無い形態で実験を行ったが、液晶セル中にカラ
ーフィルターを設ければ、良好なマルチカラー、または
フルカラー表示ができる。

【００５１】実施例１１ 液晶セル３の△ｎ₁・ｄ₁を略８００ｎｍ、光学補償素子
２の△ｎ₂・ｄ₂を略６５０ｎｍ、複屈折波長分散α₂＝
１．１５とし、光学異方素子４Ａの△ｎ₃・ｄ₃を略１９
０ｎｍとし、θ₁＝＋２５０度、θ₂＝−１９０度、θ₃
＝＋１５度、θ₄＝＋１００度、θ₅＝−１０度、θ₆＝
＋６５度、θ₇＝＋５５度とした以外は、実施例１と同
様の液晶表示素子を作製した。この軸配置の時、円偏光
板４部分の波長λ＝５５０ｎｍにおける楕円率をエリプ
ソメーター（（株）溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６ＶＷ
ＬＤ）で測定したところ０．９０であった。上記の液晶
表示素子に、駆動回路（図示せず）から電極３Ｂに駆動
電圧を印加し（１／１００デューティー、最適バイアス
で駆動）、バックライト非点灯時（反射モード）および
点灯時（透過モード）の光学特性を調べたところ、反射
モード、透過モードとも明るく高コントラストの表示が
できた。本実施例では、カラーフィルターの無い形態で
実験を行ったが、液晶セル中にカラーフィルターを設け
れば、良好なマルチカラー、またはフルカラー表示がで
きる。

【００５２】実施例１２ 液晶セル３の液晶物質として複屈折波長分散α₁＝１．
２１であるＺＬＩ−５０４９（メルク社製）を用い、△
ｎ₁・ｄ₁を略７９０ｎｍ、光学補償素子２の△ｎ₂・ｄ₂
を略６５０ｎｍ、複屈折波長分散α₂＝１．２４とし、
光学異方素子４Ａの△ｎ₃・ｄ₃を略１９０ｎｍとし、θ
₁＝＋２５０度、θ₂＝−１９０度、θ₃＝＋１５度、θ₄
＝＋１００度、θ₅＝２０度、θ₆＝−６５度、θ₇＝＋
５５度とした以外は、実施例１と同様の液晶表示装置素
子を作製した。この軸配置の時、円偏光板４部分の波長
λ＝５５０ｎｍにおける楕円率をエリプソメーター
（（株）溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６ＶＷＬＤ）で測
定したところ０．６９であった。上記の液晶表示装置素
子に、駆動回路（図示せず）から電極３Ｂに駆動電圧を
印加し（１／１００デューティー、最適バイアスで駆
動）、バックライト非点灯時（反射モード）および点灯
時（透過モード）の光学特性を調べたところ、反射モー
ド、透過モードとも明るく高コントラストの表示ができ
た。特に透過モードにおいて良好な明るさ及び色相を有
していることが分かった。本実施例では、カラーフィル
ターの無い形態で実験を行ったが、液晶セル中にカラー
フィルターを設ければ、良好なマルチカラー、またはフ
ルカラー表示ができる。

【００５３】比較例１ 液晶セル３の液晶物質として複屈折波長分散α₁＝１．
２１であるＺＬＩ−５０４９（メルク社製）を用い、△
ｎ₁・ｄ₁を略７９０ｎｍ、光学補償素子２の△ｎ₂・ｄ₂
を略６５０ｎｍ、複屈折波長分散α₂＝１．１０とし、
光学異方素子４Ａの△ｎ₃・ｄ₃を略１９０ｎｍとし、θ
₁＝＋２５０度、θ₂＝−１９０度、θ₃＝＋１５度、θ₄
＝＋１００度、θ₅＝２０度、θ₆＝−６５度、θ₇＝＋
５５度とした以外は、実施例１と同様の液晶表示素子を
作製した。この軸配置の時、円偏光板４部分の波長λ＝
５５０ｎｍにおける楕円率をエリプソメーター（（株）
溝尻光学工業所製ＤＶＡ−３６ＶＷＬＤ）で測定したと
ころ０．６９であった。上記の液晶表示素子に、駆動回
路（図示せず）から電極３Ｂに駆動電圧を印加し（１／
１００デューティー、最適バイアスで駆動）、バックラ
イト非点灯時（反射モード）および点灯時（透過モー
ド）の光学特性を調べたところ、電圧オフ時の黒の色味
が青く、コントラストも低くなり、良好な表示特性を得
ることができなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１〜１２及び比較例１でそれぞれ作製し
た液晶表示素子の構成を示す模式的断面図である。

【図２】実施例１〜１２及び比較例１の液晶表示素子に
おける直線偏光板の吸収軸、液晶セル、光学補償素子、
円偏光板の軸角度関係を説明する平面図である。

【符号の説明】

１ 直線偏光板 ２ 光学補償素子 ３ 液晶セル ３Ａ 液晶物質層 ３Ｂ 電極 ３Ｃ 半透過反射板 ３Ｄ 透明基板 ３Ｅ シール剤 ３Ｆ 配向膜 ４ 円偏光板 ４Ａ 光学異方素子 ４Ｂ 直線偏光板 ５ 光拡散層 １１ 観察者側の直線偏光板１の吸収軸 ２１ 光学補償素子の直線偏光板１側の配向軸 ２２ 光学補償素子の液晶セル３側の配向軸 ３１ 液晶層３Ａの直線偏光板１側の面上における配向
方向 ３２ 液晶層３Ａの円偏光板４側の面上における配向方
向 ４１ 光学異方素子４Ａの液晶セル３側面上における配
向方向 ４２ 光学異方素子４Ａの直線偏光板４Ｂ側面上におけ
る配向方向 ４３ 直線偏光板４Ｂの吸収軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上坂 哲也 神奈川県横浜市中区千鳥町８番地 日石三 菱株式会社中央技術研究所内 (72)発明者 豊岡 武裕 神奈川県横浜市中区千鳥町８番地 日石三 菱株式会社中央技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA03 BA06 BA42 BB03 BB61 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA15Z FA31X FA31Z FD06 FD10 HA10 KA03 LA17 LA30 5C094 AA06 AA10 BA03 BA43 CA19 ED14 JA09 JA11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極を備える一対の透明基板に液晶物質
   の層を挿入した液晶セルと、直線偏光板と、ねじれ構造
   を有する光学補償素子と、半透過反射板と、円偏光板と
   を備え、２値以上の電圧値が選択されて前記液晶物質の
   層に駆動電圧が印加される半透過型液晶表示素子におい
   て、 前記の直線偏光板が前記液晶物質層の一方の面側に配置
   され、 前記の円偏光板が前記液晶物質層の他方の面側に配置さ
   れ、 前記の半透過反射板が前記液晶物質層と円偏光板の間に
   配置され、 前記光学補償素子が前記直線偏光板と前記半透過反射板
   の間に配置され、 波長λ＝４５０ｎｍ及びλ＝５９０ｎｍにおける複屈折
   Δｎの比を複屈折波長分散α α＝Δｎ（４５０）／Δｎ（５９０） と定義した場合、該液晶物質層の複屈折波長分散α₁と
   該光学補償素子の複屈折波長分散α₂が、 α₁＜α₂ の関係を有することを特徴とする半透過型液晶表示素
   子。
2. 【請求項２】 該液晶物質層における直線偏光板側から
   半透過反射板側への液晶物質分子のねじれ角θ₁が、＋
   ２００度以上＋２７０度以下の範囲にあり、該光学補償
   素子の遅相軸の直線偏光板側から半透過反射板側へのね
   じれ角θ₂が、−２２０度以上−１５５度以下の範囲に
   あり、前記液晶物質層の波長λ＝５５０ｎｍにおける複
   屈折△ｎ₁と厚みｄ₁との積（△ｎ₁・ｄ₁）が７００ｎｍ
   以上１０００ｎｍ以下の範囲であり、前記光学補償素子
   の波長λ＝５５０ｎｍにおける複屈折△ｎ₂と前記光学
   補償素子の厚みｄ₂との積（△ｎ₂・ｄ₂）が５５０ｎｍ
   以上８５０ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求
   項１に記載の半透過型液晶表示素子。
3. 【請求項３】 前記円偏光板が、直線偏光板および光学
   異方素子から少なくとも構成され、且つ該光学異方素子
   がねじれ構造を有することを特徴とする請求項１又は２
   に記載の半透過型液晶表示素子。
4. 【請求項４】 前記円偏光板を構成する光学異方素子の
   波長λ＝５５０ｎｍにおける複屈折Δｎ₃と厚みｄ₃（ｎ
   ｍ）の積（Δｎ₃・ｄ₃）が、１４０ｎｍ以上４００ｎｍ
   以下であり、且つ該光学異方素子の遅相軸の直線偏光板
   側から円偏光板側へのねじれ角θ₆が、絶対値として３
   ０度以上８５度以下の範囲であることを特徴とする請求
   項１、２又は３に記載の半透過型液晶表示素子。
5. 【請求項５】 前記円偏光板を構成する光学異方素子の
   波長λ＝５５０ｎｍにおける複屈折Δｎ₃と厚みｄ₃（ｎ
   ｍ）の積（Δｎ₃・ｄ₃）および該光学異方素子の遅相軸
   の直線偏光板側から円偏光板側へのねじれ角θ₆が、
   （１）１５５ｎｍ以上１７５ｎｍ以下且つ絶対値として
   ４０度以上５０度以下、（２）１７６ｎｍ以上２１６ｎ
   ｍ以下且つ絶対値として５８度以上７０度以下、（３）
   ２３０ｎｍ以上２７０ｎｍ以下且つ絶対値として７０度
   以上８０度以下のいずれかの条件を満足することを特徴
   とする請求項１、２、３又は４に記載の半透過型液晶表
   示素子。
6. 【請求項６】 直線偏光板と半透過反射板の間に更に少
   なくとも１層の光拡散層を有する請求項１〜５のいずれ
   かの項に記載の半透過型液晶表示素子。