JPH07239471A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】反射型液晶表示装置の下基板２２にコレステリ
ック液晶層３０と光吸収層４０を備え、コレステリック
液晶層は使用者側から見て電極２４の下側に、光吸収層
４０はコレステリック液晶層の下側に配置され、コレス
テリック液晶層は特性反射の波長領域が互いに異なる複
数のＡ_nmからＢ_nm（ｎ、ｍは１、２、３…の整数）であ
る領域をＣh(ｎ)とすると、Ａ_nmはいずれも４００_nm以
上で、かつ、Ｂｎｍはいずれも１０００_nm以下である反
射型液晶表示装置。 【効果】表示色の色純度と明るさが改善され、明るい表
示の反射型カラー液晶表示装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置、特にＸＹ
電極を用いて低コストで大画面高精細表示、並びに、カ
ラー表示が可能な反射型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は軽量、薄型、低消費電力
と云う特長を有し、ワープロ、パソコン、ワークステー
ション等の表示装置として普及ている。その中でも反射
型液晶表示装置は、バックライトを必要としないため、
消費電力が透過型液晶表示装置に比べて更に低く、バッ
テリー電源の消費が少なく、外光を利用する屋外でも使
用することができる。こうした利点により、反射型液晶
表示装置は今後ポータプル型ＯＡ機器用の表示装置の主
流になるものと考えられる。

【０００３】現在販売されているＯＡ機器用ソフトウエ
アの大半はカラー表示対応であり、中にはカラー表示で
なければ使用しにくいものもある。そこで反射型液晶表
示装置にもカラー化が求められている。しかし、現在実
用化されている透過型カラー液晶表示装置のバックライ
トを反射板に置換えただけでは、次の様な問題が生じ
る。

【０００４】(ｉ) 表示の明るさの不足 (ii) 表示色の色純度の低下 上記は、透過型カラー液晶表示装置に用いられているカ
ラーフィルタの透過スペクトルが、図１２の様にガウス
関数状のなだらかな分布を示すことに起因する。実際に
は人間の目の視感度の波長分布を考慮に入れなければな
らないが、表示の明るさは透過スペクトルの面積に、表
示色は透過スペクトルの分布する波長領域の幅にほゞ対
応する。また、透過スペクトルの面積を増大して表示の
明るさを増そうとすると、図３中に破線で示す様に、透
過スペクトルの分布波長領域は著しく増大し、表示色の
色純度は著しく低下する。

【０００５】(ｉ)と(ii)はトレードオフの関係にある。
これに対してＳ Ｍitsui他はＳＩＤ９２ ＤＩＧＥＳＴ
４７３頁において、ゲストホストの光散乱表示にカラ
ーフィルタを組み合わせた反射型カラー液晶表示装置を
発表している。しかしそのコントラスト比は約３：１と
低く、また薄膜トランジスタを用いているためコストが
高いと云う問題がある。また、Ｍartin ＳchadtはＬiqu
id-Ｃristal Ｄevicesand Ｍaterials（１９９１）Ｖo
l．１４５５、２１４〜２２４頁において、可視波長領
域に特性反射を示すコレステリック液晶層を用いた反射
型液晶表示装置を発表している。しかし、そのカラー化
とコントラスト比の増大方法に関しては述べられていな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記の様に、表示が明
るく高コントラストの反射型カラー液晶表示装置は実用
化されていない。本発明は表示が明るく高コントラスト
で、かつ、構成が単純な反射型カラー液晶表示装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の要旨は次のとおりである。

【０００８】（１） 対向して配置された上下基板と液
晶層、前記液晶層に２値以上の電圧を印加する駆動部を
有する電極（またはＸＹ電極）を前記基板面に備えてお
り、前記液晶層が前記基板によって挟持されている液晶
表示装置であって、前記下基板にコレステリック液晶層
と光吸収層を備え、前記コレステリック液晶層は使用者
側から見て前記電極の下側に、前記光吸収層は前記コレ
ステリック液晶層の下側に配置し、前記コレステリック
液晶層は特性反射の波長領域が互いに異なる複数の領域
を有し、特性反射の波長領域がＡ_nmからＢ_nm（ｎ、ｍは
１、２、３…の整数）である領域をＣh(ｎ)とすると、
Ａ_nmはいずれも４００ｎｍ以上で、かつ、Ｂ_nmはいずれ
も１０００ｎｍ以下とする。

【０００９】（２） 前記コレステリック液晶層は領域
Ｃh(１)、Ｃh(２)、Ｃh(３)を有し、各領域の層平面に
垂直に入射した光に対する特性反射の波長領域がそれぞ
れＡ₁₁≧４００ｎｍ、Ｂ₁₁≦５５０ｎｍ、Ａ₂₁≧４５０
ｎｍ、Ｂ₂₁≦６５０ｎｍ、Ａ₃₁≧５５０ｎｍ、Ｂ₃₁≦１
０００ｎｍとする。

【００１０】（３） 前記コレステリック液晶層は領域
Ｃh(１)、Ｃh(２)、Ｃh(３)を有し、各領域の層平面に
垂直に入射した光に対する特性反射の波長領域がそれぞ
れＡ₁₁≧４００ｎｍ、Ｂ₁₁≦６００ｎｍ、Ａ₂₁≧５００
ｎｍ、Ｂ₂₁≦１０００ｎｍ、Ａ₃₁≧４００ｎｍ、Ｂ₃₁≦
５４０ｎｍ、Ａ₃₂≧５６０ｎｍ、Ｂ₃₂≦１０００ｎｍと
する。

【００１１】（４） 前記コレステリック液晶層の各領
域を表示画素に対応して設ける。

【００１２】（５） 前記コレステリック液晶層の複屈
折がを０.２以上とする。

【００１３】（６） 前記上基板の外側に、基板側より
順に位相板、偏光板を積層する。

【００１４】（７） 位相板を２枚備え、上側基板側か
ら順に位相板２、位相板１とすると、位相板２の遅相軸
を上側基板の配向処理方向と平行にし、位相板１の遅相
軸を上側基板の配向処理方向と４５°とした請求項１〜
５のいずれかに記載の液晶表示装置。

【００１５】（８） 前記（７)において、位相板２の
リタデーション（厚さ×複屈折）を２５〜１４０ｎｍと
する。

【００１６】（９） 前記（６)において、偏光板の透
過軸と上側基板の配向処理方向がなす角を１０〜３５°
とする。

【００１７】（１０） 前記（９）において、位相板１
のリタデーション（厚さ×複屈折）を３００〜１０００
ｎｍとする。

【００１８】

【作用】従来の技術で述べた(i)、(ii)の問題点を解決
する方法について考察する。カラーフィルタは、光の吸
収または散乱を利用して特定の波長領域の光の選択的透
過を行っており、この原理を用いる限り(i)と(ii)は回
避できない。

【００１９】そこで本発明では、コレステリック液晶層
の特性反射を利用した。コレステリック液晶層は、液晶
分子の平均配向方向を表すダイレクタの方位が右回りも
しくは左回りに連続的に変化する層である。コレステリ
ック液晶層はその２つの固有偏光（楕円偏光）の内、自
身のねじれ方向と回転方向が等しく、かつ、式〔１〕で
表される波長λの領域の光を反射する特性を有し、これ
を特性反射と呼ぶ。

【００２０】

【数１】 Ｐｎ₂＜λ＜Ｐｎ₁ 〔１〕 ｎ₁、ｎ₂はそれぞれｎ_‖（ダイレクタ方向の屈折率）と
ｎ_⊥（ダイレクタに垂直な方向の屈折率）のうち、値が
大きい方と小さい方であり、Ｐはねじれのピッチを示
す。なお、特性反射の波長領域は十分に狭いため、反射
光は着色して見える。

【００２１】また、式〔１〕から明らかな様に、特性反
射の波長領域はねじれのピッチを変えることにより調節
が可能である。ねじれのピッチを変え、特性反射の波長
領域を従来のカラーフィルタのＲ、Ｇ、Ｂに相当する波
長領域としたコレステリック液晶層を、例えば、ストラ
イプ状に形成することにより液晶表示装置用のカラーフ
ィルタを作ることができる。

【００２２】上記コレステリック液晶層を用いたカラー
フィルタは、従来の液晶表示装置用カラーフィルタと比
較して、いくつかの利点を持つ。

【００２３】図４にコレステリック液晶層の透過スペク
トルを示す。波長５１０ｎｍから５９０ｎｍにかけて透
過率が５０％近く低下しており、この波長領域で特性反
射を示す。

【００２４】この様に、コレステリック液晶層の反射ス
ペクトルは、図１２に示した従来の液晶用カラーフィル
タの透過スペクトルに比較して、非常に急峻な立上りと
立下りを示す。なお、図３にスペクトルの面積がカラー
フィルタの透過スペクトルとほゞ等しいコレステリック
液晶層の反射スペクトル（実線）を併記する。

【００２５】この様にスペクトルの面積を増して表示の
明るさを増しても、スペクトルの分布波長領域の増大
は、従来のカラーフィルタと比較して少なく、表示色の
色純度はそれほど低下しない。

【００２６】コレステリック液晶層は特性反射により光
を反射するため、これを用いたカラーフィルタは反射板
を兼ねる。更に、コレステリック液晶層は特性反射によ
り自然光から偏光を作る光アイソレータでもあり、該カ
ラーフィルタは偏光板も兼ねる。なお、特性反射波長の
領域外の透過光と、領域内の回転方向がコレステリック
液晶層のねじれ方向とは逆の固有偏光とを吸収するため
には、コレステリック液晶層の背後に光吸収体層を設け
る。

【００２７】図５に本発明の液晶表示装置の断面図を、
図６に従来の透過型カラー液晶表示装置のバックライト
を反射板に置き換えた場合の断面図を示す。本発明の液
晶表示装置では、カラーフィルタ，反射板および偏光板
を一体化し、下側電極２４の直下に設けたことにより全
体の構成を単純化できる。また、コレステリック液晶層
３０をカラーフィルタとしたことにより、従来の反射型
液晶表示装置で問題になっていた暗表示部の影が出なく
なる。

【００２８】これに対して、従来の反射型液晶表示装置
では、反射板５０は下側基板２２の外側に置かれてお
り、電極２４と反射板５０の間には下側基板２２の厚さ
分の距離があった。そのため、斜めから光が入射した場
合、反射板５０上に暗表示部の影が生じ、暗表画像が２
重に見えて視認性を大きく損ねた。

【００２９】コレステリック液晶層は、例えば、Ｆ．
Ｈ．ＫreuzerらがＭol．Ｃryst．Ｌiq．Ｃrist.，１９
９１，Ｖol．１９９，ｐｐ．３４５〜３７８に発表して
いる様に、環状ポリシロキサン系高分子液晶を用いるこ
とができる。分子構造の１例を化１に示す。

【００３０】

【化１】

【００３１】（但し、ｘは０.２〜０.５を示し、ｐは３
または４，ｑは４〜６の整数を示す）。

【００３２】上記液晶高分子は、コレステリン骨格を含
む側鎖と、コレステリン骨格を含まない側鎖とを有し、
同文献中の２３図に示されている様に、上記側鎖の含有
比率を変えることによりねじれのピッチを変え、特性反
射の波長領域を可視波長領域から近赤外領域にわたって
任意に設定できる。これによりＲ、Ｇ、Ｂの３色に対応
する波長領域に特性反射を示すコレステリック液晶を得
る。

【００３３】さらにこれらを印刷等の手段を用いて、例
えば、ストライプ状に基板面に形成してＣh(１)、Ｃh
(２)、Ｃh(３)の分布を形成することによりカラーフィ
ルタが得られる。

【００３４】ねじれの軸は、例えばＴ．Ｊ．Ｂunningら
がＬＩＱＵＩＤ ＣＲＹＳＴＡＬＳ，１９９１，Ｖol．
１０，Ｎｏ．４，ｐｐ．４４５〜４５６に発表している
様に、シェアストレスを加えた方向の垂直方向を向く。
従って、基板上にストライプ状に形成したコレステリッ
ク液晶層に、基板面に平行にシェアストレスを加えねじ
れの軸を基板面に対し垂直な方向に向けることができ
る。

【００３５】この他にも、コレステリック液晶には分子
内に芳香族基と不斉構造部を有する高分子、例えばポリ
エステル系高分子やポリアミド系高分子などが適してい
る。

【００３６】また、光吸収体には黒色の染料、顔料、こ
れらを混合した樹脂等であってもよい。あるいは、透過
型カラー液晶表示装置のブラックマトリクスに用いられ
ているクロム等の金属膜でもよい。

【００３７】以上による作用効果を前記（１）〜（１
０）の各手段と対応させて記載すると以下の様になる。

【００３８】作用効果１：下側基板の内側にコレステリ
ック液晶層と光吸収体層を備えることにより前記(i)〜
(ii)の問題を解決し、暗表示部の影も解消される。

【００３９】作用効果２：コレステリック液晶層内のＣ
h(１)、Ｃh(２)、Ｃh(３)に、層平面に垂直に入射した
光に対し、それぞれ４００〜５５０ｎｍ、４５０〜６５
０ｎｍ、５５０〜１０００ｎｍの波長領域内に特性反射
を示すものを用いることにより、特性反射の波長領域を
Ｒ、Ｇ、Ｂの表示色に相当する波長領域にすることがで
きる。これにより、光アイソレータ兼反射板に加え、上
記のカラーフィルタとして使用できる。

【００４０】作用効果３：またコレステリック液晶層の
Ｃh(１)、Ｃh(２)、Ｃh(３)に、層平面に垂直に入射し
た光に対して、それぞれ４００〜６００ｎｍ、５００〜
１０００ｎｍ、４００〜５４０ｎｍと５６０〜１０００
ｎｍの波長領域内に特性反射を示すものを用いることに
より、特性反射の波長領域をシアン、イエロー、マゼン
ダの表示色に相当する波長領域にすることができ、光ア
イソレータ兼反射板に加え、上記のカラーフィルタとし
て使用できる。

【００４１】作用効果４：コレステリック液晶層内の各
領域の分布を表示画素と対応させることにより、表示色
の駆動回路による制御が容易になる。

【００４２】作用効果５：コレステリック液晶層として
複屈折が０.２以上の光学異方性体を用いることによ
り、特性反射の波長領域が広がる。

【００４３】蛍光灯下での使用を想定すると、蛍光灯の
発光スペクトルは輝線の集合であり、各輝線の分布波長
幅は約５０ｎｍである。前記式〔１〕において、例え
ば、ｎ₁＝１.７１、ｎ₂＝１.５１（複屈折０.２）、Ｐ
＝３００ｎｍとすると、特性反射波長領域は４５３〜５
１３ｎｍとなり６０ｎｍの幅となる。

【００４４】また、ｎ₁＝１.７３、ｎ₂＝１.５１（複屈
折０.２２）、Ｐ＝３２０ｎｍとすると、特性反射波長
領域は４８３〜５５４ｎｍとなり、７１ｎｍの幅とな
る。

【００４５】従って、コレステリック液晶層の複屈折が
０.２以上であれば蛍光灯下での使用が可能になる。

【００４６】以上により表示が明るく、かつ、表示色の
色純度の高い反射型カラー液晶表示装置が得られる。

【００４７】駆動用液晶層を透過した光は、一般に偏光
分散を付与されるため、コントラスト比を上げるにはＳ
ＴＮ−ＬＣＤと同様に、位相板を用いて透過光の偏光分
散を補償しなければならない。位相板の設定条件の導出
方法を以下に述べる。

【００４８】コレステリック液晶層における暗表示時の
反射率を低減するためには、暗表示時においてコレステ
リック液晶層３０に入射する光の偏光状態を、コレステ
リック液晶層のねじれ方向と回転方向の異なる楕円偏光
にすればよい。この時、コレステリック液晶層に入射し
た光は全てこれを透過し、その後方に設けた光吸収体層
４０に吸収される。また、コレステリック液晶層の固有
偏光は楕円率が１に近い（円偏光に近い）楕円偏光であ
るため、ねじれ方向と回転方向の異なる円偏光を入射し
た場合も暗表示時の反射率を十分低減できる。

【００４９】従って、これ以降、暗表示時にコレステリ
ック液晶層に入射する光をそのねじれ方向と回転方向の
異なる円偏光にする方法について考察することにする。

【００５０】まず初めに、偏光状態を記述するため規格
化ストークスパラメータ(Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃)を導入する。
Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃は任意のＸ軸方向の電場ベクトルの成分
Ｅ_X、Ｙ軸方向の電場ベクトルの成分Ｅ_Y、Ｅ_XとＥ_Yの位
相差δを用いて次式〔２〕〜〔４〕で定義される。

【００５１】

【数２】 Ｓ₁＝(Ｅ_X ²−Ｅ_Y ²)／(Ｅ_X ²＋Ｅ_Y ²) 〔２〕 Ｓ₂＝２Ｅ_XＥ_Ycosδ／(Ｅ_X ²＋Ｅ_Y ²) 〔３〕 Ｓ₃＝２Ｅ_XＥ_Ysinδ／(Ｅ_X ²＋Ｅ_Y ²) 〔４〕 また、Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃の２乗和は１であるため、任意の
偏光状態はＳ₁、Ｓ₂、Ｓ₃を３軸とする空間の半径１の
球（ポアンカレ球と云う）上の座標点として表すことが
できる。

【００５２】この規格化ストークスパラメータとポアン
カレ球表示を用いて、駆動用液晶層による入射光の偏光
状態の変換の規則性について述べる。

【００５３】ＳＴＮ−ＬＣＤの駆動用液晶層はカイラル
ネマチック層であり、ダイレクタ（液晶分子の配向方向
の平均）が、ある軸に対してその方位を連続的に変える
ねじれ構造を有する。ねじれの軸方向に対して平行に光
が入射した場合の固有偏光は、回転方向が互いに異なる
２つの楕円偏光である。その楕円の主軸はダイレクタに
対して一方は平行であり、他方は垂直である。

【００５４】カイラルネマチック層の２つの固有偏光
は、ポアンカレ球上の対心点にほゞ位置し、カイラルネ
マチック層に入射した光の偏光状態の変換は、ポアンカ
レ球上の２つの固有偏光を結ぶ直線のまわりの回転とし
て近似的に表される。カイラルネマチック層のダイレク
タはねじれの軸に対して、その方位を連続的に変えるた
め、２つの固有偏光は、光の進行に伴ってポアンカレ球
上をＳ₃軸を中心として回転する。従って、カイラルネ
マチック層による偏光状態の変換はポアンカレ球上の歳
差運動として表される。

【００５５】２つの固有偏光を結ぶ線のまわりの回転角
Θは、駆動用液晶層の光入射側にダイレクタと透過軸が
４５°を成す様に偏光板を置き、駆動用液晶層に入射す
る光の規格化ストークスパラメータ（ａ₀、ｂ₀、ｃ₀：
固有偏光の回転を考慮して座標変換した値）と、出射す
る光の規格化ストークスパラメータ（ａ₁、ｂ₁、ｃ₁）
を測定し、次式〔５〕に代入することにより求められ
る。

【００５６】

【数３】 Θ＝arccos(ａ₀ａ₁＋ｂ₀ｂ₁＋ｃ₀ｃ₁) 〔５〕 電子情報通信学会論文誌Ｃ−II Ｖol．Ｊ７５−Ｃ−I
I, Ｎｏ．３ ｐｐ．１４９〜１５７に記載されている
方法を用いて、種々の駆動用液晶層についてΘとその波
長依存性を求めた結果を表１〜表５に示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】

【表３】

【００６０】

【表４】

【００６１】

【表５】

【００６２】また、出射側のカイラルネマチック層表面
における２つの固有偏光の規格化ストークスパラメータ
（ｐ、ｑ、ｒ）は次式〔６〕〜〔８〕から得られる。

【００６３】

【数４】 ｐ＝cosψ_OＩcosθ_OＩ 〔６〕 ｑ＝cosψ_OＩsinθ_OＩ 〔７〕 ｒ＝sinψ_OＩ 〔８〕 ここで、θ_OＩは出射側におけるカイラルネマチック層
表面の配向処理方向の方位角θ_OＩ'の２倍の値である。
また、ψ_OＩは先程の(ａ₀、ｂ₀、ｃ₀)、(ａ₁、ｂ₁、
ｃ₁)とθ_OＩより次式

〔９〕により得られる。

【００６４】

【数５】 ψ_OI＝arctan［〔(ａ₀−ａ₁)cosθ_OI＋(ｂ₀−ｂ₁)sinθ_OI〕／(ｃ₁−ｃ₀)］ ……

〔９〕 種々の駆動用液晶層について、（ｐ、ｑ、ｒ）とその波
長依存性を求めた結果を表１〜表５に併記する。また、
一例として表２のツイスト角２４０°、Δｎｄ＝０.９
３μｍの駆動用液晶層について求めた（ｐ、ｑ、ｒ）を
ポアンカレ球上にプロットすると図９の様になる。この
様に各波長の固有偏光はポアンカレ球上のごく狭い領域
に分布している。

【００６５】上記のΘと（ｐ、ｑ、ｒ）を用いて位相板
の設定条件を導出する。駆動用液晶層とコレステリック
液晶層のねじれ方向は、いずれも反時計回りと仮定す
る。この場合、コレステリック液晶層を透過する固有偏
光は時計回りの楕円偏光であり、暗表示の透過率を低減
するためにはコレステリック液晶層に入射する光の規格
化ストークスパラメータを(０、０、−１)とすればよ
い。駆動用液晶層への入射光Ｅの規格化ストークスパラ
メータを(ｓ、ｔ、ｕ)とおく。ポアンカレ球上でのＳ₁
軸、Ｓ₂軸、Ｓ₂軸を中心とした回転行列をそれぞれ
Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃とすると、駆動用液晶層を透過した光Ｅ'
は次式〔１０〕で表される。

【００６６】

【数６】 Ｅ'＝Ｒ₃(-θ_OI)×Ｒ₂(-ψ_OI)×Ｒ₁(Θ)×Ｒ₂(ψ_OI)×Ｒ₃(θ_OI)×Ｅ …〔１０〕 なお、Ｒ₁(Θ)，Ｒ₂(ψ)，Ｒ₃(θ)は、式〔１１〕，
〔１２〕，〔１３〕で示される。

【００６７】

【数７】

【００６８】前記式〔１０〕において、Ｅ'＝(０、０、
−１)であるため、これより（ｓ、ｔ、ｕ）が次式〔１
４〕〜〔１６〕の様に求められる。

【００６９】

【数８】 ｓ＝(１−cosΘ)ｒｐ−ｑsinΘ 〔１４〕 ｔ＝(１−cosΘ)ｒｑ＋ｐsinΘ 〔１５〕 ｕ＝ｒ²＋(１−ｒ²)cosΘ 〔１６〕 種々の駆動用液晶層について（ｓ、ｔ、ｕ）とその波長
依存性を求めた結果を表１〜表５に併記する。

【００７０】また、一例としてツイスト角２４０°、Δ
ｎｄ＝０.９３μｍの駆動用液晶層について求めた
（ｓ、ｔ、ｕ）を、ポアンカレ球上にプロットすると図
１０の様になる。図１０から分かる様に、各波長の
（ｓ、ｔ、ｕ）はポアンカレ球上に円弧状(図中破線で
示す)に分布する。これは、図９に示した様に各波長の
固有偏光がポアンカレ球上のごく狭い領域に分布してお
り、各波長の透過光の回転の中心がほゞ一定であること
による。

【００７１】次に、この様な波長分散を与える位相板の
設定条件を求める。位相板による偏光状態の変換はポア
ンカレ球の赤道上に位置する１対の対心点の周りの回転
として表されるが、これを利用すれば以下に述べる様に
２枚の位相板を用いて図１０に近い偏光状態の波長分散
を作ることができる。

【００７２】２枚の位相板の内、駆動用液晶層に近接す
る方を位相板２、もう一方を位相板１とし、θ₁、θ₂、
θ_Pをそれぞれポアンカレ球上における位相板１の遅相
軸、位相板２の遅相軸、偏光板の透過軸の方位角とする
と、θ₁、θ₂、θ_Pを次式の様に設定する。

【００７３】

【数９】 θ₁＝θ_OI 〔１７〕 θ₂＝θ_OI＋９０° 〔１８〕 θ_P＝θ_OI±ψ_OI 〔１９〕 θ₁、θ₂、θ_Pを式〔１７〕〜〔１９〕の様に設定する
理由を図１０，図１１で説明する。

【００７４】θ_P＝θ_OI±ψ_OI、θ₁＝θ_OIとし、偏光板
と位相板１を透過した各波長の光Ｒ、Ｇ、Ｂをポアンカ
レ球上における方位角がθ_OIで、かつ、ポアンカレ球の
赤道を通る直線Ａを中心とした円上に分布させる〔図１
０（ａ）〕。図はＳ₃軸方向から見たポアンカレ球であ
るため、Ｒ、Ｇ、Ｂは点ＢＥとＢＥ'（方位角がθ_P＝θ
_OI±ψ_OIで赤道面内に含まれる直線Ｂ、直線Ｂ'とポア
ンカレ球の赤道との交点）を通り、直線Ａに垂直な直線
上に分布している。この時、直線Ａの周りの回転角がΘ
となる様に位相板１のΔｎｄ₁（厚さ×複屈折）を設定
する〔図１０（ｂ）〕。図は直線Ａの方向から見たポア
ンカレ球表面であり、円は点ＢＥまたはＢＥ’から位相
板１に入射した直線偏光が位相板１の光学異方性により
ポアンカレ球上を移動する経路である。また、図１０
（ｂ）中の(ｓ、ｔ、ｕ)’と(０、０、−１)’は、それ
ぞれ位相板２透過後に(ｓ、ｔ、ｕ)、(０、０、−１)に
移動する点である。

【００７５】図１０（ｂ）より、入射光が点ＢＥから位
相板１に入射する場合、直線Ａの周りの回転角が６３０
°−Θであれば(ｓ、ｔ、ｕ)’に到達する。また、直線
Ａの周りをｎ周余計に回ってから(ｓ、ｔ、ｕ)’に到達
してもよい。この時の回転角は３６０ｎ°＋６３０°−
Θである。入射光が点ＢＥ’から位相板１に入射する場
合、同様にして回転角は３６０ｎ°＋４５０°−Θであ
る。以上より、位相板１の波長λにおけるΔｎｄ
₁（λ）は、透過光の波長をλとすると次式〔２０〕の
様に定めればよい。

【００７６】

【数１０】 Δｎｄ₁＝（３６０°ｎ−Θ＋５４０°±９０°）λ／３６０° …〔２０〕 ただし、式〔２０〕中で入射光が点ＢＥの場合９０°の
符号は＋であり、入射光が点ＢＥ’の場合−である。

【００７７】表１〜５の駆動用液晶層について、Δｎｄ
₁とその波長依存性を求めた結果を表６〜１０に示す。
なお、表６〜１０に括弧付で示した数字は波長５５０ｎ
ｍで規格化したΔｎｄ₁の値である。

【００７８】

【表６】

【００７９】

【表７】

【００８０】

【表８】

【００８１】

【表９】

【００８２】

【表１０】

【００８３】次に、θ₂＝θ_OＩ＋９０°とし、位相板１
を透過した各波長の光Ｒ、Ｇ、Ｂを固有偏光が位置する
ポアンカレ球の南半球（Ｓ₃の符号が負である領域）に
移動させる〔図１１（ａ）〕。

【００８４】この時、Ｒ、Ｇ、ＢはＳ₃軸方向から見た
ポアンカレ球で、方位角がθ_OI＋９０°である直線Ｃに
対して垂直な方向（即ち、直線Ａに平行な方向）に移動
する。図１０に一例を示した各波長の（ｓ、ｔ、ｕ）
は、仰角がψ_OIである固有偏光の周りに分布しているの
で、直線Ｃの周りの回転角をψ_OIとすることにより、位
相板２を透過した各波長の光を（ｓ、ｔ、ｕ）の分布に
近ずけることができる〔図１１（ｂ）〕。

【００８５】位相板２のリタデーションΔｎｄ₂は次式
〔２１〕の様に定めればよい。

【００８６】

【数１１】 Δｎｄ₂＝ψ_OIλ／３６０° 〔２１〕 式〔２１〕中のψ_OIには波長依存性があるため、全ての
可視波長領域で式〔２１〕を満足する様にΔｎｄ₂を定
めることはできない。そこで、視感度が最大になる波長
５５０ｎｍにおいて式を満足する様にΔｎｄ₂を定めれ
ばよい。

【００８７】表１〜５の駆動用液晶層について、波長５
５０ｎｍの透過光のψ_OIを式〔２１〕に代入して求めた
Δｎｄ₂を表１１に示す。

【００８８】

【表１１】

【００８９】ψ_OIはその定義から０〜９０°以下の値を
取るが、ＳＴＮ−ＬＣＤやＴＮ−ＬＣＤに用いられてい
るツイステッドネマチック液晶層の場合には、ψ_OIは２
０°〜７０°以下の範囲にある。可視波長領域を４００
ｎｍ〜７００ｎｍとして、式〔２１〕からΔｎｄ₂の範
囲を求めると、２５〜１４０ｎｍとなる。

【００９０】偏光板の透過軸方位角もψ_OIによって決ま
る。式〔２１〕より、偏光板の透過軸はＳ₃軸方向から
見たポアンカレ球上において、上側基板の配向処理方向
に対して２０〜７０°の範囲の角度をなせばよい。実空
間における角度はポアンカレ球上の角度の１／２である
ため、偏光板の透過軸と上側基板の配向処理方向がなす
角度は１０〜３５°とすればよい。

【００９１】作用効果６：上側基板の外側に、基板側よ
り順に位相板、偏光板を積層することにより、暗表示時
の透過率が低減し、コントラスト比が増大する。また、
Ｒ、Ｇ、Ｂ各画素あるいはシアン、イエロー、マゼンダ
の各画素が暗表示となる電圧も一定になる。

【００９２】作用効果７：２枚の位相板を用い、位相板
２の遅相軸を上基板の配向処理方向に対して平行に、位
相板１の遅相軸が上基板の配向処理方向に対して４５°
となる様に置くことにより、各波長の光は暗表示時にコ
レステリック液晶層を透過して光吸収体層により吸収さ
れ、暗表示時の透過率が低減し、コントラスト比が増大
する。

【００９３】作用効果８：位相板２のリタデーションを
２５〜１４０ｎｍとすることにより、各波長の光は暗表
示時にコレステリック液晶層を透過して光吸収体層によ
り吸収され、暗表示時の透過率が低減し、コントラスト
比が増大する。

【００９４】作用効果９：偏光板の透過軸と上基板の配
向処理方向がなす角を１０〜３５°とすることにより、
各波長の光は暗表示時にコレステリック液晶層を透過し
て光吸収体層により吸収され、暗表示時の透過率が低減
し、コントラスト比が増大する。

【００９５】作用効果１０：位相板１のリタデーション
を３００〜１０００ｎｍとすることにより、各波長の光
は暗表示時にコレステリック液晶層を透過して光吸収体
層により吸収され、暗表示時の透過率が低減し、コント
ラスト比が増大する。

【００９６】上記においては、コレステリック液晶層の
ねじれ方向を反時計回りとしたが、時計回りであっても
かまわない。その場合は、Ｅ'＝(０、０、１)となり、
(ｓ、ｔ、ｕ)は次式〔２２〕〜〔２４〕で求められる。

【００９７】

【数１２】 ｓ＝(１−cosΘ)ｒｐ＋ｑsinΘ 〔２２〕 ｔ＝(１−cosΘ)ｒｑ−ｐsinΘ 〔２３〕 ｕ＝ｒ²＋(１−ｒ²)cosΘ 〔２４〕 また、位相板としては、現在、ポリビニルアルコール、
ポリカーボネート等が用いられているが、この他にポリ
エーテルスルホン、セルロース、アクリル系高分子膜等
を用いてもよい。

【００９８】カラー表示には赤、青、緑の３色を用いる
ものと、イエロー、シアン、マゼンダの３色を用いるも
のがある。前者は色純度と表示色の鮮明さで後者に勝
り、後者は表示の明るさで前者に勝る。反射型表示装置
では表示の明るさが重要であるので、イエロー、シア
ン、マゼンダを用いたカラー表示も有効である。これを
実現するためには、例えば、マゼンダに対応するカラー
フィルタは赤と青の波長領域に特性反射を示すコレステ
リック液晶が必要になる。

【００９９】現在、コレステリック液晶で、単層で２つ
の波長領域に特性反射を示すものはまだ見出されていな
い。従って、赤と青の波長領域にそれぞれ特性反射を示
すコレステリック液晶層を２層重ねて用いれば、マゼン
ダに対応する表示色を得ることができる。

【０１００】また、同様に、単層で１００ｎｍ以上の波
長領域に特性反射を示すものは見出されていない。従っ
て、赤、青、緑の３色を用いてカラー表示を行なう場
合、特性反射の波長領域が異なるコレステリック液晶層
を複数重ねて用いれば、表示の明るさを増大することが
できる。なお、高複屈折のコレステリック液晶層を用い
ることにより積層数を低減できる。

【０１０１】前記の位相板、偏光板の設定法は、カラー
フィルタとしてコレステリック液晶層を用いた場合に限
らず、可視波長領域に特性反射を示し、反射板兼偏光板
となるコレステリック液晶層を用いる場合にも有効であ
る。

【０１０２】また、本発明はＸＹ電極を用いた液晶表示
装置だけではなく、例えばＴＦＴ方式、ＭＩＭ方式を駆
動手段に用いた液晶表示装置にも用いることができ、各
種ＯＡ機器、電気機器、音響機器、電話器、ファクシミ
リ、カメラ、時計等の表示パネルや操作パネルの表示装
置として有効である。

【０１０３】

【実施例】本発明の液晶表示装置を実施例により説明す
る。

【０１０４】〔実施例１〕図１に本発明の液晶表示装置
の構成を示す。上下の基板１２，２２はＸＹ電極１４，
２４と配向膜１１，２１を備え、液晶層１０を挟持して
いる。下基板２２はコレステリック液晶層３０を備えて
いる。ＸＹ電極１４，２４は、駆動回路１５，２５にそ
れぞれ接続されている。下基板の下方には光吸収体層４
０がある。

【０１０５】上下基板１２，２２はガラス製で、ＸＹ電
極１４，２４はＩＴＯからなる。また、配向膜１１，２
１はポリイミド系高分子からなり、ラビング法で配向処
理されている。配向処理条件は、切り込み量０.４ｍ
ｍ、回転数１０００ｒｐｍ、送り速度３３ｍ／ｓとし、
これによりチルト角を４°とし、上下基板のツイスト角
は２４０°とした。

【０１０６】駆動用の液晶層１０は、ネマチック液晶
（ロディック社製のＨＲ９０３２、Δｎは０.１２５）
とカイラル剤（メルク社製のＳ８１１、含有量は０.９
重量％）とからなり、層厚は６.２μｍである。

【０１０７】コレステリック液晶層３０は環状ポリシロ
キサン高分子からなり、その分子構造は前記化１に示
す。環状ポリシロキサン高分子はＭol．Ｃryst．Ｌiq．
Ｃryst.，Ｖol．１９９，ｐｐ．３４５〜３７８に記載
されている条件で合成した。

【０１０８】コレステリン骨格を含む側鎖の含有率を
（ａ）４７％、（ｂ）３７％、（ｃ）３２％、（ｄ）２
８％、（ｅ）２６％、（ｆ）２４％、（ｇ）２２％、
（ｈ）１８％、（ｉ）１６％、（ｊ）１４％とし、特性
反射の波長領域がそれぞれ（ａ）４００ｎｍ〜４７０ｎ
ｍ、（ｂ）４２０ｎｍ〜５００ｎｍ、（ｃ）４４０ｎｍ
〜５３０ｎｍ、（ｄ）４６０ｎｍ〜５５０ｎｍ、（ｅ）
４９０ｎｍ〜５８０ｎｍ、（ｆ）５１０ｎｍ〜６００ｎ
ｍ、（ｇ）５３０ｎｍ〜６２０ｎｍ、（ｈ）５５０ｎｍ
〜６５０ｎｍ、（ｉ）５７０ｎｍ〜６８０ｎｍ、（ｊ）
６００ｎｍ〜７１０ｎｍであるコレステリック液晶を用
いた。コレステリック液晶層３０内には、特性反射波長
領域が互いに異なる領域Ｃｈ(１)、Ｃｈ(２)をストライ
プ状に分布，形成させた。Ｃｈ(１)には（ａ）と（ｃ）
と（ｆ）の積層体、Ｃｈ(２)には（ｉ）と（ｊ）の積層
体を用いた。

【０１０９】まず初めに（ａ）と（ｉ）のコレステリッ
ク液晶を液晶状態を取るよう加熱した状態にて、印刷法
を用いて基板上にストライプ状に塗布した。この時各コ
レステリック液晶は図２（ａ）の様に互いに接しておら
ず、基板上に山状に盛り上がっている。次いでローラを
用いて基板平面方向にシェアストレスを加え、図２
（ｂ）の様に各コレステリック液晶を平坦にし、互いに
隣接するものが接する様にした。さらに、図２（ｃ）の
様に（ａ）と（ｉ）の上にそれぞれ（ｃ）と（ｊ）を塗
布し、同様にして平坦化した。なお、（ｃ）の上には
（ｆ）を塗布し、平坦化した。この時図２（ｄ）の様に
段差が生じるため、その上に平坦化層を塗布し、図２
（ｅ）の様に段差を無くし、ストライプ状に形成した。

【０１１０】上記コレステリック液晶層は、ねじれの軸
を基板面に対し垂直にした。ストライプ方向と平行で、
１つのストライプに１本の電極が対応する様にＸＹ電極
を形成した。以上の様にして波長４００ｎｍ〜６００ｎ
ｍ、５７０ｎｍ〜７１０ｎｍに特性反射を示す、シア
ン、Ｒの２色に対応するカラーフィルタを作成した。該
フィルタを用い、反射型カラー液晶表示装置を作製する
ことができた。

【０１１１】〔実施例２〕実施例１の液晶表示装置にお
いて、コレステリック液晶層内に特性反射波長領域が互
いに異なる領域Ｃｈ(１)、Ｃｈ(２)、Ｃｈ(３)をストラ
イプ状に分布，形成した。

【０１１２】Ｃｈ(１)は、（ｉ）と（ｊ）の積層体、Ｃ
ｈ(２)は（ｆ）、Ｃｈ(３)は（ａ）と（ｃ）の積層体と
それぞれ形成し、波長５７０ｎｍ〜７１０ｎｍ、５１０
ｎｍ〜６００ｎｍ、４００ｎｍ〜５３０ｎｍに特性反射
を示す、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色に対応するカラーフィルタを作
成した。該フィルタを用い、反射型フルカラー液晶表示
装置を作製することができた。

【０１１３】〔実施例３〕実施例２の液晶表示装置にお
いて、Ｃｈ(１)を（ａ）、（ｃ）、（ｆ）の積層体、Ｃ
ｈ(２)を（ｆ）、（ｊ）の積層体、Ｃｈ(３)を（ａ）、
（ｂ）、（ｉ）の積層体を用い、波長４００ｎｍ〜６０
０ｎｍ、５１０ｎｍ〜７１０ｎｍ、４００ｎｍ〜５３０
ｎｍと５７０ｎｍ〜６８０ｎｍに特性反射を示す、シア
ン、イエロー、マゼンダからなるカラーフィルタを作成
した。該フィルタを用い、反射型フルカラー液晶表示装
置を作製することができた。

【０１１４】〔実施例４〕実施例２の液晶表示装置に、
位相板１と位相板２を加えた。

【０１１５】表１１より、位相板２の波長５５０ｎｍに
おけるリタデーションを７５ｎｍとした。また、表６の
中では式〔２０〕中の複号を−、ｎを０とした場合のΔ
ｎｄ ₁の波長依存性がポリカーボネートのそれに近い。
そこで位相板１にはポリカーボネートを用い、波長５５
０ｎｍにおけるリタデーションを２７５ｎｍとした。

【０１１６】また、位相板１の遅相軸角度は上基板１２
の配向処理方向に平行にし、位相板１の遅相軸角度は上
基板１２の配向処理方向と４５°をなす様に設定した。
また、偏光板の透過軸角度は表１１より上基板の配向処
理方向と約４８°をなす様に設定した。

【０１１７】この液晶表示装置の反射率の駆動電圧依存
性を測定したところ、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれの表示色も
２.１Ｖ付近で反射率が極小となり、明表示の反射率は
Ｒが１４％、Ｇが１０％、Ｂが１４％であった。コント
ラスト比は１／２４０デューティ駆動においてＲが７：
１、Ｇが８：１、Ｂが５：１であった。

【０１１８】以上の様に位相板１と位相板２を加えるこ
とにより、いずれの表示色もほゞ同じ印加電圧値におい
て反射率が極小となり、カラー表示に加えて暗表示が可
能になった。

【０１１９】〔実施例５〕実施例３の液晶表示装置に、
位相板１と位相板２を加えた。位相板１にはポリカーボ
ネートを用い、波長５５０ｎｍにおけるリタデーション
を２７５ｎｍとした。また、位相板１の遅相軸角度は上
基板の配向処理方向に平行にし、位相板１の遅相軸角度
は上基板の配向処理方向と４５°をなす様に設定した。
また、偏光板の透過軸角度は表１１より上基板の配向処
理方向と約４８°をなす様に設定した。

【０１２０】この液晶表示装置の反射率の駆動電圧依存
性を測定したところ、シアン、イエロー、マゼンダのい
ずれも２.１Ｖ付近で反射率が極小となり、明表示の反
射率はシアンが１４％、イエローが１０％、マゼンダが
１４％であった。コントラスト比は１／２４０デューテ
ィ駆動においてシアンが６：１、イエローが７：１、マ
ゼンダが５：１であった。

【０１２１】以上の様に位相板１と位相板２を加えるこ
とによりいずれの表示色もほゞ同じ印加電圧値において
反射率が極小となり、カラー表示に加えて暗表示が可能
になった。

【０１２２】〔実施例６〕実施例４の液晶表示装置にお
いて、液晶材料としてΔｎが０.１５であるメルク社製
のＭＪ８９１２２を用いた。表１１より、位相板２の波
長５５０ｎｍにおけるリタデーションを６８ｎｍとし
た。また、表７の中では式〔２０〕中の複号を−、ｎを
０とした場合のΔｎｄ₁の波長依存性がポリカーボネー
トのそれに近い。そこで、位相板１にはポリカーボネー
トを用い、波長５５０ｎｍにおけるリタデーションを３
５１ｎｍとした。

【０１２３】また、位相板１の遅相軸角度は上基板の配
向処理方向に平行にし、位相板２の遅相軸角度は上基板
の配向処理方向と４５°をなす様に設定した。また、偏
光板の透過軸角度は表１１より上基板の配向処理方向と
約４５°をなす様に設定した。

【０１２４】Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれの表示領域も２.１Ｖ
付近で反射率が極小となり、コントラスト比は１／２４
０デューティ駆動においてＲが８：１、Ｇが９：１、Ｂ
が６：１であった。

【０１２５】以上の様に位相板１と位相板２を加えるこ
とにより、いずれの表示色もほゞ同じ印加電圧値におい
て反射率が極小となり、カラー表示に加えて暗表示が可
能になった。

【０１２６】〔実施例７〕実施例４の液晶表示装置にお
いて、液晶材料にΔｎが０.１７であるロディック社製
ＨＲ０００８を用いた。

【０１２７】表１１より、位相板２の波長５５０ｎｍに
おけるリタデーションを６８ｎｍとした。また、表８の
中では式〔２０〕中の複号を＋、ｎを０とした場合のΔ
ｎｄ₁の波長依存性がポリビニルアルコールのそれに近
い。そこで位相板１にはポリビニルアルコールを用い、
波長５５０ｎｍにおけるリタデーションを６７８ｎｍと
した。また、位相板１の遅相軸角度は上基板の配向処理
方向に平行にし、位相板２の遅相軸角度は上基板の配向
処理方向と４５°をなす様に設定した。また、偏光板の
透過軸角度は表１１より上基板の配向処理方向と約４９
°をなす様に設定した。

【０１２８】Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれの表示領域も２.２Ｖ
付近で反射率が極小となり、コントラスト比は１／２４
０デューティ駆動においてＲが８：１、Ｇが１０：１、
Ｂが１０：１であった。

【０１２９】以上の様に位相板１と位相板２を加えるこ
とによりいずれの表示色もほゞ同じ印加電圧値において
反射率が極小となり、カラー表示に加えて暗表示が可能
になった。

【０１３０】〔実施例８〕実施例４の液晶表示装置にお
いて、液晶材料にΔｎが０.１３であるロディック社製
ＨＲ０００１を用いた。ツイスト角を２６０°とし、カ
イラル剤を１.０重量％含有させた。

【０１３１】表１１より、位相板２の波長５５０ｎｍに
おけるリタデーションを８２ｎｍとした。また、表９の
中では式〔２０〕中の複号を＋、ｎを０とした場合のΔ
ｎｄ₁の波長依存性がポリビニルアルコールのそれに近
い。そこで位相板１にはポリビニルアルコールを用い、
波長５５０ｎｍにおけるリタデーションを６２６ｎｍと
した。また、位相板２の遅相軸角度は上基板の配向処理
方向に平行にし、位相板１の遅相軸角度は上基板の配向
処理方向と４５°をなす様に設定した。また、偏光板の
透過軸角度は表１１より上基板の配向処理方向と約５４
°をなす様に設定した。

【０１３２】Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれの表示領域も２.１Ｖ
付近で反射率が極小となり、コントラスト比は１／２４
０デューティ駆動においてＲが１０：１、Ｇが１３：
１、Ｂが１２：１であった。

【０１３３】以上の様に位相板１と位相板２を加えるこ
とによりいずれの表示色もほゞ同じ印加電圧値において
反射率が極小となり、カラー表示に加えて暗表示が可能
になった。なお、本実施例の液晶表示装置を携帯型情報
端末機の搭載例を図７に示す。

【０１３４】〔実施例９〕実施例４の液晶表示装置にお
いて、液晶材料にΔｎが０.１３であるロディック社製
ＨＲ０００１を用いた。ツイスト角を９０°とし、カイ
ラル剤を０.４重量％含有させた。また、実施例１のＸ
Ｙ電極１４，２４の代わりに薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）を備えた基板を用い、駆動回路１５，２５もＴＦＴ
駆動用とした。

【０１３５】表１１より、位相板２の波長５５０ｎｍに
おけるリタデーションを４７ｎｍとした。また、表１０
の中では式〔２０〕中の複号を−、ｎを１とした場合の
Δｎｄ₁の波長依存性がポリカーボネートのそれに近
い。そこで位相板１にはポリカーボネートを用い、波長
５５０ｎｍにおけるリタデーションを６６８ｎｍとし
た。また、位相板１の遅相軸角度は上基板の配向処理方
向に平行にし、位相板２の遅相軸角度は上基板の配向処
理方向と４５°をなす様に設定した。また、偏光板の透
過軸角度は表１１より上基板の配向処理方向と約３１°
をなす様に設定した。

【０１３６】Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれの表示領域も２.１Ｖ
付近で反射率が極小となり、コントラスト比はＲが２
０：１、Ｇが３２：１、Ｂが２２：１であった。以上の
様に、ＴＦＴ方式においても反射型カラー表示が可能で
ある。

【０１３７】〔実施例１０〕実施例５の液晶表示装置に
おいて、液晶材料にΔｎが０.１３であるロディック社
製ＨＲ０００１を用いた。ツイスト角を９０°とし、カ
イラル剤を０.４重量％含有させた。また、実施例１の
ＸＹ電極の代わりにＴＦＴを備えた基板を用い、駆動回
路もＴＦＴ駆動用とした。

【０１３８】表１１より、位相板２の波長５５０ｎｍに
おけるリタデーションを４７ｎｍとした。また、表１０
の中では式〔２０〕中の複号を−、ｎを１とした場合の
Δｎｄ₁の波長依存性がポリカーボネートのそれに近
い。そこで位相板１にはポリカーボネートを用い、波長
５５０ｎｍにおけるリタデーションを６６８ｎｍとし
た。また、位相板１の遅相軸角度は上基板の配向処理方
向に平行にし、位相板２の遅相軸角度は上基板の配向処
理方向と４５°をなす様に設定した。また、偏光板の透
過軸角度は表１１より上基板の配向処理方向と約３１°
をなす様に設定した。

【０１３９】イエロー、シアン、マゼンダのいずれの表
示領域も２.１Ｖ付近で反射率が極小となり、コントラ
スト比はイエローが１８：１、シアンが１８：１、マゼ
ンダが２２：１であった。

【０１４０】〔実施例１１〕実施例１の液晶表示装置
に、位相板１と位相板２を加えた。

【０１４１】表１１より、位相板２の波長５５０ｎｍに
おけるリタデーションを７５ｎｍとした。また、表６の
中では式〔２０〕中の複号を−、ｎを０とした場合のΔ
ｎｄ ₁の波長依存性がポリカーボネートのそれに近い。
そこで位相板１にはポリカーボネートを用い、波長５５
０ｎｍにおけるリタデーションを２７５ｎｍとした。

【０１４２】また、位相板１の遅相軸角度は上基板の配
向処理方向に平行にし、位相板２の遅相軸角度は上基板
の配向処理方向と４５°をなす様に設定した。また、偏
光板の透過軸角度は表１１より上基板の配向処理方向と
約４８°をなす様に設定した。

【０１４３】この液晶表示装置の反射率の駆動電圧依存
性を測定したところ、シアン、Ｒのいずれの表示色も
２.１Ｖ付近で反射率が極小となり、明表示の反射率は
シアンが２５％、Ｒが１４％であった。コントラスト比
は１／２４０デューティ駆動においてシアンが６：１、
Ｒが７：１であった。

【０１４４】以上の様に位相板１と位相板２を加えるこ
とによりいずれの表示色もほゞ同じ印加電圧値において
反射率が極小となり、暗表示が可能になった。これによ
り、例えば白の背景色と黒の文字の間に赤でアンダーラ
インを引く等の表示が可能になった。

【０１４５】〔実施例１２〕図１３に示す様な、パター
ン表示部とマトリクス表示部から構成され、日本の主要
都市名とその位置を表示する液晶表示装置を作成した。
パターン表示部には日本地図と主要都市が表示されてお
り、このうち主要都市の位置は円形の電極とこれに対応
する円形のＲフィルターを用いて表示し、上側電極、下
側電極の形状をそれぞれ図１４（ａ）、（ｂ）に、カラ
ーフィルタの形状を図１５に示す。図１５の斜線部分は
Ｒのカラーフィルタ１５１であり、実施例１中の
（ｆ）、（ｉ）のコレステリック液晶層の積層体を用い
た。それ以外の部分は白表示部１５２であり、実施例１
中の（ａ）、（ｄ）、（ｈ）のコレステリック液晶層の
積層体を用いた。パターン表示部の電極形状とカラーフ
ィルタ形状以外は実施例１１と同様にした。選択された
都市は赤で表示され、選択されない都市の位置は黒で表
示されるようにした。

【０１４６】この様にＸＹ電極以外の形状の電極を備え
た液晶表示装置にも本発明は有効である。

【０１４７】〔比較例〕実施例１の液晶表示装置におい
て、コレステリック液晶層３０を従来の顔料を用いたカ
ラーフィルタに置き換えた。その透過スペクトルを図１
２に示す。更に光吸収体層４０を１／４波長板と偏光板
と反射板に変えた。明表示の反射率はそれぞれＲが１０
％、Ｇが８％、Ｂが８％と低い。

【０１４８】この様に、従来の顔料を用いたカラーフィ
ルタと２枚の偏光板を用いた反射型カラー液晶表示装置
は、本発明の表示装置に比べて、表示の明るさの低下が
大きいことが分かる。

【０１４９】

【発明の効果】以上により、本発明によれば、従来の反
射型液晶表示装置よりも明るい表示の反射型液晶表示装
置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の構成を示す模式斜視図
である。

【図２】実施例１の液晶表示装置のカラーフィルタの作
成工程図である。

【図３】コレステリック液晶層の反射スペクトルと従来
の染料を用いたカラーフィルタの透過スペクトルのそれ
ぞれの強度の最大値を規格化して示すスペクトル図であ
る。

【図４】コレステリック液晶層の透過スペクトル図であ
る。

【図５】本発明の液晶表示装置の構成を示す模式断面図
である。

【図６】従来の液晶表示装置の構成を示す模式断面図で
ある。

【図７】本発明の携帯型情報端末機への搭載例を示す図
である。

【図８】Ｓ₃軸方向から見たポアンカレ球上における本
発明の液晶表示装置の駆動用液晶層の固有偏光を示す図
である。

【図９】Ｓ₃軸方向から見たポアンカレ球上における本
発明の液晶表示装置の入射透過光に望ましい偏光分散状
態を示す図である。

【図１０】（ａ）はＳ₃軸方向から見たポアンカレ球で
あり、位相板１の遅相軸と偏光板の透過軸の方位角の設
定法を示す図であり、（ｂ）は（ａ）中の直線Ａの方向
から見たポアンカレ球表面であり、位相板１のリタデー
ションの設定法を示す図である。

【図１１】（ａ）はＳ₃軸方向から見たポアンカレ球で
あり、位相板２の遅相軸の設定法を示す図であり、
（ｂ）はポアンカレ球であり、位相板２のリタデーショ
ンの設定法を示す図である。

【図１２】従来のカラーフィルタの透過スペクトル図で
ある。

【図１３】実施例１２の液晶表示装置の表示パターンの
一例を示す図である。

【図１４】実施例１２の液晶表示装置の上下の電極形状
を示す図である。

【図１５】実施例１２の液晶表示装置のカラーフィルタ
の分布図である。

【符号の説明】

１０…液晶層、１１，２１…配向膜、１２…上基板、１
４，２４…電極、１５，２５…駆動部、１６…上偏光
板、１７…位相板、２２…下基板、２６…下偏光板、３
０…コレステリック液晶層、３１…従来のカラーフィル
タ、３２…平坦化層、４０…光吸収体層、５０…反射
板、７１…表示部、７２…操作部、７３…アンテナ、４
５０…波長４５０ｎｍの透過光、５００…波長５００ｎ
ｍの透過光、５５０…波長５５０ｎｍの透過光、６００
…波長６００ｎｍの透過光、６５０…波長６５０ｎｍの
透過光、θ_OI…ポアンカレ球上での固有偏光の座標を表
す方位角、ψ_OI…ポアンカレ球上での座標を表す仰角、
Ｒ…波長６５０ｎｍの透過光、Ｇ…波長ｎｍ５５０の透
過光、Ｂ…波長４５０ｎｍの透過光、Ａ…位相板１の遅
相軸方位、Ｃ…位相板２の遅相軸方位、ＢＥ，ＢＥ’…
偏光板透過軸方位、Θ…駆動用液晶層の固有偏光の周り
の透過光の回転角、Ｒ…従来の赤表示のカラーフィルタ
の透過スペクトル、Ｇ…従来の緑表示のカラーフィルタ
の透過スペクトル、Ｂ…従来の青表示のカラーフィルタ
の透過スペクトル、１３１…パターン表示部、１３２…
マトリクス表示部、１３３…選択された都市の位置を示
す赤表示、１３４…選択されない都市の位置を示す黒表
示、１５１…Ｒ表示のカラーフィルタ、１５２…白表示
のカラーフィルタ、１６０…基板、１６１…コレステリ
ック液晶（ａ）、１６２…コレステリック液晶（ｉ）、
１６３…コレステリック液晶（ｃ）、１６４…コレステ
リック液晶（ｊ）、１６５…コレステリック液晶
（ｆ）、１６６…平坦化層。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向して配置された上下基板と液晶層、
   前記液晶層に２値以上の電圧を印加する駆動部を有する
   電極を前記基板面に備えており、前記液晶層が前記上下
   基板によって挟持されている反射型液晶表示装置であっ
   て、 前記下基板にコレステリック液晶層と光吸収層を備え、
   前記コレステリック液晶層は使用者側から見て前記電極
   の下側に、前記光吸収層は前記コレステリック液晶層の
   下側に配置され、前記コレステリック液晶層は特性反射
   の波長領域が互いに異なる複数の領域を有し、特性反射
   の波長領域がＡ_nmからＢ_nm（ｎ、ｍは１、２、３…の整
   数）である領域をＣh(ｎ)とすると、Ａ_nmはいずれも４
   ００ｎｍ以上で、かつ、Ｂ_nmはいずれも１０００ｎｍ以
   下であることを特徴とする反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 対向して配置された上下基板と液晶層、
   前記液晶層に２値以上の電圧を印加する駆動部を有する
   ＸＹ電極を前記基板面に備えており、前記液晶層が前記
   上下基板によって挟持されている反射型液晶表示装置で
   あって、 前記下基板にコレステリック液晶層と光吸収層を備え、
   前記コレステリック液晶層は使用者側から見て前記電極
   の下側に、前記光吸収層は前記コレステリック液晶層の
   下側に配置され、前記コレステリック液晶層は特性反射
   の波長領域が互いに異なる複数の領域を有し、特性反射
   の波長領域がＡ_nmからＢ_nm（ｎ、ｍは１、２、３…の整
   数）である領域をＣh(ｎ)とすると、Ａ_nmはいずれも４
   ００ｎｍ以上で、かつ、Ｂ_nmはいずれも１０００ｎｍ以
   下であることを特徴とする反射型液晶表示装置。
3. 【請求項３】 対向して配置された上下基板と液晶層、
   前記液晶層に２値以上の電圧を印加する駆動部を有する
   ＸＹ電極を前記基板面に備えており、前記液晶層が前記
   上下基板によって挟持されている反射型液晶表示装置で
   あって、 前記下基板にコレステリック液晶層と光吸収層を備え、
   前記コレステリック液晶層は使用者側から見て前記電極
   の下側に、前記光吸収層は前記コレステリック液晶層の
   下側に配置され、前記コレステリック液晶層はＣh
   (１)、Ｃh(２)、Ｃh(3)を有し、各領域の層平面に垂直
   に入射した光に対する特性反射の波長領域がそれぞれＡ
   ₁₁≧４００ｎｍ、Ｂ₁₁≦５５０ｎｍ、Ａ₂₁≧４５０ｎ
   ｍ、Ｂ₂₁≦６５０ｎｍ、Ａ₃₁≧５５０ｎｍ、Ｂ₃₁≦１０
   ００ｎｍであることを特徴とする反射型液晶表示装置。
4. 【請求項４】 対向して配置された上下基板と液晶層、
   前記液晶層に２値以上の電圧を印加する駆動部を有する
   ＸＹ電極を前記基板面に備えており、前記液晶層が前記
   上下基板によって挟持されている反射型液晶表示装置で
   あって、 前記下基板にコレステリック液晶層と光吸収層を備え、
   前記コレステリック液晶層は使用者側から見て前記電極
   の下側に、前記光吸収層は前記コレステリック液晶層の
   下側に配置され、前記コレステリック液晶層はＣh
   (１)、Ｃh(２)、Ｃh(３)を有し、各領域の層平面に垂直
   に入射した光に対する特性反射の波長領域がそれぞれＡ
   ₁₁≧４００ｎｍ、Ｂ₁₁≦６００ｎｍ、Ａ₂₁≧５００ｎ
   ｍ、Ｂ₂₁≦１０００ｎｍ、Ａ₃₁≧４００ｎｍ、Ｂ₃₁≦５
   ４０ｎｍ、Ａ₃₂≧５６０ｎｍ、Ｂ₃₂≦１０００ｎｍであ
   ることを特長とする反射型液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記コレステリック液晶層の特性反射の
   各波長領域が表示画素に対応して設けられている請求項
   １，２，３または４に記載の反射型液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記コレステリック液晶層の複屈折が
   ０.２以上である請求項１〜５のいずれかに記載の反射
   型液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記上基板の外側に、基板側より順に位
   相板、偏光板が積層されている請求項１〜６のいずれか
   に記載の反射型液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記位相板を２枚備え、上側基板側から
   順に位相板２、位相板１とすると、位相板２の遅相軸は
   上基板の配向処理方向と平行であり、位相板１の遅相軸
   は上基板の配向処理方向と４５°をなすように設けられ
   ている請求項１〜６のいずれかに記載の反射型液晶表示
   装置。
9. 【請求項９】 位相板２のリタデーション（厚さ×複屈
   折）が２５〜１４０ｎｍである請求項８に記載の反射型
   液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 偏光板の透過軸と上基板の配向処理方
    向がなす角が１０°〜３５°である請求項７に記載の反
    射型液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 位相板１のリタデーション（厚さ×複
    屈折）が３００〜１０００ｎｍであ請求項１０に記載の
    反射型液晶表示装置。