【事件の表示】
　特許第３０１５７９２号「表示素子」の請求項１ないし１８に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３０１５７９２号の請求項１ないし１８に係る特許を維持する。
【理　由】
【1】手続の経緯
　特許第3015792号の請求項1〜18に係る発明は、平成10年12月24日に出願され、平成11年12月17日にその設定登録がなされ、その後、生川佳子より特許異議申立がなされ、取消理由通知に対して平成13年3月27日に訂正請求がなされたものである。
　
【2】訂正の適否についての判断
《2-1》訂正の要旨
　平成13年3月27日付け訂正請求書にて、特許権者が求めている訂正の内容は、以下のとおりである。
特許請求の範囲の【請求項1】記載を、
　「直線偏光をその偏光軸に沿って透過する第1偏光板と、
　前記第1偏光板の後方に配置され、印加電圧に応じて入射光の位相を変調する可変リターダと、前記可変リターダの後方に配置され、入射光の所定方向回りの第一円偏光成分を選択的に反射する偏光反射層と、
　前記偏光反射層の後方に順に配置され、後方からの光を前記所定方向回りの円偏光成分に変換する位相差板及び第2偏光板を有し、
　前記可変リターダーは前記第1偏光板を透過した直線偏光を、第一電圧印加時に前記第一円偏光成分に変換し、第二電圧印加時に前記第一円偏光成分と逆回りの第二円偏光成分に変換するとともに、前記第一電圧印加時に前記偏光反射層からの反射光および透過光を前記第1偏光板の偏光軸に沿った直線偏光に変換し、前記第二電圧印加時に前記偏光反射層からの透過光を前記偏光板の偏光軸と直交する方向の直線偏光に変換することを特徴とする表示素子。」と訂正する。
　
《2-2》訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項により訂正された「偏光反射層」は願書に添付した明細書の段落【0008】及び図2に記載されたものであるから、願書に添付した明細書及び図面に記載した事項の範囲内でする訂正であり、誤記の訂正を目的とするものであり、これらの訂正は実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
　
《2-3》むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第120条の4第2項で規定する要件及び同条第3項で準用する同法第126条第2、3項で規定する要件を満たすものである。
　
【3】特許異議の申立てについての判断
《3-1》申立ての理由の概要
　特許異議申立人は、請求項1の発明は、甲第1号証、甲第2号証、甲第3号証、甲第5号証に記載された発明あるいはこれらの組み合わせに基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであり、又請求項2〜請求項18の発明は、甲第1号証、甲第2号証又はこれらの組み合わせに基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであり、更に、請求項1〜請求項18の発明は、甲第1号証〜甲第5号証の記載に基づいて当業者が容易に発明できたものであるから、いずれも特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができないものである旨主張している。
　なお、上記甲第1号証ないし甲第5号証は、当審の通知した取消理由通知書で引用した刊行物1ないし刊行物5にそれぞれ対応するものである。
　
《3-2》本件発明
　本件の特許請求の範囲に記載された請求項1〜18に係る発明は、訂正明細書の特許請求の範囲に記載されたとおりの以下のものである。
　
「【請求項1】 直線偏光をその偏光軸に沿って透過する第1偏光板と、
　前記第1偏光板の後方に配置され、印加電圧に応じて入射光の位相を変調する可変リターダと、前記可変リターダの後方に配置され、入射光の所定方向回りの第一円偏光成分を選択的に反射する偏光反射層と、
　前記偏光反射層の後方に順に配置され、後方からの光を前記所定方向回りの円偏光成分に変換する位相差板及び第2偏光板を有し、
　前記可変リターダーは前記第1偏光板を透過した直線偏光を、第一電圧印加時に前記第一円偏光成分に変換し、第二電圧印加時に前記第一円偏光成分と逆回りの第二円偏光成分に変換するとともに、前記第一電圧印加時に前記偏光反射層からの反射光および透過光を前記第1偏光板の偏光軸に沿った直線偏光に変換し、前記第二電圧印加時に前記偏光反射層からの透過光を前記偏光板の偏光軸と直交する方向の直線偏光に変換することを特徴とする表示素子。
【請求項2】 前記偏光反射層は、コレステリック液晶層を含むことを特徴とする請求項1記載の表示素子。
【請求項3】 前記コレステリック液晶層は、その螺旋ピッチが層厚方向に沿って異なることを特徴とする請求項2記載の表示素子。
【請求項4】 前記可変リターダーは、印加電圧に応じて入射光の位相を可変に変調する可変リターダー層と、入射光の位相を一定量変調する固定リターダー層とを有することを特徴とする請求項1記載の表示素子。
【請求項5】 前記可変リターダー層は、前記固定リターダー層よりも前記偏光反射層側に配置されることを特徴とする請求項4記載の表示素子。
【請求項6】 前記可変リターダー層は相対する電極間に配置された液晶を有し、前記第一電圧および第二電圧が前記電極に印加されることを特徴とする請求項1記載の表示素子。
【請求項7】 前記可変リターダー層は、前記第一電圧印加時に、前記第二電圧印加時よりも入射光の位相をλ/2変化させることを特徴とする請求項4記載の表示素子。
【請求項8】 前記可変リターダー層は、ツイステッドネマティック液晶素子であることを特徴とする請求項7記載の表示素子。
【請求項9】 前記可変リターダー層は、垂直配向型ネマティック液晶素子であることを特徴とする請求項7記載の表示素子。
【請求項10】 前記可変リターダー層は、水平配向型ネマティック液晶素子であることを特徴とする請求項7記載の表示素子。
【請求項11】 前記偏光反射層の他方の面側には、面光源が配置されていることを特徴とする請求項1記載の表示素子。
【請求項12】 前記固定リターダ層はλ/4位相差板からなり、その遅相軸が前記第1偏光板前面側からみたとき前記偏光軸から所定方向に概略45°をなすように配置され前記可変リターダ層は前記第一および第二印加電圧に応じて入射光の位相を変調する液晶セルを含み、前記偏光反射層はコレステリック液晶層を含むことを特徴とする請求項5記載の表示素子。
【請求項13】 前記液晶層セルは、前記液晶層と、該液晶層を挟んで対向しそれぞれの内面に電極が形成された2枚の電極基板を有することを特徴とする請求項12記載の表示素子。
【請求項14】 前記コレステリック液晶層は、前記電極基板面に被着されることを特徴とする請求項13記載の表示素子。
【請求項15】 前記コレステリック液晶層は前記電極基板外面に被着されていることを特徴とする請求項14記載の表示素子。
【請求項16】前記コレステリック液晶層は液晶ポリマーフィルムからなることを特徴とする請求項15記載の表示素子。
【請求項17】 前記電極基板の一方は、マトリクス状に配列された複数の画素電極および各々の画素電極を制御するスイッチング素子を有し、他方の電極基板は前記複数の画素電極に共通の対向電極を有することを特徴とする請求項13記載の表示素子。
【請求項18】 前記偏光反射層はコレステリック液晶層からなり、そのねじれ方向が前記偏光軸から遅層軸への回転方向と逆方向であることを特徴とする請求項12記載の表示素子。」
　(以下、請求項順に「本件発明1」〜「本件発明18」という。)
　
《3-3》刊行物の記載
　当審が通知した取消理由通知において引用した、本件の出願前に公知の刊行物1〜5には、以下の事項が記載されている。
　
[刊行物1:特開平10-260402号公報]
　【0014】には、「(実施例1)図1は本発明の請求項1乃至請求項6記載の発明に係る半透過反射型液晶装置の構造の要部を示す図である。まず構成を説明する。図1において、101は吸収型偏光板、102は位相差フィルム、103は上側ガラス基板、104は透明電極、105は液晶層、106はシール部、107は下側ガラス基板、108は光散乱板、109は反射型偏光板、110は半光吸収板、111は導光
板、112は光源である。101と102、102と103、107と108、108と109は、それぞれ互いに糊で接着している。また上下の透明電極104の間は広く離して描いてあるが、これは図を明解にするためであって、実際には数μmから十数μmの狭いギャップを保って対向している。なお図示した構成要素以外にも、液晶配向膜や絶縁膜、アンチグレア膜、スペーサー・ボール、ドライバーIC、駆動回路等の要素も不可欠であるが、これらは本発明を説明する上で特に必要が無く、却って図を複雑にし理解し難くする恐れがあるため、省略した。」と記載され、
　【0022】には、「なお反射型偏光板としては、以上述べたような複屈折性の誘電体多層膜の他に、コレステリック相を呈する液晶ポリマーを利用することもできる。これは所定の円偏光成分を反射し、それ以外の偏光成分を透過する機能を有する。これを4分の1波長板と組み合わせると、所定の直線偏光成分を反射し、それ以外の偏光成分を透過する機能を持つ。このような反射型偏光板の詳細については、特開平8-271837号公報に開示されている。またこのような反射型偏光板は、Merck社からTransMax(商品名)という名称で発売されており、一般に入手可能である。」と記載され、
　【0023】には、「再び図1に戻って、各構成要素についての説明を続ける。半光吸収板110としては、灰色の半透明フィルムが利用できる。灰色の半透明フィルムとしては、可視光の全波長範囲の光に対して10%以上80%以下、より好ましくは50%以上70%以下の透過率を有する散乱性のフィルムが適している。このようなフィルムは、例えば(株)辻本電機製作所から光拡散フィルムD202(商品名)という名称で発売されている。また部分的に透明な光吸収フィルム、つまり肉眼では観察できない直径数μmの微細な穴を多数設けた黒色フィルム等も利用できる。また吸収型偏光板を反射型偏光板109と軸をずらして配置しても良い。」と記載され、
　【0028】には、「まず光源506が発光していない場合、即ち反射型表示の場合を考える。上方より入射した外光511、512は、吸収型偏光板501によって直線偏光に変換される。その後、位相差フィルムと液晶セルによって様々に変調されるが、反射型偏光板に入射する際には、ほぼ直線偏光に戻る。但し液晶セルの非選択領域を通過した光と選択領域を通過した光とでは、その直線偏光は互いに直交している。そこで非選択領域を通過した光を反射し、選択領域を通過した光を透過するよう、あらかじめ反射型偏光板を配置しておく。非選択領域では、反射型偏光板を反射した直線偏光が、先程と同じ経路を通って上方に出射するため、明表示となる。一方選択領域では、反射型偏光板を透過した直線偏光が、光源あるいはその前後の光吸収板で吸収されるため、暗表示となる。」と記載され、
　【0032】には、「このような課題が生じる原因は、次のように考えられる。先の表示原理の説明において「外光511、512が、反射型偏光板に入射する際には、ほぼ直線偏光に戻る」旨を述べたが、実は完全な直線偏光に戻すことは難しく、多くの場合、長細い楕円偏光にしかならなかった。特に可視光の全波長にわたって、また選択領域でも非選択領域でも直線偏光にすることは、事実上不可能であった。」と記載され、
　【0046】には、「具体的な液晶セルの条件を説明する。まず図1における液晶層102のリターデーション(複屈折率と層厚の積)を1.00μm、位相差フィルム(ねじれ高分子液晶フィルム)102のリターデーションを1.00μmに設定した。図9は各軸の関係を示す図であり、901は吸収型偏光板101の偏光軸(透過軸)、902は位相差フィルム(ねじれ高分子液晶フィルム)の上面における配向軸903は位相差フィルムの下面における配向軸、904は上側ガラス基板のラビング軸、905は下側ガラス基板のラビング軸、906は反射型偏光板の偏光軸(反射軸)である。ここで、901が902と成す角度911を左45度に、903が902と成す角度、即ち位相差フィルムのねじれ角912を右240度、903が904となす角度913を左90度に、905が904となす角度、即ち液晶のねじれ角914を左240度に、906が905となす角度915を右90度に設定した。」と記載され、
　【0050】には、「図1の液晶層105は90度ねじれたネマチック液晶組成物から成る。即ちTN(ツイステッド・ネマチック)モードを利用した。一般にTNモードは旋光性を利用しており、直線偏光が液晶のねじれに沿って回転するように言われているが、正確にはそうではない。特によく利用されるリターデーションが小さい条件では、楕円偏光に変換される。そこで、実施例4でも実施例1と同様な位相差フィルムを用いて直線偏光に変換する。なお反射型偏光板109も実施例1と同様のものを利用した。」と記載されている。
　また、【図1】には、実施例1、実施例2、実施例3、実施例4における半透過反射型液晶装置の構造の要部、【図5】には、半透過反射型液晶装置の表示原理が図示されている。
　以上の記載から、刊行物1には、「吸収型偏光板(101)、位相差フィルム(102)、上側ガラス基板(103)、透明電極(104)、液晶層(105)、シール部(106)、下側ガラス基板(107)、光散乱板(108)、反射型偏光板(109)、吸収型偏光板でもよい半光吸収板(110)、導光板(111)、光源(102)からなり、
　光源が発光していない場合、即ち反射型表示の場合、上方より入射した外光は、吸収型偏光板によって直線偏光に変換され、位相差フィルムと液晶セルによって様々に変調され、反射型偏光板に入射する際には、ほぼ直線偏光に戻り(但し液晶セルの非選択領域を通過した光と選択領域を通過した光とでは、その直線偏光は互いに直交している)、非選択領域を通過した光を反射し、選択領域を通過した光を透過するよう、あらかじめ反射型偏光板を配置し、非選択領域では、反射型偏光板を反射した直線偏光が、同じ経路を通って上方に出射するため明表示となり、選択領域では、反射型偏光板を透過した直線偏光が、光源あるいはその前後の光吸収板で吸収されるため、暗表示となる半透過反射型液晶表示装置。」なる発明が記載されている。
　
[刊行物2:特開平6-281814号公報]
　【特許請求の範囲】【請求項1】には、「コレステリック規則性を持つポリマ材料の光学的能動層を有し、該材料は分子螺旋の軸が前記層を横切って延在するように配向されたコレステリック偏光子において、前記層における前記分子螺旋のピッチが、最大ピッチと最小ピッチとの間の差が少なくとも100nmとなるように変化されていることを特徴とするコレステリック偏光子。」と記載され、
　同【請求項2】には、「請求項1に記載のコレステリック偏光子において、前記分子螺旋のピッチは、前記層の一方の面における最小値から該層の他方の面における最大値へと略連続して増加することを特徴とするコレステリック偏光子。」と記載され、
　【0004】には、「コレステリック偏光子を用いることにより、偏光されていない光を非常に効率的に偏光光に変換することが可能である。このような偏光子はコレステリック[即ち、カイラル・ネマチック(chiral nematic)]材料の光学的能動層を有している。この種の液晶材料においては、カイラル分子は自然に螺旋状(スパイラル叉はヘリカル状)の構造をなすような構造を有している。このような混合物を2つの平行な基板の間に薄い光学的に能動な層として設けると、上記螺旋構造は当該螺旋軸が該層を横切る方向に延在するように配向される。上記螺旋の配向は、前記基板の互いに対向する面上にいわゆる配向層(orientation layer)が設けられると、より良好に得られる。この種の偏光子が偏光されていない光のビームにより照射されると、当該光のうちの前記螺旋の方向(右向き叉は左向き)及びピッチに適合する(compatible)部分は反射され、一方当該光の残りの部分は透過される。鏡を用いて、上記の反射された光の「適合する」偏光は反転することができ、その後、この適合しないように偏光された上記光を再び偏光子に向けることができる。このようにして、この種の偏光子を用いることにより、理論的には、適合する波長を持つ偏光されていない入射光の100%を円偏光された光に変換することが可能である。」と記載されている。
　
[刊行物3:特許第2809877号明細書(平成10年10月15日発行)]
　第3欄41行〜第4欄23行には、「図1に示す装置は、光源1を有し、その光は、円偏光子3により、右旋回性円偏光に変換される。円偏光子3には、1/4波長板4が続き、これは円偏光を直線偏光に変換する。偏光方向は、一対の矢印により示されている。1/4波長板の次に、TNセル5が続き、このセルは、スイッチ・オフの状態で、偏光の方向を既知のように90度回転する。この回転した光は、減衰せずにTNセル5に続く直線偏光子6を透過し、このセルの前の偏光方向に対して、90度回転する。電圧がセル5に印加されると、回転作用は消失して、そのとき回転していない光は、偏光子6を通過することが出来ない。このように、TNセルは普通のモードで動作し、このセルによって、スイッチ・オフのモードで、入射光は回転する(導波モード)。図2は、ほかの動作モードを示す。上記のように形成された右旋回性円偏光は、TNセル7へ直接に入射する。この動作モードの場合、セルは、スイッチ・オフ状態とスイッチ・オン状態の間の最小の光学的ピッチ差δ=Δn・d=入/2を有していなければならない。この条件が満足される場合、円偏光の回転方向は、通過するように、すなわち、この場合、右旋回性(+)から左旋回性(-)へ変化する。TNセル7の次に、もう一つの円偏光8が続く。この偏光子は、この場合、最初の円偏子3に対し反対の回転方向、すなわち、左旋回性に対して透過である。TNセル7がスイッチ・オンされ、従って光学的に一軸性になると、偏光に影響を与えず、従って、光は円偏子8により阻止される。既知の形式の円偏光子は、すべて、円偏光子8として、すなわち、波長選択反射性の低ピッチ・コレステリック塗膜を有する偏光子として使用される。これによって反射した光は、当然、円偏光されている。カラー表示装置では、この光は、下流の液晶セルにより制御される。直線偏光への前の変換を省略することが可能ならば、このような状況では有利である。」と記載され、
…
図5に示す装置では、円偏光が、スイッチ・オフ状態で一軸性であり、従って影響することなく光を通過することに特徴を有するDAPセル13へ入射する。従って、偏光状態は、セルの前後で同じである。セル13の後には、その回転方向にもとずいて、送られた光を通すか、あるいは阻止する第二の円偏光子14が配置されている。スイッチ・オン状態で、セル13は、円偏光子14が前に伝送された光をそのとき阻止するか、あるいは、前に阻止された光を通過するように、光の偏光状態を変える。」と記載されている。
　また、図1には、通常の動作モードにおけるTNセルを有する装置が、図2には、透過方式の円偏光による、動作中のTNセルを有する装置が、図3には、図2に類似の反射方式の装置が、図4には、反射方式の円偏光による、平行に配向したセルを備えた装置が、図5には、反射方式の円偏光による、垂直配光のDAP形(Deformation of verfical aligned phase)セルが図示されている。
　
[刊行物4:特開平9-318807号公報]
　【0033】第9欄1〜2行には、「フィルタ9a、9b、9cからなるコレステリックフィルム9では、」と記載され、
　【0036】には、「図5-図7において、7は偏光板、11は液晶層、14はスイッチング素子であるTFT素子(薄膜トランジスタ)、16はITOからなる画素電極である。なお、STN単純マトリクス型の液晶表示装置では、上下のガラス基板5にストライプ状の透明電極等を形成しているが図示していない。また、TFTアクティブマトリクス型の液晶表示装置においても、画素電極16と液晶層11を挟んで対向
配置する透明電極等は図示していない。また、ここでは、TFTアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、TFT素子14を形成した後、カラーフィルタ層(6a-6c,9a-9c)を形成し、その後、ドライエッチング等によりTFT素子14のドレイン上に穴を開け、ドレインと接続されるITOからなる画素電極16を形成している。」と記載されている。
　
[刊行物5:特開平6-130424号公報]
　【0011】には、「4は液晶層3の出力光の偏光に応じて光を選択的に透過させる選択層で、例えば直線偏光板、円偏光板等が利用できるが、最も好ましくは、後述するように、逆回転円偏光の光を反射するので一層明暗が鮮明になるから、色選択層10のコレステリック液晶層22で構成するのがよい。」と記載され、
　【0012】には、「なお原理説明の都合上、色選択層10には、コレステリック液晶層22の液晶層3の反対側に反射板5が離隔して設けられているものとし、光源はこの反射板5と色選択層10の間に配置され、この光源6は透明電極を有した透明樹脂シートに挾持された薄膜状ELなどからなる透明薄膜状白色面光源を例示している。」と記載され、
　【0013】には、「この様な構成において、例えば赤色の光を例に取り、コレステリック液晶層22と選択層4は赤色(例:波長610nm)右円偏光の光を透過させるものとする。光源6からの光は直接または反射して色選択層10に入射するが、従来よりよく知られているように、短ピッチコレステリック液晶はその螺旋ピッチで選択された波長の光に対して所定方向の光を反射し、所定方向の光を透過させ、他の波長域の光には影響を与えないので、色選択層10のコレステリック液晶層22により、赤色の光のうち右円偏光した光は透過し左円偏光の光を反射し、他の色波長の光は色選択層のフィルター層23で遮光される。コレステリック液晶層22で反射された赤色の左円偏光の光は反射板5で反射され、反射に当って位相反転するので右円偏光となって色選択層10を透過する。このようにして大部分の赤色の光は色選択層10を透過し、液晶層3に至るが、この液晶層はレターディション調整されているので、無電界時に位相がπだけ進み、左偏光となる。そして電界印加時にはレターディションが崩されるので右偏光のままで液晶層3を透過する。そしてこれらの光は選択層4において無電界のときは選択された波長行きの逆方向の光であるから反射され表示の色は無彩色(黒)となり、電界時には透過され表示の色は赤色になる。」と記載されている。
　
《3-4》対比・判断
[本件発明1]
　本件発明1と刊行物1に記載された発明(以下、「引用発明」という。)とを対比すると、引用発明における「吸収型偏光板(101)」、「反射型偏光板(109)」及び「吸収型偏光板でもよい半光吸収板(110)」は、本件発明1の「第1偏光板」、「偏光反射層」及び「第2偏光板」に相当する。
　引用発明の「位相差フィルム(102)」と「液晶層(105)」は本件発明1の「可変リターダ」または「可変リターダー」)に一応対応する。
　また、引用発明の「反射型偏光板(109)」は本件発明1の「偏光反射層」と「位相差板」に一応対応する。
　したがって、両者は「直線偏光をその偏光軸に沿って透過する第1偏光板と、前記第1偏光板の後方に配置され、印加電圧に応じて入射光の位相を変調する可変リターダと、前記可変リターダの後方に配置され、入射光の所定偏光成分を選択的に反射する偏光反射層と、前記偏光反射層の後方に配置され、後方からの光を所定方向の偏光成分に変換する第2偏光板を有する表示素子。」の点で一致し、
　本件第1発明においては、「可変リターダは第1偏光板を透過した直線偏光を、第一電圧印加時に第一円偏光成分に変換し、第二電圧印加時に前記第一円偏光成分と逆回りの第二円偏光成分に変換するとともに、前記第一電圧印加時に偏光反射層からの反射光および透過光を前記第1偏光板の偏光軸に沿った直線偏光に変換し、前記第二電圧印加時に前記偏光反射層からの透過光を前記偏光板の偏光軸と直交する方向の直線偏光に変換する」のに対し、引用発明においては、「可変リターダは第1偏光板を透過した直線偏光を、第一電圧印加時にほぼ直線偏光成分(実際には楕円偏光)に変換し、第二電圧印加時に前記直線偏光成分と直行するほぼ直線偏光成分に変換するとともに、前記第一電圧印加時に偏光反射層からの反射光を前記第1偏光板の偏光軸に沿った直線偏光に変換し、透過光を前記第1偏光板の偏光軸に直行する直線偏光に変換し、前記第二電圧印加時に透過光を前記第1偏光板の偏光軸と直交する方向の直線偏光に変換する」点で相違する。
　そして、この相違により、本件発明1は、明細書記載の「【0017】こうして、同一構成の表示素子により、外光(偏光板側からの入射光)を利用した反射型表示と、背面光源を利用した透過型表示が同時に可能となる。」という機能を奏するのに対して、引用発明は、図5からも明らかなように反射型表示、または背面光源を利用した透過型表示のいずれか一方の表示の機能を奏するという、表示機能上の相違が生じるのである。
　
　そこで、上記相違を検討するに、「可変リターダは第1偏光板を透過した直線偏光を、第一電圧印加時に第一円偏光成分に変換し、第二電圧印加時に前記第一円偏光成分と逆回りの第二円偏光成分に変換するとともに、前記第一電圧印加時に偏光反射層からの反射光および透過光を前記第1偏光板の偏光軸に沿った直線偏光に変換し、前記第二電圧印加時に前記偏光反射層からの透過光を前記偏光板の偏光軸と直交する方向の直線偏光に変換する」という構成は、刊行物2〜5のいずれにも記載も示唆もされていない。そして、引用発明の可変リターダを「可変リターダは第1偏光板を透過した直線偏光を、第一電圧印加時に第一円偏光成分に変換し、第二電圧印加時に前記第一円偏光成分と逆回りの第二円偏光成分に変換するとともに、前記第一電圧印加時に偏光反射層からの反射光および透過光を前記第1偏光板の偏光軸に沿った直線偏光に変換し、前記第二電圧印加時に前記偏光反射層からの透過光を前記偏光板の偏光軸と直交する方向の直線偏光に変換する」ものに置き換えることは当業者といえども容易には想到できない事項である。
　よって、本件発明1は刊行物1〜5に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明できたものとは認められない。
　
[本件発明2〜18]
　本件発明2〜18は、本件発明1の構成を含むものである。したがって、[本件発明1]で述べた理由により、引用発明の可変リターダを「可変リターダは第1偏光板を透過した直線偏光を、第一電圧印加時に第一円偏光成分に変換し、第二電圧印加時に前記第一円偏光成分と逆回りの第二円偏光成分に変換するとともに、前記第一電圧印加時に偏光反射層からの反射光および透過光を前記第1偏光板の偏光軸に沿った直線偏光に変換し、前記第二電圧印加時に前記偏光反射層からの透過光を前記偏光板の偏光軸と直交する方向の直線偏光に変換する」ものに置き換えることは当業者といえども容易には想到できない事項である。
　よって、本件発明2〜18は刊行物1〜5に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明できたものとは認められない。
　
《3-5》むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立の理由及び証拠方法によっては、本件の請求項1〜18に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件の請求項1〜18に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年６月２７日（２００１．６．２７）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　平成１３年３月２７日付け訂正請求書にて、特許権者が求めている訂正の内容は、以下のとおりである。
特許請求の範囲の【請求項１】記載を、
　「直線偏光をその偏光軸に沿って透過する第１偏光板と、
　前記第１偏光板の後方に配置され、印加電圧に応じて入射光の位相を変調する可変リターダと、前記可変リターダの後方に配置され、入射光の所定方向回りの第一円偏光成分を選択的に反射する偏光反射層と、
　前記偏光反射層の後方に順に配置され、後方からの光を前記所定方向回りの円偏光成分に変換する位相差板及び第２偏光板を有し、
　前記可変リターダーは前記第１偏光板を透過した直線偏光を、第一電圧印加時に前記第一円偏光成分に変換し、第二電圧印加時に前記第一円偏光成分と逆回りの第二円偏光成分に変換するとともに、前記第一電圧印加時に前記偏光反対層からの反射光および透過光を前記第１偏光板の偏光軸に沿った直線偏光に変換し、前記第二電圧印加時に前記偏光反射層からの透過光を前記偏光板の偏光軸と直交する方向の直線偏光に変換することを特徴とする表示素子。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
表示素子
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　「直線偏光をその偏光軸に沿って透過する第１偏光板と、
　前記第１偏光板の後方に配置され、印加電圧に応じて入射光の位相を変調する可変リターダと、前記可変リターダの後方に配置され、入射光の所定方向回りの第一円偏光成分を選択的に反射する偏光反射層と、
　前記偏光反射層の後方に順に配置され、後方からの光を前記所定方向回りの円偏光成分に変換する位相差板及び第２偏光板を有し、
前記可変リターダーは前記第１偏光板を透過した直線偏光を、第一電圧印加時に前記第一円偏光成分に変換し、第二電圧印加時に前記第一円偏光成分と逆回りの第二円偏光成分に変換するとともに、前記第一電圧印加時に前記
偏光反射層
偏光反射層
　【請求項２】　前記偏光反射層は、コレステリック液晶層を含むことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
　【請求項３】　前記コレステリック液晶層は、その螺旋ピッチが層厚方向に沿って異なることを特徴とする請求項２記載の表示素子。
　【請求項４】　前記可変リターダーは、印加電圧に応じて入射光の位相を可変に変調する可変リターダー層と、入射光の位相を一定量変調する固定リターダー層とを有することを特徴とする請求項１記載の表示素子。
　【請求項５】　前記可変リターダー層は、前記固定リターダー層よりも前記偏光反射層側に配置されることを特徴とする請求項４記載の表示素子。
　【請求項６】　前記可変リターダー層は相対する電極間に配置された液晶を有し、前記第一電圧および第二電圧が前記電極に印加されることを特徴とする請求項１記載の表示素子。
　【請求項７】　前記可変リターダー層は、前記第一電圧印加時に、前記第二電圧印加時よりも入射光の位相をλ／２変化させることを特徴とする請求項４記載の表示素子。
　【請求項８】　前記可変リターダー層は、ツイステッドネマティック液晶素子であることを特徴とする請求項７記載の表示素子。
　【請求項９】　前記可変リターダー層は、垂直配向型ネマティック液晶素子であることを特徴とする請求項７記載の表示素子。
　【請求項１０】　前記可変リターダー層は、水平配向型ネマティック液晶素子であることを特徴とする請求項７記載の表示素子。
　【請求項１１】　前記偏光反射層の他方の面側には、面光源が配置されていることを特徴とする請求項１記載の表示素子。
　【請求項１２】　前記固定リターダ層はλ／４位相差板からなり、
その遅相軸が前記第１偏光板前面側からみたとき前記偏光軸から所定方向に概略４５°をなすように配置され前記可変リターダ層は前記第一および第二印加電圧に応じて入射光の位相を変調する液晶セルを含み、前記偏光反射層はコレステリック液晶層を含むことを特徴とする請求項５記載の表示素子。
　【請求項１３】　前記液晶層セルは、前記液晶層と、該液晶層を挟んで対向しそれぞれの内面に電極が形成された２枚の電極基板を有することを特徴とする請求項１２記載の表示素子。
　【請求項１４】　前記コレステリック液晶層は、前記電極基板面に被着されることを特徴とする請求項１３記載の表示素子。
　【請求項１５】　前記コレステリック液晶層は前記電極基板外面に被着されていることを特徴とする請求項１４記載の表示素子。
　【請求項１６】前記コレステリック液晶層は液晶ポリマーフィルムからなることを特徴とする請求項１５記載の表示素子。
　【請求項１７】　前記電極基板の一方は、マトリクス状に配列された複数の画素電極および各々の画素電極を制御するスイッチング素子を有し、他方の電極基板は前記複数の画素電極に共通の対向電極を有することを特徴とする請求項１３記載の表示素子。
　【請求項１８】　前記偏光反射層はコレステリック液晶層からなり、そのねじれ方向が前記偏光軸から遅層軸への回転方向と逆方向であることを特徴とする請求項１２記載の表示素子。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、液晶表示素子などの平板型表示素子に係り、特に外光を利用した反射型表示素子に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来の反射型液晶表示素子は、外光を利用するため使用環境によっては照度不足のため表示画面が暗くなり、特に暗所では全く利用することができない。
　【０００３】
　一方で、暗い環境では透過型液晶表示素子として利用できるように、外光を反射するための反射板として半透過反射板（ハーフミラー）を用い、この半透過反射板の背面にバックライトを具備した半透過型表示素子が応用されてきた。しかしながら、半透過反射板は入射光の利用効率が最大でも５０％であるため、表示画面の明るさは透過型表示素子または反射型表示素子と比べて著しく劣っていた。
　【０００４】
　近年こうした問題に対し、反射板に画素毎にピンホールを設け、このピンホールに対応したマイクロレンズを配置した半透過型液晶表示素子が検討されている。この半透過型液晶表示素子においては、外光利用時には反射板のピンホールを除く領域で反射した光を光源として利用し、バックライト使用時にはピンホールを透過した光をマイクロレンズにより集光することにより、光の利用効率を高めている。しかしながら外光利用時にはピンホール分の光の損失があるため、結果的に透過型としての使用頻度が高まり、消費電力を増大させることとなる。また反板の構造が複雑なため外付けの反射板を用いる必要があり、その結果視差が生じ表示性能を著しく低下させる。
　【０００５】
　また、反射型液晶表示素子の観察面側に導光板を配置し、この導光板の側面に線状光源を配置したいわゆるフロントライト方式の表示素子も検討されている。しかしながら、フロントライト表面での表面反射が著しく、コントラストなどの表示品位を著しく低下させてしまう。
　【０００６】
　【発明が解決しようとする課題】
本発明はこれら従来の反射型または半透過型表示素子の問題点を新規な構造にて解決し、光利用効率を飛躍的に高めた表示素子を提供することを目的とする。
　【０００７】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の表示素子は、その観察面側から順に、第１偏光板、可変リターダー、偏光反射層、位相差板、第２偏光板を積層した構造であることを特徴とする。偏光反射層は、その一主面に到達する入射光のうち左円偏光成分または右円偏光成分を選択反射し、残りの成分をする機能を有する。
　【０００８】
　即ち図２に示すように、偏光反射層１８を構成するコレステリック液晶１９が左回りの螺旋構造を有する場合、その主面１８ｆ側から入射する自然光Ｌｆのうち左円偏光成分は主面１８ｆで反射される。また入射光のうち右円偏光成分Ｌ２は他の主面１８ｂ側に透過する。一方他の主面１８ｂから入射する自然光Ｌｂのうち進行方向に対して左円偏光成分は、主面１８ｂで反射された光Ｌ２’となる。また進行方向に対して右円偏光成分は偏光反射層１８を透過してＬ１’となる。
　【０００９】
　上記したように、コレステリック液晶は理想的にはその螺旋方向二沿った回転方向の円偏光成分を反射し、逆回転方向の円偏光成分を透過するが、コレステリック液晶を薄膜形成すると、その螺旋方向と同じ回転方向の円偏光成分のうち１０％程度を透過する。したがって螺旋方向と同じ回転方向の円偏光成分のうち残り９０％程度が選択的に反射される。
　【００１０】
　本発明の表示素子において、観察面側から外光が入射すると、偏光板の偏光軸方向に沿った振動方向を有する直線偏光成分が取り出され、可変リターダーに到達する。可変リターダーは理想的には入射光の特定方向の振動成分の位相をこれに直交する振動成分に対してλ／４（λ：入射光波長）遅延させる固定リターダー層と、印加電圧に応じて入射光の特定方向の振動成分の位相をこれに直交する振動成分に対して相対的にλ／２遅延させる可変リターダー層により構成される。
　【００１１】
　固定リターダー層としては、例えば周知のλ／４位相差板を用いることができ、その遅相軸を偏光板の偏光軸に対して所定方向に４５°の角度をなすように配置することにより、偏光板を透過した直線偏光を特定の回転方向をもった円偏光に変換する。位相差板の遅相軸が偏光板の偏光軸に対して右回りに４５°の角をなすように配置された場合、出射される円偏光は右回りの極性となる。逆に遅相軸が偏光軸に対して左回りに４５°の角度をなすように配置すると、出射さる円偏光は左回りの極性となる。
　【００１２】
　可変リターダー層としては電圧制御により位相差を可変できる複屈折率層であればよく、例えば負の誘電異方性をもつ垂直配向ホモジニアス（ＶＡ）液晶層を用いる。ＶＡ層にしきい値以下の電圧（第一電圧）が印加された状態即ち液晶層が基板に垂直な初期配列を維持している状態では、入射光は位相変調されないまま出射されるため、円偏光の極性はそのまま維持される。ＶＡ層に飽和電圧以上の電圧（第二電圧）が印加され基板に水平方向に配列すると、入射光の特定方向の振動成分がこれに直交する方向の振動成分に対してλ／２遅延され、その結果入射した円偏光の回転方向が逆転される。
　【００１３】
　即ち本発明において可変リターダー層を液晶で構成した場合、第一電圧印加時と第二電圧印加時で液晶層による位相遅延が相対的にλ／２生じる。ＶＡ液晶を例にとれば第一電圧とは液晶が初期配向状態を呈する電圧、第二電圧とは液晶の配向が基板に平行状態になることを指す。
　【００１４】
　なお、旋光能の高い液晶層では、円偏光の回転方向を制御できないため、本発明の可変リターダとしては、広義のいわゆるＥＣＢ型（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ　ｍｏｄｅ）液晶を使用することができる。ツイステッドネマティック（ＴＮ）液晶でもツイスト角を適当な値とすれば、十分な複屈折機能が得られる。
　【００１５】
　一例として偏光軸に対し右回りに概略４５°の角度で交差する遅相軸を有する
第１λ／４位相差板と、その後面に配置された垂直配向（ＶＡ）液晶層と、さらにこのＶＡ液晶層の後面に配置された左捩じれのコレステリック液晶層と、その後面に配置された第２位相差板と、第２偏光板とを用いて本願の表示素子を構成した場合、まず表示素子の前面から第１位相差板に到達した直線偏光は、右円偏光に変換されて出力される。
ＶＡ液晶層が第二電圧印加時即ちオン状態の場合、右円偏光はＶＡ液晶層で左円偏光に変換されて偏光反射層に到達する。そして偏光反射層は図２の原理に従い、左回りの偏光成分を選択反射する。この左円偏光は再びＶＡ液晶層で右円偏光に変換され、位相差板に到達して、入射直線偏光と同じ方向に振動する直線偏光として取り出される。また表示素子の背面からの光は、第２偏光板および第２位相差板により偏光反射層に選択反射される方向の円偏光（上記の例の場合は左回り円偏光）に変換される。このうち１０％は偏光反射層を透過し、ＶＡ液晶層で右回りの円偏光に変換される。そして位相差板に到達して、入射直線偏光と同じ方向に振動する直線偏光として取り出される。
　【００１６】
　一方ＶＡ液晶層が第一電圧印加時即ちオフ状態の場合、表示素子の前面から入射し第１位相差板から出射される右円偏光はその回転方向を維持して偏光反射層に到達し、裏面に透過される。そして第２位相差板により直線偏光に変換され、第２偏光板により吸収される。また表示素子の背面からの左回りの偏光成分のうち１０％は偏光反射層およびＶＡ液晶層を透過し、第１位相差板により第１偏光板の偏光軸と直交する方向に振動する直線偏光となり、第１偏光板により吸収される。
　【００１７】
　こうして、同一構成の表示素子により、外光（偏光板側からの入射光）を利用した反射型表示と、背面光源を利用した透過型表示が同時に可能となる。
　【００１８】
　なお、位相差板の遅相軸が偏光軸から左回りに概略４５°の角度をなすように配置した場合、コレステリック液晶のツイスト方向を右回りとすることにより同一の動作を達成できる。
　【００１９】
　背面光源としては、例えばアクリル等の透光性の平板からなる導光体の側面に線状光源を配置した面光源を用いることができる。導光体の裏面に散乱反射層を設けることにより、偏光反射層から反射された偏光成分は、偏光反射層を透過するまで偏光反射層と散乱反射層との間を繰り返し反射される。従って、散乱反射層の吸収分による損失を除けば、線状光源からの光の利用効率を極めて高めることができる。
　【００２０】
　【発明の実施の形態】
　図１は、本発明の一実施例における表示素子１０の構成を示す。表示素子の観察側には、偏光板１１が配置され、その下層には、λ／４波長板１２が配置されている。そしてλ／４波長板１２の下層には、２枚のガラス基板１３、１４によって挟持された垂直配向型液晶層１５を有する液晶素子が配置されている。
　【００２１】
　そして下側のガラス基板１４と電極層１７との間には、コレステリック液晶をポリマー化したフィルム１８が被着形成されている。図２は、フィルム１８によって透過または反射される光の様子を示す。フィルム１８に用いられるコレステリック液晶は、その液晶分子１９の捩じれピッチｐと平均屈折率ｎを乗じた値ｎｐが入射光波長λに等しい場合を想定している。このコレステリック液晶の液晶分子が左回りの螺旋構造となっている場合、入射した光Ｌｆの左円偏光成分が選択反射され、残りの偏光成分は透過する。コレステリック液晶は上記の値ｎｐが入射光波長λに等しい場合、その螺旋方向（左回り）または右回り）と等しい方向（左回りまたは右回り）の円偏光成分を理想的には１００％反射する機能を有するが、実際には１０％程度透過する。下側から入射した光Ｌｂに対しても同様に左円偏光成分が選択反射される。
　【００２２】
　再び図１を参照して、本実施の形態の表示素子１０の動作を説明する。図１ａは、垂直配向型液晶層１５に電源２０から電圧が印加されたオン状態、正確には液晶のスレッショルドレベル以上の電圧印加状態（Ｖｏｎ時）を示す。この場合、ネマティック液晶分子は上側基板から下側基板に向けて基板に水平な方向に配列するホモジニアス配向となる。
　【００２３】
　この状態において、図上方の観察側から入射してくる光Ｌｆは、偏光板１１および固定リターダー層であるλ／４位相差板１２を介して、右回りの円偏光として可変リターダー層である垂直配向型液晶層（ＶＡ層）１５に入射する。そしてこの層１５で位相がλ／２遅延されることにより、左回りの円偏光に変換されて偏光反射層であるコレステリック液晶層１８に到達する。従って上述したとおり到達した左回りの円偏光はコレステリック液晶層１８により反射され、再びＶＡ層１５により位相がλ／２遅延されることにより、右回りの円偏光に変換されて出力される。この光が再びλ／４位相差板１２を通過することにより、偏光板１１の偏光軸に沿った直線偏光となり、偏光板１１を通過して出力され、明状態の表示が得られる。
　【００２４】
　図１（ｂ）は、垂直配向型液晶層１５にしきい値以下の電圧が印加されたオフ状態（零電圧を含む）（Ｖｏｆｆ時）を示す。この場合、液晶層は液晶分子が基板に垂直に配列し、入射光を位相変調しない状態となる。
　【００２５】
　この状態において、図上方から入射してくる光Ｌｆは、図１ａの場合と同様に、偏光板１１およびλ／４位相差板１２を介して、右回りの円偏光として液晶層１５に入射するが、同層１５では位相変調されず、右回りの円偏光のままコレステリック液晶層１８に到達する。この右回りの円偏光は、表示素子の背面に向けて透過していき、位相差板２５で偏光板２６の吸収軸に沿った振動成分をもつ直線偏光に変換される。その結果、観察面には光は戻らず、暗状態の表示が得られる。
　【００２６】
　次にコレステリック液晶層１８の背面に面光源２１を配置した場合の動作について説明する。面光源２１は、アクリル平板などにより形成される導光板２２と、その側面に配置された線状光源２４、および導光板の背面に配置された拡散反射層２３により構成される。
　【００２７】
　図１ａの状態即ちＶｏｎ時には、面光源から出力される光Ｌｂは偏光板２６および位相差板２５により左回り円偏光となりそのうち所定の割合の光（約１０％）がコレステリック液晶層１８を通過し、残りの光は反射される。そしてコレステリック液晶層１８を通過した光は、ＶＡ層１５によって位相変調され、右回りの円偏光に変換される。そしてこの光がλ／４位相差板１２を通過することにより、偏光板１１の偏光軸に沿った直線偏光となり、偏光板１１を通過して出力され、明状態の表示が得られる。
　【００２８】
　一方図１ｂの状態即ちＶｏｆｆ時には、コレステリック液晶層１８を通過した左回りの円偏光は、ＶＡ層１５による位相変調を受けず、そのまま出力される。そしてこの光がλ／４位相差板１２を通過することにより、偏光板５の偏光軸と直交する振動方向を有する直線偏光となり、偏光板１１により吸収されて、暗状態の表示が得られる。
　【００２９】
　このようにして同一構造の表示素子を用いて、外光を利用する場合、光源を利用する場合ともに、極めて光利用効率の高い表示を得ることができ、明るい表示が可能となる。
　【００３０】
　また、コレステリック液晶層１８の偏光反射層を可変リターダーであるＶＡ液晶素子の内部に形成することにより、基板１４外面に偏光反射層を配置した場合に比べ、基板１４による視差はなくなる。また偏光反射層を、例えば基板１４上にＴＦＴ、ＭＩＭ素子等のアクティブ素子を形成した場合の絶縁層として兼用すれば、製造プロセスを簡略化でき、コストを低減できる。
　【００３１】
　こうして、同一構成の表示素子により、外光を利用した反射型表示と、背面光源を利用した透過型表示が同時に可能になる。
　【００３２】
　なお、上記実施例においては、ＶＡ液晶素子を可変リターダーとして用いたが、入射光の位相を２分の１波長ずらすか位相変調しないかを電界により制御できる素子であれば同様の効果を得られることはいうまでもない。例えば、他の実施例として、従来公知のネマティック液晶を基板の方向に平行に配向させた水平配向型ネマティック液晶素子を用いてもよく、またネマティック液晶をツイスト配向させたツイステッドネマティック液晶素子を用いてもよい。
　【００３３】
　また、本発明の表示素子をカラー表示素子に応用することももちろん可能である。即ち、偏光板とネマティック液晶層との間に、赤、緑青の３原色もしくはイエロー、マジェンタ、シアンの補色３原色のカラーフィルタを配置し、マトリクス状に配置した画素電極を用いてネマティック液晶層を画素単位で電界制御することにより加法混色によるカラー表示を行うことができる、このカラーフィルターを、可変リターダーのセル内部に構成することももちろん可能である。
　【００３４】
　こうした本発明の表示素子に用いる偏光反射層は、可視光域における全ての波長の光に対して前述した機能、作用を発揮することが、無彩色の白黒表示や色再現性に優れたカラー表示を得る上で望ましい。例えば上記の各実施例のように、コレステリック液晶層により偏光反射層を構成した場合、その螺旋ピッチｐとコレステリック液晶ポリマーの平均屈折率ｎを乗じた値ｎｐが、可視光波長の最短波長から最長波長までを網羅するよう螺旋ピッチが層厚方向に沿って連続的に変化した螺旋構造とすることにより、可視光領域の全ての波長に対応した偏光反射能を得ることができる。
　【００３５】
　コレステリック液晶を構成する棒状高分子は螺旋構造を有し、螺旋軸に平行な光が入射した場合、螺旋ピッチに等しい光の波長をブラッグ反射する。即ち、値ｎｐに等しい波長の光を中心波長として、屈折率異方性△ｎと螺旋ピッチｐを乗じた値△ｎｐと等しいバンド幅（波長の範囲）にてブラッグ反射を得る。なお、上記の屈折率異方性△ｎは、棒状の液晶高分子の長軸方向に沿った屈折率と短軸方向に沿った屈折率との差を表し、一方平均屈折率は、長軸方向に沿った屈折率と短軸方向に沿った屈折率の二乗和の平方根により求められる。
　【００３６】
　しかしながら、コレステリック液晶の屈折率異方性△ｎは０乃至０．３のものしか実存せず、かつコレステリック液晶の平均屈折率ｎも１．４乃至１．６のものしか実存しないため、前記ブラッグ反射の中心波長を可視光波長の中心波長（約５５０ｎｍ）にあわせることは困難である。従って上述の通り、コレステリック液晶の螺旋ピッチを層厚方向に変化させることが、可視光領域全域に渡って良好な偏光反射能を得るために極めて有効である。
　【００３７】
　このような螺旋ピッチが変化するコレステリック液晶層を得るには、ピッチの異なる２種以上のコレステリック液晶ポリマー層を連続的に積層したり、コレステリック液晶材料を基板に塗布して固化させる際に、塗布後の膜表面にコレステリック液晶の螺旋ピッチを長くする添加剤（例えば螺旋ピッチが無限大であるネマティック液晶など）をコーティングする方法が好適である。
　【００３８】
　また、上記例においては、可変リターダー層に印加する電圧としてＶｏｎとＶｏｆｆの中間の電圧を印加することにより、中間調表示をさせることももちろん可能である。
　【００３９】
　以上の各実施の形態においては、外光を利用して反射型表示素子として動作させる場合、また背面光源を利用して透過型表示素子として動作させる場合、いずれの場合も高い光利用効率を達成することができる。
　【００４０】
　図３は、本発明の第２の実施例の半透過型液晶表示装置として構成されたＴＦＴアクティブマトリクス型液晶表示装置である。図４はその主たる構成部分、図５はアレイ基板のＴＦＴ素子構造を示す。同図は図４のＴＦＴ素子構造を説明するため、図４に対して上下反転して示してある。　ＴＦＴアレイ基板１３は、ガラス等からなる絶縁基板からなり、図はＴＦＴアレイ基板１３を観察側に配置し、対向基板１４を背面光源側に配置したカラーフィルターを有する垂直配向ネマティック型の素子を示す。画面表示領域に多数の画素電極３０をマトリスク状に配置し、各画素電極３０に駆動スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３１が設けられる。これらの画素電極間に信号線３２、ゲート電極３３を含む走査線３４、さらに必要に応じて補助容量電極（図示しない）が設けられる。これらの上から熱酸化膜３５、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる半導体膜３６が順次形成されており、半導体膜を覆って低抵抗半導体膜３７が形成されている。ＴＦＴ素子３１を構成している部分は、ＴＦＴ素子を保護するためのパッシベーション膜３８によって覆われている。
　【００４１】
　このように、ゲート電極３３が半導体膜３６の下に配置される構造をボトムゲート構造と称し、アレイ基板１３からＴＦＴ素子３１に向かって入る外光はゲート電極３３で遮られるため半導体膜３６に入射しない。その結果、表示素子を屋外使用する時の光により発生する光リーク電流による表示コントラスト比低下を防止できる。
　【００４２】
　また、画素部の全面にはカラーフィルタ３９が配置されている。カラーフィルタには１０μｍ角程度のコンタクトホール４０が設けられている。カラーフィルタ３９の上には例えばＩＴＯからなる透明画素電極３０が各画素毎に形成されている。透明画素電極３０はカラーフィルタ３９に設けられたコンタクトトル４０を介してＴＦＴのソース電極４１に電気的に接続されている。
　【００４３】
　透明画素電極３０の境界部には信号線３２、走査線３４、補助容量線の何れかの配線電極が配置されて、背面光源による半透過型液晶表示装置の透過光使用時に、背面光源の光が漏れてコントラスト比を低下させることが無い。このアレイの上にさらに、図示しない配向膜が所定の配向軸を備え積層されている。
　【００４４】
　一方、対向基板１４には、偏光反射層１８が所定形状に形成されている。ここで、偏光反射層１８としては、コレステリック液晶をポリマー化したフィルムを被着形成した。偏光反射層１８はさらに、対向電極１７として例えばＩＴＯの透明導電膜が所定形状に積層されている。ＩＴＯは通常のマスクスパッタの手段により成膜とパターニングを同時に行うのが好ましい。これによりＩＴＯ形成時のコレステリック液晶層へのプロセス負荷は極めて小さい。
　【００４５】
　さらに、図示しない配向膜が配向処理して積層されている。配向は液晶分子が基板に垂直に配向される方向となっている。
　【００４６】
　これらのＴＦＴアレイ基板１３と対向基板１４とが対向して液晶セルを構成しており、両基板の周縁部（シール部）４２は接着剤（シール材）４３によって貼り合わされ、液晶セルにはＶＡ液晶１５が封入されている。このとき、シール剤は対向基板１４の偏光反射層１８が形成されていない領域に塗布するのが良い。偏光反射層１８の上ではシール剤の付着性が悪く、１万時間以上の長時間の使用に対して基板が剥れるなどの信頼性問題を招く恐れがある。あるいは偏光反射層の上にシール剤の付着性の良いオーバーコート剤を塗布しておけば、上記信頼性問題は回避できる。オーバーコート剤は、例えば通常カラーフィルタに用いられているアクリル樹脂で良い。
　【００４７】
　アレイ基板１３の外側の面上には、１／４波長板１２、偏光板１１がこの順に積層されている。対向基板１４の液晶層とは反対側の外面には図示しない背面光源が配置されている。また、対角画面寸法が８インチ以上の中型から大型液晶表示装置では、光拡散フィルムをアレイ基板１の外側の面に設けて視野角を拡大しても良い。
　【００４８】
　以上のように構成された本実施例の液晶表示装置は、接続された外部回路によって駆動され、周囲に適当な光源がある明所では周囲光を液晶表示装置に入射させ、その反射光で表示を行う反射型液晶表示装置として用いることができる。
　【００４９】
　また、暗所では、液晶セル背面の光源を点灯させ、その透過光で表示を行う透過型液晶表示装置として用いることができる。
　【００５０】
　図６および図７は、本発明の第３の実施例の半透過型液晶表示装置として構成されたＴＦＴ方式アクティブマトリクス型液晶表示装置を示す。
　【００５１】
　図３乃至図５で説明した第２の実施例と異なる部分は次のとおりであり、その他は同様の構成である。
　【００５２】
第１に、対向基板１４の厚さを可及的に薄く、実用的な０．２ｍｍと薄くし、粘着層付きフィルムとして供給される偏光反射層１８ａを、対向基板１４の透明電極１７が形成される面とは反対の外面に貼付している点である。
　【００５３】
　ここで、偏光反射層１８ａとしては、コレステリック液晶をポリマー化したフィルムを用いることができる。偏光反射層を第１の実施例のように薄膜形成する必要が無いので、第１の実施例よりも製造歩留がさらに良い。また、表示においては、基板厚０．２ｍｍ程度のパララックスによる影が発生するが、０．２ｍｍ程度では視認性を損なう問題を引き起こす心配は無い。なお、０．２ｍｍ厚の基板１４には０．７ｍｍガラス基板を薄く研磨して使用するか、プラスチック基板を用いる。
　【００５４】
　第２に、ＴＦＴアレイ基板上のＴＦＴ素子がポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）ＴＦＴ素子３１ａである点が、第１の実施例と異なる。ｐｏｌｙ−ＳｉＴＦＴ素子の光リーク電流は一般に小さく、数万ルックス（ｌｘ）程度の外光下でも問題にならない。
　【００５５】
　上述した偏光反射層１８ａは、コレステリック液晶フィルムにより構成する。その螺旋ピッチｐとコレステリック液晶ポリマーの平均屈折率の積ｎｐが、可視光波長のすべてを網羅するよう螺旋ピッチが層厚方向に沿って連続的に変化した螺旋構造とすることにより偏光反射能の波長分散による色付きを抑制する事が出来る。
　【００５６】
コレステリック液晶を構成する棒状高分子は螺旋構造を有し、螺旋軸に平行な光が入射した場合、螺旋ピッチに等しい光の波長をブラッグ反射する。すなわち、積ｎｐの値に等しい波長の光を中心波長として、屈折率異方性Δｎと螺旋ピッチとの積Δｎｐと等しいバンド幅（波長の範囲）にてブラッグ反射を得る。なお、上記の屈折率異方性Δｎは、棒状の高分子の長軸方向に沿った屈折率と短軸方向に沿った屈折率との差を表し、一方平均屈折率は、長軸方向に沿った屈折率と短軸方向に沿った屈折率の２乗和の平方根によって与えられる。
　【００５７】
　これを実現するため、コレステリック液晶の螺旋ピッチを層厚方向に変化させて、可視光領域全域にわたって良好な偏光反射能を得る。
　【００５８】
　図８は、図１の表示素子においてさらに背面光源光の光利用効率を高めるための光学系を示す。即ち、背面光源２１と偏光板２６との間に、位相差板５１および第２のコレステリック液晶フィルム５２を配置したものである。
　【００５９】
　この光学系は、光源光の一部を偏光板２６の手前で偏光軸に沿った直線偏光に変換し、残りを反射しリサイクル利用するためのもので、本実施例においては第２のコレステリック液晶フィルム５２は、偏光反射層１８と同じく左捩じれの螺旋構造を有し、位相差板５１は位相差板２５の遅相軸と平行な遅相軸を有する。
　【００６０】
　この構成において、光源光のうち右回りの円偏光成分は第２のコレステリック液晶フィルム５２を透過し、左回りの円偏光成分は第２のコレステリック液晶フィルム５２により大部分が反射されるが、約１０％の光は第２のコレステリック液晶フィルム５２を透過する。そしてこの円偏光が位相差仮５１に入射すると、右回りの円偏光成分は偏光板２６の偏光軸と平行な振動成分をもつ直線偏光に変換され、左回りの円偏光成分は偏光板２６の吸収軸と平行な振動成分をもつ直線偏光に変換される。従って偏光反射層１８には、偏光板を透過し位相差板２５によって変換された左回りの円偏光成分のみが入射する。
　【００６１】
　この左回りの円偏光成分の約９０％は偏光反射属１８により反射され、位相差板２５によって偏光板を透過する直線偏光に変換され、さらに位相差板５１によって第２のコレステリック液晶フイルム５２を透過する円偏光に変換される。そして背面光源ユニットの反射板まで到達して、偏光成分が分解され、これを繰り返すことにより、背面光源に向けて反射される光をリサイクルして、光源光の利用効率を高めることができる。
　【００６２】
　なお、この光学系の構成は上記の構成にかぎられるものではなく、逆方向の捩じれを有するコレステリック液晶フイルムを用いた場合は、位相差板５１の遅相軸方向を１８０°回転させることによって、同様の機能を有する光学系を構成すことができる。
　【００６３】
　【発明の効果】
　本発明の表示素子においては、外光を利用して反射型表示素子として動作させる場合および背面光源を利用して透過型表示素子として動作させる場合いずれの場合においても高輝度の表示画面を得ることができ、反射表示時に背面光源を補助的に使用したり透過表示時に背面光源の輝度を上げるする必要がなくなり、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】　本発明の一実施の形態の動作を説明する断面略図で、（ａ）はＶｏｎの状態、（ｂ）はＶｏｆｆの状態を示す、
　【図２】
　本発明の偏光反射層の動作原理を示す略図、
　【図３】
　本発明の一実施例の構成を示す一部平面図、
　【図４】
　本発明の一実施例の一部断面図、
　【図５】
　本発明の一実施例のＴＦＴの断面図、
　【図６】
　本発明の他の実施例の一部断面図、
　【図７】
　本発明の他の実施例のＴＦＴの断面図、
　【図８】
　本発明の他の実施例を説明する断面略図。
　【符号の説明】
　１８…コレステリック液晶層（偏光反射層）
　２１…背面光源
　１１…偏光板
　１２…λ／４波長板（固定リターダー層）
　１３、１４…透明基板
　１５…垂直配向型液晶層（ＶＡ層）（可変リターダー層）
　１６、１７…透明電極層
　２５…位相差板
　２６…偏光板
　５１…位相差板
　５２…第２のコレステリック液晶フィルム