(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶分子の配向方位を基板面と平行な面内において制御して、反射表示と透過表示とを明暗を反転させること無く行なう。【解決手段】一方の基板の内面に、予め定めた位置から一方の側と他方の側とで向きが予め定めた角度ずれた２つの方向の横電界を生成し、これらの横電界によって液晶分子の分子長軸の向きを制御するための複数の信号電極４及びコモン電極５を設け、観察側とは反対側の基板２の内面に、複数の画素内の２つの方向の横電界の生成領域のうちの一方に対応させて、観察側から入射した光を反射して観察側へ出射する反射表示部と、反対側から入射した光を観察側へ出射する透過表示部とを形成するための反射膜を設け、一対の基板の内面に、反射表示部の液晶分子を予め定めた配向状態に配向させ、透過表示部の液晶分子を予め定めた配向状態に配向させるための配向処理が施された配向膜を設け、一対の基板の外面にそれぞれ偏光板を配置した。【選択図】図１
2008083388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めた間隙を設けて対向配置された観察側及びその反対側の一対の基板と、
前記一対の基板間の間隙に封入された液晶層と、
前記一対の基板の互いに対向する内面のうちのいずれか一方に互いに絶縁して配置され、電圧の印加により、前記基板面と実質的に平行で、且つ予め定めた位置から一方の側と他方の側とで向きが予め定めた角度ずれた２つの方向の横電界を生成し、これらの横電界によって前記液晶層の液晶分子の分子長軸の向きが制御される複数の画素をマトリックス状に配列させて形成するための複数の信号電極及び複数のコモン電極と、
前記反対側の基板の内面または外面に、前記複数の画素内の前記２つの方向の横電界の生成領域のうちの一方にそれぞれ対応させて設けられ、前記観察側から入射した光を反射して前記観察側へ出射する反射表示部と、前記観察側とは反対側から入射した光を透過させて前記観察側へ出射する前記反射表示部以外の透過表示部とを前記複数の画素毎に形成するための反射膜と、
前記一対の基板の内面にそれぞれ設けられ、前記液晶分子を、前記基板面と実質的に平行な方向に分子長軸を向けて配向させる配向性を有し、且つ、前記複数の画素の前記反射表示部に対応する部分にそれぞれ、前記液晶分子を、前記反射表示部に生成する前記横電界の向きに対して予め定めた配向状態に配向させるための配向処理が施され、前記複数の画素の前記透過表示部に対応する部分にそれぞれ、前記液晶分子を、前記透過表示部に生成する前記横電界の向きに対して予め定めた配向状態に配向させるための配向処理が施された一対の配向膜と、
前記一対の基板の外面にそれぞれ配置された観察側及びその反対側の一対の偏光板と、
を備えることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
信号電極とコモン電極のうち、一方の電極は、予め定めた位置から一方の側の部分が、一方の方向に沿う細長形状に形成され、他方の側の部分が、前記一方の方向に対して予め定めた角度で傾いた方向に沿う細長形状に形成された複数の細長電極部を有する第１の導電膜からなり、前記他方の電極は、前記一方の電極の少なくとも前記複数の細長電極部の間に対応する形状に形成された第２の導電膜からなっていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
一対の配向膜の前記複数の画素の透過表示部に対応する部分に、液晶分子を、予め定めた一方の方向に分子長軸を揃えて配向させるための配向処理が施され、前記複数の画素の反射表示部に対応する部分に、前記液晶分子を、前記一方の方向に対して実質的に４５°傾いた方向に分子長軸を揃えて配向させるための配向処理が施され、一対の基板の少なくともいずれか一方の内面に、前記複数の画素の反射表示部にそれぞれ対応させて、前記反射表示部の液晶層厚を、前記反射表示部の液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄが、前記透過表示部の液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄに比べて透過光の１／４波長に相当する値だけ小さくなるように調整するための液晶層厚調整層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
一対の配向膜の透過表示部に対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部の液晶分子の分子長軸方向は、信号電極とコモン電極との間の前記透過表示部に対応する側に生成する横電界の向きに対して、実質的に７５°〜８５°の角度で交差しており、前記一対の配向膜の反射表示部に対応する部分の配向処理により規定される前記反射表示部の液晶分子の分子長軸方向は、前記信号電極とコモン電極との間の前記反射表示部に対応する側に生成する横電界の向きに対して、実質的に７５°〜８５°の角度で交差していることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
一対の配向膜の複数の画素の透過表示部に対応する部分に、液晶分子を、予め定めた一方の方向に分子長軸を揃えて配向させるための配向処理が施され、前記複数の画素の反射表示部に対応する部分に、前記液晶分子を、前記一対の基板間において、観察側の基板の近傍の液晶分子の分子長軸が前記一方の方向と実質的に平行で、且つ反対側の基板の近傍の液晶分子の分子長軸の向きが前記観察側の基板の近傍の液晶分子の分子長軸の向きに対して予め定めた角度捩れたツイスト状態に配向させるための配向処理が施され、一対の基板の少なくともいずれか一方の内面に、前記複数の画素の反射表示部にそれぞれ対応させて、前記反射表示部の液晶層厚を、前記反射表示部の液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄが、前記反射表示部の液晶分子が前記ツイスト状態に配向したときに、前記反射表示部を透過する光に対して、前記透過表示部の液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄに比べて実質的に１／４波長に相当する値だけ小さい位相差を与える値になるように調整するための液晶層厚調整層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
一対の配向膜の透過表示部に対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部の液晶分子の分子長軸方向は、信号電極とコモン電極との間の前記透過表示部に対応する側に生成する横電界の向きに対して、実質的に７５°〜８５°の角度で交差しており、前記一対の配向膜の反射表示部に対応する部分の配向処理により規定される前記反射表示部の液晶分子の分子長軸方向は、観察側の基板の近傍において、前記信号電極とコモン電極との間の前記反射表示部に対応する側に生成する横電界の向きに対して実質的に５０°〜６０°の角度で交差していることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
一対の偏光板のうちの観察側の偏光板は、その吸収軸を、一対の配向膜の透過表示部に対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部の液晶分子の分子長軸方向に対して実質的に平行または直交する方向に向けて配置され、反対側の偏光板は、その吸収軸を、前記観察側の偏光板の吸収軸に対して実質的に直交させて配置されていることを特徴とする請求項３または５に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶分子の配向方位を基板面と実質的に平行な面内において制御して画像を表示する液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子として、予め定めた間隙を設けて対向配置された一対の基板間の間隙に、液晶層を、前記一対の基板の内面にそれぞれ設けられた配向膜により、液晶分子の分子長軸を予め定めた一方の方向に揃えて前記基板面と実質的に平行に配向させて封入し、前記一対の基板の互いに対向する内面のうちの一方の基板の内面に、前記基板面と実質的に平行な横電界を生成し、この横電界によって前記液晶分子の分子長軸の向きが制御される複数の画素をマトリックス状に配列させて形成するための複数の信号電極及び複数のコモン電極を設け、前記一対の基板の外面にそれぞれ偏光板を配置したものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この液晶表示素子は、一方の基板の内面に設けられた複数の信号電極とコモン電極との間にそれぞれ表示データに対応した横電界を生成することにより、前記液晶分子の分子長軸の向きを、前記基板面と実質的に平行な面内において制御して画像を表示する。
【特許文献１】特開２００２−８２３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した液晶表示素子は、一対の基板のうちの観察側とは反対側の基板側から入射し、液晶層を透過した光によって画像を表示する透過型の表示素子であって、観察側から入射した光によって画像を表示する反射型の表示を行なうことができなかった。
【０００５】
この発明は、液晶分子の配向方位を基板面と実質的に平行な面内において制御して画像を表示し、しかも、観察側から入射した光を反射し、その光の前記観察側への出射を制御して画像を表示する反射表示と、観察側とは反対側から入射した光の前記観察側への出射を制御して画像を表示する透過表示とを、明暗を反転させること無く行なうことができる液晶表示素子を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の液晶表示素子は、
予め定めた間隙を設けて対向配置された観察側及びその反対側の一対の基板と、
前記一対の基板間の間隙に封入された液晶層と、
前記一対の基板の互いに対向する内面のうちのいずれか一方に互いに絶縁して配置され、電圧の印加により、前記基板面と実質的に平行で、且つ予め定めた位置から一方の側と他方の側とで向きが予め定めた角度ずれた２つの方向の横電界を生成し、これらの横電界によって前記液晶層の液晶分子の分子長軸の向きが制御される複数の画素をマトリックス状に配列させて形成するための複数の信号電極及び複数のコモン電極と、
前記反対側の基板の内面または外面に、前記複数の画素内の前記２つの方向の横電界の生成領域のうちの一方にそれぞれ対応させて設けられ、前記観察側から入射した光を反射して前記観察側へ出射する反射表示部と、前記観察側とは反対側から入射した光を透過させて前記観察側へ出射する前記反射表示部以外の透過表示部とを前記複数の画素毎に形成するための反射膜と、
前記一対の基板の内面にそれぞれ設けられ、前記液晶分子を、前記基板面と実質的に平行な方向に分子長軸を向けて配向させる配向性を有し、且つ、前記複数の画素の前記反射表示部に対応する部分にそれぞれ、前記液晶分子を、前記反射表示部に生成する前記横電界の向きに対して予め定めた配向状態に配向させるための配向処理が施され、前記複数の画素の前記透過表示部に対応する部分にそれぞれ、前記液晶分子を、前記透過表示部に生成する前記横電界の向きに対して予め定めた配向状態に配向させるための配向処理が施された一対の配向膜と、
前記一対の基板の外面にそれぞれ配置された観察側及びその反対側の一対の偏光板と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の液晶表示素子によれば、観察側から入射した光を反射し、その光の前記観察側への出射を制御して画像を表示する反射表示と、観察側とは反対側から入射した光の前記観察側への出射を制御して画像を表示する透過表示とを行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
図１〜図７はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は液晶表示素子の一方の基板の一部分の平面図、図２は前記液晶表示素子の図１のII−II線に沿う断面図、図３は前記液晶表示素子の図１のIII−III線に沿う断面図、図４は前記液晶表示素子の図１のIV−IV線に沿う断面図、図５は前記液晶表示素子の一対の基板の内面にそれぞれ設けられた一対の配向膜の配向処理方向と一対の偏光板の吸収軸の向きを観察側から見た図、図６は前記液晶表示素子の１つの画素における無電界時の液晶分子の分子長軸の向きを観察側から見た図、図７は前記液晶表示素子の１つの画素における横電界生成時の液晶分子の分子長軸の向きを観察側から見た図である。
【０００９】
この液晶表示素子は、図１〜図４のように、予め定めた間隙を設けて対向配置された観察側（図２〜図４において上側）及びその反対側の一対の透明基板１，２と、前記一対の基板１，２間の間隙に封入された正の誘電異方性を有するネマティック液晶層３と、前記一対の基板１，２の互いに対向する内面のうちの一方の基板の内面、例えば観察側とは反対側の基板２の内面に、互いに絶縁して配置され、電圧の印加により、前記基板１，２面と実質的に平行で、且つ予め定めた位置から一方の側と他方の側とで向きが予め定めた角度で交差する２つの方向の横電界Ｅ１，Ｅ２（図７参照）を生成し、これらの横電界Ｅ１，Ｅ２によって前記液晶層３の液晶分子３ａの分子長軸の向きが制御される複数の画素１００を行方向（画面の左右方向）及び列方向（画面の上下方向）にマトリックス状に配列させて形成するための複数の信号電極４及び複数のコモン電極５と、前記一対の基板１，２の外面にそれぞれ配置された観察側及びその反対側の一対の偏光板２１，２２とを備えている。
【００１０】
以下、前記観察側の基板１を前基板、観察側とは反対側の基板２を後基板、前記前基板１の外面に配置された観察側の偏光板２１を前側偏光板、前記後基板２の外面に配置された反対側の偏光板２２を後側偏光板という。
【００１１】
前記一対の基板１，２は、図示しない枠状のシール材を介して接合されており、前記液晶層３は、前記一対の基板１，２間の間隙の前記シール材により囲まれた領域に封入されている。
【００１２】
この液晶表示素子は、アクティブマトリックス液晶表示素子であり、前記複数の信号電極４及び複数のコモン電極５が設けられた後基板２の内面に、前記複数の画素１００毎に配置された能動素子６を備えている。
【００１３】
この能動素子６は、信号の入力電極１０及び出力電極１１と、前記入力電極１０と出力電極１１との間の導通を制御する制御電極７とを有しており、前記制御電極７が各行毎に走査線１２に接続され、前記入力電極１０が各列毎に信号線１３に接続され、前記出力電極１１が前記信号電極４に接続されている。
【００１４】
前記能動素子６は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）であり、前記後基板２の基板面上に形成されたゲート電極（制御電極）７と、前記ゲート電極７を覆って後基板２の略全面に形成された透明なゲート絶縁膜８と、このゲート絶縁膜８の上に前記ゲート電極７と対向させて形成されたｉ型半導体膜９と、前記ｉ型半導体膜９の両側部の上にｎ型半導体膜（図示せず）を介して設けられたドレイン電極（入力電極）１０及びソース電極（出力電極）１１とからなっている。
【００１５】
前記走査線１２は、前記後基板２の基板面上に、前記行方向に配列された複数の画素１００からなる各画素行毎に、前記画素行の一側（図１において下側）に前記画素行と平行に形成され、各行のＴＦＴ６のゲート電極７に接続されており、前記信号線１３は、前記ゲート絶縁膜８の上に、前記列方向に配列された複数の画素１００からなる各画素列毎に、前記画素列の一側（図１において左側）に前記画素列と平行に形成され、各列のＴＦＴ６のドレイン電極１０に接続されている。
【００１６】
なお、前記後基板２の縁部には、前記前基板１の外方に張出す端子配列部（図示せず）が形成されており、前記走査線１２及び信号線１３は、前記端子配列部に設けられた複数の走査線端子及び信号線端子に接続されている。
【００１７】
そして、前記コモン電極５は、前記ゲート絶縁膜８の上に形成され、前記複数の信号電極４は、前記コモン電極５及びＴＦＴ６を覆って前記後基板２の略全面に形成された透明な層間絶縁膜１４の上に形成されている。すなわち、前記複数の信号電極４と前記コモン電極５は、前記層間絶縁膜１４により絶縁されている。
【００１８】
前記複数の信号電極４はそれぞれ、画面の上下方向に沿う縦幅が、前記画面の左右方向に沿う横幅よりも大きい縦長の矩形形状領域に、その領域の予め定めた位置、例えば前記縦幅方向に沿う方向の中央位置から一方の側の部分が、一方の方向に沿う細長形状に形成され、他方の側の部分が、前記一方の方向に対して予め定めた角度で傾いた方向に沿う細長形状に形成された複数の細長電極部４ｂを有する透明な第１の導電膜（例えばＩＴＯ膜）４ａからなっている。
【００１９】
この第１の導電膜４ａの複数の細長電極部４ｂの前記縦幅方向の中央位置から一方の側、例えば図１において下側の部分は、前記画面の上下方向、つまり画面の縦軸ｙに対して、左右いずれか一方回りの方向、例えば観察側から見て右回り方向に５°〜１５°の角度θ１で傾いた方向に沿う細長形状に形成されており、他方の側の部分、つまり図１において上側の部分は、前記画面の縦軸ｙに対して、前記下側の部分の傾き方向とは反対方向、つまり観察側から見て左回り方向に３０°〜４０°の角度θ２で傾いた方向に沿う細長形状に形成されている（図６及び図７参照）。
【００２０】
なお、これらの細長電極部４ｂのうち、前記下側の部分が前記矩形形状領域の幅内において前記縦幅方向の中央位置まで延びている各細長電極部４ｂは、前記下側の部分から上側の部分にわたって連続した形状に形成され、他の細長電極部４ｂは、前記下側の部分と上側の部分とが前記領域の幅方向の側縁において切離された形状に形成されている。
【００２１】
そして、前記複数の細長電極部４ｂの下側の部分は、前記第１の導電膜４ａの下縁に形成されたつなぎ部４ｄにより共通接続されており、また、前記複数の細長電極部４ｂのうち、前記下側の部分と上側の部分とが切離された各細長電極部４ｂの上側の部分は、前記第１の導電膜４ａの上縁に形成されたつなぎ部４ｅにより共通接続され、そのつなぎ部４ｅを介して、前記下側の部分から上側の部分にわたって連続した細長電極部４ｂのうちの１つまたは複数の細長電極部４ｂ（図１では１つの細長電極部４ｂ）の上側の部分の上端部に接続されている。
【００２２】
すなわち、前記下側の部分から上側の部分にわたって連続した各細長電極部４ｂも、前記下側の部分と上側の部分とが切離された各細長電極部４ｂも、前記第１の導電膜４ａの下縁のつなぎ部４ｄに、直接または前記第１の導電膜４ａの上縁のつなぎ部４ｅ及び前記連続した細長電極部４ｂを介して接続されている。
【００２３】
また、前記複数の細長電極部４ｂの下側部分の幅Ｗ１と隣合う下側部分の間隔Ｄ１との比Ｄ１／Ｗ１と、前記複数の細長電極部４ｂの上側部分の幅Ｗ２と隣合う上側部分の間隔Ｄ２との比Ｄ２／Ｗ２は、それぞれ、１／３〜３／１、好ましくは１／１に設定されている。
【００２４】
そして、前記第１の導電膜４ａの下縁のつなぎ部４ｄの一端側は、前記ＴＦＴ６のソース電極１１上に前記層間絶縁膜１４を介して重なっており、前記層間絶縁膜１４に設けられた図示しないコンタクト孔において前記ソース電極１１に接続されている。
【００２５】
また、前記ゲート絶縁膜８の上に形成された前記コモン電極５は、前記各画素行毎にその全長にわたって設けられ、各行の複数の信号電極４にそれぞれ対応する領域を、画素１００の略全域に対応する縦長矩形形状に形成された第２の導電膜（例えばＩＴＯ膜）５ａからなっている。
【００２６】
なお、この実施例では、前記第２の導電膜５ａを、図１のように、前記第１の導電膜４ａからなる各信号電極４にそれぞれ対応する領域を、縦長矩形形状の電極部５ｂにパターニングし、これらの電極部５ｂ，５ｂをその一端側（走査線１２が設けられた側とは反対側）において接続部５ｃにより接続した形状に形成しているが、この第２の導電膜５ａは、前記画素行の全長にわたって前記信号電極４の縦幅（画面の上下方向の幅）に対応する幅に形成してもよい。
【００２７】
前記第２の導電膜５ａは、前記複数の信号線１３の上を横切って形成されており、この前記第２の導電膜５ａと前記信号線１３との交差部は、前記信号線１３を覆って設けられた図示しない絶縁膜により絶縁されている。
【００２８】
また、前記各画素行にそれぞれ対応する複数の第２の導電膜５ａは、前記複数の信号電極４の配列領域の一端側の外側において共通接続されており（図示せず）、その共通接続部は、前記後基板２の前記端子配列部に設けられたコモン電極端子に接続されている。
【００２９】
そして、前記第１の導電膜４ａからなる信号電極４と、前記第２の導電膜５ａからなるコモン電極５とにより、前記信号電極４の各細長電極部４ｂの中央位置から下側の部分及び上側の部分の縁部４ｃと、前記コモン電極５の前記各細長電極部４ｂの縁部４ｃに隣接する部分（隣合う細長電極部４ｂ，４ｂの間に対応する部分）との間に、前記後基板２の基板面と実質的に平行で、且つ画面の上下方向に沿う縦幅方向の中央位置から下側と上側とで向きが予め定めた角度で交差する２つの方向の横電界Ｅ１，Ｅ２を生成し、これらの横電界Ｅ１，Ｅ２によって前記液晶分子３ａの分子長軸の向きを制御する実質的に縦長矩形形状の画素１００が形成されている。
【００３０】
なお、前記横電界Ｅ１，Ｅ２のうち、前記信号電極４の各細長電極部４ｂの中央位置から下側の部分の縁部４ｃと前記コモン電極５との間には、前記細長電極部４ｂの下側部分の長さ方向に対して実質的に直交する方向の横電界Ｅ１が生成し、前記信号電極４の各細長電極部４ｂの中央位置から上側の部分の縁部４ｃと前記コモン電極５との間には、前記細長電極部４ｂの上側部分の長さ方向に対して実質的に直交する方向の横電界Ｅ２が生成する。
【００３１】
この実施例では、前記信号電極４の各細長電極部４ｂの下側の部分を、画面の縦軸ｙに対して、観察側から見て右回り方向に５°〜１５°の角度で傾いた方向に沿う細長形状に形成し、上側の部分を、前記画面の縦軸ｙに対して、前記観察側から見て左回り方向に３０°〜４０°の角度θ２で傾いた方向に沿う細長形状に形成しているため、前記信号電極４の各細長電極部４ｂの中央位置から下側の部分の縁部４ｃと前記コモン電極５との間に生成する横電界Ｅ１は、前記画面の縦軸ｙに対して、観察側から見て左回り方向に７５°〜８５°傾いた方向の電界、前記信号電極４の各細長電極部４ｂの中央位置から上側の部分の縁部４ｃと前記コモン電極５との間に生成する横電界Ｅ２は、前記画面の縦軸ｙに対して、観察側から見て左回り方向に５０°〜６０°傾いた方向の電界である。
【００３２】
一方、前記前基板１の内面には、前記複数の画素１００の間の領域及び前記複数のＴＦＴ６に対応する遮光膜１５が形成されており、その上に、前記複数の画素１００にそれぞれ対応する赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが設けられている。
【００３３】
そして、前記一対の基板１，２の内面にはそれぞれ、前記前基板１に設けられたカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ及び前記後基板２に設けられたコモン電極５を覆って、前記液晶層３の液晶分子を、前記基板１，２面と実質的に平行な方向に分子長軸を向けて配向させる配向性を有するポリイミド膜等の水平配向膜１７，１８が形成されている。
【００３４】
さらに、この液晶表示素子は、前記後基板２の内面に、前記複数の画素１００内の前記２つの方向の横電界Ｅ１，Ｅ２の生成領域のうちの一方、例えば、前記信号電極４の各細長電極部４ｂの中央位置から上側の横電界生成領域にそれぞれ対応させて設けられ、前記観察側から入射した光を反射して前記観察側へ出射する反射表示部１００ａと、前記観察側とは反対側から入射した光を透過させて前記観察側へ出射する前記反射表示部１００ａ以外の透過表示部１００ｂとを前記複数の画素１００毎に形成するための反射膜１９を備えている。この反射膜１９は、前記後基板２の基板面上に、銀またはアルミニウム合金膜等の高い光反射率を有する金属膜により形成され、前記ゲート絶縁膜８により覆われている。
【００３５】
また、前記一対の基板１，２の少なくともいずれか一方の内面、例えば前記前基板１の内面には、前記複数の画素１００の前記反射表示部１００ａにそれぞれ対応させて、前記反射表示部１００ａの液晶層厚ｄ１を、前記反射表示部１００ａの液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄ１が、前記透過表示部１００ｂの液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄ２に比べて透過光の１／４波長に相当する値だけ小さくなるように調整するための液晶層厚調整層２０が設けられている。
【００３６】
この液晶層厚調整層２０は、前記前基板１の内面に設けられた前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ上に形成された透明な絶縁層からなっており、前記前基板１の内面の配向膜１７は、前記液晶層厚調整層２０を覆って形成されている。
【００３７】
なお、前記一対の基板１，２間の間隙は、前記複数の画素１００の透過表示部１００ｂにおける液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄ２との積Δｎｄ２が、透過光に１／２波長の位相差を与える値（約２７５ｎｍ）になるように設定されており、したがって、前記複数の画素１００の反射表示部１００ａのΔｎｄ１は、透過光に１／４波長の位相差を与える値（約１３７ｎｍ）に設定されている。
【００３８】
そして、前記一対の基板１，２の内面にそれぞれ設けられた一対の配向膜１７，１８には、前記複数の画素１００の反射表示部１００ａに対応する部分にそれぞれ、前記液晶分子３ａを、前記反射表示部１００ａに生成する前記横電界Ｅ２の向きに対して予め定めた配向状態に配向させるためのラビングによる配向処理が施され、前記複数の画素１００の透過表示部１００ｂに対応する部分にそれぞれ、前記液晶分子３ａを、前記透過表示部１００ｂに生成する前記横電界Ｅ１の向きに対して予め定めた配向状態に配向させるためのラビングによる配向処理が施されている。
【００３９】
図５において、矢印１ａ，１ｂは、前基板１の内面に設けられた配向膜（以下、前側配向膜という）１７の反射表示部１００ａに対応する部分と透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向、矢印２ａ，２ｂは、後基板２の内面に設けられた配向膜（以下、後側配向膜という）１８の反射表示部１００ａに対応する部分と透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向を示している。
【００４０】
図５のように、前側配向膜１７の透過表示部１００ｂに対応する部分は、画面の横軸ｘに対して実質的に９０°の角度で交差する方向、つまり画面の縦軸ｙと実質的に平行な方向に配向処理され、後側配向膜１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分は、前記前側配向膜１７の透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂと実質的に平行で且つ逆向き方向に配向処理されており、したがって、前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａは、図６のように、前記画面の縦軸ｙと実質的に平行な方向に分子長軸を揃え、その方向に僅かにプレチルトした状態で、前記基板１，２面と実質的に平行に配向している。
【００４１】
また、前記前側配向膜１７の反射表示部１００ａに対応する部分は、前記画面の横軸ｘに対して、観察側から見て右回り方向に実質的に４５°の角度で交差する方向に配向処理され、前記後側配向膜１８の前記反射表示部１００ａに対応する部分は、前記前側配向膜１７の反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａと実質的に平行で且つ逆向き方向に配向処理されており、したがって、前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａは、図６のように、前記画面の横軸ｘに対して、観察側から見て右回り方向に実質的に４５°の角度で交差する方向に分子長軸を揃え、その方向に僅かにプレチルトした状態で、前記基板１，２面と実質的に平行に配向している。
【００４２】
すなわち、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向は、前記信号電極４とコモン電極５との間の前記透過表示部１００ｂに対応する側に生成する横電界Ｅ１の向きに対して、実質的に７５°〜８５°の角度で交差する方向に向いており、前記一対の配向膜１７，１８の前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理により規定される前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａの分子長軸方向は、前記信号電極４とコモン電極５との間の前記反射表示部１００ａに対応する側に生成する横電界Ｅ２の向きに対して、実質的に７５°〜８５°の角度で交差する方向に向いている。
【００４３】
また、図５において、矢印２１ａ，２２ａは、前記一対の基板１，２の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板２１，２２の吸収軸を示しており、前側偏光板２１は、その吸収軸２１ａを、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向に対して、実質的に平行または直交する方向に向けて配置され、後側偏光板２２は、その吸収軸２２ａを、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に直交させて配置されている。
【００４４】
なお、この実施例では、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａを、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向と実質的に平行にしている。
【００４５】
そして、前記前基板１とその外面に配置された前側偏光板２１との間には、前記前基板１の全面にわたって、外部からの静電気を遮断するための一枚膜状の透明な静電気遮断導電膜２３が設けられている。
【００４６】
この液晶表示素子は、一対の基板１，２間の間隙に封入された液晶層３の液晶分子３ａを、前記一対の基板１，２の互いに対向する内面にそれぞれ設けられた一対の配向膜１７，１８により、前記基板１，２面と実質的に平行な方向に分子長軸を向けて配向させ、前記一対の基板１，２の内面のうちのいずれか一方、例えば観察側とは反対側の後基板２の内面に、電圧の印加により前記基板１，２面と実質的に平行な横電界Ｅ１，Ｅ２を生成し、この横電界Ｅ１，Ｅ２によって前記液晶分子３ａの分子長軸の向きが制御される複数の画素１００をマトリックス状に配列させて形成するための複数の信号電極４及び複数のコモン電極５を設け、前記一対の基板１，２の外面にそれぞれ偏光板２１，２２を配置しているため、前記液晶分子３ａの配向方位を前記基板１，２面と実質的に平行な面内において制御して画像を表示することができる。
【００４７】
そして、この液晶表示素子は、観察側とは反対側の後基板２の内面に、前記複数の画素１００にそれぞれ対応させて、観察側（前基板１の外面側）から入射した光を反射して前記観察側へ出射する反射表示部１００ａと、前記観察側とは反対側（後基板２の外面側）から入射した光を透過させて前記観察側へ出射する前記反射表示部１００ａ以外の透過表示部１００ｂとを前記複数の画素１００毎に形成するための反射膜１９を設けているため、観察側から入射した光を反射し、その光の前記観察側への出射を制御して画像を表示する反射表示と、観察側とは反対側から入射した光の前記観察側への出射を制御して画像を表示する透過表示とを行なうことができる。
【００４８】
しかも、この液晶表示素子は、互いに対応する信号電極４とコモン電極５との間にそれぞれ、予め定めた位置から一方の側と他方の側とで向きが予め定めた角度ずれた２つの方向の横電界Ｅ１，Ｅ２を生成するようにし、前記複数の画素１００内の前記２つの方向の横電界Ｅ１，Ｅ２の生成領域のうちの一方、例えば横電界Ｅ２の生成領域にそれぞれ対応させて前記反射膜１９を設け、さらに、前記一対の基板１，２の内面にそれぞれ設けられた一対の配向膜１７，１８の前記複数の画素１００の前記反射表示部１００ａに対応する部分にそれぞれ、前記液晶分子３ａを、前記反射表示部１００ａに生成する前記横電界Ｅ２の向きに対して予め定めた配向状態に配向させるための配向処理を施し、前記複数の画素１００の前記透過表示部１００ｂに対応する部分にそれぞれ、前記液晶分子３ａを、前記透過表示部１００ｂに生成する前記横電界Ｅ１の向きに対して予め定めた配向状態に配向させるための配向処理を施しているため、前記複数の画素１００の反射表示部１００ａによる反射表示と、前記複数の画素１００の透過表示部１００ｂによる透過表示とを、明暗を反転させること無く行なうことができる。
【００４９】
すなわち、この液晶表示素子は、外部環境の光である外光を利用する反射表示と、前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置される図示しない面光源からの照明光を利用する透過表示とを行なうものであり、いずれの表示を行なうときも、各画素１００の信号電極４に、前記信号線１３及びＴＦＴ６を介して、前記信号電極４とコモン電極５との間に、前記液晶分子３ａの分子長軸の向きを、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂ及び前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａ，２ａに対して実質的に０°〜４５°の範囲の角度で制御する横電界Ｅ１，Ｅ２を生成する電圧値の表示データ信号を印加することにより表示駆動される。
【００５０】
なお、前記横電界Ｅ１，Ｅ２のうち、各画素１００の透過表示部１００ｂに対応する側、つまり前記信号電極４の各細長電極部４ｂの中央位置から下側の部分と前記コモン電極５との間に生成する横電界Ｅ１は、前記細長電極部４ｂの下側部分の長さ方向に対して実質的に直交する方向の電界、前記各画素１００の反射表示部１００ａに対応する側、つまり前記細長電極部４ｂの中央位置から上側の部分と前記コモン電極５との間に生成する横電界Ｅ２は、前記細長電極部４ｂの上側部分の長さ方向に対して実質的に直交する方向の電界である。
【００５１】
そして、この実施例では、上述したように、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向を、前記透過表示部１００ｂに対応する側に生成する横電界Ｅ１の向きに対して実質的に７５°〜８５°の角度で交差させ、前記一対の配向膜１７，１８の前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理により規定される前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａの分子長軸方向を、前記反射表示部１００ａに対応する側に生成する横電界Ｅ２の向きに対して実質的に７５°〜８５°の角度で交差させているため、前記液晶分子３ａは、前記横電界Ｅ１，Ｅ２の生成により、前記画素１００の透過表示部１００ｂの略全域において、前記透過表示部１００ｂ側に生成した横電界Ｅ１に対する分子長軸の角度が小さい方向に一様に向きを変え、前記画素１００の反射表示部１００ａの略全域において、前記透過表示部１００ｂ側に生成した横電界Ｅ１に対する分子長軸の角度が小さい方向に一様に向きを変える。
【００５２】
図７に示した横電界生成時の液晶分子３ａの分子長軸の向きは、前記信号電極４とコモン電極５との間に、液晶分子３ａを、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂ及び前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａ，２ａに対して実質的に４５°の方向に分子長軸を揃えて配向させる強さの横電界Ｅ１，Ｅ２を生成させたときの方向であり、この実施例では、前記一対の配向膜１７，１８の透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂを、画面の縦軸ｙと実質的に平行にし、前記一対の配向膜１７，１８の反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａ，２ａを、前記画面の横軸ｘに対して実質的に４５°の角度で交差させているため、各画素１００の透過表示部１００ｂの液晶分子３ａは、前記強さの横電界Ｅ１の生成により、前記画面の縦軸ｙに対して実質的に４５°の角度で交差する方向に分子長軸を揃えて配向し、反射表示部１００ａの液晶分子３ａは、前記強さの横電界Ｅ２の生成により、前記画面の縦軸ｙに対して実質的に９０°の角度で交差する方向に分子長軸を揃えて配向する。
【００５３】
まず、前記各画素１００の透過表示部１００ｂによる透過表示について説明すると、この透過表示においては、前記図示しない面光源から前記液晶表示素子に向けて照射された照明光が、後側偏光板２２によってその吸収軸２２ａと直交する直線偏光になり、その光のうち、各画素１００の透過表示部１００ｂに向かう光が前記液晶層３に入射する。なお、前記各画素１００の反射表示部１００ａに入射した光は、前記反射膜１９により反射され、前記後側偏光板２２を再び透過して観察側とは反対側（面光源側）へ出射する。
【００５４】
そして、前側偏光板２１は、その吸収軸２１ａを、前記一対の配向膜１７，１８の透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向と実質的に平行にして配置され、後側偏光板２２は、その吸収軸２２ａを、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に直交させて配置されているため、前記信号電極４とコモン電極５との間に電圧を印加しない無電界時、つまり液晶分子３ａが、図６のように前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂ及び前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａ，２ａに分子長軸を揃えて配向したときは、前記後側偏光板２２によってその吸収軸２２ａと直交する直線偏光にされて前記画素１００の透過表示部１００ｂに入射した光が、前記液晶層３を偏光状態を変えることなく透過し、その偏光面と平行な方向に吸収軸２１ａを向けて配置された前記前側偏光板２１により吸収される。
【００５５】
また、前記信号電極４とコモン電極５との間に、液晶分子３ａを、図７のように前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂ及び前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａ，２ａに対して４５°の方向に分子長軸を揃えて配向させる強さの横電界Ｅ１，Ｅ２を生成させたときは、前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸の向きが、前記後側偏光板２２により直線偏光となって前記画素１００の透過表示部１００ｂに入射した光の偏光面に対して実質的に４５°の方向に向いている。
【００５６】
そのため、この横電界生成時は、前記後側偏光板２２によってその吸収軸２２ａと直交する直線偏光になった光が、Δｎｄ２を透過光に１／２波長の位相差を与える値に設定された前記透過表示部１００ｂの液晶層３を透過する間に実質的に９０°旋光されて前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａと直交する直線偏光になり、前記前側偏光板２１を透過して観察側に出射する。
【００５７】
すなわち、前記透過表示部１００ｂの無電界時の表示は暗表示、横電界生成時の表示は明表示である。
【００５８】
次に、前記各画素１００の反射表示部１００ａによる反射表示について説明すると、この反射表示においては、前記液晶表示素子に観察側から入射した外光が、前側偏光板２１によって直線偏光になり、その光のうち、各画素１００の反射表示部１００ａに入射した光が、液晶層３を透過して後基板２の内面に設けられた反射膜１９により反射され、前記液晶層３を再び透過して前記前側偏光板２１に入射する。なお、前記各画素１００の透過表示部１００ｂに入射した光は、前記液晶層３を透過して観察側とは反対側へ出射する。
【００５９】
そして、前記一対の配向膜１７，１８の反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理により規定される前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａの分子長軸方向は、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａの向き（一対の配向膜１７，１８の透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向と実質的に平行な向き）に対して実質的に４５°の角度で交差しているため、前記信号電極４とコモン電極５との間に電圧を印加しない無電界時、つまり液晶分子３ａが、図６のように前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂ及び前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａ，２ａに分子長軸を揃えて配向したときは、前記前側偏光板２１によってその吸収軸２１ａと直交する直線偏光にされて前記画素１００の反射表示部１００ａに入射した光が、前記反射表示部１００ａの液晶層３を透過して前記反射膜１９により反射され、前記液晶層３を再び透過する間、つまりΔｎｄ１を透過光に１／４波長の位相差を与える値に設定された前記反射表示部１００ａの液晶層３を往復して透過する間に、入射した直線偏光に対して９０゜旋光し、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して平行な直線偏光になり、前記前側偏光板２１によって吸収される。
【００６０】
また、前記信号電極４とコモン電極５との間に、液晶分子３ａを、図７のように前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂ及び前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａ，２ａに対して４５°の方向に分子長軸を揃えて配向させる強さの横電界Ｅ１，Ｅ２を生成させたときは、前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａの分子長軸の向きが、前記前側偏光板２１により直線偏光されて前記画素１００の反射表示部１００ａに入射した光の偏光面に対して実質的に直交する。
【００６１】
そのため、この横電界生成時は、前記前側偏光板２１によってその吸収軸２１ａと直交する直線偏光にされた光が、前記画素１００の反射表示部１００ａの液晶層３を偏光状態を変えることなく往復して前記前側偏光板２１に入射し、この前側偏光板２１を透過して観察側に出射する。
【００６２】
すなわち、前記反射表示部１００ａの無電界時の表示は暗表示、横電界生成時の表示は明表示である。
【００６３】
このように、この液晶表示素子の各画素１００の反射表示部１００ａの表示と透過表示部１００ｂの表示は、いずれも無電界暗表示（ノーマリーブラック表示）であり、したがって、外光を利用する反射表示と、液晶表示素子の観察側とは反対側に配置された面光源からの照明光を利用する透過表示とを、表示の明暗を反転させること無く行なうとともに、外光の照度が不足するときに前記面光源を補助光源として利用し、反射表示と透過表示とを併用する表示を行なうことができる。
【００６４】
なお、この実施例では、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａを、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向と実質的に平行にしているが、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａを、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向に対して実質的に直交させ、後側偏光板２２の吸収軸２２ａを、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に直交させてもよく、その場合も、各画素１００の反射表示部１００ａの表示と透過表示部１００ｂの表示は、いずれも無電界暗表示になる。
【００６５】
また、この液晶表示素子は、前記信号電極４とコモン電極５のうちの一方の電極、例えば信号電極４を、予め定めた位置から一方の側の部分（画素１００の反射表示部１００ａに対応する部分）が、一方の方向に沿う細長形状に形成され、他方の側の部分（画素１００の透過表示部１００ｂに対応する部分）が、前記一方の方向（反射表示部１００ａに対応する部分の長さ方向）に対して予め定めた角度で傾いた方向に沿う細長形状に形成された複数の細長電極部を有する第１の導電膜４ａにより形成し、他方の電極、つまりコモン電極５を、各画素行の複数の信号電極４にそれぞれ対応する形状に形成された第２の導電膜５ａにより形成しているため、前記信号電極４とコモン電極５との間に、前記基板１，２面と実質的に平行で、且つ予め定めた位置から一方の側と他方の側とで向きが予め定めた角度ずれた２つの方向の横電界Ｅ１，Ｅ２を生成することができる。
【００６６】
なお、この実施例では、前記第２の導電膜５ａの電極部５ｂを、前記画素１００の略全域に対応する形状に形成しているが、この第２の導電膜５ａの電極部５ｂは、前記第１の導電膜４ａの複数の細長電極部４ｂの間にそれぞれ対応する形状に形成してもよい。
【００６７】
すなわち、前記コモン電極５は、前記信号電極４の少なくとも複数の細長電極部４ｂ，４ｂの間に対応していればよく、このようにすることにより、前記信号電極４とコモン電極５との間に前記２つの方向の横電界Ｅ１，Ｅ２を生成することができる。
【００６８】
そして、この液晶表示素子においては、前記一対の基板１，２の内面にそれぞれ設けられた一対の配向膜１７，１８の前記複数の画素１００の透過表示部１００ｂに対応する部分に、液晶分子３ａを、予め定めた一方の方向に分子長軸を揃えて配向させるための配向処理を施し、前記複数の画素１００の反射表示部１００ａに対応する部分に、前記液晶分子３ａを、前記一方の方向に対して実質的に４５°傾いた方向に分子長軸を揃えて配向させるための配向処理を施し、前記一対の基板１，２のいずれか一方、例えば前基板１の内面に、前記複数の画素１００の反射表示部１００ａにそれぞれ対応させて、前記反射表示部１００ａの液晶層厚ｄ１を、前記反射表示部１００ａのΔｎｄ１が、前記複数の画素１００の透過表示部１００ｂのΔｎｄ２に比べて透過光の１／４波長に相当する値だけ小さくなるように調整するための液晶層厚調整層２０を設けているため、前記反射表示と前記透過表示とを、明暗を反転させること無く、且つ高いコントラストで行なうことができる。
【００６９】
さらに、この液晶表示素子は、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向を、前記信号電極４とコモン電極５との間の前記透過表示部１００ｂに対応する側に生成する横電界Ｅ１の向きに対して、実質的に７５°〜８５°の角度で交差させ、前記一対の配向膜１７，１８の前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理により規定される前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａの分子長軸方向を、前記信号電極４とコモン電極５との間の前記反射表示部１００ａに対応する側に生成する横電界Ｅ２の向きに対して、実質的に７５°〜８５°の角度で交差させているため、前記反射表示部１００ａ及び透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸の向きを、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂ及び前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａ，２ａに対して実質的に０°〜４５°の角度で広範囲に制御し、前記反射表示と透過表示の両方の表示画像の輝度階調数を多くすることができる。
【００７０】
また、この液晶表示素子は、前記前側偏光板２１を、その吸収軸２１ａを前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向に対して実質的に平行または直交する方向に向けて配置し、後側偏光板２２を、その吸収軸２２ａを前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に直交させて配置しているため、前記反射表示と透過表示の両方のコントラストを高くするとともに、前記透過表示の視野を広くすることができる。
【００７１】
（第２の実施形態）
図８〜図１０はこの発明の第２の実施例を示しており、図８は液晶表示素子の一対の基板の内面にそれぞれ設けられた一対の配向膜の配向処理方向と一対の偏光板の吸収軸の向きを観察側から見た図、図９は液晶表示素子の１つの画素における無電界時の液晶分子の分子長軸の向きを観察側から見た図、図１０は前記液晶表示素子の１つの画素における横電界生成時の液晶分子の分子長軸の向きを観察側から見た図である。
【００７２】
なお、この実施例の液晶表示素子は、上述した第１の実施例の液晶表示素子に対して、複数の画素１００の反射表示部１００ａの液晶分子３ａの配向状態と、前記反射表示部１００ａのΔｂｄ１の値とを異ならせたものであり、他の構成は、第１の実施例の液晶表示素子と同じである。
【００７３】
この実施例の液晶表示素子は、一対の基板１，２の内面にそれぞれ設けられた一対の配向膜１７，１８の複数の画素１００の透過表示部１００ｂに対応する部分に、液晶分子３ａを、予め定めた一方の方向に分子長軸を揃えて配向させるための配向処理を施し、前記複数の画素１００の反射表示部１００ａに対応する部分に、前記液晶分子３ａを、前記一対の基板１，２間において、前基板１の近傍の液晶分子３ａの分子長軸が前記一方の方向と実質的に平行で、且つ後基板２の近傍の液晶分子３ａの分子長軸の向きが前記前基板１の近傍の液晶分子３ａの分子長軸の向きに対して予め定めた角度捩れたツイスト状態に配向させるための配向処理を施し、前記一対の基板１，２の少なくともいずれか一方、例えば前基板１の内面に、前記複数の画素１００の反射表示部１００ａにそれぞれ対応させて設けられた液晶層厚調整層２０により、前記反射表示部１００ａの液晶層厚ｄ１を、前記反射表示部１００ａのΔｎｄ１が、前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａが前記ツイスト状態に配向したときに、前記反射表示部１００ａを透過する光に対して、前記透過表示部１００ｂのΔｎｄ２に比べて実質的に１／４波長に相当する値だけ小さい位相差を与える値になるように調整したものである。
【００７４】
図８において、矢印１ａ，１ｂは、前基板１の内面に設けられた前側配向膜１７の反射表示部１００ａに対応する部分と透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向、矢印２ａ，２ｂは、後基板２の内面に設けられた後側配向膜１８の反射表示部１００ａに対応する部分と透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向を示している。
【００７５】
図８のように、前側配向膜１７の透過表示部１００ｂに対応する部分は、画面の横軸ｘに対して実質的に９０°ずれた方向、つまり画面の縦軸ｙと実質的に平行な方向に配向処理され、後側配向膜１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分は、前記前側配向膜１７の透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂと実質的に平行で且つ逆向き方向に配向処理されており、したがって、前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａは、図９のように、前記画面の縦軸ｙと実質的に平行な方向に分子長軸を揃え、その方向に僅かにプレチルトした状態で、前記基板１，２面と実質的に平行に配向している。
【００７６】
また、前記前側配向膜１７の反射表示部１００ａに対応する部分は、前記前側配向膜１７の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂと実質的に平行で且つ逆向き方向（画面の横軸ｘに対して実質的に９０°の角度で交差する方向）に配向処理され、前記後側配向膜１８の前記反射表示部１００ａに対応する部分は、前記画面の横軸ｘに対して一方の方向、例えば観察側から見て左回り方向に実質的に２６°の角度で交差する方向に配向処理されており、したがって、前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａは、図９のように、前記一対の基板１，２間において、前記基板１，２面に対して僅かにプレチルトした状態で、前基板１の近傍の液晶分子３ａの分子長軸が前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの配向方向と実質的に平行で、且つ、後基板２の近傍の液晶分子３ａの分子長軸の向きが、前記前基板１の近傍の液晶分子３ａの分子長軸の向きに対して、観察側から見て右回り方向に実質的に６４°捩れたツイスト状態に配向している。
【００７７】
なお、この液晶表示素子の後基板２の内面に設けられた複数の信号電極４及びコモン電極５は、第１の実施例と同じ形状に形成された第１及び第２の導電膜４ａ，５ａからなっており、したがって、前記信号電極４とコモン電極５との間の透過表示部１００ｂに対応する部分に生成する横電界Ｅ１は、画面の縦軸ｙに対して、観察側から見て左回り方向に７５°〜８５°傾いた方向の電界、反射表示部１００ａに対応する部分に生成する横電界Ｅ２は、前記画面の縦軸ｙに対して、観察側から見て左回り方向に５０°〜６０°傾いた方向の電界である。
【００７８】
そのため、この実施例の液晶表示素子における前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向は、前記信号電極４とコモン電極５との間の前記透過表示部１００ｂに対応する側に生成する横電界Ｅ１の向きに対して、実質的に７５°〜８５°の角度で交差しており、前記一対の配向膜１７，１８の前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理により規定される前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａの分子長軸方向は、前基板１の近傍において、前記信号電極とコモン電極との間の前記反射表示部１００ａに対応する側に生成する横電界Ｅ２の向きに対して実質的に５０°〜６０°の角度で交差し、後基板２の近傍において、前記横電界Ｅ２の向きに対して実質的に２４°〜３４°の角度で交差している。
【００７９】
また、図８において、矢印２１ａ，２２ａは、前記一対の基板１，２の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板２１，２２の吸収軸を示しており、前記一対の偏光板２１，２２は、第１の実施例と同様に、前側偏光板２１の吸収軸２１ａを、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向に対して、実質的に平行または直交（図８では平行）する方向に向け、後側偏光板２２の吸収軸２２ａを、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に直交させて配置されている。
【００８０】
さらに、前記透過表示部１００ｂのΔｎｄ２は、第１の実施例と同様に、透過光に１／２波長の位相差を与える値（約２７５ｎｍ）になるように設定されている。
【００８１】
そして、この実施例では、前基板１の内面に複数の画素１００の反射表示部１００ａにそれぞれ対応させて設けられた液晶層厚調整層２０は、前記反射表示部１００ａのΔｎｄ１が実質的に２１／２λ／４（約１９４ｎｍ）になる厚さに形成し、前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａが前記実質的に６４°の捩れ角でツイスト配向したときに、前記反射表示部１００ａを透過する光に対して実質的に１／４波長の位相差を与えるようにしている。
【００８２】
この液晶表示素子は、外光を利用する反射表示と、前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置される図示しない面光源からの照明光を利用する透過表示とを行なうものであり、いずれの表示を行なうときも、各画素１００の信号電極４に、前記信号線１３及びＴＦＴ６を介して、前記信号電極４とコモン電極５との間に、前記液晶分子３ａの分子長軸の向きを、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂ及び前側配向膜１７の前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａに対して実質的に０°〜４５°の範囲の角度で制御する横電界Ｅ１，Ｅ２を生成する電圧値の表示データ信号を印加することにより表示駆動される。
【００８３】
図１０に示した横電界生成時の液晶分子３ａの分子長軸の向きは、前記信号電極４とコモン電極５との間に、液晶分子３ａを、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂ及び前側配向膜１７の前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａに対して実質的に４５°の方向に分子長軸を揃えて配向させる強さの横電界Ｅ１，Ｅ２を生成させたときの方向であり、この実施例では、前記一対の配向膜１７，１８の透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂと、前記前側配向膜１７の反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａとをそれぞれ画面の縦軸ｙと実質的に平行にしているため、各画素１００の透過表示部１００ｂの液晶分子３ａは、前記強さの横電界Ｅ１の生成により、前記画面の縦軸ｙに対して実質的に４５°の角度で交差する方向に分子長軸を揃えて配向し、反射表示部１００ａの液晶分子３ａは、前記強さの横電界Ｅ２の生成により、前記画面の縦軸ｙに対して実質的に９０°の角度で交差する方向に分子長軸を揃えて配向する。
【００８４】
この液晶表示素子の各画素１００の透過表示部１００ｂによる透過表示は、第１の実施例と同じであり、前記透過表示部１００ｂの無電界時の表示は暗表示、横電界生成時の表示は明表示である。
【００８５】
次に、前記各画素１００の反射表示部１００ａによる反射表示について説明すると、この実施例では、前記信号電極４とコモン電極５との間に電圧を印加しない無電界時に、前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａが、図９のように一対の基板１，２間において実質的に６４°の捩れ角でツイスト配向し、Δｎｄ１の値が実質的に２１／２・λ／４に設定された前記反射表示部１００ａの液晶層３が、透過光に対して実質的に１／４波長の位相差を与えるλ／４効果をもつ。
【００８６】
そのため、前記無電界時は、観察側から入射し、前記前側偏光板２１によってその吸収軸２１ａと直交する直線偏光にされて前記画素１００の反射表示部１００ａに入射した光が、前記反射表示部１００ａの液晶層３を往復して透過する間に、入射した直線偏光に対して９０゜旋光し、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して平行な直線偏光になり、前記前側偏光板２１によって吸収される。
【００８７】
また、前記信号電極４とコモン電極５との間に、液晶分子３ａを、図１０のように前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂ及び前側配向膜１７の前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａに対して実質的に４５°の方向に分子長軸を揃えて配向させる強さの横電界Ｅ１，Ｅ２を生成させたときは、前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａの分子長軸の向きが、前記前側偏光板２１により直線偏光されて前記画素１００の反射表示部１００ａに入射した光の偏光面に対して実質的に直交する。
【００８８】
そのため、この横電界生成時は、前記前側偏光板２１によってその吸収軸２１ａと直交する直線偏光にされた光が、前記画素１００の反射表示部１００ａの液晶層３を偏光状態を変えることなく往復して前記前側偏光板２１に入射し、この前側偏光板２１を透過して観察側に出射する。
【００８９】
すなわち、前記反射表示部１００ａの無電界時の表示は暗表示、横電界生成時の表示は明表示である。
【００９０】
このように、この液晶表示素子の各画素１００の反射表示部１００ａの表示と透過表示部１００ｂの表示は、いずれも無電界暗表示（ノーマリーブラック表示）であり、したがって、外光を利用する反射表示と、液晶表示素子の観察側とは反対側に配置された面光源からの照明光を利用する透過表示とを、表示の明暗を反転させること無く行なうとともに、外光の照度が不足するときに前記面光源を補助光源として利用し、反射表示と透過表示とを併用する表示を行なうことができる。
【００９１】
このように、この液晶表示素子は、一対の基板１，２の内面にそれぞれ設けられた一対の配向膜１７，１８の複数の画素１００の透過表示部１００ｂに対応する部分に、液晶分子３ａを、予め定めた一方の方向に分子長軸を揃えて配向させるための配向処理を施し、前記複数の画素１００の反射表示部１００ａに対応する部分に、前記液晶分子３ａを、前記一対の基板１，２間において、前基板１の近傍の液晶分子３ａの分子長軸が前記一方の方向と実質的に平行で、且つ後基板２の近傍の液晶分子３ａの分子長軸の向きが前記前基板１の近傍の液晶分子３ａの分子長軸の向きに対して予め定めた角度捩れたツイスト状態に配向させるための配向処理を施し、前記一対の基板１，２の少なくともいずれか一方、例えば前基板１の内面に、前記複数の画素１００の反射表示部１００ａにそれぞれ対応させて、前記反射表示部１００ａの液晶層厚ｄ１を、前記反射表示部１００ａのΔｎｄ１が、前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａが前記ツイスト状態に配向したときに、前記反射表示部１００ａを透過する光に対して、前記透過表示部１００ｂのΔｎｄ２に比べて実質的に１／４波長に相当する値だけ小さい位相差を与える値になるように調整するための液晶層厚調整層２０を設けているため、前記反射表示と前記透過表示とを、明暗を反転させること無く行なうことができる。
【００９２】
さらに、この液晶表示素子は、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向を、前記信号電極４とコモン電極５との間の前記透過表示部１００ｂに対応する側に生成する横電界Ｅ１の向きに対して、実質的に７５°〜８５°の角度で交差させ、前記一対の配向膜１７，１８の前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理により規定される前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａの分子長軸方向を、前基板１の近傍において、前記信号電極４とコモン電極５との間の前記反射表示部１００ａに対応する側に生成する横電界Ｅ２の向きに対して実質的に５０°〜６０°の角度で交差させているため、前記反射表示部１００ａ及び透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸の向きを、前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理方向１ｂ，２ｂ及び前側配向膜１７の前記反射表示部１００ａに対応する部分の配向処理方向１ａに対して実質的に０°〜４５°の角度で広範囲に制御し、前記反射表示と透過表示の両方の表示画像の輝度階調数を多くすることができる。
【００９３】
また、この液晶表示素子は、前記前側偏光板２１を、その吸収軸２１ａを前記一対の配向膜１７，１８の前記透過表示部１００ｂに対応する部分の配向処理により規定される前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａの分子長軸方向に対して実質的に平行または直交する方向に向けて配置し、後側偏光板２２を、その吸収軸２２ａを前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に直交させて配置しているため、前記反射表示と透過表示の両方のコントラストを高くするとともに、前記透過表示の視野を広くすることができる。
【００９４】
（他の実施形態）
なお、上述した実施例の液晶表示素子では、後基板２の内面の信号電極４よりも前記基板２側に、前記信号電極４と絶縁してコモン電極５を設けているが、ＴＦＴ６に接続された信号電極を、画素領域に対応する形状の導電膜により形成し、その信号電極よりも液晶層側に、前記信号電極と絶縁して、第１の導電膜またはスリット付き導電膜からなるコモン電極を設けてもよい。
【００９５】
さらに、上記実施例では、後基板２の内面に、複数の信号電極４とコモン電極５を設けているが、前記信号電極４とコモン電極５は、前基板１の内面に設けてもよく、また、前記反射膜１９は、前記後基板２の外面（後基板２と後側偏光板２２との間）に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】この発明の第１の実施例を示す液晶表示素子の一方の基板の一部分の平面図。
【図２】前記液晶表示素子の図１のII−II線に沿う断面図。
【図３】前記液晶表示素子の図１のII−II線に沿う断面図。
【図４】前記液晶表示素子の図１のIV−IV線に沿う断面図。
【図５】前記液晶表示素子の一対の基板の内面にそれぞれ設けられた一対の配向膜の配向処理方向と一対の偏光板の吸収軸の向きを観察側から見た図。
【図６】前記液晶表示素子の１つの画素における無電界時と横電界生成時の液晶分子の分子長軸の向きを観察側から見た図。
【図７】前記液晶表示素子の１つの画素における横電界生成時の液晶分子の分子長軸の向きを観察側から見た図。
【図８】この発明の第２の実施例を示す液晶表示素子の一対の基板の内面にそれぞれ設けられた一対の配向膜の配向処理方向と一対の偏光板の吸収軸の向きを観察側から見た図。
【図９】第２の実施例の液晶表示素子の１つの画素における無電界時の液晶分子の分子長軸の向きを観察側から見た図。
【図１０】第２の実施例の液晶表示素子の１つの画素における横電界生成時の液晶分子の分子長軸の向きを観察側から見た図。
【符号の説明】
【００９７】
１…前基板（観察側基板）、２…後基板（反対側基板）、１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ…配向処理方向、３…液晶層、３ａ…液晶分子、４…信号電極、４ａ…第１の導電膜、４ｂ…細長電極部、５…コモン電極、５ａ…第２の導電膜、５ｂ…電極部、６…ＴＦＴ（能動素子）、１２…走査線、１３…信号線、１４…層間絶縁膜、１５…遮光膜、１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…カラーフィルタ、１７，１８…配向膜、１９…反射膜、２０…液晶層厚調整層、２１…前側（観察側）偏光板、２１ａ…吸収軸、２２…後側（反対側）偏光板、２２ａ…吸収軸、２３…静電気遮断導電膜、１００…画素、１００ａ…反射表示部、１００ｂ…透過表示部、Ｅ１，Ｅ２…横電界。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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