(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶分子を基板面と平行な面内において制御し画像を表示する、半透過反射表示において、明暗反転を防止する。【解決手段】一対の基板１，２間に、液晶分子３ａが基板面と実質的に平行に配列された液晶層３を封入し、一方の基板の内面に、互いに絶縁して配置され、横電界を生成して液晶分子を制御する、複数の信号電極４及び複数のコモン電極５を設け、観察側とは反対側の基板２の内面に、画素１００内の予め定めた領域にそれぞれ対応させて、反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂとを画素毎に形成するための反射膜１９を設け、いずれかの基板の内面に、画素１００の反射表示部１００ａに対応させて、反射表示部１００ａのΔｎｄ１が、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、反射表示部１００ａの液晶層厚ｄ１を調整するための液晶層厚調整層２０を設けた。【選択図】図２
2008009154.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、液晶分子がそ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列された液晶層と、
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、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配向方位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予め定めた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、
前記一対の基板の少なくともいずれか一方の内面に、前記複数の画素の前記反射表示部にそれぞれ対応させて設けられ、前記反射表示部の前記液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄが、前記透過表示部の前記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、前記反射表示部の液晶層厚を調整するための液晶層厚調整層と、
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】
一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を実質的に平行にして配置さ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３】
一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を無電界時の液晶分子の分子長軸の向きに対して実質的に４５°ずらして配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
観察側とは反対側の基板とその外面に配置された反対側偏光板との間に、視角依存性を補償するための位相差板が、その遅相軸を前記反対側偏光板の吸収軸と実質的に平行にするか、或いは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２または３に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を実質的に直交させて配置され、観察側とは反対側の基板とその外面に配置された反対側偏光板との間に、透過光に１／２波長の位相差を与えるλ／２位相差板が、その遅相軸を前記反対側偏光板の吸収軸に対して実質的に４５°ずらして配置さ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】
一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を無電界時の液晶分子の分子長軸の向きに対して互いに反対方向に実質的に４５°ずらして配置され、λ／２位相差板は、その遅相軸を前記無電界時の液晶分子の分子長軸の向きと実質的に平行にして配置されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を実質的に直交させて配置され、観察側の基板とその外面に配置された観察側偏光板との間に、透過光に１／２波長の位相差を与えるλ／２位相差板が、その遅相軸を前記観察側偏光板の吸収軸に対して実質的に４５°ずらして配置さ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８】
一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を無電界時の液晶分子の分子長軸の向きに対して互いに反対方向に実質的に４５°ずらして配置され、λ／２位相差板は、その遅相軸を前記無電界時の液晶分子の分子長軸の向き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７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、液晶分子がそ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列された液晶層を封入し、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、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配向方位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、前記液晶分子の配向方位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、観察側とは反対側から入射し、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外光によって画像を表示する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、液晶分子がそ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列された液晶層と、
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、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配向方位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予め定めた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、
前記一対の基板の少なくともいずれか一方の内面に、前記複数の画素の前記反射表示部にそれぞれ対応させて設けられ、前記反射表示部の前記液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄが、前記透過表示部の前記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、前記反射表示部の液晶層厚を調整するための液晶層厚調整層と、
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。
【０００７】
この発明の液晶表示素子において、前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を実質的に平行にして配置するのが望ましい。
【０００８】
その場合、前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を無電界時の液晶分子の分子長軸の向きに対して実質的に４５°ずらして配置するのが好ましい。
【０００９】
また、前記一対の偏光板を、それぞれの吸収軸を実質的に平行にして配置する場合は、前記観察側とは反対側の基板とその外面に配置された反対側偏光板との間に、視角依存性を補償するための位相差板を、その遅相軸を前記反対側偏光板の吸収軸と実質的に平行にするか、或いは実質的に直交させて配置するのが好ましい。
【００１０】
この発明の液晶表示素子において、前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を実質的に直交させて配置し、前記観察側とは反対側の基板とその外面に配置された反対側偏光板との間に、透過光に１／２波長の位相差を与えるλ／２位相差板を、その遅相軸を前記反対側偏光板の吸収軸に対して実質的に４５°ずらして配置するのが望ましい。
【００１１】
その場合、前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を無電界時の液晶分子の分子長軸の向きに対して互いに反対方向に実質的に４５°ずらして配置し、前記λ／２位相差板は、その遅相軸を前記無電界時の液晶分子の分子長軸の向きと実質的に平行にして配置するのが好ましい。
【００１２】
さらに、この発明の液晶表示素子において、前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を実質的に直交させて配置し、前記観察側の基板とその外面に配置された観察側偏光板との間に、透過光に１／２波長の位相差を与えるλ／２位相差板を、その遅相軸を前記観察側偏光板の吸収軸に対して実質的に４５°ずらして配置するのが望ましい。
【００１３】
その場合、前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を無電界時の液晶分子の分子長軸の向きに対して互いに反対方向に実質的に４５°ずらして配置し、前記λ／２位相差板は、その遅相軸を前記無電界時の液晶分子の分子長軸の向きに対して実質的に直交させて配置するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の液晶表示素子は、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、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配向方位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、前記複数の画素の液晶分子の配向方位を制御して画像を表示する。
【００１５】
そして、この液晶表示素子は、観察側とは反対側の基板の内面または外面に、前記複数の画素内の予め定めた領域にそれぞれ対応させて、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。
【００１６】
しかも、この液晶表示素子は、前記一対の基板の少なくともいずれか一方の内面に、前記複数の画素の前記反射表示部にそれぞれ対応させて、前記反射表示部の前記液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積Δｎｄが、前記透過表示部の前記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、前記反射表示部の液晶層厚を調整するための液晶層厚調整層を設けているため、前記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ことができる。
【００１７】
この発明の液晶表示素子において、前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を実質的に平行にして配置するのが望ましく、このようにすることにより、前記反射表示部と透過表示部の両方の表示を、前記横電界が生成されないときに輝度が最小となる無電界暗表示にすることができる。
【００１８】
その場合、前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を無電界時の液晶分子の分子長軸の向きに対して実質的に４５°ずらして配置するのが好ましく、このようにすることにより、前記反射表示と透過表示の両方の明るさ及びコントラストを高くすることができる。
【００１９】
また、前記一対の偏光板を、それぞれの吸収軸を実質的に平行にして配置する場合は、前記観察側とは反対側の基板とその外面に配置された反対側偏光板との間に、視角依存性を補償するための位相差板を、その遅相軸を前記反対側偏光板の吸収軸と実質的に平行にするか、或いは実質的に直交させて配置するのが好ましく、このようにすることにより、前記透過表示の視野を広くすることができる。
【００２０】
この発明の液晶表示素子において、前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を実質的に直交させて配置し、前記観察側とは反対側の基板とその外面に配置された反対側偏光板との間に、透過光に１／２波長の位相差を与えるλ／２位相差板を、その遅相軸を前記反対側偏光板の吸収軸に対して実質的に４５°ずらして配置するのが望ましく、このようにすることにより、前記反射表示部と透過表示部の両方の表示を無電界暗表示にするとともに、前記透過表示の視野を広くすることができる。
【００２１】
その場合、前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を無電界時の液晶分子の分子長軸の向きに対して互いに反対方向に実質的に４５°ずらして配置し、前記λ／２位相差板は、その遅相軸を前記無電界時の液晶分子の分子長軸の向きと実質的に平行にして配置するのが好ましく、このようにすることにより、前記反射表示と透過表示の両方の明るさ及びコントラストを高くすることができる。
【００２２】
さらに、この発明の液晶表示素子において、前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を実質的に直交させて配置し、前記観察側の基板とその外面に配置された観察側偏光板との間に、透過光に１／２波長の位相差を与えるλ／２位相差板を、その遅相軸を前記観察側偏光板の吸収軸に対して実質的に４５°ずらして配置するのが望ましく、このようにすることにより、前記反射表示部と透過表示部の両方の表示を無電界暗表示にするとともに、前記透過表示の視野を広くすることができる。
【００２３】
その場合、前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を無電界時の液晶分子の分子長軸の向きに対して互いに反対方向に実質的に４５°ずらして配置し、前記λ／２位相差板は、その遅相軸を前記無電界時の液晶分子の分子長軸の向きに対して実質的に直交させて配置するのが好ましく、このようにすることにより、前記反射表示と透過表示の両方の明るさ及びコントラストを高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１の実施形態）
図１〜図６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配向処理方向と一対の偏光板の吸収軸の向きと視角依存性補償位相差板の遅相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である。
【００２５】
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、液晶分子３ａがその分子長軸を予め定めた一方の方向に揃えて前記基板１，２面と実質的に平行に配列された液晶層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、前記基板１，２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３ａの配向方位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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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及びコモン電極５が設けられた後基板２の内面に、前記信号電極４とコモン電極５との間に生成された前記横電界により前記液晶分子３ａの配向方位が制御される領域からなるマトリックス状に配列した複数の画素１００毎に配置された能動素子６を備えている。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、前記各画素行の間（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、前記画素列の間（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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
前記複数の信号電極４はそれぞれ、縦幅（画面の上下方向の幅）が横幅（画面の左右方向の幅）よりも大きい縦長の矩形形状の領域に、その長手方向に沿う複数の櫛歯部４ｂが間隔を設けて互いに平行に形成され、前記長手方向の一端側に、前記複数の櫛歯部４ｂ，４ｂ同士をつなぐ櫛歯接続部４ｄが形成された透明な櫛形導電膜（例えばＩＴＯ膜）４ａからなっている。
【００３５】
この櫛形導電膜４ａの各櫛歯部４ｂは、図６のように、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θで傾いた方向に沿う細長形状に形成されており、これらの櫛歯部４ｂのうち、前記櫛歯接続部４ｄに直接つながらない櫛歯部（図１において、櫛形導電膜４ａの左端の櫛歯部）４ｂは、前記櫛歯接続部４ｄとは反対側の端部において隣合う櫛歯部に接続され、その隣合う櫛歯部４ｂを介して前記櫛歯接続部４ｄにつながっている。
【００３６】
また、この櫛形導電膜４ａの各櫛歯部４ｂの幅Ｄ１と、隣合う櫛歯部４ｂ，４ｂ間の間隔Ｄ２との比Ｄ２／Ｄ１は、１／３〜３／１、好ましくは１／１に設定されている。
【００３７】
そして、前記櫛形導電膜４ａの櫛歯接続部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。
【００３８】
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た透明な行方向導電膜（例えばＩＴＯ膜）５ａからなっており、前記櫛形導電膜４ａからなる信号電極４と、前記行方向導電膜５ａからなるコモン電極５とにより、前記信号電極４の各櫛歯部４ｂの縁部４ｃと、前記コモン電極５の前記各櫛歯部４ｂの縁部４ｃに隣接する部分（隣合う櫛歯部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な方向の横電界Ｅを生成し、この横電界Ｅにより前記液晶分子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する実質的に縦長矩形形状の画素１００が形成されている。
【００３９】
なお、この実施例では、前記行方向導電膜５ａを、図１のように、前記櫛形導電膜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、この行方向導電膜５ａは、前記画素行の全長にわたって前記画素１００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。
【００４０】
前記行方向導電膜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、この前記行方向導電膜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。
【００４１】
また、前記各画素行にそれぞれ対応する複数の行方向導電膜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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、ポリイミド膜等からなる水平配向膜１７，１８が形成されており、これらの基板１，２の内面は、前記配向膜１７，１８の膜面を互いに平行で且つ逆向き方向にラビングすることにより配向処理されている。
【００４４】
また、前記液晶層３は、正の誘電異方性を有するネマティック液晶からなっており、その液晶分子３ａは、分子長軸を、前記一対の基板１，２の内面の配向処理方向により規定される予め定めた一方の方向に揃え、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列している。
【００４５】
そして、この液晶層３の液晶層厚ｄは、後述する透過表示部において、液晶の屈折率異方性Δｎと前記液晶層厚ｄとの積Δｎｄ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いる。
【００４６】
さらに、この液晶表示素子は、前記一方の基板１，２のうち、前記後基板２の内面に、前記複数の画素（信号電極４とコモン電極５との間に生成された横電界Ｅにより液晶分子３ａの配向方位が制御される領域）１００内の予め定めた領域にそれぞれ対応させて反射膜１９が設けられている。
【００４７】
この反射膜１９は、前記それぞれの画素１００に、前記観察側、つまり前記前基板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１００ｂとを形成している。
【００４８】
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ｄ１との積Δｎｄ１が、透過光に１／４波長の位相差を与える値（約１３７ｎｍ）になる厚さに調整する液晶層厚調整層２０が設けられている。
【００４９】
すなわち、この液晶層厚調整層２０は、前記画素１００の反射表示部１００ａのΔｎｄ１が、前記透過表示部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厚さに形成されている。。
【００５０】
前記反射膜１９は、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からなっており、前記後基板２の基板面上に、前記複数の画素１００内の予め定めた領域、例えば矩形形状をなす画素１００の長手方向の中央部から一端側の領域にそれぞれ対応させて形成されている。
【００５１】
また、前記液晶層厚調整層２０は、前記カラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの上に透明な絶縁材により形成されており、前記前基板１の内面の配向膜１８は、前記液晶層厚調整層２０を覆って形成されている。
【００５２】
そして、この液晶表示素子では、液晶層厚調整層２０を、前記反射表示部１００ａの液晶層厚ｄ１が、前記画素１００の前記反射表示部１００ａを除いた他の領域からなる透過表示部１００ｂの液晶層厚ｄの略１／２になる膜厚に形成し、前記反射表示部１００ａのΔｎｄ１を、透過光に１／４波長の位相差を与える約１３７ｎｍに設定している。
【００５３】
なお、前記複数の画素１００の透過表示部１００ｂの液晶層厚ｄ２は、前記透過表示部１００ｂのΔｎｄ２が、透過光に１／２波長の位相差を与える約２７５ｎｍとなるように設定してある。
【００５４】
すなわち、この液晶表示素子は、一対の基板１，２間の間隙に、液晶分子３ａがその分子長軸を予め定めた一方の方向に揃えて前記基板１，２面と実質的に平行に配列された液晶層３を封入し、前記一対の基板１，２のうちの後基板２の内面に、互いに絶縁して配置され、前記基板１，２面と実質的に平行な横電界Ｅを生成し、この横電界Ｅによって前記液晶分子３ａの配向方位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、さらに、前記後基板２の内面に、前記複数の画素１００内の予め定めた領域にそれぞれ対応させて、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を設け、且つ、前記複数の画素１００の透過表示部１００ｂのΔｎｄ２を、透過光に１／２波長の位相差を与える値（約２７５ｎｍ）に設定し、前記前基板１の内面に前記液晶層厚調整層２０を設けることにより、前記複数の画素１００の反射表示部１００ａのΔｎｄ１を、透過光に１／４波長の位相差を与える値（１３７ｎｍ）に設定したものである。
【００５５】
そして、この実施例では、前記前基板１の外面と前記後基板２の外面とにそれぞれ配置された前側及び後側の一対の偏光板２１，２２を、それぞれの吸収軸を実質的に平行にして配置し、前記後基板２とその外面に配置された後側偏光板２２との間に、液晶表示素子の視角依存性を補償するための位相差板２３を配置している。
【００５６】
さらに、この液晶表示素子は、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、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２４を設けている。
【００５７】
前記一対の基板１，２の配向処理方向（配向膜１７，１８のラビング方向）１ａ，２ａと、前記一対の偏光板２１，２２の吸収軸２１ａ，２２ａの向きと、前記視角依存性補償位相差板２３の遅相軸２３ａの向きは、図５のように設定されている。
【００５８】
すなわち、前基板１の内面と後基板２の内面は、前記画面の左右方向、つまり画面の横軸ｘに対して実質的に９０°ずれた方向、つまり画面の上下方向に沿って互いに逆向きに配向処理されており、前記液晶層３の液晶分子３ａは、分子長軸を、前記基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａに揃えて前記基板１，２面と実質的に平行に配列している。
【００５９】
なお、前記信号電極４とコモン電極５との間に生成される横電界Ｅは、前記信号電極４の各櫛歯部４ｂの縁部４ｃの長さ方向に対して実質的に直交する方向の電界であり、この実施例では上述したように、前記櫛歯部４ｂ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θで傾いた方向に沿う細長形状に形成し、前記一対の基板１，２の内面（配向膜１７，１８の膜面）を前記縦軸ｙと実質的に平行な方向に配向処理しているため、前記一対の基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａは、前記横電界Ｅの方向に対して前記５°〜１５°の角度で斜めに交差している。
【００６０】
そして、前側偏光板２１と後側偏光板２２は、それぞれの吸収軸２１ａ，２２ａを実質的に平行にし、且つ、これらの吸収軸２１ａ，２２ａを、前記画面の横軸ｘ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左回り方向に実質的に４５°ずれた方向、つまり前記信号電極４とコモン電極５との間に横電界Ｅを生成しない無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向き（一対の基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａ）に対して実質的に４５°ずらして配置されている。
【００６１】
また、前記視角依存性補償位相差板２３は、透過光に１／２波長の位相差を与えるλ／２位相差板からなっており、この位相差板２３は、その遅相軸２３ａを前記後側偏光板２２の吸収軸２２ａと実質的に平行にして配置されている。
【００６２】
この液晶表示素子は、前記後基板２の内面に設けられた前記複数の信号電極４と前記コモン電極５との間にそれぞれ表示データに対応した横電界Ｅを生成することにより、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。
【００６３】
そして、この液晶表示素子は、前記後基板２の内面に、前記信号電極４と前記コモン電極５との間に生成された横電界Ｅにより液晶分子３ａの配向方位が制御される領域からなる複数の画素１００内の予め定めた領域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、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（後基板２の外面側）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。
【００６４】
しかも、この液晶表示素子は、前記透過表示部１００ｂのΔｎｄ２を、透過光に１／２波長の位相差を与える値に設定し、且つ、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値、つまり透過光に１／４波長の位相差を与える値になる厚さに調整する液晶層厚調整層２０を設けているため、前記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ことができる。
【００６５】
また、この液晶表示素子は、前記観察側と反対側の偏光板２１，２２を、それぞれの吸収軸２１ａ，２２ａを実質的に平行にして配置しているため、前記反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂの両方の表示を、前記横電界Ｅが生成されないときに輝度が最小となる無電界暗表示（以下、ノーマリーブラック表示という）にすることができる。
【００６６】
すなわち、前記液晶層３の液晶分子３ａは、無電界時に、図６（ａ）のように一対の基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａに配列し、前記信号電極４とコモン電極５との間に横電界Ｅが生成されることにより、図６（ｂ）のように、前記基板１，２面と実質的に平行な面内において、前記横電界Ｅの方向に対する分子長軸の角度が小さくなる方向に配列する。
【００６７】
なお、前記横電界Ｅは、上述したように、前記信号電極４の各櫛歯部４ｂの縁部４ｃと、前記コモン電極５の前記各櫛歯部４ｂの縁部４ｃに隣接する部分との間に、前記櫛歯部４ｂの長さ方向に対して実質的に直交する方向に沿って生成する。
【００６８】
そして、前記信号電極４の各櫛歯部４ｂは、画面の縦軸ｙ、つまり前記一対の基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａに対して５°〜１５°の角度θで交差する方向に沿う細長形状に形成されているため、前記横電界Ｅは、前記無電界時における液晶分子３ａの分子長軸に対して一方の方向に６５°〜８５°の角度で斜めにずれた方向の電界であり、前記液晶分子３ａは、前記横電界Ｅが生成された画素１００の略全域において、前記横電界Ｅに対する分子長軸の角度が小さい方向に一様に回転し、その方向に分子長軸を揃えて配列する。
【００６９】
図６（ｂ）に示した横電界生成時の液晶分子３ａの配列方向は、前記信号電極４とコモン電極５との間に、液晶分子３ａを前記配向処理方向１ａ，２ａに対して実質的に４５°の方向に配列させる強さの横電界Ｅを生成させたときの方向である。
【００７０】
そして、この液晶表示素子では、図５に示したように、前側偏光板２１及び後側偏光板２２を、それぞれの吸収軸２１ａ，２２ａを無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向き、つまり画面の上下方向に対して、観察側から見て右回り方向に実質的に４５°ずらして配置し、前記櫛形導電膜４ａの各櫛歯部を、図１のように画面の上下方向に対して観察側から見て右回り方向に傾いた方向に沿う細長形状に形成することにより、前記横電界Ｅの生成により液晶分子３ａを前記配向処理方向１ａ，２ａに対して実質的に４５°の方向に配列させたときに、その分子長軸の向きが、前記前側偏光板２１及び後側偏光板２２の吸収軸２１ａ，２２ａに対して実質的に直交するようにしている。
【００７１】
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た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Ｅ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。
【００７２】
まず、反射表示について説明すると、このときは、前記液晶表示素子にその観察側から入射した外光が、前記前側偏光板２１によって直線偏光になって液晶層３に入射し、その光（前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して直交する直線偏光）のうち、各画素１００の反射表示部１００ａに入射して前記液晶層３を透過した光が、前記反射膜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、さらに視角依存性補償位相差板２３と後側偏光板２２とを透過して観察側とは反対側へ出射する。
【００７３】
そして、前記反射表示部１００ａのΔｎｄは、透過光に１／４波長の位相差を与える値に設定され、前記一対の基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａは、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に４５°ずれているため、無電界時、つまり液晶分子３ａが前記配向処理方向１ａ，２ａに分子長軸を揃えて配列したときは、前記画素１００の反射表示部１００ａに入射した前記直線偏光が、前記液晶層３を往復して透過する間に１／２波長の位相差を与えられて実質的に９０°旋光し、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに平行な直線偏光になり、前記前側偏光板２１により吸収される。そのため、前記反射表示部１００ａの無電界時の表示は、黒の暗表示である。
【００７４】
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を前記配向処理方向１ａ，２ａに対して４５°の方向に配列させる強さの横電界Ｅを生成させたとき、つまり、前記液晶分子３ａが前側偏光板２１及び後側偏光板２２の吸収軸２１ａ，２２ａに対して実質的に直交する方向に配向したときは、前記反射表示部１００ａに入射した前記直線偏光が、前記液晶層３をほとんど偏光状態を変えずに往復して透過し、前記前側偏光板２１を透過して観察側へ出射する。そのため、前記反射表示部１００ａの液晶分子３ａを前記配向処理方向１ａ，２ａに対して４５°の方向に配列させたときの表示は、最も明るい明表示である。
【００７５】
次に、透過表示について説明すると、このときは、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、前記後側偏光板２２によって直線偏光にされ、遅相軸２３ａを前記後側偏光板２２の吸収軸２２ａと実質的に平行にして配置された視角依存性補償位相差板２３を透過し、その光（後側偏光板２２の吸収軸２２ａに対して直交する直線偏光）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、前記視角依存性補償位相差板２３と後側偏光板２２とを再び透過して観察側とは反対側（面光源側）へ出射する。
【００７６】
そして、前記透過表示部１００ｂのΔｎｄ２は、透過光に１／２波長の位相差を与える値に設定され、前記一対の基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａは、前記後側偏光板２２の吸収軸２２ａに対して実質的に４５°ずれているため、無電界時は、前記後側偏光板２２と視角依存性補償位相差板２３とを透過して前記画素１００の透過表示部１００ｂに入射した前記直線偏光が、前記液晶層３を透過する間に実質的に９０°旋光され、前記後側偏光板２２の吸収軸２１ａと実質的に平行な方向に吸収軸２１ａを向けて配置された前側偏光板２１により吸収される。そのため、前記透過表示部１００ｂの無電界時の表示は、黒の暗表示である。
【００７７】
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を前記配向処理方向１ａ，２ａに対して４５°の方向に配列させる強さの横電界Ｅを生成させたとき（液晶分子３ａが前側偏光板２１及び後側偏光板２２の吸収軸２１ａ，２２ａに対して実質的に直交する方向に配向したとき）は、前記画素１００の透過表示部１００ｂに入射した前記直線偏光が、前記液晶層３をほとんど偏光状態を変えずに透過し、前記前側偏光板２１を透過して観察側へ出射する。そのため、前記透過表示部１００ｂの液晶分子３ａを前記配向処理方向１ａ，２ａに対して４５°の方向に配列させたときの表示は、最も明るい明表示である。
【００７８】
なお、前記信号電極４とコモン電極５との間に、液晶分子３ａを前記配向処理方向１ａ，２ａに対して４５°よりも小さい角度の方向に配列させる強さの横電界Ｅを生成させたときは、前記反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂの両方の表示が、前記黒の暗表示と最も明るい明表示との中間の明るさの表示になる。
【００７９】
このように、前記各画素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、無電界時の表示が暗表示、横電界生成時の表示が明表示の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。
【００８０】
しかも、前記液晶表示素子は、前記観察側と反対側の偏光板２１，２２を、それぞれの吸収軸２１ａ，２２ａを、無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向きに対して実質的に４５°ずらして配置しているため、前記反射表示のときも、前記透過表示のときも、無電界時の光の出射率をほとんど０にして暗表示を黒にし、横電界生成時の光の出射率を実質的に最大にして明表示を充分に明るくすることができ、したがって、前記反射表示と透過表示の両方の明るさ及びコントラストを高くすることができる。
【００８１】
また、前記液晶表示素子は、前記後基板２と後側偏光板２２との間に、視角依存性補償位相差板２３を、その遅相軸２３ａを前記後側偏光板２２の吸収軸２２ａと実質的に平行にして配置しているため、前記観察側と反対側の偏光板２１，２２の吸収軸２１ａ，２２ａとを互いに平行に配置した場合の暗表示における視角依存性の低下を防止して、前記透過表示の視野を広くすることができる。
【００８２】
なお、前記視角依存性補償位相差板２３は、その遅相軸２３ａを前記後側偏光板２２の吸収軸２２ａと実質的に直交させて配置してもよく、その場合も、透過表示の視角依存性を補償し、前記透過表示の視野を広くすることができる。
【００８３】
また、前記観察側と反対側の偏光板２１，２２は、その吸収軸２１ａ，２２ａを、図５に示した向きに対して実質的に直交する方向に向けて配置してもよく、その場合は、前記横電界Ｅの生成により液晶分子３ａを一対の基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａに対して実質的に４５°の方向に配列させたときに、前記液晶分子３ａの分子長軸が前記前側偏光板２１及び後側偏光板２２の吸収軸２１ａ，２２ａに対して実質的に平行になるため、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ことができる。
【００８４】
（第２の実施形態）
図７及び図８はこの発明の第２の実施例を示しており、図７は液晶表示素子の一部分の断面図、図８は、前記液晶表示素子の一対の基板の内面の配向処理方向と、一対の偏光板の吸収軸の向きと、λ／２位相差板の遅相軸の向きを観察側から見た図である。なお、この実施例において、上述した第１の実施例と同じものについては、図に同符号を付してその説明を省略する。
【００８５】
この実施例の液晶表示素子は、各画素１００の反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂの構造及び前記反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂのΔｎｄ１，Δｎｄ２を第１の実施例と同じにしたものであり、この実施例では、観察側と反対側の一対の偏光板２１，２２を、それぞれの吸収軸２１ａ，２２ａを実質的に直交させて配置することにより、第１の実施例の視角依存性補償位相差板２３を省略し、後基板２と後側偏光板２２との間に、透過光に１／２波長の位相差を与えるλ／２位相差板２５を、その遅相軸２５ａを前記後側偏光板２２の吸収軸２２ａに対して実質的に４５°ずらして配置している。
【００８６】
この液晶表示素子において、前記一対の偏光板２１，２２は、それぞれの吸収軸２１ａ，２２ａを、一対の基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａ、つまり無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向きに対して互いに反対方向に実質的に４５°ずらして配置され、前記λ／２位相差板２５は、その遅相軸２５ａを、前記無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向きと実質的に平行にして配置されている。
【００８７】
なお、この実施例では、一対の基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａと前側偏光板２１の吸収軸２１ａの向きをそれぞれ第１の実施例と同じにし、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。
【００８８】
この液晶表示素子は、上記のような構成であるため、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い、且つ、前記反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂの両方の表示をノーマリーブラック表示にするとともに、前記透過表示の視野を広くすることができる。
【００８９】
すなわち、この液晶表示素子による反射表示は、第１の実施例の液晶表示素子による反射表示と同じであり、無電界時は、前側偏光板２１を透過して各画素１００の反射表示部１００ａに入射した直線偏光が、前記液晶層３を往復して透過する間に実質的に９０°旋光されて前記前側偏光板２１により吸収され、前記信号電極４とコモン電極５との間に、液晶分子３ａを前記配向処理方向１ａ，２ａに対して実質的に４５°の方向に配列させる強さの横電界Ｅを生成させたとき（液晶分子３ａの分子長軸を前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に直交させたとき）に、前記画素１００の反射表示部１００ａに入射した前記直線偏光が、前記液晶層３をほとんど偏光状態を変えずに往復して透過し、前記前側偏光板２１を透過して観察側へ出射する。
【００９０】
一方、透過表示のときは、前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置された図示しない面光源から照射された照明光が、後側偏光板２２によって直線偏光にされ、さらに、遅相軸２５ａを前記後側偏光板２２の吸収軸２２ａに対して実質的に４５°ずらして配置されたλ／２位相差板２５により実質的に９０°旋光され、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。
【００９１】
前記後側偏光板２２により直線偏光にされ、前記λ／２位相差板２５により９０°旋光された光は、前記後側偏光板２２の吸収軸２２ａと平行な偏光面をもった直線偏光、つまり、前記無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向きに対して、実質的に４５°傾いた方向に偏光面をもった直線偏光である。
【００９２】
そして、前記透過表示部１００ｂのΔｎｄ２は、透過光に１／２波長の位相差を与える値（２７５ｎｍ）に設定されているため、無電界時は、前記透過表示部１００ｂに入射した前記直線偏光（後側偏光板２２により直線偏光され、λ／２位相差板２５により９０°旋光された光）が、前記液晶層３を透過する過程でさら実質的に９０°旋光され、前記後側偏光板２２の吸収軸２１ａ実質的に平行な直線偏光として前記前側偏光板２１に入射し、この前側偏光板２１により吸収される。
【００９３】
また、信号電極４とコモン電極５との間に、液晶分子３ａを前記配向処理方向１ａ，２ａに対して４５°の方向に配列させる強さの横電界Ｅを生成させたとき（液晶分子３ａが前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に直交する方向に配向したとき）は、前記液晶分子３ａの分子長軸の向きが、前記透過表示部１００ｂに入射した前記直線偏光の偏光面と実質に平行になるため、前記透過表示部１００ｂに入射した前記直線偏光が、前記液晶層３をほとんど偏光状態を変えずに透過し、前記前側偏光板２１を透過して観察側へ出射する。
【００９４】
このように、前記各画素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、無電界時の表示が暗表示、横電界生成時の表示が明表示のノーマリーブラック表示である。
【００９５】
そして、この液晶表示素子は、前記観察側と反対側の偏光板２１，２２を、それぞれの吸収軸２１ａ，２２ａを実質的に直交させて配置しているため、前記透過表示部１００ｂの視角依存性が小さく、前記透過表示の視野を広くすることができる。
【００９６】
また、この液晶表示素子は、前記観察側と反対側の偏光板２１，２２を、それぞれの吸収軸２１ａ，２２ａを無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向きに対して互いに反対方向に実質的に４５°ずらして配置し、前記λ／２位相差板２５を、その遅相軸２５ａを前記無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向きと実質的に平行にして配置しているため、前記反射表示のときも、前記透過表示のときも、無電界時の光の出射率をほとんど０にして暗表示を黒にし、横電界生成時の光の出射率を実質的に最大にして明表示を充分に明るくすることができ、したがって、前記反射表示と透過表示の両方の明るさ及びコントラストを高くすることができる。
【００９７】
（第３の実施形態）
図９及び図１０はこの発明の第３の実施例を示しており、図９は液晶表示素子の一部分の断面図、図１０は、前記液晶表示素子の一対の基板の内面の配向処理方向と、一対の偏光板の吸収軸の向きと、λ／２位相差板の遅相軸の向きを観察側から見た図である。
【００９８】
この実施例の液晶表示素子は、各画素１００の反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂの構造及び前記反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂのΔｎｄ１，Δｎｄ２を第１の実施例と同じにしたものであり、この実施例では、観察側と反対側の一対の偏光板２１，２２を、それぞれの吸収軸２１ａ，２２ａを実質的に直交させて配置することにより、第１の実施例の視角依存性補償位相差板２３を省略し、前基板１と前側偏光板２１との間に、透過光に１／２波長の位相差を与えるλ／２位相差板２６を、その遅相軸２６ａを前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に４５°ずらして配置している。
【００９９】
この液晶表示素子において、前記一対の偏光板２１，２２は、それぞれの吸収軸２１ａ，２２ａを、一対の基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａ、つまり無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向きに対して互いに反対方向に実質的に４５°ずらして配置され、前記λ／２位相差板２６は、その遅相軸２６ａを、前記無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向きと実質的に直交させて配置されている。
【０１００】
なお、この実施例では、一対の基板１，２の配向処理方向１ａ，２ａと前側偏光板２１の吸収軸２１ａの向きをそれぞれ第１の実施例と同じにし、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。
【０１０１】
この液晶表示素子は、上記のような構成であるため、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い、且つ、前記反射表示部１００ａの表示と透過表示表示部１００ｂの表示の両方をノーマリーブラック表示にするとともに、前記透過表示の視野を広くすることができる。
【０１０２】
すなわち、この液晶表示素子による反射表示について説明すると、このときは、前記液晶表示素子にその観察側から入射した外光が、前記前側偏光板２１により直線偏光にされ、さらに、遅相軸２６ａを前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に４５°ずらして配置されたλ／２位相差板２６により実質的に９０°旋光され、その光（前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して直交する直線偏光）のうち、各画素１００の反射表示部１００ａに向かう光が、前記液晶層３に入射する。
【０１０３】
前記前側偏光板２１により直線偏光され、前記λ／２位相差板２５により９０°旋光された光は、前記後側偏光板２１の吸収軸２１ａと平行な偏光面を持った直線偏光、つまり、前記無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向きに対して、実質的に４５°傾いた方向に偏光面をもった直線偏光である。
【０１０４】
そして、前記反射表示部１００ａのΔｎｄ１は、透過光に１／４波長の位相差を与える値（１３７ｎｍ）に設定されているため、無電界時は、前記反射表示部１００ａに入射した前記直線偏光（前側偏光板２１により直線偏光され、λ／２位相差板２６により９０°旋光された光）が、前記液晶層３を往復して透過する間に実質的に９０°旋光され、さらに、前記λ／２位相差板２６により実質的に９０°旋光されて、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに平行な直線偏光になり、前記前側偏光板２１により吸収される。
【０１０５】
また、信号電極４とコモン電極５との間に、液晶分子３ａを前記配向処理方向１ａ，２ａに対して４５°の方向に配列させる強さの横電界Ｅを生成させたとき（液晶分子３ａが前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に直交する方向に配向したとき）は、前記液晶分子３ａの分子長軸の向きが、前記反射表示部１００ａに入射した前記直線偏光の偏光面と実質に直交するため、前記反射表示部１００ａに入射した前記直線偏光が、前記液晶層３をほとんど偏光状態を変えずに往復して透過し、さらに前記λ／２位相差板２６により実質的に９０°旋光されて、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に直交する直線偏光になり、前記前側偏光板２１を透過して観察側へ出射する。
【０１０６】
一方、透過表示のときは、前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置された図示しない面光源から照射された照明光が、後側偏光板２２により直線偏光にされ、その光（後側偏光板２２の吸収軸２２ａに対して直交する直線偏光）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。
【０１０７】
前記後側偏光板２２により直線偏光にされた光は、前記無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向きに対して、実質的に４５°傾いた方向に偏光面をもった直線偏光である。
【０１０８】
そして、前記透過表示部１００ｂのΔｎｄ２は、透過光に１／２波長の位相差を与える値（２７５ｎｍ）に設定されているため、無電界時は、前記透過表示部１００ｂに入射した前記直線偏光（後側偏光板２２により直線偏光された光）が、前記液晶層３を透過する間に実質的に９０°旋光され、さらに前記λ／２位相差板２６により実質的に９０°旋光されて、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に平行な直線偏光になり、前記前側偏光板２１により吸収される。
【０１０９】
また、信号電極４とコモン電極５との間に、液晶分子３ａを前記配向処理方向１ａ，２ａに対して４５°の方向に配列させる強さの横電界Ｅを生成させたとき（液晶分子３ａが前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に直交する方向に配向したとき）は、前記液晶分子３ａの分子長軸の向きが、前記透過表示部１００ｂに入射した前記直線偏光の偏光面と実質に直交するため、前記透過表示部１００ｂに入射した前記直線偏光が、前記液晶層３をほとんど偏光状態を変えずに透過し、前記λ／２位相差板２６により実質的に９０°旋光されて、前記前側偏光板２１の吸収軸２１ａに対して実質的に直交する直線偏光になり、前記前側偏光板２１を透過して観察側へ出射する。
【０１１０】
このように、前記各画素１００の反射表示表示部１００ａの表示と透過表示表示部１００ｂの表示は、いずれも、無電界時の表示が暗表示、横電界生成時の表示が明表示のノーマリーブラック表示である。
【０１１１】
そして、この液晶表示素子は、前記観察側と反対側の偏光板２１，２２を、それぞれの吸収軸２１ａ，２２ａを実質的に直交させて配置しているため、前記透過表示部１００ｂの視角依存性が小さく、前記透過表示の視野を広くすることができる。
【０１１２】
また、この液晶表示素子は、前記観察側と反対側の偏光板２１，２２を、それぞれの吸収軸２１ａ，２２ａを無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向きに対して互いに反対方向に実質的に４５°ずらして配置し、前記λ／２位相差板２６を、その遅相軸２６ａを前記無電界時の液晶分子３ａの分子長軸の向きと実質的に直交させて配置しているため、前記反射表示のときも、前記透過表示のときも、無電界時の光の出射率をほとんど０にして暗表示を黒にし、横電界生成時の光の出射率を実質的に最大にして明表示を充分に明るくすることができ、したがって、前記反射表示と透過表示の両方の明るさ及びコントラストを高くすることができる。
【０１１３】
（他の実施形態）
上述した第１〜第３の実施例の液晶表示素子は、櫛形導電膜４ａからなる信号電極４を備えたものであるが、前記信号電極４は、複数のスリットを互いに平行に形成したスリット付き導電膜により形成してもよい。
【０１１４】
また、上記各実施例では、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、櫛形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。
【０１１５】
さらに、上記各実施例では、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、前記画素１００を反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂとに区分する反射膜１９は、前記後基板２の内面に設けてもよい。
【０１１６】
また、上記各実施例では、前基板１の内面に液晶層厚調整層２０を設けているが、前記液晶層厚調整層２０は、後基板２の内面に設けても、或いは，一対の基板１，２の両方の内面に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【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】第１の実施例の液晶表示素子の図１のII−II線に沿う断面図。
【図３】第１の実施例の液晶表示素子の図１のII−II線に沿う断面図。
【図４】第１の実施例の液晶表示素子の図１のIV−IV線に沿う断面図。
【図５】第１の実施例の液晶表示素子の一対の基板の配向処理方向と、一対の偏光板の吸収軸の向きと、視角依存性補償位相差板の遅相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】この発明の第２の実施例を示す液晶表示素子の一部分の断面図。
【図８】第２の実施例の液晶表示素子の一対の基板の内面の配向処理方向と、一対の偏光板の吸収軸の向きと、λ／２位相差板の遅相軸の向きを観察側から見た図。
【図９】この発明の第３の実施例を示す液晶表示素子の一部分の平面図。
【図１０】第３の実施例の液晶表示素子の一対の基板の内面の配向処理方向と、一対の偏光板の吸収軸の向きと、λ／２位相差板の遅相軸の向きを観察側から見た図。
【符号の説明】
【０１１８】
１…前基板（観察側基板）、２…後基板（反対側基板）、１ａ，２ａ…配向処理方向、３…液晶層、３ａ…液晶分子、４…信号電極、４ａ…櫛形導電膜、４ｂ…櫛歯部、５…コモン電極、５ａ…行方向導電膜、５ｂ…電極部、６…ＴＦＴ（能動素子）、７…ゲート電極（制御電極）、８…ゲート絶縁膜、９…ｉ型半導体膜、１０…ドレイン電極（入力電極）、１１…ソース電極（出力電極）、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…視角依存性補償位相差板、２３ａ…遅相軸、２４…静電気遮断導電膜、２５，２６…λ／２位相差板、２５ａ，２６ａ…遅相軸、１００…画素、１００ａ…反射表示部、１００ｂ…透過表示部。
【図１】
2008009154.tif 000003
【図２】
2008009154.tif 000004
【図３】
2008009154.tif 000005
【図４】
2008009154.tif 000006
【図５】
2008009154.tif 000007
【図６】
2008009154.tif 000008
【図７】
2008009154.tif 000009
【図８】
2008009154.tif 000010
【図９】
2008009154.tif 000011
【図１０】
2008009154.tif 000012