(57)【要約】【課題】黒表示の品位の高い、反射モードの表示を実現できる液晶表示装置を提供する。【解決手段】観察者側に設けられ基板側から入射し、偏光素子、位相差素子、および液晶層をこの順で通過し、反射層で反射された光を用いて表示を行う反射領域を有する。液晶層のリタデーション△ｎ・ｄは、印加される電圧値に応じて、△ｎ１・ｄ≦△ｎ・ｄ≦△ｎ２・ｄの範囲で変化し、△ｎ・ｄ＝Δｎ１・ｄのときに黒表示を行う。△ｎ１・ｄは、可視光の波長λ（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全てに対して、△ｎ１・ｄ≦λ／４の関係を満足し、且つ、位相差素子のリタデーションは、λの増加にともない単調増加する関係を有する。【選択図】  図６
2004139140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層と、前記液晶層を介して互いに対向するように配置された第１基板および第２基板と、前記液晶層の前記第１基板側に設けられた反射層と、前記液晶層の前記第２基板側に設けられた位相差素子および偏光素子と、前記第１基板の前記液晶層側に設けられた第１電極と、前記第２基板の前記液晶層側の設けられた第２電極とを有し、前記第２基板側から入射し、前記偏光素子、前記位相差素子、および前記液晶層をこの順で通過し、前記反射層で反射された光を用いて表示を行う反射領域を有する液晶表示装置であって、
前記液晶層の複屈折率Δｎと前記反射領域の前記液晶層の厚さｄとの積で規定されるリタデーション△ｎ・ｄは、前記第１電極と前記第２電極との間の電圧値に応じて、△ｎ１・ｄ≦△ｎ・ｄ≦△ｎ２・ｄの範囲で変化し、△ｎ・ｄ＝Δｎ１・ｄのときに黒表示を行い、
△ｎ１・ｄは、可視光の波長λ（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全てに対して、△ｎ１・ｄ≦λ／４の関係を満足し、且つ、前記位相差素子のリタデーションは、λの増加にともない単調増加する関係を有する、液晶表示装置。
【請求項２】
黒表示における前記液晶層のリタデーション△ｎ１・ｄと前記位相差素子のリタデーションとを組み合わせた合計のリタデーションは、複数のλに対して、 λ／４と一致する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記反射層は、前記第１基板の前記液晶層側に設けられており、且つ、前記液晶層側の表面が凹凸形状を有する拡散反射層である、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、反射モードで表示が可能な液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、軽量、薄型で、且つ、低消費電力であるという特長を有しているので、携帯情報端末のディスプレイなどに広く用いられている。液晶表示装置のなかでも、反射型液晶表示装置や透過反射両用型液晶表示装置は、液晶層の背面に設置した反射層により反射された周囲光を用いて表示（反射モード表示）を行うことができる。従って、透過型液晶表示装置では不可欠なバックライトを使用しなかったり、バックライトの負担を低減することができるため、さらに消費電力が少ない。
【０００３】
反射型液晶表示装置として、図１７に示すように、１枚の偏光板２３０を用いた反射型表示装置２００が知られている。このような反射型液晶表示装置２００は、偏光板を１枚とすることによって、２枚の偏光板を備えるタイプに比べて、明るく、高コントラスト比の表示を実現することができる。
【０００４】
反射型液晶表示装置２００は、液晶セル２１０の観察者側に、位相差板２２０と偏光板２３０とを有している。液晶セル２１０は、一対の基板２０１および２０２の間に設けられた液晶層２０８と、液晶層２０８に電圧を印加するための反射電極２０３および透明電極２０５と有している。
【０００５】
偏光板２３０を通過した直線偏光は、位相差板（例えば、λ／４板）２２０と液晶層２０８とを通過することによって、リタデーション（位相差を波長で換算して、長さで示した量）が与えられる。このリタデーションの大きさは、位相差板２２０のリタデーションと、液晶層２０８のリタデーションとに依存する。液晶層２０８のリタデーションは、液晶層２０８の複屈折率Δｎと、その厚さｄ（セルギャップとも言う。）との積（Δｎ・ｄ）で表され、印加電圧の大きさに応じて、液晶分子の配向変化による複屈折率（Δｎ）の変化に伴って変化する。従って、印加電圧を制御し、液晶層２３０のリタデーションを調整することによって、偏光板２３０を透過し、位相差板２２０と液晶層２０８とを通過し、反射電極２０３で反射され、再び、液晶層２０８と位相差板２２０とを通過する光に与えるリタデーションの大きさが調整される。すなわち、印加電圧を制御することによって、偏光板２３０を通過し、反射電極２０３で反射され、再び偏光板２３０を透過する光の量が制御されるので、階調表示が実現される。
【０００６】
ところが、位相差板２３０および液晶層２０８のリタデーションを特定の波長（例えば、可視光（４００〜７００ｎｍ）のなかで視感度が最も高い５５０ｎｍ）について、白または黒表示のための最適設計を行ったとしても、位相差板２３０や液晶層２０８のリタデーションは波長分散を有するので、他の波長では最適設計値からずれてしまい、特に、黒表示では、光漏れや着色が大きく、表示品位が大きく低下する。
【０００７】
そこで、特許文献１は、液晶層のリタデーション△ｎ・ｄの波長分散と位相差板のリタデーションの波長分散とを異ならせて、その差分が可視光の全波長領域で波長の１／４倍とすることによって、黒表示の波長依存性が改善された反射型液晶表示装置を開示している。この液晶表示装置は、正の誘電率異方性を有する液晶層と、可視光の波長の増加にともないリタデーションが単調減少する位相差板とを組み合わせて、ノーマリーブラックモード（以下、ＮＢモードと略す。）で表示を行う。
【特許文献１】特開平９−２１８４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、本願発明者が検討した結果、上記特許文献１に開示されている反射型液晶表示装置には、以下の問題があることがわかった。
【０００９】
正の誘電率異方性を有する液晶層を用いてＮＢモードで表示を行うということは、液晶層のリタデーションΔｎ・ｄが大きい状態で黒表示を行うことになるので、良好な黒表示を得るためには、液晶層の厚さｄを高い精度で制御する必要があり、製造プロセスにマージンが少なく、生産性が低い。
【００１０】
特に、表面に凹凸形状を有する拡散反射層（典型的には反射電極）を基板の液晶層側に設けた構成（内側配置）の液晶表示装置においては、その表面の凹凸形状により液晶層のリタデーションΔｎ・ｄが場所により異なるので、表示品位が低下する。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、黒表示の品位の高い、反射モードの表示を実現できる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、液晶層と、前記液晶層を介して互いに対向するように配置された第１基板および第２基板と、前記液晶層の前記第１基板側に設けられた反射層と、前記液晶層の前記第２基板側に設けられた位相差素子および偏光素子と、前記第１基板の前記液晶層側に設けられた第１電極と、前記第２基板の前記液晶層側の設けられた第２電極とを有し、前記第２基板側から入射し、前記偏光素子、前記位相差素子、および前記液晶層をこの順で通過し、前記反射層で反射された光を用いて表示を行う反射領域を有する液晶表示装置であって、前記液晶層の複屈折率Δｎと前記反射領域の前記液晶層の厚さｄとの積で規定されるリタデーション△ｎ・ｄは、前記第１電極と前記第２電極との間の電圧値に応じて、△ｎ１・ｄ≦△ｎ・ｄ≦△ｎ２・ｄの範囲で変化し、△ｎ・ｄ＝Δｎ１・ｄのときに黒表示を行い、△ｎ１・ｄは、可視光の波長λ（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全てに対して、△ｎ１・ｄ≦λ／４の関係を満足し、且つ、前記位相差素子のリタデーションは、λの増加にともない単調増加する関係を有し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１３】
黒表示における前記液晶層のリタデーション△ｎ１・ｄと前記位相差素子のリタデーションとを組み合わせた合計のリタデーションは、複数のλに対して、 λ／４と一致する構成とすることが好ましい。
【００１４】
前記反射層は、前記第１基板の前記液晶層側に設けられており、且つ、前記液晶層側の表面が凹凸形状を有する拡散反射層である構成とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、液晶層の厚さのばらつきに影響を受け難く、且つ、着色と光漏れの少ない、高品位の黒表示を実現する、反射モードで表示が可能な液晶表示装置が提供される。
【００１６】
また、本発明による液晶表示装置の黒表示の品位は、液晶層の厚さのばらつきの影響を受け難いので、製造プロセスのマージンが広く、生産性に優れるという利点も有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下の説明では、反射型液晶表示装置を例に、本発明の実施形態の液晶表示装置の表示原理を説明するが、本発明は反射型液晶表示装置に限られず、反射モードで表示を行う反射領域を有する液晶表示装置、例えば、透過反射両用型液晶表示装置（例えば、特開平１１−１０１９９２号公報参照）や半透過膜（ハーフミラー）を用いた半透過型液晶表示装置（例えば、特開平２０００−１９５０１号公報参照）に適用することができる。少なくとも、表示の最小単位に対応する絵素領域毎に、反射モードで表示を行う反射領域を有する液晶表示装置に、広く適用することができる。また、例示する反射型液晶表示装置は、液晶層および位相差板のリタデーションの設計が従来と異なるが、その他の構成は、公知のものを広く利用でき、また、偏光板、位相差板、液晶層および反射層は、観察者側からこの順に配置されていればよく、基板（ガラス基板）との位置関係に特に制限はない。
【００１８】
本発明による実施形態の反射型液晶表示装置は、例えば、図１７に示した従来の反射型液晶表示装置２００と同じ基本構成を有しているので、図１７を参照しながら、説明する。
【００１９】
まず、本実施形態の反射型液晶表示装置は、液晶層２０８のリタデーション△ｎ・ｄが、印加された電圧値に応じて、△ｎ１・ｄ≦△ｎ・ｄ≦△ｎ２・ｄの範囲で変化し、△ｎ・ｄ＝Δｎ１・ｄのときに黒表示を行うように構成されている。すなわち、本実施形態の反射型液晶表示装置は、液晶層２０８のリタデーションが小さいときに、黒表示を行う。
【００２０】
表１と、図１および図２を参照しながら、この構成の利点を説明する。表１は、以下に説明する４つのモード（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶ）の液晶表示装置の液晶材料の誘電率異方性の正または負、２つの電圧Ｖ１およびＶ２（Ｖ１＜Ｖ２）における白黒表示状態および液晶層のリタデーション値をまとめて示している。図１は、４つのモードの液晶表示装置の電圧−反射率特性を模式的に示した図であり、図２は、同じく４つのモードの液晶表示装置の液晶層の電圧−リタデーション特性を模式的に示した図である。
【００２１】
【表１】
2004139140.tif 000003
【００２２】
　まず、正の誘電率異方性を有する液晶層を用いて、液晶層に印加する２種類の電圧Ｖ１およびＶ２（Ｖ１＜Ｖ２）で白黒表示を行う場合、（Ｉ）Ｖ１で黒、Ｖ２で白を表示するモード（ＮＢ）と、（ＩＩ）Ｖ１で白、Ｖ２で黒を表示するモード（ノーマリホワイトモード、以下「ＮＷモード」と略す。）とがある。この２つのモードのうち、モードＩは、液晶層のリタデーションが大きい状態（△ｎ２・ｄ）で、黒を表示する。一方、モードＩＩは、液晶層のリタデーションが小さい状態（△ｎ１・ｄ）で黒を表示する。
【００２３】
両方のモードにおいて、液晶層の厚さ（すなわち、セル厚）ｄが変動した場合、液晶層のリタデーションΔｎ・ｄの変動量は、モードＩの方が大きい（なぜなら、Δｎ２＞Δｎ１）。すなわち、セル厚ｄが設計値からずれると、黒を表示する際の液晶層のリタデーション値の設計値からのずれは、モードＩの方がモードＩＩよりも大きい。その結果、黒の遮光状態が不十分となり、十分なコントラスト比が得られないことがある。上記の特許文献１は、このモードＩを採用しているので、良好な黒表示を実現し難いのである。
【００２４】
一方、負の誘電率異方性を有する液晶層を用いて、液晶層に印加する２種類の電圧Ｖ１、Ｖ２（Ｖ１＜Ｖ２）で白黒表示を行う場合、（ＩＩＩ）Ｖ１で白、Ｖ２で黒を表示するモード（ＮＷ）と、（ＩＶ）Ｖ１で黒、Ｖ２で白を表示するモード（ＮＢ）とがある。この２つのモードのうち、モードＩＩＩは、液晶層のリタデーションが大きい状態（△ｎ２・ｄ）で黒を表示する。一方、モードＩＶは、液晶層のリタデーションが小さい状態（△ｎ１・ｄ）で黒を表示する。
【００２５】
両方のモードにおいて、セル厚ｄが変動した場合、液晶層のリタデーションΔｎ・ｄの変動量はモードＩＩＩの方が大きい。すなわち、セル厚ｄが設計値からずれると、黒を表示する際の液晶層のリタデーション値の設計値からのずれは、モードＩＩＩの方がモードＩＶよりも大きい。その結果、黒の遮光状態が不十分となり、十分なコントラスト比が得られないことがある。
【００２６】
以上のことより、液晶層のリタデーションが小さい状態（△ｎ１・ｄ）で黒を表示する、モードＩＩまたはモードＩＶが、セル厚ｄの変動に対して表示品位の劣化が小さく、生産性において有利であることがわかる。
【００２７】
次に、本実施形態の反射型液晶表示装置の液晶層は、△ｎ１・ｄが、可視光の波長λ（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全てに対して、△ｎ１・ｄ≦λ／４の関係を満足するように構成されている。
【００２８】
液晶層のリタデーション（△ｎ１・ｄ）は、一般に、どのような値をも取りうるが、この値が１／４波長（λ／４）よりも大きいと、例えば、正の誘電率異方性の液晶層を用いたＮＷモード（モードＩＩ）の場合、図３に示すように、その電圧−反射率特性において、一旦黒を表示した後に、印加電圧の増加にともない反射率が増加し、階調の反転が生じる可能性がある。また、負の誘電率異方性を有する液晶層を用いたＮＢ（モードＩＶ）においても同様に、液晶層のリタデーション（△ｎ１・ｄ）の値がλ／４よりも大きいと、階調の反転が生じる可能性がある。従って、黒表示を行う場合の液晶層のリタデーション（△ｎ１・ｄ）は、可視光の全ての波長（４００〜７００ｎｍ）に対して、λ／４よりも小さいことが好ましく、さらに、セル厚ｄの値に関係なく着色の少ない良好な黒表示を実現するためには、△ｎ１・ｄがゼロに近い値をとることが好ましい。
【００２９】
次に、位相差板のリタデーションの条件について説明する。
【００３０】
これまでの説明から明らかなように、１枚の偏光板を用いた反射型液晶表示装置において良好な黒表示を行うためには、可視光の波長λ（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全てに対して、λ／４のリタデーションが必要である。つまり、可視光の全波長に対して、液晶層と位相差板との組み合わせによって、λ／４のリタデーションを実現できれば、着色のない良好な黒表示を実現することができる。
【００３１】
可視光の全波長に対して、λ／４となるリタデーション（Ｒｅと表記）の波長依存性は、図４に示すように、波長に比例して単調増加する。なお、図４の縦軸には、５５０ｎｍのリタデーション（Ｒｅ（５５０ｎｍ）と表記）で規格化した値も示す。
【００３２】
上述したように、黒表示状態の液晶層のリタデーション△ｎ１・ｄはゼロに近いことが好ましいが、モードＩＩおよびＩＶでは、いずれも、黒表示における液晶層のリタデーションはゼロにならず、少ないながらもリタデーションが発生する。これを、「液晶層に残留しているリタデーション」（または、「液晶層の残留リタデーション」）と呼ぶことにする。残留リタデーションは下記の原因によって発生する。
【００３３】
正の誘電率異方性を有する液晶層を用いたＮＷモード（モードＩＩ）においては、液晶層に電圧を印加してリタデーションが十分小さくなった場合でも、基板界面付近の液晶分子は、配向処理された表面との相互作用が大きく、電界の影響を受け難いため、初期配向の状態を維持しようとする。そのため、十分に電圧を印加した状態でも、液晶層にはリタデーションが残留する。負の誘電率異方性を有する液晶層を用いたＮＢモード（モードＩＶ）においては、プレチルト角をつけるように配向処理を施すため、基板付近の液晶分子は完全な垂直配向とならないので、モードＩＩと同様に、液晶層にリタデーションが残留する。また、液晶層にわずかに電圧を印加した状態で黒表示を行う場合にも、液晶層に僅かではあるがリタデーションが発生する。
【００３４】
図５に、液晶層の残留リタデーションの波長依存性の例を示す。図５は、後述する実施形態で用いた正の誘電率異方性を有する液晶層に、電圧を３．５Ｖ印加した場合の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）の波長依存性を示す図である。図５に示したように、液晶層の残留リタデーションの値（絶対値）は、λ／４条件を満足する値（５５０ｎｍの波長に対して１３８ｎｍ）と比較して、２０ｎｍと小さく、その波長依存性も波長の増加に対して単調に減少している。着色の少ない良好な黒表示を実現するためには、この残留リタデーションと位相差板のリタデーションとを組み合わせた合計のリタデーションが、可視光の全波長範囲でλ／４条件を満足することが好ましい。そのためには、５５０ｎｍの波長に対して１１８ｎｍ以上のリタデーションを追加する必要があるので、位相差板は、液晶層の残留リタデーション（２０ｎｍ）に比べて大きなリタデーションを有する必要がある。すなわち、黒表示の表示品位には、位相差板のリタデーションの波長依存性が支配的に影響することがわかる。
【００３５】
上述したように、液晶層の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）と位相差板のリタデーションとを組み合わせた合計のリタデーション（合計のリタデーションは、遅相軸方向の相対関係に依存するので、一般には、単純な算術和とはならない。）が、可視光の全波長に対してλ／４であるという条件を満足すれば、着色のない良好な黒表示が実現されることになる。液晶層の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）と組み合わせた結果が、可視光の全波長に対してλ／４のリタデーションを与えるために必要な、位相差板のリタデーションの波長依存性を計算によって求めた結果を図６に示す。図６の縦軸は、図４と同様に、５５０ｎｍのリタデーションで規格化した値を示している。図６の２本の直線は、液晶層の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）の光学軸（遅相軸）に対して位相差板の光学軸（遅相軸）を直交に配置した場合（図１１（ａ）参照）と、それらを互いに平行に配置した場合（図１１（ｂ）参照）の結果を示している。
【００３６】
図６から明らかなように、位相差板に要求されるリタデーションの波長依存性は、波長の増加にともないリタデーションが単調に増加する関数で表されることである。
【００３７】
このような波長依存性を有する位相差板を液晶層と偏光板との間に挿入した場合と、上記特許文献１に開示されている従来の位相差板ＡまたはＢを用いた場合とについて、黒表示状態における反射率の波長依存性を図７に示す。図７から明らかなように、従来の位相差板を用いた場合には、光漏れがひどく、着色の少ない良好な黒表示ができない。それに対し、図６に示した波長依存性を有する位相差板を用いると、可視光の全ての波長に対して、反射率が低く、良好な黒表示が実現できることが分かる。
【００３８】
次に、図８から図１３を参照しながら、本発明の実施形態による具体的な反射型液晶表示装置の構造と表示特性を説明する。
【００３９】
図８に示した本発明による実施形態の反射型液晶表示装置１００は、液晶セル１１０と、液晶セル１１０の観察者側に配置された位相差板１２０と偏光板１３０とを有している。液晶セル１１０は、一対の基板（ガラス基板）１０１および１０２と、これらの間に設けられた液晶層１０８と、液晶層１０８に電圧を印加するための反射電極（Ａｌ層）１０３および透明電極（ＩＴＯ層）１０５と有している。反射電極１０３は、基板１０１の液晶層側に設けられているので、基板１０１の厚さによる視差の影響（二重写り）がない。また、反射電極１０３の液晶層１０８側表面を凹凸形状とし、拡散反射性を持たせることにより、ペーパホワイト性に優れた表示ができる。
【００４０】
基板１０１の液晶層１０８側表面には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；不図示）が設けられており、反射電極１０３には、ＴＦＴを介して所定の期間に表示信号電圧が供給される。基板１０１および１０２の液晶層１０８側には、それぞれ配向膜１０４および１０６が設けられている。配向膜１０４および１０６には、液晶層１０８の正の誘電率異方性を有する液晶分子を７０°ツイスト配向させるように、ラビング処理が施されている。液晶層１０８の厚さ（セルギャップ）ｄは、スペーサ（不図示）によって、約３．０μｍに制御されている。また、観察者側の基板１０２と透明電極１０５との間にカラーフィルタ層１０７が設けられている。この液晶表示装置１００は常法に従って製造され得る。
【００４１】
液晶層１０８の液晶材料としては、正の誘電率異方性を有し、波長５５０ｎｍの光に対する複屈折率△ｎが０．０６５のネマチック液晶材料を用いる。この液晶材料の複屈折率△ｎの波長依存性を図９に示す。図９の縦軸は、複屈折率Δｎを５５０ｎｍにおける複屈折率で規格化した値を示す。図９に示したように、この液晶材料の複屈折率Δｎは、僅かではあるが、波長の増加につれて単調に減少する傾向を示す。
【００４２】
位相差板１２０は、ジアセチルセルロース（ＤＡＣ）から形成されたもので、そのリタデーションは、図１０に示すように、可視光（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）に対して波長の増加にともない単調に増加する波長依存性を示す。
【００４３】
このようなリタデーションの波長依存性を有する位相差板１２０は、例えば、特開平８−２０１６２８号公報に記載されている方法で作製される。この方法によると、加熱溶融したＤＡＣをフィルムの形態に押出し、押出されたＤＡＣフィルムを、その厚さを一定に保った状態で幅方向に圧縮しながら、長手方向に延伸することによって、ＤＡＣの分子鎖の配向が制御され、３軸方向の屈折率が調整された位相差板が作製される。この他、溶媒キャスト法を用いて上記位相差板を作製することもできる。
【００４４】
位相差板１２０の条件設定について以下に説明する。
【００４５】
ＮＷモードの反射型液晶表示装置の場合、液晶層１０８に電圧（Ｖ２（＞Ｖ１））を印加して黒表示を行うので、前述したように、液晶層１０８の残留リタデーションを考慮に入れる必要がある。本実施形態の液晶表示装置１００の場合、液晶層１０８に３．５Ｖの電圧を印加したときに、液晶層１０８に残留したリタデーションは５５０ｎｍの光に対して１８ｎｍであり、その光学軸（遅相軸）の方位は、実効的には両基板１０１および１０２上の配向膜１０４および１０６のラビング方向の丁度中間にあり、それぞれのラビング方向から３５°の方位である。この残留リタデーションの波長依存性は、先の図５に示したものと同じであり、波長に比べ非常に小さい。
【００４６】
液晶層１０８に電圧を印加した状態で良好な黒表示を行うためには、液晶層１０８の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）と組み合わせた結果のリタデーションが、可視光の全波長に対してλ／４と一致するように、位相差板１２０のリタデーションおよび光学軸（遅相軸）の配置を決める必要がある。
【００４７】
しかしながら、可視光の全波長に対して、リタデーション（組合せ後）をλ／４と一致させることは困難であるので、まず、人間の目の視感度が最高となる５５０ｎｍの光に対するリタデーションがλ／４となるように設計を行う。ここで、液晶層１０８の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）の光学軸（遅相軸）方位と位相差板の光学軸（遅相軸）方位との関係により、以下（ｉ）および（ｉｉ）の２つの場合が考えられる。
【００４８】
（ｉ）図１１（ａ）に示すように、液晶層１０８の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）の光学軸（遅相軸：ＳＬLC）方位に対して、直交する方位に位相差板１２０の光学軸（遅相軸：ＳＬP ）を配置する場合、それぞれのリタデーションの差が、液晶層１０８と位相差板１２０との組み合せのリタデーションの値を決定する。したがって、位相差板１２０のリタデーションは、５５０ｎｍに対してλ／４となる１３８ｎｍに、液晶層１０８のリタデーション１８ｎｍを加えた１５６ｎｍに設定する。
【００４９】
（ｉｉ）図１１（ｂ）に示すように、液晶層１０８の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）の光学軸（遅相軸：ＳＬLC）方位に対して、平行な方位に位相差板１２０の光学軸（遅相軸：ＳＬP ）を配置する場合、それぞれのリタデーションの和が、液晶層１０８と位相差板１２０との組み合せのリタデーションの値を決定する。したがって、位相差板１２０のリタデーションは、５５０ｎｍに対してλ／４となる１３８ｎｍから、液晶層１０８のリタデーション１８ｎｍを引いた１２０ｎｍに設定する。
【００５０】
このように、液晶層１０８の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）と位相差板１２０のリタデーションとを組み合わせた結果のリタデーションが、視感度が最高となる５５０ｎｍに対してλ／４に設定されている場合、コントラスト比の高い黒表示を実現できる。
【００５１】
しかしながら、上述したように、リタデーションが波長の増加に連れて単調に減少する従来の位相差板を用いると、５５０ｎｍ以外の波長に対するリタデーションが、λ／４に一致せず、黒表示において、例えば、青または赤の波長（約４５０ｎｍまたは約６５０ｎｍ）の光が漏れ、その結果、黒表示が、紫などに着色する（図７参照）。それに対し、本実施形態の液晶表示装置１００が有する位相差板１２０は、図１０に示したように、リタデーションが波長の増加に連れて単調に増大する波長依存性を有するので、着色の無い、良好な黒表示が実現できる。
【００５２】
反射型液晶表示装置１００の電圧とコントラスト比との関係を図１２に、黒表示状態における反射率の波長依存性を図１３に、それぞれ示す。これらの図には、上記特許文献１に開示されている従来の位相差板ＡまたはＢを用いた場合の結果を合わせて示している。
【００５３】
図１２および図１３から明らかなように、波長に対してリタデーションが単調減少する従来の位相差板ＡまたはＢを用いた場合に比べ、波長に対してリタデーションが単調増加する本実施形態の位相差板１２０を用いると、コントラスト比も高く、着色の少ない良好な黒表示を行うことが可能であることがわかる。
【００５４】
他の位相差板を用いた液晶表示装置について説明する。位相差板を除く他の全ての構成は上述した液晶表示装置１００と同じである。
【００５５】
ここでは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を用いて作製された２枚の位相差板を貼り合せた積層型位相差板を用いる。一方の位相差板のリタデーションは約１２０ｎｍで、他方の位相差板のリタデーションは約２７５ｎｍである。この積層型位相差板のリタデーションの波長依存性は、図１４に示すように、波長の増加にともなって単調に増大する関係を有する。
【００５６】
この積層型位相差板を備える液晶表示装置の黒表示状態のリタデーション（液晶層の残留リタデーションと位相差板のリタデーションとの組合せた合計のリタデーション）の波長依存性を図１５に示す。なお、図１５の縦軸は、リタデーションをそれぞれの波長λで規格化した値を示している。従って、図１５の縦軸の値が０．２５のときに、λ／４条件が満足される。図１５から明らかなように、この液晶表示装置の黒表示状態のリタデーションが、複数の互いに異なる波長λ１およびλ２に対してλ／４条件を満足していることがわかる。また、縦軸の値は、可視光の全波長範囲に亘って、０．２３〜０．２６の範囲内にある。図１５に示したように、リタデーションの波長依存性が極値を持つ曲線（ここでは上に凸の曲線）で表され、その曲線がλ／４条件を示す直線（ここでは、縦軸が０．２５となり横軸に平行な直線）と２点で交わるようにリタデーションを設定すれば、比較的広い波長範囲に亘って、λ／４条件に近い条件を実現できる。勿論、リタデーションの波長依存性を示す曲線が複数の極値を有して、３つ以上の点でλ／４条件を満足するようにしてもよい。
【００５７】
図１５に示したリタデーションの波長依存性を有する反射型液晶表示装置の黒表示状態における反射率の波長依存性を図１６に示す。図１６には、上記特許文献１に開示されている従来の位相差板ＡまたはＢを用いた場合の結果を合わせて示している。図１６からわかるように、本実施形態の反射型液晶表示装置の黒状態における反射率は、従来の位相差板を用いたものに比べ、青および赤の波長（約４５０ｎｍおよび約６５０ｎｍ）の反射率が抑えられており、着色の少ない良好な黒表示が実現される。
【００５８】
さらに、可視光の全波長に対して、液晶層の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）と位相差板のリタデーションとを組み合わせた結果のリタデーションがλ／４になるように形成された位相差板（すなわち、図６に示したリタデーションの波長依存性を有する位相差板）を用いることにより、さらに高コントラスト比、かつ着色のない良好な黒表示が可能である。
【００５９】
このように、位相差板のリタデーションが波長に対して単調増加し、さらに複数の波長において液晶層の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）と位相差板のリタデーションとを組み合わせた合計のリタデーションがλ／４になるように設定した位相差板を用いることで、着色と光漏れの少ない黒表示が実現される。
【００６０】
また、本実施形態の反射型液晶表示装置１００は、液晶層１０８のリタデーションが小さいときに黒表示を行うモードを採用しているので、液晶層１０８の厚さｄのばらつきが、黒表示の表示品位に影響し難く、反射電極１０３の液晶層１０８側表面を凹凸形状とし、拡散反射性を持たせた構成によって、高品位の表示を実現することができる。
【００６１】
上記の実施形態では、リタデーションが波長に対して単調増加する位相差板をジアセチルセルロースを用いて形成した例を説明したが、位相差板の材料はこれに限られない。また、位相差板および偏光板を用いた構成を示したが、これらの光学素子は板状のものに限られず、フィルム状など他の形状の位相差素子および偏光素子を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
　本発明の液晶表示装置は、少なくとも、表示の最小単位に対応する絵素領域毎に、反射モードで表示を行う反射領域を有する液晶表示装置に、広く適用することができる。例えば、反射型液晶表示装置や透過反射両用型液晶表示装置、半透過膜（ハーフミラー）を用いた半透過型液晶表示装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】表１に示した４つのモード（Ｉ〜ＩＶ）の液晶表示装置の電圧−反射率特性を模式的に示した図である。
【図２】表１に示した４つのモード（Ｉ〜ＩＶ）の液晶表示装置の液晶層の電圧−リタデーション特性を模式的に示した図である。
【図３】液晶層のリタデーションがλ／４よりも大きい、反射型液晶表示装置の電圧−反射率特性を模式的に示す図である。
【図４】可視光の全波長に対してλ／４となるリタデーションの波長依存性を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による反射型液晶表示装置の液晶層の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）の波長依存性を示す図である。
【図６】液晶層の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）と組み合わせた結果が、可視光の全波長に対してλ／４のリタデーションを与えるために必要な、位相差板のリタデーションの波長依存性（計算結果）を示す図である。
【図７】従来の位相差板と本発明の位相差板を用いた反射型液晶表示装置の黒表示状態における、反射率の波長依存性を示す図である。
【図８】本発明による実施形態の反射型液晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。
【図９】反射型液晶表示装置１００の液晶層１０８に用いられる液晶材料の複屈折率△ｎの波長依存性を示す図である。
【図１０】反射型液晶表示装置１００の位相差板１２０のリタデーションの波長依存性を示す図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、反射型液晶表示装置１００における、液晶層１０８の残留リタデーション（△ｎ１・ｄ）の光学軸（遅相軸）と、位相差板１２０の光学軸（遅相軸）との相対配置を模式的に示す図であり、（ａ）は直交配置、（ｂ）は平行配置である。
【図１２】反射型液晶表示装置１００の電圧とコントラスト比との関係を示す図である。
【図１３】反射型液晶表示装置１００の黒表示状態における反射率の波長依存性を示す図である。
【図１４】本実施形態の反射型液晶表示装置に用いられる積層型位相差板のリタデーションの波長依存性を示す図である。
【図１５】図１４に示したリタデーションの波長依存性を有する積層型位相差板を備える反射型液晶表示装置の黒表示状態のリタデーション（液晶層の残留リタデーションと位相差板のリタデーションとの組合せた合計のリタデーション）の波長依存性を示す図である。
【図１６】図１５に示したリタデーションの波長依存性を有する反射型液晶表示装置の黒表示状態における反射率の波長依存性を示す図である。
【図１７】従来の一枚偏光板タイプの反射型液晶表示装置２００を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００、２００  反射型液晶表示装置
１０１、１０２、２０１、２０２  基板
１０３、２０３  反射電極
１０４、１０６  配向膜
１０５、２０５  透明電極
１０７  カラーフィルタ層
１０８  液晶層
１１０、２１０  液晶セル
１２０、２２０  位相差板（位相差素子）
１３０、２３０  偏光板（偏光素子）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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