(57)【要約】【課題】  表示特性の高い半透過半反射型の液晶表示装置を提供すること。【解決手段】  本発明にかかる液晶表示装置は、前面側透明基板３とこの前面側透明基板３と対向する背面側透明基板８の間に液晶層４を備えている。前面側透明基板３の観察者側には、偏光層１が設けられ、液晶層４と背面側透明基板８の間には偏光層５が設けられている。そして、偏光層５と背面側透明基板８の間には半透過半反射層７が設けられている。このような構成では、反射型表示の場合も透過型表示の場合も直線偏光が液晶層４に入射する。【選択図】  図１
2005107140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の透明基板と当該第１の透明基板と対向する第２の透明基板の間に液晶層を備えた液晶表示装置であって、
前記第１の透明基板の観察者側に設けられた第１の偏光層と、
前記液晶層と第２の透明基板の間に設けられた第２の偏光層と、
前記第２の偏光層と前記第２の透明基板の間に設けられた半透過半反射層とを備えた液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の偏光層と前記第１の透明基板の間に第１の偏光層より出射された直線偏光を楕円偏光に変換する位相差層を備えたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の透明基板と前記第２の透明基板との間にカラーフィルタ層を設けたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記カラーフィルタ層は、前記第２の偏光層と前記半透過半反射層の間に設けたことを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２の偏光層は塗布工程により形成されたことを特徴とする請求項１乃至４いずれか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、半透過半反射型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より液晶表示装置として、自然光や室内光等の外光を利用する反射型表示と、バックライトからの照明光を利用する透過型表示との両方の表示を行なう、半透過半反射型の液晶表示装置がある（例えば、特許文献１参照）。この半透過半反射型液晶表示装置は、充分な明るさの外光が得られる明るい環境下では外光を利用する反射型表示を行ない、充分な明るさの外光が得られない暗い環境下ではバックライトからの照明光を利用する透過型表示を行なうものである。そのため、バックライトは、通常透過型表示を行なうときに点灯される。
【０００３】
ここで、図６に半透過半反射型液晶表示装置の構成例を示す。この例は、ＳＴＮ（スーパー  ツイステッド  ネマティック）方式を採用している。図において、１は偏光層、２は位相差層、３は前面側透明基板、４は液晶層、６はカラーフィルタ（ＣＦ）層、７は反射層７１及び透過層７２よりなる半透過半反射層、８は背面側透明基板、９は位相差層、１２は偏光層である。
【０００４】
反射型表示の場合に前面から入射する光Ａは、偏光層１、位相差層２、前面側透明基板３、液晶層４、ＣＦ層６を経て反射層７１において反射され、同じ経路を逆に進んで表示装置の前面から出射する。このため、反射特性は、偏光層１から反射層７１までの間にある部材構成により規定される。
【０００５】
さらに具体的に光の状態の変遷について説明する。反射型表示において黒表示を行う場合には、偏光層１において出射した状態の直線偏光は、位相差層２によって楕円偏光に変換され、液晶層４に入射する。液晶層４において円偏光に変換され、反射層７１において反射され、その位相はπだけずれる。反射層７１において反射された円偏光は液晶層４において楕円偏光になり、位相差層２において楕円偏光から直線偏光に変換される。この直線偏光は偏光層１に入射するが、その振動方向は偏光層１の透過軸と平行でないため当該偏光層１において吸収される。
【０００６】
次に反射型表示において白表示を行う場合には、偏光層１において出射した状態の直線偏光は、位相差層２によって楕円偏光に変換され、液晶層４に入射する。液晶層４において直線偏光に変換され、反射層７１において反射され、その位相はπだけずれる。反射層７１において反射された直線偏光は液晶層４において楕円偏光になり、位相差層２において楕円偏光から直線偏光に変換される。この直線偏光の振動方向は偏光層１の透過軸と平行であるため、偏光層１を透過し、前面から出射する。
【０００７】
他方、透過型表示の場合において図示しないバックライトから入射する光Ｂは、偏光層１２、位相差層９、背面側透明基板８、透過層７２、ＣＦ層６、液晶層４、前面側透明基板３、位相差層２、偏光層１を進んで表示装置の前面から出射する。このため、透過特性は、最も背面側にある偏光層１２から最も前面側にある偏光層１までの部材構成により規定される。従って、このような構成を有する液晶表示装置では、一つのディスプレイ内に二つの異なる光学構成が混在していることになる。
【０００８】
さらに具体的に光の状態の変遷について説明する。透過型表示において黒表示を行う場合も白表示を行う場合も同様の変遷となるため同時に説明する。偏光層１２において入射光Ｂは直線偏光に変換され、位相差層９によりさらに円偏光に変換される。この円偏光は、液晶層４に入射し、当該液晶層４において楕円偏光に変換される。この楕円偏光は位相差層２において直線偏光に変換され偏光層１に入射する。黒表示の場合には、直線偏光は偏光層１において吸収され、白表示の場合には直線偏光は偏光層１において透過する。
【０００９】
反射型表示の場合に前面から入射する光Ａは、偏光層１を経て反射層７１において反射され、再び偏光層１に至るまでの間に液晶層４を２回通過する。これに対して、透過型表示の場合に背面から入射する光Ｂは、偏光層１２から偏光層１に至るまでの間に液晶層４を１回通過する。従って、反射型表示の場合と、透過型表示の場合とで液晶層４から受けるリタデーション効果が異なる。このため、従来の半透過半反射型液晶表示装置では、反射特性若しくは透過特性のどちらかを優先した構造を採用せざるを得なかった。また、偏光の状態を、ポアンカレ球を用いて、図６の黒表示時でさらに説明すると、反射層７１で反射された光Ａは、円偏光であるので、ポアンカレ球上の極部分に表わされ、液晶層４等を経てポアンカレ球上の特定の赤道点に位置する直線偏光に変換させなければならない。この直線偏光への変換過程は、直線偏光から直線偏光への変換過程（たとえば赤道線を通過する過程、円偏光の極を通過する過程、極を通過しない楕円偏光）に比べて選択余地がないものである。さらに、この変換過程の道のりが短いということは、光の状態変化が少ないということ、換言すれば光の利用効率が少ないということになり、白状態、黒状態の比であるコントラストが悪いということになる。したがって、観察者に対し直線偏光で出射しなければならない光の出発点（液晶層４に入射する前の光）を円偏光とすると、表示においてはコントラストの低い見栄えが悪いものとなり、液晶の光学設計においては自由度の低いものとなる。また、透過表示部においては、反射表示部に合わせるため、故意に表示には好ましくない位相差層を配設しなければならかった。
【００１０】
一般的に、透過特性を優先すると反射特性が劣化するため、透過特性を犠牲にする構造を採用することが多い。この場合には、透過特性は約５０％程度利用効率を低下させることとなる。このとき、反射層７１と透過層７２のそれぞれの上方にある液晶層４の厚さを変化させることにより、反射領域、透過領域のリタデーション値を最適に設定することも可能である。しかしならがら、この方法によれば、液晶層４中に大きな段差を作成する必要があるため、ドメインなどの欠陥が生じるという問題が発生する。
【００１１】
図７は、他の半透過半反射型液晶表示装置の構成例を示す。この構成においては、ＣＦ層６と背面側透明基板８の間に液晶層４及び部分反射層７１を設けている。
【００１２】
通常、ＴＮ（ツイステッド  ネマチック）方式を採用した場合には、着色を回避するため、積極的に複屈折効果を用いることは行なわない。しかしながら、背面側透明基板８と液晶層４の間に部分反射層７１を配置した場合には、液晶層４に入射する前の反射光を円偏光にする必要があり、それに合わせて透過型表示の場合にも円偏光にする必要があるため積極的に複屈折を用いる必要がある。積極的に複屈折を用いる場合には、高コントラスト比（ＣＲ）を得ようとすると着色が問題となり、着色を回避しようとすると低ＣＲとなるといった不具合を生じる。
【００１３】
図７に示す構成においては、液晶層４に段差を設けて反射領域及び透過領域のリタデーション値を最適に設定している。また、液晶層４の段差によるドメイン発生に対し多くのマージンを有している水平配向、即ち０度ツイストのモードを採用することにより、高い光利用効率を達成できる。しかしながら、液晶層４に中に大きな段差を作成する必要があるため、付加工程が必要となる等の問題が発生する。
【特許文献１】特開２０００−１８７２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のように、従来の半透過半反射型液晶表示装置においては、透過型表示と反射型表示の双方において表示特性を同時に高めることは困難であった。
【００１５】
本発明は、かかる問題を解消するためになされたものであり、透過型表示と反射型表示の双方において表示特性を同時に高めることが可能な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】
【００１６】
本発明にかかる液晶表示装置は、第１の透明基板（例えば、本発明の実施の形態にかかる前面側透明基板３）と当該第１の透明基板と対向する第２の透明基板（例えば、本発明の実施の形態にかかる背面側透明基板８）の間に液晶層を備えた液晶表示装置であって、前記第１の透明基板の観察者側に設けられた第１の偏光層（例えば、本発明の実施の形態にかかる偏光層１）と、前記液晶層と第２の透明基板の間に設けられた第２の偏光層（例えば、本発明の実施の形態にかかる偏光層５）と、前記第２の偏光層と前記第２の透明基板の間に設けられた半透過半反射層（例えば、本発明の実施の形態にかかる半透過半反射層７）とを備えたものである。このような構成によれば、反射型表示の場合に反射層上で反射された光が液晶層に入射する際に、黒表示／白表示のいかんに関わらず常に直線偏光が入射されることに伴って、透過型表示の場合にも直線偏光を入射する構成を採用できるため、着色の問題を発生させることなく高コントラストを実現できる。
【００１７】
また、前記第１の偏光層と前記第１の透明基板の間に第１の偏光層より出射された直線偏光を楕円偏光に変換する位相差層を備えることが好ましい。
【００１８】
さらに、前記第１の透明基板と前記第２の透明基板との間にカラーフィルタ層を設けるとよい。
【００１９】
特に、前記カラーフィルタ層は、前記第２の偏光層と前記半透過半反射層の間に設けることが好ましい。これにより、混色の問題の発生を抑制できる。
【００２０】
前記第２の偏光層は塗布工程により形成するとよい。偏光フィルムで形成した場合には他の工程において高温処理が行われた際に当該偏光フィルムが変形し特性の悪化をもたらすからである。
【００２１】
好適な実施の形態における液晶表示装置は、第１の透明基板と当該第１の透明基板と対向する第２の透明基板の間に液晶層を備えた液晶表示装置であって、前記第１の透明基板の観察者側に設けられた第１の偏光層と、前記第１の偏光層と前記第１の透明基板の間に設けられた位相差層と、前記液晶層と第２の透明基板の間に設けられた第２の偏光層と、前記第２の偏光層と前記第２の透明基板の間に設けられたカラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層と前記第２の透明基板の間に設けられた半透過半反射層とを備えたものである。
【００２２】
また、好適な実施の形態における他の液晶表示装置は、第１の透明基板と当該第１の透明基板と対向する第２の透明基板の間に液晶層を備えた液晶表示装置であって、前記第１の透明基板の観察者側に設けられた第１の偏光層と、前記第１の偏光層と前記第１の透明基板の間に設けられた位相差層と、前記液晶層と第２の透明基板の間に設けられたカラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層と前記第２の透明基板の間に設けられた第２の偏光層と、前記第２の偏光層と前記第２の透明基板の間に設けられた半透過半反射層とを備えたものである。
【００２３】
さらに、好適な実施の形態における他の液晶表示装置は、第１の透明基板と当該第１の透明基板と対向する第２の透明基板の間に液晶層を備えた液晶表示装置であって、前記第１の透明基板の観察者側に設けられた第１の偏光層と、前記第１の偏光層と前記第１の透明基板の間に設けられた位相差層と、前記第１の透明基板と前記液晶層の間に設けられたカラーフィルタ層と、前記液晶層と前記第２の透明基板の間に設けられた第２の偏光層と、前記第２の偏光層と前記第２の透明基板の間に設けられた半透過半反射層とを備えたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、透過型表示と反射型表示の双方において表示特性を同時に高めることが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
発明の実施の形態１．
図１に本発明の実施の形態１にかかる半透過半反射型液晶表示装置の構成を示す。この液晶表示装置は、ＳＴＮ方式又はＴＮ方式を採用している。図に示されるように、この液晶表示装置では、前面側から偏光層１、位相差層２、前面側透明基板３、液晶層４、偏光層５、ＣＦ層６、反射層７１及び透過層７２からなる半透過半反射層７、背面側透明基板８が配置されている。
【００２６】
偏光層１は、例えば偏光フィルムにより構成され、透過軸と吸収軸が互いに直交し、透過軸と平行な直線偏光を透過し、吸収軸と平行な直線偏光を吸収する。位相差層２は、位相差板や位相差フィルム及びこれらの積層体により構成され、直線偏光を楕円偏光に変換する。
【００２７】
前面側透明基板３は、観察者側に配置された透明基板であり、例えばガラスや透明樹脂により構成され、ＩＴＯ等の透明電極等が形成されている。液晶層４は、前面側透明基板３と背面側透明基板８の間に設けられた、例えばネマチック液晶からなる層である。
【００２８】
偏光層５は、塗布工程によってＣＦ層６上に形成され、特定の透過軸と平行な振動方向を有する直線偏光のみ通過させる。この偏光層５は、例えば５００ｎｍの厚さを有する。本発明の実施の形態においては、このように偏光層５を前面側透明基板３と背面側透明基板８の間に設けたことを特徴としている。
【００２９】
当該偏光層５は、配向処理を施した背面側透明基板８上に染料を配列させたり、染料塗布後に光を照射することにより染料を配向させたり、さらには、染料塗布時の塗布方向に沿って染料を配向させることにより、吸収軸を規定する。偏光層５の塗布方法については、例えば、米国特許第６１７４３９４号に開示された方法を用いることができる。偏光層５の上面には、ＩＴＯ等の透明電極が形成される。
【００３０】
ＣＦ層６は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の領域を有し、これらの各領域を通過する光量を制御することにより、カラー表示を実現する。ＣＦ層６は、例えば２μｍの厚さを有する。
【００３１】
反射層７１は、透過層７２と同層に設けられ、前面側から入射した光を、前面側に反射する。透過層７２は、前面側から入射した光を透過し、背面側に出射するとともに、背面側から入射した光も透過し、前面側に出射する。当該反射層７１や透過層７２は、金属スパッタ等によって形成されるが、このとき膜厚を制御することにより、反射率や透過率を制御することができる。若しくは、完全反射層をパターニング処理することにより透明部を間欠的に形成し、反射率や透過率を制御することも可能である。
【００３２】
背面側透明基板８は、例えばガラス基板や透明樹脂基板である。背面側透明基板８の背面側には位相差層は設けられていない。
【００３３】
液晶表示装置は、駆動回路、バックライト、フレーム、反射防止膜、導光板等種々の部材により構成することができるが、図示を省略している。
【００３４】
図１に示す構成を備えた液晶表示装置において、反射型表示の場合及び透過型表示の場合について説明する。
【００３５】
反射型表示の場合に前面から入射する光Ａは、まず、偏光層１において、当該偏光層１の透過軸と平行な振動方向を有する直線偏光が透過し、位相差層２に入射する。位相差層２において直線偏光が楕円偏光に変換され、前面側透明基板３に入射する。
【００３６】
前面側透明基板３に入射した楕円偏光はそのまま通過して液晶層４に入射する。液晶層４に電圧が印加された状態及び電圧が印加されていない状態では共に、液晶層４に入射した楕円偏光は直線偏光に変換され出射する。
【００３７】
液晶層４を出射した直線偏光は、偏光層５によって、当該偏光層５の透過軸と平行な振動方向を有する直線偏光のみ透過し、ＣＦ層６に入射する。ＣＦ層６に入射した直線偏光は、反射層７１において反射され、再びＣＦ層６を通過して偏光層５に入射する。反射層７１において反射する際に直線偏光は位相がπだけずれる。当該偏光層５に入射した直線偏光は、偏光層５を透過して、液晶層４に入射する。液晶層４に入射した直線偏光は、楕円偏光に変換され、前面側透明基板３に入射する。
【００３８】
前面側透明基板３は、入射した楕円偏光をそのまま位相差層２に出射する。位相差層２では、入射した楕円偏光を直線偏光に変換し、出射する。位相差層２より出射した直線偏光は、偏光層１の透過軸と平行な振動方向を有する直線偏光のみ透過し、表示装置の前面側から出力する。このとき、液晶層４への電圧の印加に応じて、位相差層２から出射される直線偏光の振動方向と、当該偏光層１の透過軸の方向の相対的な角度が異なる。例えば、ノーマリーホワイトモードでは、液晶層４へ電圧が印加されていない状態で位相差層２から出射される直線偏光の振動方向と、当該偏光層１の透過軸の方向が平行となる。
【００３９】
他方、透過型表示の場合において図示しないバックライトから入射する光Ｂは、背面側透明基板８、透過層７２、ＣＦ層６を通過して、偏光層５に入射する。偏光層５に入射した光は、当該偏光層５の透過軸と平行な振動方向を有する直線偏光が透過し、液晶層４に入射する。
【００４０】
液晶層４に電圧が印加された状態及び電圧が印加されていない状態では共に液晶層４に入射した楕円偏光は楕円偏光の状態で出射することになる。
【００４１】
前面側透明基板３は、入射した楕円偏光をそのままの状態で位相差層２に出射する。位相差層２では、入射した楕円偏光を直線偏光に変換し、出射する。位相差層２より出射した直線偏光は、偏光層１の透過軸と平行な振動方向を有する直線偏光のみ透過し、表示装置の前面側から出力する。このとき、液晶層４への電圧の印加に応じて、位相差層２から出射される直線偏光の振動方向と、当該偏光層１の透過軸の方向の相対的な角度が異なる。
【００４２】
図１に示す構造の液晶表示装置において、反射型表示の場合の前面から入射する光Ａは、液晶層４を通過した後に、偏光層５により直線偏光に変換された後に反射層７１において反射され、直線偏光の状態で液晶層４に入射する。従って、透過型表示の場合にも、液晶層４に対しては、直線偏光の状態で入射すればよいため、積極的に複屈折を用いる必要がない。そのため、複屈折を用いる場合に高コントラスト比（ＣＲ）を得ようとするときに生じやすい着色の問題を回避することができる。
【００４３】
ここで、本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置では、新たに液晶層４の背面側に偏光層５を設けているため、かかる偏光層５において光のロスが発生することは免れない。しかしながら、偏光層５を出射した状態の偏光と、反射層７１において反射した後に偏光層５に入射した状態の偏光とは位相がπだけずれているため偏光状態は等しく、かかる光のロスは５％程度と少ない。
【００４４】
尚、ＣＦ層６と反射層７１が離れた位置にあると、例えば、ＣＦ層６のＲ領域を通過した光が反射層７１により反射され、Ｇ領域を通過するという混色の問題を生じさせやすいが、図１に示す構造の液晶表示装置におけるＣＦ層６と反射層７１は互いに接しているため、このような問題が生じない。
【００４５】
また、図１に示す構造の液晶表示装置では、背面側透明基板８上に連続的に製造工程の類似した反射層７１・透過層７２、ＣＦ層６を製造することができるため、製造が容易であるという効果がある。
【００４６】
発明の実施の形態２．
図２に本発明の実施の形態２にかかる半透過半反射型液晶表示装置の構成を示す。この液晶表示装置は、ＳＴＮ方式を採用している。図に示されるように、この液晶表示装置では、前面（表示面）側から偏光層１、位相差層２、前面側透明基板３、液晶層４、ＣＦ層６、偏光層５、半透過半反射層７、背面側透明基板８が配置されている。即ち、図１に示す発明の実施の形態１とは、ＣＦ層６と偏光層５の位置が入れ替わっている点でのみ異なる。
【００４７】
このような構成の液晶表示装置においても、発明の実施の形態１と同様に、反射型表示の場合の前面から入射する光Ａは、液晶層４を通過した後に、偏光層５により直線偏光に変換された後に反射層７１において反射され、直線偏光の状態で液晶層４に入射する。従って、透過型表示の場合にも、液晶層４に対しては、直線偏光の状態で入射すればよいため、余分であった複屈折を用いる必要が無い。そのため、大きな偏光状態変化を用いる場合、特に高コントラスト比(CR)を得ようとするときに生じる着色の問題を回避することができる。
【００４８】
発明の実施の形態３．
図３に本発明の実施の形態３にかかる半透過半反射型液晶表示装置の構成を示す。この液晶表示装置は、ＴＮ方式を採用している。図に示されるように、この液晶表示装置では、前面（表示面）側から偏光層１、位相差層２、前面側透明基板３、ＣＦ層６、液晶層４、偏光層５、反射層７１及び透過層７２、背面側透明基板８が配置されている。即ち、図２に示す発明の実施の形態２とは、ＣＦ層６と液晶層４の位置が入れ替わっている点でのみ異なる。
【００４９】
このような構成の液晶表示装置においても、発明の実施の形態１と同様に、反射型表示の場合の前面から入射する光Ａは、液晶層４を通過した後に、偏光層５により直線偏光に変換された後に反射層７１において反射され、直線偏光の状態で液晶層４に入射する。従って、透過型表示の場合にも、液晶層４に対しては、直線偏光の状態で入射すればよいため、円偏光を得るために必要であった位相差層を１層省略するとともに複屈折を用いる必要が無い。そのため、大きな偏光状態変化を用いる場合、特に高コントラスト比(CR)を得ようとするときに生じる着色の問題を回避することができる。
【００５０】
実施例１．
図４に示される構造を有する半透過半反射型液晶表示装置について評価した。
【００５１】
まず、図４を用いて当該液晶表示装置の構造について説明する。図に示されるように、この液晶表示装置では、前面側から偏光層１、位相差層２、拡散層１０、前面側透明基板３、液晶層４、偏光層５、ＣＦ層６、反射層７１及び透過層７２（半透過半反射層７）、背面側透明基板８が配置されている。図４において、１０１は偏光層１の吸収軸の角度θpp11を、１０２は位相差層２の配向軸の角度θfp1及び位相差層２のツイスト角度θftw1を、１０４は液晶層４の前面側の配向軸の角度θlcp1及び配向方向のツイスト角度θlctw1を、１０５は偏光層５の吸収軸の角度θpp21をそれぞれ示している。以下の説明では、時計回りを「＋」、反時計回りを「−」とし、１２時方向を０°としている。
【００５２】
実施例１においては、まず、ガラス基板からなる背面側透明基板８上にＡＰＣ（AgPdCu合金材料）による半透過半反射層７を形成した。この半透過半反射層７の反射領域及び透過領域の面積比は８対２とした。半透過半反射層７の上方にＣＦ層６を形成した。さらに、ＣＦ層６の上方にスリットコーターを用いて染料を塗布することにより偏光層５を形成した。さらにＩＴＯによる透明導電膜や配向膜等を偏光層５上に形成した。
【００５３】
前面側透明基板３上には、ＩＴＯによる透明導電膜及び配向膜等を形成した。その後、前面側透明基板３と背面側透明基板８の間に液晶を挟持し液晶セルを作成した。
【００５４】
両基板間の距離ｄ及び液晶複屈折Δｎの積であるΔｎ・ｄを０．８４（μｍ）とし、両基板間を通じて液晶の配向方向がθlctw1＝−２４０°ツイストするように調整した。その後、液晶セルの上方に拡散層１０を設けた。さらに、θftw1＝２４０°ツイストし、Δｎ・ｄが０．８０（μｍ）である、ねじれ位相差板を位相差層２として当該拡散層１０上に配置した。拡散層１０の上方には、偏光層１を配置した。
【００５５】
また、偏光層１の吸収軸の角度θpp11を１５°、位相差層２の配向軸の角度θfp1を１５°、液晶層４の前面側の配向軸の角度θlcp1を１２０°、偏光層５の吸収軸の角度θpp21を１０５°にそれぞれ設定した。また、この液晶セルの下方には図示しない光源及び導光板よりなるバックライトを配置した。
【００５６】
このような構造を有する液晶表示装置において、暗室下でバックライトを点灯させたところ、液晶層４に電圧を印加しない状態では、透過率が０．００２％、ＣＩＥ（ｘ，ｙ）が（０．２３０、０．１５０）の暗状態を表示した。また、液晶層４に所定電圧を印加した状態では、透過率が２．１％、ＣＩＥ（ｘ，ｙ）が（０．３３９、０．４０４）の明状態を表示した。
【００５７】
さらに、この液晶表示装置に光を照射し、反射状態で測定したところ、液晶層４に電圧を印加しない状態では、反射率が０．００２％、ＣＩＥ（ｘ，ｙ）が（０．２３０、０．１５０）の暗状態を表示した。また、液晶層４に所定電圧を印加した状態では、反射率が２７．５％、ＣＩＥ（ｘ，ｙ）が（０．３３９、０．４０４）の明状態を表示した。尚、図４に示す構成のほかにもＣＦ層６を反射層７１と前面側透明基板３の間であれば同様の特性を得ることができた。
【００５８】
さらに、従来例と比較するために、ＣＦ層６及び反射層７１を取り除いて同様の実験を行なった。すると、暗室下でバックライトを点灯させたところ、液晶層４に電圧を印加しない状態では、透過率が０．０４％の暗状態を表示した。また、液晶層４に所定電圧を印加した状態では、透過率が３４．４％の明状態を表示した。図８にその際の電圧−透過率特性を示す。図に示されるように比較例が２５．７％前後の透過率であるのに対して、大幅に透過率が向上した。
【００５９】
さらに、ＣＦ層６を取り除くとともに、反射層７１を全面に設けた液晶表示装置に光を照射し、反射状態で測定したところ、液晶層４に電圧を印加しない状態では、反射率が０．０３６％の暗状態を表示した。また、液晶層４に所定電圧を印加した状態では、反射率が３１．０％の明状態を表示した。
【００６０】
実施例２．
図５に示される構造を有する半透過半反射型液晶表示装置について評価した。
【００６１】
まず、図５を用いて当該液晶表示装置の構造について説明する。図に示されるように、この液晶表示装置では、前面（表示面）側から偏光層１、視角補償層１１、拡散層１０、前面側透明基板３、ＣＦ層６、液晶層４、偏光層５、反射層７１及び透過層７２（半透過半反射層７）、背面側透明基板８が配置されている。図５において、１０１は偏光層１の吸収軸の角度θpp12を、１０４は液晶層４の前面側の配向軸の角度θlcp2及び配向方向のツイスト角度θlctw2を、１０５は偏光層５の吸収軸の角度θpp22をそれぞれ示している。以下の説明では、時計回りを「＋」、反時計回りを「−」とし、１２時方向を０°としている。
【００６２】
実施例２においては、まず、ガラス基板からなる背面側透明基板８上にＡＰＣ（AgPdCu合金材料）による半透過半反射層７を形成した。この半透過半反射層７の反射領域及び透過領域の面積比は８対２とした。半透過半反射層７の上方にスリットコーターを用いて染料を塗布することにより偏光層５を形成した。さらにＩＴＯによる透明導電膜や配向膜等を偏光層５上に形成した。
【００６３】
前面側透明基板３上には、ＣＦ層６、ＩＴＯによる透明導電膜及び配向膜等を形成した。その後、前面側透明基板３と背面側透明基板８の間に液晶を挟持し液晶セルを作成した。
【００６４】
両基板間の距離ｄ及び液晶複屈折Δｎの積であるΔｎ・ｄを０．４９０（μｍ）とし、両基板間を通じて液晶の配向方向がθlctw2＝−９０°ツイストするように調整した。その後、液晶セルの上方に拡散層１０を設けた。
【００６５】
また、偏光層１の吸収軸の角度θpp12を４５°、液晶層４の前面側の配向軸の角度θlcp2を４５°、偏光層５の吸収軸の角度θpp22を１３５°にそれぞれ設定した。また、この液晶セルの下方には図示しない光源及び導光板よりなるバックライトを配置した。
【００６６】
このような構造を有する液晶表示装置において、暗室下でバックライトを点灯させたところ、液晶層４に電圧を印加しない状態では、透過率が３．６％、ＣＩＥ（ｘ，ｙ）が（０．３２３、０．３４２）の明状態を表示した。また、液晶層４に所定電圧を印加した状態では、透過率が０．０２４％、ＣＩＥ（ｘ，ｙ）が（０．３０３、０．３１５）の暗状態を表示した。
【００６７】
さらに、この液晶表示装置に光を照射し、反射状態で測定したところ、液晶層４に電圧を印加しない状態では、反射率が２９．１％、ＣＩＥ（ｘ，ｙ）が（０．３２３、０．３４２）の明状態を表示した。また、液晶層４に所定電圧を印加した状態では、反射率が２４．６％、ＣＩＥ（ｘ，ｙ）が（０．３０３、０．３４２）の暗状態を表示した。尚、図５に示す構成のほかにもＣＦ層６を反射層７１と前面側透明基板３の間であれば同様の特性を得ることができた。
【００６８】
さらに、従来例と比較するために、ＣＦ層６及び反射層７１を取り除いて同様の実験を行なった。すると、暗室下でバックライトを点灯させたところ、液晶層４に電圧を印加しない状態では、透過率が３６．４％の明状態を表示した。また、液晶層４に所定電圧を印加した状態では、透過率が０．０４％の暗状態を表示した。
【００６９】
さらに、ＣＦ層６を取り除くとともに、反射層７１を全面に設けた液晶表示装置に光を照射し、反射状態で測定したところ、液晶層４に電圧を印加しない状態では、反射率が３２．８％の明状態を表示した。また、液晶層４に所定電圧を印加した状態では、反射率が０．０３６％の暗状態を表示した。
【００７０】
実施例３．
実施例１及び実施例２の液晶表示装置よりバックライトを除去し、光源を背面側透明基板８の側面に配置し、背面側透明基板８の背面側に印刷処理をすることにより当該背面側透明基板８を導光板として用いた。この場合には、背面側透明基板８の側面より入射した光源からの光は、空気と透明基板（ここではガラス）の界面で全反射を起こしながら透明基板内部を進行し、印刷部で散乱する。印刷部で散乱した光は、前面（観察者）側に出射する。このような構成を有する液晶表示装置においても実施例１及び実施例２と同様の結果を得ることができた。
【００７１】
また、実施例３においては、導光板を設ける必要がないため、液晶表示装置の部品点数を減らすことができ、かつ小型化を図ることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明にかかる液晶表示装置の部分断面図である。
【図２】本発明にかかる液晶表示装置の部分断面図である。
【図３】本発明にかかる液晶表示装置の部分断面図である。
【図４】本発明にかかる液晶表示装置の部分断面図である。
【図５】本発明にかかる液晶表示装置の部分断面図である。
【図６】従来の液晶表示装置の部分断面図である。
【図７】従来の液晶表示装置の部分断面図である。
【図８】実施例１における液晶表示装置の電圧−透過率特性を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  偏光層
２  位相差層
３  前面側透明基板
４  液晶層
５  偏光層
６  ＣＦ層
７  半透過半反射層
８  背面側透明基板
１０  拡散層
１１  視角補償層
１２  偏光層
【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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