(57)【要約】要約なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに反射部と透過部とが配置された複数の画素によって構成された液晶パネルと、
前記液晶パネルに対して観測者側に配置された第１偏光板と、
前記液晶パネルを挟んで前記第１偏光板と対向する位置に配置された第２偏光板とを具備しており、
前記液晶パネルの各画素を構成する液晶分子のねじれ角は、４４度以上４６度以下である半透過型液晶表示装置で、
前記第１偏光板の吸収軸とそれに隣接する液晶分子の長軸とのなす角度は、８０度以上８５度以下であり、
前記第２偏光板の吸収軸とそれに隣接する液晶分子とのなす角度は、５０度以上５５度以下であることを特徴とする半透過型液晶表示素子。
【請求項２】
前記液晶パネルと前記第１偏光板との間に配置された第１のλ／２板と、
前記第１のλ／２板と前記液晶パネルとの間に配置された第１のλ／４板とをさらに具備しており、
前記第１のλ／２板の遅相軸と前記第１のλ／４板の遅相軸とのなす角度は、６０度以上７０度以下である請求の範囲１に記載の半透過型液晶表示素子。
【請求項３】
前記液晶パネルと前記第２偏光板との間に配置された第２のλ／２板と、
前記第２のλ／２板と前記液晶パネルとの間に配置された第２のλ／４板とをさらに具備しており、
前記第２のλ／２板の遅相軸と前記第２のλ／４板の遅相軸とのなす角度は、６０度以上７０度以下である請求の範囲１に記載の半透過型液晶表示素子。
【請求項４】
各画素に配置された前記反射部におけるリターデーションΔｎｄは、１６０ナノメータ（ｎｍ）以上２５０ナノメータ（ｎｍ）以下である請求の範囲１に記載の半透過型液晶表示素子。
【請求項５】
各画素に配置された前記透過部におけるリターデーションΔｎｄは、２８０ナノメータ（ｎｍ）以上３５０ナノメータ（ｎｍ）以下である請求の範囲１に記載の半透過型液晶表示素子。
【請求項６】
前記液晶パネルの前記液晶分子へバックライトを供給するために前記第２偏光板に対して前記液晶パネルの反対側に設けられたバックライト供給器をさらに具備する請求の範囲１に記載の半透過型液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、それぞれに反射部と透過部とが配置された複数の画素によって構成された液晶パネルを備えた半透過型液晶表示素子に関する。
【背景技術】  特開２０００−１３７２１７号公報および特開２００３−２３３０６９号公報には、従来の半透過型液晶表示素子の構成が開示されている。それぞれに反射部と透過部とが配置された複数の画素によって構成された液晶パネルを備えた半透過型液晶表示素子では、反射特性と透過特性との間のバランスを向上させ、かつ生産性の良好なものが要望されている。
半透過型液晶表示素子に設けられる半透過用フィルムの構成の基本は、理想的な円偏光板を構成することである。このような理想的な円偏光板を構成するためには、Ｐｏｌ吸収軸に対して４５度の角度をなすように、理想的なλ／４板の光軸を合わせればよい。
しかしながら、全波長領域においてλ／４機能を有する理想的なλ／４板は現実には存在しないので、λ／４相当のＲＦとλ／２相当のＲＦとを組み合わせて理想的なλ／４板に近づける手法が一般に採用されている。
このようにλ／４相当のＲＦとλ／２相当のＲＦとを組み合わせて理想的なλ／４板に近づけるときには、λ／４相当のＲＦとλ／２相当のＲＦとＰｏｌとのそれぞれの軸角度配置およびＲ値を液晶セルに対してどのように最適化するかが重要なポイントになる。
一般的には、ＬＣＤマスター等のシミュレーションツールによって軸角度配置およびＲ値を液晶セルに対して最適化するけれども、この方法では、液晶セルおよびＲＦにおける液晶材料、ＲＦ材料およびツイスト角等の光学定数が変化するたびに軸角度配置およびＲ値を最適化しなければならないために非効率的であるという問題がある。
このような問題を解決するために、液晶セルおよびＲＦにおける光学定数の変化に対して依存性の少ない軸角度構成を決定するための手法が提案されている。
まず、液晶セルの液晶分子ダイレクターに対するλ／４板の光軸の角度を決定する方法を説明する。通常は基板に隣接する液晶分子に対して光軸の角度を決定するけれども、液晶分子ダイレクターに対してλ／４板の光軸の角度を最適化すると、液晶分子のツイスト角の変化に依存することなくλ／４板の光軸の角度を最適化することができる。以下、この最適化方法を具体的に説明する。
まず、λ／４相当のＲＦとλ／２相当のＲＦとを組み合わせて構成されるλ／４板の光軸は、各々の光軸の合成ベクトルの方向に沿って存在すると仮定する。そして、λ／４相当のＲＦの光軸を液晶分子ダイレクターの方向に一致させ、λ／２相当のＲＦの光軸とＰｏｌ吸収軸とのなす角度を最適化する。このとき、λ／４板とλ／２板とのなす角度をαとし、λ／４板とＰｏｌとのなす角と、λ／２板とＰｏｌとのなす角度との小さい方をβとすると、
３５≦（α／２）＋β≦５５    （式１）
なる関係式が成立しなければならない。このように、円偏光板を作成するためには、理想的なλ／４板の光軸とＰｏｌとのなす角度は３５度以上５５度以下でなければならない。
そして、この（式１）に示す条件を満足するようにλ／２板とＰｏｌとの角度を調整する。
図４は、従来の半透過型液晶表示素子に設けられた液晶分子のツイスト角と透過率との間の関係を示すグラフである。図４には、前述した手法によって決定した軸角度構成におけるツイスト角と透過率との間の関係が示されている。横軸は液晶分子のツイスト角を示しており、縦軸は６２度で規格化した透過率を示している。この透過率は、液晶セルからλ／４相当のＲＦとλ／２相当のＲＦとをこの順番に透過した透過光の偏光方向が偏光板の透過軸となす角度ｘに基づいて、下記に示す（式２）により求めた。
透過率＝ｃｏｓ２（ｘ）      （式２）
従って、前述した透過光の偏光方向が偏光板の透過軸と一致すると、透過率は１００パーセント（％）となる。
図４に示すように、液晶分子のツイスト角がゼロ度のときは透過率は２になっており、液晶分子のツイスト角が４５度ときに透過率は１．４になっており、液晶分子のツイスト角が６２度のときに透過率を１とすると、液晶分子のツイスト角が４５度のときに透過率は１．４、液晶分子のツイスト角が０度のときに透過率は２になっている。このように、液晶分子のツイスト角が増大すればするほど透過率は減少する。
次に、半透過型液晶表示素子の作りやすさを表す製造マージンと光学特性との間のバランスを説明する。図５は、従来の半透過型液晶表示素子に設けられた液晶分子のツイスト角とギャップ変動幅Δｄとの間の関係を示す図である。
反射の光学特性が許容できるギャップ変動幅Δｄを各ツイスト角において検討すると図５に示す結果になる。液晶分子のツイスト角がゼロ度のときはギャップ変動幅Δｄは±０．１マイクロメートル（μｍ）になっている。液晶分子のツイスト角が４５度のときはギャップ変動幅Δｄは±０．４マイクロメートル（μｍ）になっており、液晶分子のツイスト角が６２度のときはギャップ変動幅Δｄは±０．８マイクロメートル（μｍ）になっている。
図４および図５に示す結果から、液晶分子のツイスト角がゼロ度であると、透過率は２．０と最も高いけれども、反射特性に対するギャップマージンを表すギャップ変動幅Δｄが±０．１マイクロメートル（μｍ）と狭いので、半透過型液晶表示素子は非常に作りにくい。半透過型液晶表示素子の通常の製造工程におけるギャップ変動幅Δｄは約±０．３マイクロメートル（μｍ）の広さが必要だからである。
このように、半透過型液晶表示素子の通常の製造工程におけるギャップ変動幅Δｄは約±０．３マイクロメートル（μｍ）の広さが必要であるので、液晶分子のツイスト角は、ギャップ変動幅Δｄが約±０．３マイクロメートル（μｍ）に近い±０．４マイクロメートル（μｍ）になっている４５度であることが好ましい。
しかしながら、前述したように半透過型液晶表示素子の作りやすさを表す製造マージンの観点から液晶分子のツイスト角を４５度にすると、液晶分子のツイスト角がゼロ度の場合に比べて透過率が著しく低下するという問題がある。
本発明の目的は、透過率が低下せず、かつ作りやすい半透過型液晶表示素子を提供することにある。
【発明の開示】
本発明に係る半透過型液晶表示素子は、それぞれに反射部と透過部とが配置された複数の画素によって構成された液晶パネルと、前記液晶パネルに対して観測者側に配置された第１偏光板と、前記液晶パネルを挟んで前記第１偏光板と対向するように配置された第２偏光板とを具備しており、前記液晶パネルの各画素を構成する液晶分子のねじれ角は、４４度以上４６度以下である半透過型液晶表示装置で、前記第１偏光板の吸収軸とそれに隣接する液晶分子の長軸とのなす角度は、８０度以上８５度以下になっており、前記第２偏光板の吸収軸とそれに隣接する液晶分子とのなす角度は、５０度以上５５度以下になっていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】  図１は、本実施の形態に係る半透過型液晶表示素子の構成を示す断面図である。
図２は、本実施の形態に係る半透過型液晶表示素子に設けられた偏光板の偏光軸ならびにλ／２板およびλ／４板の遅相軸を説明するための模式的な平面図である。
図３は、本実施の形態に係る半透過型液晶表示素子に設けられた液晶分子のツイスト角と透過率との間の関係を示すグラフである。
図４は、従来の半透過型液晶表示素子に設けられた液晶分子のツイスト角と透過率との間の関係を示すグラフである。
図５は、従来の半透過型液晶表示素子に設けられた液晶分子のツイスト角とギャップ変動幅との関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本実施の形態に係る半透過型液晶表示素子においては、液晶パネルの各画素を構成する液晶分子のねじれ角は、４４度以上４６度以下になっており、第１偏光板の吸収軸とそれに隣接する液晶分子の長軸とのなす角度は、８０度以上８５度以下になっており、第２偏光板の吸収軸とそれに隣接する液晶分子の長軸とのなす角度は、５０度以上５５度以下になっている。このため、反射特性を低下させることなく透過特性を向上させることができ、かつ生産性の良好な半透過型液晶表示素子を得ることができる。
この実施の形態では、前記液晶パネルと前記第１偏光板との間に配置された第１のλ／２板と、前記第１のλ／２板と前記液晶パネルとの間に配置された第１のλ／４板とをさらに具備しており、前記第１のλ／２板の遅相軸と前記第１のλ／４板の遅相軸とのなす角度は、６０度以上７０度以下になっていることが好ましい。
前記液晶パネルと前記第２偏光板との間に配置された第２のλ／２板と、前記第２のλ／２板と前記液晶パネルとの間に配置された第２のλ／４板とをさらに具備しており、前記第２のλ／２板の遅相軸と前記第２のλ／４板の遅相軸とのなす角度は、６０度以上７０度以下になっていることが好ましい。
各画素に配置された前記反射部におけるリターデーションΔｎｄは、１６０ナノメータ（ｎｍ）以上２５０ナノメータ（ｎｍ）以下になっていることが好ましい。
各画素に配置された前記透過部におけるリターデーションΔｎｄは、２８０ナノメータ（ｎｍ）以上３５０ナノメータ（ｎｍ）以下になっていることが好ましい。
前記液晶パネルの前記液晶分子へバックライトを供給するために前記第２偏光板に対して前記前記液晶パネルの反対側に設けられたバックライト供給器をさらに具備することが好ましい。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施の形態に係る半透過型液晶表示素子１００の構成を示す断面図である。図２は、半透過型液晶表示素子１００に設けられた偏光板の偏光軸ならびにλ／２板およびλ／４板の遅相軸を説明するための模式的な平面図である。
半透過型液晶表示素子１００は、液晶パネル７を備えている。液晶パネル７は、複数の画素によって構成されており、各画素には、反射部と透過部とがそれぞれ配置されている。
液晶パネル７の各画素は、液晶分子によって構成されている。液晶分子のねじれ角は、４４度以上４６度以下になっている。
液晶パネル７の各画素に配置された反射部におけるリターデーションΔｎｄは、１６０ナノメータ（ｎｍ）以上２５０ナノメータ（ｎｍ）以下になっている。液晶パネル７の各画素に配置された透過部におけるリターデーションΔｎｄは、２８０ナノメータ（ｎｍ）以上３５０ナノメータ（ｎｍ）以下になっている。
半透過型液晶表示素子１００は、偏光板１を備えている。偏光板１は、液晶パネル７に対して観測者側に配置されている。偏光板１の吸収軸とそれに隣接する液晶分子の長軸とのなす角度は、８０度以上８５度以下になっている。
半透過型液晶表示素子１００は、偏光板２を備えている。偏光板２は、液晶パネル７を挟んで偏光板２と対向するように配置されている。偏光板２の吸収軸とそれに隣接する液晶分子の長軸とのなす角度は、５０度以上５５度以下になっている。
半透過型液晶表示素子１００は、λ／２板３を備えている。λ／２板３は、液晶パネル７と偏光板１との間に配置されている。
半透過型液晶表示素子１００は、λ／４板５を備えている。λ／４板５は、λ／２板３と液晶パネル７との間に配置されている。λ／２板３の遅相軸１２とλ／４板５の遅相軸１１とのなす角度２２は、６０度以上７０度以下になっている。角度２２は、６５度であることが好ましい。本実施例では、偏光板１の偏光軸１３とλ／２板３の遅相軸１２とのなす角度２３は、７０度である。
半透過型液晶表示素子１００は、λ／２板４を備えている。λ／２板４は、液晶パネル７と偏光板２との間に配置されている。
半透過型液晶表示素子１００は、λ／４板６を備えている。λ／４板６は、λ／２板４と液晶パネル７との間に配置されている。λ／２板４の遅相軸１５とλ／４板６の遅相軸１４とのなす角度２１は、６０度以上７０度以下になっている。角度２１は、６０度であることが好ましい。本実施例では偏光板２の偏光軸１６とλ／２板４の遅相軸１５とのなす角度２０は、２３．５度である。
半透過型液晶表示素子１００は、バックライト供給器８を備えている。バックライト供給器８は、液晶パネル７の液晶分子へバックライトを供給するために偏光板２に対して液晶パネル７の反対側に設けられている。
図３は、本実施の形態に係る半透過型液晶表示素子１００に設けられた液晶分子のツイスト角と透過率との間の関係を示すグラフである。
前述したように、半透過型液晶表示素子１００に設けられた液晶パネル７の各画素を構成する液晶分子のねじれ角（ツイスト角）は、４４度以上４６度以下になっており、偏光板１の吸収軸とそれに隣接する液晶分子の長軸とのなす角度は、８０度以上８５度以下になっており、偏光板２の吸収軸とそれに隣接する液晶分子の長軸とのなす角度は、５０度以上５５度以下になっている。このように構成されたツイスト角４４度以上４６度以下の半透過型液晶表示素子１００の透過率は、図３に示すように、前述した従来の半透過型液晶表示素子の透過率１．４よりも約１７パーセント（％）高い１．６５に向上した。
以上のように本実施の形態によれば、液晶パネル７の各画素を構成する液晶分子のねじれ角は、４４度以上４６度以下になっており、偏光板１の吸収軸とそれに隣接する液晶分子の長軸とのなす角度は、８０度以上８５度以下になっており、偏光板２の吸収軸とそれに隣接する液晶分子の長軸とのなす角度は、５０度以上５５度以下になっている。このため、透過率を向上させることができ、かつギャップ変動幅Δｄが生産性の良好な程度に十分広くなるツイスト角４４度以上４６度以下の半透過型液晶表示素子を得ることができる。
【産業上の利用可能性】  以上のように本発明によれば、透過率が低下せず、かつ作りやすい半透過型液晶表示素子を提供することができる。
【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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