(57)【要約】【課題】カラーフィルタ等を用いることなしに多色表示が可能で、高いコントラスト比の表示を実現できる液晶表示素子を提供する。【解決手段】液晶表示素子１は、表面が垂直配向処理された一対の基板に挟持され、負の誘電異方性の液晶層を有する液晶セル２と、液晶セル２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対の偏光板３，４とを備える。偏光板３，４のうちで一方の偏光板の吸収軸と電界印加時の液晶の配向方向とは４５度の角度をなす。そして、リタデーション値が６００ｎｍから３，０００ｎｍとなるように、液晶の屈折率異方性と液晶層の厚みとが調整されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向するそれぞれの表面に電極層が形成された一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持される液晶層と、前記一対の基板における前記液晶層との対向面とは反対側に配置され、前記一対の基板を挟持する一対の偏光板とを備え、前記電極層を介して前記液晶層に電圧を印加することによって、表示部で画像を表示する液晶表示素子において、
前記一対の基板の少なくとも一方の基板について、他方の基板との対向面に垂直配向性の配向膜が設けられており、
前記液晶層のリタデーション値は６００ｎｍ〜３，０００ｎｍの範囲内であり、
前記一対の偏光板は、一方の偏光板の吸収軸と他方の偏光板の吸収軸との交差角が９０°±５°になるように配置されており、
前記表示部の開口率は７０％以下であることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記一対の偏光板における前記基板との対向面とは反対側であって、前記一対の偏光板のうちの反視認者側の偏光板上に配置された反射板を備え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】
前記液晶表示素子はパッシブマトリクス型の液晶表示素子であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項４】
対向するそれぞれの表面に電極層が形成された一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持される液晶層と、前記一対の基板における前記液晶層との対向面とは反対側であって、前記一対の基板の視認者側に配置された円偏光板と、前記一対の基板における前記液晶層との対向面とは反対側であって、前記一対の基板の反視認者側に配置された反射板とを備え、前記電極層を介して前記液晶層に電圧を印加することによって、表示部で画像を表示する液晶表示素子において、
前記一対の基板の少なくとも一方の基板について、他方の基板との対向面に垂直配向性の配向膜が設けられており、
前記液晶層のリタデーション値は３００ｎｍ〜３，０００ｎｍの範囲内であり、
前記表示部の開口率は７０％以下であることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項５】
前記液晶表示素子はパッシブマトリクス型の液晶表示素子であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子に関し、特に、車載用途にも使用可能な垂直配向モードの液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、透過型の液晶表示素子は、所定の方向に配向した数μｍ程度の極薄い液晶層と、この液晶層を挟持する透明な一対の薄い基板とからなる液晶パネルと、さらに、この液晶パネルを挟持して偏光子および検光子を構成する一対の偏光板とを有する。ここで、液晶層が設けられる側の基板面には、所定の形状にパターニングされた電極が形成されている。そして、この電極を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶の配向が変化する。
【０００３】
このとき、液晶表示素子の視認者側から見て、裏側に発光装置を設置しておけば、液晶の配向変化に従って、液晶表示素子を透過して視認者に届く発光装置からの光の量または波長が変わる。これにより、ドットマトリクスを利用した高精細の表示やキャラクター表示など、所望の表示を行うことが可能となる。
【０００４】
一方、反射型の液晶表示素子は、上記の透過型の液晶表示素子と同様の構成を有するが、液晶表示装置の一方の側（例えば、反視認者側である裏側）に反射板が設けられている。特に、いわゆる「偏光板１枚タイプ」と称される反射型の液晶表示素子では、上記の透過型の液晶パネルと同様の構成を有する液晶パネルの視認者側に円偏光板が配設され、反視認者側に反射板が配設されている。この場合、視認者側である前面側から入射する外光をこの反射板で反射させて視認者側に戻すことになるが、電極を介した電圧印加による液晶の配向変化に従って、液晶表示素子を通って視認者側に戻る光の量または波長が変わるので、所望の表示を行うことが可能となる。
【０００５】
このように、液晶表示素子は、透過型と反射型の別にかかわらず、比較的単純な構造を有している。また、構成部材の選択によって薄型化および軽量化が容易であり、低電圧での駆動も可能であることから、近年では、民生用のみならず車載用の表示素子としても盛んに利用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
こうした液晶表示素子は、白黒の二値表示に加えて、多色表示やカラー表示が可能である。液晶表示素子においてカラー表示を行う方法としては、白黒表示可能な液晶表示素子の液晶パネル内に染料や顔料を用いて作製したＲＧＢマイクロカラーフィルタを設ける方法や、外部印刷と称される、液晶パネル上に配設される偏光板に塗料を印刷する方法が知られている。
【０００７】
しかし、こうした染料や顔料を使用する、マイクロカラーフィルタや外部印刷を利用する方法は、それらを使用する分の部材コストの上昇を招いてしまう。また、液晶表示素子製造の工程が増えることになり、製造コストの上昇にもつながってしまう。
【０００８】
これに対して、マイクロカラーフィルタや外部印刷を利用せずにカラー表示を行う手法も知られている。具体的には、電圧印加により液晶パネルの液晶層が初期配向方向から変化し、その際に発生する液晶パネルの複屈折変化をカラー表示に利用する方法である。こうした方法を用いた液晶表示素子は、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード液晶表示素子と称されている。
【０００９】
ＥＣＢモード液晶表示素子においては、電圧印加による液晶層の初期配向からの変化によって生じる液晶パネルの複屈折変化が、偏光板の作用を介して直接的にカラー変化として捉えうるように構成されている。したがって、液晶層の初期配向方向、ツイスト（ねじれ）の有無および電圧印加時の動作方向などを決めている液晶パネルの構成や偏光板の配置などの主要部分の構成を、ＴＮモードやＳＴＮモード液晶表示素子と同様とすることが可能である。
【００１０】
このように、ＥＣＢモード液晶表示素子によれば、マイクロカラーフィルタや外部印刷を利用せずに多様な色の表示が可能となる。しかしながら、ＴＮモードやＳＴＮモードを利用したＥＣＢモード液晶表示素子においては、最も重要な表示色である黒色を表示する際の遮光度が不足してしまい、いわゆる浮いた状態の黒しか表示できず、結果的に表示のコントラスト比が低くなるという問題があった。
【００１１】
また、ＴＮモードやＳＴＮモードを利用したＥＣＢモード液晶表示素子では、斜め方向から表示画像を観察した場合に、非画像表示部分である背景部の色および黒表示部の視角による色変化が大きい。さらに、背景部と黒表示部に色の差が発生することによって、キャラクター表示などを行う、背景部の面積が比較的大きい液晶表示素子において、画像表示の表示品位を著しく低下させてしまうという問題もあった。
【００１２】
本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、マイクロカラーフィルタや外部印刷手法を用いることなく多色表示が可能であり、また、黒表示おける高い遮光度を達成して優れたコントラスト比の表示を実現できる液晶表示素子を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的および利点は以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様は、対向するそれぞれの表面に電極層が形成された一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持される液晶層と、前記一対の基板における前記液晶層との対向面とは反対側に配置され、前記一対の基板を挟持する一対の偏光板とを備え、前記電極層を介して前記液晶層に電圧を印加することによって、前記液晶層の光学異方性を変化させて表示部で画像を表示する液晶表示素子において、前記一対の基板の少なくとも一方の基板について、他方の基板との対向面に垂直配向性の配向膜が設けられており、前記一対の基板間に挟持される液晶層のリタデーション値は６００ｎｍ〜３，０００ｎｍの範囲内であり、前記一対の偏光板は、一方の偏光板の吸収軸と他方の偏光板の吸収軸との交差角が９０°±５°になるように配置されており、前記表示部の開口率は７０％以下であることを特徴とする。
【００１５】
上記第１の態様において、液晶表示素子は、前記一対の偏光板における前記基板との対向面とは反対側であって、前記一対の偏光板のうちの反視認者側の偏光板上に配置された反射板を備えることができる。
【００１６】
また、上記第１の態様において、液晶表示素子は、パッシブマトリクス型の液晶表示素子とすることができる。
【００１７】
本発明の第２の態様は、対向するそれぞれの表面に電極層が形成された一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持される液晶層と、前記一対の基板における前記液晶層との対向面とは反対側であって、前記一対の基板の視認者側に配置された円偏光板と、前記一対の基板における前記液晶層との対向面とは反対側であって、前記一対の基板の反視認者側に配置された反射板とを備え、前記電極層を介して前記液晶層に電圧を印加することによって、前記液晶層の光学異方性を変化させて表示部で画像を表示する液晶表示素子において、前記一対の基板の少なくとも一方の基板について、他方の基板との対向面に垂直配向性の配向膜が設けられており、前記一対の基板間に挟持される液晶層のリタデーション値は３００ｎｍ〜３，０００ｎｍの範囲内であり、前記表示部の開口率は７０％以下であることを特徴とする。
【００１８】
上記第２の態様において、液晶表示素子は、パッシブマトリクス型の液晶表示素子とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の態様によれば、一対の基板間に挟持された垂直配向する液晶層からなる液晶パネルを一対の偏光板で挟み込むとともに、液晶層のリタデーション値を６００ｎｍ〜３，０００ｎｍの範囲内に調整することにより、マイクロカラーフィルタや外部印刷手法を用いることなく低コストでの多色表示が可能となり、また、黒表示おける高い遮光度を達成して優れたコントラスト比の画像表示を可能とすることができる。
【００２０】
本発明の第２の態様によれば、一対の基板間に挟持された垂直配向する液晶層からなる液晶パネル上の一方の面に円偏光板を設け、他方の面に反射板を設けるとともに、液晶層のリタデーション値を３００ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内に調整することにより、マイクロカラーフィルタや外部印刷手法を用いることなく低コストでの多色表示が可能となり、液晶の応答速度も速くすることも可能であり、黒表示おける高い遮光度を達成して優れたコントラスト比の高速の画像表示を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、電圧印加により液晶パネルの液晶層が初期配向方向から変化し、その際に発生する液晶パネルの複屈折変化をカラー表示に利用するタイプの液晶表示素子において、液晶層の初期配向がいわゆる垂直配向である垂直配向モードの液晶表示素子の構成を利用することによって達成できる。
【００２２】
すなわち、垂直配向モード液晶表示素子の基本的な構成を利用し、液晶層の配向変化に起因する液晶パネルの複屈折変化を直接にカラー表示に利用できるよう、新規な構成の設計を行い高性能の液晶表示素子を提供する。
【００２３】
具体的には、液晶層の配向変化に起因する液晶パネルの複屈折変化を直接にカラー表示に利用できるよう、液晶層の屈折率異方性と液晶層の厚みを最適化することによって新規な液晶表示素子を提供する。
【００２４】
液晶層の初期配向が実質的に垂直配向である垂直配向モード液晶表示素子は、電圧無印加時の遮光度が優れており、黒表示が沈んで黒レベルが優れている。その結果、正面から画像を見たときのコントラスト比が高く、また、視野角が広いことから、視認性に優れた液晶表示素子の提供が可能となる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態における液晶表示素子１の部分断面図である。尚、液晶表示素子１は、垂直配向モード液晶表示素子であるとする。
【００２７】
図１において、液晶表示素子１は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板（図示せず）に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を有する液晶セル２と、液晶セル２を挟持し、互いにクロスニコル配置された一対の視認者側偏光板（以下、Ｆ偏光板と称する。）３および反視認者側偏光板（以下、Ｒ偏光板と称する。）４とを有する。尚、クロスニコル配置とは、一方の偏光板の吸収軸と他方の偏光板の吸収軸との交差角が９０°±５°になるような配置を言う（以下、本明細書において同じ。）。
【００２８】
液晶層では、基板表面が垂直配向処理されているため、液晶が初期配向状態として垂直に配向する。そして、リタデーション値が６００ｎｍとなるよう液晶の屈折率異方性（Δｎ）と液晶層厚とが調整されている。また、液晶層は負の誘電率異方性を有しており、電極層を介して液晶層に電圧を印加し、液晶層を基板と平行になるように動作させると、液晶層の光学異方性が変化して液晶パネル２の複屈折変化が生じ、表示部に画像が表示される。電極層の構造は、キャラクター表示を含む画像の表示が可能なように設計されており、表示部の開口率は７０％以下である。
【００２９】
次に、液晶表示素子１の製造方法の一例について説明する。
【００３０】
まず、一対のガラス基板の上に、キャラクター表示などの所望の画像表示ができるようにパターニングされた電極層を設ける。電極層は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）電極とすることができる。
【００３１】
次いで、ガラス基板の上に、電極層を被覆するようにして絶縁膜を設ける。絶縁膜は、例えば、ゾル−ゲル法によって形成されたＳｉＯ２−ＴｉＯ２からなる膜とすることができる。
【００３２】
次に、液晶層において、液晶が初期配向状態として垂直に配向するように配向膜を形成する。例えば、ＪＳＲ株式会社製の配向膜材料（商品名：ＪＡＬＳ−２０２１）をフレキソ印刷法にて成膜し、基板を１８０℃で焼成することによって、厚さ６００Å程度の配向膜を形成することができる。次いで、配向膜の表面にラビング処理を施して、上記した電界印加時の液晶の動作方向、すなわち、電圧印加時の液晶層の配向方向を定める。
【００３３】
次に、配向膜の形成工程までを終えた基板によって、液晶層を挟み込む。この際、例えば、樹脂スペーサを用いることによって、基板間の距離（ｄ）を一定に保つことができる。また、液晶層としては、例えば、屈折率異方性（Δｎ）が０．１０であるものを用いることができる。この場合、ｄ＝６μｍとすると、液晶表示素子１のリタデーション（Δｎ・ｄ）は６００ｎｍとなる。
【００３４】
次に、偏光板３，４の設置を行う。具体的には、液晶セル２を挟持して、偏光板３，４がクロスニコル配置となるように貼り付ける。このとき、偏光板３または偏光板４の吸収軸と、電界印加時の液晶の動作方向、すなわち、電圧印加時の液晶の配向方向とが４５度の角度をなすように貼り付ける。
【００３５】
尚、詳細は図示されないが、本実施の形態における液晶表示素子１は、パッシブマトリクス構造である。すなわち、画像表示を構成する各画素部分には、ＴＦＴ等のスイッチング素子は設けられておらず、電極層を用いたパッシブ駆動によって目的の画像が表示される。
【００３６】
上述した製造方法によって得られた液晶表示素子１について、バックライトを使用して反視認者側から光を照射しながら、電圧を無印加の０Ｖから５Ｖまで印加し、表示部に現れた電圧印加部分の色の変化を観察した。図２は、電圧印加に伴い変化する液晶表示素子１の表示部の色を示したｘ，ｙ色度図である。電圧印加に伴い、図２中の丸印（●）から矢印１、そして矢印２で示す軌跡に従って、四角印（■）まで表示部の表示色が変化した。このことから、リタデーション値が６００ｎｍであるときの液晶表示素子１は、遮光することによる黒色に加えて、白色、黄色、橙色および赤色を表示できることがわかった。
【００３７】
次に、液晶層のΔｎと層厚とを調整し、リタデーション値を１，８００ｎｍとした以外は液晶表示素子１と全く同様の構成を有する別の液晶表示素子を作製した。そして、この液晶表示素子について、電圧を無印加の０Ｖから５Ｖまで印加し、表示部に現れた電圧印加部分の色の変化を観察した。
【００３８】
図３は、リタデーション値が１，８００ｎｍである液晶表示素子について、電圧印加に伴い変化する表示部の色を示したｘ，ｙ色度図である。電圧印加に伴い、図３中の丸印（●）から、矢印１〜１０で示す軌跡に従って、四角印（■）まで表示部の表示色が多様に変化した。このことから、リタデーション値が１，８００ｎｍであるときの液晶表示素子は、遮光することによる黒色に加えて、白色、黄色、橙色、赤色、ピンク色、紫色、青色、水色および黄緑色を表示できることがわかった。
【００３９】
以上より、本実施の形態の液晶表示素子によれば、バックライトを利用して高輝度の多色表示が可能となる。そして、バックライトの発色を選択・調整し、液晶表示素子の表示色と適宜組み合わせることによって、より優れた色による多色表示を行うことができる。
【００４０】
さらに、図２および図３で示したように、液晶パネルのリタデーション値を大きくすると、表示できる色の数を多くすることができる。例えば、液晶層のΔｎと層厚とを調整し、リタデーション値を８００ｎｍ，１，０００ｎｍおよび１，５００ｎｍとした以外は液晶表示素子１と全く同様の構成を有する別の液晶表示素子を作製し、これらについて電圧を無印加の０Ｖから５Ｖまで印加して表示部に現れた電圧印加部分の色の変化を観察した場合にも、図２や図３と同様の結果を得ることができた。
【００４１】
したがって、液晶パネルのリタデーション値は大きくした方が好ましい。しかし、リタデーション値を大きくして、３，０００ｎｍを超える値にしようとすると、非常に高いΔｎ値を示す液晶組成物を選択するか、または、液晶層厚をかなり厚くすることが必要となる。これらの方法は、いずれも液晶の応答速度を低下させる要因となるので、画像表示には適当でない。よって、液晶パネルのリタデーション値は３，０００ｎｍ以下に設定することが好ましい。
【００４２】
さらに、液晶の応答速度の比較的速い液晶表示素子を提供しようとする場合、液晶パネルのリタデーション値は１，８００ｎｍ以下に設定することが好ましい。
【００４３】
実施の形態２．
図４は、本実施の形態における液晶表示素子１１の部分断面図である。尚、液晶表示素子１１は、垂直配向モード液晶表示素子であるとする。
【００４４】
図４において、液晶表示素子１１は、反視認者側に反射板１５を設けた以外は、実施の形態１で説明した液晶表示素子１と同様の構成を有する。すなわち、液晶表示素子１１は、液晶パネル２と同様の製造方法と構成による液晶パネル１２と、一対のクロスニコル配置された偏光板１３，１４とを備え、さらに反射板１５が配置された構成を有する。
【００４５】
そして、液晶パネル１１では、リタデーション値が６００ｎｍとなるように、液晶の屈折率異方性（Δｎ）と液晶層厚とが調整されている。具体的には、液晶層として屈折率異方性（Δｎ）が０．１０であるものを用い、液晶層の厚さであるｄを６μｍとし、液晶表示素子１１のリタデーション（Δｎ・ｄ）を６００ｎｍとしている。
【００４６】
尚、詳細は図示されないが、本実施の形態における液晶表示素子１１は、パッシブマトリクス構造である。すなわち、画像表示を構成する各画素部分には、ＴＦＴ等のスイッチング素子は設けられておらず、電極層を用いたパッシブ駆動によって目的の画像が表示される。
【００４７】
液晶表示素子１１について、電圧を無印加の０Ｖから５Ｖまで印加し、表示部に現れた電圧印加部分の色の変化を観察した。図５は、電圧印加に伴い変化する液晶表示素子１１の表示部の色を示したｘ，ｙ色度図である。電圧印加に伴い、図５中の丸印（●）から矢印１、そして矢印２で示した軌跡に従って、四角印（■）まで表示部の表示色が変化した。このことから、リタデーション値が６００ｎｍであるときの液晶表示素子１１は、遮光することによる黒色に加えて、白色、黄色、橙色および赤色を表示できることがわかった。
【００４８】
次に、液晶層のΔｎと層厚とを調整し、リタデーション値を１，８００ｎｍとした以外は液晶表示素子１１と全く同様の構成を有する別の液晶表示素子を作製した。そして、この液晶表示素子について、電圧を無印加の０Ｖから５Ｖまで印加し、表示部に現れた電圧印加部分の色の変化を観察した。
【００４９】
図６は、リタデーション値が１，８００ｎｍである液晶表示素子について、電圧印加に伴い変化する表示部の色を示したｘ，ｙ色度図である。電圧印加に伴い、図６中の丸印（●）から、矢印１〜８で示す軌跡に従って、四角印（■）まで表示部の表示色が多様に変化した。このことから、リタデーション値が１，８００ｎｍであるときの液晶表示素子は、遮光することによる黒色に加えて、白色、黄色、橙色、赤色、ピンク色、紫色、青色、水色および黄緑色を表示できることがわかった。
【００５０】
以上より、本実施の形態の液晶表示素子によれば、バックライトを使用することなく、具備する反射板を用い外光を利用することによって、高輝度で高色再現性の多色表示が可能となる。
【００５１】
また、図５および図６で示したように、液晶パネルのリタデーション値を大きくすると、表示できる色の数を多くすることができる。例えば、液晶層のΔｎと層厚とを調整し、リタデーション値を８００ｎｍ，１，０００ｎｍおよび１，５００ｎｍとした以外は液晶表示素子１１と全く同様の構成を有する別の液晶表示素子を作製し、これらについて電圧を無印加の０Ｖから５Ｖまで印加して表示部に現れた電圧印加部分の色の変化を観察した場合にも、図５や図６と同様の結果を得ることができた。
【００５２】
したがって、液晶パネルのリタデーション値は大きくした方が好ましい。しかし、リタデーション値を大きくして、３，０００ｎｍを超える値にしようとすると、非常に高いΔｎ値を示す液晶組成物を選択するか、または、液晶層厚をかなり厚くすることが必要となる。これらの方法は、いずれも液晶の応答速度を低下させる要因となり、画像表示には適当でない。よって、液晶パネルのリタデーション値は３，０００ｎｍ以下に設定することが好ましい。
【００５３】
さらに、液晶の応答速度の比較的速い液晶表示素子を提供しようとする場合、液晶パネルのリタデーション値は１，８００ｎｍ以下に設定することが好ましい。
【００５４】
実施の形態３．
図７は、本実施の形態における液晶表示素子２１の部分断面図である。尚、液晶表示素子２１は、垂直配向モード液晶表示素子であるとする。
【００５５】
図７に示すように、液晶表示素子２１は、表面がそれぞれ垂直配向処理された一対の基板（図示せず）に挟持され、負の誘電異方性を有する液晶からなる液晶層を有する液晶パネル２２と、液晶パネル２２の視認者側に配置された円偏光板２３と、液晶パネル２２の反視認者側に配置された反射板２４とを有する。
【００５６】
尚、液晶パネル２２は、実施の形態１で説明した液晶表示素子１を構成する液晶パネル２と同様の構成であり、同様の方法によって製造される。そして、液晶パネル２２の視認者側である前面側に円偏光板２３を設け、反視認者側である背面側に反射板２４を配置することによって、反射型の液晶表示素子２１が構成されている。
【００５７】
液晶パネル２２は、リタデーション値が３００ｎｍとなるように、液晶の屈折率異方性（Δｎ）と液晶層厚とが調整されている。具体的には、液晶層として屈折率異方性（Δｎ）が０．０７５であるものを用い、液晶層の厚さであるｄを４μｍとし、液晶表示素子２２のリタデーション（Δｎ・ｄ）を３００ｎｍとしている。
【００５８】
尚、詳細は図示されないが、本実施の形態における液晶表示素子２１は、パッシブマトリクス構造である。すなわち、画像表示を構成する各画素部分には、ＴＦＴ等のスイッチング素子は設けられておらず、電極層を用いたパッシブ駆動によって目的の画像が表示される。
【００５９】
液晶表示素子２１について、電圧を無印加の０Ｖから５Ｖまで印加し、表示部に現れた電圧印加部分の色の変化を観察した。図８は、電圧印加に伴い変化する液晶表示素子２１の表示部の色を示したｘ，ｙ色度図である。電圧印加に伴い、図８中の丸印（●）から、矢印１〜３で示す軌跡に従って、四角印（■）まで表示部の表示色が変化した。このことから、リタデーション値が３００ｎｍであるときの液晶表示素子２１は、遮光することによる黒色に加えて、橙色、白色、黄色、橙色および赤味がかった橙色を表示できることがわかった。
【００６０】
次に、液晶層のΔｎと層厚とを調整し、リタデーション値を９００ｎｍとした以外は液晶表示素子２１と全く同様の構成を有する別の液晶表示素子を作製した。そして、この液晶表示素子について、電圧を無印加の０Ｖから５Ｖまで印加し、表示部に現れた電圧印加部分の色の変化を観察した。
【００６１】
図９は、リタデーション値が９００ｎｍである液晶表示素子について、電圧印加に伴い変化する表示部の色を示したｘ，ｙ色度図である。電圧印加に伴い、図９中の丸印（●）から、矢印１〜７で示す軌跡に従って、四角印（■）まで表示部の表示色が多様に変化した。このことから、リタデーション値が９００ｎｍであるときの液晶表示素子は、遮光することによる黒色に加えて、橙色、白色、黄色、赤味がかった橙色、赤色、ピンク色、紫色、青色、水色および黄緑色を表示できることがわかった。
【００６２】
以上より、本実施の形態の液晶表示素子によれば、バックライトを使用することなく、具備する反射板を用い外光を利用することによって、高輝度で高色再現性の多色表示が可能となる。
【００６３】
また、使用する偏光板を円偏光板１枚とする本実施の形態によれば、実施の形態１および２で説明した偏光板を液晶パネルの前後に２枚配置する構成に比べて、液晶パネルがより小さいリタデーション値であっても多色表示をすることができる。
【００６４】
また、本実施の形態の液晶表示素子では、実施の形態１および２で説明した液晶表示素子に比べて、より小さなΔｎ値を示す液晶組成物を選択して液晶層を構成したり、液晶層厚をより薄くしたりすることができる。これらの方法は、いずれも液晶の応答速度を速くする要因となるので、応答に優れた良好な見栄えの画像表示が可能となる。さらに、必要な偏光板が１枚で済むので、低コストで液晶表示素子を提供することができる。
【００６５】
図８および図９で示したように、液晶パネルのリタデーション値を大きくすると、表示できる色の数を多くすることができる。例えば、液晶層のΔｎと層厚とを調整し、リタデーション値を４００ｎｍ，５００ｎｍおよび７５０ｎｍとした以外は液晶表示素子２１と全く同様の構成を有する別の液晶表示素子を作製し、これらについて電圧を無印加の０Ｖから５Ｖまで印加して表示部に現れた電圧印加部分の色の変化を観察した場合にも、図８や図９と同様の結果を得ることができた。
【００６６】
したがって、液晶パネルのリタデーション値は大きくした方が好ましい。しかし、リタデーション値を大きくして、３，０００ｎｍを超える値にしようとすると、非常に高いΔｎ値を示す液晶組成物を選択するか、または、液晶層厚をかなり厚くすることが必要となる。これらの方法は、いずれも液晶の応答速度を低下させる要因となり、画像表示には適当でない。よって、液晶パネルのリタデーション値は３，０００ｎｍ以下に設定することが好ましい。
【００６７】
さらに、液晶の応答速度の比較的速い液晶表示素子を提供しようとする場合、液晶パネルのリタデーション値は９００ｎｍ以下に設定することが好ましい。
【００６８】
尚、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。
【００６９】
例えば、本発明においては、半透過反射板を使用することにより、半透過型の多色表示可能な液晶表示素子を提供することができる。具体的には、実施の形態２で反射板１５を半透過型反射板とする他は、液晶表示素子１１と同様の構成とすればよい。この場合、バックライトを併用することによって、外光が乏しい環境下においても多色表示による画像表示が可能な液晶表示素子を提供することができる。
【００７０】
また、半透過型液晶表示素子の別の構成例としては、実施の形態１で液晶表示素子１を構成する液晶パネル２と同様の構成の液晶パネルであって、さらに、表示部に透過領域と反射領域とを有し、反射領域の電極層上に、反射領域の液晶層の厚さを透過領域の液晶層の厚さの半分とする反射段差層が設けられている液晶パネルを使用し、その液晶パネルを一対の円偏光板で挟持したものを挙げることができる。
【００７１】
以上述べたように、本発明における液晶表示素子では、垂直配向型の液晶表示素子を用い、リタデーション値を所定の範囲、具体的には、偏光板２枚タイプであれば６００ｎｍ〜３，０００ｎｍ、偏光板１枚タイプであれば３００ｎｍ〜３，０００ｎｍに設定することにより、マイクロカラーフィルタや外部印刷などの染料や顔料を利用した技術を用いることなしに多色表示が可能となる。
【００７２】
また、本発明の液晶表示素子によれば、遮光度が高くて高品位の黒表示が可能となるので、コントラスト比の高い画像表示を行うことができる。さらに、背景部分（表示部の非表示部分）と表示部分の黒表示状態との見栄えの差を小さくできるので、オフ時も自然な表示画面の提供が可能となる。
【００７３】
また、本発明の液晶表示素子は、広い視野角を示す垂直配向モードの液晶表示素子であるので、視野角による色の変化を抑制することができる。したがって、ＴＮモードやＳＴＮモード液晶表示素子を使用した場合に比べて、斜めから見ても色変化の小さい優れた表示品位の液晶表示素子を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施の形態１における液晶表示素子の部分断面図である。
【図２】実施の形態１の液晶表示素子について、電圧による表示部の色変化を示したｘ，ｙ色度図である。
【図３】実施の形態１の他の液晶表示素子について、電圧による表示部の色変化を示したｘ，ｙ色度図である。
【図４】実施の形態２における液晶表示素子の部分断面図である。
【図５】実施の形態２の液晶表示素子について、電圧による表示部の色変化を示したｘ，ｙ色度図である。
【図６】実施の形態２の他の液晶表示素子について、電圧による表示部の色変化を示したｘ，ｙ色度図である。
【図７】実施の形態３における液晶表示素子の部分断面図である。
【図８】実施の形態３の液晶表示素子について、電圧による表示部の色変化を示したｘ，ｙ色度図である。
【図９】実施の形態３の他の液晶表示素子について、電圧による表示部の色変化を示したｘ，ｙ色度図である。
【符号の説明】
【００７５】
１，１１，２１  液晶表示素子
２，１２，２２  液晶パネル
３，４，１３，１４  偏光板
１５，２４  反射板
２３  円偏光板
【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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