(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ１または式Ａ２を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式２ａ、式２ｂ、式２ｃまたは式２ｄを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数１】
0003990754.tif 000025
【請求項２】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ３または式Ａ４を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式３ａ、式３ｂ、式３ｃまたは式３ｄを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数２】
0003990754.tif 000026
【請求項３】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ５または式Ａ６を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式４ａ、式４ｂまたは式４ｃを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数３】
0003990754.tif 000027
【請求項４】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ７または式Ａ８を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式５ａ、式５ｂまたは式５ｃを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数４】
0003990754.tif 000028
【請求項５】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ９または式Ａ１０を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式６ａ、式６ｂまたは式６ｃを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数５】
0003990754.tif 000029
【請求項６】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ１１または式Ａ１２を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式７ａまたは式７ｂを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数６】
0003990754.tif 000030
【請求項７】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ１または式Ａ２を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式８を満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数７】
0003990754.tif 000031
【請求項８】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ３または式Ａ４を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式９を満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数８】
0003990754.tif 000032
【請求項９】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ５または式Ａ６を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式１０ａ、式１０ｂまたは式１０ｃのいずれかを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数９】
0003990754.tif 000033
【請求項１０】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ７または式Ａ８を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式１１ａ、式１１ｂまたは式１１ｃのいずれかを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数１０】
0003990754.tif 000034
【請求項１１】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ９または式Ａ１０を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式１２を満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数１１】
0003990754.tif 000035
【請求項１２】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ１１または式Ａ１２を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式１３ａまたは式１３ｂを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数１２】
0003990754.tif 000036
【請求項１３】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ５または式Ａ６を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式１４ａ、式１４ｂまたは式１４ｃのいずれかを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数１３】
0003990754.tif 000037
【請求項１４】
吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ７または式Ａ８を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式１５ａ、式１５ｂ、式１５ｃまたは式１５ｄのいずれかを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置。
【数１４】
0003990754.tif 000038
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじれ位相差板と偏光板を備えた液晶表示素子を用いて明るい無彩色表示を行い、かつコントラストのよい反射型白黒液晶表示装置に関する。特に、偏光板を１枚としたものである。
【０００１】
【従来の技術】
従来、両電極間の液晶分子のツイスト角を大きくして、鋭い電圧−透過率変化を起こし、高密度のドットマトリックス表示をする方法として、スーパーツイスト素子（T.J.Scheffer and J.Nehring, Appl.Phys.Lett.45(10)1021-1023(1984)）が知られていた。
【０００３】
しかし、この方法は用いる液晶表示素子の液晶の複屈折率Δｎと液晶層の厚みｄとの積Δｎ・ｄの値が実質的に０．８〜１．２μｍの間に設けられていた（特開昭６０−１０７０２０、従来例１）。そして、表示色としては黄緑色と暗青色、青紫色と淡黄色など、特定の色相の組み合わせでのみ良好なコントラストが得られていた。このように、このＳＴＮ液晶表示素子では白黒表示ができないことが欠点であった。
【０００４】
そこで、白黒表示が可能でかつコントラストの高い液晶表示装置として、互いに逆螺旋の液晶セルを２層積層し、一方のセルにのみ電圧を印加し、他方の液晶セルを単なる光学的な補償板として使用する方法が提案された（奥村ほか、テレビジョン学会技術報告、11(27)79(1987)）。
【０００５】
また、液晶層と偏光板の間に複屈折板を配置することにより、白黒表示を可能にする方法も提案された。この様な白黒表示は、勿論単独で使用されるものであるが更に、カラーフィルタと組み合わせてフルカラー表示の液晶表示装置として用いられる。
【０００６】
その両方の用途においても、明色はより明るいことが望ましく、暗色はより暗いことが望ましい。特に、カラーフィルタと組み合わせてカラー表示を行う際には、明色（白）を表示するために、赤、青、緑の３画素をオン状態にしたとしても明るさは１／３となってしまうため、暗い表示しかできない。
【０００７】
したがってオン状態でのより明るい無彩色の発色が望まれる。また、光源を他に依存する反射型表示装置などの場合は、この明色をより明るくすることが、重大な課題となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記内容を鑑みて、その目的とするところは、マルチプレックス駆動が可能で、非選択波形のときに明るい白表示が可能で、選択波形の電圧を印加したときに、黒の発色を可能とすることである。
【０００９】
言い換えれば、電圧を印加されないとき、または電圧が低いときに、非常に明るいほぼ無彩色表示ができ、かつ電圧を印加して暗い無彩色表示を実現できる明るく、かつ高コントラストとなる反射型白黒液晶表示装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の基本的な構成は、吸収軸を有する１枚の偏光板と反射層との間に、両面に光学異方軸を有し、一方から他方の光学異方軸に対して光学異方軸が回転せしめられてなる１枚のねじれ位相差板と、両面に備えられた配向方向によってねじれ角が設定された１つの液晶層とが設けられ、ねじれ位相差板と液晶層との位置は交互に交換可能であって、光は偏光板を通り、ねじれ位相差板から液晶層、または液晶層からねじれ位相差板を通過し、反射層によって反射せしめられ、逆方向に進行して偏光板から出射せしめられる。なお、本発明でねじれ位相差板とはプラスチックフィルムの場合、および液晶セルを用いた補償セルの場合の両方を含むものとする。
【００１１】
この際に、液晶層に印加される駆動電圧の実効的な２値の電圧値によって、明るい無彩色および暗い無彩色の表示が得られるように設けられる。角度の表記として、＋方向は時計回りを、−方向は反時計回りを示すこととする。本発明の角度関係を図１、図３などに示す。
【００１２】
すなわち、請求項１の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、ねじれ位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 と位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ１または式Ａ２を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式２ａ、式２ｂ、式２ｃまたは式２ｄを満足し、２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００１３】
【００１４】
【数１５】
0003990754.tif 000002
また、請求項２の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、
｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、
θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ３または式Ａ４を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式３ａ、式３ｂ、式３ｃまたは式３ｄを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００１５】
【数１６】
0003990754.tif 000003
また、請求項３の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、
｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、
θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ５または式Ａ６を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式４ａ、式４ｂまたは式４ｃを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００１６】
【数１７】
0003990754.tif 000004
また、請求項４の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、
｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、
θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ７または式Ａ８を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式５ａ、式５ｂまたは式５ｃを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００１７】
【数１８】
0003990754.tif 000005
また、請求項５の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、
｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、
θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ９または式Ａ１０を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式６ａ、式６ｂまたは式６ｃを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００１８】
【数１９】
0003990754.tif 000006
また、請求項６の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、
｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、
θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ１１または式Ａ１２を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式７ａまたは式７ｂを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００１９】
【数２０】
0003990754.tif 000007
また、請求項７の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、
｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、
θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ１または式Ａ２を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式８を満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００２０】
【数２１】
0003990754.tif 000008
また、請求項８の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、
｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、
θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ３または式Ａ４を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式９を満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００２１】
【数２２】
0003990754.tif 000009
また、請求項９の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、
｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、
θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ５または式Ａ６を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式１０ａ、式１０ｂまたは式１０ｃのいずれかを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００２２】
【数２３】
0003990754.tif 000010
また、請求項１０の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、
｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、
θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ７または式Ａ８を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式１１ａ、式１１ｂまたは式１１ｃのいずれかを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００２３】
【数２４】
0003990754.tif 000011
また、請求項１１の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、
｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、
θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ９または式Ａ１０を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式１２を満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００２４】
【数２５】
0003990754.tif 000012
また、請求項１２の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、
｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、
θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ１１または式Ａ１２を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式１３ａまたは式１３ｂを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００２５】
【数２６】
0003990754.tif 000013
また、請求項１３の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、  θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ５または式Ａ６を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式１４ａ、式１４ｂまたは式１４ｃのいずれかを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００２６】
【数２７】
0003990754.tif 000014
また、請求項１４の発明は、吸収軸を有する１枚の偏光板と、ねじれ位相差板と、第１の液晶層と、反射層と、第１の液晶層に印加される駆動電圧を供給する駆動回路とが設けられ、偏光板と反射層との間に第１の液晶層およびねじれ位相差板が配置され、第１の液晶層は旋光性物質を含有した正の誘電異方性のネマチック液晶を有し、第１の液晶層の第１の面側の第１の配向方向から第２の面側の第２の配向方向に対してねじれ角θ1 が設けられ、位相差板は偏光板側に位置する第１の面における光学異方軸のうちの第１の遅相軸から反対側の第２の面における光学異方軸のうちの第２の遅相軸の方向におけるねじれ角θ2 を有し、第１の液晶層の屈折率異方性Δｎ1 と第１の液晶層の厚みｄ1 との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされ、ねじれ位相差板の屈折率異方性Δｎ2 とねじれ位相差板の厚みｄ2 との積Δｎ2 ・ｄ2 が０．３０〜２．００μｍとされ、第１の液晶層の第１の配向方向からねじれ位相差板の第２の遅相軸に対して角度θ3 が設けられ、ねじれ位相差板の第１の遅相軸から偏光板の吸収軸とがなす角度θ4 が設けられ、角度θ1 、θ2 、θ3 、およびθ4 は時計回り方向（＋）または反時計回り方向（−）で、
｛角度θ1 ＝−１６０〜−３００°、かつ、角度θ2 ＝＋１６０〜＋３００°｝または、
｛角度θ1 ＝＋１６０〜＋３００°、かつ、角度θ2 ＝−１６０〜−３００°｝とされ、
θ1 、θ2 、θ3 、θ4 が式Ａ７または式Ａ８を満足し、かつ、Δｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 とが式１５ａ、式１５ｂ、式１５ｃまたは式１５ｄのいずれかを満足し、
２値以上の電圧値が選択されて第１の液晶層に駆動電圧が印加され、グレースケールの表示が行われることを特徴とする反射型白黒液晶表示装置を提供する。
【００２７】
【数２８】
0003990754.tif 000015
また、本発明の別の構成範囲を後述する表１〜９（例１１〜１６）にまとめて示す。上記の本発明においてθ1 とθ2 の許容範囲は±１０°、好ましくは、±５°とする。
【００２８】
以下に、本発明を説明する。上記の各発明において、第１の液晶層が表示データを駆動する能動的な光学層として機能する。基本的には一方に透明電極および対向側に反射膜が備えられた液晶セルである。裏面側の反射層と電極とを兼用する場合には、偏光板側のみ透明電極とする。また、電極は通常ストライプ状のマトリックス構成とされるが、種々の図形状にパターン化されていてもよい。
【００２９】
本発明において、ねじれ位相差板とは、一方の面から他方の面に光が通過する際に光の位相が大きく変化するものを用い、ねじれ複屈折板などとも呼ばれる。通常のＴＮ液晶セルと同様に、１６０〜３００°のねじれ角を有する。このねじれ位相差板としてはツイスト配向された液晶セルそのもの（第２の液晶層）、ねじれ位相差板、または位相差フィルムの積層体を使用できる。つまり、液晶表示セルとその補償セルという２つの光学媒体の組み合わせで構成する。ねじれ位相差板が第１の液晶層と偏光板との間に配置されてなることが好ましい。
【００３０】
通常の位相差板はポリカーボネートなどの透明プラスチックフィルムを精度よく１軸延伸して形成され、その光学異方軸を１枚毎に徐々にずらし、複数枚を積層してねじれ位相差板として使用できる。
【００３１】
また、ねじれ位相差板は、光学的に異方性を持った層を、その光学異方軸が連続的にツイストするように多層重ね合わせたものと同等の特性を有する位相差板である。一般には配向規制力を持った２枚の基板間に、ねじれ特性を有する液晶高分子を挟み、硬化させたものである。
【００３２】
温度によってΔｎ・ｄが変化する温度補償位相差板を用いると使用温度域が広がるのでより好ましい。周囲温度が変化しても、色の発色が変動せず良好な反射型白黒液晶表示装置を提供できる。この場合、温度によって変化するΔｎ・ｄは、液晶が温度によって変化するΔｎ・ｄとほぼ同等であるように設けるのが望ましい。
【００３３】
波長による光学異方性の分散を変えたねじれ位相差板を用いることも好ましい。これにより無彩色（色純度）をさらに改良した反射型白黒液晶表示装置を提供できる。
【００３４】
従来から、一対の偏光板の間に液晶層を持つ液晶セルを挟み白黒化するために、二つの液晶セルを用い、第１の液晶層を補償するように第２の液晶層を用いる方法が知られている。
【００３５】
そのときに用いられる最適条件は、第２の液晶層のツイスト角とΔｎ・ｄは、第１の液晶層のツイスト角とΔｎ・ｄにほぼ同等であり、第２の液晶層のツイスト方向は、第１の液晶層のツイスト方向と逆である。また、第１の液晶層の表面の液晶分子の配向方向（第２の液晶層側）と、第２の液晶セルの表面の液晶分子の配向方向（第１の液晶層側）との交差角がほぼ９０°とされる。さらに、偏光板の偏光軸は、それぞれ近設される第１の液晶層または第２の液晶層の偏光板側の表面の液晶分子の配向方向と、ほぼ４５°の交差角を有するように設けられる。
【００３６】
さらに、本発明について具体的に説明を進める。本発明において、両電極間での第１の液晶セルの液晶分子のツイスト角を１６０〜３００°とすればよい。これは、１６０°未満では急峻な透過率変化が必要とされる高デューティ比での時分割駆動をした際の液晶の状態変化が少なく、３００°超ではヒステリシスや光を散乱するドメインを生じやすいためである。
【００３７】
また、液晶層の液晶の屈折率異方性（Δｎ1 ）とその液晶層の厚み（ｄ1 ）との積Δｎ1 ・ｄ1 が０．３０〜２．００μｍとされる。これは、０．３０μｍ未満では、電圧を印加したときの液晶の状態変化が小さいこと、２．００μｍ超では、視角や応答性が悪くなるからである。
【００３８】
次に、フレーム階調について詳細に説明する。本発明に用いるマルチプレックス駆動において、表示画素（オン画素）を作るための波形をオン波形、非表示画素（オフ画素）を作るための波形をオフ波形と呼ぶ。
【００３９】
まず、デューティ比やバイアス電圧によって、オン波形、オフ波形の形状やオン波形とオフ波形の印加実効電圧比が決定される。オン波形、オフ波形の１フレームでの印加実効電圧をそれぞれＶON、ＶOFF とする。例えば、最適バイアス法を用いると、１／２００デューティの場合、ＶON／ＶOFF ＝１．０７であり、１／１２８デューティのとき、ＶON／ＶOFF ＝１．０９であり、１／６４デューティのとき、ＶON／ＶOFF ＝１．１３であり、１／３２デューティのとき、ＶON／ＶOFF ＝１．２０であり、１／１６デューティのとき、ＶON／ＶOFF ＝１．２９である。
【００４０】
通常、表示画素はＶONの実効電圧が印加され、非表示画素はＶOFF の実効電圧が印加されるだけである。つまり、ＶONとＶOFF の中間の実効電圧を印加できない。
【００４１】
しかし、今、仮に７フレームのうちで、１回オン波形のフレームを印加し、６回オフ波形のフレームを印加するように設定すると、画素には、１フレームに対して（ＶON＋ＶOFF ×６）／７の平均実効電圧が印加されることとなる。つまり、ＶONとＶOFF の中間の実効電圧が印加可能となることを意味する。７フレームの中で、３回オン波形のフレームを印加し、４回オフ波形のフレームを印加するように設定すると、画素には、１フレームに対して（ＶON×３＋ＶOFF ×４）／７の平均実効電圧が印加されることとなる。
【００４２】
このような手法によれば、７フレームを用いることにより、８階調の実効電圧レベルが可能となる。図１を参照し、より詳細に説明する。図１では第１の液晶層６を挟持する電極（図示を省略している）間に駆動回路１０からフレーム変調の駆動波形を供給する。
【００４３】
駆動波形において、縦軸が電圧値、横軸が時間である。Ｖ３、Ｖ２、Ｖ１は基準０Ｖからの電圧値を示し、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は時間幅を示す。マルチプレックス駆動により、１画素に印加される波形は、例えば１／２００デユーティ、１／１５バイアスで駆動したときに、表示画素に印加されるオン波形は（ａ）のように、非表示画素に印加されるオフ波形は（ｂ）のようになる。
【００４４】
１／２００デューティで１／１５バイアスのとき、Ｖ３：Ｖ２：Ｖ１＝１５：１３：１であり、（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）：Ｔ２＝２００：１である。ここで、（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）を１フレームと呼ぶ。Ｔ２は走査時を表し、Ｔ１とＴ３は非走査時を表す。Ｖ１は走査時の表示画素に印加される電圧の高さを、Ｖ２は走査時の非表示画素に印加される電圧の高さを、Ｖ３は非走査時に印加される電圧の高さを表す。
【００４５】
（ａ）の１フレームで印加される実効電圧はＶONで表され、（ｂ）の１フレームで印加される実効電圧はＶOFF で表されるものとする。一般に、液晶に印加される電圧は交流化される。なぜなら、液晶にＤＣ電圧が印加されると液晶の分解が起こるためなどである。
【００４６】
（ａ）は、１フレームの後に、反転させたフレームを印加させ交流化する方法を示す。このように、２フレームごとで交流化すると低周波成分が増大するため、解決策としてライン反転駆動方式を採用するのが一般的である。１フレーム内でも、一定のライン数を駆動するごとに極性を変えていく方法である。以下、２フレーム毎で交流化することを考えると、８階調を行うのに１４フレームを必要とする。
【００４７】
（ａ）に１４フレーム全てが走査時の電圧がＶ１または−Ｖ１の波形を表す。このとき印加される１フレームの平均実効電圧はＶONとなる。（ｂ）に１４フレーム全てが走査時の電圧がＶ２または−Ｖ２の波形を表す。このとき印加される１フレームの平均実効電圧はＶOFF となる。（ｃ）に１４フレーム中の６フレームだけがＶ１で８フレームがＶ２の波形を表す。
【００４８】
このとき印加される１フレームの平均実効電圧は（ＶON×６＋ＶOFF ×８）／１４の値となる。（ｄ）に１４フレーム中の２フレームがＶ１で１２フレームがＶ２の波形を示す。このとき印加される１フレームの平均実効電圧は（ＶON×２＋ＶOFF ×１２）／１４となる。
【００４９】
このように、オン波形のフレームとオフ波形のフレームが混ざって印加される場合を選択することにより、オン波形のみによる実効電圧とオフ波形のみによる実効電圧の間の実効電圧を選択できる。
【００５０】
図４と図５に本発明におけるθ3 とθ4 の条件域を示す。上記の各発明のθ1 とθ2 の各種の組み合わせにおける、好ましい範囲を散布データとして示した。図５は各例（角度関係は一方向）に基づくドットデータであって、図４はそれから推定された好ましい範囲をハッチング領域に示したものである。角度の＋／−によって斜め十字型の領域が二つ存在している。この図４のハッチング領域に相当するのが上記の各請求項の発明に含まれるθ3 とθ4 との関係式に相当する。
図６と図７は表示セルθ1が−２４０°、補償セルθ2が１６０°の場合、または表示セルθ1が２４０°、補償セルθ2が−１６０°の場合（上記の請求項１の発明に対応する）の、好ましいリターデーション値の分布を示す。図７が計算値に基づく実施例であり、図６がそれを統合した好ましい領域である。
【００５１】
以下、同様にしてθ1 とθ2 の角度条件を変更した場合の結果を示す。以下、括弧内の数値はそれぞれ異符号の数値の組合せを表すものとする。例えば、（２４０°、１８０°）の場合、（−２４０°、１８０°）と（２４０°、−１８０°）を意味するものとする。図８と図９（２４０°、１８０°）、図１０と図１１（２４０°、２００°）、図１２と図１３（２４０°、２４０°）、図１４と図１５（２４０°、２６０°）、図１６と図１７（１８０°、１８０°）にそれぞれのリターデーション値の分布状態を示す。また、順に、請求項２〜６の各発明に対応する。
【００５２】
また、図１２に示した条件域の中で、表示セルのリターデション値（Δｎ1 ・ｄ1 ）が０．８５μｍ、補償セルのΔｎ2 ・ｄ2 が０．４６μｍのものについて計測したＶＴ特性図（図１８）と、電圧変化に対する色度変化を示した色度図（図１９、ＣＩＥ  １９３１色度図の部分拡大図）を示す。
【００５３】
同様に、同じリターデーション値の組み合わせのもとで、角度を変更（２４０°、２００°）した例の特性図を図２０と図２１に示す。印加される実効電圧の増大にともない、ほぼ無彩色の表示が得られた。パルス状階調電圧を印加することでグレースケールの表示が可能となる。以下に実施例について説明する。
【００５４】
【実施例】
（例１）
図２は本例を模式的に表した断面図である。図２において、偏光板１、第２の液晶セル４、第１の液晶セル６、および反射層８とが順に設けられている。第２の液晶セル４は、液晶層４Ｌ、第２の液晶セルの第１の基板４Ａ、第２の液晶セルの第２の基板４Ｄ、第２の液晶セルの第１の配向制御膜４Ｂ、第２の液晶セルの第２の配向制御膜４Ｃを有する。
【００５５】
第１の液晶セル６は、液晶層６Ｌ、第１の液晶セルの第１の基板６Ａ、第１の液晶セルの第２の基板６Ｄ、第１の液晶セルの第１の電極６Ｅ（第１の基板６Ａ側）、第１の液晶セルの第１の配向制御膜６Ｂ、第１の液晶セルの第２の配向制御膜６Ｃ、第１の液晶セルの第２の電極６Ｆ（第２の基板６Ｄ側）、絶縁層６Ｇ、６Ｈなどを有する。また、図示を省略した駆動回路から第１の液晶セルの上下の電極（第１の電極６Ｅ、第２の電極６Ｆ）に駆動電圧が印加される。
【００５６】
また、液晶セル６においては、液晶層６Ｌの周辺シール、電極と配向制御膜との間に配置される絶縁膜、遮光膜、引き出し電極端子、下地膜、保護膜、その他の通常の液晶セルに用いられる構成要素が備えられている。なお、液晶セルの詳細な構造の説明は省略している。次に、液晶セル６の形成について説明する。
【００５７】
まず、透明電極（ＩＴＯ）の付いたガラス基板を、ＩＴＯをストライプ状にパターニングし、一方の電極である第１の電極６Ｂとし、その上に、ＴｉＯ2 とＳｉＯ2 の薄膜を作製し、絶縁膜を形成し、ポリイミドの薄膜を形成し、布によりラビングすることにより、第１の配向制御膜６Ｂを形成した。この基板および同様に形成したもう１枚の基板とをストライプ状の電極が交差するように２枚重ね合わせ、その中に液晶材料を入れ、端辺をシール材で固定することにより、第１の液晶セルを形成した。
【００５８】
同様に、ガラス基板にポリイミドの薄膜を形成し、布によりラビングすることにより、配向制御膜４Ｂを形成した。この基板を重ね合わせ、その中に液晶材料を入れ、端辺をシール材で固定することにより、第２の液晶セル４を形成した。図２において偏光板側を上側、反射層側を下側と定義する。
【００５９】
図３において、第１の液晶セルの上側の液晶分子の配向方向を１４、第１の液晶セルの下側の液晶分子の配向方向を１５、第２の液晶セルの上側の液晶分子の配向方向を１６、第２の液晶セルの下側の液晶分子の配向方向を１７、偏光板の吸収軸を１８とする。また、図４において、液晶分子の配向方向を示す矢印の方向（ＤLC）は、基板面（配向制御膜）に対して液晶分子が傾いている矢印方向を示すものとする。ねじれ位相差板の場合も同様の関係に設けられる。
【００６０】
また、第１の液晶セルの上側の液晶分子の配向方向１４から第１の液晶セルの下側の液晶分子の配向方向１５までの液晶ねじれ角を反時計回りにθ1 、第２の液晶セルの上側の液晶分子の配向方向１６から第２の液晶セルの下側の液晶分子の配向方向１７までの液晶ねじれ角を時計回りにθ2 とする。
【００６１】
また偏光板の吸収軸１８から第２の液晶セルの上側の液晶分子の配向方向１６までの時計回りの角度をθ4 とし、第２の液晶セルの下側の液晶分子の配向方向１７と第１の液晶セルの上側の液晶分子の配向方向１４までの時計回りの角度をθ3 とする。
【００６２】
また、本例では、第１の液晶セルを左螺旋、第２の液晶セルを右螺旋としたが、螺旋がそれぞれ逆であっても第１の液晶セルや第２の液晶セルの液晶分子の配向方向、偏光板の吸収軸方向との関係θ1 、θ2 、θ3 、θ4 の回転方向を逆にすることにより、上記の例と同様に容易に奇麗な白黒表示が得られる。基本的にθ1 とθ2 との間には互換性がある。
【００６３】
そして、第１の液晶セルの屈折率異方性Δｎ1 と液晶層の厚みｄ1 を調整し液晶層のΔｎ1 ・ｄ1 をほぼ１．３０μｍとした。第２の液晶セルの屈折率異方性Δｎ2 と液晶層の厚みｄ2 を調整し液晶層のΔｎ2 ・ｄ2 もほぼ０．５０μｍとした。そして、θ1 ＝−２４０°、θ2 ＝１６０°、θ3 ＝０°、θ4 ＝１２０゜と設定した。奇麗な白黒表示が得られた。
【００６４】
従来にない、きわめて明るく、色付きの少ない奇麗な白黒表示が得られた。この液晶表示素子を、１／３２デューティで８階調駆動することにより、０／７レベル、３／７レベル、５／７レベル、７／７レベルでの階調表示が得られた。
【００６５】
もちろん、スタティック駆動も可能である。なお、この色度は開口率約８０％のドットマトリックス型表示素子の画素のない線間の部分のノイズを含んだものであって、実際に視認される色（無彩色）にほぼ近い。
【００６６】
表示画面の大きさとしては６４×６４ドットの表示を行った。本例の反射型白黒液晶表示装置を用いてグラフの表示を行った。背景色が白であって、棒グラフを３階調表示とした。そのため視認性がきわめて向上した。
【００６７】
（例２）
例１の第１の液晶セルの下側に張り付けた反射層の代わりに、下側の電極を反射層と兼用とした。具体的には、基板として用いられるガラス基板を、片側のみ露出させＨＦ（フッ酸）につけて、ガラス表面を凹凸にし、その上にＡｌの蒸着を行う。その後、パターニングを行い、ストライプ状の電極を作製する。
【００６８】
さらに、その上にＳｉＯ2 とＴｉＯ2 の絶縁膜を作製し、その上にポリイミドの配向制御膜を作製した。この基板と、ＩＴＯの透明電極がストライプ状にパターニングされたものを、スペーサを介して重ね合わせ、周辺にシール材により固定し、液晶を注入し、第１の液晶セルを形成した。
【００６９】
電圧に対する発色等は、ほぼ例１と同等の効果が得られた。さらに、電極と反射層を兼用にすることにより、影の発生がほとんどないので見やすく、色純度のよい表示が可能となった。この例２において、Ａｌの代わりにＡｇを用いて蒸着しても、同様の効果が得られた。
【００７０】
（例３）
例２と同じ構成において、第１の液晶セルの下側にさらに反射層を貼って構成した。このようにして、電極と反射層とを兼用にすると、電極のパターニングにより除去された電極部からは反射がなくなり暗くなるが、本例の構成とすれば、パターニングによって反射がなくなった部分からも基板の下側の反射層から反射が起きることにより明るい反射型の表示が得られた。
【００７１】
（例４）
例２と同じ機能を有する反射層兼用電極を次のように作製した。基板として用いられるガラス基板上に、半径が数μｍの球状のガラスを付着させ、ガラス表面を凸凹にし、その上にＡｌの蒸着を行った。
【００７２】
その後、パターニングを行い、ストライプ状の電極を作製した。さらに、その上にＳｉＯ2 とＴｉＯ2 の絶縁膜を作製し、その上にポリイミドの配向制御膜を作製した。この基板と、ＩＴＯの透明絶縁膜がストライプ状にパターニングされたものを、スペーサを介して重ね合わせ、周辺にシール材により固定し、液晶を注入し、第１の液晶セルを作製した。これにより、前述した各例と同様に、影の発生がほとんどなく、色純度の良好な表示が可能となった。
【００７３】
また、半径が数μｍの球状のガラスを付着させただけであると、表面の凹凸が大きいので、レベリング材により表面の凸凹を小さくすることにより、ギャップコントロールが簡単になり、色純度の良い表示を得ることが可能となった。
【００７４】
（例５〜１０）
それぞれ、図７、図９、図１１、図１３、図１５、図１７の条件域のドット点のリターデーション値の組み合わせで本発明の反射型白黒液晶表示装置を作成した。それぞれ奇麗な白黒表示が得られた。
【００７５】
また、次のようなセル構成を準備し、上記の例１〜４と組み合わせて反射型白黒液晶表示装置を構成した。まず、ＩＴＯのパターニングを行い、ストライプ状の電極を作製した。さらに、その上にＳｉＯ2 とＴｉＯ2 の絶縁膜を作製し、その上にポリイミドの配向膜を作製した。
【００７６】
この基板と、ＩＴＯの透明絶縁膜がストライプ状にパターニングされたものを、スペーサを介して重ね合わせ、周辺にシール材により固定し、液晶を注入し、第１の液晶セルを作製した。このように反射層が鏡面として作用するときは、特定の角度で入射した光しか利用されない。
【００７７】
特定の方向から見た場合には良好な表示が得られるが、若干角度が変化すると急激に表示が悪くなる。そのため、観察者側に拡散板をおいたり、プリズムアレイをおいたり、レンチキュラーレンズをおいたりすることにより、視角の広い表示が得られた。
【００７８】
さらに本発明を用いた好ましい具体的な用途について説明する。ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）に、上記の反射型白黒液晶表示装置を用いた。一般的に、バックライトは消費電力が大きく、携帯用の端末としては、長時間使用ができない。バックライトを用いた液晶表示装置は、約２Ｗの消費電力である。
ＰＤＡの表示部として、この反射型白黒液晶表示装置を用いると、消費電力は約０．５Ｗであった。そのため、長時間使用が可能となった。また、従来の偏光板を２枚用いたタイプよりも、偏光板を１枚しか使用していないため、明るい表示が可能となった。
【００７９】
（例１１〜１６）
次に本発明に関する他の例を説明する。例１１はθ1 とθ2 とが（２４０°、１６０°）に設定される。その概要を表１に示す。基本的な構成とその製造方法は上述した各例と同様である。
【００８０】
例１２はθ1 とθ2 とが（２４０°、１８０°）に設定される。４０種類の組み合わせ構成の概要を表２に示す。基本的な構成とその製造方法は上述した各例と同様である。
【００８１】
例１３はθ1 とθ2 とが（２４０°、２００°）に設定される。１１４種の組み合わせの概要を表３〜表５に示す。基本的な構成とその製造方法は上述した各例と同様である。
【００８２】
例１４はθ1 とθ2 とが（２４０°、２４０°）に設定される。５５種の組み合わせの概要を表６〜表７に示す。基本的な構成とその製造方法は上述した各例と同様である。
【００８３】
例１５はθ1 とθ2 とが（２４０°、２６０°）に設定される。２種の組み合わせの概要を表８に示す。基本的な構成とその製造方法は上述した各例と同様である。
【００８４】
例１６はθ1 とθ2 とが（１８０°、１８０°）に設定される。２種の組み合わせの概要を表９に示す。基本的な構成とその製造方法は上述した各例と同様である。
【００８５】
以上説明した各例においては、マトリックスによって構成される画素のサイズは４００×４００μｍとした。また、反射層側の透明基板の厚みを０．４ｍｍとした。次に、反射を利用して表示を得る本発明における画素サイズと透明基板の厚みについて説明する。
【００８６】
図２２に反射型白黒液晶表示装置の断面図と光路とを示す。図中のΦは実質的に良好な発色が視認できる開き角の範囲を示す。このΦは実用的な範囲で広い方が好ましい。本発明では少なくとも２０°の角度範囲が得られるようにする。また、図２３に透明基板（光の進行方向の後方に配置されたガラス基板などが用いられる）の厚みＴと画素の線幅と開き角Φとの関係を示す。
【００８７】
この開き角Φの範囲内で良好な色表示を見ることができる。この開き角よりも大きな範囲では色純度が低下する傾向を示す。近似的に、（反射層側の透明基板の厚みＴ）≦１．４・（画素サイズ）の関係を満足すると良好な発色が得られる。より好ましくは、Ｔ≦１．２・（画素サイズ）とする。さらに、基板の厚みが薄い、Ｔ≦１．０・（画素サイズ）の条件下では高い色純度の表示が得られる。
【００８８】
【表１】
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【００８９】
【表２】
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【００９０】
【表３】
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【００９１】
【表４】
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【００９２】
【表５】
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【００９３】
【表６】
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【００９４】
【表７】
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【００９５】
【表８】
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【００９６】
【表９】
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【００９７】
【発明の効果】
本発明によって、従来技術では得られなかった、きわめて明るい白黒表示が得られ、低消費電力であって、色度の良好な高品位の液晶表示デバイスを提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示す構成図。
【図２】例１を模式的に表した断面図。
【図３】例１における偏光板の吸収軸、第一の液晶セルおよび第二の液晶セルの配向方向との角度関係を示した平面図。
【図４】本発明のθ3 とθ4 の領域を示す相関図。
【図５】本発明のθ3 とθ4 の組み合わせのプロット図。
【図６】本発明のΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 （２４０°／１６０°）の領域を示す特性相関図。
【図７】本発明のΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 （２４０°／１６０°）の関係のプロット図。
【図８】本発明のΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 （２４０°／１８０°）の領域を示す特性相関図。
【図９】本発明のΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 （２４０°／１８０°）の関係のプロット図。
【図１０】本発明のΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 （２４０°／２００°）の領域示す特性相関図。
【図１１】本発明のΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 （２４０°／２００°）の関係のプロット図。
【図１２】本発明のΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 （２４０°／２４０°）の領域示す特性相関図。
【図１３】本発明のΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 （２４０°／２４０°）の関係のプロット図。
【図１４】本発明のΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 （２４０°／２６０°）の領域を示す特性相関図。
【図１５】本発明のΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 （２４０°／２６０°）の関係のプロット図。
【図１６】本発明のΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 （１８０°／１８０°）の領域を示す特性相関図。
【図１７】本発明のΔｎ1 ・ｄ1 とΔｎ2 ・ｄ2 （１８０°／１８０°）の関係のプロット図。
【図１８】本発明の２４０°／２４０°（仕様例１）の場合のＶＴ特性図。
【図１９】本発明の２４０°／２４０°（仕様例１）の場合の色度特性図。
【図２０】本発明の２４０°／２００°（仕様例４６）のＶＴ特性図。
【図２１】本発明の２４０°／２００°（仕様例４６）の色度特性図。
【図２２】液晶セルの断面図と光路を示す模式図。
【図２３】開き角Φを基板の厚みＴとの関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１：偏光板
３：位相差板
６：液晶層
８：反射層
１０：駆動回路
１４：第一の液晶セルの上側の液晶分子配向方向（第１の配向方向）
１５：第一の液晶セルの下側の液晶分子配向方向（第２の配向方向）
１６：位相差板（第２の液晶セル）の第一の光学異方軸
１７：位相差板（第２の液晶セル）の第二の光学異方軸
１８：偏光板の吸収軸
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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