CN1128383C - 反射型液晶显示元件 - Google Patents

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Abstract

在仅采用1片偏振膜的反射型液晶显示元件中，向列液晶的扭转角在45°～90°，液晶的双折射与液晶层厚度的积在0.20～0.30μm，偏振膜侧的相差膜的滞后值在0.23μm～0.28μm，液晶盒侧的相差膜的滞后值在0.13μm～0.18μm，2片相差膜的Z系数每个都在0.3～1.0；从上方基板侧看时，设定液晶朝下方基板侧扭转的方向取正，对基准线而言，与偏振膜的吸收轴方向的夹角，与偏振膜侧相差膜的滞相轴方向的夹角，与液晶盒侧相差膜的滞相轴方向的夹角，依次为φP、φF1、φF2，则φP在75°～195°，φP-φF1在105°～115°，φP-φF2在165°～175°，因此，能以明亮的白色和无彩色进行高对比度显示。

Description

反射型液晶显示元件
技术领域
本发明涉及反射型液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件薄而轻，以便携式信息终端的显示器为代表广泛地适用于各种用途。液晶显示元件本身并不发光，是一种改变光透射强度进行显示的受光元件，能以数伏有效电压进行驱动，如果在液晶显示元件的背面设置反射板并利用外部光的反射进行显示，则作为这种反射型的应用不需要背照光源，构成耗电极低的显示元件。
以往的反射型彩色液晶显示元件由备有彩色滤光片的液晶盒和挟着该液晶盒配置的一对偏振膜构成。彩色滤光片设置在上述液晶盒一面的基板上，基板上形成彩色滤光片并在其上形成透明电极。通过将电压施加在该液晶盒，改变液晶分子的取向状态，控制各彩色滤光片的光透射率，进行彩色显示。
一片偏振膜的透射率最大在45％左右，此时与偏振膜吸收轴平行的偏振光的透射率几乎为0％，垂直偏振光的透射率大约为90％。因此，使用2片偏振膜的反射型液晶显示元件，光通过偏振膜4次才出射，故彩色滤光片不考虑其它吸收的最大反射率为：
(0.9)4×50％＝32.8％
这样，不采用彩色滤光片的黑白屏其反射率也高达约33％。进而，若对这种元件采用彩色滤光片进行彩色显示，则反射率下降到上面的1/3左右，出现的问题是不能保证获得足够亮度的反射率。
因而，为了得到明亮的显示，在液晶盒的上面只用1片偏振膜，从而提出了几种用1片偏振膜和反射板挟着液晶盒的结构的技术方案(例如，特开平7-146469号公报，特开平7-84252号公报)，在这种情况下，光通过偏振膜只不过2次，彩色滤光片未考虑其它吸收的最大反射率变成
(0.9)2×50％＝40.5％
这样，对采用2片偏振膜的结构可期望最大提高23.5％的反射率。
但是，采用1片偏振膜的反射型液晶显示元件，如果对该元件采用彩色滤光片进行彩色显示而且通过提高反射率来确保亮度，则出现的问题是，这种已往的结构易产生色差，难以进行无彩色的黑白显示，特别是，因反射率上升而难以进行无彩色的黑色显示。
另外，提出了下面的技术方案，即不用彩色滤光片而是用扭转取向的向列型液晶层的双折射和偏振膜进行着色的反射型彩色液晶显示装置(特开平6-308481号公报)，或利用液晶层和相位差膜的双折射的彩色液晶显示装置(特开平6-175125号公报，特开平6-301006号公报)。这些液晶显示元件，由于未设彩色滤光片，故即使采用2片偏振膜，也能确保得到实用上有足够亮度的反射率。但是，由于是双折射着色的彩色显示，因此，存在的问题是，原理上难以进行16阶灰度、4096色彩显示或64阶灰度全彩色显示等的多灰度、多色彩显示，和色纯度、色再现范围窄。
本发明鉴于上述种种情况，其目的在于提供一种能获得白色显示明亮、对比度高的无彩色黑白显示和多灰度的多色显示的反射型液晶显示元件。
发明内容
为完成上述发明目的，本发明作成如下结构。
本发明第1构成的反射型液晶显示元件包含：在一对基板间封入向列液晶的液晶盒，配置在液晶盒一基板侧的偏振膜，配置在偏振膜与液晶盒间的2片相差膜，和配置在另一基板侧的光反射手段；向列液晶的扭转角ΩLC为45°-90°，向列液晶的双折射ΔnLC与液晶层厚dLC的积ΔnLC*dLC为0.20-0.30μm，偏振膜侧的相差膜的滞后值RF1为0.23μm-0.28μm，液晶盒侧的相差膜的滞后值RF2为0.13μm-0.18μm，2片相差膜的Z系数QZ都为0.3-1.0；将最靠近一基板的液晶分子的取向方向与最靠近另一基板的液晶分子的定取向方向形成的夹角中大角的等分线作为基板面内的基准线，从一基板看，取向列液晶从一基板向另一基板扭转的方向为正方向，并设定基准线与偏振膜的吸收轴方向的夹角为φP，基准线与偏振膜侧相差膜的滞相轴方向的夹角为φF1，基准线与液晶盒侧相差膜的滞相轴方向的夹角为φF2，则φP等于75°-195°，φP-φF1等于105°-115°，φP-φF2等于165°-175°。
其中，所述QZ是采用膜面法向为Z轴确定的空间座标系(x，y，z)中的各轴向的折射率nx，ny和nz(nx是滞相轴方向的折射率，ny是相位超前轴方向的折射率)并用QZ＝(nx-nz)/(nx-ny)表达的系数。
按照上述第1构成，能获得明亮、无彩色的黑白变化的标准白(normallywhite)色型的反射型液晶显示元件。
在上述第1构成中，基准线与偏振膜吸收轴方向的夹角φP最好是90°-120°或150°-180°。按照该最好构成能获得对比度更高的良好特性。
本发明第2构成的反射型液晶显示元件是，在第1构成中取φP等于-15°～105°，φP-φF1等于-105°～-115°，φP-φF2等于-165°～-175°。
按照本第2构成，也能获得明亮、无彩色的黑白变化的标准白色型的反射型液晶显示元件。
在上述第2构成中，基准线与偏振膜吸收轴方向的夹角φP最好是0°～30°或60°～90°。按照该最好构成能获得对比度更高的良好特性。
附图说明
图1为表示本发明第1实施形态中反射型液晶显示元件的概略构成的剖面图。
图2为表示本发明实施形态中反射型液晶显示元件的光学构成图。
图3为表示本发明第1实施形态中反射型液晶显示元件的反射率与施加电压关系的特性图。
图4为表示本发明第2实施形态中反射型液晶显示元件的概略构成的剖面图。
图5为表示本发明第3实施形态中反射型液晶显示元件的反射率与施加电压关系的特性图。
图6为表示本发明第4实施形态中Z系数不同引起右方向视角变化的反射率的特性图。
图7为表示本发明第4实施形态中Z系数不同引起右方向视角变化的反射率的特性图。
图8为表示本发明第4实施形态中Z系数不同引起右方向视角变化的反射率的特性图、
图9为表示本发明第4实施形态中Z系数不同引起右方向视角变化的反射率的特性图。
图10为表示本发明第5实施形态中反射型液晶显示元件的概略构成的剖面图。
图11为表示本发明第6实施形态中反射型液晶显示元件的概略构成的剖面图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施形态。
(第1实施形态)
图1为表示第1实施形态中反射型液晶显示元件的概略构成的剖面图。如图所示，本实施形态的元件是，在上侧透明基板13与下侧基板19间形成的液晶盒1上层叠着散射膜12、聚碳酸酯构成的2片相差膜11a、11b、及偏振膜10。下侧基板19的内面形成金属反射电极18和取向层15b，上侧透明基板的内面形成彩色滤光层14、透明电极16及取向层15a，两基板间充填厚度为dLC的液晶层17，构成液晶盒1。
图2为从平面法向(法线方向)看第1实施形态中反射型液晶显示元件时的光学构成图。将最靠近下侧基板的液晶分子的取向方向21与最靠近上侧透明基板的液晶分子的取向方向22二等分的方向作为基准线20。23a表示偏振膜侧的相差膜11a的滞相轴方向，23b表示液晶盒侧的相差膜11b的滞相轴方向，24表示偏振膜的吸收轴方向。φP、φF1、φF2分别表示从基准线20测得的偏振膜10吸收轴方向24、偏振膜侧的相差膜11a滞相轴方向23a、液晶侧的相差膜11b的滞相轴方向23b的角度。关于角度的正负，将ΩLC表示的液晶的扭转方向(液晶分子从上侧透明基板向下侧基板扭转的方向)确定为正。
采用非碱性玻璃基板(例如，コ一ニング(康宁)公司制1737)作为上侧透明基板13及下侧基板19，在上侧透明基板13上用光刻法形成颜料分散型红、绿、蓝条形排列作为彩色滤光层14，其上用铟锡氧化物形成像素电极作为透明电极16。在下侧基板19上蒸镀300nm厚的钛，再蒸镀200nm厚的铝，以此形成镜面反射型的金属反射电极18。
在透明电极16及金属反射电极18上，印刷重量百分比为5％的聚酰亚胺的γ-丁内酯的溶液，250℃下硬化后，采用粘胶布的旋转摩擦法进行取向处理，实现规定的扭转角，形成取向层15a、15b。
然后，在上侧透明基板13内面的周围印刷混有重量百分比为1.0％规定直径玻璃纤维的热硬化性密封树脂(例如，三井东压化学公司制的ストラクトボンド)，在下侧基板19的内面按照100～200个/mm2的比率分布规定粒径的树脂粒子，将上侧透明基板13与下侧基板19相互贴合，在150℃下将密封树脂硬化后，真空注入混有手性液晶的液晶，使双折射差ΔnLC＝0.08的氟素酯类向列液晶的手性间距(chiral pitch)为80μm，用紫外线硬化性树脂封口后，经紫外线光硬化。
在这样形成的液晶盒1的上侧透明基板13上粘贴等向性前向散射膜作为散射膜层12，其上粘贴相差膜11a及11b使得滞相轴分别构成下文所述的角度，再对中灰偏振膜(住友化学工业公司制SQ-1852AP)施以防眩晕(AG)和防反射(AR)处理，进行粘贴作为偏振膜10，使其吸收轴形成下文所述的角度。
作为相差膜具有单轴性，表示膜面的切线方向具有正的双折射异向性，并具有双轴性，表示与膜面垂直的方向也具有双折射异向性。采用系数QZ表示与膜面垂直的方向的双折射异向性的大小。该系数采用以膜面的法线方向为z轴确定的空间座标中的各轴方向的折射率nx，ny，nz(nx为滞相轴方向的折射率，ny为相位超前轴方向的折射率)，并用QZ＝(nx-nz)/(nx-ny)表达。单轴性情况下，QZ＝1。
在本实施形态的标准条件下，取dLC＝3.0μm形成液晶层的厚度，设定ΔnLC*dLC＝0.24μm，设定液晶层的扭转角ΩLC＝63.0°。另外，采用QZ＝1.0的膜作为2片相差膜，将偏振膜侧的相差膜11a的滞后值设定为RF1＝0.27μm，将液晶盒侧的相差膜11b的滞后值设定为RF2＝0.14μm。
再将它们的滞相轴的角度设定成相对于偏振膜的吸收轴分别为φP-φF1＝110.0°，φP-φF2＝170.0°。
按照上述条件作成的元件中，对偏振膜吸收轴的角度φP作各种变化，并在反射模式下测定光学特性。测定结果，当φP在75°～195°范围时，能获得高对比度的标准白色型的反射型液晶显示元件。当偏振膜的吸收轴位于该方位时，能降低黑色的辉度。
特别是当φP在90°～120°或150°～180°范围时，能实现高对比度无彩色黑白显示的标准白色型的反射型液晶显示元件。
研究一下ΔnLC*dLC变化时的特性，就能在0.20μm-0.30μm范围内获得反射率低无彩色的黑色和反射率高的无彩色的白色。
研究一下液晶的扭转角ΩLC变化时的特性，在本实施形态中，就能确认扭转角ΩLC在45°～90°范围内能获得良好的特性。但扭转角ΩLC在60°～65°范围内能获得特别好的特性。
φP-φF1和φP-φF2一旦偏离上述值，对比度就会下降。较好的范围是φP-φF1从105°到115°，φP-φF2从165°到175°。相差膜的滞后值也有较好的范围，如果RF1在0.23-0.28μm，RF2在0.13-0.18μm，则能获得良好的对比度。
特别是，除了上述条件外，还示出了φP＝105.0°时的光学特性。反射率的测定是相对于完全扩散光源进行的。
图3为表示第1实施形态反射型液晶显示元件的反射率与施加电压的关系特性图。在正面特性中，白色Y值换算的反射率为19.5％，对比度为15.9。而且，从黑色到白色无彩色变化，故能确认可作64阶灰度的全彩色显示。
在上述构成中，一旦作成没有彩色滤光层14的反射型液晶显示元件，则在正面特性中获得对比度为15.5、白色Y值换算用的反射率为35.3％。
在上述构成中，在相差膜11b与上侧透明基板13间配置有散射膜12，但如果将散射膜12配置在偏振膜10上，或配置在偏振膜10与相差膜11a之间，或配置在相差膜11a与相差膜11b之间，也能获得同样的特性。
(第2实施形态)
图4为表示第2实施形态反射型液晶显示元件的概略构成的剖面图。与第1实施形态中图1相同功能的要素赋以相同标号。本实施形态与第1实施形态不同点在于，不用散射膜12，采用漫反射型金属反射电极48替代镜面反射型金属反射电极18。在下侧基板19上蒸镀300nm厚的钛，再在其上蒸镀200nm厚的铝，然后以平均倾斜角为3°～12°随机散布在其表面上，形成该扩散(散射)反射型金属反射电极48。除此之外的显示元件的制作方法与第1实施形态的相同，故省略其说明。
本实施形态的光学构成与第1实施形态的相同，即与图2所示的反射型液晶显示元件的光学构成相同。
在本实施形态的标准条件下，取dLC＝3.0μm形成液晶层的厚度，设定ΔnLC*dLC＝0.24μm，设定液晶层的扭转角ΩLC＝63.0°。另外，采用QZ＝1.0的膜作为2片相差膜，将偏振膜侧的相差膜11a的滞后值设定为RF1＝0.27μm，将液晶盒侧的相差膜11b的滞后值设定为RF2＝0.14μm。再将它们的滞相轴的角度设定成相对于偏振膜的吸收轴分别为φP-φF1＝110.0°，φP-φF2＝170.0°。
按照上述条件作成的元件中，对偏振膜吸收轴的角度φP作各种变化，并在反射模式下测定光学特性。测定结果，当φP在75°～195°范围时，能获得高对比度的标准白色型的反射型液晶显示元件。当偏振膜的吸收轴位于该方位时，能降低黑色的辉度。
特别是当φP在90°～120°或150°～180°范围时，能实现高对比度无彩色黑白显示的标准白色型的反射型液晶显示元件。
研究一下ΔnLC*dLC变化时的特性，就能在0.20μm-0.30μm范围内获得反射率低无彩色的黑色和反射率高的无彩色的白色。
研究一下液晶的扭转角ΩLC变化时的特性，在本实施形态中，就能确认扭转角ΩLC在45°～90°范围内能获得良好的特性。但扭转角ΩLC在60°～65°范围内能获得特别好的特性。
特别是，除了上述条件外，还示出了φP＝105.0°时的光学特性。反射率的测定是相对于完全扩散光源进行的。
此时在正面特性中，白色Y值换算的反射率为18.8％，对比度为15.6。而且，从黑色到白色无彩色变化，故能确认可作64阶灰度的全彩色显示。
在上述构成中，一旦作成没有彩色滤光层14的反射型液晶显示元件，则在正面特性中获得对比度为15.3、白色Y值换算用的反射率为34.1％。
(第3实施形态)
第3实施形态的反射型液晶显示元件，其制作和构造与第1实施形态的相同，具有图1所示的反射型液晶显示元件的剖面图及与图2相同的反射型液晶显示元件的光学构成。
本实施形态将相差膜的滞相轴的角度设定成与前述各实施形态不同的值。
在本实施形态的标准条件下，取dLC＝3.0μm形成液晶层的厚度，设定ΔnLC*dLC＝0.24μm，设定液晶层的扭转角ΩLC＝63.0°。另外，采用QZ＝1.0的膜作为2片相差膜，将偏振膜侧的相差膜11a的滞后值设定为RF1＝0.27μm，将液晶盒侧的相差膜11b的滞后值设定为RF2＝0.14μm。
但是，在本实施形态中将相差膜的滞相轴的角度设定成相对于偏振膜的吸收轴分别为φP-φF1＝-110.0°，φP-φF2＝-170.0°。
按照上述条件作成的元件中，对偏振膜吸收轴的角度φP作各种变化，并在反射模式下测定光学特性。测定结果，当φP在-15°～105°范围时，能获得高对比度的标准白色型的反射型液晶显示元件。当偏振膜的吸收轴位于该方位时，能降低黑色的辉度。
φP-φF1和φP-φF2一旦偏离上述值，对比度就会下降。较好的范围是φP-φF1从-105°到-115°，φP-φF2从-165°到-175°。相差膜的滞后值也有较好的范围，如果RF1在0.23-0.28μm，RF2在0.13-0.18μm，则能获得良好的对比度。
特别是当φP在0°～30°或60°～90°范围时，能实现高对比度无彩色黑白显示的标准白色型的反射型液晶显示元件。
研究一下ΔnLC*dLC变化时的特性，就能在0.20μm-0.30μm范围内获得反射率低无彩色的黑色和反射率高的无彩色的白色。
研究一下液晶的扭转角ΩLC变化时的特性，在本发明的第3实施形态中，就能确认扭转角ΩLC在45°～90°范围内能获得良好的特性。但扭转角ΩLC在60°～65°范围内能获得特别好的特性。
特别是，除了上述条件外，还示出了φP＝75.0°时的光学特性的测定结果。反射率的测定是相对于完全扩散光源进行的。
图5为表示第3实施形态反射型液晶显示元件的反射率与施加电压的关系特性图。在正面特性中，白色Y值换算的反射率为19.3％，对比度为15.8。而且，从黑色到白色无彩色变化，故能确认可作64阶灰度的全彩色显示。
在上述构成中，一旦作成没有彩色滤光层14的反射型液晶显示元件，则在正面特性中获得对比度为15.3、白色Y值换算用的反射率为35.1％。
在上述构成中，在相差膜11b与上侧透明基板13间配置有散射膜12，但如果将散射膜12配置在偏振膜10上，或配置在偏振膜10与相差膜11a之间，或配置在相差膜11a与相差膜11b之间，也能获得同样的特性。
(第4实施形态)
第4实施形态的反射型液晶显示元件，其制作和构造与第1实施形态的相同，具有图1所示的反射型液晶显示元件的剖面图及与图2相同的反射型液晶显示元件的光学构成。不同点在于，采用双轴显示折射率异向性，即Z系数QZ不等于1的膜作为相差膜11a、11b。
在本实施形态的标准条件下，取dLC＝3.0μm形成液晶层的厚度，设定ΔnLC*dLC＝0.24μm，设定液晶层的扭转角ΩLC＝63.0°。另外，2片相差膜11a、11b的滞后值分别设定为RF1＝0.27μm，RF2＝0.14μm，滞相轴的角度设定成相对于偏振膜的吸收轴分别为φP-φF1＝110.0°，φP-φF2＝170.0°。
但是，本实施形态将偏振膜的吸收轴角度固定在φP＝105.0°，改变偏振膜侧相差膜11a的Z系数QZ(1)和液晶盒侧相差膜11b的Z系数QZ(2)，并用反射方式测定光学特性。结果证明当QZ(1)和QZ(2)都在0.3-1.0时，获得反射率、对比度、色彩随视角变化而变化小的良好特性。
特别是对QZ(1)和QZ(2)分别为0.5或1.0的4种组合，研究了从白至黑施加4阶灰度的电压时视角引起的反射率变化。
图6～图9为反射率随右方向视角变化的特性图，即从面板的正面(θ＝0)将观察方向朝图2中右方向倾斜角度θ时对各个Z系数组合中的反射率变化所作的曲线图。
从图6～图9看，Z系数QZ越小可获得视角依变性越小的不会发生灰度翻转的良好反射特性。尤其是QZ(1)满足0.3-0.7时反射特性更好，而且，当QZ(1)和QZ(2)都满足0.3-0.7时，反射特性最好。
在上述各实施形态中，采用包含铝作为构成要素的金属反射电极作为反射电极，但本发明的效果不限定于此，例如，采用包含银作为构成要素的金属反射电极也能获得同样的效果。
(第5实施形态)
图10为表示第5实施形态反射型液晶显示元件概略构成的剖面图。本实施形态显示元件的结构接近图4所示第2实施形态，没有散射膜层。不同点在于，以透明电极78替代下侧基板19内面的扩散型反射电极48，并使设置在液晶盒外侧的扩散反射板72具有反射功能。随此，下侧基板79采用透明基板。采用银扩散反射板作为下侧透明基板79下面的扩散反射板72。其它构成要素与图4的相同，相同要素用同一标号表示。元件的形成方法与第1实施形态的相同，故省略其说明。
反射型液晶显示元件的光学结构与图2的相同。
在本实施形态中，取dLC＝3.0μm形成液晶层的厚度，设定ΔnLC*dLC＝0.24μm，设定液晶层的扭转角ΩLC＝63.0°。偏振膜的滞相轴角度取φP＝105.0°。另外，采用QZ＝1.0的膜作为2片相差膜，将偏振膜侧的相差膜11a的滞后值设定为RF1＝0.27μm，将液晶盒侧的相差膜11b的滞后值设定为RF2＝0.14μm。再将它们的滞相轴的角度设定成相对于偏振膜的吸收轴分别为φP-φF1＝110.0°，φP-φF2＝170.0°。这样上下基板都为透明基板，当在下侧用扩散反射板时，多少有些视差引起的图像呆滞现象，但证明能获得视角特性变化自然的反射型液晶显示元件。
测定正面特性，能获得白色Y值换算的反射率为16.8％，对比度为14.5。
在上述构成中，即便作成没有彩色滤光层14的反射型液晶显示元件，则在正面特性中也能获得对比度为14.1、白色Y值换算用的反射率为33.6％。
在下侧透明基板79下面设置扩散反射板72时，完全不用粘接剂粘接，而是在其间形成空气层，通过增大树脂折射率约1.6与空气折射率1.0的差引起的扩散效果，证明能获得更自然的视角特性。
在本实施形态中用银作为扩散反射板，但可确认采用铝扩散反射板也能获得同样的发明效果。
(第6实施形态)
图11为第6实施形态反射型液晶显示元件概略构成的剖面图。与第1实施形态说明用图1相同功能的要素用同一标号表示。
在本实施形态中，在下侧基板19上配置栅极90，源极91，薄膜晶体管元件(TFT)92，平面膜94等，构成所谓有源矩阵阵列。金属反射电极88通过导通孔95与平面膜94下面的非线性开关元件(TFT)92导通。金属反射电极88对各像素构成分离结构，利用各个独立信号激励驱动各个像素，故能以高对比度获得无交叉干扰的高画质显示。
本实施形态反射型液晶显示元件的光学结构与图2的相同。
用无碱玻璃基板(例如康宁公司生产的1737)作为上侧透明基板13和下侧基板19，在上侧透明基板13上形成彩色膜层14，再在其上面以氧化铟锡形成对向电极作为透明电极16。
利用规定的方法，将铝和钽构成的栅极90、钛和铝构成的源极91及漏极93配置在下侧基板19上形成矩阵状，在栅极90与源极91各个交叉部位形成非晶硅构成的TFT元件92。
在形成这样非线性元件的下侧基板19的整个面上，涂敷丙烯酸类正型感光树脂(例如，FVR，富士药品公司制造)，形成平面膜94后用规定的光掩模，照射紫外线，在漏极93上形成导通孔95。然后，在其上蒸镀300nm厚的钛，再在上面蒸镀200nm厚的铝，从而形成反射镜型的金属反射电极88。
在透明电极16及金属反射电极88上，印刷重量百分比为5％的聚酰亚胺的γ-丁内酯的溶液，250℃下硬化后，采用粘胶布的旋转摩擦法进行取向处理，实现规定的扭转角，形成取向层15a、15b。
然后，用与第1实施形态相同的方法将上侧透明基板13与下侧基板19相互贴合，在150℃下将密封树脂硬化后，将在ΔnLC＝0.08的氟素酯类向列液晶中混有规定量的手性液晶的液晶进行真空注入，用紫外线硬化性树脂封口后，经紫外线光硬化。
在这样形成的液晶盒8的上侧透明基板13上粘贴等向性前向散射膜作为散射膜层12，其上粘贴相差膜11a及11b使得滞相轴构成下文所述的角度，再粘贴偏振膜10，使其吸收轴或透过轴方向构成下文所述的角度。
在本实施形态中，取dLC＝3.0μm形成液晶层的厚度，设定ΔnLC*dLC＝0.24μm，设定液晶层的扭转角ΩLC＝63.0°。另外，采用QZ＝1.0的膜作为2片相差膜，将偏振膜侧的相差膜11a的滞后值设定为RF1＝0.27μm，将液晶盒侧的相差膜11b的滞后值设定为RF2＝0.14μm。取偏振膜吸收轴的角度φP＝105.0°。然后将相差膜11a、11b的滞相轴的角度设定成相对于偏振膜吸收轴分别为φP-φF1＝110.0°，φP-φF2＝170.0°。
如上构成的液晶显示元件，通过有源驱动能获得64阶灰度的全彩色显示。在平面膜上形成金属反射电极能获得97％的孔径率，因而在正面特性中，白色Y值换算的反射率为19.2％，对比度为15.7。
不限定于本实施形态，在以上所述的所有实施形态中也能在下侧基板上形成TFT等非线性开关元件，因而，也可比照本实施形态所述方法获得有源驱动的反射型液晶显示元件。非线性开关元件不限定于非晶硅的TFT，采用二端元件(MIM及薄膜二极管等)或多晶硅TFT等也能获得同样的效果。
在上述所有实施形态中采用聚碳酸酯作为相差膜，但也可选用当前费用低、光学特性好的材料。本发明并不限定于上述材料，只要是具有同等光学异向性的材料都能用作相差膜
如上所述，按照本发明的反射型液晶显示元件，具有明亮、高对比度性能，因此，能获得可无彩色黑白显示及多灰度、多彩色显示的标准白色型的反射型液晶显示元件。
因此，能提供耗电低、画质高的液晶显示装置，并以便携式信息设备为首在广泛的领域中促进了液晶显示装置的应用。

Claims (31)

1.一种反射型液晶显示元件，其特征在于，包含在一对基板间封入向列液晶的液晶盒，配置在所述液晶盒一基板侧的偏振膜，配置在所述偏振膜与所述液晶盒间的2片相差膜，和配置在另一基板侧的反射手段；所述一对基板间的所述向列液晶的扭转角ΩLC在45°～90°，所述向列液晶的双折射ΔnLC与液晶层厚度dLC的积ΔnLC*dLC在0.20～0.30μm，所述偏振膜侧的相差膜的滞后值RF1在0.23μm～0.28μm，所述液晶盒侧的相差膜的滞后值RF2在0.13μm～0.18μm，所述2片相差膜的Z系数QZ每个都在0.3～1.0；将最靠近所述一基板的液晶分子的取向方向与最靠近所述另一基板的液晶分子的取向方向的夹角中大角的等分线作为基板面内的基准线并从所述一基板侧看时，设定所述向列液晶从所述一基板侧朝所述另一基板侧扭转的方向取正来表示角度，则所述基准线与所述偏振膜的吸收轴方向的夹角为φP，所述基准线与所述偏振膜侧相差膜的滞相轴方向的夹角为φF1，所述基准线与所述液晶盒侧相差膜的滞相轴方向的夹角为φF2时，φP在75°～195°，φP-φF1在105°～115°，φP-φF2在165°～175°，其中，所述QZ是采用膜面法线方向为z轴确定的空间座标系(x，y，z)中各轴方向的折射率nx、ny和nz并用QZ＝(nx-nz)/(nx-ny)表达的系数，其中，nx为滞相轴方向的折射率，ny为相位超前轴方向的折射率。
2.如权利要求1所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述基准线与所述偏振膜吸收轴方向的夹角φP在90°～120°或在150°～180°。
3.一种反射型液晶显示元件，其特征在于，包含在一对基板间封入向列液晶的液晶盒，配置在所述液晶盒一基板侧的偏振膜，配置在所述偏振膜与所述液晶盒间的2片相差膜，和配置在另一基板侧的反射手段；所述一对基板间的所述向列液晶的扭转角ΩLC在45°～90°，所述向列液晶的双折射ΔnLC与液晶层厚度dLC的积ΔnLC*dLC在0.20～0.30μm，所述偏振膜侧的相差膜的滞后值RF1在0.23μm～0.28μm，所述液晶盒侧的相差膜的滞后值RF2在0.13μm～0.18μm，所述2片相差膜的Z系数QZ每个都在0.3～1.0；将最靠近所述一基板的液晶分子的取向方向与最靠近所述另一基板的液晶分子的取向方向的夹角中大角的等分线作为基板面内的基准线并从所述一基板侧看时，设定所述向列液晶从所述一基板侧朝所述另一基板侧扭转的方向取正来表示角度，则所述基准线与所述偏振膜的吸收轴方向的夹角为φP，所述基准线与所述偏振膜侧相差膜的滞相轴方向的夹角为φF1，所述基准线与所述液晶盒侧相差膜的滞相轴方向的夹角为φF2时，φP在-15°～105°，φP-φF1在-105°～-115°，φP-φF2在-165°～-175°，
其中，所述QZ是采用膜面法线方向为z轴确定的空间座标系(x，y，z)中各轴方向的折射率nx、ny和nz并用QZ＝(nx-nz)/(nx-ny)表达的系数，其中，nx为滞相轴方向的折射率，ny为相位超前轴方向的折射率。
4.如权利要求3所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述基准线与所述偏振膜吸收轴方向的夹角φP在0°～30°或在60°～90°。
5.如权利要求1或2所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，向列液晶的所述扭转角ΩLC在60°～65°。
6.如权利要求3或4所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，向列液晶的所述扭转角ΩLC在60°～65°。
7.如权利要求1或2所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述偏振膜侧的相差膜的Z系数QZ在0.3～0.7。
8.如权利要求1或2所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述2片相差膜的Z系数QZ每个都在0.3～0.7。
9.如权利要求1或2所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，在所述一基板侧配置散射膜。
10.如权利要求3或4所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，在所述一基板侧配置散射膜。
11.如权利要求9所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述散射膜配置在所述相差膜与所述一基板之间。
12.如权利要求10所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述散射膜配置在所述相差膜与所述一基板之间。
13.如权利要求9所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述散射膜是前向散射膜。
14.如权利要求10所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述散射膜是前向散射膜。
15.如权利要求1或2所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述光反射手段是含有从铝及银选择的一种金属作为构成要素的金属电极。
16.如权利要求3或4所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述光反射手段是含有从铝及银选择的一种金属作为构成要素的金属电极。
17.如权利要求15所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述金属电极的表面为镜面状。
18.如权利要求16所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述金属电极的表面为镜面状。
19.如权利要求15所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述金属电极上配置散射膜。
20.如权利要求16所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述金属电极上配置散射膜。
21.如权利要求15所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述金属电极表面具有平均倾斜角为3°～12°的凹凸，对入射光进行扩散反射。
22.如权利要求1或2所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述另一基板是透明基板，该透明基板的外侧配置有光反射手段。
23.如权利要求22所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述透明基板与所述光反射手段间设有空气层。
24.如权利要求1或2所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述一基板侧配置有彩色滤光膜。
25.如权利要求3或4所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述一基板侧配置有彩色滤光膜。
26.如权利要求1或2所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述另一基板侧配置有非线性开关元件。
27.如权利要求3或4所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述另一基板侧配置有非线性开关元件。
28.如权利要求26所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述非线性元件上形成绝缘性平面膜，通过形成在该平面膜的导通孔使所述非线性开关元件与所述另一基板侧电极导通。
29.如权利要求27所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述非线性元件上形成绝缘性平面膜，通过形成在该平面膜的导通孔使所述非线性开关元件与所述另一基板侧电极导通。
30.如权利要求1或2所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述相差膜由聚碳酸酯构成。
31.如权利要求3或4所述的反射型液晶显示元件，其特征在于，所述相差膜由聚碳酸酯构成。
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