JP2000330103A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents
反射型液晶表示装置Info
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- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
-
- G—PHYSICS
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- G02F2203/02—Function characteristic reflective
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- G02F2413/01—Number of plates being 1
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、広視野角で、浮きのない黒表示が
できる反射型液晶表示装置を提供することである。 【構成】 本発明の反射型液晶表示装置は、位相差フィ
ルムと液晶層と入射光を反射するための反射板とを有す
る。この液晶表示装置は、前記液晶層による偏光の状態
を示すポアンカレ球をある断面で平面視したとき、前記
反射光のストークスパラメータの複数の点が略直線上に
延在し、前記反射光に対し前記液晶層と前記位相差フィ
ルムとの関係が、 を実質的に満足する。ここで、Ret(λ)は波長λの光に
対する前記位相差フィルムのリタデーションの大きさを
表し、ｃは定数である。
できる反射型液晶表示装置を提供することである。 【構成】 本発明の反射型液晶表示装置は、位相差フィ
ルムと液晶層と入射光を反射するための反射板とを有す
る。この液晶表示装置は、前記液晶層による偏光の状態
を示すポアンカレ球をある断面で平面視したとき、前記
反射光のストークスパラメータの複数の点が略直線上に
延在し、前記反射光に対し前記液晶層と前記位相差フィ
ルムとの関係が、 を実質的に満足する。ここで、Ret(λ)は波長λの光に
対する前記位相差フィルムのリタデーションの大きさを
表し、ｃは定数である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位相差フィルムと液晶
層と反射板とを有し、前記入射光は前記反射板により反
射され、反射された光が前記液晶層及び前記位相差フィ
ルムを通過するような反射型液晶表示装置に関する。
層と反射板とを有し、前記入射光は前記反射板により反
射され、反射された光が前記液晶層及び前記位相差フィ
ルムを通過するような反射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】反射型液晶表示装置は、室外でも高輝度
を保て、且つバックライトが不要なので低消費電力の点
からも好ましく、近年開発が進んでいる。
を保て、且つバックライトが不要なので低消費電力の点
からも好ましく、近年開発が進んでいる。
【０００３】このような反射型液晶表示装置の例とし
て、画素電極自身に反射機能を持たせた装置がある。こ
の装置は、１枚の偏光板と少なくとも２枚の位相差フィ
ルムと液晶層と反射板の機能を有する画素電極とを有す
る。これら少なくとも２枚の位相差フィルムは、以下の
機能を有する。
て、画素電極自身に反射機能を持たせた装置がある。こ
の装置は、１枚の偏光板と少なくとも２枚の位相差フィ
ルムと液晶層と反射板の機能を有する画素電極とを有す
る。これら少なくとも２枚の位相差フィルムは、以下の
機能を有する。
【０００４】図９は、液晶層に印加する電圧と液晶層の
反射率との関係を表した図である。ここで、反射率と
は、偏光板を通過するした後の直線偏光された入射光の
光量を１００としたとき、前記直線偏光された入射光が
位相差フィルム及び液晶層に入射し反射板により反射さ
れて再び当該液晶層及び当該位相差フィルムを出た後で
前記偏光板を再び通過した後の光量の割合を示す。グラ
フ１は、これら少なくとも２枚の位相差フィルムがない
場合である。液晶層に高電圧が印加されると入射光はほ
ぼ１００％反射され、充分な白が表示できる。しかしな
がら、低電圧側では反射率が０％に落ちていないので、
黒の輝度が浮いてしまう。そこで、少なくとも２枚の位
相差フィルムを用いて理想１／４λ板を形成することに
より、白の特性を黒にし、一方黒の特性を白にする、す
なわち、低電圧側を白としていた。グラフ２は、少なく
とも２枚の位相差フィルムを用いて理想１／４λ板とし
た場合であり、高電圧側で反射率がほぼ０％、すなわち
充分な黒レベルが得られている。
反射率との関係を表した図である。ここで、反射率と
は、偏光板を通過するした後の直線偏光された入射光の
光量を１００としたとき、前記直線偏光された入射光が
位相差フィルム及び液晶層に入射し反射板により反射さ
れて再び当該液晶層及び当該位相差フィルムを出た後で
前記偏光板を再び通過した後の光量の割合を示す。グラ
フ１は、これら少なくとも２枚の位相差フィルムがない
場合である。液晶層に高電圧が印加されると入射光はほ
ぼ１００％反射され、充分な白が表示できる。しかしな
がら、低電圧側では反射率が０％に落ちていないので、
黒の輝度が浮いてしまう。そこで、少なくとも２枚の位
相差フィルムを用いて理想１／４λ板を形成することに
より、白の特性を黒にし、一方黒の特性を白にする、す
なわち、低電圧側を白としていた。グラフ２は、少なく
とも２枚の位相差フィルムを用いて理想１／４λ板とし
た場合であり、高電圧側で反射率がほぼ０％、すなわち
充分な黒レベルが得られている。
【０００５】しかしながら、このような従来の反射型液
晶表示装置では、理想１／４λ板を形成するために、少
なくとも２枚の位相差フィルムを必要とした。また、充
分な黒レベルが得られたとしても、充分な白レベルが得
られないので、コントラストが低くなっていた。さら
に、反射型液晶表示装置を見る角度により、黒輝度が浮
いてしまったり、白輝度が暗くなってしまうという不具
合があった。さらに、カラー画像を表示する場合でも、
視角特性に依存して色が変化してしまうという不具合が
あった。
晶表示装置では、理想１／４λ板を形成するために、少
なくとも２枚の位相差フィルムを必要とした。また、充
分な黒レベルが得られたとしても、充分な白レベルが得
られないので、コントラストが低くなっていた。さら
に、反射型液晶表示装置を見る角度により、黒輝度が浮
いてしまったり、白輝度が暗くなってしまうという不具
合があった。さらに、カラー画像を表示する場合でも、
視角特性に依存して色が変化してしまうという不具合が
あった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、黒輝度の浮
きを防止し、コントラストの高い反射型液晶表示装置を
提供することにある。さらに、本発明は、充分な広視野
角特性を有する反射型液晶表示装置を提供することにあ
る。
きを防止し、コントラストの高い反射型液晶表示装置を
提供することにある。さらに、本発明は、充分な広視野
角特性を有する反射型液晶表示装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による反射型液晶
表示装置は、請求項１に記載された反射型液晶表示装置
であることを特徴とする。
表示装置は、請求項１に記載された反射型液晶表示装置
であることを特徴とする。
【０００８】本願発明者は、黒輝度の浮きの原因が入射
光が反射され液晶層及び位相差フィルムを通過した後の
光が波長によっては直線偏光になっていないことにある
ことを見いだした。液晶に電圧をかけて光の偏光面を変
えても、直線偏光からずれた量だけ偏光板を通過してし
まうので、黒表示にはならなくなるからである。本願発
明者は、位相差フィルムを通過した後の光が直線偏光に
なっているための条件として、位相差フィルムの条件と
液晶層の条件とを見いだした。以下に説明する。
光が反射され液晶層及び位相差フィルムを通過した後の
光が波長によっては直線偏光になっていないことにある
ことを見いだした。液晶に電圧をかけて光の偏光面を変
えても、直線偏光からずれた量だけ偏光板を通過してし
まうので、黒表示にはならなくなるからである。本願発
明者は、位相差フィルムを通過した後の光が直線偏光に
なっているための条件として、位相差フィルムの条件と
液晶層の条件とを見いだした。以下に説明する。
【０００９】反射型液晶表示装置の場合、反射板での入
射光の角度と反射光の角度とは等しいので、入射光の角
度に関して、自己補償の効果が得られる。したがって、
光が反射型液晶表示装置に入射してから反射板に到達す
るまでの過程か、又は光が反射板により反射されてから
当該反射型液晶表示装置から出るまでの過程の何れかを
観察すれば足りる。本願では、後者について以下のよう
に観察する。
射光の角度と反射光の角度とは等しいので、入射光の角
度に関して、自己補償の効果が得られる。したがって、
光が反射型液晶表示装置に入射してから反射板に到達す
るまでの過程か、又は光が反射板により反射されてから
当該反射型液晶表示装置から出るまでの過程の何れかを
観察すれば足りる。本願では、後者について以下のよう
に観察する。
【００１０】反射型液晶表示装置では、入射した光は偏
光板を通ることにより直線偏光される。この入射光に基
づいて反射型液晶表示装置が黒表示を得るためには、入
射した前記直線偏光が反射板上で円偏光になり、且つ位
相差フィルムを出た後で直線偏光になっていることが必
要である。反射光の偏光方向は、前記偏光板の光軸に対
して直交していなければならないからである。そこで、
反射板から円偏光が液晶層に入射したとして、当該液晶
層を出たときの偏光状態を考察する。
光板を通ることにより直線偏光される。この入射光に基
づいて反射型液晶表示装置が黒表示を得るためには、入
射した前記直線偏光が反射板上で円偏光になり、且つ位
相差フィルムを出た後で直線偏光になっていることが必
要である。反射光の偏光方向は、前記偏光板の光軸に対
して直交していなければならないからである。そこで、
反射板から円偏光が液晶層に入射したとして、当該液晶
層を出たときの偏光状態を考察する。
【００１１】一般に、偏光の状態を観察する際には、ポ
アンカレ球及びストークスパラメータが用いられてい
る。ポアンカレ球とは、偏光の状態を、半径が強度に比
例する球面上の一点に対応させて表示する球面である。
ストークスパラメータとは、部分偏光も含めて偏光の状
態を表す４つのパラメータＳ０，Ｓ１，Ｓ２及びＳ３を
いう。Ｓ０は部分偏光の強度を表し、Ｓ１，Ｓ２及びＳ
３は偏光をポアンカレ球で表示した場合の３次元成分で
ある、ｘ、ｙ、ｚ成分と一致する。偏光の状態をこのポ
アンカレ球上の点としてストークスパラメータＳ１，Ｓ
２及びＳ３を使って偏光状態を表すことができる。これ
以降、この点をストークスパラメータの点と呼ぶことに
する。
アンカレ球及びストークスパラメータが用いられてい
る。ポアンカレ球とは、偏光の状態を、半径が強度に比
例する球面上の一点に対応させて表示する球面である。
ストークスパラメータとは、部分偏光も含めて偏光の状
態を表す４つのパラメータＳ０，Ｓ１，Ｓ２及びＳ３を
いう。Ｓ０は部分偏光の強度を表し、Ｓ１，Ｓ２及びＳ
３は偏光をポアンカレ球で表示した場合の３次元成分で
ある、ｘ、ｙ、ｚ成分と一致する。偏光の状態をこのポ
アンカレ球上の点としてストークスパラメータＳ１，Ｓ
２及びＳ３を使って偏光状態を表すことができる。これ
以降、この点をストークスパラメータの点と呼ぶことに
する。
【００１２】液晶層に入射する光の偏光の状態をポアン
カレ球で観察する。図１は、ポアンカレ球をある断面で
平面視したときにできるＳ１−Ｓ２平面を示す。液晶層
のツイスト角と液晶層のリタデーションの大きさとを選
択して調製することにより、液晶層通過後の反射光のス
トークスパラメータの点を、Ｓ１−Ｓ２平面上で、全て
の可視光の波長について、図のようにほぼ直線上にのせ
ることができる。例えば、この直線上の点●▲■は、そ
れぞれ赤、緑、青の反射光に関するストークスパラメー
タの点を表す。このようにほぼ直線上にのせるために
は、例えば、液晶層のツイスト角が３０°から７０°ま
での範囲内にあり、波長５５０ｎｍの光に対するリタデ
ーションの大きさが１００以上３５０ｎｍ以下の範囲が
好ましいことがわかった。
カレ球で観察する。図１は、ポアンカレ球をある断面で
平面視したときにできるＳ１−Ｓ２平面を示す。液晶層
のツイスト角と液晶層のリタデーションの大きさとを選
択して調製することにより、液晶層通過後の反射光のス
トークスパラメータの点を、Ｓ１−Ｓ２平面上で、全て
の可視光の波長について、図のようにほぼ直線上にのせ
ることができる。例えば、この直線上の点●▲■は、そ
れぞれ赤、緑、青の反射光に関するストークスパラメー
タの点を表す。このようにほぼ直線上にのせるために
は、例えば、液晶層のツイスト角が３０°から７０°ま
での範囲内にあり、波長５５０ｎｍの光に対するリタデ
ーションの大きさが１００以上３５０ｎｍ以下の範囲が
好ましいことがわかった。
【００１３】ポアンカレ球の原点でもある、Ｓ１−Ｓ２
平面上のＳ１軸とＳ２軸との交点を含み且つ前記反射光
のストークスパラメータの複数の点を含む平面と平行な
Ｓ３−Ｓ４平面に、前記反射光のストークスパラメータ
の各点を射影する。図２はこのＳ３−Ｓ４平面を示し、
このＳ３−Ｓ４平面は図１の矢印Ａからストークスパラ
メータの点を原点に向かって見た平面でもある。ここ
で、Ｓ３−Ｓ４平面内のＳ４軸はＳ１軸及びＳ２軸と直
交する軸であり、Ｓ３−Ｓ４平面内のＳ３軸は当該Ｓ４
軸と直交する軸である。前記反射光のストークスパラメ
ータの複数の点のＳ３−Ｓ４平面上への各射影点とＳ４
軸とのなす角度をθ（λ）とする。ここで、λは反射光
の波長を示す。
平面上のＳ１軸とＳ２軸との交点を含み且つ前記反射光
のストークスパラメータの複数の点を含む平面と平行な
Ｓ３−Ｓ４平面に、前記反射光のストークスパラメータ
の各点を射影する。図２はこのＳ３−Ｓ４平面を示し、
このＳ３−Ｓ４平面は図１の矢印Ａからストークスパラ
メータの点を原点に向かって見た平面でもある。ここ
で、Ｓ３−Ｓ４平面内のＳ４軸はＳ１軸及びＳ２軸と直
交する軸であり、Ｓ３−Ｓ４平面内のＳ３軸は当該Ｓ４
軸と直交する軸である。前記反射光のストークスパラメ
ータの複数の点のＳ３−Ｓ４平面上への各射影点とＳ４
軸とのなす角度をθ（λ）とする。ここで、λは反射光
の波長を示す。
【００１４】位相差フィルムは、下記の式を満たすよう
に作成する。
に作成する。
【数７】 （１）ここで、ｃは定数であり、Ret(λ)は波長λの光
に対する位相差フィルムのリタデーションの大きさであ
る。位相差フィルムを上記式（１）を満足するように作
成すると、液晶層及び位相差フィルムを通過した後の反
射光は、直線偏光となる。液晶層を通過したときの図２
に示されるストークスパラメータの全ての点が、位相差
フィルムを通過したときに、図２のＳ４軸上にのること
になるからである。言い換えると、液晶層を通過したと
きの角度θ（λ）は、
に対する位相差フィルムのリタデーションの大きさであ
る。位相差フィルムを上記式（１）を満足するように作
成すると、液晶層及び位相差フィルムを通過した後の反
射光は、直線偏光となる。液晶層を通過したときの図２
に示されるストークスパラメータの全ての点が、位相差
フィルムを通過したときに、図２のＳ４軸上にのること
になるからである。言い換えると、液晶層を通過したと
きの角度θ（λ）は、
【数８】 （２）と表すことができ、位相差フィルムを通過した後
でこの角度θ（λ）だけストークスパラメータの点が、
移動し、図２のＳ４軸上にのることになるからである。
でこの角度θ（λ）だけストークスパラメータの点が、
移動し、図２のＳ４軸上にのることになるからである。
【００１５】上述した条件を満たす液晶層及び位相差フ
ィルムを有する反射型液晶表示装置の場合、位相差フィ
ルム通過後の反射光は波長λに依存せず、直線偏光にな
る。したがって、完全な黒輝度であって、コントラスト
の高い反射型液晶表示装置が得られる。
ィルムを有する反射型液晶表示装置の場合、位相差フィ
ルム通過後の反射光は波長λに依存せず、直線偏光にな
る。したがって、完全な黒輝度であって、コントラスト
の高い反射型液晶表示装置が得られる。
【００１６】本発明者はさらに、広視野角の反射型液晶
表示装置を得るための液晶層及び位相差フィルムの条件
を見いだした。ここで、視野角とは、液晶表示装置の中
心を通り、当該液晶表示装置の面と直交する面と、前記
液晶表示装置の前記中心と観察者とを通る面とのなす角
度である。
表示装置を得るための液晶層及び位相差フィルムの条件
を見いだした。ここで、視野角とは、液晶表示装置の中
心を通り、当該液晶表示装置の面と直交する面と、前記
液晶表示装置の前記中心と観察者とを通る面とのなす角
度である。
【００１７】最初に、位相差フィルムの特性条件につい
て以下に説明する。通常の位相差フィルム、例えば延伸
フィルムは、旋光性がないので、反射光が位相差フィル
ムに入るときと当該位相差フィルムを出たとき、位相差
フィルム板のリタデーションRet(λ)は、視野角ψの関
数として下記の様に表される。
て以下に説明する。通常の位相差フィルム、例えば延伸
フィルムは、旋光性がないので、反射光が位相差フィル
ムに入るときと当該位相差フィルムを出たとき、位相差
フィルム板のリタデーションRet(λ)は、視野角ψの関
数として下記の様に表される。
【数９】 （３）ここで、nx,ny及びnzは、それぞれx,y及びz方向
の屈折率を表し、視野角ψは液晶表示装置の中心を通り
当該液晶表示装置の面と直交する面と、前記液晶表示装
置の前記中心と観察者とを通る面とのなす角度である。
ここで、広視野角の条件は、リタデーションRet(λ)が
視野角ψを変化させても一定であることである。この条
件は、略以下の式を満たすような位相差フィルムの屈折
率を選択することにより満足される。
の屈折率を表し、視野角ψは液晶表示装置の中心を通り
当該液晶表示装置の面と直交する面と、前記液晶表示装
置の前記中心と観察者とを通る面とのなす角度である。
ここで、広視野角の条件は、リタデーションRet(λ)が
視野角ψを変化させても一定であることである。この条
件は、略以下の式を満たすような位相差フィルムの屈折
率を選択することにより満足される。
【数１０】 （４）この条件の屈折率を満たす位相差フィルム板を用
いると、どの視野角から見てもリタデーションの大きさ
は一定であるので、視野角に依存して位相差板フィルム
を通過した光の反射率が変化することはない。位相差フ
ィルムのリタデーションの大きさは、前記屈折率条件を
満たした上で当該位相差フィルムの厚さを調整すること
により所望の大きさが得られる。
いると、どの視野角から見てもリタデーションの大きさ
は一定であるので、視野角に依存して位相差板フィルム
を通過した光の反射率が変化することはない。位相差フ
ィルムのリタデーションの大きさは、前記屈折率条件を
満たした上で当該位相差フィルムの厚さを調整すること
により所望の大きさが得られる。
【００１８】次に、液晶層について説明する。液晶層に
ついても等価的に上記式（４）を満たすことが広視野角
の条件である。この条件を満たすためには、旋光性を考
慮すると、ツイスト角が小さく且つリタデーションの大
きさが小さいことが条件となる。例えば、液晶層のツイ
スト角が３０°から７０°までの範囲内にあり、波長５
５０ｎｍの光に対するリタデーションの大きさが１００
以上３５０ｎｍ以下の範囲が好ましいことがわかった。
すなわち、広視野角であるための液晶層の特性と、上述
したストークスパラメータをほぼ直線上にのせるための
液晶層の特性とがほぼ同じであることがわかった。
ついても等価的に上記式（４）を満たすことが広視野角
の条件である。この条件を満たすためには、旋光性を考
慮すると、ツイスト角が小さく且つリタデーションの大
きさが小さいことが条件となる。例えば、液晶層のツイ
スト角が３０°から７０°までの範囲内にあり、波長５
５０ｎｍの光に対するリタデーションの大きさが１００
以上３５０ｎｍ以下の範囲が好ましいことがわかった。
すなわち、広視野角であるための液晶層の特性と、上述
したストークスパラメータをほぼ直線上にのせるための
液晶層の特性とがほぼ同じであることがわかった。
【００１９】本発明に係る反射型液晶表示装置は、位相
差フィルムだけでなく液晶層も広視野角特性を有してい
るので、全体として広い視野角範囲で反射率がほぼ一定
の画像表示が得られる。また、上記式（４）だけでなく
上記式（１）を満足する位相差フィルム及び液晶層を用
いることができるので、広視野角で且つ波長に依存する
ことなく反射率がほぼ一定となる。
差フィルムだけでなく液晶層も広視野角特性を有してい
るので、全体として広い視野角範囲で反射率がほぼ一定
の画像表示が得られる。また、上記式（４）だけでなく
上記式（１）を満足する位相差フィルム及び液晶層を用
いることができるので、広視野角で且つ波長に依存する
ことなく反射率がほぼ一定となる。
【００２０】上述したように、本発明者は、黒輝度の浮
きがなく、広視野角特性を有する位相差フィルムと液晶
層とを設計できることを見いだした。以下、実施例にお
いて詳細に説明する。
きがなく、広視野角特性を有する位相差フィルムと液晶
層とを設計できることを見いだした。以下、実施例にお
いて詳細に説明する。
【００２１】
【実施例】図１は、前方散乱拡散板２１、偏光板１１、
位相差フィルム２２、及び共通電極基板５とＴＦＴアレ
イ基板１との間に液晶層９を有する本発明に係る反射型
液晶表示装置の断面図である。ＴＦＴアレイ基板１は、
ガラス基板２上に各画素に対応したＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）３とマトリクス形式で配される画素電極４とを
有する。これらＴＦＴ３は絶縁層２３で覆われ、前記画
素電極４はコンタクトホールを通じて各ＴＦＴのドレイ
ンにそれぞれ接続されている。これら画素電極４は、前
記絶縁層２３をほぼ覆うようにした金属製の画素電極で
あり、これにより反射板としての機能も有する。共通電
極基板５は、ガラス基板６上に透明な共通電極８を有す
る。
位相差フィルム２２、及び共通電極基板５とＴＦＴアレ
イ基板１との間に液晶層９を有する本発明に係る反射型
液晶表示装置の断面図である。ＴＦＴアレイ基板１は、
ガラス基板２上に各画素に対応したＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）３とマトリクス形式で配される画素電極４とを
有する。これらＴＦＴ３は絶縁層２３で覆われ、前記画
素電極４はコンタクトホールを通じて各ＴＦＴのドレイ
ンにそれぞれ接続されている。これら画素電極４は、前
記絶縁層２３をほぼ覆うようにした金属製の画素電極で
あり、これにより反射板としての機能も有する。共通電
極基板５は、ガラス基板６上に透明な共通電極８を有す
る。
【００２２】液晶表示装置に入射した光は、前方散乱拡
散板２１及び偏光板１１を介して位相差フィルムに入射
する。偏光板１１により、自然光である入射光は直線偏
光になる。直線偏光された入射光は、共通電極基板５を
介して液晶層９に入射し、各ＴＦＴにより制御された画
素電極電圧に基づいて偏光面が回転され、反射板として
の画素電極４により反射される。反射された光は、再び
液晶層９を通って偏光面が回転され、入射の場合とは逆
の順に位相差フィルム２２、偏光板１１等を通ることに
なる。
散板２１及び偏光板１１を介して位相差フィルムに入射
する。偏光板１１により、自然光である入射光は直線偏
光になる。直線偏光された入射光は、共通電極基板５を
介して液晶層９に入射し、各ＴＦＴにより制御された画
素電極電圧に基づいて偏光面が回転され、反射板として
の画素電極４により反射される。反射された光は、再び
液晶層９を通って偏光面が回転され、入射の場合とは逆
の順に位相差フィルム２２、偏光板１１等を通ることに
なる。
【００２３】この液晶層９は、下記のような設計条件で
作られた。液晶層の材料として、チッソ株式会社製の型
名「ＨＳ−５０４３」を用いた。この液晶層の共通電極
基板５側のラビング方向は０°、ＴＦＴアレイ基板１側
のラビング方向は１２５°であり、波長５５０ｎｍの光
に対するリタデーションの大きさが２３０ｎｍになるよ
うに調製した。単波長の光であって、円偏光した光をこ
の液晶層に入射させて反射されてきた光に対する透過光
強度を、偏光顕微鏡を用いて測定した。複数の単波長の
光について、透過光強度を測定することにより、この液
晶層に関して、ポアンカレ球上のストークスパラメータ
の複数の点がほぼ直線にのっていることを確認した。
作られた。液晶層の材料として、チッソ株式会社製の型
名「ＨＳ−５０４３」を用いた。この液晶層の共通電極
基板５側のラビング方向は０°、ＴＦＴアレイ基板１側
のラビング方向は１２５°であり、波長５５０ｎｍの光
に対するリタデーションの大きさが２３０ｎｍになるよ
うに調製した。単波長の光であって、円偏光した光をこ
の液晶層に入射させて反射されてきた光に対する透過光
強度を、偏光顕微鏡を用いて測定した。複数の単波長の
光について、透過光強度を測定することにより、この液
晶層に関して、ポアンカレ球上のストークスパラメータ
の複数の点がほぼ直線にのっていることを確認した。
【００２４】一方、位相差フィルム２２は、下記のよう
な設計条件で作られた。位相差フィルム２２の材料とし
て、ポリカーボネートを用い、波長５５０ｎｍの光に対
するリタデーションの大きさが１３７．５ｎｍ、屈折率
がnx=1.576, ny=1.575, nz=1.5755とした。位相差フィ
ルムの厚さは３３５ｎｍであり、遅相軸は８３°であ
る。位相差フィルムの波長分散D(λ)として、下記の式
を満たすように設計した。
な設計条件で作られた。位相差フィルム２２の材料とし
て、ポリカーボネートを用い、波長５５０ｎｍの光に対
するリタデーションの大きさが１３７．５ｎｍ、屈折率
がnx=1.576, ny=1.575, nz=1.5755とした。位相差フィ
ルムの厚さは３３５ｎｍであり、遅相軸は８３°であ
る。位相差フィルムの波長分散D(λ)として、下記の式
を満たすように設計した。
【数１１】 （５）ここで、波長分散D(λ)は、波長λの光に対する
位相差フィルムのリタデーションの大きさRet(λ)を、
波長５５０ｎｍの光に対するこの位相差フィルムのリタ
デーションの大きさRet(550)で除算した、すなわち、Re
t(550)により正規化したものである。位相差フィルムが
主にポリカーボネートを主な材料としている場合、この
式（５）を満たすことが、前記式（１）を満たすための
設計条件である。偏光板１１の透過軸は−２０°に設計
されている。
位相差フィルムのリタデーションの大きさRet(λ)を、
波長５５０ｎｍの光に対するこの位相差フィルムのリタ
デーションの大きさRet(550)で除算した、すなわち、Re
t(550)により正規化したものである。位相差フィルムが
主にポリカーボネートを主な材料としている場合、この
式（５）を満たすことが、前記式（１）を満たすための
設計条件である。偏光板１１の透過軸は−２０°に設計
されている。
【００２５】図４は、この位相差フィルムの視角特性を
示した図である。横軸は上述のように定義した視野角で
あり、縦軸は反射率を表す。位相差フィルム２２は前記
式（４）を満たしている。図４で明らかなように広い範
囲で視野を振っても反射率はほぼ一定であることが分か
る。
示した図である。横軸は上述のように定義した視野角で
あり、縦軸は反射率を表す。位相差フィルム２２は前記
式（４）を満たしている。図４で明らかなように広い範
囲で視野を振っても反射率はほぼ一定であることが分か
る。
【００２６】図５は、この液晶層９の視角特性を示した
図である。図で明らかなように広い範囲で視野を振って
も反射率はほぼ一定であることが分かる。
図である。図で明らかなように広い範囲で視野を振って
も反射率はほぼ一定であることが分かる。
【００２７】図６は、液晶層９に印加する電圧を５段階
に分けて、これら位相差フィルム２２及び液晶層９を有
する液晶表示装置の視角特性を示した図である。広い視
野範囲にわたって反射率がほぼ一定であることが分か
る。
に分けて、これら位相差フィルム２２及び液晶層９を有
する液晶表示装置の視角特性を示した図である。広い視
野範囲にわたって反射率がほぼ一定であることが分か
る。
【００２８】図７は、液晶層９に印加する電圧と本発明
の液晶表示装置の反射率との関係を表した図である。図
で明らかなように、液晶層に高電圧が印加されると入射
光はほぼ１００％反射され充分な白表示ができ、低電圧
が印加されると反射率はほぼ０％となり充分な黒表示が
できることがわかる。
の液晶表示装置の反射率との関係を表した図である。図
で明らかなように、液晶層に高電圧が印加されると入射
光はほぼ１００％反射され充分な白表示ができ、低電圧
が印加されると反射率はほぼ０％となり充分な黒表示が
できることがわかる。
【００２９】図８は、液晶層９に印加する電圧を５段階
に分けて光の波長に対する反射率の変化を表した図であ
る。図から明らかなように、波長が変化しても反射率が
ほぼ一定であることがわかる。したがって、前記式
（１）をほぼ満足していることが分かる。
に分けて光の波長に対する反射率の変化を表した図であ
る。図から明らかなように、波長が変化しても反射率が
ほぼ一定であることがわかる。したがって、前記式
（１）をほぼ満足していることが分かる。
【００３０】本発明の他の好適な実施例では、液晶層の
材料にポリアリレートが用いられている。この場合、位
相差フィルムの波長分散D(λ)として、下記の式を満た
すように設計すると、上記式（１）をほぼ満足すること
が分かった。
材料にポリアリレートが用いられている。この場合、位
相差フィルムの波長分散D(λ)として、下記の式を満た
すように設計すると、上記式（１）をほぼ満足すること
が分かった。
【数１２】 （６）
【００３１】本発明のさらに他の好適な実施例では、液
晶層の材料にポリサルフォンが用いられている。この場
合、位相差フィルムの波長分散D(λ)として、下記の式
を満たすように設計すると、上記式（１）をほぼ満足す
ることが分かった。
晶層の材料にポリサルフォンが用いられている。この場
合、位相差フィルムの波長分散D(λ)として、下記の式
を満たすように設計すると、上記式（１）をほぼ満足す
ることが分かった。
【数１３】 （７）
【００３２】本発明のさらに他の好適な実施例では、液
晶層の材料にノルボルナンが用いられている。この場
合、位相差フィルムの波長分散D(λ)として、下記の式
を満たすように設計すると、上記式（１）をほぼ満足す
ることが分かった。
晶層の材料にノルボルナンが用いられている。この場
合、位相差フィルムの波長分散D(λ)として、下記の式
を満たすように設計すると、上記式（１）をほぼ満足す
ることが分かった。
【数１４】 （８）
【００３３】
【発明の効果】本発明による反射型液晶表示装置では、
視角特性が大幅に向上し、且つ浮きのない黒輝度の画像
表示が得られる。
視角特性が大幅に向上し、且つ浮きのない黒輝度の画像
表示が得られる。
【図１】液晶層のポアンカレ球を平面視したときのＳ１
−Ｓ２平面図である。
−Ｓ２平面図である。
【図２】液晶層のポアンカレ球を他の方向から平面視し
たときのＳ３−Ｓ４平面図である。
たときのＳ３−Ｓ４平面図である。
【図３】本願発明の実施例の反射型液晶表示装置の断面
図である。
図である。
【図４】本願発明の実施例の位相差フィルムの視野角特
性を示した図である。
性を示した図である。
【図５】本願発明の実施例の液晶層の視野角特性を示し
た図である。
た図である。
【図６】本願発明の実施例の反射型液晶表示装置の視野
角特性を示した図である。
角特性を示した図である。
【図７】本願発明の実施例の反射型液晶表示装置の液晶
層にかける電圧と反射率との関係を示す図である。
層にかける電圧と反射率との関係を示す図である。
【図８】本願発明の実施例の反射型液晶表示装置に入射
する光の波長と反射率との関係を示す図である。
する光の波長と反射率との関係を示す図である。
【図９】従来の反射型液晶表示装置の液晶層にかける電
圧と反射率との関係を示す図である。
圧と反射率との関係を示す図である。
【符号の説明】 １：ＴＦＴアレイ基板、２、６：ガラス基板、３：薄膜
トランジスタ、４：画素電極、５：共通電極基板、８：
共通電極、９：液晶層、１１：偏光板、２１：前方散乱
拡散板、２２：位相差フィルム、２３：絶縁層
トランジスタ、４：画素電極、５：共通電極基板、８：
共通電極、９：液晶層、１１：偏光板、２１：前方散乱
拡散板、２２：位相差フィルム、２３：絶縁層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 柴崎 稔 兵庫県神戸市西区高塚台４丁目３番１ ホ シデン・フィリップス・ディスプレイ株式 会社内 (72)発明者 内田 龍男 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉 東北大学 内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA06 BB03 BB42 BB46 BC22 2H091 FA08X FA11X FA14Y FA31X GA07 GA13 KA02 KA03 LA17 LA19 5G435 AA01 AA02 BB12 BB16 DD14 FF03 FF05 GG14
Claims (7)
- 【請求項１】 位相差フィルムと、液晶層と、入射光を
反射するための反射板とを有する反射型液晶表示装置で
あって、前記入射光は前記反射板により反射され、反射
された光が前記液晶層及び前記位相差フィルムを通過す
るような反射型液晶表示装置において、前記液晶層によ
る偏光の状態を示すポアンカレ球をある断面で平面視し
たとき、前記反射光のストークスパラメータの複数の点
が略直線上に延在し、前記反射光に対し前記液晶層と前
記位相差フィルムとの関係が、 【数１】 を実質的に満足し、ここで、Ret(λ)は波長λの光に対
する前記位相差フィルムのリタデーションの大きさを表
し、θ（λ）は、前記ポアンカレ球の原点を含み且つ前
記反射光のストークスパラメータの複数の点を含む平面
と平行な面に、前記反射光のストークスパラメータの各
点を射影し、各射影点と、前記ポアンカレ球の前記原点
を含み、前記断面で平面視したときの当該平面に垂直な
軸との角度を表し、ｃは定数であることを特徴とする反
射型液晶表示装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の反射型液晶表示装置に
おいて、前記位相差フィルムの材料は主にポリカーボネ
イトであって、前記位相差フィルムの波長分散D(λ)
が、 【数２】 であることを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の反射型液晶表示装置に
おいて、前記位相差フィルムの材料は主にポリアリレー
トであって、前記位相差フィルムの波長分散D(λ)が、 【数３】 であることを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の反射型液晶表示装置に
おいて、前記位相差フィルムの材料は主にポリサルフォ
ンであって、前記位相差フィルムの波長分散D(λ)が、 【数４】 であることを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の反射型液晶表示装置に
おいて、前記位相差フィルムの材料は主にノルボルナン
であって、前記位相差フィルムの波長分散D(λ)が、 【数５】 であることを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし５の何れか１項に記載の
反射型液晶表示装置において、前記位相差フィルムと前
記液晶層とが 【数６】 を実質的に満足し、ここでnx,ny及びnzは、それぞれx,y
及びz方向の屈折率を表し、前記ｘ、ｙ及びｚ方向はそ
れぞれ前記位相差フィルム及び前記液晶層の長さ方向、
幅方向及び厚さ方向であることを特徴とする反射型液晶
表示装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし６の何れか１項に記載の
反射型液晶表示装置において、波長５５０ｎｍの光に対
する前記液晶層のリタデーションの大きさが１００以上
３５０ｎｍ以下の範囲であって、前記液晶層のツイスト
角が３０°以上７０°以下の範囲内にあることを特徴と
する反射型液晶表示装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11134985A JP2000330103A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 反射型液晶表示装置 |
| US09/743,657 US6476891B1 (en) | 1999-05-14 | 2000-05-12 | Reflective liquid crystal display apparatus |
| KR1020017000458A KR20010053492A (ko) | 1999-05-14 | 2000-05-12 | 반사형 액정 디스플레이 장치 |
| EP00936768A EP1095306A2 (en) | 1999-05-14 | 2000-05-12 | Reflective liquid crystal display apparatus |
| PCT/EP2000/004603 WO2000070393A2 (en) | 1999-05-14 | 2000-05-12 | Reflective liquid crystal display apparatus |
| TW089112742A TWI257495B (en) | 1999-05-14 | 2000-06-28 | Reflective liquid crystal display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11134985A JP2000330103A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 反射型液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000330103A true JP2000330103A (ja) | 2000-11-30 |
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ID=15141239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11134985A Pending JP2000330103A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 反射型液晶表示装置 |
Country Status (6)
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|---|---|
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| EP (1) | EP1095306A2 (ja) |
| JP (1) | JP2000330103A (ja) |
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| TW (1) | TWI257495B (ja) |
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| JP2009192866A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Epson Imaging Devices Corp | 液晶装置及び電子機器 |
| JP5399099B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2014-01-29 | 富士フイルム株式会社 | 液晶表示装置 |
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| KR100397652B1 (ko) * | 1995-01-23 | 2003-11-28 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 칼라액정디스플레이장치 |
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1999
- 1999-05-14 JP JP11134985A patent/JP2000330103A/ja active Pending
-
2000
- 2000-05-12 KR KR1020017000458A patent/KR20010053492A/ko active IP Right Grant
- 2000-05-12 EP EP00936768A patent/EP1095306A2/en not_active Withdrawn
- 2000-05-12 WO PCT/EP2000/004603 patent/WO2000070393A2/en not_active Application Discontinuation
- 2000-05-12 US US09/743,657 patent/US6476891B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-28 TW TW089112742A patent/TWI257495B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
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|---|---|
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| WO2000070393A3 (en) | 2001-03-01 |
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| US6476891B1 (en) | 2002-11-05 |
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Legal Events
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