JP2002031799A

JP2002031799A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JP2002031799A
Application number: JP2001159573A
Authority: JP
Inventors: Osamu Okumura; 治奥村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2001-05-28
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: JP3405340B2

Abstract

(57)【要約】【課題】色付きのない白表示ができる液晶表示素子を実
現する。【解決手段】一対の基板間に液晶層１５が挟持された液
晶セルと、一方の基板１の液晶層１５側とは反対側に配
置された偏光板２と、他方の基板１２の外側に配置した
バックライトとを有し、液晶セルの中には凹凸を有する
半透過型の反射膜１４が形成されている。液晶層の厚み
は半透過型の反射膜の凹凸により面内で微少にばらつい
ており、液晶への電界オフ時に前記液晶表示素子の視感
反射率が高くなる。また、反射膜とバックライトとの間
には偏光板と光学的異方体とが配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の反射型ＳＴＮモードは、バックラ
イトが不要で消費電力が小さいという特徴を有してお
り、携帯型の各種情報機器に広く採用されてきた。

【０００３】第５図に、従来の反射型ＳＴＮモードを用
いた液晶表示素子の断面図を示す。従来の液晶表示素子
は、液晶セル１と、これを挟んで両側に配置した偏光板
２と３、そして偏光板３の外側に設けられる反射板４と
から成り立っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
反射型ＳＴＮモードを用いた液晶表示素子には、表示が
暗く、着色も大きいという課題があった。また反射型モ
ード特有の、表示が二重に見えるという課題もあった。

【０００５】第６図に、従来の反射型ＳＴＮ液晶表示素
子の、電界オフ時とオン時の分光特性を示した。図中４
１は電界オフ時の、また４２は電界オン時の分光特性で
ある。ここでセル条件は、ツイスト角が２５５度、液晶
の複屈折率△ｎとセルギャップｄの積で表わされるリタ
ーデーション△ｎ×ｄの値が０．８５μｍ、偏光軸方向
とラビング方向とのなす角度が４５度である。ＳＴＮモ
ードは、このようにオフ時に黄緑色、オン時に青色と、
表示の着色が著しい上、視感反射率も６５％と低く、視
認性に劣っていた。

【０００６】本発明はこのような課題を解決するもの
で、その目的とするところは、新しい反射型液晶モード
を導入することによって、明るく、色付きが少なく、し
かも表示が二重に見えない液晶表示素子を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、上基板と下基板の間に液晶層が挟持された液晶セル
と、前記上基板の外側に配置した偏光手段と、前記下基
板の外側に配置したバックライトと、を有する液晶表示
素子において、前記液晶セルの中には凹凸を有する半透
過型の反射板が設けられており、前記反射板と前記バッ
クライトとの間には偏光手段と光学的異方体が配置され
ていることを特徴とする。

【０００８】また、前記反射板上には絶縁物を介してパ
ターニングされた透明電極が設けられていることを特徴
とする。

【０００９】また、前記反射板が画素電極を兼ねている
ことを特徴とする。また、前記光学的異方体が２枚以上
用いられていることを特徴とする。

【００１０】以下、実施例により本発明の詳細を示す。

【００１１】

【発明の実施の形態】

【実施例】（実施例１）第１図は、本発明の液晶表示素
子の断面図である。図中、１は液晶セル、２は偏光板、
４は反射板、５は光学的異方体である。また、１１は上
基板、１２は下基板、１３は透明電極、１５は液晶であ
る。液晶は、メルク社製のＺＬＩ−４５０６（△ｎ＝
０．１４３８）を用い、セルギャップ５．６μｍの液晶
セルにツイスト配向させた。リターデーション値は０．
８１μｍである。また光学的異方体としては、ポリカー
ボネート樹脂の一軸延伸フィルムを用いた。その△ｎは
０．００３９、膜厚は８０μｍで、リターデーション値
が０．３１μｍである。

【００１２】第３図は、本発明の液晶表示素子の各軸の
関係を、観察方向（即ち第１図の上方向）から見た図で
ある。２１は偏光板の偏光軸方向、２２は光学的異方体
として用いた一軸延伸フィルムの延伸方向、２３は上基
板のラビング方向、２４は下基板のラビング方向であ
る。また３１は２１が２３となす角度で左４０度に、３
２は２２が２３となす角度で左２２度に、３３は液晶の
ツイスト角で左２６０度にそれぞれ設定した。

【００１３】第４図は、以上の条件の下で作製した液晶
表示素子の分光特性を示す図である。図中４１は電界オ
フ時の、また４２は電界オン時の分光特性である。オフ
時の視感反射率Ｙｏｆｆは８３％と高く、しかもその表
示色は非常に白に近い。またオン時の視感反射率も２．
０％と低いため、最大取り得るコントラスト比は、１：
４２である。

【００１４】本実施例の液晶表示素子は、ツイスト角が
２６０度と大きく電圧透過率特性の急峻性が非常に良い
ため、１／４８０デューティのマルチプレックス駆動を
行っても、１：２０という高い表示コントラストが得ら
れた。

【００１５】（実施例２）実施例２の液晶表示素子も実
施例１と同様の構成である。但し、第１図の液晶セル１
には、メルク社製の液晶ＺＬＩ−４４２８（△ｎ＝０．
１２２２）を用いた。セルギャップは６．０μｍであ
り、リターデーション値は０．７３μｍである。また、
光学的異方体５としては、ＰＭＭＡ樹脂の一軸延伸フィ
ルムを用いた。その△ｎは０．０００６１、膜厚は６０
０μｍで、リターデーション値が０・３７μｍである。
また、第３図において、角度３１を左２１度、角度３２
を左１０度、ツイスト角３３を左２４０度に設定した。

【００１６】この時、オフ時には７８％と比較的高い視
感反射率Ｙｏｆｆが得られ、しかもその表示色は白に近
かった。またオン時の視感反射率も２．１％と低いた
め、最大取り得るコントラスト比は、１：３７と大き
い。

【００１７】また本実施例においては、光学的異方体と
して、光学的に負の一軸性を有するＰＭＭＡ樹脂の一軸
延伸フィルムを用いているために、視角特性に優れてい
るという特徴がある。

【００１８】（実施例３）第２図は、本実施例の液晶表
示素子の断面図である。図中、１は液晶セル、２は偏光
板、５は光学的異方体である。また、１１は上基板、１
２は下基板、１３は透明電極、１４は画素電極を兼ねた
反射膜、１５は液晶である。液晶セル１には、メルク社
製の液晶ＺＬＩ−４４２７（△ｎ＝０．１１２７）を用
いて、平均のリターデーション値を０・６９μｍとし
た。また、光学的異方体としては、ポリプロピレン樹脂
の一軸延伸フィルムを用いた。その△ｎは０．００１
８、膜厚は２００μｍで、リターデーション値が０．３
６μｍである。また、第３図において、角度３１を左１
３度、角度３２を左８８度、ツイスト角３３を左２２５
度に設定した。

【００１９】この時、オフ時には８０％と比較的高い視
感反射Ｙｏｆｆが得られ、しかもその表示色は白に近か
った。またオン時の視感反射率も２．２％と低いため、
最大取り得るコントラスト比は、１：３６と大きい。

【００２０】なお、ここで反射膜１４は、表面凹凸０．
５μｍのすりガラスの表面にスパッタ法により金属アル
ミニウム薄膜を設けたものであり、指向性の少ない反射
特性を有する。なお、金属としてはアルミニウムの他に
ニッケルやクロム等の白銀色を有する材料ならば何でも
よく、表面凹凸は金属の表面を荒く研磨したり、薬品処
理を行うことによって設けることもできる。

【００２１】この反射膜を櫛形等にパターン形成する場
合には、この金属薄膜を直接パターニングする方法と、
金属薄膜上に絶縁物を介して透明電極を設け、この透明
電極をパターニングする方法とがある。この絶縁物は、
表面凹凸を緩和すツイスト角が大きくｄ／ｐマージン
（ｄ：セルギャップ、ｐ：自発ピッチ）が狭い場合には
有効である。

【００２２】このように、反射板を液晶セルの中に設け
ることによって、従来の反射型液晶表示素子に特有の、
表示が二重に見えるという問題を解決することができ
る。さらに液晶厚の微少なばらつきが、表示色を平均化
し、色付きをさらに少なくするという副次的な効果もあ
る。

【００２３】以上の実施例においては、光学的異方体
は、液晶セルと偏光板の間に置いたが、液晶セルと反射
板の間に置くこともできる。さらに光学的異方体１枚に
限らず、２枚以上用いることによってさらに高いコント
ラスト比と、色付きの少ない表示を得ることができる。

【００２４】また、一軸延伸フィルム延伸方向２２が表
示画面の水平方向と平行に置けるように、液晶セルのラ
ビング方向２３及び２４を設定すると、左右方向の視角
が広くなって、複数の人が表示を見るのに都合がよい。
逆に、延伸方向２２が表示画面の垂直方向と平行に置け
るようにラビング方向を設定すると、コントラスト比が
向上する。いずれにせよ、このように一軸延伸フィルム
を配置することは、高価なフィルムの取り数を増やし、
製造コストを下げる上でも非常に有効である。

【００２５】また、反射板４を半透過型にし、この反射
板を挟んで液晶セルと反対側にバックライトを設けれ
ば、周囲が暗いときには透過型ディスプレイとして使う
こともでき、反射型ディスプレイの欠点を補うことがで
きる。ただしその際には、反射板とバックライトの間
に、偏光板と光学的異方体とを設ける必要がある。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、新
しい反射型液晶モードを導入することにより、明るく、
色付きが少なく、しかも表示が二重に見えない液晶表示
素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１〜２における液晶表示素子の
断面図である。

【図２】本発明の実施例３における液晶表示素子の断面
図である。

【図３】本発明の液晶表示素子の各軸の関係を示す図で
ある。

【図４】本発明の実施例１における液晶表示素子の電界
オフ時と電界オン時の分光特性を示す図である。

【図５】従来の液晶表示素子の断面図である。

【図６】従来の液晶表示素子の電界オフ時と電界オン時
の分光特性を示す図である。

【符号の説明】

１．液晶セル２．偏光板（上側）３．偏光板（下側）４．反射板５．光学的異方体（一軸延伸フィルム）１１．上基板１２．下基板１３．透明電極１４．画素電極を兼ねた反射膜１５．液晶２１．偏光板２の偏光軸（吸収紬あるいは透過軸）方向２２．光学的異方体の光軸方向（一軸延伸フィルムの延
伸方向）２３．上基板１１のラビング方向（液晶配向方向）２４．下基板１２のラビング方向（液晶配向方向）３１．２１が２３となす角度３２．２２が２３となす角度３３．液晶１５のツイスト角４１．電界オフ時の反射光の分光特性４２．電界オン時の反射光の分光特性

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上基板と下基板の間に液晶層が挟持された
液晶セルと、前記上基板の外側に配置した偏光手段と、
前記下基板の外側に配置したバックライトと、を有する
液晶表示素子において、前記液晶セルの中には凹凸を有する半透過型の反射板が
設けられており、前記反射板と前記バックライトとの間
には偏光手段と光学的異方体が配置されていることを特
徴とする液晶表示素子。
【請求項２】前記反射板上には絶縁物を介してパターニ
ングされた透明電極が設けられてい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】前記反射板が画素電極を兼ねていることを
特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項４】前記光学的異方体が２枚以上用いられてい
ることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の液晶
表示素子。