JP2002214608A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 視角変動に伴う位相差変動と液晶層厚の変動
に伴う位相差変動とを低減して高コントラスト比の表示
を行う反射型液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 一面に共通電極９を形成し、他面に位相
板４及び偏光板５を配置した上側基板１、直交配置した
複数の信号線及び複数の走査線、複数の信号線と複数の
走査線の各交差領域に配置した薄膜トランジスタ１６、
複数の凹凸を有し、各薄膜トランジスタ１６に接続され
た光拡散性反射電極１３を形成した下側基板２、上側基
板１と下側基板２間に挟持した液晶層３、共通電極９と
複数の信号線と複数の走査線に接続された駆動部を備
え、液晶層３がノーマリクローズ表示を行う反射型液晶
表示装置であり、液晶層３は、４０度乃至６５度の範囲
内のツイスト角を有し、ツイスト角が４０度のときに光
拡散性反射電極１３の凹凸の高さと液晶層３の複屈折の
積が１０ｎｍ乃至５３ｎｍの範囲内にある。
に伴う位相差変動とを低減して高コントラスト比の表示
を行う反射型液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 一面に共通電極９を形成し、他面に位相
板４及び偏光板５を配置した上側基板１、直交配置した
複数の信号線及び複数の走査線、複数の信号線と複数の
走査線の各交差領域に配置した薄膜トランジスタ１６、
複数の凹凸を有し、各薄膜トランジスタ１６に接続され
た光拡散性反射電極１３を形成した下側基板２、上側基
板１と下側基板２間に挟持した液晶層３、共通電極９と
複数の信号線と複数の走査線に接続された駆動部を備
え、液晶層３がノーマリクローズ表示を行う反射型液晶
表示装置であり、液晶層３は、４０度乃至６５度の範囲
内のツイスト角を有し、ツイスト角が４０度のときに光
拡散性反射電極１３の凹凸の高さと液晶層３の複屈折の
積が１０ｎｍ乃至５３ｎｍの範囲内にある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に、複数の微小な凹凸を有する光拡散性反射電極
を用い、それらの凹凸の高さと液晶特性とを選択するこ
とにより高コントラスト比の表示を行う反射型液晶表示
装置に関する。
り、特に、複数の微小な凹凸を有する光拡散性反射電極
を用い、それらの凹凸の高さと液晶特性とを選択するこ
とにより高コントラスト比の表示を行う反射型液晶表示
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、反射型液晶表示装置は、液晶表
示装置の内部に光反射電極を組み込み、周囲からの入射
光をこの光反射電極で反射させて表示を行うもので、周
囲の明るさに依存せずにコントラスト比が一定になるた
め、広範囲の光環境の基で良好な画像表示をすることが
できるものであって、適当な補助光源を併用すれば、暗
室等の暗い光環境の基でも、使用することが可能であ
る。
示装置の内部に光反射電極を組み込み、周囲からの入射
光をこの光反射電極で反射させて表示を行うもので、周
囲の明るさに依存せずにコントラスト比が一定になるた
め、広範囲の光環境の基で良好な画像表示をすることが
できるものであって、適当な補助光源を併用すれば、暗
室等の暗い光環境の基でも、使用することが可能であ
る。
【０００３】ところで、反射型液晶表示装置には、大部
分のものに単偏光板型表示モードが採用されている。単
偏光板型表示モードを用いた反射型液晶表示装置は、液
晶セルの内面に反射電極を内蔵させ、１枚の偏光板と１
枚もしくは２枚の位相板とを積層した構造になってい
る。この場合、単偏光板型表示モードは、液晶層の位相
差の変化を利用した表示を行っているものであるため、
コントラスト比が良好であり、かつ、駆動電圧が低くて
もよいという特徴を有している。
分のものに単偏光板型表示モードが採用されている。単
偏光板型表示モードを用いた反射型液晶表示装置は、液
晶セルの内面に反射電極を内蔵させ、１枚の偏光板と１
枚もしくは２枚の位相板とを積層した構造になってい
る。この場合、単偏光板型表示モードは、液晶層の位相
差の変化を利用した表示を行っているものであるため、
コントラスト比が良好であり、かつ、駆動電圧が低くて
もよいという特徴を有している。
【０００４】また、単偏光板型表示モードを用いた反射
型液晶表示装置は、明るさを向上させ、かつ、鏡面反射
をなくした高品位な表示画像を得るために、光散乱手段
を用いている。この光散乱手段には、反射面に凹凸を有
する光散乱反射電極を用いるもの、屈折率の異なる２種
類以上の透明媒体からなる光散乱フィルムを用いるもの
等がある。そして、光散乱手段は、斜め方向からの入射
光を法線方向により多く反射させる機能を有するもので
あって、例えば反射型液晶表示装置の表示面を法線方向
から観察する場合であっても、斜め方向を含んだ広い立
体角範囲からの入射光を観察することができるものであ
る。とりわけ、光散乱手段の中で光散乱反射電極を用い
るものは、コントラストや解像度を低下させずに光拡散
が可能になるという特色を有しているが、液晶層の厚さ
に変動を与える。単偏光板型表示モードを用いた反射型
液晶表示装置としては、例えば特開平６−７５２３８号
や特開平１０−１５４８１７号に開示のものが知られて
いる。
型液晶表示装置は、明るさを向上させ、かつ、鏡面反射
をなくした高品位な表示画像を得るために、光散乱手段
を用いている。この光散乱手段には、反射面に凹凸を有
する光散乱反射電極を用いるもの、屈折率の異なる２種
類以上の透明媒体からなる光散乱フィルムを用いるもの
等がある。そして、光散乱手段は、斜め方向からの入射
光を法線方向により多く反射させる機能を有するもので
あって、例えば反射型液晶表示装置の表示面を法線方向
から観察する場合であっても、斜め方向を含んだ広い立
体角範囲からの入射光を観察することができるものであ
る。とりわけ、光散乱手段の中で光散乱反射電極を用い
るものは、コントラストや解像度を低下させずに光拡散
が可能になるという特色を有しているが、液晶層の厚さ
に変動を与える。単偏光板型表示モードを用いた反射型
液晶表示装置としては、例えば特開平６−７５２３８号
や特開平１０−１５４８１７号に開示のものが知られて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】単偏光板型表示モード
を用いた反射型液晶表示装置は、そのコントラスト比が
液晶層、位相板、偏光板の光学パラメータに依存する。
液晶層の光学パラメータには、ツイスト角、チルト角、
リタデーションがあり、位相板の光学パラメータには、
遅相軸方位角、リタデーションがある。また、偏光板の
光学パラメータには、吸収軸方位角がある。
を用いた反射型液晶表示装置は、そのコントラスト比が
液晶層、位相板、偏光板の光学パラメータに依存する。
液晶層の光学パラメータには、ツイスト角、チルト角、
リタデーションがあり、位相板の光学パラメータには、
遅相軸方位角、リタデーションがある。また、偏光板の
光学パラメータには、吸収軸方位角がある。
【０００６】単偏光板型表示モードを用いた反射型液晶
表示装置においては、光が偏光板に入射すると、その入
射光が位相板や液晶層を透過して反射電極に達し、反射
電極で反射された光が再び液晶層や位相板を透過して偏
光板に達する。この光透過及び反射過程において、光に
２分の１波長に相当する位相差が付与されれば、２回目
に偏光板に到達した段階で反射光は完全に吸収され、理
想的な暗表示を実現することができる。すなわち、入射
光が１回目に偏光板を透過する際に、直線偏光となった
振動面が前記光透過及び反射過程において９０度回転
し、反射光が２回目に偏光板に到達した時点でその振動
面（振動方向）が偏光板吸収軸に平行になるためであ
る。片道の光路長に換算すれば、入射光に付与される位
相差は４分の１波長であり、反射電極に到達した時点に
入射光の偏光状態は円偏光になっている。
表示装置においては、光が偏光板に入射すると、その入
射光が位相板や液晶層を透過して反射電極に達し、反射
電極で反射された光が再び液晶層や位相板を透過して偏
光板に達する。この光透過及び反射過程において、光に
２分の１波長に相当する位相差が付与されれば、２回目
に偏光板に到達した段階で反射光は完全に吸収され、理
想的な暗表示を実現することができる。すなわち、入射
光が１回目に偏光板を透過する際に、直線偏光となった
振動面が前記光透過及び反射過程において９０度回転
し、反射光が２回目に偏光板に到達した時点でその振動
面（振動方向）が偏光板吸収軸に平行になるためであ
る。片道の光路長に換算すれば、入射光に付与される位
相差は４分の１波長であり、反射電極に到達した時点に
入射光の偏光状態は円偏光になっている。
【０００７】法線方向を通過する光に着目し、前記のよ
うな偏光変換が可視波長の全域において成り立つよう
に、液晶層、位相板、偏光板の光学パラメータを設定す
る。
うな偏光変換が可視波長の全域において成り立つよう
に、液晶層、位相板、偏光板の光学パラメータを設定す
る。
【０００８】反射型液晶表示装置においては、拡散型反
射電極等の光拡散手段を用いることにより、周囲の光景
の映り込みや鏡面反射を防ぎ、同時に、外来光を有効的
に活用し、光反射率を増大させている。その結果、法線
方向に出射する光の中に、斜め方向を含む広い視角範囲
からの入射光が含まれるようになる。そのため、広い視
角範囲に分布する光路において、入射光に付与される位
相差を片道の光路長で４分の１波長にしなければならな
い。しかしながら、既知の単偏光板型表示モードを用い
た反射型液晶表示装置においては、位相差の視角依存性
が十分に低減されていないため、斜め方向では透過光に
付与される位相差が４分の１波長から大きくずれてい
た。
射電極等の光拡散手段を用いることにより、周囲の光景
の映り込みや鏡面反射を防ぎ、同時に、外来光を有効的
に活用し、光反射率を増大させている。その結果、法線
方向に出射する光の中に、斜め方向を含む広い視角範囲
からの入射光が含まれるようになる。そのため、広い視
角範囲に分布する光路において、入射光に付与される位
相差を片道の光路長で４分の１波長にしなければならな
い。しかしながら、既知の単偏光板型表示モードを用い
た反射型液晶表示装置においては、位相差の視角依存性
が十分に低減されていないため、斜め方向では透過光に
付与される位相差が４分の１波長から大きくずれてい
た。
【０００９】また、反射型液晶表示装置に用いられる拡
散型反射電極は、微小な凹凸を数多く有しており、しか
も、液晶層に近接配置されるために、液晶層の厚さに影
響を与える。そして、液晶層の厚さが変動すると、入射
光に付与されている４分の１波長の位相差を持たせると
いう条件を満たさなくなり、その結果、数多くの凹凸の
頂部や底部で反射する光を十分吸収することができなく
なり、高いコントラスト比を得ることができなかった。
散型反射電極は、微小な凹凸を数多く有しており、しか
も、液晶層に近接配置されるために、液晶層の厚さに影
響を与える。そして、液晶層の厚さが変動すると、入射
光に付与されている４分の１波長の位相差を持たせると
いう条件を満たさなくなり、その結果、数多くの凹凸の
頂部や底部で反射する光を十分吸収することができなく
なり、高いコントラスト比を得ることができなかった。
【００１０】本発明は、このような技術的背景に鑑みて
なされたもので、その目的は、視角変動に伴う位相差変
動と液晶層厚の変動に伴う位相差変動とを低減して高コ
ントラスト比の表示を行う反射型液晶表示装置を提供す
ることにある。
なされたもので、その目的は、視角変動に伴う位相差変
動と液晶層厚の変動に伴う位相差変動とを低減して高コ
ントラスト比の表示を行う反射型液晶表示装置を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による反射型液晶表示装置は、一面に共通電
極を形成し、他面に位相板及び偏光板を配置した上側基
板と、直交配置した複数の信号線及び複数の走査線、複
数の信号線と複数の走査線の各交差領域に配置した能動
素子、複数の凹凸を有し、各能動素子に接続された光拡
散性反射電極をそれぞれ形成した下側基板と、上側基板
と下側基板間に挟持した液晶層と、共通電極と複数の信
号線と複数の走査線にそれぞれ接続された駆動部とを備
え、液晶層がノーマリクローズ表示を行うものであっ
て、液晶層は、４０度乃至６５度の範囲内のツイスト角
を有し、ツイスト角が４０度のときに光拡散性反射電極
の凹凸の高さと液晶層の複屈折の積が１０ｎｍ乃至５３
ｎｍの範囲内にある第１の手段を具備する。
に、本発明による反射型液晶表示装置は、一面に共通電
極を形成し、他面に位相板及び偏光板を配置した上側基
板と、直交配置した複数の信号線及び複数の走査線、複
数の信号線と複数の走査線の各交差領域に配置した能動
素子、複数の凹凸を有し、各能動素子に接続された光拡
散性反射電極をそれぞれ形成した下側基板と、上側基板
と下側基板間に挟持した液晶層と、共通電極と複数の信
号線と複数の走査線にそれぞれ接続された駆動部とを備
え、液晶層がノーマリクローズ表示を行うものであっ
て、液晶層は、４０度乃至６５度の範囲内のツイスト角
を有し、ツイスト角が４０度のときに光拡散性反射電極
の凹凸の高さと液晶層の複屈折の積が１０ｎｍ乃至５３
ｎｍの範囲内にある第１の手段を具備する。
【００１２】また、前記目的を達成するために、本発明
による反射型液晶表示装置は、一面に共通電極を形成
し、他面に位相板及び偏光板を配置した上側基板と、直
交配置した複数の信号線及び複数の走査線、複数の信号
線と複数の走査線の各交差領域に配置した能動素子、複
数の凹凸を有し、各能動素子に接続された光拡散性反射
電極をそれぞれ形成した下側基板と、上側基板と下側基
板間に挟持した液晶層と、共通電極と複数の信号線と複
数の走査線にそれぞれ接続された駆動部とを備え、液晶
層がノーマリクローズ表示を行うものであって、液晶層
は７５度乃至１２０度の範囲内のツイスト角を有し、ツ
イスト角が７５度のときに光拡散性反射電極の凹凸の高
さと液晶層の複屈折の積が１０ｎｍ乃至７４ｎｍの範囲
内にある第２の手段を具備する。
による反射型液晶表示装置は、一面に共通電極を形成
し、他面に位相板及び偏光板を配置した上側基板と、直
交配置した複数の信号線及び複数の走査線、複数の信号
線と複数の走査線の各交差領域に配置した能動素子、複
数の凹凸を有し、各能動素子に接続された光拡散性反射
電極をそれぞれ形成した下側基板と、上側基板と下側基
板間に挟持した液晶層と、共通電極と複数の信号線と複
数の走査線にそれぞれ接続された駆動部とを備え、液晶
層がノーマリクローズ表示を行うものであって、液晶層
は７５度乃至１２０度の範囲内のツイスト角を有し、ツ
イスト角が７５度のときに光拡散性反射電極の凹凸の高
さと液晶層の複屈折の積が１０ｎｍ乃至７４ｎｍの範囲
内にある第２の手段を具備する。
【００１３】さらに、前記目的を達成するために、本発
明による反射型液晶表示装置は、一面に共通電極を形成
し、他面に位相板及び偏光板を配置した上側基板と、直
交配置した複数の信号線及び複数の走査線、複数の信号
線と複数の走査線の各交差領域に配置した能動素子、複
数の凹凸を有し、各能動素子に接続された光拡散性反射
電極をそれぞれ形成した下側基板と、上側基板と下側基
板間に挟持した液晶層と、共通電極と複数の信号線と複
数の走査線にそれぞれ接続された駆動部とを備え、液晶
層がノーマリクローズ表示を行うものであって、液晶層
は０度乃至３０度の範囲内のツイスト角を有し、光拡散
性反射電極の凹凸の高さと液晶層の複屈折の積が１０ｎ
ｍ乃至３２ｎｍの範囲内にある第３の手段を具備する。
明による反射型液晶表示装置は、一面に共通電極を形成
し、他面に位相板及び偏光板を配置した上側基板と、直
交配置した複数の信号線及び複数の走査線、複数の信号
線と複数の走査線の各交差領域に配置した能動素子、複
数の凹凸を有し、各能動素子に接続された光拡散性反射
電極をそれぞれ形成した下側基板と、上側基板と下側基
板間に挟持した液晶層と、共通電極と複数の信号線と複
数の走査線にそれぞれ接続された駆動部とを備え、液晶
層がノーマリクローズ表示を行うものであって、液晶層
は０度乃至３０度の範囲内のツイスト角を有し、光拡散
性反射電極の凹凸の高さと液晶層の複屈折の積が１０ｎ
ｍ乃至３２ｎｍの範囲内にある第３の手段を具備する。
【００１４】前記第１乃至第３の手段によれば、液晶層
の特性と光拡散性反射電極の凹凸形状として、液晶層の
ツイスト角の範囲、及び、光拡散性反射電極の凹凸の高
さと液晶層の複屈折の積をそれぞれ前述のような範囲に
選択したことにより、高コントラスト比を有する良好な
液晶表示を行うことができる液晶表示装置が得られ、こ
の液晶表示装置を携帯型情報機器等に搭載すれば、携帯
型情報機器等の使用範囲を周囲の明るさに殆ど依存しな
い範囲に拡大させることができる。
の特性と光拡散性反射電極の凹凸形状として、液晶層の
ツイスト角の範囲、及び、光拡散性反射電極の凹凸の高
さと液晶層の複屈折の積をそれぞれ前述のような範囲に
選択したことにより、高コントラスト比を有する良好な
液晶表示を行うことができる液晶表示装置が得られ、こ
の液晶表示装置を携帯型情報機器等に搭載すれば、携帯
型情報機器等の使用範囲を周囲の明るさに殆ど依存しな
い範囲に拡大させることができる。
【００１５】次に、本発明による液晶表示装置が前記第
１乃至第３の手段に示すような範囲を選択するに至った
技術的経緯について述べる。
１乃至第３の手段に示すような範囲を選択するに至った
技術的経緯について述べる。
【００１６】一般に、選択反射型液晶表示装置は、コン
トラスト比が明表示時と暗表示時の反射率の比で表され
るものであり、コントラスト比に影響を及ぼすのは主と
して暗表示時の反射率である。また、反射型液晶表示装
置は、表示形式として、液晶層にしきい値電圧以上の電
圧を印加したときに暗表示状態になるノーマリオープン
表示形式と、液晶層にしきい値電圧以下の電圧を印加し
たときに暗表示状態となるノーマリクローズ表示形式が
ある。
トラスト比が明表示時と暗表示時の反射率の比で表され
るものであり、コントラスト比に影響を及ぼすのは主と
して暗表示時の反射率である。また、反射型液晶表示装
置は、表示形式として、液晶層にしきい値電圧以上の電
圧を印加したときに暗表示状態になるノーマリオープン
表示形式と、液晶層にしきい値電圧以下の電圧を印加し
たときに暗表示状態となるノーマリクローズ表示形式が
ある。
【００１７】液晶層は印加電圧により配向状態が変化す
るため、ノーマリオープン表示形式である場合とノーマ
リクローズ表示形式である場合では暗表示時における配
向状態が異なる。そして、液晶層の配向状態が印加電圧
により変化した場合は、視角変動に伴う位相差変動と液
晶層厚変動に伴う位相差変動とが生じる。
るため、ノーマリオープン表示形式である場合とノーマ
リクローズ表示形式である場合では暗表示時における配
向状態が異なる。そして、液晶層の配向状態が印加電圧
により変化した場合は、視角変動に伴う位相差変動と液
晶層厚変動に伴う位相差変動とが生じる。
【００１８】後で詳述するように、液晶層厚変動に伴う
位相差変動は、液晶層のチルト角が最小となる印加電圧
ゼロ時において最大になり、印加電圧が順次増大してチ
ルト角が増大するに従って減少する。一方、視角変動に
伴う位相差変動は、印加電圧がゼロのときに最小にな
る。この場合、液晶層厚変動に伴う位相差変動と視角変
動に伴う位相差変動とは、その大きさを比べると、視角
変動に伴う位相差変動の方が変動幅がかなり大きく、視
角変動に伴う位相差変動が変動の主要因となる。このた
め、本発明は、印加電圧がゼロのときに暗表示状態にな
るノーマリクローズ表示形式を採用している。
位相差変動は、液晶層のチルト角が最小となる印加電圧
ゼロ時において最大になり、印加電圧が順次増大してチ
ルト角が増大するに従って減少する。一方、視角変動に
伴う位相差変動は、印加電圧がゼロのときに最小にな
る。この場合、液晶層厚変動に伴う位相差変動と視角変
動に伴う位相差変動とは、その大きさを比べると、視角
変動に伴う位相差変動の方が変動幅がかなり大きく、視
角変動に伴う位相差変動が変動の主要因となる。このた
め、本発明は、印加電圧がゼロのときに暗表示状態にな
るノーマリクローズ表示形式を採用している。
【００１９】ところで、単偏光板型表示モードを用いた
反射型液晶表示装置は、表示面側から順に偏光板、位相
板、液晶層、光拡散性反射電極を積層配置した構成を備
えている。そして、電圧無印加時における液晶層の法線
方向の光学特性は、Ｓ．Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋａｒ，
Ｇ．Ｓ．Ｒａｎｇａｎａｔｈ，Ｕ．Ｄ．Ｋｉｎｉ，Ｋ．
Ａ．Ｓｕｒｅｓｈ等による文献、Ｍｏｌ．Ｃｈｒｉｓ
ｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ第２４巻（１９７３年）．第２
０１乃至２１１頁に記載の内容に基いて得ることができ
る。すなわち、反射型液晶表示装置において、光拡散性
反射電極で反射された反射光が液晶層に入射する時点
に、その光の偏光状態が理想的な円偏光になっているも
のと仮定し、液晶層を透過した透過光の偏光状態を計算
した。さらに、この計算結果から液晶層への電圧無印加
時における液晶層厚変動に伴う位相差変動を求めた。
反射型液晶表示装置は、表示面側から順に偏光板、位相
板、液晶層、光拡散性反射電極を積層配置した構成を備
えている。そして、電圧無印加時における液晶層の法線
方向の光学特性は、Ｓ．Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋａｒ，
Ｇ．Ｓ．Ｒａｎｇａｎａｔｈ，Ｕ．Ｄ．Ｋｉｎｉ，Ｋ．
Ａ．Ｓｕｒｅｓｈ等による文献、Ｍｏｌ．Ｃｈｒｉｓ
ｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ第２４巻（１９７３年）．第２
０１乃至２１１頁に記載の内容に基いて得ることができ
る。すなわち、反射型液晶表示装置において、光拡散性
反射電極で反射された反射光が液晶層に入射する時点
に、その光の偏光状態が理想的な円偏光になっているも
のと仮定し、液晶層を透過した透過光の偏光状態を計算
した。さらに、この計算結果から液晶層への電圧無印加
時における液晶層厚変動に伴う位相差変動を求めた。
【００２０】ここで、図２は、液晶層のツイスト角と液
晶層厚変動に伴う位相差変動との関係を示す特性図であ
る。
晶層厚変動に伴う位相差変動との関係を示す特性図であ
る。
【００２１】図２において、横軸は度で表した液晶層の
ツイスト角であり、縦軸はｎｍで表した液晶層厚変動に
伴う位相差変動であり、液晶層の複屈折が０．０７３の
場合に、液晶層厚が±０．５μｍ変動したときの位相差
変動を表したものである。
ツイスト角であり、縦軸はｎｍで表した液晶層厚変動に
伴う位相差変動であり、液晶層の複屈折が０．０７３の
場合に、液晶層厚が±０．５μｍ変動したときの位相差
変動を表したものである。
【００２２】図２に示されるように、液晶層厚変動に伴
う位相差変動は、ツイスト角が０度のときに最大の３７
ｎｍになり、ツイスト角が増大するに従って順次減少す
る特性を示すが、これはツイスト角が増大するに従って
液晶層に旋光性が生じ、液晶層厚変動に伴う位相差変動
量がリタデーションの変動量よりも小さくなることに基
づくことによる。
う位相差変動は、ツイスト角が０度のときに最大の３７
ｎｍになり、ツイスト角が増大するに従って順次減少す
る特性を示すが、これはツイスト角が増大するに従って
液晶層に旋光性が生じ、液晶層厚変動に伴う位相差変動
量がリタデーションの変動量よりも小さくなることに基
づくことによる。
【００２３】次に、反射型液晶表示装置において、液晶
層への印加電圧を変化させたときの視角変動に伴う位相
差変動及び光拡散性反射電極の凹凸の変化、すなわち液
晶層厚変動に伴う位相差変動を求めた。
層への印加電圧を変化させたときの視角変動に伴う位相
差変動及び光拡散性反射電極の凹凸の変化、すなわち液
晶層厚変動に伴う位相差変動を求めた。
【００２４】図３は、液晶層への印加電圧と、視角変動
に伴う位相差変動及び液晶層厚変動に伴う位相差変動と
の関係を示す特性図である。
に伴う位相差変動及び液晶層厚変動に伴う位相差変動と
の関係を示す特性図である。
【００２５】図３において、横軸はボルト（Ｖ）で表し
た液晶層への印加電圧、縦軸はｎｍで表した視角変動及
び液晶層厚変動に伴う位相差変動であり、極角が４０度
であるときの特性である。そして、図３において、視角
変動に伴う位相差変動として表している４本の特性曲線
は、方位角が０度、９０度、１８０度、２７０度のとき
のものであり、液晶層厚変動に伴う位相差変動は、液晶
層厚が±０．５μｍ変動したときの位相差変動を表した
ものである。
た液晶層への印加電圧、縦軸はｎｍで表した視角変動及
び液晶層厚変動に伴う位相差変動であり、極角が４０度
であるときの特性である。そして、図３において、視角
変動に伴う位相差変動として表している４本の特性曲線
は、方位角が０度、９０度、１８０度、２７０度のとき
のものであり、液晶層厚変動に伴う位相差変動は、液晶
層厚が±０．５μｍ変動したときの位相差変動を表した
ものである。
【００２６】図３に示されるように、視角変動に伴う位
相差変動は、方位角に係わりなく、印加電圧が０Ｖのと
きに最小になり、一方、液晶層厚変動に伴う位相差変動
は、印加電圧が０Ｖのときに最大になる。この場合、視
角変動に伴う位相差変動と液晶層厚変動に伴う位相差変
動との大きさを比べると、液晶層厚変動に伴う位相差変
動が最も大きくなる印加電圧０Ｖのときでも、視角変動
に伴う位相差変動の方が倍またはそれ以上大きいので、
本発明においては、電圧無印加時に暗表示状態になるノ
ーマリクローズ表示形式を採用した。
相差変動は、方位角に係わりなく、印加電圧が０Ｖのと
きに最小になり、一方、液晶層厚変動に伴う位相差変動
は、印加電圧が０Ｖのときに最大になる。この場合、視
角変動に伴う位相差変動と液晶層厚変動に伴う位相差変
動との大きさを比べると、液晶層厚変動に伴う位相差変
動が最も大きくなる印加電圧０Ｖのときでも、視角変動
に伴う位相差変動の方が倍またはそれ以上大きいので、
本発明においては、電圧無印加時に暗表示状態になるノ
ーマリクローズ表示形式を採用した。
【００２７】次いで、単偏光板型表示モードを用いた反
射型液晶表示装置において、液晶層を透過する各透過光
が可視波長の広い範囲にわたって直線偏光に変換される
ように、液晶層のツイスト角とリタデーションとの関
係、及び、液晶層のツイスト角と位相板のリタデーショ
ンとの関係を求めた。
射型液晶表示装置において、液晶層を透過する各透過光
が可視波長の広い範囲にわたって直線偏光に変換される
ように、液晶層のツイスト角とリタデーションとの関
係、及び、液晶層のツイスト角と位相板のリタデーショ
ンとの関係を求めた。
【００２８】図４は、液晶層のリタデーションとツイス
ト角との関係を示す特性図であり、図５は、位相板のリ
タデーションと液晶層のツイスト角との関係を示す特性
図である。
ト角との関係を示す特性図であり、図５は、位相板のリ
タデーションと液晶層のツイスト角との関係を示す特性
図である。
【００２９】図４において、横軸は度で表した液晶層の
ツイスト角であり、縦軸はｎｍで表した液晶層のリタデ
ーションである。また、図５において、横軸は度で表し
た液晶層のツイスト角であり、縦軸はｎｍで表した位相
板のリタデーションである。
ツイスト角であり、縦軸はｎｍで表した液晶層のリタデ
ーションである。また、図５において、横軸は度で表し
た液晶層のツイスト角であり、縦軸はｎｍで表した位相
板のリタデーションである。
【００３０】図４及び図５に示されるように、高コント
ラストを与える解の分布領域（斜線領域）は、それぞれ
複数の群を構成しており、ここではこれらの複数の群を
Ａ群、Ｂ群、Ｃ群、Ｄ群、Ｅ群と表すことにする。
ラストを与える解の分布領域（斜線領域）は、それぞれ
複数の群を構成しており、ここではこれらの複数の群を
Ａ群、Ｂ群、Ｃ群、Ｄ群、Ｅ群と表すことにする。
【００３１】さらに、位相板を透過した透過光の偏光
（この場合、直線偏光または直線偏光に近い楕円偏光）
の振動方向を求め、この振動方向に平行となるように偏
光板の吸収軸を設定した。このような設定を行った場
合、法線方向から偏光板に入射し、位相板及び液晶層を
通った後で光拡散性反射電極で反射され、再び、法線方
向から液晶層に入射し、位相板を透過した光は偏光板に
おいて十分に吸収されることになる。これとともに、視
角変動に伴う位相差変動を低減させれば、光拡散性反射
電極に広い視角範囲から光が入射した場合であっても、
高コントラストを得ることができる。また、液晶層厚変
動に伴う位相差変動を合わせて低減させれば、光拡散性
反射電極の凹凸によって液晶層厚が変動し、それにより
位相差変動を生じた場合であっても、高コントラストを
得ることができる。
（この場合、直線偏光または直線偏光に近い楕円偏光）
の振動方向を求め、この振動方向に平行となるように偏
光板の吸収軸を設定した。このような設定を行った場
合、法線方向から偏光板に入射し、位相板及び液晶層を
通った後で光拡散性反射電極で反射され、再び、法線方
向から液晶層に入射し、位相板を透過した光は偏光板に
おいて十分に吸収されることになる。これとともに、視
角変動に伴う位相差変動を低減させれば、光拡散性反射
電極に広い視角範囲から光が入射した場合であっても、
高コントラストを得ることができる。また、液晶層厚変
動に伴う位相差変動を合わせて低減させれば、光拡散性
反射電極の凹凸によって液晶層厚が変動し、それにより
位相差変動を生じた場合であっても、高コントラストを
得ることができる。
【００３２】前述のように、本発明においては、視角変
動に伴う位相差変動が最小になるように、液晶層への電
圧無印加時に暗表示状態になるノーマリクローズ表示形
式を採用しているが、これに加え、液晶層の特性と位相
板の特性との最適な組み合わせを用いることにより、視
角変動に伴う位相差変動をさらに低減させるようにして
いる。このとき、電圧無印加時における液晶層は、１軸
性（ツイスト角が０度のとき）であり、屈折率の３次元
分布を表すＮｚ係数は１．０になる。なお、このＮｚ係
数は、Ｙａｓｕｏ Ｆｕｊｉｍｕｒａ，Ｔａｔｓｕｋｉ
Ｎａｇａｔｓｕｋａ，Ｈｉｒｏｙｕｋｉ Ｙｏｓｈｉ
ｍｉ，Ｔａｋｅｆｕｍｉ Ｓｉｍｏｍｕｒａ等が発表し
たＳＩＤ’９１ ＤＩＧＥＳＴ（１９９１） 第７３９
乃至７４２頁に示されるように、次式により定義される
ものである。
動に伴う位相差変動が最小になるように、液晶層への電
圧無印加時に暗表示状態になるノーマリクローズ表示形
式を採用しているが、これに加え、液晶層の特性と位相
板の特性との最適な組み合わせを用いることにより、視
角変動に伴う位相差変動をさらに低減させるようにして
いる。このとき、電圧無印加時における液晶層は、１軸
性（ツイスト角が０度のとき）であり、屈折率の３次元
分布を表すＮｚ係数は１．０になる。なお、このＮｚ係
数は、Ｙａｓｕｏ Ｆｕｊｉｍｕｒａ，Ｔａｔｓｕｋｉ
Ｎａｇａｔｓｕｋａ，Ｈｉｒｏｙｕｋｉ Ｙｏｓｈｉ
ｍｉ，Ｔａｋｅｆｕｍｉ Ｓｉｍｏｍｕｒａ等が発表し
たＳＩＤ’９１ ＤＩＧＥＳＴ（１９９１） 第７３９
乃至７４２頁に示されるように、次式により定義される
ものである。
【００３３】Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）こ
こで、ｎｘとｎｙは平面内の屈折率で、ｎｘは遅相軸方
向の屈折率、ｎｙは進相軸方向の屈折率である。また、
ｎｚは厚さ方向の屈折率である。
こで、ｎｘとｎｙは平面内の屈折率で、ｎｘは遅相軸方
向の屈折率、ｎｙは進相軸方向の屈折率である。また、
ｎｚは厚さ方向の屈折率である。
【００３４】単偏光板型表示モードの液晶層は、図１１
（ａ）に示すように、多くの場合、ねじれ配向のもので
あるが、ツイスト角が９０度以下で小さいため、図１１
（ｂ）に示すように、その光学特性はＮｚ係数が１．０
の１軸性媒体に近くなる。このため、Ｎｚ係数が１．０
の液晶層とＮｚ係数が０．０の位相板とを組み合わせる
ことにより、視角変動に伴う位相差変動を低減すること
ができる。
（ａ）に示すように、多くの場合、ねじれ配向のもので
あるが、ツイスト角が９０度以下で小さいため、図１１
（ｂ）に示すように、その光学特性はＮｚ係数が１．０
の１軸性媒体に近くなる。このため、Ｎｚ係数が１．０
の液晶層とＮｚ係数が０．０の位相板とを組み合わせる
ことにより、視角変動に伴う位相差変動を低減すること
ができる。
【００３５】図１１（ａ）、（ｂ）は、Ｎｚ係数が１．
０の液晶層とＮｚ係数が０．０の位相板とを組み合わせ
たときの図である。
０の液晶層とＮｚ係数が０．０の位相板とを組み合わせ
たときの図である。
【００３６】図１１（ａ）、（ｂ）に示されるように、
Ｎｚ係数が０．０の位相板は屈折率形状が円盤状楕円形
状を呈し、Ｎｚ係数が１．０の液晶層は屈折率形状がラ
グビーボール状楕円形状を呈するもので、これらの屈折
率形状が異なっているため、厚さ方向の屈折率が寄与す
る視角方向においても位相差が補償される。
Ｎｚ係数が０．０の位相板は屈折率形状が円盤状楕円形
状を呈し、Ｎｚ係数が１．０の液晶層は屈折率形状がラ
グビーボール状楕円形状を呈するもので、これらの屈折
率形状が異なっているため、厚さ方向の屈折率が寄与す
る視角方向においても位相差が補償される。
【００３７】さらに、法線方向から見た液晶層の配向方
向と位相板の遅相軸とを直交状態に配置すれば、位相板
の遅相軸と液晶層の遅相軸は全ての視角方向において直
交し、位相差がより良好な状態で補償される。
向と位相板の遅相軸とを直交状態に配置すれば、位相板
の遅相軸と液晶層の遅相軸は全ての視角方向において直
交し、位相差がより良好な状態で補償される。
【００３８】前述のように、液晶層への電圧無印加時に
暗表示状態になるノーマリクローズ表示形式において
は、暗表示状態のときに液晶層厚変動に伴う位相差変動
が最小になる。これは、電圧無印加時に液晶層の見掛け
上の複屈折が液晶材料の複屈折ほぼ同じになるからであ
る。この場合、液晶層の見掛け上の複屈折がほぼ０にな
る電圧印加時に暗表示状態になるノーマリオープン表示
形式は、光拡散性反射電極の凹凸の高さに制限がないの
に対して、本発明で用いているノーマリクローズ表示形
式は、光拡散性反射電極の凹凸の高さに許容値が存在す
る。
暗表示状態になるノーマリクローズ表示形式において
は、暗表示状態のときに液晶層厚変動に伴う位相差変動
が最小になる。これは、電圧無印加時に液晶層の見掛け
上の複屈折が液晶材料の複屈折ほぼ同じになるからであ
る。この場合、液晶層の見掛け上の複屈折がほぼ０にな
る電圧印加時に暗表示状態になるノーマリオープン表示
形式は、光拡散性反射電極の凹凸の高さに制限がないの
に対して、本発明で用いているノーマリクローズ表示形
式は、光拡散性反射電極の凹凸の高さに許容値が存在す
る。
【００３９】ところで、既知の反射型液晶表示装置であ
る特開平６−７５２３８号や特開平１０−１５４８１７
号に開示のものは、光拡散性反射電極における光散乱特
性、凹凸の高さ、凹凸の高さと底辺との比率に着目して
いるが、光拡散性反射電極を単偏光板型表示モードと組
み合わせている反射型液晶表示装置の場合は、コントラ
スト比にも着目する必要がある。特に、ノーマリクロー
ズ表示形式の反射型液晶表示装置である場合には、光拡
散性反射電極の凹凸の高さを許容値以下にすれば、視角
変動に伴う位相差変動が良好な状態になるのに相俟っ
て、より高いコントラスト比を得ることができる。
る特開平６−７５２３８号や特開平１０−１５４８１７
号に開示のものは、光拡散性反射電極における光散乱特
性、凹凸の高さ、凹凸の高さと底辺との比率に着目して
いるが、光拡散性反射電極を単偏光板型表示モードと組
み合わせている反射型液晶表示装置の場合は、コントラ
スト比にも着目する必要がある。特に、ノーマリクロー
ズ表示形式の反射型液晶表示装置である場合には、光拡
散性反射電極の凹凸の高さを許容値以下にすれば、視角
変動に伴う位相差変動が良好な状態になるのに相俟っ
て、より高いコントラスト比を得ることができる。
【００４０】通常、陰極線管や透過型液晶表示装置等の
内部発光型表示装置は、暗室で用いたときに１００：１
を超えるコントラスト比が得られものの、照明光や太陽
光の照射を受ける環境下では表示面で光反射が生じる。
この場合、表示面に反射防止膜を設ければ、光反射量は
低減するものの、それでも約１．０％の光反射が生じる
もので、明るい室内や曇天時の屋外の環境光強度が約１
０００ｃｄ／ｍ2 であるので、このときに１０ｃｄ／ｍ
2 の反射光が生じることになる。このため、表示部の輝
度を２００ｃｄ／ｍ2 としても、反射光の影響によりコ
ントラスト比は約２０：１に低減する。すなわち、暗室
内のように特別な使用条件を付加しない場合、透過型液
晶表示装置であっても、コントラスト比の上限は２０：
１程度である。このため、本発明は、コントラスト比の
目標を２０：１に設定している。
内部発光型表示装置は、暗室で用いたときに１００：１
を超えるコントラスト比が得られものの、照明光や太陽
光の照射を受ける環境下では表示面で光反射が生じる。
この場合、表示面に反射防止膜を設ければ、光反射量は
低減するものの、それでも約１．０％の光反射が生じる
もので、明るい室内や曇天時の屋外の環境光強度が約１
０００ｃｄ／ｍ2 であるので、このときに１０ｃｄ／ｍ
2 の反射光が生じることになる。このため、表示部の輝
度を２００ｃｄ／ｍ2 としても、反射光の影響によりコ
ントラスト比は約２０：１に低減する。すなわち、暗室
内のように特別な使用条件を付加しない場合、透過型液
晶表示装置であっても、コントラスト比の上限は２０：
１程度である。このため、本発明は、コントラスト比の
目標を２０：１に設定している。
【００４１】再び、図４の特性図において、高コントラ
ストを与える解の分布領域を示すＡ群乃至Ｅ群は、その
群に含まれる最小のツイスト角に着目して光拡散性反射
電極の凹凸の高さの許容量を求めれば、その群全体が許
容量を満たすことになる。この場合、Ａ群、Ｂ群、Ｃ
群、Ｄ群、Ｅ群は、最小のツイスト角がそれぞれ０度、
４０度、４０度、７５度、７５度である。
ストを与える解の分布領域を示すＡ群乃至Ｅ群は、その
群に含まれる最小のツイスト角に着目して光拡散性反射
電極の凹凸の高さの許容量を求めれば、その群全体が許
容量を満たすことになる。この場合、Ａ群、Ｂ群、Ｃ
群、Ｄ群、Ｅ群は、最小のツイスト角がそれぞれ０度、
４０度、４０度、７５度、７５度である。
【００４２】ここで、図６は、光拡散性反射電極の凹凸
の高さと液晶材料の複屈折の積と、コントラスト比との
関係を示す特性図である。
の高さと液晶材料の複屈折の積と、コントラスト比との
関係を示す特性図である。
【００４３】図６において、横軸はｎｍで表した凹凸の
高さと液晶材料の複屈折（Δｎ）の積であり、縦軸はコ
ントラスト比であって、３本の特性曲線は液晶層の最小
のツイスト角がそれぞれ０度、４０度、７５度のときの
ものである。
高さと液晶材料の複屈折（Δｎ）の積であり、縦軸はコ
ントラスト比であって、３本の特性曲線は液晶層の最小
のツイスト角がそれぞれ０度、４０度、７５度のときの
ものである。
【００４４】図６に示されるように、コントラスト比は
凹凸の高さと液晶材料の複屈折の積が増大するに従って
直線的に減少するが、その直線的な減少比率は最小のツ
イスト角が増大するに従って小さくなっており、これ
は、最小のツイスト角が増大する程、許容される光拡散
性反射電極の凹凸の高さが大きくなることを意味する。
図６においては、本発明が目標としているコントラスト
比２０：１を点線で表しており、最小のツイスト角が０
度、４０度、７５度の場合、凹凸の高さと液晶材料の複
屈折の積がそれぞれ３２ｎｍ以下、５３ｎｍ以下、７４
ｎｍ以下の範囲において２０：１のコントラスト比が得
られる。これにより、Ａ群、Ｂ群、Ｃ群、Ｄ群、Ｅ群に
おいては、凹凸の高さと液晶材料の複屈折の積をそれぞ
れ３２ｎｍ以下、５３ｎｍ以下、５３ｎｍ以下、７４ｎ
ｍ以下、７４ｎｍ以下にすれば、２０：１のコントラス
ト比が得られる。例えば、液晶材料の複屈折が０．０７
３である場合、Ａ群、Ｂ群、Ｃ群、Ｄ群、Ｅ群に許容さ
れる凹凸の高さは、それぞれ０．４４μｍ以下、０．７
３μｍ以下、０．７３μｍ以下、１．０μｍ以下、１．
０μｍ以下になる。
凹凸の高さと液晶材料の複屈折の積が増大するに従って
直線的に減少するが、その直線的な減少比率は最小のツ
イスト角が増大するに従って小さくなっており、これ
は、最小のツイスト角が増大する程、許容される光拡散
性反射電極の凹凸の高さが大きくなることを意味する。
図６においては、本発明が目標としているコントラスト
比２０：１を点線で表しており、最小のツイスト角が０
度、４０度、７５度の場合、凹凸の高さと液晶材料の複
屈折の積がそれぞれ３２ｎｍ以下、５３ｎｍ以下、７４
ｎｍ以下の範囲において２０：１のコントラスト比が得
られる。これにより、Ａ群、Ｂ群、Ｃ群、Ｄ群、Ｅ群に
おいては、凹凸の高さと液晶材料の複屈折の積をそれぞ
れ３２ｎｍ以下、５３ｎｍ以下、５３ｎｍ以下、７４ｎ
ｍ以下、７４ｎｍ以下にすれば、２０：１のコントラス
ト比が得られる。例えば、液晶材料の複屈折が０．０７
３である場合、Ａ群、Ｂ群、Ｃ群、Ｄ群、Ｅ群に許容さ
れる凹凸の高さは、それぞれ０．４４μｍ以下、０．７
３μｍ以下、０．７３μｍ以下、１．０μｍ以下、１．
０μｍ以下になる。
【００４５】このような凹凸の高さを有する光拡散性反
射電極を製造する場合、実際に凹凸の加工精度に限界が
あることから、凹凸の高さに下限がある。通常、光拡散
性反射電極の凹凸は有機膜をエッチングすることにより
形成されるが、有機膜のエッチング精度が約３μｍであ
り、良好な光散乱特性を付与する凹凸の高さと底辺との
比が１：１３乃至１：１８の範囲内であるから、光拡散
性反射電極の凹凸の高さの下限は約０．１７μｍ程度で
ある。現在のところ、液晶材料の複屈折の下限が０．０
６であるので、凹凸の高さと液晶材料の複屈折の積の下
限は０．０１μｍである。
射電極を製造する場合、実際に凹凸の加工精度に限界が
あることから、凹凸の高さに下限がある。通常、光拡散
性反射電極の凹凸は有機膜をエッチングすることにより
形成されるが、有機膜のエッチング精度が約３μｍであ
り、良好な光散乱特性を付与する凹凸の高さと底辺との
比が１：１３乃至１：１８の範囲内であるから、光拡散
性反射電極の凹凸の高さの下限は約０．１７μｍ程度で
ある。現在のところ、液晶材料の複屈折の下限が０．０
６であるので、凹凸の高さと液晶材料の複屈折の積の下
限は０．０１μｍである。
【００４６】なお、位相板や液晶材料の複屈折の値は光
波長に依存して変動する。通常の、測定には光波長が６
３３ｎｍのヘリウムネオンレーザーが用いられることが
多いので、これらの値は波長が６３３ｎｍの光を用いた
ときの値で定義している。同様に、複屈折と厚さの積に
よって表されるリタデーションについても、波長が６３
３ｎｍの光を用いたときの値で定義している。
波長に依存して変動する。通常の、測定には光波長が６
３３ｎｍのヘリウムネオンレーザーが用いられることが
多いので、これらの値は波長が６３３ｎｍの光を用いた
ときの値で定義している。同様に、複屈折と厚さの積に
よって表されるリタデーションについても、波長が６３
３ｎｍの光を用いたときの値で定義している。
【００４７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００４８】図１は、本発明による液晶表示装置の実施
の形態に係わるもので、液晶表示装置の構成を示す断面
図である。
の形態に係わるもので、液晶表示装置の構成を示す断面
図である。
【００４９】図１において、１は上側基板、２は下側基
板、３は液晶層、４は位相板、５は偏光板、６はカラー
フィルタ、７はブラックマトリクス、８は平坦化層、９
は共通電極、１０は第１配向膜、１１は第１絶縁膜、１
２は第２絶縁膜、１３は光拡散性反射電極、１４は凹凸
形成層、１５は第２配向膜、１６は薄膜トランジスタ、
１７はスルーホールである。
板、３は液晶層、４は位相板、５は偏光板、６はカラー
フィルタ、７はブラックマトリクス、８は平坦化層、９
は共通電極、１０は第１配向膜、１１は第１絶縁膜、１
２は第２絶縁膜、１３は光拡散性反射電極、１４は凹凸
形成層、１５は第２配向膜、１６は薄膜トランジスタ、
１７はスルーホールである。
【００５０】そして、上側基板１は、一面（上面）に位
相板４と偏光板５とがこの順に積層配置され、他面（下
面）にカラーフィルタ６とブラックマトリクス７との組
み合わせ部と平坦化層８と共通電極９と第１配向膜１０
とがこの順に積層配置されている。下側基板２は、一面
（上面）に第１絶縁膜１１と第２絶縁膜１２と凹凸形成
層１４と光拡散性反射電極１３と第２配向膜１５がこの
順番に積層配置されている。液晶層３は、上側基板１の
他面（下面）と下側基板２の一面（上面）との間に挟持
されている。薄膜トランジスタ１６は、逆スタガ型のも
ので、下側基板２一面（上面）に形成配置され、薄膜ト
ランジスタ１６の各電極が図示されていない１本の走査
線と１本の信号線及び光拡散性反射電極１３にそれぞれ
導電接続されている。この場合、走査線と信号線はそれ
ぞれ平行配置された複数本の走査線群及び信号線群から
なっており、走査線群と信号線群は第１絶縁膜１１で絶
縁された状態で互いに直交配置されている。また、各信
号線と光拡散性反射電極１３は第２絶縁膜１２によって
絶縁され、対応する光拡散性反射電極１３と薄膜トラン
ジスタ１６の電極はスルーホール１７を通して導電接続
されている。凹凸形成層１４は第２絶縁膜１２上に配置
され、凹凸形成層１４上に配置した光拡散性反射電極１
３に凹凸模様を形成している。光拡散性反射電極１３上
に配置した第２配向膜１５は液晶層３の液晶配向方向を
規定している。
相板４と偏光板５とがこの順に積層配置され、他面（下
面）にカラーフィルタ６とブラックマトリクス７との組
み合わせ部と平坦化層８と共通電極９と第１配向膜１０
とがこの順に積層配置されている。下側基板２は、一面
（上面）に第１絶縁膜１１と第２絶縁膜１２と凹凸形成
層１４と光拡散性反射電極１３と第２配向膜１５がこの
順番に積層配置されている。液晶層３は、上側基板１の
他面（下面）と下側基板２の一面（上面）との間に挟持
されている。薄膜トランジスタ１６は、逆スタガ型のも
ので、下側基板２一面（上面）に形成配置され、薄膜ト
ランジスタ１６の各電極が図示されていない１本の走査
線と１本の信号線及び光拡散性反射電極１３にそれぞれ
導電接続されている。この場合、走査線と信号線はそれ
ぞれ平行配置された複数本の走査線群及び信号線群から
なっており、走査線群と信号線群は第１絶縁膜１１で絶
縁された状態で互いに直交配置されている。また、各信
号線と光拡散性反射電極１３は第２絶縁膜１２によって
絶縁され、対応する光拡散性反射電極１３と薄膜トラン
ジスタ１６の電極はスルーホール１７を通して導電接続
されている。凹凸形成層１４は第２絶縁膜１２上に配置
され、凹凸形成層１４上に配置した光拡散性反射電極１
３に凹凸模様を形成している。光拡散性反射電極１３上
に配置した第２配向膜１５は液晶層３の液晶配向方向を
規定している。
【００５１】上側基板１は、例えばホウケイサンガラス
製で、０．７ｍｍの厚さのものである。カラーフィルタ
６は、赤色、緑色、青色の各透過部分がストライプ状に
繰り返し配列されたもので、画素間隙相当部分に樹脂性
のブラックマトリクス７を有している。カラーフィルタ
６とブラックマトリクス７との組み合わせ部分に形成さ
れる凹凸は樹脂性の平坦化層８により平坦化される。共
通電極９は、例えば透明なＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉ
ｎ Ｏｘｉｄｅ）製で、０．２μｍの厚さのものであ
る。第１配向膜１０は、例えば０．２μｍの厚さもので
ある。
製で、０．７ｍｍの厚さのものである。カラーフィルタ
６は、赤色、緑色、青色の各透過部分がストライプ状に
繰り返し配列されたもので、画素間隙相当部分に樹脂性
のブラックマトリクス７を有している。カラーフィルタ
６とブラックマトリクス７との組み合わせ部分に形成さ
れる凹凸は樹脂性の平坦化層８により平坦化される。共
通電極９は、例えば透明なＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉ
ｎ Ｏｘｉｄｅ）製で、０．２μｍの厚さのものであ
る。第１配向膜１０は、例えば０．２μｍの厚さもので
ある。
【００５２】下側基板２は、例えば上側基板１と同じホ
ウケイサンガラス製で、０．７ｍｍの厚さのものであ
る。第２配向膜１５は、例えば０．２μｍの厚さもので
ある。信号線と走査線は、例えばクロム（Ｃｒ）製で、
第１絶縁膜１１は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）膜で
ある。第２絶縁膜１２と凹凸形成層１４は、有機材料か
らなる膜である。凹凸形成層１４は、フォトリソグラフ
によって円柱形に形成したものを、加熱軟化することに
より凸部状に形成している。凹凸形成層１４は、光の干
渉効果による着色を除去するためにランダムな配置にな
っている。凹凸形成層１４は、凸状部の高さが後述する
理由から０．５μｍに選ばれており、底部の形状が円形
で、その直径が８μｍに選ばれている。
ウケイサンガラス製で、０．７ｍｍの厚さのものであ
る。第２配向膜１５は、例えば０．２μｍの厚さもので
ある。信号線と走査線は、例えばクロム（Ｃｒ）製で、
第１絶縁膜１１は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）膜で
ある。第２絶縁膜１２と凹凸形成層１４は、有機材料か
らなる膜である。凹凸形成層１４は、フォトリソグラフ
によって円柱形に形成したものを、加熱軟化することに
より凸部状に形成している。凹凸形成層１４は、光の干
渉効果による着色を除去するためにランダムな配置にな
っている。凹凸形成層１４は、凸状部の高さが後述する
理由から０．５μｍに選ばれており、底部の形状が円形
で、その直径が８μｍに選ばれている。
【００５３】ところで、本発明の第１の実施の形態にお
いては、図４及び図５に示されている高コントラストを
与える解の分布領域を示すＡ群乃至Ｅ群の中のＣ群の解
を選択している。
いては、図４及び図５に示されている高コントラストを
与える解の分布領域を示すＡ群乃至Ｅ群の中のＣ群の解
を選択している。
【００５４】ここで、図７は、Ｃ群の解における液晶層
リタデーションと位相板リタデーションとの関係を示す
特性図であり、図８は、同じくＣ群の解における偏光板
吸収軸方位角と位相板遅相軸方位角との関係を示す特性
図である。
リタデーションと位相板リタデーションとの関係を示す
特性図であり、図８は、同じくＣ群の解における偏光板
吸収軸方位角と位相板遅相軸方位角との関係を示す特性
図である。
【００５５】図７において、横軸はｎｍで表した液晶層
リタデーションであり、縦軸はｎｍで表した位相板リタ
デーションである。また、図８において、横軸は度で表
した位相板遅相軸方位角であり、縦軸は度で表した偏光
板吸収軸方位角である。
リタデーションであり、縦軸はｎｍで表した位相板リタ
デーションである。また、図８において、横軸は度で表
した位相板遅相軸方位角であり、縦軸は度で表した偏光
板吸収軸方位角である。
【００５６】第１の実施の形態においては、図７に示さ
れるように、液晶層３のリタデーションを２００ｎｍ乃
至３５０ｎｍの範囲内とし、位相板４のリタデーション
を２８０ｎｍ乃至４７０ｎｍの範囲内とし、これと同時
に、図８に示されるように、位相板４の遅相軸方位角を
３０度乃至７５度の範囲内とし、偏光板５の吸収軸方位
角を３０度乃至９０度の範囲内として、解を満たす組み
合わせの選択設定を行っている。この場合、方位角は、
液晶表示装置を上側基板１の法線方向から観察し、下側
基板２の配向処理方向を０度として反時計回りに定義し
ている。
れるように、液晶層３のリタデーションを２００ｎｍ乃
至３５０ｎｍの範囲内とし、位相板４のリタデーション
を２８０ｎｍ乃至４７０ｎｍの範囲内とし、これと同時
に、図８に示されるように、位相板４の遅相軸方位角を
３０度乃至７５度の範囲内とし、偏光板５の吸収軸方位
角を３０度乃至９０度の範囲内として、解を満たす組み
合わせの選択設定を行っている。この場合、方位角は、
液晶表示装置を上側基板１の法線方向から観察し、下側
基板２の配向処理方向を０度として反時計回りに定義し
ている。
【００５７】また、第１の実施の形態においては、Ｃ群
の解を選択したので、液晶層３、位相板４、偏光板５の
各光学パラメータは、次のように選定した。図４に示す
特性図から、液晶層厚と液晶材料の複屈折との積を２８
０ｎｍにし、液晶層３のツイスト角を５０度に選定し
た。また、図５に示す特性図から、位相板４のリタデー
ションを４００ｎｍにし、図８に示す特性図から、位相
板４の遅相軸方位角を５０度にし、偏光板５の吸収軸方
位角を７０度に選定した。
の解を選択したので、液晶層３、位相板４、偏光板５の
各光学パラメータは、次のように選定した。図４に示す
特性図から、液晶層厚と液晶材料の複屈折との積を２８
０ｎｍにし、液晶層３のツイスト角を５０度に選定し
た。また、図５に示す特性図から、位相板４のリタデー
ションを４００ｎｍにし、図８に示す特性図から、位相
板４の遅相軸方位角を５０度にし、偏光板５の吸収軸方
位角を７０度に選定した。
【００５８】さらに、第１の実施の形態においては、液
晶層３のツイスト角を５０度に選定しているものである
が、図６に示される特性図においては、ツイスト角が４
０度である直線に着目した。この直線において、２０：
１のコントラスト比が得られる凹凸の高さと液晶材料の
複屈折との積を求めると、凹凸の高さと液晶材料の複屈
折との積は５３ｎｍ以下になるので、ここでは凹凸の高
さと液晶材料の複屈折との積を５３ｎｍ以下にしてい
る。この場合、液晶材料として複屈折が０．０７３のも
のを用いたとすれば、許容される凹凸の高さは０．７３
μｍになるので、それより若干低い０．５μｍにしてい
る。
晶層３のツイスト角を５０度に選定しているものである
が、図６に示される特性図においては、ツイスト角が４
０度である直線に着目した。この直線において、２０：
１のコントラスト比が得られる凹凸の高さと液晶材料の
複屈折との積を求めると、凹凸の高さと液晶材料の複屈
折との積は５３ｎｍ以下になるので、ここでは凹凸の高
さと液晶材料の複屈折との積を５３ｎｍ以下にしてい
る。この場合、液晶材料として複屈折が０．０７３のも
のを用いたとすれば、許容される凹凸の高さは０．７３
μｍになるので、それより若干低い０．５μｍにしてい
る。
【００５９】第１の実施の形態においては、液晶層３と
して、複屈折が０．０７３である高抵抗のフッ素系液晶
材料を用い、直径が４．０μｍの真球状のポリマービー
ズを１ｍｍ2 当たり約１００個の割合で分散させたもの
を用いている。これにより、表示部全体にわたって液晶
層厚を凹凸の中腹において３．９μｍにしている。
して、複屈折が０．０７３である高抵抗のフッ素系液晶
材料を用い、直径が４．０μｍの真球状のポリマービー
ズを１ｍｍ2 当たり約１００個の割合で分散させたもの
を用いている。これにより、表示部全体にわたって液晶
層厚を凹凸の中腹において３．９μｍにしている。
【００６０】液晶層３との界面に使用される第１配向膜
１０と第２配向膜１５には、ラビング法によって配向処
理を施している。この配向処理時に、ラビングロールの
回転数を３０００回転／分に、ラビングロールの基板と
の接触部の幅を１１ｍｍとして、液晶層３のプレチルト
角を約５度にしている。また、配向処理の方位を適宜設
定し、上側基板１と下側基板２との間隙部に液晶材料を
注入したとき、液晶層３のツイスト角が５０度になるよ
うにしている。また、位相板４には、Ｎｚ係数が０．０
のＮＲＺフィルムを用いた。
１０と第２配向膜１５には、ラビング法によって配向処
理を施している。この配向処理時に、ラビングロールの
回転数を３０００回転／分に、ラビングロールの基板と
の接触部の幅を１１ｍｍとして、液晶層３のプレチルト
角を約５度にしている。また、配向処理の方位を適宜設
定し、上側基板１と下側基板２との間隙部に液晶材料を
注入したとき、液晶層３のツイスト角が５０度になるよ
うにしている。また、位相板４には、Ｎｚ係数が０．０
のＮＲＺフィルムを用いた。
【００６１】このようにして得られた第１の実施の形態
の反射型液晶表示装置について、法線方向に対して４５
度の立体角範囲内から均一な入射光があった場合、入射
光の反射率を測定して表示特性の評価を行った。
の反射型液晶表示装置について、法線方向に対して４５
度の立体角範囲内から均一な入射光があった場合、入射
光の反射率を測定して表示特性の評価を行った。
【００６２】図９は、第１の実施の形態の反射型液晶表
示装置の評価を示すもので、液晶層３への印加電圧と反
射率との関係を示す特性図である。
示装置の評価を示すもので、液晶層３への印加電圧と反
射率との関係を示す特性図である。
【００６３】図９において、横軸はボルト（Ｖ）で表し
た印加電圧であり、縦軸は％で表した反射率である。
た印加電圧であり、縦軸は％で表した反射率である。
【００６４】図９に示されるように、第１の実施の形態
の反射型液晶表示装置は、電圧無印加時に反射率が最小
となり、印加電圧が１Ｖを超えて増大すると、反射率が
急激に増大する典型的なノーマリクローズ表示特性を得
ることができた。この場合、反射率の最大値は、印加電
圧が２．７Ｖのときに得られ、そのときの反射率は２
５．６％であり、コントラスト比は３１：１になってい
る。
の反射型液晶表示装置は、電圧無印加時に反射率が最小
となり、印加電圧が１Ｖを超えて増大すると、反射率が
急激に増大する典型的なノーマリクローズ表示特性を得
ることができた。この場合、反射率の最大値は、印加電
圧が２．７Ｖのときに得られ、そのときの反射率は２
５．６％であり、コントラスト比は３１：１になってい
る。
【００６５】このように第１の実施の形態によれば、光
拡散性反射電極１３の凹凸の高さを許容値以下に選択す
ることにより、視角特性が優れ、高いコントラスト比を
有するノーマリクローズ表示形式の反射型液晶表示装置
を得ることができる。
拡散性反射電極１３の凹凸の高さを許容値以下に選択す
ることにより、視角特性が優れ、高いコントラスト比を
有するノーマリクローズ表示形式の反射型液晶表示装置
を得ることができる。
【００６６】ちなみに、第１の実施の形態の反射型液晶
表示装置においては、光拡散性反射電極１３の凹凸の高
さの許容値が０．７３μｍ以下であるが、凹凸の高さを
その許容値以外の値、例えば凹凸の高さを１．０μｍに
設定したものについて表示特性の評価を行ったところ、
コントラスト比が１４：１に低下していた。このよう
に、光拡散性反射電極１３の凹凸の高さを許容値内に収
めなければ、高いコントラスト比が得られないことが判
る。
表示装置においては、光拡散性反射電極１３の凹凸の高
さの許容値が０．７３μｍ以下であるが、凹凸の高さを
その許容値以外の値、例えば凹凸の高さを１．０μｍに
設定したものについて表示特性の評価を行ったところ、
コントラスト比が１４：１に低下していた。このよう
に、光拡散性反射電極１３の凹凸の高さを許容値内に収
めなければ、高いコントラスト比が得られないことが判
る。
【００６７】なお、第１の実施の形態においては、ツイ
スト角が５０度の解を、凹凸の高さの許容範囲をＣ群に
含まれる解の最小ツイスト角である４０度において求め
たものであるが、ツイスト角を５０度にして凹凸の高さ
の許容範囲を求めるようにすれば、ツイスト角を４０度
にして求めたものよりもより正確に広い許容範囲を求め
ることができる。
スト角が５０度の解を、凹凸の高さの許容範囲をＣ群に
含まれる解の最小ツイスト角である４０度において求め
たものであるが、ツイスト角を５０度にして凹凸の高さ
の許容範囲を求めるようにすれば、ツイスト角を４０度
にして求めたものよりもより正確に広い許容範囲を求め
ることができる。
【００６８】第１の実施の形態の反射型液晶表示装置に
おいては、Ｎｚ係数が０．０の位相板４を用いているも
のであるが、この位相板４のＮｚ係数を変化させれば、
その変化に応じてコントラスト比も変動する。
おいては、Ｎｚ係数が０．０の位相板４を用いているも
のであるが、この位相板４のＮｚ係数を変化させれば、
その変化に応じてコントラスト比も変動する。
【００６９】図１０は、第１の実施の形態の反射型液晶
表示装置における位相板４のＮｚ係数とコントラスト比
との関係を示す特性図である。
表示装置における位相板４のＮｚ係数とコントラスト比
との関係を示す特性図である。
【００７０】図１０において、横軸はＮｚ係数であり、
縦軸はコントラスト比である。
縦軸はコントラスト比である。
【００７１】図１０に示されるように、コントラスト比
はＮｚ係数が０．０のときに最大で、Ｎｚ係数が増大す
るに従ってコントラスト比が順次低減する。そして、本
発明の目標値である２０：１のコントラスト比の範囲
は、Ｎｚ係数が０．５以下であれば達成することが可能
である。
はＮｚ係数が０．０のときに最大で、Ｎｚ係数が増大す
るに従ってコントラスト比が順次低減する。そして、本
発明の目標値である２０：１のコントラスト比の範囲
は、Ｎｚ係数が０．５以下であれば達成することが可能
である。
【００７２】図１１（ｂ）に示されるように、Ｎｚ係数
が０．０の位相板４と、Ｎｚ係数が１．０の１軸性媒体
となる液晶層３とを組み合わせ、かつ、法線方向から見
て位相板４の遅相軸と液晶層３の配向方向とが直交する
ように配置すれば、位相板４と液晶層３の遅相軸は全て
の視角方向において直交し、位相板４と液晶層３の位相
差が良好に補償される。実際に、単偏光型表示モードの
液晶層３は、図１１（ａ）に示されるように、多くの場
合捻れ配向であるが、ツイスト角が９０度以下、特に、
第１の実施の形態の反射型液晶表示装置は、ツイスト角
が５０度と小さいため、その光学特性はＮｚ係数が１．
０の１軸性媒体に近いものになる。
が０．０の位相板４と、Ｎｚ係数が１．０の１軸性媒体
となる液晶層３とを組み合わせ、かつ、法線方向から見
て位相板４の遅相軸と液晶層３の配向方向とが直交する
ように配置すれば、位相板４と液晶層３の遅相軸は全て
の視角方向において直交し、位相板４と液晶層３の位相
差が良好に補償される。実際に、単偏光型表示モードの
液晶層３は、図１１（ａ）に示されるように、多くの場
合捻れ配向であるが、ツイスト角が９０度以下、特に、
第１の実施の形態の反射型液晶表示装置は、ツイスト角
が５０度と小さいため、その光学特性はＮｚ係数が１．
０の１軸性媒体に近いものになる。
【００７３】第１の実施の形態の反射型液晶表示装置に
おいては、位相板４の遅相軸が下側基板２の配向方向に
対して５５度に設定されている。この設定条件は、上側
基板１の配向方向に対して１０５度に、液晶層３の平均
配向方向（液晶層３の中央における配向方向）に対して
８０度に設定されたこと相当し、図１１（ｂ）に図示の
条件に近くなっている。このような位相板配置におい
て、Ｎｚ係数の理想値である０．０に近づければ、視角
特性が良好に補償され、より高いコントラスト比が得ら
れる。
おいては、位相板４の遅相軸が下側基板２の配向方向に
対して５５度に設定されている。この設定条件は、上側
基板１の配向方向に対して１０５度に、液晶層３の平均
配向方向（液晶層３の中央における配向方向）に対して
８０度に設定されたこと相当し、図１１（ｂ）に図示の
条件に近くなっている。このような位相板配置におい
て、Ｎｚ係数の理想値である０．０に近づければ、視角
特性が良好に補償され、より高いコントラスト比が得ら
れる。
【００７４】次いで、図１２は、視角（極角）の変化と
位相差変化量との関係を示す特性図である。
位相差変化量との関係を示す特性図である。
【００７５】図１２において、横軸は度で表した視角
（極角）であり、縦軸はｎｍで表した位相差変化量であ
り、位相板４のＮｚ係数が０．０の場合、Ｎｚ係数が
１．０の場合及び位相板４がない場合を示すものであ
る。
（極角）であり、縦軸はｎｍで表した位相差変化量であ
り、位相板４のＮｚ係数が０．０の場合、Ｎｚ係数が
１．０の場合及び位相板４がない場合を示すものであ
る。
【００７６】図１２に示されるように、位相差変化量は
視角（極角）が最小のときに最小であり、視角（極角）
が増大するに従って順次増大する。この場合、位相差変
化量は、位相板４を用いた場合の方が位相板４を用いな
い場合よりも少なく、位相板４を用いた場合でも、Ｎｚ
係数が０．０の位相板４を用いた場合の方がＮｚ係数が
１．０の位相板４を用いた場合よりも少なくなってお
り、Ｎｚ係数が０．０の位相板４を用いた場合に高いコ
ントラスト比が得られることを裏付けている。
視角（極角）が最小のときに最小であり、視角（極角）
が増大するに従って順次増大する。この場合、位相差変
化量は、位相板４を用いた場合の方が位相板４を用いな
い場合よりも少なく、位相板４を用いた場合でも、Ｎｚ
係数が０．０の位相板４を用いた場合の方がＮｚ係数が
１．０の位相板４を用いた場合よりも少なくなってお
り、Ｎｚ係数が０．０の位相板４を用いた場合に高いコ
ントラスト比が得られることを裏付けている。
【００７７】次に、本発明の第２の実施の形態において
は、図４及び図５に示されている高コントラストを与え
る解の分布領域を示すＡ群乃至Ｅ群の中のＡ群の解を選
択している。
は、図４及び図５に示されている高コントラストを与え
る解の分布領域を示すＡ群乃至Ｅ群の中のＡ群の解を選
択している。
【００７８】ここで、図１４は、Ａ群の解における液晶
層リタデーションと位相板リタデーションとの関係を示
す特性図であり、図１５は、同じくＡ群の解における偏
光板吸収軸方位角と位相板遅相軸方位角との関係を示す
特性図である。
層リタデーションと位相板リタデーションとの関係を示
す特性図であり、図１５は、同じくＡ群の解における偏
光板吸収軸方位角と位相板遅相軸方位角との関係を示す
特性図である。
【００７９】図１４において、横軸はｎｍで表した液晶
層リタデーションであり、縦軸はｎｍで表した位相板リ
タデーションである。また、図１５において、横軸は度
で表した位相板遅相軸方位角であり、縦軸は度で表した
偏光板吸収軸方位角である。
層リタデーションであり、縦軸はｎｍで表した位相板リ
タデーションである。また、図１５において、横軸は度
で表した位相板遅相軸方位角であり、縦軸は度で表した
偏光板吸収軸方位角である。
【００８０】この第２の実施の形態においては、図１４
に示されるように、液晶層３のリタデーションを３６０
ｎｍ乃至３５０ｎｍの範囲内とし、位相板４のリタデー
ションを２００ｎｍ乃至３４０ｎｍの範囲内とし、同時
に、図１５に示されるように、位相板４の遅相軸方位角
を８０度乃至１３５度の範囲内とし、偏光板５の吸収軸
方位角を０度乃至１５度、及び、８０度乃至１８０度の
範囲内として、解を満たす組み合わせの選択設定を行っ
ている。
に示されるように、液晶層３のリタデーションを３６０
ｎｍ乃至３５０ｎｍの範囲内とし、位相板４のリタデー
ションを２００ｎｍ乃至３４０ｎｍの範囲内とし、同時
に、図１５に示されるように、位相板４の遅相軸方位角
を８０度乃至１３５度の範囲内とし、偏光板５の吸収軸
方位角を０度乃至１５度、及び、８０度乃至１８０度の
範囲内として、解を満たす組み合わせの選択設定を行っ
ている。
【００８１】また、第２の実施の形態においては、Ａ群
の解を選択したので、液晶層３、位相板４、偏光板５の
各光学パラメータは、次のように選定した。図４に示す
特性図から、液晶層厚と液晶材料の複屈折との積を４１
０ｎｍにし、液晶層３のツイスト角を２０度に選定し
た。また、図５に示す特性図から、位相板４のリタデー
ションを２６０ｎｍにし、図１５に示す特性図から、位
相板４の遅相軸方位角を１２０度にし、偏光板５の吸収
軸方位角を１７０度に選定した。
の解を選択したので、液晶層３、位相板４、偏光板５の
各光学パラメータは、次のように選定した。図４に示す
特性図から、液晶層厚と液晶材料の複屈折との積を４１
０ｎｍにし、液晶層３のツイスト角を２０度に選定し
た。また、図５に示す特性図から、位相板４のリタデー
ションを２６０ｎｍにし、図１５に示す特性図から、位
相板４の遅相軸方位角を１２０度にし、偏光板５の吸収
軸方位角を１７０度に選定した。
【００８２】さらに、第２の実施の形態においては、液
晶層３のツイスト角を２０度に選定しているものである
が、図６に示される特性図においては、ツイスト角が０
度である直線に着目した。この直線において、２０：１
のコントラスト比が得られる凹凸の高さと液晶材料の複
屈折との積を求めると、凹凸の高さと液晶材料の複屈折
との積は２７ｎｍ以下になるので、ここでは凹凸の高さ
と液晶材料の複屈折との積を２７ｎｍ以下にしている。
この場合、液晶材料として複屈折が０．０６５のものを
用いたとすれば、許容される凹凸の高さは０．４９μｍ
になるので、それより若干低い０．４μｍにしている。
晶層３のツイスト角を２０度に選定しているものである
が、図６に示される特性図においては、ツイスト角が０
度である直線に着目した。この直線において、２０：１
のコントラスト比が得られる凹凸の高さと液晶材料の複
屈折との積を求めると、凹凸の高さと液晶材料の複屈折
との積は２７ｎｍ以下になるので、ここでは凹凸の高さ
と液晶材料の複屈折との積を２７ｎｍ以下にしている。
この場合、液晶材料として複屈折が０．０６５のものを
用いたとすれば、許容される凹凸の高さは０．４９μｍ
になるので、それより若干低い０．４μｍにしている。
【００８３】このようにして得られた第２の実施の形態
の反射型液晶表示装置について評価を行ったところ、ノ
ーマリクローズ型の表示特性が得られ、反射率の最大値
は２５．６％であり、コントラスト比は３２：１になっ
ている。
の反射型液晶表示装置について評価を行ったところ、ノ
ーマリクローズ型の表示特性が得られ、反射率の最大値
は２５．６％であり、コントラスト比は３２：１になっ
ている。
【００８４】ちなみに、第２の実施の形態の反射型液晶
表示装置においては、光拡散性反射電極１３の凹凸の高
さの許容値が０．４９μｍ以下であるが、凹凸の高さを
その許容値以外の値、例えば凹凸の高さを１．０μｍに
設定したものについて表示特性の評価を行ったところ、
コントラスト比が８：１に大幅に低下していた。このよ
うに、光拡散性反射電極１３の凹凸の高さを許容値内に
収めなければ、高いコントラスト比が得られないことが
判る。
表示装置においては、光拡散性反射電極１３の凹凸の高
さの許容値が０．４９μｍ以下であるが、凹凸の高さを
その許容値以外の値、例えば凹凸の高さを１．０μｍに
設定したものについて表示特性の評価を行ったところ、
コントラスト比が８：１に大幅に低下していた。このよ
うに、光拡散性反射電極１３の凹凸の高さを許容値内に
収めなければ、高いコントラスト比が得られないことが
判る。
【００８５】次いで、本発明の第３の実施の形態におい
ては、図４及び図５に示されている高コントラストを与
える解の分布領域を示すＡ群乃至Ｅ群の中のＢ群の解を
選択している。
ては、図４及び図５に示されている高コントラストを与
える解の分布領域を示すＡ群乃至Ｅ群の中のＢ群の解を
選択している。
【００８６】ここで、図１６は、Ｂ群の解における液晶
層リタデーションと位相板リタデーションとの関係を示
す特性図であり、図１７は、同じくＢ群の解における偏
光板吸収軸方位角と位相板遅相軸方位角との関係を示す
特性図である。
層リタデーションと位相板リタデーションとの関係を示
す特性図であり、図１７は、同じくＢ群の解における偏
光板吸収軸方位角と位相板遅相軸方位角との関係を示す
特性図である。
【００８７】図１６において、横軸はｎｍで表した液晶
層リタデーションであり、縦軸はｎｍで表した位相板リ
タデーションである。また、図１７において、横軸は度
で表した位相板遅相軸方位角であり、縦軸は度で表した
偏光板吸収軸方位角である。
層リタデーションであり、縦軸はｎｍで表した位相板リ
タデーションである。また、図１７において、横軸は度
で表した位相板遅相軸方位角であり、縦軸は度で表した
偏光板吸収軸方位角である。
【００８８】この第３の実施の形態においては、図１６
に示されるように、液晶層３のリタデーションを３７０
ｎｍ乃至４５０ｎｍの範囲内とし、位相板４のリタデー
ションを２８０ｎｍ乃至３４０ｎｍの範囲内とし、同時
に、図１７に示されるように、位相板４の遅相軸方位角
を５度乃至５０度の範囲内とし、偏光板５の吸収軸方位
角を０度乃至１０度、及び、１２５度乃至１８０度の範
囲内として、解を満たす組み合わせの選択設定を行って
いる。
に示されるように、液晶層３のリタデーションを３７０
ｎｍ乃至４５０ｎｍの範囲内とし、位相板４のリタデー
ションを２８０ｎｍ乃至３４０ｎｍの範囲内とし、同時
に、図１７に示されるように、位相板４の遅相軸方位角
を５度乃至５０度の範囲内とし、偏光板５の吸収軸方位
角を０度乃至１０度、及び、１２５度乃至１８０度の範
囲内として、解を満たす組み合わせの選択設定を行って
いる。
【００８９】また、第３の実施の形態においては、Ｂ群
の解を選択したので、液晶層３、位相板４、偏光板５の
各光学パラメータは、次のように選定した。図４に示す
特性図から、液晶層厚と液晶材料の複屈折との積を３９
５ｎｍにし、液晶層３のツイスト角を５０度に選定し
た。また、図５に示す特性図から、位相板４のリタデー
ションを３００ｎｍにし、図１７に示す特性図から、位
相板４の遅相軸方位角を１５度にし、偏光板５の吸収軸
方位角を１３５度に選定した。
の解を選択したので、液晶層３、位相板４、偏光板５の
各光学パラメータは、次のように選定した。図４に示す
特性図から、液晶層厚と液晶材料の複屈折との積を３９
５ｎｍにし、液晶層３のツイスト角を５０度に選定し
た。また、図５に示す特性図から、位相板４のリタデー
ションを３００ｎｍにし、図１７に示す特性図から、位
相板４の遅相軸方位角を１５度にし、偏光板５の吸収軸
方位角を１３５度に選定した。
【００９０】さらに、第３の実施の形態においては、液
晶層３のツイスト角を５０度に選定しているものである
が、図６に示される特性図においては、ツイスト角が４
０度である直線に着目した。この直線において、２０：
１のコントラスト比が得られる凹凸の高さと液晶材料の
複屈折との積を求めると、凹凸の高さと液晶材料の複屈
折との積は５３ｎｍ以下になるので、ここでは凹凸の高
さと液晶材料の複屈折との積を５３ｎｍ以下にしてい
る。この場合、液晶材料として複屈折が０．０７３のも
のを用いたとすれば、許容される凹凸の高さは０．７３
μｍになるので、それより低い０．５μｍにしている。
晶層３のツイスト角を５０度に選定しているものである
が、図６に示される特性図においては、ツイスト角が４
０度である直線に着目した。この直線において、２０：
１のコントラスト比が得られる凹凸の高さと液晶材料の
複屈折との積を求めると、凹凸の高さと液晶材料の複屈
折との積は５３ｎｍ以下になるので、ここでは凹凸の高
さと液晶材料の複屈折との積を５３ｎｍ以下にしてい
る。この場合、液晶材料として複屈折が０．０７３のも
のを用いたとすれば、許容される凹凸の高さは０．７３
μｍになるので、それより低い０．５μｍにしている。
【００９１】このようにして得られた第３の実施の形態
の反射型液晶表示装置について評価を行ったところ、ノ
ーマリクローズ型の表示特性が得られ、反射率の最大値
は２５．５％であり、コントラスト比は３２：１になっ
ている。
の反射型液晶表示装置について評価を行ったところ、ノ
ーマリクローズ型の表示特性が得られ、反射率の最大値
は２５．５％であり、コントラスト比は３２：１になっ
ている。
【００９２】ちなみに、第３の実施の形態の反射型液晶
表示装置においては、光拡散性反射電極１３の凹凸の高
さの許容値が０．７３μｍ以下であるが、凹凸の高さを
その許容値以外の値、例えば凹凸の高さを１．０μｍに
設定したものについて表示特性の評価を行ったところ、
コントラスト比が１５：１に低下していた。このよう
に、光拡散性反射電極１３の凹凸の高さを許容値内に収
めなければ、高いコントラスト比が得られないことが判
る。
表示装置においては、光拡散性反射電極１３の凹凸の高
さの許容値が０．７３μｍ以下であるが、凹凸の高さを
その許容値以外の値、例えば凹凸の高さを１．０μｍに
設定したものについて表示特性の評価を行ったところ、
コントラスト比が１５：１に低下していた。このよう
に、光拡散性反射電極１３の凹凸の高さを許容値内に収
めなければ、高いコントラスト比が得られないことが判
る。
【００９３】前述の第１乃至第３の実施の形態の反射型
液晶表示装置においては、視角変動に伴う位相差変動が
最小となる液晶層３への電圧無印加時を暗表示状態に選
択したノーマリクローズ型表示形式にしたことにより、
視角変動に伴う位相差変動を低減させ、高コントラスト
比を達成するようにしたものであるが、第４の実施の形
態の反射型液晶表示装置は、それらの手段に加え、位相
板４を第１位相板と第２位相板の積層構造にしたことに
より、さらなる高コントラスト比になるようにしたもの
である。
液晶表示装置においては、視角変動に伴う位相差変動が
最小となる液晶層３への電圧無印加時を暗表示状態に選
択したノーマリクローズ型表示形式にしたことにより、
視角変動に伴う位相差変動を低減させ、高コントラスト
比を達成するようにしたものであるが、第４の実施の形
態の反射型液晶表示装置は、それらの手段に加え、位相
板４を第１位相板と第２位相板の積層構造にしたことに
より、さらなる高コントラスト比になるようにしたもの
である。
【００９４】第４の実施の形態の反射型液晶表示装置
は、積層した第１位相板のＮｚ係数を０．０に、第２位
相板のＮｚ係数を１．０にし、第１位相板と第２位相板
の遅相軸が互いに直交するように配置している。すなわ
ち、第３の実施の形態の反射型液晶表示装置と同様に、
第１位相板の遅相軸方位角は１５度にし、第２位相板の
遅相軸方位角はこれに直交する１０５度にしている。
は、積層した第１位相板のＮｚ係数を０．０に、第２位
相板のＮｚ係数を１．０にし、第１位相板と第２位相板
の遅相軸が互いに直交するように配置している。すなわ
ち、第３の実施の形態の反射型液晶表示装置と同様に、
第１位相板の遅相軸方位角は１５度にし、第２位相板の
遅相軸方位角はこれに直交する１０５度にしている。
【００９５】いま、第１位相板のリタデーションをΔｎ
ｄP1に、第２位相板のリタデーションをΔｎｄP2とし、
１枚の位相板に求められるリタデーションをΔｎｄS と
すると、ΔｎｄP1、ΔｎｄP2、ΔｎｄS の間に次式が成
り立つようにする。
ｄP1に、第２位相板のリタデーションをΔｎｄP2とし、
１枚の位相板に求められるリタデーションをΔｎｄS と
すると、ΔｎｄP1、ΔｎｄP2、ΔｎｄS の間に次式が成
り立つようにする。
【００９６】ΔｎｄP1−ΔｎｄP2＝ΔｎｄS この式の左辺は第１位相板と第２位相板のリタデーショ
ンの合成値であり、これを１枚の位相板に求められるリ
タデーションに等しくなるように設定する。
ンの合成値であり、これを１枚の位相板に求められるリ
タデーションに等しくなるように設定する。
【００９７】図２２は、このときの第１位相板と第２位
相板及び液晶層３における屈折率楕円体の配置状態を示
す説明図である。
相板及び液晶層３における屈折率楕円体の配置状態を示
す説明図である。
【００９８】図２２に示されるように、第２位相板の遅
相軸は液晶の配向方向にほぼ平行であり、かつ、そのＮ
ｚ係数は液晶層３と同じ１．０であるので、液晶層３の
リタデーションがΔｎｄP2だけ増大したことに等しくな
る。また、このとき、第１位相板のリタデーションは、
１枚の位相板を用いたときと比べてΔｎｄP2だけ増大し
ている。第２位相板のリタデーションΔｎｄP2は、第１
位相板のリタデーションの増加分ΔｎｄP2によって相殺
されるので、法線方向から観察したときのリタデーショ
ンは、第３の実施の形態の反射型液晶表示装置と同じに
なる。このため、第４の実施の形態の反射型液晶表示装
置は、法線方向における位相差の補償が第３の実施の形
態の反射型液晶表示装置と同じように行われ、広い視角
範囲にわたって位相差を実質的に４分の１波長に近い値
にすることができる。
相軸は液晶の配向方向にほぼ平行であり、かつ、そのＮ
ｚ係数は液晶層３と同じ１．０であるので、液晶層３の
リタデーションがΔｎｄP2だけ増大したことに等しくな
る。また、このとき、第１位相板のリタデーションは、
１枚の位相板を用いたときと比べてΔｎｄP2だけ増大し
ている。第２位相板のリタデーションΔｎｄP2は、第１
位相板のリタデーションの増加分ΔｎｄP2によって相殺
されるので、法線方向から観察したときのリタデーショ
ンは、第３の実施の形態の反射型液晶表示装置と同じに
なる。このため、第４の実施の形態の反射型液晶表示装
置は、法線方向における位相差の補償が第３の実施の形
態の反射型液晶表示装置と同じように行われ、広い視角
範囲にわたって位相差を実質的に４分の１波長に近い値
にすることができる。
【００９９】図１３は、第４の実施の形態の反射型液晶
表示装置における視角（極角）の変化と位相差変化量と
の関係を示す特性図である。
表示装置における視角（極角）の変化と位相差変化量と
の関係を示す特性図である。
【０１００】図１３において、横軸は度で表した視角
（極角）であり、縦軸はｎｍで表した位相差変化量であ
り、Ｎｚ係数が０．０の第１位相板及びＮｚ係数が１．
０の第２位相板を用いた場合、Ｎｚ係数が０．０の位相
板４を用いた場合、Ｎｚ係数が１．０の位相板４を用い
た場合及び位相板４を用いない場合を示すものである。
（極角）であり、縦軸はｎｍで表した位相差変化量であ
り、Ｎｚ係数が０．０の第１位相板及びＮｚ係数が１．
０の第２位相板を用いた場合、Ｎｚ係数が０．０の位相
板４を用いた場合、Ｎｚ係数が１．０の位相板４を用い
た場合及び位相板４を用いない場合を示すものである。
【０１０１】図１３に示されるように、位相差変化量
は、第１位相板及び第２位相板を用いた場合が最も少な
く、Ｎｚ係数が０．０の位相板４を用いた場合がそれに
続いて少なく、Ｎｚ係数が１．０の位相板４を用いた場
合が３番目に少なく、位相板４を用いない場合が最も多
くなっており、これらの結果から、第１位相板及び第２
位相板を用いた場合に最も高いコントラスト比が得られ
る。
は、第１位相板及び第２位相板を用いた場合が最も少な
く、Ｎｚ係数が０．０の位相板４を用いた場合がそれに
続いて少なく、Ｎｚ係数が１．０の位相板４を用いた場
合が３番目に少なく、位相板４を用いない場合が最も多
くなっており、これらの結果から、第１位相板及び第２
位相板を用いた場合に最も高いコントラスト比が得られ
る。
【０１０２】第４の実施の形態の液晶表示装置において
は、第１位相板のリタデーションを４３０ｎｍにし、第
２位相板のリタデーションを１３０ｎｍにしている。こ
の場合、第１位相板のリタデーションと第２位相板のリ
タデーションとの差は３００ｎｍであり、第３の実施の
形態の液晶表示装置と同じになっている。そして、第４
の実施の形態の液晶表示装置においては、コントラスト
比を測定したところ、３６：１が得られた。
は、第１位相板のリタデーションを４３０ｎｍにし、第
２位相板のリタデーションを１３０ｎｍにしている。こ
の場合、第１位相板のリタデーションと第２位相板のリ
タデーションとの差は３００ｎｍであり、第３の実施の
形態の液晶表示装置と同じになっている。そして、第４
の実施の形態の液晶表示装置においては、コントラスト
比を測定したところ、３６：１が得られた。
【０１０３】このように、第４の実施の形態の液晶表示
装置は、位相板４を第１位相板と第２位相板の積層体に
よって構成し、それらのリタデーションを最適化して、
視角変動に伴う位相差変動をより低減したことにより、
３６：１という高いコントラスト比を得ることができた
ものである。
装置は、位相板４を第１位相板と第２位相板の積層体に
よって構成し、それらのリタデーションを最適化して、
視角変動に伴う位相差変動をより低減したことにより、
３６：１という高いコントラスト比を得ることができた
ものである。
【０１０４】続いて、本発明の第５の実施の形態におい
ては、図４及び図５に示されている高コントラストを与
える解の分布領域を示すＡ群乃至Ｅ群の中のＤ群の解を
選択している。
ては、図４及び図５に示されている高コントラストを与
える解の分布領域を示すＡ群乃至Ｅ群の中のＤ群の解を
選択している。
【０１０５】ここで、図１８は、Ｄ群の解における液晶
層リタデーションと位相板リタデーションとの関係を示
す特性図であり、図１９は、同じくＤ群の解における偏
光板吸収軸方位角と位相板遅相軸方位角との関係を示す
特性図である。
層リタデーションと位相板リタデーションとの関係を示
す特性図であり、図１９は、同じくＤ群の解における偏
光板吸収軸方位角と位相板遅相軸方位角との関係を示す
特性図である。
【０１０６】図１８において、横軸はｎｍで表した液晶
層リタデーションであり、縦軸はｎｍで表した位相板リ
タデーションである。また、図１９において、横軸は度
で表した位相板遅相軸方位角であり、縦軸は度で表した
偏光板吸収軸方位角である。
層リタデーションであり、縦軸はｎｍで表した位相板リ
タデーションである。また、図１９において、横軸は度
で表した位相板遅相軸方位角であり、縦軸は度で表した
偏光板吸収軸方位角である。
【０１０７】この第５の実施の形態においては、図１８
に示されるように、液晶層３のリタデーションを２００
ｎｍ乃至３１０ｎｍの範囲内とし、位相板４のリタデー
ションを３２０ｎｍ乃至４６０ｎｍの範囲内とし、同時
に、図１９に示されるように、位相板４の遅相軸方位角
を１０５度乃至１４５度の範囲内とし、偏光板５の吸収
軸方位角を２５度乃至６５度の範囲内として、解を満た
す組み合わせの選択設定を行っている。
に示されるように、液晶層３のリタデーションを２００
ｎｍ乃至３１０ｎｍの範囲内とし、位相板４のリタデー
ションを３２０ｎｍ乃至４６０ｎｍの範囲内とし、同時
に、図１９に示されるように、位相板４の遅相軸方位角
を１０５度乃至１４５度の範囲内とし、偏光板５の吸収
軸方位角を２５度乃至６５度の範囲内として、解を満た
す組み合わせの選択設定を行っている。
【０１０８】また、第５の実施の形態においては、Ｄ群
の解を選択したので、液晶層３、位相板４、偏光板５の
各光学パラメータは、次のように選定した。図４に示す
特性図から、液晶層厚と液晶材料の複屈折との積を２５
５ｎｍにし、液晶層３のツイスト角を７５度に選定し
た。また、図５に示す特性図から、位相板４のリタデー
ションを３６０ｎｍにし、図１９に示す特性図から、位
相板４の遅相軸方位角を１２５度にし、偏光板５の吸収
軸方位角を４１度に選定した。
の解を選択したので、液晶層３、位相板４、偏光板５の
各光学パラメータは、次のように選定した。図４に示す
特性図から、液晶層厚と液晶材料の複屈折との積を２５
５ｎｍにし、液晶層３のツイスト角を７５度に選定し
た。また、図５に示す特性図から、位相板４のリタデー
ションを３６０ｎｍにし、図１９に示す特性図から、位
相板４の遅相軸方位角を１２５度にし、偏光板５の吸収
軸方位角を４１度に選定した。
【０１０９】さらに、第５の実施の形態においては、液
晶層３のツイスト角を７５度に選定しているものである
ので、図６に示される特性図においては、ツイスト角が
７５度である直線に着目した。この直線において、２
０：１のコントラスト比が得られる凹凸の高さと液晶材
料の複屈折との積を求めると、凹凸の高さと液晶材料の
複屈折との積は７４ｎｍ以下になるので、ここでは凹凸
の高さと液晶材料の複屈折との積を７４ｎｍ以下にして
いる。この場合、液晶材料として複屈折が０．０７３の
ものを用いたとすれば、許容される凹凸の高さは１．０
１μｍになるので、それより低い０．５μｍにしてい
る。
晶層３のツイスト角を７５度に選定しているものである
ので、図６に示される特性図においては、ツイスト角が
７５度である直線に着目した。この直線において、２
０：１のコントラスト比が得られる凹凸の高さと液晶材
料の複屈折との積を求めると、凹凸の高さと液晶材料の
複屈折との積は７４ｎｍ以下になるので、ここでは凹凸
の高さと液晶材料の複屈折との積を７４ｎｍ以下にして
いる。この場合、液晶材料として複屈折が０．０７３の
ものを用いたとすれば、許容される凹凸の高さは１．０
１μｍになるので、それより低い０．５μｍにしてい
る。
【０１１０】このようにして得られた第５の実施の形態
の反射型液晶表示装置について評価を行ったところ、ノ
ーマリクローズ型の表示特性が得られ、反射率の最大値
は２４．８％であり、コントラスト比は３２：１になっ
ている。
の反射型液晶表示装置について評価を行ったところ、ノ
ーマリクローズ型の表示特性が得られ、反射率の最大値
は２４．８％であり、コントラスト比は３２：１になっ
ている。
【０１１１】ちなみに、第５の実施の形態の反射型液晶
表示装置においては、光拡散性反射電極１３の凹凸の高
さの許容値が１．０１μｍ以下であるが、凹凸の高さを
その許容値以外の値、例えば凹凸の高さを１．５μｍに
設定したものについて表示特性の評価を行ったところ、
コントラスト比が１１：１に低下していた。このよう
に、光拡散性反射電極１３の凹凸の高さを許容値内に収
めなければ、高いコントラスト比が得られないことが判
る。
表示装置においては、光拡散性反射電極１３の凹凸の高
さの許容値が１．０１μｍ以下であるが、凹凸の高さを
その許容値以外の値、例えば凹凸の高さを１．５μｍに
設定したものについて表示特性の評価を行ったところ、
コントラスト比が１１：１に低下していた。このよう
に、光拡散性反射電極１３の凹凸の高さを許容値内に収
めなければ、高いコントラスト比が得られないことが判
る。
【０１１２】続く、本発明の第６の実施の形態において
は、図４及び図５に示されている高コントラストを与え
る解の分布領域を示すＡ群乃至Ｅ群の中のＥ群の解を選
択している。
は、図４及び図５に示されている高コントラストを与え
る解の分布領域を示すＡ群乃至Ｅ群の中のＥ群の解を選
択している。
【０１１３】ここで、図２０は、Ｅ群の解における液晶
層リタデーションと位相板リタデーションとの関係を示
す特性図であり、図２１は、同じくＥ群の解における偏
光板吸収軸方位角と位相板遅相軸方位角との関係を示す
特性図である。
層リタデーションと位相板リタデーションとの関係を示
す特性図であり、図２１は、同じくＥ群の解における偏
光板吸収軸方位角と位相板遅相軸方位角との関係を示す
特性図である。
【０１１４】図２０において、横軸はｎｍで表した液晶
層リタデーションであり、縦軸はｎｍで表した位相板リ
タデーションである。また、図２１において、横軸は度
で表した位相板遅相軸方位角であり、縦軸は度で表した
偏光板吸収軸方位角である。
層リタデーションであり、縦軸はｎｍで表した位相板リ
タデーションである。また、図２１において、横軸は度
で表した位相板遅相軸方位角であり、縦軸は度で表した
偏光板吸収軸方位角である。
【０１１５】この第６の実施の形態においては、図２０
に示されるように、液晶層３のリタデーションを２００
ｎｍ乃至３７０ｎｍの範囲内とし、位相板４のリタデー
ションを１０ｎｍ乃至２４０ｎｍの範囲内とし、同時
に、図２１に示されるように、位相板４の遅相軸方位角
を９５度乃至１８０度の範囲内とし、偏光板５の吸収軸
方位角を０度乃至２５度の範囲内、及び、１６０度乃至
１８０度の範囲内として、解を満たす組み合わせの選択
設定を行っている。
に示されるように、液晶層３のリタデーションを２００
ｎｍ乃至３７０ｎｍの範囲内とし、位相板４のリタデー
ションを１０ｎｍ乃至２４０ｎｍの範囲内とし、同時
に、図２１に示されるように、位相板４の遅相軸方位角
を９５度乃至１８０度の範囲内とし、偏光板５の吸収軸
方位角を０度乃至２５度の範囲内、及び、１６０度乃至
１８０度の範囲内として、解を満たす組み合わせの選択
設定を行っている。
【０１１６】また、第６の実施の形態においては、Ｅ群
の解を選択したので、液晶層３、位相板４、偏光板５の
各光学パラメータは、次のように選定した。図４に示す
特性図から、液晶層厚と液晶材料の複屈折との積を２９
０ｎｍにし、液晶層３のツイスト角を９０度に選定し
た。また、図５に示す特性図から、位相板４のリタデー
ションを１３０ｎｍにし、図２１に示す特性図から、位
相板４の遅相軸方位角を１３０度にし、偏光板５の吸収
軸方位角を２２度に選定した。
の解を選択したので、液晶層３、位相板４、偏光板５の
各光学パラメータは、次のように選定した。図４に示す
特性図から、液晶層厚と液晶材料の複屈折との積を２９
０ｎｍにし、液晶層３のツイスト角を９０度に選定し
た。また、図５に示す特性図から、位相板４のリタデー
ションを１３０ｎｍにし、図２１に示す特性図から、位
相板４の遅相軸方位角を１３０度にし、偏光板５の吸収
軸方位角を２２度に選定した。
【０１１７】さらに、第６の実施の形態においては、液
晶層３のツイスト角を９０度に選定しているものである
が、図６に示される特性図においては、ツイスト角が７
５度である直線に着目した。この直線において、２０：
１のコントラスト比が得られる凹凸の高さと液晶材料の
複屈折との積を求めると、凹凸の高さと液晶材料の複屈
折との積は７４ｎｍ以下になるので、ここでは凹凸の高
さと液晶材料の複屈折との積を７４ｎｍ以下にしてい
る。この場合、液晶材料として複屈折が０．０７３のも
のを用いたとすれば、許容される凹凸の高さは１．０１
μｍになるので、それより低い０．５μｍにしている。
晶層３のツイスト角を９０度に選定しているものである
が、図６に示される特性図においては、ツイスト角が７
５度である直線に着目した。この直線において、２０：
１のコントラスト比が得られる凹凸の高さと液晶材料の
複屈折との積を求めると、凹凸の高さと液晶材料の複屈
折との積は７４ｎｍ以下になるので、ここでは凹凸の高
さと液晶材料の複屈折との積を７４ｎｍ以下にしてい
る。この場合、液晶材料として複屈折が０．０７３のも
のを用いたとすれば、許容される凹凸の高さは１．０１
μｍになるので、それより低い０．５μｍにしている。
【０１１８】このようにして得られた第５の実施の形態
の反射型液晶表示装置について評価を行ったところ、ノ
ーマリクローズ型の表示特性が得られ、反射率の最大値
は２４．８％であり、コントラスト比は２５：１になっ
ている。
の反射型液晶表示装置について評価を行ったところ、ノ
ーマリクローズ型の表示特性が得られ、反射率の最大値
は２４．８％であり、コントラスト比は２５：１になっ
ている。
【０１１９】ちなみに、第６の実施の形態の反射型液晶
表示装置においては、光拡散性反射電極１３の凹凸の高
さの許容値が１．０１μｍ以下であるが、凹凸の高さを
その許容値以外の値、例えば凹凸の高さを１．５μｍに
設定したものについて表示特性の評価を行ったところ、
コントラスト比が１２：１に低下していた。このよう
に、光拡散性反射電極１３の凹凸の高さを許容値内に収
めなければ、高いコントラスト比が得られないことが判
る。
表示装置においては、光拡散性反射電極１３の凹凸の高
さの許容値が１．０１μｍ以下であるが、凹凸の高さを
その許容値以外の値、例えば凹凸の高さを１．５μｍに
設定したものについて表示特性の評価を行ったところ、
コントラスト比が１２：１に低下していた。このよう
に、光拡散性反射電極１３の凹凸の高さを許容値内に収
めなければ、高いコントラスト比が得られないことが判
る。
【０１２０】
【発明の効果】このように、本発明の液晶表示装置によ
れば、液晶層の特性と光拡散性反射電極の凹凸形状とし
て、液晶層のツイスト角の範囲、及び、光拡散性反射電
極の凹凸の高さと液晶層の複屈折の積をそれぞれ前述の
ような範囲に選択したことにより、高コントラスト比を
有する良好な液晶表示を行うことができる液晶表示装置
が得られるという効果があり、この液晶表示装置を携帯
型情報機器等に搭載すれば、携帯型情報機器等の使用範
囲を周囲の明るさに殆ど依存しない範囲に拡大させるこ
とができるという効果もある。
れば、液晶層の特性と光拡散性反射電極の凹凸形状とし
て、液晶層のツイスト角の範囲、及び、光拡散性反射電
極の凹凸の高さと液晶層の複屈折の積をそれぞれ前述の
ような範囲に選択したことにより、高コントラスト比を
有する良好な液晶表示を行うことができる液晶表示装置
が得られるという効果があり、この液晶表示装置を携帯
型情報機器等に搭載すれば、携帯型情報機器等の使用範
囲を周囲の明るさに殆ど依存しない範囲に拡大させるこ
とができるという効果もある。
【図１】本発明による液晶表示装置の実施の形態に係わ
るもので、液晶表示装置の構成を示す断面図である。
るもので、液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】液晶層のツイスト角と液晶層厚変動に伴う位相
差変動との関係を示す特性図である。
差変動との関係を示す特性図である。
【図３】液晶層への印加電圧と、視角変動に伴う位相差
変動及び液晶層厚変動に伴う位相差変動との関係を示す
特性図である。
変動及び液晶層厚変動に伴う位相差変動との関係を示す
特性図である。
【図４】液晶層のリタデーションとツイスト角との関係
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図５】位相板のリタデーションと液晶層のツイスト角
との関係を示す特性図である。
との関係を示す特性図である。
【図６】光拡散性反射電極の凹凸の高さと液晶材料の複
屈折の積と、コントラスト比との関係を示す特性図であ
る。
屈折の積と、コントラスト比との関係を示す特性図であ
る。
【図７】Ｃ群の解における液晶層リタデーションと位相
板リタデーションとの関係を示す特性図である。
板リタデーションとの関係を示す特性図である。
【図８】Ｃ群の解における偏光板吸収軸方位角と位相板
遅相軸方位角との関係を示す特性図である。
遅相軸方位角との関係を示す特性図である。
【図９】第１の実施の形態の反射型液晶表示装置の評価
を示すもので、液晶層への印加電圧と反射率との関係を
示す特性図である。
を示すもので、液晶層への印加電圧と反射率との関係を
示す特性図である。
【図１０】第１の実施の形態の反射型液晶表示装置にお
ける位相板のＮｚ係数とコントラスト比との関係を示す
特性図である。
ける位相板のＮｚ係数とコントラスト比との関係を示す
特性図である。
【図１１】Ｎｚ係数が１．０の液晶層とＮｚ係数が０．
０の位相板とを組み合わせたときの特性図である。
０の位相板とを組み合わせたときの特性図である。
【図１２】視角（極角）の変化と位相差変化量との関係
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図１３】第４の実施の形態の反射型液晶表示装置にお
ける視角（極角）の変化と位相差変化量との関係を示す
特性図である。
ける視角（極角）の変化と位相差変化量との関係を示す
特性図である。
【図１４】Ａ群の解における液晶層リタデーションと位
相板リタデーションとの関係を示す特性図である。
相板リタデーションとの関係を示す特性図である。
【図１５】Ａ群の解における偏光板吸収軸方位角と位相
板遅相軸方位角との関係を示す特性図である。
板遅相軸方位角との関係を示す特性図である。
【図１６】Ｂ群の解における液晶層リタデーションと位
相板リタデーションとの関係を示す特性図である。
相板リタデーションとの関係を示す特性図である。
【図１７】Ｂ群の解における偏光板吸収軸方位角と位相
板遅相軸方位角との関係を示す特性図である。
板遅相軸方位角との関係を示す特性図である。
【図１８】Ｄ群の解における液晶層リタデーションと位
相板リタデーションとの関係を示す特性図である。
相板リタデーションとの関係を示す特性図である。
【図１９】Ｄ群の解における偏光板吸収軸方位角と位相
板遅相軸方位角との関係を示す特性図である。
板遅相軸方位角との関係を示す特性図である。
【図２０】Ｅ群の解における液晶層リタデーションと位
相板リタデーションとの関係を示す特性図である。
相板リタデーションとの関係を示す特性図である。
【図２１】Ｅ群の解における偏光板吸収軸方位角と位相
板遅相軸方位角との関係を示す特性図である。
板遅相軸方位角との関係を示す特性図である。
【図２２】第１位相板と第２位相板及び液晶層における
屈折率楕円体の配置状態を示す説明図である。
屈折率楕円体の配置状態を示す説明図である。
１ 上側基板 ２ 下側基板 ３ 液晶層 ４ 位相板 ５ 偏光板 ６ カラーフィルタ ７ ブラックマトリクス ８ 平坦化層 ９ 共通電極 １０ 第１配向膜 １１ 第１絶縁膜 １２ 第２絶縁膜 １３ 光拡散性反射電極 １４ 凹凸形成層 １５ 第２配向膜 １６ 薄膜トランジスタ １７ スルーホール
Claims (9)
- 【請求項１】 一面に共通電極を形成し、他面に位相板
及び偏光板を配置した上側基板と、直交配置した複数の
信号線及び複数の走査線、前記複数の信号線と複数の走
査線の各交差領域に配置した能動素子、複数の凹凸を有
し、前記各能動素子に接続された光拡散性反射電極をそ
れぞれ形成した下側基板と、前記上側基板と前記下側基
板間に挟持した液晶層と、前記共通電極と前記複数の信
号線と前記複数の走査線にそれぞれ接続された駆動部と
を備え、前記液晶層がノーマリクローズ表示を行う反射
型液晶表示装置であって、前記液晶層は、４０度乃至６
５度の範囲内のツイスト角を有し、前記ツイスト角が４
０度のときに前記光拡散性反射電極の凹凸の高さと前記
液晶層の複屈折の積が１０ｎｍ乃至５３ｎｍの範囲内に
あることを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 【請求項２】 前記液晶層は２００ｎｍ乃至３５０ｎｍ
の範囲内のリタデーションを有し、前記位相板は２８０
ｎｍ乃至４７０ｎｍの範囲内のリタデーションと３０度
乃至７５度の範囲内の遅相軸方位角とを有し、前記偏光
板は３０度乃至９０度の範囲内の吸収軸方位角を有して
いることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示
装置。 - 【請求項３】 前記位相板は０．０のＮｚ係数を有して
いることを特徴とする請求項２に記載の反射型液晶表示
装置。 - 【請求項４】 前記液晶層は４５度乃至５０度の範囲内
のツイスト角と３８０ｎｍ乃至４５０ｎｍの範囲内のリ
タデーションとを有し、前記位相板は２８０ｎｍ乃至３
４０ｎｍの範囲内のリタデーションと５度乃至５０度の
範囲内の遅相軸方位角とを有し、前記偏光板は０度乃至
１０度の範囲内及び１２５度乃至１８０度の範囲内の吸
収軸方位角を有していることを特徴とする請求項１に記
載の反射型液晶表示装置。 - 【請求項５】 一面に共通電極を形成し、他面に位相板
及び偏光板を配置した上側基板と、直交配置した複数の
信号線及び複数の走査線、前記複数の信号線と複数の走
査線の各交差領域に配置した能動素子、複数の凹凸を有
し、前記各能動素子に接続された光拡散性反射電極をそ
れぞれ形成した下側基板と、前記上側基板と前記下側基
板間に挟持した液晶層と、前記共通電極と前記複数の信
号線と前記複数の走査線にそれぞれ接続された駆動部と
を備え、前記液晶層がノーマリクローズ表示を行う反射
型液晶表示装置であって、前記液晶層は７５度乃至１２
０度の範囲内のツイスト角を有し、前記ツイスト角が７
５度のときに前記光拡散性反射電極の凹凸の高さと前記
液晶層の複屈折の積が１０ｎｍ乃至７４ｎｍの範囲内に
あることを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 【請求項６】 前記液晶層は２００ｎｍ乃至３１０ｎｍ
の範囲内のリタデーションを有し、前記位相板は３２０
ｎｍ乃至４６０ｎｍの範囲内のリタデーションと１０５
度乃至１４５度の範囲内の遅相軸方位角とを有し、前記
偏光板は２５度乃至６５度の範囲内の吸収軸方位角を有
していることを特徴とする請求項５に記載の反射型液晶
表示装置。 - 【請求項７】 前記液晶層は７５度乃至８０度の範囲内
のツイスト角と２００ｎｍ乃至３１０ｎｍの範囲内のリ
タデーションとを有し、前記位相板は３２０ｎｍ乃至４
６０ｎｍの範囲内のリタデーションと１０５度乃至１４
５度の範囲内の遅相軸方位角とを有し、前記偏光板は２
５度乃至６５度の範囲内の吸収軸方位角を有しているこ
とを特徴とする請求項５に記載の反射型液晶表示装置。 - 【請求項８】 一面に共通電極を形成し、他面に位相板
及び偏光板を配置した上側基板と、直交配置した複数の
信号線及び複数の走査線、前記複数の信号線と複数の走
査線の各交差領域に配置した能動素子、複数の凹凸を有
し、前記各能動素子に接続された光拡散性反射電極をそ
れぞれ形成した下側基板と、前記上側基板と前記下側基
板間に挟持した液晶層と、前記共通電極と前記複数の信
号線と前記複数の走査線にそれぞれ接続された駆動部と
を備え、前記液晶層がノーマリクローズ表示を行う反射
型液晶表示装置であって、前記液晶層は０度乃至３０度
の範囲内のツイスト角を有し、前記光拡散性反射電極の
凹凸の高さと前記液晶層の複屈折の積が１０ｎｍ乃至３
２ｎｍの範囲内にあることを特徴とする反射型液晶表示
装置。 - 【請求項９】 前記液晶層は２００ｎｍ乃至３７０ｎｍ
の範囲内のリタデーションを有し、前記位相板は１０ｎ
ｍ乃至２４０ｎｍの範囲内のリタデーションと９５度乃
至１７５度の範囲内の遅相軸方位角とを有し、前記偏光
板は０度乃至２５度及び１６５度乃至１８０度の範囲内
の吸収軸方位角を有していることを特徴とする請求項８
に記載の反射型液晶表示装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001007712A JP4088042B2 (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 液晶表示装置 |
| US09/930,208 US20020093620A1 (en) | 2001-01-16 | 2001-08-16 | Liquid crystal display device |
| TW090120396A TWI306964B (en) | 2001-01-16 | 2001-08-20 | Liquid crystal display device and method of fabricating the same |
| CNB01140633XA CN100351679C (zh) | 2001-01-16 | 2001-09-19 | 液晶显示装置 |
| KR10-2001-0058256A KR100391241B1 (ko) | 2001-01-16 | 2001-09-20 | 액정 표시 장치 |
| US11/476,212 US7773191B2 (en) | 2001-01-16 | 2006-06-28 | Reflective liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer having a twist angle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001007712A JP4088042B2 (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 液晶表示装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002214608A true JP2002214608A (ja) | 2002-07-31 |
| JP2002214608A5 JP2002214608A5 (ja) | 2004-12-02 |
| JP4088042B2 JP4088042B2 (ja) | 2008-05-21 |
Family
ID=18875430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001007712A Expired - Fee Related JP4088042B2 (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 液晶表示装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20020093620A1 (ja) |
| JP (1) | JP4088042B2 (ja) |
| KR (1) | KR100391241B1 (ja) |
| CN (1) | CN100351679C (ja) |
| TW (1) | TWI306964B (ja) |
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