JP2002214609A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バックライト点灯時は透過型ディスプレイと
して、バックライト非点灯時は反射型ディスプレイとし
て機能するいわゆる半透過型液晶表示装置であって、液
晶セルの液晶の複屈折作用を光学的に補償することによ
り、コントラストが高く、表示の不自然な着色がほとん
ど無く、且つ明るい高品位の表示を実現するものを提供
する。 【解決手段】 表示側から見て順に、表示側偏光板、液
晶セル、背面側偏光板、半透過反射板、およびバックラ
イトを備え、表示側偏光板または背面側偏光板と液晶セ
ルとのどちらか一方の間にねじれ位相差板を備えた液晶
表示装置であって、ねじれ位相差板の遅相軸のねじれ方
向を、液晶セルの液晶分子のねじれ方向と逆向きとし、
さらにねじれ位相差板の遅相軸のねじれ角を、液晶セル
の液晶分子のねじれ角より１０°〜８０°小さくするこ
とにより、液晶セルの液晶の複屈折作用を光学的に補償
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関す
るものであり、特に半透過型液晶表示装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半透過型液晶表示装置に用いる液晶セル
としては、内面に透明電極を設けた透明基板間に、ねじ
れ角が１８０°〜２７０°となるようにねじれネマチッ
ク配向させた液晶を挟持するＳＴＮ（スーパーツイステ
ッドネマチック）型と呼ばれるものが広く用いられてい
る。この種の液晶セルを用いる液晶表示装置は、液晶の
複屈折作用によって表示が不自然に着色するという問題
をもっている。一般に、一対の偏光板に挟まれたＳＴＮ
型液晶セルに白色光が入射すると、一方の（背面側の）
偏光板により直線偏光に変換された光は、液晶セルの液
晶層の複屈折作用により、液晶層の屈折率異方性と層
厚、および配向のねじれ角の大きさで決まるある波長の
光のみは直線偏光状態を保持し、他の波長の光は楕円率
や楕円方位角が波長によって異なる楕円偏光状態となっ
て伝播する。このため、他方の（表示側の）偏光板を通
して最終的に透過してきた光のスペクトルは、液晶セル
の液晶分子の配向方向に対する表示側偏光板の透過軸方
向と背面側偏光板の透過軸方向に応じて、入射白色光の
スペクトルとは異なる分布、すなわち着色を示すことに
なる。

【０００３】液晶表示装置において表示が不自然に着色
することは、白黒用ディスプレイでは白表示と黒表示の
色づき、明るさの低下、およびコントラストの低下を引
き起こし、また、カラー用ディスプレイでは、これらの
問題に加えて、さらに各表示色の純度の低下を招くた
め、大きく表示品位を低下させる原因となる。この不自
然な着色を解消するために、従来、ＳＴＮ型液晶セルの
液晶と同じ種類の液晶を一対の透明基板間に挟持し液晶
セルと同じねじれ角で逆向きのねじれとなるようにねじ
れネマチック配向させた補償用セルを、表示側偏光板と
液晶セル間に挿入するＤ（ダブル）―ＳＴＮ方式、ある
いは、表示側偏光板と液晶セル間に一軸性位相差板を挿
入するＦ（フィルム）―ＳＴＮ方式が提案され、実用化
されてきた。

【０００４】しかしながら、Ｄ−ＳＴＮ方式は、表示装
置を重く、分厚いものにするのみならず、製造コストも
高いという問題を持っている。一方、Ｆ−ＳＴＮ方式
は、Ｄ−ＳＴＮ方式の欠点を克服している反面、その補
償効果は十分とはいえない。これは、ＳＴＮ型液晶セル
内の液晶層がねじれた内部構造によって旋光分散性を有
するのに対して、一軸性位相差板はねじれた内部構造を
持っていないために旋光分散性が無く、ＳＴＮ型液晶セ
ルの液晶層の旋光分散性を補償することが不可能なため
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
解消するものであり、ＳＴＮ型液晶セルを用い、バック
ライト点灯時は透過型ディスプレイとして、バックライ
ト非点灯時は反射型ディスプレイとして機能するいわゆ
る半透過型液晶表示装置であって、前記液晶セルの液晶
の複屈折作用を光学的に補償することにより、コントラ
ストが高く、表示の不自然な着色がほとんど無く、且つ
明るい高品位の表示を実現するものを提供することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の第一
は、表示側から見て順に、表示側偏光板、内面に透明電
極を設けた透明基板間にねじれネマチック配向させた液
晶を挟持する液晶セル、背面側偏光板、半透過反射板、
およびバックライトを備え、表示側偏光板または背面側
偏光板と前記液晶セルとのどちらか一方の間に位相差板
を備えた液晶表示装置であって、前記位相差板がねじれ
位相差板であり、且つその遅相軸のねじれ方向が前記液
晶セルの液晶分子のねじれ方向と逆向きであり、さらに
前記ねじれ位相差板の遅相軸のねじれ角が、前記液晶セ
ルの液晶分子のねじれ角より１０°〜８０°小さいこと
を特徴とする液晶表示装置に関する。さらに本発明の第
二は、前記の発明の第一において、前記ねじれ位相差板
の屈折率異方性とその厚さとの積で定義されるリタデー
ションの値が、前記液晶セルの液晶の屈折率異方性とそ
の液晶層の厚さとの積で定義されるリタデーションの値
の０．６５〜０．８５倍であることを特徴とする液晶表
示装置に関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。
本発明は、液晶表示装置に用いる液晶セルと、表示側偏
光板または背面側偏光板とのどちらか一方の間に、遅相
軸のねじれ方向が、前記液晶セルにおける液晶分子のね
じれ方向と逆向きであるねじれ位相差板を設置し、且つ
該ねじれ位相差板のねじれ角とリタデーションを前記液
晶セルの液晶層のねじれ角とリタデーションに対して適
確に調整することにより、前記液晶セルの液晶層の複屈
折作用を光学的に補償し、前記の表示の不自然な着色を
ほとんど解消し、高コントラストで且つ明るい表示を実
現することを可能としたものである。本発明の液晶表示
装置では、液晶セルと、表示側偏光板または背面側偏光
板とのどちらか一方の間に、遅相軸のねじれ方向が、前
記液晶セルの液晶分子のねじれ方向と逆向きであるねじ
れ位相差板を設置することにより、前記液晶セルの液晶
の複屈折作用を光学的に補償し、前記の表示の不自然な
着色をほとんど解消することができ、その効果は、特に
前記液晶セルの液晶のねじれネマチック配向のねじれ角
が１８０°〜２７０°であるＳＴＮ型液晶セルであると
きが顕著である。

【０００８】ここで本発明を構成する液晶セルは、内面
に透明電極を設けた一対の透明基板及びその間に挿入さ
れた液晶物質の層を有する。前記透明基板としては、前
記液晶物質を特定の配向方向に配向させるものを用いる
ことができる。具体的には、透明基板自体が前記液晶物
質を配向させる性質を有している透明基板又は液晶物質
を配向させる性質を有する配向膜等を設けた透明基板が
いずれも使用可能である。このような特定の配向方向を
有する透明基板２枚を、その配向方向が捩れた関係にな
るよう保持し、その透明基板の間に液晶物質の層を形成
させることにより、前記液晶物質の層に、特定のねじれ
角を与えることができる。また液晶セルの電極は、通
常、液晶物質の層が接する前記透明基板の面上に設ける
ことができ、配向膜を有する透明基板を用いた場合は、
透明基板と配向膜との間に設けることができる。前記液
晶物質としては、通常ＳＴＮ型液晶表示素子に用いられ
る各種のもの等を用いることができる。

【０００９】本発明において、発明の効果を実現するた
めには、前記ねじれ位相差板の遅相軸のねじれ角が、前
記ＳＴＮ型液晶セルの液晶分子のねじれ角よりも１０°
〜８０°小さいことが必要であり、好ましくは２０°〜
７０°、さらに好ましくは４５°〜６５°小さいことが
望ましい。また、前記ねじれ位相差板の屈折率異方性と
その厚さとの積で定義されるリタデーションの値が、前
記ＳＴＮ型液晶セルの液晶層のリタデーションの値の
０．６５〜０．８５倍、好ましくは０．６９〜０．８４
倍、さらに好ましくは０．７４〜０．８４倍であること
が望ましい。

【００１０】また、前記ＳＴＮ型液晶セルと前記ねじれ
位相差板を貼合する場合は、前記ねじれ位相差板の液晶
セル側の遅相軸方向が、前記液晶セルの表示側基板の近
傍における液晶分子の配向方向に対して該液晶セルの液
晶のねじれ方向と同方向に７０°〜１１０°の角度範囲
内ずらした向きとなることが好ましい。さらには、前記
表示側偏光板の透過軸の向きは、前記ねじれ位相差板の
表示側における遅相軸の向きに対して該ねじれ位相差板
の遅相軸のねじれ方向と同方向に通常３５°〜５５°、
好ましくは３５°〜５０°、さらに好ましくは４０°〜
５０°の角度範囲内ずらした向きとなるようにし、か
つ、背面側偏光板の透過軸の向きは前記ＳＴＮ型液晶セ
ルの背面側基板の近傍における液晶分子配向方向に対し
て該液晶セルの液晶のねじれ方向と逆方向に通常３５°
〜５５°、好ましくは４０°〜５５°、さらに好ましく
は４０°〜５０°の角度範囲内ずらした向きとなるよう
に配置することが好ましい。

【００１１】ここで本発明を構成するねじれ位相差板と
は、光学異方軸を有し、且つその一方の面から他方の面
にかけて遅相軸がねじれた構造を有するものである。従
って、ここでいうねじれ位相差板は光学的に異方性を持
った複数の層を、それぞれの遅相軸が連続的にねじれる
ように多層重ね合わせたものと同等の特性を有し、通常
のＳＴＮ液晶セル等と同様に、ねじれ角を有する。

【００１２】前記ねじれ位相差板としては、液晶フィル
ム、又は延伸フィルム等の光学フィルムの積層体等を使
用することができる。前記液晶フィルムとは、１枚のフ
ィルム内で遅相軸が連続的にねじれた構造を有するフィ
ルムを意味する。この液晶フィルムは、一般的には、ね
じれ特性を有する液晶材料をフィルム化することにより
得ることができる。このような液晶フィルムは、ネマチ
ック液晶性を示す液晶材料をねじれネマチック配向させ
た後、その配向構造を、例えば光架橋、熱架橋により固
定化するといった方法や、冷却することでガラス状態と
して固定化するといった方法で得ることができる。

【００１３】前記の液晶材料としては、ネマチック液晶
性を示す液晶材料であれば特に制限されず、各種の低分
子液晶物質、高分子液晶物質、またはこれらの混合物を
当該材料とすることができる。液晶物質の分子形状は、
棒状であるか円盤状であるかを問わず、例えば、ディス
コチックネマチック液晶性を示すディスコチック液晶も
使用することができる。さらにこれらの混合物を液晶材
料として使用する際には、当該材料で最終的に所望のね
じれ構造を形成することができ、しかも、その配向構造
を固定化できるものであれば、当該材料の組成や組成比
等に何ら制限はない。例えば、単独もしくは複数種の低
分子および／または高分子の液晶物質と、単独もしくは
複数種の低分子および／または高分子の非液晶性物質や
各種添加剤とからなる混合物を液晶材料として使用する
こともできる。

【００１４】低分子の液晶物質としては、シッフ塩基
系、ビフェニル系、ターフェニル系、エステル系、チオ
エステル系、スチルベン系、トラン系、アゾキシ系、ア
ゾ系、フェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系、シク
ロヘキシルシクロヘキサン系、トリメシン酸系、トリフ
ェニレン系、トルクセン系、フタロシアニン系、ポルフ
ィリン系分子骨格を有する低分子液晶化合物、またはこ
れらの化合物の混合物等が挙げられる。

【００１５】高分子の液晶物質としては、各種の主鎖型
高分子液晶物質、側鎖型高分子液晶物質、またはこれら
の混合物等を用いることができる。主鎖型高分子液晶物
質としては、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリカー
ボネート系、ポリイミド系、ポリウレタン系、ポリベン
ズイミダゾール系、ポリベンズオキサゾール系、ポリベ
ンズチアゾール系、ポリアゾメチン系、ポリエステルア
ミド系、ポリエステルカーボネート系、ポリエステルイ
ミド系の高分子液晶、またはこれらの混合物等が挙げら
れる。これらの中でも液晶性を与えるメソゲン基とポリ
メチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリシロキサン等
の屈曲鎖とが交互に結合した半芳香族系ポリエステル系
高分子液晶や、屈曲鎖のない全芳香族系ポリエステル系
高分子液晶が本発明では望ましい。また、側鎖型高分子
液晶物質としては、ポリアクリレート系、ポリメタクリ
レート系、ポリビニル系、ポリシロキサン系、ポリエー
テル系、ポリマロネート系、ポリエステル系等の直鎖状
又は環状構造の骨格鎖を有する物質に側鎖としてメソゲ
ン基が結合した高分子液晶、またはこれらの混合物等が
挙げられる。これらの中でも、骨格鎖に屈曲鎖からなる
スペーサーを介して液晶性を与えるメソゲン基が結合し
た側鎖型高分子液晶や、主鎖および側鎖の両方にメソゲ
ンを有する分子構造の当該高分子液晶が本発明では望ま
しい。

【００１６】液晶材料は、ねじれネマチック配向を誘起
するために、カイラル剤が配合されているか、少なくと
も１種のカイラルな構造単位を有する各種液晶物質また
は非液晶物質が配合されていることが特に望ましい。カ
イラルな構造単位としては、例えば、光学活性な２−メ
チル−１，４−ブタンジオール、２，４−ペンタンジオ
ール、１，２−プロパンジオール、２−クロロ−１，４
−ブタンジオール、２−フルオロ−１，４−ブタンジオ
ール、２−ブロモ−１，４−ブタンジオール、２−エチ
ル−１，４−ブタンジオール、２−プロピル−１，４−
ブタンジオール、３−メチルヘキサンジオール、３−メ
チルアジピン酸、ナプロキセン誘導体、カンファー酸、
ビナフトール、メントールあるいはコレステリル基含有
構造単位またはこれらの誘導体（例えばジアセトキシ化
合物などの誘導体）から誘導される単位を利用すること
ができる。上記のカイラルな構造単位は、Ｒ体、Ｓ体の
いずれでも良く、またＲ体およびＳ体の混合物であって
も良い。なおこれら構造単位は、あくまでも例示であっ
て本発明はこれによって何ら制限されるものではない。

【００１７】液晶フィルムを調製するに際し、液晶状態
において形成した配向構造を熱架橋や光架橋で固定化す
る場合には、液晶材料中に熱または光架橋反応等によっ
て反応しうる官能基または部位を有している各種液晶物
質を配合することが望ましい。架橋反応しうる官能基と
しては、例えば、アクリル基、メタクリル基、ビニル
基、ビニルエーテル基、アリル基、アリロキシ基、グリ
シジル基等のエポキシ基、イソシアネート基、イソチオ
シアネート基、アゾ基、ジアゾ基、アジド基、ヒドロキ
シル基、カルボキシル基、低級エステル基などが挙げら
れ、特にアクリル基、メタクリル基が望ましい。また架
橋反応しうる部位としては、マレイミド、マレイン酸無
水物、ケイ皮酸およびケイ皮酸エステル、アルケン、ジ
エン、アレン、アルキン、アゾ、アゾキシ、ジスルフィ
ド、ポリスルフィドなどの分子構造を含む部位が挙げら
れる。これら架橋基および架橋反応部位は、液晶材料を
構成する各種液晶物質自身に含まれていてもよいが、架
橋性基または部位をもつ非液晶性物質を別途液晶材料に
添加しても良い。

【００１８】本発明を構成するねじれ位相差板として使
用できる他の例としては、前記液晶フィルムと同様に光
学異方軸を連続的にねじれるようにして擬似的なねじれ
構造を有した延伸フィルム等の光学フィルムの積層体を
挙げることができる。当該フィルムは、一般的には、ポ
リカーボネート系、セルロース系、ポリアリレート系、
ポリスルフォン系、ポリアクリル系、ポリエーテルスル
フォン系、ノルボルネン系、環状オレフィン系樹脂等に
代表される透明プラスチックフィルムを一軸延伸また
は、二軸延伸して形成することができる。これらフィル
ムの複数枚を、各々の遅相軸を少しずつずらし、ねじれ
角を持つように積層することによって本発明に好適なね
じれ位相差板を作製することができる。

【００１９】表示側偏光板と背面側偏光板の透過軸、ま
たは吸収軸をどのような向きにずらして貼合するかにつ
いては、前記のように透過軸で向きを規定してもよく、
または吸収軸で向きを規定してもよい。但し、一方の偏
光板の向きを透過軸で規定した場合は他方の偏光板の向
きも透過軸で規定することが必要であり、逆に一方の偏
光板の向きを吸収軸で規定した場合は、他方の偏光板の
向きも吸収軸で規定する必要がある。

【００２０】本発明で用いる表示側偏光板および背面側
偏光板は特に限定されず、液晶表示装置に通常用いられ
る偏光板を適宜使用することができる。具体的には、ポ
リビニルアルコール（ＰＶＡ）や部分アセタール化ＰＶ
ＡのようなＰＶＡ系偏光フィルム、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体の部分ケン化物等からなる親水性高分子フィ
ルムに、ヨウ素および／または２色性色素を吸着して延
伸した偏光フィルム、ＰＶＡの脱水処理物やポリ塩化ビ
ニルの脱塩酸処理物のようなポリエン配向フィルムなど
からなる偏光フィルムなどを使用することができる。前
記偏光板は、偏光フィルム単独で使用しても良いし、強
度向上、耐湿性向上、耐熱性の向上等の目的で偏光フィ
ルムの片面または両面に透明保護層等を設けたものであ
っても良い。透明保護層としては、ポリエステルやトリ
アセチルセルロース等の透明プラスチックフィルムを直
接または接着剤層を介して積層したもの、樹脂の塗布
層、アクリル系やエポキシ系等の光硬化型樹脂層などが
挙げられる。これら透明保護層を偏光フィルムの両面に
被覆する場合、両側に同じ保護層を設けても良いし、ま
た異なる保護層を設けても良い。また表示側偏光板と背
面側偏光板は、それぞれ異なる偏光フィルムからなるも
のであっても良いし、また同じ偏光フィルムからなるも
のであっても良い。

【００２１】次いで本発明を構成する半透過反射板は、
特に制限はなく、アルミニウム、銀、金、クロム、白
金、銅等の金属やそれらを含む合金、酸化マグネシウム
等の酸化物、誘電体の多層膜、又はこれらの組み合わせ
等を例示することができる。これら半透過反射板は、反
射層の厚みを制御することや、穴やスリットを設ける等
の加工を施すことで光を一部透過させるようにしたもの
が使用される。また、半透過反射板の形状は、平面であ
っても曲面であっても良く、凹凸形状など表面形状に加
工を施して拡散反射性を持たせたものであっても良い。

【００２２】また本発明の液晶表示装置には、背面側偏
光板と半透過反射板の間に更に光拡散層を設けることが
できる。特に半透過反射板が鏡面反射タイプである場合
には光拡散層を設けることが、反射表示上好ましい。こ
こでいう光拡散層とは、平行光を等方的あるいは異方的
に拡散させる性質を有するものであれば、特に制限はな
い。例えば、２種以上の領域からなり、その領域間に屈
折率差を持つものや、表面形状に凹凸を付けたものが使
用できる。前記２種以上の領域からなり、その領域間に
屈折率差をもつものとしては、マトリックス中にマトリ
ックスとは異なる屈折率を有する粒子を分散させたもの
が例示される。光拡散層はそれ自身が粘接着性を有する
ものであっても良い。光拡散層の膜厚は、特に制限され
るものではないが、通常１０μｍ以上５００μｍ以下で
あることが望ましい。また、光拡散層の全光線透過率
は、５０％以上であることが好ましく、特に７０％以上
であることが好ましい。さらに当該光拡散層のヘイズ値
は、通常１０〜９５％であり、好ましくは４０〜９０％
であり、さらに好ましくは６０〜９０％であることが望
ましい。

【００２３】本発明の液晶表示装置は、表示側偏光板、
ねじれ位相差板、液晶セル、背面側偏光板、半透過反射
板、およびバックライトを必須の構成部材として備え、
また必要に応じて光拡散層を備えることもできる。また
これらの他に、他の構成部材を備えても良い。具体的に
は、例えば、カラーフィルターをさらに備えることによ
り、色純度の高いマルチカラー又はフルカラー表示が可
能なカラー液晶表示装置とすることができる。また、他
にも必要に応じて光制御フィルム、導光板、プリズムシ
ート、反射防止層、防眩処理層、接着剤層、粘着剤層、
ハードコート層等を設けることも可能である。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例をもって具体的に説明
する。 ［実施例１］図１は、本発明の液晶表示装置の構成を示
す例である。図２は、液晶表示装置における表示側偏光
板、ねじれ位相差板、液晶セル、および背面側偏光板の
構成を示す例である。この液晶表示装置は、表示側から
見て順に，表示側偏光板１１、ねじれ位相差板２１、内
面に液晶を駆動させるための透明電極３３、３７を設け
た透明基板間３２、３８にねじれネマチック配向させた
液晶３５を挟持する液晶セル３１、背面側偏光板１２、
半透過反射板４１、およびバックライト４２を備えてい
る。液晶３５は、誘電異方性が正のネマチック液晶混合
物であり、この液晶３５の分子は、前記透明電極３３、
３７上に公知の技術によって形成された配向膜３４，３
６により、前記透明基板３２、３８の近傍における配向
方向が規制され、液晶混合物の配合によって決まる方向
に決まった角度だけねじれた（この場合は左ねじれ方向
に２４０°）ねじれネマチック配向となっている。

【００２５】ねじれ位相差板２１は、高分子液晶の混合
物をねじれネマチック配向させた後にガラス固定化した
フィルムからなっており、その遅相軸、つまり高分子液
晶の分子は、該高分子液晶混合物の配合によって決まる
方向と角度（この場合は右ねじれに２２０°）のねじれ
た配向構造となっている。また、屈折率異方性と層厚と
の積で定義される光学的膜厚であるところリタデーショ
ンの値については、液晶３５では８４０〜８７０ｎｍの
範囲内になり、前記ねじれ位相差板２１では５９５〜６
０５ｎｍの範囲内になるように形成されている。

【００２６】表示側偏光板１１、ねじれ位相差板２１、
液晶セル３１、そして背面側偏光板１２は、表示側から
液晶セルを眺めたときの右手方向を基準に左回りに角度
を測った場合に、表示偏光板１１の吸収軸は１４０°、
ねじれ位相差板２１の背面側（液晶セル３１側）遅相軸
の向きが５５°、液晶セル３１の液晶３５の背面側基板
３８近傍における遅相軸の向きが３０°、そして背面側
偏光板１２の吸収軸が７５°となるように配置され、各
々が透明な粘着剤によって貼合されている。

【００２７】この液晶表示装置は、充分な明るさの外光
が得られるときは外光を利用する反射型表示を行ない、
充分な明るさの外光が得られないときはバックライト４
２を点灯させて透過型表示を行なうものである。また、
この液晶表示装置は、その液晶セル３１の電極３３、３
７間に印加する電圧を制御して表示駆動される。液晶３
５の分子は、印加される実効電圧に応じて配向状態を変
え、それに応じて透過光の偏光状態が変化して、表示が
ＯＮ（暗表示）状態とＯＦＦ（明表示）状態とに変化す
る。そして、この液晶表示装置においては、ねじれ位相
差板２１のねじれ角とリタデーションが、液晶セル３１
の液晶３５のねじれ角とリタデーションに対して適確に
調整されているために、前記液晶３５の複屈折作用を光
学的に補償し、前記の表示の不自然な着色をほとんど解
消し、高コントラストで且つ明るい表示を実現すること
ができる。

【００２８】図３と４は、前記の液晶表示装置における
反射型表示における分光特性図である。図３には、液晶
セル３１に印加された駆動電圧に対する反射光のY値
（ＣＩＥ−１９３１表色系）の依存性が示されており、
駆動電圧に応じて液晶３５のリタデーションが変化する
ことによって反射光の明るさがどのように変化している
かを示した図である。この図から、表示のコントラスト
が充分であることがわかる。図４は、表示がＯＮ（暗表
示）状態とＯＦＦ（明表示）状態の反射スペクトルであ
る。スペクトルは、可視光領域でほぼ平らであることか
ら、帯色がほとんど目立たないほぼ白の高輝度の明表
示、及び帯色がほとんどない黒の暗表示が得られること
がわかる。なお、図３、４に示した分光特性は、外光を
利用して反射型表示を行なったときの特性であるが、バ
ックライト４２の光を利用する透過型表示を行なったと
きの分光特性も同様である。

【００２９】なお、上記例では、液晶セル３１の液晶分
子のねじれ角をほぼ２４０°、リタデーション の値を
約８５５ｎｍに設定し、ねじれ位相差板２１の遅相軸の
ねじれ角をほぼ２２０°、そのリタデーションの値を約
６００ｎｍに設定するとともに、液晶セル３５とねじれ
位相差板２１および偏光板１１、１２を図２に示したよ
うな向きで配置したが、前記液晶セル３１の液晶分子の
ねじれ角およびリタデーションの値と、前記ねじれ位相
差板２１の遅相軸のねじれ角およびリタデーションの値
と、液晶セル３１とねじれ位相差板２１および偏光板１
１、１２の向きは上記実施例に限られるものではなく、
液晶セル３１の液晶３５の複屈折作用によって生ずる表
示の帯色がほとんど無く、コントラストも充分な表示を
得られるように選べばよい。

【００３０】［実施例２］本実施例の液晶表示装置は、
実施例１における液晶表示装置と同様の構成からなって
いるが、使用しているねじれ位相差板のねじれ角は１９
０°、リタデーションは６６５〜６７５ｎｍである。ま
た、配置も実施例１とは若干異なっており、表示側偏光
板１１、ねじれ位相差板２１、液晶セル３１、そして背
面側偏光板１２は、表示側から液晶セルを眺めたときの
右手方向を基準に左回りに角度を測った場合に、表示偏
光板１１の吸収軸は２５°、ねじれ位相差板２１の背面
側（液晶セル３１側）遅相軸の向きが６０°、液晶セル
３１の液晶３５の背面側基板３８近傍における遅相軸の
向きが３０°、そして背面側偏光板１２の吸収軸が１６
５°となるように配置され、透明な粘着剤によって貼合
されている。ここの記述した以外の構成や材料はすべて
実施例１と同等のものである。

【００３１】図５および図６は、この液晶表示装置にお
ける反射型表示の分光特性を示している。図５には、液
晶セル３１に印加された駆動電圧に対する反射光のY値
の依存性が示されており、駆動電圧に応じて液晶３５の
リタデーションが変化することによって反射光の明るさ
がどのように変化しているかを示した図である。この図
から、表示のコントラストが充分であることがわかる。
図６は、表示がＯＮ（暗表示）状態とＯＦＦ（明表示）
状態の反射スペクトルである。スペクトルは、可視光領
域でほぼ平らであることから、帯色がほとんど目立たな
いほぼ白の高輝度の明表示、及び帯色がほとんどない黒
の暗表示が得られることがわかる。なお、図５、６に示
した分光特性は、外光を利用して反射型表示を行なった
ときの特性であるが、バックライト４２の光を利用する
透過型表示を行なったときの分光特性も同様である。

【００３２】ところで、図６の分光特性と、図４に示し
た実施例１の液晶表示装置における分光特性とを比較す
ると、ＯＮ時の反射スペクトルは図４の方がより平坦で
あり、ＯＦＦ時の反射スペクトルは図６の方がより平坦
であるため、ＯＮ時の帯色防止効果は実施例１の方が良
く、ＯＦＦ時の帯色防止効果は実施例２の方が良い。し
かし、ＯＮ時の表示は暗表示であり、図６の分光特性で
もＯＮ時の表示の帯色は人間の眼にはほとんど認識され
ないのに対し、ＯＦＦ時の表示は明表示であってその表
示の帯色は表示品質に大きく影響する。したがって、液
晶表示装置としては、ＯＦＦ時の帯色防止効果がより高
いものが好ましいため、上記実施例１および実施例２の
液晶表示装置を比較すれば、実施例２の液晶表示装置の
方が優れているといえる。

【００３３】なお、上記実施例１および実施例２の液晶
表示装置では、ねじれ位相差板２１を表示側偏光板１１
と液晶セル３１との間に配置しているが、前記ねじれ位
相差板２１は背面側偏光板１２と液晶セル３１との間に
配置してもよく、その場合でも、ねじれ位相差板２１の
遅相軸のねじれ方向が液晶セル３１の液晶分子ツイスト
方向と逆であれば、このねじれ位相差板２１が液晶の複
屈折作用を打ち消すように作用するため、液晶の複屈折
作用による光の着色を効果的に補償することができる。
また、この発明は、液晶セルの各画素領域にカラーフィ
ルタを設けてカラー画像を表示する液晶表示装置にも適
用できるものであり、この種のカラー液晶表示装置にこ
の発明を適用すれば、半透過型表示方式のものであって
も、液晶の複屈折作用によって生ずる表示の帯色がほと
んど無く、コントラストも充分な高品質の表示を得るこ
とができるし、前記カラーフィルタによって着色される
各表示色の色純度を高めることができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、液晶セルの液
晶の複屈折作用による表示の不自然な着色を、ねじれ位
相差板によって補償するものであり、前記ねじれ位相差
板の遅相軸のねじれ方向が前記液晶セルの液晶分子のね
じれ方向と逆で、且つ該ねじれ位相差板のねじれ角とリ
タデーションを前記液晶セルの液晶のねじれ角とリタデ
ーションに対して適確に調整すれば、該ねじれ位相差板
が前記液晶の複屈折作用を打ち消すように作用するた
め、前記表示の不自然な着色を効果的に補償することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の構成を示す一例であ
る。

【図２】本発明の液晶表示装置における表示側偏光板、
ねじれ位相差板、液晶セル、および背面側偏光板の構成
を示す一例である。

【図３】実施例１の液晶表示装置の反射光の明るさの変
化を示す。

【図４】実施例１の液晶表示装置の反射スペクトルを示
す。

【図５】実施例２の液晶表示装置の反射光の明るさの変
化を示す。

【図６】実施例２の液晶表示装置の反射スペクトルを示
す。

【符号の説明】

１１ 表示側偏光板 １２ 背面側偏光板 ２１ ねじれ位相差板 ３１ 液晶セル ３２，３８ 透明基板間 ３３，３７ 透明電極 ３４，３６ 配向膜 ３５ 液晶 ４１ 半透過反射板 ４２ バックライト

フロントページの続き (72)発明者 豊岡 武裕 神奈川県横浜市中区千鳥町８番地 日石三 菱株式会社中央技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA06 BA27 BA42 BB03 BB42 BB43 BB50 BB63 BC02 BC05 BC22 2H088 GA02 HA16 HA18 HA28 JA13 KA07 KA11 MA02 MA06 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA14Z FA41Z FD10 HA10 KA02 KA03 LA16 LA17 LA20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示側から見て順に、表示側偏光板、内
   面に透明電極を設けた透明基板間にねじれネマチック配
   向させた液晶を挟持する液晶セル、半透過反射板、およ
   びバックライトを備え、表示側偏光板または背面側偏光
   板と前記液晶セルとのどちらか一方の間に位相差板を備
   えた液晶表示装置であって、前記位相差板がねじれ位相
   差板であり、且つその遅相軸のねじれ方向が前記液晶セ
   ルの液晶分子のねじれ方向と逆向きであり、さらに前記
   ねじれ位相差板の遅相軸のねじれ角が、前記液晶セルの
   液晶分子のねじれ角より１０°〜８０°小さいことを特
   徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記ねじれ位相差板の屈折率異方性とそ
   の厚さとの積で定義されるリタデーションの値が、前記
   液晶セルの液晶の屈折率異方性とその液晶層の厚さとの
   積で定義されるリタデーションの値の０．６５〜０．８
   ５倍であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
   装置。