JP2003161945A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 透過モードでも暗表示の色づきを改善できる
反射機能と透過機能を有する液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 反射機能を有する領域と透過機能を有す
る領域とが形成された一方基板１と対向電極４が形成さ
れた他方基板２とその間に液晶層５を有する液晶表示装
置であって、一方基板１の液晶層５と反対側には、第１
の偏光手段９と第１の位相差板１０とを設け、他方基板
２の液晶層５と反対側には、第２の偏光手段６と第２の
位相差板７とを設け、第１の偏光手段９の透過軸と第２
の偏光手段６の透過軸が直交し、第１の位相差板１０の
遅相軸と第２の位相差板７の遅相軸とが直交し、液晶層
５の液晶分子が基板面の垂直方向に向いているときに反
射領域の液晶層５のリターデーションがαの場合、第２
の位相差板７のリターデーションが（λ／４−α）条件
に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイは、ＣＲＴ（ブラウン
管）やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）とは異なり自
らは発光しないため、バックライトを液晶表示素子の背
面に設置して照明する透過型液晶表示装置が用いられて
いる。

【０００３】しかしながら、バックライトは通常液晶デ
ィスプレイの全消費電力のうち５０％以上を消費するた
め、戸外や常時携帯して使用する機会が多い携帯情報機
器ではバックライトの代わりに反射板を設置し、周囲光
のみで表示を行う反射型液晶表示装置も実現されてい
る。

【０００４】反射型液晶表示装置で用いられる表示モー
ドには、現在透過型で広く用いられているＴＮ（ツイス
テッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーツイス
テッドネマティック）モードといった偏光板を利用する
タイプの他、偏光板を用いないために明るい表示が実現
できる相転移型ゲストホストモードも近年盛んに開発が
行われており、例えば特開平４−７５０２２号公報に開
示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、相転移
型ゲストホストモードは、液晶分子と色素を分散させた
液晶層において色素の光吸収を用いて表示を行なうため
コントラストが十分とれず、ＴＮ（ツイステッドネマテ
ィック）モード及びＳＴＮ（スーパーツイステッドネマ
ティック）モードといった偏光板を利用するタイプの液
晶表示装置に比べて表示品位は著しく悪くなる。

【０００６】また、平行配向若しくはツイスト配向の液
晶表示装置の場合には、液晶層の中心付近の液晶分子は
電圧印加時に基板面に対して垂直方向に傾くが、配向膜
表面付近の液晶分子は電圧を印加しても基板に対して垂
直にならないため液晶層の複屈折率は０には程遠く、電
圧印加時に黒表示を行う表示モードの場合、液晶層の複
屈折のため十分な黒が表示できず、十分なコントラスト
を得ることができない。

【０００７】ＴＮモード及びＳＴＮモードの液晶表示装
置も現在では輝度やコントラストの点で十分な表示品位
を有するとは言い難く、更なる高輝度化及びコントラス
トの向上等の表示品位の向上が求められている。

【０００８】また、反射型液晶表示装置は、周囲の光が
暗い場合に表示に用いる反射光が低下し視認性が極端に
低下するという欠点を有し、一方透過型液晶表示装置は
これとは逆に周囲光が非常に明るい晴天下等での視認性
が低下する問題があった。

【０００９】従って、透過表示と反射表示を組み合わせ
た表示装置が開発されているが、黒表示の場合に光漏れ
が発生し十分な黒レベルが得られない問題点がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、反射機能を有
する領域と透過機能を有する領域とが形成された一方基
板と対向電極が形成された他方基板を有し、前記一方基
板と前記他方基板の間に液晶層が挟持された液晶表示装
置であって、前記一方基板の前記液晶層とは反対の面に
設けられた第１の偏光手段と、前記他方基板の前記液晶
層とは反対の面に設けられた第２の偏光手段と、前記第
１の偏光手段と前記液晶層との間に設けられた第１の位
相差板と、前記第２の偏光手段と前記液晶層との間に設
けられた第２の位相差板を有し、前記第１の偏光手段の
透過軸と前記第２の偏光手段の透過軸が直交し、かつ、
前記第１の位相差板の遅相軸と前記第２の位相差板の遅
相軸とが直交しており、前記液晶層の液晶分子が概ね基
板面の垂直方向に向いているときに反射領域の液晶層の
リターデーションがαの場合、前記第２の位相差板のリ
ターデーションが（λ／４−α）条件に設定されてい
る。

【００１１】また、反射機能を有する領域と透過機能を
有する領域とが形成された一方基板と対向電極が形成さ
れた他方基板を有し、前記一方基板と前記他方基板の間
に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記一方
基板の前記液晶層とは反対の面に設けられた第１の偏光
手段と、前記他方基板の前記液晶層とは反対の面に設け
られた第２の偏光手段と、前記第１の偏光手段と前記液
晶層との間に設けられた第１の位相差板と、前記第２の
偏光手段と前記液晶層との間に設けられた第２の位相差
板を有し、前記第１の偏光手段の透過軸と前記第２の偏
光手段の透過軸が直交し、かつ、前記第１の位相差板の
遅相軸と前記第２の位相差板の遅相軸とが直交してお
り、前記液晶層の液晶分子が概ね基板面の垂直方向に向
いているときに反射領域の液晶層のリターデーションが
α、透過領域の液晶層のリターデーションがβの場合、
前記第２の位相差板のリターデーションが（λ／４−
α）条件に、前記第１の位相差板のリターデーションが
（λ／４−（β−α））条件に設定されている。

【００１２】以下に本発明による作用について説明す
る。

【００１３】位相差板を構成する複屈折性材料の常光及
び異常光の両者に対する屈折率は光の波長に強く依存し
ているため、特定の厚さの位相差板内で蓄積された位相
遅れもまた波長に依存する。つまり、ある特別の値の位
相遅れ（例えばλ／４）を入射光の直線偏光面に与える
には、波長を特定した単波長の光線を入射させた場合の
みに完全に達成できる。よって、位相差板を構成する複
屈折性材料の屈折率異方性の波長依存性により、λ／４
の位相遅れが達成できない波長域では、出射側の偏光手
段で遮光されずに透過する光が発生し、暗表示に色づき
が生じる。

【００１４】本発明では、第１の位相差板と第２の位相
差板の遅相軸を直交させることで、第１の位相差板の屈
折率異方性の波長依存性を、第２の位相差板の屈折率異
方性の波長依存性で相殺することができ、光の波長帯全
域で一定の位相差を満たすようになる。このため暗表示
の色づきを改善できる。

【００１５】また、液晶層に負の誘電率異方性を有する
垂直配向液晶材料を用いることで、液晶層のリターデシ
ョンがほぼ０である状態が実現されるので、暗状態がよ
り暗くなるので、コントラストが高くなる。

【００１６】例えば、液晶層に平行配向液晶を用いる
と、電圧を印加して液晶分子の長軸を電極と垂直方向に
向けることで液晶層のリターデションを０にしようとし
ても、残留リターデションが発生するため液晶層のリタ
ーデションは０にはならない。

【００１７】また、ノーマリブラック（以下ＮＢとい
う）ではセルギャップ変化によるコントラスト比の変化
はほとんど発生せず、生産性の点でセルギャップ制御に
対するある程度の余裕がとれる。

【００１８】液晶層に電圧無印加時に白表示を、電圧印
加時に黒表示を行なうノーマリホワイト（以下ＮＷとい
う）ではセルギャップ変化に対して黒になる液晶層への
印加電圧が変化するのに対して、液晶層に電圧無印加時
に黒表示を、電圧印加時に白表示を行なうＮＢではセル
ギャップ変化に対して白になる液晶層への印加電圧が変
化する。そのため、ＮＷではセルギャップ変化によりコ
ンラスト比が著しく変化するため、高精度のセルギャッ
プ制御が必要となる。また、ＮＷでは輝点となっていた
点欠陥が、ＮＢでは黒点となるため、製造上の良品率向
上が見込まれ、輝点フリーの高品位表示パネルが実現で
きる。

【００１９】これらのことからも、ＮＷに比べてＮＢの
方があらゆる環境下で使用可能な液晶表示装置の表示モ
ードとして優れている。

【００２０】

【発明の実施の形態】（実施形態１）実施形態１のアク
ティブマトリクス基板の構成について、図１を用いて説
明する。

【００２１】ガラス基板等の絶縁性の基板１にＡｌ、Ｔ
ａ等の反射率の高い材料で形成された反射電極３とＩＴ
Ｏ等の透過率の高い材料で形成された透明電極８とが設
けられ、ガラス基板等の絶縁性の基板２にＩＴＯ等の透
過率の高い材料で形成された対向電極４が設けられ、反
射電極３及び透明電極８と対向電極４との間に負の誘電
異方性を示す液晶材料からなる液晶層５が挟持されてい
る。

【００２２】反射電極３、透明電極８及び対向電極４の
液晶層５と接する面にはそれぞれ垂直配向性の配向膜
（図示せず）が形成されており、配向膜の塗布後、少な
くとも一方の配向膜にラビング等の配向処理を行なって
いる。ラビングによる配向処理に代えて、光配向や電極
形状等で配向を規制しても良い。

【００２３】液晶層５の液晶分子は、垂直配向性の配向
膜に対するラビング等の配向処理により、基板面の垂直
方向に対して、概ね０度または０．１度から５度程度の
ティルト角を持って配向される。

【００２４】ここで、反射電極３は液晶層に電圧を印加
する電極として用いられるが、反射電極３を電極として
使わずに反射板として用いてもよい。その場合、透明電
極８を反射板の領域まで延ばして、透明電極８を反射領
域で液晶層５に電圧を印加する電極としても良い。

【００２５】液晶層５の液晶材料として、Ｎｅ＝１．５
５４６、Ｎｏ＝１．４７７３の屈折率異方性を有する液
晶材料を用いた。

【００２６】基板２の対向電極４が形成された側の反対
面にλ／４板７が配置され、さらに基板１の反射電極３
及び透明電極８が形成された側の反対面にλ／４板１０
が配置され、λ／４板１０の遅相軸はλ／４板７の遅相
軸と直交するように設定されている。

【００２７】λ／４板７の基板２とは反対側の面に偏光
板６が、λ／４板１０の基板１とは反対側の面に偏光板
９がそれぞれ設けられており、偏光板６の透過軸はλ／
４板７の遅相軸に対して４５度、偏光板９の透過軸はλ
／４板１０の遅相軸に対して４５度傾むくように、また
偏光板６の透過軸は偏光板９の透過軸に対して直交する
ように設定されている。この場合、偏光板の透過軸はλ
／４板の遅相軸に対し４５度に設定されているが、その
角度の方向は＋方向でも−方向でもどちらでもよい。

【００２８】図２（ａ）は実施形態１の液晶表示装置の
アクティブマトリクス基板の平面概略図を示し、図２
（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。

【００２９】アクティブマトリクス基板は、ゲート配線
２１、データ配線２２、駆動素子２３、ドレイン電極２
４、補助容量電極２５、ゲート絶縁膜２６、絶縁性基板
２７、コンタクトホール２８、層間絶縁膜２９、反射用
絵素電極３０と透過用絵素電極３１を備えている。

【００３０】補助容量電極２５は、ドレイン電極２４と
電気的に接続されており、ゲート絶縁膜２６を介してゲ
ート配線２１と重畳し補助容量を形成している。

【００３１】コンタクトホール２８は、透過用絵素電極
３１と補助容量電極２５を接続するために層間絶縁膜２
９に設けられている。

【００３２】このアクティブマトリクス基板は一つの絵
素の中に反射用絵素電極３０と透過用絵素電極３１を備
えており、一つの絵素の中に外部からの光を反射する反
射用絵素電極３０部分とバックライトの光を透過する透
過用絵素電極３１部分を形成している。

【００３３】ここで、図２（ｂ）では反射用絵素電極３
０の表面形状を平面として図示しているが、反射特性を
向上するために表面形状を凹凸にしても良い。また、絵
素電極を反射用絵素電極３０と透過用絵素電極３１に分
割しているが、分割せずに半透過電極を用いても良い。

【００３４】図３、図４を用いて実施形態１の液晶表示
装置における反射モード及び透過モードの光の透過状態
を説明する。

【００３５】図３は反射電極を用いて表示を行う場合
（反射モード）を示し、図３（ａ）は垂直配向液晶層に
電圧が印加されていない暗表示の場合を示し、図３
（ｂ）は垂直配向液晶層に電圧が印加された白表示の場
合を示している。また、図４は透過電極を用いて表示を
行う場合（透過モード）を示し、図４（ａ）は垂直配向
液晶層に電圧が印加されていない暗表示の場合を示し、
図４（ｂ）は垂直配向液晶層に電圧が印加された白表示
の場合を示している。

【００３６】図３（ａ）によって反射モードの暗表示を
説明する。

【００３７】図３（ａ）の上側から偏光板６表面に入っ
た入射光は、偏光板６を通った後偏光軸が偏光板の透過
軸に一致した直線偏光となり、λ／４板７に入射され
る。

【００３８】λ／４板７は、偏光板６の透過軸方向とλ
／４板７の遅相軸方向が４５度になるように配置されて
おり、λ／４板７を通過した光は円偏光になる。

【００３９】液晶層５に電界を印加していない場合は、
負の誘電異方性を示す液晶材料を用いた液晶層５は液晶
分子が基板面からほぼ垂直に配向しており、入射する光
に対する液晶層５の屈折率異方性は極わずかであり、光
が液晶層５を透過することによって生じる位相差はほぼ
０である。

【００４０】従って、λ／４板７を通過した円偏光の光
線は、円偏光をほとんど崩さずに液晶層５を透過し、一
方の基板１上にある反射電極３にて反射される。

【００４１】反射された光は回転方向が逆転した円偏光
となり、λ／４板７を通過して入射時と直交する直線偏
光となり、偏光板６に入射される。

【００４２】λ／４板７を通過した直線偏光は、偏光板
６の透過軸と直交する方向の直線偏光であり、偏光板６
で吸収され透過しない。

【００４３】この様に、液晶層５に電圧を印加しない場
合は暗表示となる。

【００４４】次に図３（ｂ）によって反射モードの白表
示を説明する。

【００４５】図３（ｂ）は、液晶層５に電圧を印加する
場合であり、λ／４板７を通過するまでは図３（ａ）と
同一であり説明は省略する。

【００４６】液晶層５に電圧を印加すると、基板面から
垂直方向に配向していた液晶分子は基板面と水平方向に
幾分傾き、液晶層５に入射したλ／４板７からの円偏光
は、液晶分子の複屈折により楕円偏光になり、反射電極
３で反射された後さらに液晶層５で液晶分子の複屈折の
影響を受け、λ／４板７を通過した後には偏光板６の透
過軸と直交する直線偏光にはならず、偏光板６を幾分通
過する。

【００４７】こうして、液晶層に印加される電圧を調整
することで、反射した後に偏光板６を透過できる光量を
調節することができ、階調表示が可能になる。

【００４８】また、反射電極３と対向電極４から液晶層
５に電圧を印加し、液晶層５の位相差が１／４波長条件
になるように液晶分子の配向状態を変化させると、λ／
４板７を通過した後の円偏光は液晶層５を通過して反射
電極３に達したときに偏光板６の透過軸と直交する直線
偏光になり、再び液晶層５を通過して円偏光になった後
にλ／４板７を通過し、偏光板６の透過軸と平行な直線
偏光になり、偏光板６を通過する反射光は最大になる。

【００４９】図３（ｂ）には、反射電極３で反射された
光が最も偏光板６を透過する液晶層５のリタデーション
条件で図示しており、反射電極３上で偏光板６の透過軸
と直交する方向の直線偏光となっている。

【００５０】従って、液晶層５に電圧が印加されないと
きは、液晶層５に複屈折はほとんど無く暗表示が得ら
れ、液晶層５に電圧が印加するとその印加電圧によって
光の透過率が変化し階調表示が可能になる。

【００５１】図４（ａ）によって透過モードの暗表示を
説明する。

【００５２】図４（ａ）の下側から光源（図示せず）に
よって出射された光は偏光板９を通過後、偏光板９の透
過軸に一致した直線偏光になる。

【００５３】λ／４板１０は、λ／４板１０の遅相軸方
向と偏光板９の透過軸方向が４５度になるように配置さ
れており、λ／４板１０を通過した光は円偏光になる。

【００５４】液晶層５に電界を印加しない場合は、負の
誘電異方性を示す液晶材料を用いた液晶層５は液晶分子
が基板面からほぼ垂直に配向しており、入射する光に対
する液晶層５の屈折率異方性は極わずかであり、光が液
晶層５を通過することによって生じる位相差はほぼ０で
ある。

【００５５】従って、λ／４板１０から出射される円偏
光は、円偏光を崩さずに液晶層５を通過し、λ／４板７
に入射する。

【００５６】λ／４板１０の遅相軸方向とλ／４板７の
遅相軸方向は直交しており、λ／４板７に入射した円偏
光は、偏光板９の透過軸方向と直交する方向の直線偏光
になり、偏光板６に入射される。

【００５７】λ／４板７から出射された直線偏光は、偏
光板６の透過軸と直交する方向の直線偏光であり、偏光
板６で吸収され光は透過しない。

【００５８】この様に、液晶層５に電圧を印加しない場
合は暗表示になる。

【００５９】次に図４（ｂ）によって透過モードの明表
示を説明する。

【００６０】図４（ｂ）は液晶層に電圧を印加する場合
でありλ／４板１０を光が通過するまでは図３（ａ）と
同一であり説明は省略する。

【００６１】液晶層５に電圧を印加すると、基板面から
垂直方向に配向していた液晶分子は基板面と水平方向に
幾分傾き、液晶層５に入射したλ／４板１０からの円偏
光は、液晶分子の複屈折により楕円偏光になり、λ／４
板７を通過した後には偏光板６の透過軸と直交する直線
偏光にはならず、偏光板６を幾分通過する。

【００６２】こうして、液晶層に印加される電圧を調整
することで、反射した後に偏光板６を透過する光量を調
節することができ、階調表示が可能になる。

【００６３】また、液晶層５に電圧を印加し、液晶層５
の位相差が１／２波長条件になるように液晶分子の配向
状態を変化させると、λ／４板７を通過した後の円偏光
は液晶層５のセル厚の半分の地点で直線偏光になり、残
りの液晶層５を通過すると円偏光になる。

【００６４】液晶層５から出射される円偏光はλ／４板
７を通過すると、偏光板６の透過軸と平行な直線偏光に
なり、偏光板６を通過する反射光は最大になる。

【００６５】図３（ｂ）には、偏光板９を通過した光が
最も偏光板６を透過する液晶層５のリタデーション条件
で図示している。

【００６６】従って、液晶層５に電圧が印加されてない
ときは、液晶層５に複屈折はほとんど無く暗表示が得ら
れ、液晶層５に電圧が印加するとその印加電圧によって
光の透過率が変化し階調表示が可能になる。

【００６７】図５は、本実施形態の構成であるλ／４板
７とλ／４板１０の遅相軸を直交に配置した場合と、比
較例としてλ／４板７とλ／４板１０の遅相軸を平行に
配置した場合に、黒表示のときの光の波長と透過率の関
係を示す図である。

【００６８】本実施形態では、位相差板の遅相軸を直交
させることで、位相差板の屈折率異方性の波長依存性を
相殺することができ、光の波長帯全域で一定の位相差を
満たすようになり暗表示の色づきを改善できる。

【００６９】ここで、反射モードの明状態で反射率が最
大となる液晶層５の位相差はλ／４であり、透過モード
の明状態で透過率が最大となる液晶層５の位相差はλ／
２であることから、反射モードとして用いる領域の液晶
層と透過モードとして用いる領域の液晶層の厚みが等し
い場合には、反射モードとして用いる領域の液晶層５の
位相差をλ／４、透過モードとして用いる領域の液晶層
５の位相差をλ／２という位相差を同時に満たすことは
できない。

【００７０】つまり、反射モードとして用いる領域の液
晶層５の位相差が０からλ／４に変化することで階調表
示を行なう場合は、透過モードとして用いる領域の液晶
層５の位相差も０からλ／４までしか変化しないため
に、透過モードは効率良く光を利用することができな
い。

【００７１】よって、反射モードとして用いる領域の液
晶層と透過モードとして用いる領域の液晶層の厚みを変
えるか、反射モードとして用いる領域の液晶層と透過モ
ードとして用いる領域の液晶層に印加する電圧を変える
ことで、反射モード、透過モード共に効率良く光を利用
することができる。ここで、反射モードとして用いる領
域の液晶層と透過モードとして用いる領域の液晶層の厚
みを変える際に、透過モードとして用いる領域の液晶層
の厚みを反射モードとして用いる領域の液晶層の厚みの
２倍にすると、反射モードとして用いる領域の液晶層５
の位相差をλ／４、透過モードとして用いる領域の液晶
層５の位相差をλ／２という位相差を同時に満たすこと
ができる。また、透過モードとして用いる領域の液晶層
の厚みを反射モードとして用いる領域の液晶層の厚みの
２倍にしなくても、透過モードとして用いる領域の液晶
層の厚みを反射モードとして用いる領域の液晶層の厚み
の２倍を超えない範囲で、透過モードとして用いる領域
の液晶層の厚みを反射モードとして用いる領域の液晶層
の厚みより大きくすることで、光の利用効率は向上す
る。

【００７２】ここで、λ／４板７、１０を構成する複屈
折性材料の常光及び異常光の両者に対する屈折率は波長
に強く依存しているため、特定の厚さの波長板内で蓄積
された位相遅れもまた波長に依存する。つまり、λ／４
の位相遅れを入射光の直線偏光面に与えるには、波長を
特定した単波長の光線を入射させた場合のみに完全に達
成できる。よって、λ／４板７、１０を構成する複屈折
性材料の屈折率異方性の波長依存性により、λ／４の位
相遅れが達成できない波長域で偏光板６で遮光されずに
透過する光が発生し、暗表示に色づきが生じるが、λ／
４板１０の遅相軸はλ／４板７の遅相軸と直交するよう
に、また偏光板６の透過軸は偏光板９の透過軸に対して
直交するように設定することで、透過モードにおいて、
λ／４板１０の屈折率異方性の波長依存性を、λ／４板
７の屈折率異方性の波長依存性で相殺することができ、
波長帯全域でλ／４条件を満たすようになる。このため
暗表示の色づきを改善できる。

【００７３】さらに、液晶層５の視角特性を改善させる
ため、偏光板６と液晶層５の間と偏光板９と液晶層５の
間の少なくとも一方に、別の位相差板を設置させること
で、広い視角範囲で良好な表示が実現される。

【００７４】また、実施形態１では液晶層５に垂直配向
性液晶を用いているが、基板表面近傍の液晶分子の配向
が基板面の垂直方向に対してある程度のティルト角を持
つ場合には、液晶層５に電圧無印加時でも完全にリタデ
ーションは０にはならないため、その分を補償するため
λ／４板７を代えて位相差板のリタデーションを調整す
ればより良好な暗表示が得られる。

【００７５】液晶分子が概ね基板面の垂直方向に向いて
いる状態の液晶層において、反射モードではαのリター
デーションが残存している場合、λ／４板７に代えて、
（λ／４−α）のリターデーションをもつ位相差板を配
置すればよい。

【００７６】反射モードでは、液晶層には、円偏光から
液晶層の残存しているリターデーション分ずれた楕円偏
光が入射する。液晶層を通過し、反射機能を有する領域
で円偏光となり、反射して回転方向が逆転した円偏光と
なる。液晶層を通過して液晶層から出射するとき、円偏
光からずれた楕円偏光となる。このときの楕円偏光は、
入射時位相が９０度ずれた状態にある。位相差板を通過
すると偏光板６の透過軸と直交する直線偏光となる。

【００７７】反射用絵素電極が透過用絵素電極より大き
い場合など、反射型表示がメインとなる場合は透過モー
ドの表示に用いているλ／４板１０はそのままでもよ
い。

【００７８】従って、液晶分子が基板面の垂直方向に向
いている状態の液晶層に残存するリターデーションが無
視できない場合でも、そのリターデーションを考慮した
位相差板を配置することにより反射モードでコントラス
トの高い表示が実現できる。

【００７９】更に、液晶層に反射モードではα、透過モ
ードではβのリターデーションが残存している場合、λ
／４板７に代えて（λ／４−α）のリターデーションを
もつ位相差板、λ／４板１０に代えて（λ／４−（β−
α））のリターデーションをもつ位相差板を配置すれば
よい。

【００８０】透過機能を有する領域の透過光で表示を行
う透過モードでは、液晶分子が基板面の垂直方向に向い
ている状態では、液晶層を出射したとき反射モードの出
射光と同じ状態の楕円偏光となるように上記（λ／４−
（β−α））のリターデーションをもつ位相差板が設定
され、その位相差を有した楕円偏光が上記（λ／４−
α）のリターデーションをもつ位相差板に入射するの
で、上記（λ／４−α）のリターデーションをもつ位相
差板を通過したとき、偏光板６の透過軸と直交する直線
偏光となり光漏れの少ない暗表示となる。

【００８１】従って、液晶分子が基板面の垂直方向に向
いている状態の液晶層に残存するリターデーションが無
視できない場合でも、そのリターデーションを考慮した
位相差板を配置することにより反射モードでコントラス
トの高い表示が実現できる。

【００８２】また、実施形態１では液晶層５に垂直配向
性液晶を用いているが、平行配向性液晶を用いても同様
の原理で表示が可能である。但し、平行配向性液晶を用
いると電圧印加につれて液晶層５のリタデーションが小
さくなるが、電圧印加時に基板近傍以外の液晶分子が概
ね基板面の垂直方向に向いている状態でも、基板近傍の
液晶分子は電界によりほとんど動かないため、基板近傍
の液晶分子による残留リタデーションが生じる。そのた
め、垂直配向性液晶を用いた場合よりも平行配向性液晶
を用いると残留リタデーションの影響分、暗表示時に光
もれが発生し黒レベルが浮きコントラスト低下が発生す
る。そのため、平行配向性液晶を用いて垂直配向性液晶
同様の黒レベルを表示するには、残留リタデーションを
補償するように上下基板それぞれの近傍の液晶分子によ
る残留リタデーションを打ち消すように上下基板に液晶
分子を配向させるか、位相差板を追加する必要が有る。

【００８３】

【発明の効果】本発明によれば、第１の位相差板と第２
の位相差板の遅相軸を直交させることで、第１の位相差
板の屈折率異方性の波長依存性を、第２の位相差板の屈
折率異方性の波長依存性で相殺することができ、光の波
長帯全域でλ／４条件を満たすようになり、反射機能と
透過機能を有する液晶表示装置において、透過モードで
も暗表示の色づきを改善できる。

【００８４】また、液晶層に負の誘電率異方性を有する
垂直配向液晶材料を用いることで、液晶層のリターデシ
ョンがほぼ０である状態が実現されるので、暗状態がよ
り暗くなるので、コントラストが高くなる。

【００８５】また、ノーマリブラック（以下ＮＢとい
う）ではセルギャップ変化によるコントラスト比の変化
はほとんど発生せず、生産性の点でセルギャップ制御に
対するある程度の余裕がとれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の液晶表示装置の断面模式
図である。

【図２】本発明の実施形態１及び実施形態２の液晶表示
装置の平面図である。

【図３】本発明の実施形態１の液晶表示装置の反射領域
での光の透過状態を示す図である。

【図４】本発明の実施形態１の液晶表示装置の透過領域
での光の透過状態を示す図である。

【図５】黒表示を行うときの光の波長と透過率の関係を
示す図である。

【符号の説明】

１、２ 基板 ３ 反射電極 ４ 対向電極 ５ 液晶層 ６、９ 偏光板 ７、１０ λ／４板 ８ 透明電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤岡 正悟 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 吉村 洋二 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 片山 幹雄 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 石井 裕 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA07 BB03 BB63 BC22 2H091 FA08X FA11X FA11Z FA14Y FA16Y FA31Y FA41Z FD08 FD10 GA13 HA07 HA08 HA10 KA01 KA02 KA05 KA10 LA16 LA17 LA20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反射機能を有する領域と透過機能を有す
   る領域とが形成された一方基板と対向電極が形成された
   他方基板を有し、前記一方基板と前記他方基板の間に液
   晶層が挟持された液晶表示装置であって、 前記一方基板の前記液晶層とは反対の面に設けられた第
   １の偏光手段と、前記他方基板の前記液晶層とは反対の
   面に設けられた第２の偏光手段と、前記第１の偏光手段
   と前記液晶層との間に設けられた第１の位相差板と、前
   記第２の偏光手段と前記液晶層との間に設けられた第２
   の位相差板を有し、 前記第１の偏光手段の透過軸と前記第２の偏光手段の透
   過軸が直交し、かつ、前記第１の位相差板の遅相軸と前
   記第２の位相差板の遅相軸とが直交しており、 前記液晶層の液晶分子が概ね基板面の垂直方向に向いて
   いるときに反射領域の液晶層のリターデーションがαの
   場合、前記第２の位相差板のリターデーションが（λ／
   ４−α）条件に設定されている液晶表示装置。
2. 【請求項２】 反射機能を有する領域と透過機能を有す
   る領域とが形成された一方基板と対向電極が形成された
   他方基板を有し、前記一方基板と前記他方基板の間に液
   晶層が挟持された液晶表示装置であって、 前記一方基板の前記液晶層とは反対の面に設けられた第
   １の偏光手段と、前記他方基板の前記液晶層とは反対の
   面に設けられた第２の偏光手段と、前記第１の偏光手段
   と前記液晶層との間に設けられた第１の位相差板と、前
   記第２の偏光手段と前記液晶層との間に設けられた第２
   の位相差板を有し、 前記第１の偏光手段の透過軸と前記第２の偏光手段の透
   過軸が直交し、かつ、前記第１の位相差板の遅相軸と前
   記第２の位相差板の遅相軸とが直交しており、 前記液晶層の液晶分子が概ね基板面の垂直方向に向いて
   いるときに反射領域の液晶層のリターデーションがα、
   透過領域の液晶層のリターデーションがβの場合、前記
   第２の位相差板のリターデーションが（λ／４−α）条
   件に、前記第１の位相差板のリターデーションが（λ／
   ４−（β−α））条件に設定されている液晶表示装置。