JP2003233069A - 反射型又は半透過型液晶表示装置 - Google Patents
反射型又は半透過型液晶表示装置Info
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- G09G3/3607—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals for displaying colours or for displaying grey scales with a specific pixel layout, e.g. using sub-pixels
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 反射型または半透過型液晶表示装置の反射領
域において、反射板の凹凸に起因して波長分散が生じ
る。 【解決手段】 青の波長に対する液晶層の反射率が極大
値を有するように、液晶層のギャップ及び設定電圧を設
定することにより、極大値を有する設定電圧以下では、
赤青緑の波長に対する液晶層の反射率が略一致する。そ
こで、液晶層の反射率が略一致する範囲で表示動作を行
えば、色分散を抑え、色味のばらつきのない表示を実現
することができる。
域において、反射板の凹凸に起因して波長分散が生じ
る。 【解決手段】 青の波長に対する液晶層の反射率が極大
値を有するように、液晶層のギャップ及び設定電圧を設
定することにより、極大値を有する設定電圧以下では、
赤青緑の波長に対する液晶層の反射率が略一致する。そ
こで、液晶層の反射率が略一致する範囲で表示動作を行
えば、色分散を抑え、色味のばらつきのない表示を実現
することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示装置に関
し、特に外部からの入射光を反射して表示光源とすると
ともに、後背部の光源からの光を透過させる反射型又は
半透過型液晶表示装置に関する。
し、特に外部からの入射光を反射して表示光源とすると
ともに、後背部の光源からの光を透過させる反射型又は
半透過型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、装置内部に反射板を有し、この反
射板により外部からの入射光を反射して表示光源とする
ことにより、光源としてのバックライトを備える必要の
ない反射型の液晶表示置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａ
ｌ ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、および、光源としてバ
ックライトを備えた透過型液晶表示装置が知られてい
る。
射板により外部からの入射光を反射して表示光源とする
ことにより、光源としてのバックライトを備える必要の
ない反射型の液晶表示置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａ
ｌ ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、および、光源としてバ
ックライトを備えた透過型液晶表示装置が知られてい
る。
【０００３】反射型液晶表示装置は、透過型液晶表示装
置よりも低消費電力化、薄型化、軽量化が達成できるた
め、主に携帯端末用として利用されている。その理由
は、外部から入射した光を装置内部の反射板で反射させ
ることにより表示光源として利用できるので、バックラ
イトが不要になるからである。一方で透過型液晶表示装
置は、周囲の光が暗い場合において反射型液晶表示装置
よりも視認性が良いという特性を持つ。
置よりも低消費電力化、薄型化、軽量化が達成できるた
め、主に携帯端末用として利用されている。その理由
は、外部から入射した光を装置内部の反射板で反射させ
ることにより表示光源として利用できるので、バックラ
イトが不要になるからである。一方で透過型液晶表示装
置は、周囲の光が暗い場合において反射型液晶表示装置
よりも視認性が良いという特性を持つ。
【０００４】現在の液晶表示装置の基本構造は、ＴＮ
（ツイステッドネマテッィク）方式、一枚偏光板方式、
ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマテッィク）方式、Ｇ
Ｈ（ゲストホスト）方式、ＰＤＬＣ（高分子分散）方
式、コレステリック方式等を用いた液晶と、これを駆動
するためのスイッチング素子と、液晶セル内部又は外部
に設けた反射板またはバックライトとから構成されてい
る。これらの一般的な液晶表示装置は、薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）又は金属／絶縁膜／金属構造ダイオード
（ＭＩＭ）をスイッチング素子として用いて高精細及び
高画質を実現できるアクティブマトリクス駆動方式が採
用され、これに反射板またはバックライトが付随した構
造となっている。
（ツイステッドネマテッィク）方式、一枚偏光板方式、
ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマテッィク）方式、Ｇ
Ｈ（ゲストホスト）方式、ＰＤＬＣ（高分子分散）方
式、コレステリック方式等を用いた液晶と、これを駆動
するためのスイッチング素子と、液晶セル内部又は外部
に設けた反射板またはバックライトとから構成されてい
る。これらの一般的な液晶表示装置は、薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）又は金属／絶縁膜／金属構造ダイオード
（ＭＩＭ）をスイッチング素子として用いて高精細及び
高画質を実現できるアクティブマトリクス駆動方式が採
用され、これに反射板またはバックライトが付随した構
造となっている。
【０００５】従来の反射型液晶表示装置と透過型液晶表
示装置の利点を併せ持つ液晶表示装置として、図１４に
示すように、下部側基板の画素電極１の周囲を通り互い
に直交するようにゲート配線２とドレイン配線３が設け
られ、画素電極１に薄膜トランジスタ４が設けられ、薄
膜トランジスタ４のゲート電極およびドレイン電極にゲ
ート配線２およびドレイン配線３が接続され、画素電極
１に金属膜からなる反射領域５とＩＴＯからなる透過領
域６が形成された半透過型液晶表示装置が開示されてい
る（特許第２９５５２７７号公報参照）。
示装置の利点を併せ持つ液晶表示装置として、図１４に
示すように、下部側基板の画素電極１の周囲を通り互い
に直交するようにゲート配線２とドレイン配線３が設け
られ、画素電極１に薄膜トランジスタ４が設けられ、薄
膜トランジスタ４のゲート電極およびドレイン電極にゲ
ート配線２およびドレイン配線３が接続され、画素電極
１に金属膜からなる反射領域５とＩＴＯからなる透過領
域６が形成された半透過型液晶表示装置が開示されてい
る（特許第２９５５２７７号公報参照）。
【０００６】上記のように、画素電極に透過領域と反射
領域を設けることにより、周囲の光が明るい場合にはバ
ックライトを消して反射型液晶表示装置として使用可能
であり、低消費電力という反射型液晶表示装置の特性が
発揮される。また、周囲の光が暗い場合にバックライト
を点灯させて透過型液晶表示装置として使用すると、周
囲が暗い場合での視認性向上という透過型液晶表示装置
の特性が発揮される。以下、反射型液晶表示装置として
も透過型液晶表示装置としても使用可能な液晶表示装置
を、半透過型液晶表示装置と呼ぶことにする。
領域を設けることにより、周囲の光が明るい場合にはバ
ックライトを消して反射型液晶表示装置として使用可能
であり、低消費電力という反射型液晶表示装置の特性が
発揮される。また、周囲の光が暗い場合にバックライト
を点灯させて透過型液晶表示装置として使用すると、周
囲が暗い場合での視認性向上という透過型液晶表示装置
の特性が発揮される。以下、反射型液晶表示装置として
も透過型液晶表示装置としても使用可能な液晶表示装置
を、半透過型液晶表示装置と呼ぶことにする。
【０００７】しかし従来の半透過型液晶表示装置では、
反射領域５では入射光が液晶層を往復し、透過領域６で
は入射光が液晶層を通過するために、液晶層における光
の経路差が発生してしまい、両領域でのリタデーション
の相異によって出射光強度を最適化できないという問題
が存在した。その問題を解決するために特許第２９５５
２７７号公報に記載された液晶表示装置には、図１５に
示す液晶表示装置の断面図のように、反射領域５の透明
電極７下に絶縁層８設けて絶縁層８の上または下に反射
板９を配置することで、反射領域５での液晶層のギャッ
プｄｒと透過領域６での液晶層のギャップｄｆに差を設
ける構造が開示されている。
反射領域５では入射光が液晶層を往復し、透過領域６で
は入射光が液晶層を通過するために、液晶層における光
の経路差が発生してしまい、両領域でのリタデーション
の相異によって出射光強度を最適化できないという問題
が存在した。その問題を解決するために特許第２９５５
２７７号公報に記載された液晶表示装置には、図１５に
示す液晶表示装置の断面図のように、反射領域５の透明
電極７下に絶縁層８設けて絶縁層８の上または下に反射
板９を配置することで、反射領域５での液晶層のギャッ
プｄｒと透過領域６での液晶層のギャップｄｆに差を設
ける構造が開示されている。
【０００８】半透過で透過の輝度を最大で使うためには
ツイスト角を０度にしたＥＣＢモードが有効である。ツ
イスト角７２度のＴＮ液晶では透過光の５０％しか活用
できないのに対し、ツイスト角０度のＥＣＢモードでは
透過光を１００％活用できる。しかし、反射モードの液
晶のツイスト角を７２度に設定すると、反射領域の液晶
層のギャップｄｒがｄｒ＝２〜３μｍで最大反射率を示
すのに対して、ツイスト角を０度に設定すると、ｄｒ＝
１．５μｍでピンポイントで最大反射率となる。そのた
め、ツイスト角７２度の場合に比べて波長分散が大きく
なり、最適な液晶層のギャップより大きくなると急激に
黄色づき、小さくなると急激に青づくことになる。この
様子を図１６に示す。特に反射領域では、反射板に凹凸
を設けるため、液晶層のギャップが一様でなく、平均膜
厚から凹凸の凹部又は凸部まで０．３μｍ程度の膜厚差
が生じる。
ツイスト角を０度にしたＥＣＢモードが有効である。ツ
イスト角７２度のＴＮ液晶では透過光の５０％しか活用
できないのに対し、ツイスト角０度のＥＣＢモードでは
透過光を１００％活用できる。しかし、反射モードの液
晶のツイスト角を７２度に設定すると、反射領域の液晶
層のギャップｄｒがｄｒ＝２〜３μｍで最大反射率を示
すのに対して、ツイスト角を０度に設定すると、ｄｒ＝
１．５μｍでピンポイントで最大反射率となる。そのた
め、ツイスト角７２度の場合に比べて波長分散が大きく
なり、最適な液晶層のギャップより大きくなると急激に
黄色づき、小さくなると急激に青づくことになる。この
様子を図１６に示す。特に反射領域では、反射板に凹凸
を設けるため、液晶層のギャップが一様でなく、平均膜
厚から凹凸の凹部又は凸部まで０．３μｍ程度の膜厚差
が生じる。
【０００９】図１７は反射領域の液晶層のギャップに対
する白の色度を表したものである。反射領域の液晶層の
ギャップの平均を１．７μｍにすると色度座標（０．３
３，０．３５）程度であるのに対し、液晶層のギャップ
の最大（凹部）を２μｍにすると色度座標（０．３７，
０．３８）と赤っぽくなり、液晶層のギャップの最小
（凸部）を１．４μｍにすると色度座標（０．３０，
０．３２）と黄色っぽくなる。この現象は図１８の液晶
層のギャップに対するＲＧＢの各波長の反射率の図から
理解される。Ｇの波長の反射率がピークになる１．５μ
ｍより低いとＲが急激に低くなり、１．５μｍより高い
とＢが急激に低くなる。
する白の色度を表したものである。反射領域の液晶層の
ギャップの平均を１．７μｍにすると色度座標（０．３
３，０．３５）程度であるのに対し、液晶層のギャップ
の最大（凹部）を２μｍにすると色度座標（０．３７，
０．３８）と赤っぽくなり、液晶層のギャップの最小
（凸部）を１．４μｍにすると色度座標（０．３０，
０．３２）と黄色っぽくなる。この現象は図１８の液晶
層のギャップに対するＲＧＢの各波長の反射率の図から
理解される。Ｇの波長の反射率がピークになる１．５μ
ｍより低いとＲが急激に低くなり、１．５μｍより高い
とＢが急激に低くなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】透過光を１００％活用
できるＥＣＢモード及び後述するＶＡモードの液晶は次
世代半透過液晶表示装置として期待されているが、上述
のように反射領域では波長分散が大きくなり、色味がば
らつくという課題がある。しかも、反射板の凹凸のため
に液晶層のギャップは±０．３μｍもばらつくため、液
晶層のギャップのばらつきによる色味のばらつきは避け
られない。
できるＥＣＢモード及び後述するＶＡモードの液晶は次
世代半透過液晶表示装置として期待されているが、上述
のように反射領域では波長分散が大きくなり、色味がば
らつくという課題がある。しかも、反射板の凹凸のため
に液晶層のギャップは±０．３μｍもばらつくため、液
晶層のギャップのばらつきによる色味のばらつきは避け
られない。
【００１１】そこで、本願発明の第１の目的は、波長分
散が小さく、かつ輝度の明るい透過型液晶表示装置又は
半透過型液晶表示装置を提供することにある。
散が小さく、かつ輝度の明るい透過型液晶表示装置又は
半透過型液晶表示装置を提供することにある。
【００１２】また、携帯機器への液晶表示装置の搭載に
伴ない、明るい表示とともに、低消費電力が求められて
おり、液晶の駆動電圧の低電圧化が重要な課題となって
きた。そこで、本願発明の第２の目的は、コントラスト
を低下させることなく駆動電圧を低電圧化した透過型液
晶表示装置又は半透過型液晶表示装置を提供することで
ある。
伴ない、明るい表示とともに、低消費電力が求められて
おり、液晶の駆動電圧の低電圧化が重要な課題となって
きた。そこで、本願発明の第２の目的は、コントラスト
を低下させることなく駆動電圧を低電圧化した透過型液
晶表示装置又は半透過型液晶表示装置を提供することで
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば、２枚の電極基板によって反射領域
の液晶層を挟持し、前記２枚の電極基板に最小印加電圧
乃至最大印加電圧の電圧を印加することにより表示動作
を行う反射型又は半透過型液晶表示装置であって、前記
最小印加電圧又は前記最大印加電圧のどちらか一方を印
加したとき、赤青緑の何れかの波長に対する前記液晶層
の反射率が極値を有するように、前記液晶層のギャップ
と前記最小印加電圧又は最大印加電圧を設定することを
特徴とする反射型又は半透過型液晶表示装置が提供され
る。
に、本発明によれば、２枚の電極基板によって反射領域
の液晶層を挟持し、前記２枚の電極基板に最小印加電圧
乃至最大印加電圧の電圧を印加することにより表示動作
を行う反射型又は半透過型液晶表示装置であって、前記
最小印加電圧又は前記最大印加電圧のどちらか一方を印
加したとき、赤青緑の何れかの波長に対する前記液晶層
の反射率が極値を有するように、前記液晶層のギャップ
と前記最小印加電圧又は最大印加電圧を設定することを
特徴とする反射型又は半透過型液晶表示装置が提供され
る。
【００１４】赤青緑の何れかの波長に対する前記液晶層
の反射率が極値を有するように、前記液晶層のギャップ
と前記最小印加電圧又は最大印加電圧を設定することに
より、前記極値を有する最小印加電圧より大きい印加電
圧側又は最大印加電圧より小さい印加電圧側のどちらか
一方側では、赤青緑の波長に対する液晶層の反射率が略
一致する。そこで、液晶層の反射率が略一致する範囲で
表示動作を行えば、色分散を抑え、色味のばらつきの小
さい表示を実現することができる。
の反射率が極値を有するように、前記液晶層のギャップ
と前記最小印加電圧又は最大印加電圧を設定することに
より、前記極値を有する最小印加電圧より大きい印加電
圧側又は最大印加電圧より小さい印加電圧側のどちらか
一方側では、赤青緑の波長に対する液晶層の反射率が略
一致する。そこで、液晶層の反射率が略一致する範囲で
表示動作を行えば、色分散を抑え、色味のばらつきの小
さい表示を実現することができる。
【００１５】特に、青の波長に対する前記液晶層の反射
率が極値を有するように、前記液晶層のギャップと前記
最小印加電圧又は最大印加電圧を設定することにより、
色分散を抑え、色味のばらつきの小さい表示を実現する
ことができる。
率が極値を有するように、前記液晶層のギャップと前記
最小印加電圧又は最大印加電圧を設定することにより、
色分散を抑え、色味のばらつきの小さい表示を実現する
ことができる。
【００１６】具体的には、前記２枚の電極基板の表面に
水平配向膜を形成し、前記最小印加電圧を印加したとき
液晶が斜めに配向され、前記最大印加電圧を印加したと
き、液晶が垂直に配向されるようにする。このように液
晶が水平配向する印加電圧より最小印加電圧をプラス側
にシフトさせることにより、赤青緑の波長に対する液晶
層の反射特性を近づけ色分散を改善することができる。
また、水平配向膜は垂直配向膜に比べ信頼性が高く、高
信頼性の表示を実現することができる。
水平配向膜を形成し、前記最小印加電圧を印加したとき
液晶が斜めに配向され、前記最大印加電圧を印加したと
き、液晶が垂直に配向されるようにする。このように液
晶が水平配向する印加電圧より最小印加電圧をプラス側
にシフトさせることにより、赤青緑の波長に対する液晶
層の反射特性を近づけ色分散を改善することができる。
また、水平配向膜は垂直配向膜に比べ信頼性が高く、高
信頼性の表示を実現することができる。
【００１７】前記最小印加電圧を印加したとき、赤青緑
の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極大値を
有することにより、黒表示では液晶が垂直に配向される
ため、遮光が良好であり、コントラストの高い表示を実
現することができる。
の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極大値を
有することにより、黒表示では液晶が垂直に配向される
ため、遮光が良好であり、コントラストの高い表示を実
現することができる。
【００１８】また、前記最小印加電圧を印加したとき、
赤青緑の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極
小値を有することにより、電源オフ時には黒っぽい表示
となり、ノーマリブラックに近い表示を実現することが
できる。
赤青緑の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極
小値を有することにより、電源オフ時には黒っぽい表示
となり、ノーマリブラックに近い表示を実現することが
できる。
【００１９】前記２枚の電極基板の表面に形成された水
平配向膜の成すツイスト角を１０度以下に設定し、前記
液晶層のリタデーションの平均値を１３８ｎｍ乃至１７
２ｎｍに設定することにより、光の利用効率の高い、高
輝度の表示を実現することができる。
平配向膜の成すツイスト角を１０度以下に設定し、前記
液晶層のリタデーションの平均値を１３８ｎｍ乃至１７
２ｎｍに設定することにより、光の利用効率の高い、高
輝度の表示を実現することができる。
【００２０】一方、前記２枚の電極基板の表面に形成さ
れた水平配向膜の成すツイスト角を１０度乃至４５度に
設定し、前記液晶層のリタデーションの平均値を１２３
ｎｍ乃至１５７ｎｍに設定することにより、色分散をよ
り抑えた、色味のばらつきと光の利用効率を調和させた
表示を実現することができる。
れた水平配向膜の成すツイスト角を１０度乃至４５度に
設定し、前記液晶層のリタデーションの平均値を１２３
ｎｍ乃至１５７ｎｍに設定することにより、色分散をよ
り抑えた、色味のばらつきと光の利用効率を調和させた
表示を実現することができる。
【００２１】また、前記２枚の電極基板の表面に垂直配
向膜を形成し、前記最大印加電圧を印加したとき液晶が
斜めに配向され、前記最小印加電圧を印加したとき液晶
が垂直に配向されることにより、最小印加電圧を０Ｖに
できるため、電源オフ時と電源オン時の最小印加電圧設
定時の表示が同一な自然な表示を実現することができ
る。
向膜を形成し、前記最大印加電圧を印加したとき液晶が
斜めに配向され、前記最小印加電圧を印加したとき液晶
が垂直に配向されることにより、最小印加電圧を０Ｖに
できるため、電源オフ時と電源オン時の最小印加電圧設
定時の表示が同一な自然な表示を実現することができ
る。
【００２２】前記最大印加電圧を印加したとき、赤青緑
の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極大値を
有することにより、ノーマリブラックの表示を実現する
ことができる。最小印加電圧が０Ｖ、最大印加電圧が液
晶を水平配向させたときより低い電圧にできるため、駆
動電圧の低電圧化を実現できる。
の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極大値を
有することにより、ノーマリブラックの表示を実現する
ことができる。最小印加電圧が０Ｖ、最大印加電圧が液
晶を水平配向させたときより低い電圧にできるため、駆
動電圧の低電圧化を実現できる。
【００２３】前記液晶層のリタデーションの平均値を１
３８ｎｍ乃至１７２ｎｍに設定することにより、光の利
用効率の高い、高輝度の表示を実現することができる。
３８ｎｍ乃至１７２ｎｍに設定することにより、光の利
用効率の高い、高輝度の表示を実現することができる。
【００２４】また、上記課題を解決するために、本発明
によれば、配線及び薄膜トランジスタが形成された下部
側基板と、前記下部側基板に対向して配置される対向側
基板とによって液晶が挟持され、前記下部側基板に反射
電極が形成されている反射領域と、透明電極が形成され
ている透過領域とが設けられ、前記対向基板の前記反射
領域に対応する位置、及び前記透過領域に対応する位置
の前記液晶に接する位置に共通電極が形成され、前記反
射電極及び透明電極と前記共通電極との間に最小印加電
圧乃至最大印加電圧を印加することにより表示動作を行
う半透過型液晶表示装置であって、前記液晶に前記最小
印加電圧又は前記最大印加電圧のどちらか一方を印加し
た状態において、前記反射領域及び前記透過領域の液晶
は水平配向又は垂直配向のいずれの状態からも１０度以
上傾けて配向させることを特徴とする半透過型液晶表示
装置が提供される。
によれば、配線及び薄膜トランジスタが形成された下部
側基板と、前記下部側基板に対向して配置される対向側
基板とによって液晶が挟持され、前記下部側基板に反射
電極が形成されている反射領域と、透明電極が形成され
ている透過領域とが設けられ、前記対向基板の前記反射
領域に対応する位置、及び前記透過領域に対応する位置
の前記液晶に接する位置に共通電極が形成され、前記反
射電極及び透明電極と前記共通電極との間に最小印加電
圧乃至最大印加電圧を印加することにより表示動作を行
う半透過型液晶表示装置であって、前記液晶に前記最小
印加電圧又は前記最大印加電圧のどちらか一方を印加し
た状態において、前記反射領域及び前記透過領域の液晶
は水平配向又は垂直配向のいずれの状態からも１０度以
上傾けて配向させることを特徴とする半透過型液晶表示
装置が提供される。
【００２５】このように最小印加電圧又は最大印加電圧
のどちらか一方を印加した状態において、液晶を水平配
向又は垂直配向のいずれの状態からも１０度以上傾けて
配向させることにより、色分散を抑え、色味のばらつき
の小さい表示を実現することができる。
のどちらか一方を印加した状態において、液晶を水平配
向又は垂直配向のいずれの状態からも１０度以上傾けて
配向させることにより、色分散を抑え、色味のばらつき
の小さい表示を実現することができる。
【００２６】液晶は、電圧を印加されないとき水平配向
させ、前記最小印加電圧は０．５Ｖ以上にすることを特
徴とする。このように最小印加電圧を水平配向状態より
シフトさせることにより色分散を抑えることができる。
させ、前記最小印加電圧は０．５Ｖ以上にすることを特
徴とする。このように最小印加電圧を水平配向状態より
シフトさせることにより色分散を抑えることができる。
【００２７】一方、液晶は、前記最小印加電圧を印加し
たとき垂直配向させ、前記最小印加電圧は０．５Ｖ以下
にするもできる。このように最小印加電圧を垂直配向状
態にすることにより色分散を抑えることもできる。
たとき垂直配向させ、前記最小印加電圧は０．５Ｖ以下
にするもできる。このように最小印加電圧を垂直配向状
態にすることにより色分散を抑えることもできる。
【００２８】また、上記課題を解決するために、本発明
によれば、２枚の電極基板によって反射領域及び透過領
域の液晶層を挟持し、前記２枚の電極基板に最小印加電
圧乃至最大印加電圧を印加することにより表示動作を行
う半透過型液晶表示装置であって、前記最小印加電圧又
は前記最大印加電圧のどちらか一方を印加したとき、前
記透過領域において、赤青緑の何れかの波長に対する前
記液晶層の反射率が極値を有するように、前記液晶層の
ギャップと前記最小印加電圧又は最大印加電圧を設定す
ることを特徴とする半透過型液晶表示装置が提供され
る。
によれば、２枚の電極基板によって反射領域及び透過領
域の液晶層を挟持し、前記２枚の電極基板に最小印加電
圧乃至最大印加電圧を印加することにより表示動作を行
う半透過型液晶表示装置であって、前記最小印加電圧又
は前記最大印加電圧のどちらか一方を印加したとき、前
記透過領域において、赤青緑の何れかの波長に対する前
記液晶層の反射率が極値を有するように、前記液晶層の
ギャップと前記最小印加電圧又は最大印加電圧を設定す
ることを特徴とする半透過型液晶表示装置が提供され
る。
【００２９】反射領域と同様に、透過領域においても、
赤青緑の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極
値を有するように、前記液晶層のギャップと前記最小印
加電圧又は最大印加電圧を設定することにより、前記極
値を有する最小印加電圧より大きい印加電圧側又は最大
印加電圧より小さい印加電圧側のどちらか一方側では、
赤青緑の波長に対する液晶層の反射率が略一致する。そ
こで、液晶層の反射率が略一致する範囲で表示動作を行
えば、色分散を抑え、色味のばらつきの小さい表示を実
現することができる。
赤青緑の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極
値を有するように、前記液晶層のギャップと前記最小印
加電圧又は最大印加電圧を設定することにより、前記極
値を有する最小印加電圧より大きい印加電圧側又は最大
印加電圧より小さい印加電圧側のどちらか一方側では、
赤青緑の波長に対する液晶層の反射率が略一致する。そ
こで、液晶層の反射率が略一致する範囲で表示動作を行
えば、色分散を抑え、色味のばらつきの小さい表示を実
現することができる。
【００３０】特に、青の波長に対する前記液晶層の反射
率が極値を有するように、前記液晶層のギャップと前記
最小印加電圧又は最大印加電圧を設定することにより、
色分散を抑え、色味のばらつきの小さい表示を実現する
ことができる。
率が極値を有するように、前記液晶層のギャップと前記
最小印加電圧又は最大印加電圧を設定することにより、
色分散を抑え、色味のばらつきの小さい表示を実現する
ことができる。
【００３１】具体的には、前記２枚の電極基板の表面に
水平配向膜を形成し、前記最小印加電圧を印加したとき
液晶が斜めに配向され、前記最大印加電圧を印加したと
き、液晶が垂直に配向されるようにする。このように液
晶が水平配向する印加電圧より最小印加電圧をプラス側
にシフトさせることにより、赤青緑の波長に対する液晶
層の反射特性を近づけ色分散を改善することができる。
また、水平配向膜は垂直配向膜に比べ信頼性が高く、高
信頼性の表示を実現することができる。
水平配向膜を形成し、前記最小印加電圧を印加したとき
液晶が斜めに配向され、前記最大印加電圧を印加したと
き、液晶が垂直に配向されるようにする。このように液
晶が水平配向する印加電圧より最小印加電圧をプラス側
にシフトさせることにより、赤青緑の波長に対する液晶
層の反射特性を近づけ色分散を改善することができる。
また、水平配向膜は垂直配向膜に比べ信頼性が高く、高
信頼性の表示を実現することができる。
【００３２】また、前記２枚の電極基板の表面に垂直配
向膜を形成し、前記最大印加電圧を印加したとき液晶が
斜めに配向され、前記最小印加電圧を印加したとき液晶
が垂直に配向されることにより、最小印加電圧を０Ｖに
できるため、電源オフ時と電源オン時の最小印加電圧設
定時の表示が同一な自然な表示を実現することができ
る。
向膜を形成し、前記最大印加電圧を印加したとき液晶が
斜めに配向され、前記最小印加電圧を印加したとき液晶
が垂直に配向されることにより、最小印加電圧を０Ｖに
できるため、電源オフ時と電源オン時の最小印加電圧設
定時の表示が同一な自然な表示を実現することができ
る。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の形態につき図面を
参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって
本発明を限定するものではない。
参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって
本発明を限定するものではない。
【００３４】（実施の形態１）図１は半透過型液晶表示
装置の各部位における偏光状態を示す図である。図１５
の絶縁層８の上に反射電極１０を配置し、反射板を兼用
する構成を前提とする。半透過型液晶表示装置は、下部
側基板１１と、対向側基板１２と、両基板間に狭持され
ている液晶層１３と、下部側基板１１の下方に配置され
ているバックライト光源２８と、下部側基板１１及び対
向側基板１２の各々の外側に設けられる位相差板２０
ａ、２０ｂ及び偏光板２３ａ、２３ｂを具備している。
図１では簡単化のため省略しているが、液晶層１３を挟
持する下部側基板１１と対向側基板１２のそれぞれ液晶
層１３と接する面には配向膜が形成されている。水平配
向膜を採用する場合、２枚の水平配向膜の成す角度をツ
イスト角と言う。垂直配向膜を採用する場合、２枚の垂
直配向の方向は同一のため、ツイスト角は０度である。
装置の各部位における偏光状態を示す図である。図１５
の絶縁層８の上に反射電極１０を配置し、反射板を兼用
する構成を前提とする。半透過型液晶表示装置は、下部
側基板１１と、対向側基板１２と、両基板間に狭持され
ている液晶層１３と、下部側基板１１の下方に配置され
ているバックライト光源２８と、下部側基板１１及び対
向側基板１２の各々の外側に設けられる位相差板２０
ａ、２０ｂ及び偏光板２３ａ、２３ｂを具備している。
図１では簡単化のため省略しているが、液晶層１３を挟
持する下部側基板１１と対向側基板１２のそれぞれ液晶
層１３と接する面には配向膜が形成されている。水平配
向膜を採用する場合、２枚の水平配向膜の成す角度をツ
イスト角と言う。垂直配向膜を採用する場合、２枚の垂
直配向の方向は同一のため、ツイスト角は０度である。
【００３５】実施の形態１は水平配向膜を採用する場合
である。液晶に電圧を印加しない状態では、水平配向膜
に接する液晶は水平に配向している。
である。液晶に電圧を印加しない状態では、水平配向膜
に接する液晶は水平に配向している。
【００３６】（上側の偏光板、λ／４板の配置）反射領
域をノーマリーホワイト、すなわち対向側基板と反射電
極及び透過電極の間に電圧がかからずに液晶が寝ている
状態（水平配向）で白、液晶が立っている状態（垂直配
向）で黒とするため、液晶層１３と偏光板２３ｂとの間
に位相差板（λ／４板）２０ｂを配置する。λ／４板２
０ｂを偏光板２３ｂの光学軸に対して４５度回転させて
挟むことにより、偏光板２３ｂを通過した直線偏光（水
平）は、右まわり円偏光となる。右回り円偏光となった
光は反射領域の液晶層のギャップｄｒを所定の値にする
ことで反射電極１０に直線偏光として到達する。反射電
極１０では直線偏光は直線偏光として反射され、液晶層
１０を出射するときは右まわり円偏光となる。これがλ
／４板２０ｂにより直線偏光（水平）となり、水平方向
に光学軸を持つ偏光板２３ｂを出射し、白表示となる。
域をノーマリーホワイト、すなわち対向側基板と反射電
極及び透過電極の間に電圧がかからずに液晶が寝ている
状態（水平配向）で白、液晶が立っている状態（垂直配
向）で黒とするため、液晶層１３と偏光板２３ｂとの間
に位相差板（λ／４板）２０ｂを配置する。λ／４板２
０ｂを偏光板２３ｂの光学軸に対して４５度回転させて
挟むことにより、偏光板２３ｂを通過した直線偏光（水
平）は、右まわり円偏光となる。右回り円偏光となった
光は反射領域の液晶層のギャップｄｒを所定の値にする
ことで反射電極１０に直線偏光として到達する。反射電
極１０では直線偏光は直線偏光として反射され、液晶層
１０を出射するときは右まわり円偏光となる。これがλ
／４板２０ｂにより直線偏光（水平）となり、水平方向
に光学軸を持つ偏光板２３ｂを出射し、白表示となる。
【００３７】次に、液晶層１３に電圧がかかった場合は
液晶が立つ（垂直配向）。このとき、液晶層１３に右回
り円偏光として入射した光は反射電極１０まで右周り円
偏光のまま到達し、反射電極１０により右まわり円偏光
は左まわり円偏光として反射する。そして、左周り円偏
光のまま液晶層１３を出射したのち、λ／４板２０ｂに
より直線偏光（垂直）として変換され、偏光板２３ｂに
吸収されて光は出射しない。このため黒表示となる。
液晶が立つ（垂直配向）。このとき、液晶層１３に右回
り円偏光として入射した光は反射電極１０まで右周り円
偏光のまま到達し、反射電極１０により右まわり円偏光
は左まわり円偏光として反射する。そして、左周り円偏
光のまま液晶層１３を出射したのち、λ／４板２０ｂに
より直線偏光（垂直）として変換され、偏光板２３ｂに
吸収されて光は出射しない。このため黒表示となる。
【００３８】（下側のλ／４板、偏光板の配置）透過の
場合、電圧のかけた状態で黒表示となるように下側のλ
／４板２０ａ、偏光板２３ａの光学軸の配置角が決定さ
れる。下側偏光板２３ａは上側の偏光板２３ｂとクロス
ニコルに、すなわち９０度回転した方向に配置される。
また、上側のλ／４板２０ｂの影響をキャンセル（補
償）するため、下側のλ／４板２０ａもまた９０度回転
して配置される。液晶は電圧をかけた状態では立ってい
る（垂直配向）ため、光の偏光状態は変化しないので、
結局、偏光板２３ａ、２３ｂがクロスニコルに配置され
ていることと光学的には等価となり、電圧をかけた状態
で黒表示となる。以上のようにして、半透過型液晶表示
装置の光学部材の配置、および光学軸の配置角が決定さ
れる。
場合、電圧のかけた状態で黒表示となるように下側のλ
／４板２０ａ、偏光板２３ａの光学軸の配置角が決定さ
れる。下側偏光板２３ａは上側の偏光板２３ｂとクロス
ニコルに、すなわち９０度回転した方向に配置される。
また、上側のλ／４板２０ｂの影響をキャンセル（補
償）するため、下側のλ／４板２０ａもまた９０度回転
して配置される。液晶は電圧をかけた状態では立ってい
る（垂直配向）ため、光の偏光状態は変化しないので、
結局、偏光板２３ａ、２３ｂがクロスニコルに配置され
ていることと光学的には等価となり、電圧をかけた状態
で黒表示となる。以上のようにして、半透過型液晶表示
装置の光学部材の配置、および光学軸の配置角が決定さ
れる。
【００３９】（反射領域の色味の設定）以上の配置角で
光学部材を配置し、液晶のツイスト角φを０度に設定し
たとき、反射領域の液晶層のギャップｄｒをｄｒ＝１．
４μｍ、１．７μｍ、２．０μｍにしたときの液晶層へ
の印加電圧と各波長の反射率の関係をそれぞれ図２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。印加電圧０Ｖで見た場
合、液晶層のギャップが厚くなるに従って青（Ｂ）の反
射率が急激に低下することが分かる。しかし、印加電圧
１．５Ｖでは赤青緑（ＲＧＢ）ともに反射率は同じ程度
であり、膜厚依存性は小さい。印加電圧０Ｖと１．５Ｖ
のときの色度図上での白表示の色味を比較したのが図３
である。×が印加電圧０Ｖ、○が印加電圧１．５Ｖのと
きの液晶層のギャップ１．４μｍ、１．７μｍ、２．０
μｍの色度座標上の位置を示す。図３から、印加電圧を
１．５Ｖにしたときを白表示に設定することによって、
印加電圧を０Ｖにしたときに比べて、液晶層のギャップ
による色味の変動を抑えることができることが分かる。
しかも、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から分かるよう
に、印加電圧１．５Ｖ以上では、赤青緑の波長に対する
液晶層の反射率が略一致する。そこで、液晶層の反射率
が略一致する範囲で表示動作を行えば、色分散を抑え、
色味のばらつきのない表示を実現することができる。
光学部材を配置し、液晶のツイスト角φを０度に設定し
たとき、反射領域の液晶層のギャップｄｒをｄｒ＝１．
４μｍ、１．７μｍ、２．０μｍにしたときの液晶層へ
の印加電圧と各波長の反射率の関係をそれぞれ図２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。印加電圧０Ｖで見た場
合、液晶層のギャップが厚くなるに従って青（Ｂ）の反
射率が急激に低下することが分かる。しかし、印加電圧
１．５Ｖでは赤青緑（ＲＧＢ）ともに反射率は同じ程度
であり、膜厚依存性は小さい。印加電圧０Ｖと１．５Ｖ
のときの色度図上での白表示の色味を比較したのが図３
である。×が印加電圧０Ｖ、○が印加電圧１．５Ｖのと
きの液晶層のギャップ１．４μｍ、１．７μｍ、２．０
μｍの色度座標上の位置を示す。図３から、印加電圧を
１．５Ｖにしたときを白表示に設定することによって、
印加電圧を０Ｖにしたときに比べて、液晶層のギャップ
による色味の変動を抑えることができることが分かる。
しかも、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から分かるよう
に、印加電圧１．５Ｖ以上では、赤青緑の波長に対する
液晶層の反射率が略一致する。そこで、液晶層の反射率
が略一致する範囲で表示動作を行えば、色分散を抑え、
色味のばらつきのない表示を実現することができる。
【００４０】本発明者がシミュレーションによって検討
した結果、赤青緑の何れかの波長に対する液晶層の反射
率が極値を有するように、液晶層のギャップと最小印加
電圧又は最小印加電圧を設定することにより、前記極値
を有する最小印加電圧以上又は最大印加電圧以下のどち
らか一方の側では、赤青緑の波長に対する液晶層の反射
率が略一致することが分かった。そこで、液晶層の反射
率が略一致する範囲で表示動作を行えば、色分散を抑
え、色味のばらつきのない表示を実現することができ
る。
した結果、赤青緑の何れかの波長に対する液晶層の反射
率が極値を有するように、液晶層のギャップと最小印加
電圧又は最小印加電圧を設定することにより、前記極値
を有する最小印加電圧以上又は最大印加電圧以下のどち
らか一方の側では、赤青緑の波長に対する液晶層の反射
率が略一致することが分かった。そこで、液晶層の反射
率が略一致する範囲で表示動作を行えば、色分散を抑
え、色味のばらつきのない表示を実現することができ
る。
【００４１】特に、青の波長に対する前記液晶層の反射
率が極値を有するように、前記液晶層のギャップと最小
印加電圧又は最大印加電圧を設定することにより、色分
散を抑え、色味のばらつきの小さい表示を実現すること
ができる。
率が極値を有するように、前記液晶層のギャップと最小
印加電圧又は最大印加電圧を設定することにより、色分
散を抑え、色味のばらつきの小さい表示を実現すること
ができる。
【００４２】具体的には、図１のように、下部側基板１
１と対向側基板１２の液晶層１３と接する面に水平配向
膜を形成し、最小印加電圧を印加したとき液晶が斜めに
配向され、最大印加電圧を印加したとき液晶が垂直に配
向されるように、液晶層のギャップと最小印加電圧及び
最大印加電圧を設定する。このように液晶が水平配向す
る印加電圧より最小印加電圧をプラス側にシフトさせる
ことにより、青の波長に対する前記液晶層の反射率が極
値を有する。この最小印加電圧以上の範囲では、赤青緑
の波長に対する液晶層の反射率が略一致する。以上のよ
うに、赤青緑の波長に対する液晶層の反射特性を近づけ
色分散を改善することができる。また、水平配向膜は垂
直配向膜に比べ信頼性が高く、高信頼性の表示を実現す
ることができる。
１と対向側基板１２の液晶層１３と接する面に水平配向
膜を形成し、最小印加電圧を印加したとき液晶が斜めに
配向され、最大印加電圧を印加したとき液晶が垂直に配
向されるように、液晶層のギャップと最小印加電圧及び
最大印加電圧を設定する。このように液晶が水平配向す
る印加電圧より最小印加電圧をプラス側にシフトさせる
ことにより、青の波長に対する前記液晶層の反射率が極
値を有する。この最小印加電圧以上の範囲では、赤青緑
の波長に対する液晶層の反射率が略一致する。以上のよ
うに、赤青緑の波長に対する液晶層の反射特性を近づけ
色分散を改善することができる。また、水平配向膜は垂
直配向膜に比べ信頼性が高く、高信頼性の表示を実現す
ることができる。
【００４３】実施の形態１では、最小印加電圧を設定し
たとき、青の波長に対する前記液晶層の反射率が極大値
を有するように設定する。従って、最小印加電圧では白
表示、最大印加電圧では黒表示を行う。黒表示では液晶
が垂直に配向されるため、遮光が良好であり、コントラ
ストの高い表示を実現することができる。白表示では液
晶は水平配向状態から１０度以上傾いているため、水平
配向状態より暗くなるが、ツイスト角を０度に設定して
いるため、従来のツイスト角７２度の場合に比べ充分明
るい表示を実現することができる。
たとき、青の波長に対する前記液晶層の反射率が極大値
を有するように設定する。従って、最小印加電圧では白
表示、最大印加電圧では黒表示を行う。黒表示では液晶
が垂直に配向されるため、遮光が良好であり、コントラ
ストの高い表示を実現することができる。白表示では液
晶は水平配向状態から１０度以上傾いているため、水平
配向状態より暗くなるが、ツイスト角を０度に設定して
いるため、従来のツイスト角７２度の場合に比べ充分明
るい表示を実現することができる。
【００４４】（透過領域の色味の設定）同様に透過領域
の液晶層のギャップｄｆをｄｆ＝３．０μｍ、３．５μ
ｍ、４．０μｍ、４．５μｍにしたときの液晶層への印
加電圧と各波長の透過率の関係をそれぞれ図４（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。印加電圧が０Ｖで見た
場合、液晶層のギャップが厚くなるに従ってＢの反射率
が急激に低下するが、印加電圧１．５Ｖでは赤青緑の各
波長に対する反射率は同じ程度であり、膜厚依存性は小
さい。印加電圧０Ｖと１．５Ｖのときの色度図上での白
表示の色味を比較したのが図５である。×が印加電圧０
Ｖ、○が印加電圧１．５Ｖのときの液晶層のギャップ
３．０μｍ、３．５μｍ、４．０μｍ、４．５μｍの色
度座標上の位置を示す。図３と図５から、反射領域の液
晶層のギャップｄｒ＝１．７±０．３μｍと同程度の色
味に透過領域の色味を設定するには、透過領域の液晶層
のギャップｄｆ＝４．０μｍに設定するのが適当であ
る。しかも、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）から
分かるように、印加電圧１．５Ｖ以上では、赤青緑の波
長に対する液晶層の透過率が略一致する。従って、上記
条件で反射領域と透過領域を形成し、最小印加電圧を
１．５Ｖに設定することで、反射領域と透過領域の色味
を揃え、かつ色分散を抑え、色味のばらつきのない表示
を実現することができる。
の液晶層のギャップｄｆをｄｆ＝３．０μｍ、３．５μ
ｍ、４．０μｍ、４．５μｍにしたときの液晶層への印
加電圧と各波長の透過率の関係をそれぞれ図４（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。印加電圧が０Ｖで見た
場合、液晶層のギャップが厚くなるに従ってＢの反射率
が急激に低下するが、印加電圧１．５Ｖでは赤青緑の各
波長に対する反射率は同じ程度であり、膜厚依存性は小
さい。印加電圧０Ｖと１．５Ｖのときの色度図上での白
表示の色味を比較したのが図５である。×が印加電圧０
Ｖ、○が印加電圧１．５Ｖのときの液晶層のギャップ
３．０μｍ、３．５μｍ、４．０μｍ、４．５μｍの色
度座標上の位置を示す。図３と図５から、反射領域の液
晶層のギャップｄｒ＝１．７±０．３μｍと同程度の色
味に透過領域の色味を設定するには、透過領域の液晶層
のギャップｄｆ＝４．０μｍに設定するのが適当であ
る。しかも、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）から
分かるように、印加電圧１．５Ｖ以上では、赤青緑の波
長に対する液晶層の透過率が略一致する。従って、上記
条件で反射領域と透過領域を形成し、最小印加電圧を
１．５Ｖに設定することで、反射領域と透過領域の色味
を揃え、かつ色分散を抑え、色味のばらつきのない表示
を実現することができる。
【００４５】本発明者がシミュレーションによって検討
した結果、透過領域においても、赤青緑の何れかの波長
に対する液晶層の透過率が極値を有するように、液晶層
のギャップと最小印加電圧又は最小印加電圧を設定する
ことにより、前記極値を有する最小印加電圧以上又は最
大印加電圧以下のどちらか一方の側では、赤青緑の波長
に対する液晶層の透過率が略一致することが分かった。
そして、さらなる検討の結果、反射領域で最適設計した
最小印加電圧及び最大印加電圧を前提条件として、緑の
波長に対する透過領域の液晶の透過率が最大になる液晶
層のギャップをプラス側にシフトさせ、青の波長に対す
る透過領域の液晶層の透過率が極値を有するように、設
定することにより、最小印加電圧乃至最大印加電圧を透
過領域の液晶に印加したときの色味を反射領域の液晶の
色味に揃え、かつ色分散を抑えることができることが分
かった。
した結果、透過領域においても、赤青緑の何れかの波長
に対する液晶層の透過率が極値を有するように、液晶層
のギャップと最小印加電圧又は最小印加電圧を設定する
ことにより、前記極値を有する最小印加電圧以上又は最
大印加電圧以下のどちらか一方の側では、赤青緑の波長
に対する液晶層の透過率が略一致することが分かった。
そして、さらなる検討の結果、反射領域で最適設計した
最小印加電圧及び最大印加電圧を前提条件として、緑の
波長に対する透過領域の液晶の透過率が最大になる液晶
層のギャップをプラス側にシフトさせ、青の波長に対す
る透過領域の液晶層の透過率が極値を有するように、設
定することにより、最小印加電圧乃至最大印加電圧を透
過領域の液晶に印加したときの色味を反射領域の液晶の
色味に揃え、かつ色分散を抑えることができることが分
かった。
【００４６】図６は液晶への印加電圧をそれぞれ０Ｖ
（ａ）、１．５Ｖ（ｂ）、５Ｖ（ｃ）に設定したとき
の、反射領域及び透過領域の液晶分子の挙動を模式的に
示したものである。（ａ）は電圧を印加されない状態
で、液晶分子は水平に配向されている。（ｂ）は印加電
圧１．５Ｖの状態で、液晶分子は水平配向状態から１０
度以上傾いてきている。この状態で青の反射率及び透過
率は最大になる。（ｃ）は印加電圧５Ｖの状態で、液晶
分子は垂直に配向される。
（ａ）、１．５Ｖ（ｂ）、５Ｖ（ｃ）に設定したとき
の、反射領域及び透過領域の液晶分子の挙動を模式的に
示したものである。（ａ）は電圧を印加されない状態
で、液晶分子は水平に配向されている。（ｂ）は印加電
圧１．５Ｖの状態で、液晶分子は水平配向状態から１０
度以上傾いてきている。この状態で青の反射率及び透過
率は最大になる。（ｃ）は印加電圧５Ｖの状態で、液晶
分子は垂直に配向される。
【００４７】（実施の形態２）実施の形態２は、最小印
加電圧を印加したとき、青の波長に対する液晶層の反射
率が極小値を有するように、液晶層のギャップと最小印
加電圧を設定する場合である。具体的な構成はいくつか
考えられるが、最も簡単な構成は図１から位相差板２０
ａ、２０ｂを除去した構成である。この場合の液晶の動
作を簡単に説明する。
加電圧を印加したとき、青の波長に対する液晶層の反射
率が極小値を有するように、液晶層のギャップと最小印
加電圧を設定する場合である。具体的な構成はいくつか
考えられるが、最も簡単な構成は図１から位相差板２０
ａ、２０ｂを除去した構成である。この場合の液晶の動
作を簡単に説明する。
【００４８】反射領域をノーマリブラック、すなわち対
向側基板と反射電極及び透過電極の間に電圧がかからず
に液晶が寝ている状態（水平配向）で黒、液晶が立って
いる状態（垂直配向）で白とする。偏光板２３ｂを通過
した直線偏光（水平）は、反射領域の液晶層のギャップ
ｄｒを所定の値にすることで反射電極１０に右回り円偏
光として到達する。反射電極１０で反射されることで、
左回り円偏光に変換され、さらに液晶層を通ることで、
入射したときとは９０度回転した直線偏光として出射さ
れる。この直線偏光の偏光軸は偏光板２３ｂとは直交す
るため、光は通過することができず、黒表示となる。
向側基板と反射電極及び透過電極の間に電圧がかからず
に液晶が寝ている状態（水平配向）で黒、液晶が立って
いる状態（垂直配向）で白とする。偏光板２３ｂを通過
した直線偏光（水平）は、反射領域の液晶層のギャップ
ｄｒを所定の値にすることで反射電極１０に右回り円偏
光として到達する。反射電極１０で反射されることで、
左回り円偏光に変換され、さらに液晶層を通ることで、
入射したときとは９０度回転した直線偏光として出射さ
れる。この直線偏光の偏光軸は偏光板２３ｂとは直交す
るため、光は通過することができず、黒表示となる。
【００４９】次に、液晶層１３に電圧がかかった場合は
液晶が立つ（垂直配向）。このとき、液晶層１３に直線
偏光として入射した光は反射電極１０まで回転すること
なく到達し、反射電極１０によりそのまま直線偏光とし
て反射する。そして、入射したときの直線偏光のまま偏
光板２３ｂを通過し、光は出射される。このため白表示
となる。透過の場合も同様なので説明を省略する。
液晶が立つ（垂直配向）。このとき、液晶層１３に直線
偏光として入射した光は反射電極１０まで回転すること
なく到達し、反射電極１０によりそのまま直線偏光とし
て反射する。そして、入射したときの直線偏光のまま偏
光板２３ｂを通過し、光は出射される。このため白表示
となる。透過の場合も同様なので説明を省略する。
【００５０】（反射領域・透過領域の色味の設定）上述
のように反射領域の液晶層のギャップと最小印加電圧を
設定することにより、最小印加電圧以上の赤青緑の波長
に対する液晶層の反射特性を略同一にすることができ
る。電源オフ時には液晶は水平配向するため、黒っぽい
表示となり、ノーマリブラックに近い表示を実現するこ
とができる。
のように反射領域の液晶層のギャップと最小印加電圧を
設定することにより、最小印加電圧以上の赤青緑の波長
に対する液晶層の反射特性を略同一にすることができ
る。電源オフ時には液晶は水平配向するため、黒っぽい
表示となり、ノーマリブラックに近い表示を実現するこ
とができる。
【００５１】透過領域についても、実施の形態１と同様
に、反射領域で最適設計した最小印加電圧及び最大印加
電圧を前提条件として、青の波長に対する液晶層の透過
率が極小値を有するように、透過領域の液晶層のギャッ
プを設定することにより、最小印加電圧乃至最大印加電
圧を透過領域の液晶に印加したときの色味を反射領域の
液晶の色味に揃え、かつ色分散を抑えることができる。
に、反射領域で最適設計した最小印加電圧及び最大印加
電圧を前提条件として、青の波長に対する液晶層の透過
率が極小値を有するように、透過領域の液晶層のギャッ
プを設定することにより、最小印加電圧乃至最大印加電
圧を透過領域の液晶に印加したときの色味を反射領域の
液晶の色味に揃え、かつ色分散を抑えることができる。
【００５２】実施の形態１、２のように、液晶層を水平
配向膜で挟持した場合、ツイスト角φ＝０度における、
緑の波長（波長λ＝５５０ｎｍ）の反射領域及び透過領
域のそれぞれ反射率及び透過率を最大にする液晶のリタ
デーション、すなわち液晶の複屈折と液晶層のギャップ
の積は、複屈折をｄｎ＝０．０８６とすると、 ｄｎ・ｄｒ＝λ／４＝１３７．５ｎｍ ｄｎ・ｄｆ＝λ／２＝２７５ｎｍ しかし、上述のように、上記リタデーションでは色分散
が生じるため、赤青緑の波長に対する液晶層の反射率が
略一致するように、上記リタデーションを膜厚が大きい
方向に少しシフトさせる。このときの反射領域及び透過
領域の液晶層のギャップをそれぞれｄｒ＋、ｄｆ＋とす
ると、実施形態１のシミュレーション結果から、 ｄｎ・ｄｒ＋＝λ／４＋α＝１３７．５ｎｍ＋８．７ｎ
ｍ＝１４６．２ｎｍ ｄｎ・ｄｆ＋＝λ／２＋β＝２７０ｎｍ＋７４ｎｍ＝３
４４ｎｍ となる。
配向膜で挟持した場合、ツイスト角φ＝０度における、
緑の波長（波長λ＝５５０ｎｍ）の反射領域及び透過領
域のそれぞれ反射率及び透過率を最大にする液晶のリタ
デーション、すなわち液晶の複屈折と液晶層のギャップ
の積は、複屈折をｄｎ＝０．０８６とすると、 ｄｎ・ｄｒ＝λ／４＝１３７．５ｎｍ ｄｎ・ｄｆ＝λ／２＝２７５ｎｍ しかし、上述のように、上記リタデーションでは色分散
が生じるため、赤青緑の波長に対する液晶層の反射率が
略一致するように、上記リタデーションを膜厚が大きい
方向に少しシフトさせる。このときの反射領域及び透過
領域の液晶層のギャップをそれぞれｄｒ＋、ｄｆ＋とす
ると、実施形態１のシミュレーション結果から、 ｄｎ・ｄｒ＋＝λ／４＋α＝１３７．５ｎｍ＋８．７ｎ
ｍ＝１４６．２ｎｍ ｄｎ・ｄｆ＋＝λ／２＋β＝２７０ｎｍ＋７４ｎｍ＝３
４４ｎｍ となる。
【００５３】後述するようにツイスト角φを０度乃至１
０度として、かつ誤差の許容範囲を考慮すると、反射領
域の液晶層のギャップは１３８ｎｍ乃至１７２ｎｍ、透
過領域の液晶層のギャップは２７５ｎｍ乃至３４４ｎｍ
となる。
０度として、かつ誤差の許容範囲を考慮すると、反射領
域の液晶層のギャップは１３８ｎｍ乃至１７２ｎｍ、透
過領域の液晶層のギャップは２７５ｎｍ乃至３４４ｎｍ
となる。
【００５４】上記のように、液晶層のギャップを設定す
ることにより、最小印加電圧及び最大印加電圧を適当に
設定することにより、色分散を抑えた、色味のばらつき
の小さい表示を実現することができる。
ることにより、最小印加電圧及び最大印加電圧を適当に
設定することにより、色分散を抑えた、色味のばらつき
の小さい表示を実現することができる。
【００５５】（実施の形態３）実施の形態１、２では液
晶層を水平配向膜で挟持した場合について記載したが、
本発明は水平配向に限定されるものではない。液晶層を
垂直配向膜で挟持した、いわゆるＶＡ液晶にも適用でき
る。すなわち液晶の構成は、図１において液晶を挟持す
る配向膜を垂直配向膜に置き換える。
晶層を水平配向膜で挟持した場合について記載したが、
本発明は水平配向に限定されるものではない。液晶層を
垂直配向膜で挟持した、いわゆるＶＡ液晶にも適用でき
る。すなわち液晶の構成は、図１において液晶を挟持す
る配向膜を垂直配向膜に置き換える。
【００５６】（反射領域の色味の設定）以上の配置角で
光学部材を配置し、反射領域の液晶層のギャップｄｒを
ｄｒ＝１．４μｍ、１．７μｍ、２．０μｍにしたとき
の液晶層への印加電圧と各波長の反射率の関係をそれぞ
れ図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。まさに図２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の左右を逆にした関係が成り立
つ。すなわち、ｄｒ＝１．７μｍ、印加電圧３．５Ｖの
とき、青の波長に対する反射率が図７（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）から分かるように、印加電圧３．５Ｖ以下では、
赤青緑の波長に対する液晶層の反射率が略一致する。印
加電圧３．５Ｖと５Ｖのときの色度図上での白表示の色
味の比較は図３と同様になる。従って、印加電圧を５Ｖ
にしたときに比べて、液晶層のギャップによる色味の変
動を抑えることができることが分かる。印加電圧を０Ｖ
にしたとき、液晶は垂直配向され、黒表示になる。この
ように、最小印加電圧を０Ｖ、最大印加電圧を３．５Ｖ
に設定することにより、液晶層の反射率が略一致する範
囲で表示動作を行うことができ、色分散を抑え、色味の
ばらつきのない表示を実現することができる。
光学部材を配置し、反射領域の液晶層のギャップｄｒを
ｄｒ＝１．４μｍ、１．７μｍ、２．０μｍにしたとき
の液晶層への印加電圧と各波長の反射率の関係をそれぞ
れ図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。まさに図２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の左右を逆にした関係が成り立
つ。すなわち、ｄｒ＝１．７μｍ、印加電圧３．５Ｖの
とき、青の波長に対する反射率が図７（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）から分かるように、印加電圧３．５Ｖ以下では、
赤青緑の波長に対する液晶層の反射率が略一致する。印
加電圧３．５Ｖと５Ｖのときの色度図上での白表示の色
味の比較は図３と同様になる。従って、印加電圧を５Ｖ
にしたときに比べて、液晶層のギャップによる色味の変
動を抑えることができることが分かる。印加電圧を０Ｖ
にしたとき、液晶は垂直配向され、黒表示になる。この
ように、最小印加電圧を０Ｖ、最大印加電圧を３．５Ｖ
に設定することにより、液晶層の反射率が略一致する範
囲で表示動作を行うことができ、色分散を抑え、色味の
ばらつきのない表示を実現することができる。
【００５７】（透過領域の色味の設定）同様に透過領域
の液晶層のギャップｄｆをｄｆ＝３．０μｍ、３．５μ
ｍ、４．０μｍ、４．５μｍにしたときの液晶層への印
加電圧と各波長の透過率の関係をそれぞれ図８（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。反射領域と同様に、図
４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の左右を逆にした関
係が成り立つ。ｄｆ＝４．０μｍに設定したとき、青の
波長に対する透過率が図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）から
分かるように印加電圧３．５Ｖ以下では、赤青緑の波長
に対する液晶層の反射率が略一致する。印加電圧３．５
Ｖと５Ｖのときの色度図上での白表示の色味の比較は図
５と同様になる。
の液晶層のギャップｄｆをｄｆ＝３．０μｍ、３．５μ
ｍ、４．０μｍ、４．５μｍにしたときの液晶層への印
加電圧と各波長の透過率の関係をそれぞれ図８（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。反射領域と同様に、図
４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の左右を逆にした関
係が成り立つ。ｄｆ＝４．０μｍに設定したとき、青の
波長に対する透過率が図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）から
分かるように印加電圧３．５Ｖ以下では、赤青緑の波長
に対する液晶層の反射率が略一致する。印加電圧３．５
Ｖと５Ｖのときの色度図上での白表示の色味の比較は図
５と同様になる。
【００５８】以上のように、反射領域で最適設計した最
小印加電圧及び最大印加電圧を前提条件として、青の波
長に対する液晶層の透過率が極大値を有するように、透
過領域の液晶層のギャップを設定することにより、最小
印加電圧乃至最大印加電圧を透過領域の液晶に印加した
ときの色味を反射領域の液晶の色味に揃え、かつ色分散
を抑えることができる。
小印加電圧及び最大印加電圧を前提条件として、青の波
長に対する液晶層の透過率が極大値を有するように、透
過領域の液晶層のギャップを設定することにより、最小
印加電圧乃至最大印加電圧を透過領域の液晶に印加した
ときの色味を反射領域の液晶の色味に揃え、かつ色分散
を抑えることができる。
【００５９】図９は液晶への印加電圧をそれぞれ０Ｖ
（ａ）、３．５Ｖ（ｂ）、５Ｖ（ｃ）に設定したとき
の、反射領域及び透過領域の液晶分子の挙動を模式的に
示したものである。（ａ）は電圧を印加されない状態
で、液晶分子は垂直に配向されており、黒表示になる。
（ｂ）は印加電圧３．５Ｖの状態で、液晶分子はかなり
寝てきているがまだ水平配向状態に比べて１０度以上傾
いている。この状態で青の波長に対する反射率及び透過
率は極大値になる。（ｃ）は印加電圧５Ｖの状態で、液
晶分子は水平配向されている。
（ａ）、３．５Ｖ（ｂ）、５Ｖ（ｃ）に設定したとき
の、反射領域及び透過領域の液晶分子の挙動を模式的に
示したものである。（ａ）は電圧を印加されない状態
で、液晶分子は垂直に配向されており、黒表示になる。
（ｂ）は印加電圧３．５Ｖの状態で、液晶分子はかなり
寝てきているがまだ水平配向状態に比べて１０度以上傾
いている。この状態で青の波長に対する反射率及び透過
率は極大値になる。（ｃ）は印加電圧５Ｖの状態で、液
晶分子は水平配向されている。
【００６０】上述のように、２枚の電極基板の表面に垂
直配向膜を形成し、最大印加電圧を印加したとき液晶が
水平配向状態より１０度以上斜めに配向され、最小印加
電圧を印加したとき液晶が垂直に配向されるように設定
することにより、最小印加電圧を０Ｖにできるため、電
源オフ時と電源オン時の最小印加電圧設定時の表示が同
一な自然な表示、いわゆるノーマリブラックを実現する
ことができる。
直配向膜を形成し、最大印加電圧を印加したとき液晶が
水平配向状態より１０度以上斜めに配向され、最小印加
電圧を印加したとき液晶が垂直に配向されるように設定
することにより、最小印加電圧を０Ｖにできるため、電
源オフ時と電源オン時の最小印加電圧設定時の表示が同
一な自然な表示、いわゆるノーマリブラックを実現する
ことができる。
【００６１】前記最大印加電圧を印加したとき、赤青緑
の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極大値を
有するように設定することにより、上記のようにノーマ
リブラックの表示を実現することができる。最小印加電
圧を０Ｖ、最大印加電圧を３．５Ｖで、液晶を水平配向
させたときより低い電圧にできるため、駆動電源は１種
類で、かつ駆動電圧の低電圧化を実現できる。
の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極大値を
有するように設定することにより、上記のようにノーマ
リブラックの表示を実現することができる。最小印加電
圧を０Ｖ、最大印加電圧を３．５Ｖで、液晶を水平配向
させたときより低い電圧にできるため、駆動電源は１種
類で、かつ駆動電圧の低電圧化を実現できる。
【００６２】実施の形態３のように、液晶層を垂直配向
膜で挟持した場合、緑の波長（波長λ＝５５０ｎｍ）の
反射領域及び透過領域のそれぞれ反射率及び透過率を最
大にする液晶のリタデーションは、複屈折をｄｎ＝０．
０８６とすると、 ｄｎ・ｄｒ＝λ／４＝１３７．５ｎｍ ｄｎ・ｄｆ＝λ／２＝２７０ｎｍ しかし、上述のように、上記膜厚では色分散が生じるた
め、赤青緑の波長に対する液晶層の反射率が略一致する
ように、上記膜厚を膜厚が大きい方向に少しシフトさせ
る。このときの反射領域及び透過領域の液晶層のギャッ
プをそれぞれｄｒ＋、ｄｆ＋とすると、実施形態３のシ
ミュレーション結果から、 ｄｎ・ｄｒ＋＝λ／４＋α＝１３７．５ｎｍ＋８．７ｎ
ｍ＝１４６．２ｎｍ ｄｎ・ｄｆ＋＝λ／２＋β＝２７０ｎｍ＋７４ｎｍ＝３
４４ｎｍ となる。ここで、α、βは膜厚のシフト量に対応するリ
タデーションのシフト量である。
膜で挟持した場合、緑の波長（波長λ＝５５０ｎｍ）の
反射領域及び透過領域のそれぞれ反射率及び透過率を最
大にする液晶のリタデーションは、複屈折をｄｎ＝０．
０８６とすると、 ｄｎ・ｄｒ＝λ／４＝１３７．５ｎｍ ｄｎ・ｄｆ＝λ／２＝２７０ｎｍ しかし、上述のように、上記膜厚では色分散が生じるた
め、赤青緑の波長に対する液晶層の反射率が略一致する
ように、上記膜厚を膜厚が大きい方向に少しシフトさせ
る。このときの反射領域及び透過領域の液晶層のギャッ
プをそれぞれｄｒ＋、ｄｆ＋とすると、実施形態３のシ
ミュレーション結果から、 ｄｎ・ｄｒ＋＝λ／４＋α＝１３７．５ｎｍ＋８．７ｎ
ｍ＝１４６．２ｎｍ ｄｎ・ｄｆ＋＝λ／２＋β＝２７０ｎｍ＋７４ｎｍ＝３
４４ｎｍ となる。ここで、α、βは膜厚のシフト量に対応するリ
タデーションのシフト量である。
【００６３】誤差の許容範囲を考慮すると、反射領域の
液晶層のリタデーションは１３８ｎｍ乃至１７２ｎｍ、
透過領域の液晶層のリタデーションは２７５ｎｍ乃至３
４４ｎｍとなる。
液晶層のリタデーションは１３８ｎｍ乃至１７２ｎｍ、
透過領域の液晶層のリタデーションは２７５ｎｍ乃至３
４４ｎｍとなる。
【００６４】上記のように、液晶層のギャップを設定す
ることにより、最小印加電圧及び最大印加電圧を適当に
設定することにより、色分散を抑えた、色味のばらつき
の小さい表示を実現することができる。
ることにより、最小印加電圧及び最大印加電圧を適当に
設定することにより、色分散を抑えた、色味のばらつき
の小さい表示を実現することができる。
【００６５】（実施の形態４）実施の形態４では、さら
に色分散を抑える表示を検討する。２枚の水平配向膜に
よって挟持された液晶において、ツイスト角と液晶の透
過率の関係のシミュレーション結果を図１０に示す。図
１０は、ツイスト角０度のときの透過率を１．０とした
ときの各ツイスト角に対する透過率を示しており、ツイ
スト角４５度で透過率は約０．７５、７２度で透過率は
約０．５になる。図１１は、ツイスト角に対する、反射
領域及び透過領域における緑の波長に対するそれぞれ反
射率及び透過率を最大にするためのそれぞれの液晶層の
リタデーションを示す。しかし、本明細書で述べてきた
ように、ツイスト角が０度ときは、図１１のリタデーシ
ョンでは色分散が大きくなる。そこで、実施の形態１、
２に記載したように、２枚の水平配向膜によって挟持さ
れた液晶に最小印加電圧を印加したときは液晶が斜めに
配向され、最大印加電圧を印加したときは液晶が垂直に
配向されるように液晶層のギャップと前記最小印加電圧
を設定する。このように液晶が水平配向する印加電圧よ
り最小印加電圧をプラス側にシフトさせることにより、
赤青緑の波長に対する液晶層の反射特性を近づけ色分散
を改善することができる。この最小印加電圧を最適印加
電圧と呼ぶことにする。ツイスト角に対する最適印加電
圧をシミュレーションによって求めた結果を図１２に示
す。このときの、±０．３μｍの凹凸のある反射板の反
射率の白色の色度座標のＸＹ値の分散を（Ｘ１，Ｙ１）
と（Ｘ２，Ｙ２）とする。すなわち、反射板の凹部の白
色の色度座標を（Ｘ１，Ｙ１）、反射板の凸部の白色の
色度座標を（Ｘ２，Ｙ２）とする。このときの色分散を
｛（Ｘ１−Ｘ２）２＋（Ｙ１−Ｙ２）２｝１／２と定義
する。この色分散を図１３のグラフＡに示す。図１３に
おいて、グラフＡは最小印加電圧＝最適印加電圧の場合
であり、グラフＢは最小印加電圧＝０Ｖの場合である。
実施の形態１〜３のように最小印加電圧を最適印加電圧
に設定することにより、色分散が抑えられることが分か
る。
に色分散を抑える表示を検討する。２枚の水平配向膜に
よって挟持された液晶において、ツイスト角と液晶の透
過率の関係のシミュレーション結果を図１０に示す。図
１０は、ツイスト角０度のときの透過率を１．０とした
ときの各ツイスト角に対する透過率を示しており、ツイ
スト角４５度で透過率は約０．７５、７２度で透過率は
約０．５になる。図１１は、ツイスト角に対する、反射
領域及び透過領域における緑の波長に対するそれぞれ反
射率及び透過率を最大にするためのそれぞれの液晶層の
リタデーションを示す。しかし、本明細書で述べてきた
ように、ツイスト角が０度ときは、図１１のリタデーシ
ョンでは色分散が大きくなる。そこで、実施の形態１、
２に記載したように、２枚の水平配向膜によって挟持さ
れた液晶に最小印加電圧を印加したときは液晶が斜めに
配向され、最大印加電圧を印加したときは液晶が垂直に
配向されるように液晶層のギャップと前記最小印加電圧
を設定する。このように液晶が水平配向する印加電圧よ
り最小印加電圧をプラス側にシフトさせることにより、
赤青緑の波長に対する液晶層の反射特性を近づけ色分散
を改善することができる。この最小印加電圧を最適印加
電圧と呼ぶことにする。ツイスト角に対する最適印加電
圧をシミュレーションによって求めた結果を図１２に示
す。このときの、±０．３μｍの凹凸のある反射板の反
射率の白色の色度座標のＸＹ値の分散を（Ｘ１，Ｙ１）
と（Ｘ２，Ｙ２）とする。すなわち、反射板の凹部の白
色の色度座標を（Ｘ１，Ｙ１）、反射板の凸部の白色の
色度座標を（Ｘ２，Ｙ２）とする。このときの色分散を
｛（Ｘ１−Ｘ２）２＋（Ｙ１−Ｙ２）２｝１／２と定義
する。この色分散を図１３のグラフＡに示す。図１３に
おいて、グラフＡは最小印加電圧＝最適印加電圧の場合
であり、グラフＢは最小印加電圧＝０Ｖの場合である。
実施の形態１〜３のように最小印加電圧を最適印加電圧
に設定することにより、色分散が抑えられることが分か
る。
【００６６】図１０に示したように、ツイスト角が小さ
いほど液晶の透過率は高くなり、高輝度の表示を得るこ
とができるが、一方、図１３に示したように、ツイスト
角が小さいほど液晶の色分散が大きくなり、色ばらつき
が生じる。色分散がどの程度許容されるかはその液晶の
用途等によっても異なり、一概には言えない。しかし、
図１３のグラフＡに示すツイスト角０乃至７２度におけ
る色分散が全て許容されるわけではない。そこで、表示
輝度を優先する用途ではツイスト角１０度以下、表示輝
度と色分散のバランスを要求される用途ではツイスト角
１０度乃至４５度を、色分散の抑制を優先する用途では
ツイスト角４５度以上と分類する。
いほど液晶の透過率は高くなり、高輝度の表示を得るこ
とができるが、一方、図１３に示したように、ツイスト
角が小さいほど液晶の色分散が大きくなり、色ばらつき
が生じる。色分散がどの程度許容されるかはその液晶の
用途等によっても異なり、一概には言えない。しかし、
図１３のグラフＡに示すツイスト角０乃至７２度におけ
る色分散が全て許容されるわけではない。そこで、表示
輝度を優先する用途ではツイスト角１０度以下、表示輝
度と色分散のバランスを要求される用途ではツイスト角
１０度乃至４５度を、色分散の抑制を優先する用途では
ツイスト角４５度以上と分類する。
【００６７】ツイスト角４５度以上の液晶は本願の範囲
でないので説明を省略する。ツイスト角１０度以下の液
晶は実施の形態１−３に記載した通りである。実施の形
態４では、ツイスト角１０度乃至４５度の液晶について
検討する。
でないので説明を省略する。ツイスト角１０度以下の液
晶は実施の形態１−３に記載した通りである。実施の形
態４では、ツイスト角１０度乃至４５度の液晶について
検討する。
【００６８】光学部材の配置は実施の形態１又は２と同
じである。２枚の電極基板の表面に水平配向膜を形成
し、最小印加電圧を印加したとき液晶が斜めに配向さ
れ、最大印加電圧を印加したとき、液晶が垂直に配向さ
れるようにする。このように液晶が水平配向する印加電
圧より最小印加電圧をシフトさせることにより、赤青緑
の波長に対する液晶層の反射特性を近づけ色分散を改善
することができる。しかも、前記２枚の電極基板の表面
に形成された水平配向膜の成すツイスト角を１０度乃至
４５度に設定するため、ツイスト角１０度以下の場合に
比べて、前記シフト量を抑制することができ、結果とし
て色分散も抑制される（図１３参照）。液晶層のリタデ
ーションも図１１の値からのシフトが抑制される。この
ように、色分散をより抑えた、色味のばらつきと光の利
用効率を調和させた表示を実現することができる。
じである。２枚の電極基板の表面に水平配向膜を形成
し、最小印加電圧を印加したとき液晶が斜めに配向さ
れ、最大印加電圧を印加したとき、液晶が垂直に配向さ
れるようにする。このように液晶が水平配向する印加電
圧より最小印加電圧をシフトさせることにより、赤青緑
の波長に対する液晶層の反射特性を近づけ色分散を改善
することができる。しかも、前記２枚の電極基板の表面
に形成された水平配向膜の成すツイスト角を１０度乃至
４５度に設定するため、ツイスト角１０度以下の場合に
比べて、前記シフト量を抑制することができ、結果とし
て色分散も抑制される（図１３参照）。液晶層のリタデ
ーションも図１１の値からのシフトが抑制される。この
ように、色分散をより抑えた、色味のばらつきと光の利
用効率を調和させた表示を実現することができる。
【００６９】
【発明の効果】本発明によれば、２枚の電極基板によっ
て反射領域の液晶層を挟持し、前記２枚の電極基板に最
小印加電圧乃至最大印加電圧の電圧を印加することによ
り表示動作を行う反射型又は半透過型液晶表示装置であ
って、前記最小印加電圧又は前記最大印加電圧のどちら
か一方を印加したとき、青の波長に対する前記液晶層の
反射率が極値を有するように、前記液晶層のギャップと
前記最小印加電圧又は最大印加電圧を設定することを特
徴とする反射型又は半透過型液晶表示装置が提供され
る。
て反射領域の液晶層を挟持し、前記２枚の電極基板に最
小印加電圧乃至最大印加電圧の電圧を印加することによ
り表示動作を行う反射型又は半透過型液晶表示装置であ
って、前記最小印加電圧又は前記最大印加電圧のどちら
か一方を印加したとき、青の波長に対する前記液晶層の
反射率が極値を有するように、前記液晶層のギャップと
前記最小印加電圧又は最大印加電圧を設定することを特
徴とする反射型又は半透過型液晶表示装置が提供され
る。
【００７０】前記液晶層のギャップの設定は、緑の波長
に対する反射率最大になる液晶層のギャップをプラス側
にシフトさせ、さらに、緑の波長に対する反射率最大の
最小印加電圧をプラス側にシフトさせ、又は緑の波長に
対する反射率最大になる最大印加電圧をマイナス側にシ
フトさせ、青の波長に対する前記液晶層の反射率が極値
を有するようにすることにより、前記極値を有する最小
印加電圧以上、又は最大印加電圧以下のどちらか一方側
では、赤緑青の波長に対する液晶層の反射率が略一致す
る。そこで、液晶層の反射率が略一致する範囲で表示動
作を行えば、色分散を抑え、色味のばらつきの小さい表
示を実現することができる。
に対する反射率最大になる液晶層のギャップをプラス側
にシフトさせ、さらに、緑の波長に対する反射率最大の
最小印加電圧をプラス側にシフトさせ、又は緑の波長に
対する反射率最大になる最大印加電圧をマイナス側にシ
フトさせ、青の波長に対する前記液晶層の反射率が極値
を有するようにすることにより、前記極値を有する最小
印加電圧以上、又は最大印加電圧以下のどちらか一方側
では、赤緑青の波長に対する液晶層の反射率が略一致す
る。そこで、液晶層の反射率が略一致する範囲で表示動
作を行えば、色分散を抑え、色味のばらつきの小さい表
示を実現することができる。
【００７１】具体的には、前記２枚の電極基板の表面に
水平配向膜を形成し、前記最小印加電圧を印加したとき
液晶が水平配向状態より１０度以上斜めに配向し、前記
最大印加電圧を印加したとき、液晶が垂直に配向するよ
うにする。このように液晶が水平配向する印加電圧より
最小印加電圧をプラス側にシフトさせることにより、赤
緑青の波長に対する液晶層の反射特性を略一致させ、色
分散を改善することができる。
水平配向膜を形成し、前記最小印加電圧を印加したとき
液晶が水平配向状態より１０度以上斜めに配向し、前記
最大印加電圧を印加したとき、液晶が垂直に配向するよ
うにする。このように液晶が水平配向する印加電圧より
最小印加電圧をプラス側にシフトさせることにより、赤
緑青の波長に対する液晶層の反射特性を略一致させ、色
分散を改善することができる。
【００７２】好ましくは、前記最小印加電圧を印加した
とき、青の波長に対する前記液晶層の反射率が極大値を
有することにより、黒表示では液晶が垂直に配向される
ため、遮光が良好であり、コントラストの高い表示を実
現することができる。
とき、青の波長に対する前記液晶層の反射率が極大値を
有することにより、黒表示では液晶が垂直に配向される
ため、遮光が良好であり、コントラストの高い表示を実
現することができる。
【００７３】また、前記最小印加電圧を印加したとき、
青の波長に対する前記液晶層の反射率が極小値を有する
ことにより、電源オフ時には黒っぽい表示となり、ノー
マリブラックに近い表示を実現することができる。
青の波長に対する前記液晶層の反射率が極小値を有する
ことにより、電源オフ時には黒っぽい表示となり、ノー
マリブラックに近い表示を実現することができる。
【００７４】また、前記２枚の電極基板の表面に垂直配
向膜を形成し、前記最大印加電圧を印加したとき液晶を
水平配向状態より１０度以上斜めに配向し、前記最小印
加電圧を印加したとき液晶が垂直に配向することによ
り、最小印加電圧を０Ｖにできるため、電源オフ時と電
源オン時の最小印加電圧設定時の表示が同一な自然な表
示を実現することができる。
向膜を形成し、前記最大印加電圧を印加したとき液晶を
水平配向状態より１０度以上斜めに配向し、前記最小印
加電圧を印加したとき液晶が垂直に配向することによ
り、最小印加電圧を０Ｖにできるため、電源オフ時と電
源オン時の最小印加電圧設定時の表示が同一な自然な表
示を実現することができる。
【００７５】前記最大印加電圧を印加したとき、青の波
長に対する前記液晶層の反射率が極大値を有することに
より、ノーマリブラックの表示を実現することができ
る。最小印加電圧が０Ｖ、最大印加電圧が液晶を水平配
向させたときより低い電圧にできるため、駆動電圧の低
電圧化を実現できる。
長に対する前記液晶層の反射率が極大値を有することに
より、ノーマリブラックの表示を実現することができ
る。最小印加電圧が０Ｖ、最大印加電圧が液晶を水平配
向させたときより低い電圧にできるため、駆動電圧の低
電圧化を実現できる。
【００７６】なお、本願の効果は、特に反射率向上のた
め、反射領域の反射板の凹凸を±０．２μｍ以上に設定
したとき大きい。反射板の凹凸が±０．２μｍ以下で
は、色分散が小さいからである。
め、反射領域の反射板の凹凸を±０．２μｍ以上に設定
したとき大きい。反射板の凹凸が±０．２μｍ以下で
は、色分散が小さいからである。
【００７７】
【図１】実施の形態１の半透過型液晶表示装置の各部位
における偏光状態を示す図である。
における偏光状態を示す図である。
【図２】実施の形態１の半透過型液晶表示装置の反射領
域において、液晶層のギャップ（ａ）１．４μｍ、
（ｂ）１．７μｍ、（ｃ）２．０μｍのときのＲＧＢの
反射率の印加電圧依存性を示す図である。
域において、液晶層のギャップ（ａ）１．４μｍ、
（ｂ）１．７μｍ、（ｃ）２．０μｍのときのＲＧＢの
反射率の印加電圧依存性を示す図である。
【図３】実施の形態１の半透過型液晶表示装置の反射領
域において、液晶への印加電圧０Ｖと１．５Ｖの色味を
比較した色度図である。
域において、液晶への印加電圧０Ｖと１．５Ｖの色味を
比較した色度図である。
【図４】実施の形態１の半透過型液晶表示装置の透過領
域において、液晶層のギャップ（ａ）３．０μｍ、
（ｂ）３．５μｍ、（ｃ）４．０μｍ、（ｄ）４．５μ
ｍのときのＲＧＢの透過率の印加電圧依存性を示す図で
ある。
域において、液晶層のギャップ（ａ）３．０μｍ、
（ｂ）３．５μｍ、（ｃ）４．０μｍ、（ｄ）４．５μ
ｍのときのＲＧＢの透過率の印加電圧依存性を示す図で
ある。
【図５】実施の形態１の半透過型液晶表示装置の反射領
域において、液晶への印加電圧０Ｖと１．５Ｖの色味を
比較した色度図である。
域において、液晶への印加電圧０Ｖと１．５Ｖの色味を
比較した色度図である。
【図６】実施の形態１の反射領域及び透過領域の液晶分
子の挙動を模式的に示したものである。
子の挙動を模式的に示したものである。
【図７】実施の形態３の半透過型液晶表示装置の反射領
域において、液晶層のギャップ（ａ）１．４μｍ、
（ｂ）１．７μｍ、（ｃ）２．０μｍのときのＲＧＢの
反射率の印加電圧依存性を示す図である。
域において、液晶層のギャップ（ａ）１．４μｍ、
（ｂ）１．７μｍ、（ｃ）２．０μｍのときのＲＧＢの
反射率の印加電圧依存性を示す図である。
【図８】実施の形態３の半透過型液晶表示装置の透過領
域において、液晶層のギャップ（ａ）３．０μｍ、
（ｂ）３．５μｍ、（ｃ）４．０μｍ、（ｄ）４．５μ
ｍのときのＲＧＢの透過率の印加電圧依存性を示す図で
ある。
域において、液晶層のギャップ（ａ）３．０μｍ、
（ｂ）３．５μｍ、（ｃ）４．０μｍ、（ｄ）４．５μ
ｍのときのＲＧＢの透過率の印加電圧依存性を示す図で
ある。
【図９】実施の形態３の反射領域及び透過領域の液晶分
子の挙動を模式的に示したものである。
子の挙動を模式的に示したものである。
【図１０】ツイスト角と液晶の透過率の関係を示す図で
ある。
ある。
【図１１】ツイスト角と反射領域及び透過領域における
緑の波長に対するそれぞれ反射率及び透過率を最大にす
るためのそれぞれの液晶層のリタデーションを示す図で
ある。
緑の波長に対するそれぞれ反射率及び透過率を最大にす
るためのそれぞれの液晶層のリタデーションを示す図で
ある。
【図１２】実施の形態４におけるツイスト角と最適印加
電圧を示す図である。
電圧を示す図である。
【図１３】実施の形態４におけるツイスト角と色分散を
示す図である。
示す図である。
【図１４】従来の半透過型液晶表示装置の平面図であ
る。
る。
【図１５】従来の半透過型液晶表示装置の断面図であ
る。
る。
【図１６】従来のＥＣＢモードの液晶を使った半透過型
液晶表示装置の反射領域において、ツイスト角０度と７
２度の反射率の液晶層のギャップ依存性の比較図であ
る。
液晶表示装置の反射領域において、ツイスト角０度と７
２度の反射率の液晶層のギャップ依存性の比較図であ
る。
【図１７】従来のＥＣＢモードの液晶を使った半透過型
液晶表示装置の反射領域の白表示（液晶への印加電圧０
Ｖ）の波長分散を示す色度図である。
液晶表示装置の反射領域の白表示（液晶への印加電圧０
Ｖ）の波長分散を示す色度図である。
【図１８】従来のＥＣＢモードの液晶を使った半透過型
液晶表示装置の反射領域の波長分散を示す図である。
液晶表示装置の反射領域の波長分散を示す図である。
１…画素電極
２…ゲート配線
３…ドレイン配線
４…薄膜トランジスタ
５…反射領域
６…透過領域
７…透明電極
９…反射板
１０…反射電極
１１…下部側基板
１２…対向側基板
１３…液晶層
２０…位相差板（λ／４板）
２０ａ…位相差板（下部側）
２０ｂ…位相差板（対向側）
２３…偏光板
２３ａ…偏光板（下部側）
２３ｂ…偏光板（対向側）
２８…バックライト
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA03 BA07 BB03 BC22
2H090 KA05 LA01 LA20 MA01 MA02
MA11
2H091 FA08X FA08Z FA11X FA15Y
GA01 GA02 GA06 HA07 KA02
KA03 KA04 LA16 LA20
Claims (17)
- 【請求項１】 ２枚の電極基板によって反射領域の液晶
層を挟持し、前記２枚の電極基板に最小印加電圧乃至最
大印加電圧を印加することにより表示動作を行う反射型
又は半透過型液晶表示装置であって、前記最小印加電圧
又は前記最大印加電圧のどちらか一方を印加したとき、
赤青緑の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極
値を有するように、前記液晶層のギャップと前記最小印
加電圧又は最大印加電圧を設定することを特徴とする反
射型又は半透過型液晶表示装置。 - 【請求項２】 前記２枚の電極基板の表面に水平配向膜
を形成し、前記最小印加電圧を印加したとき液晶が斜め
に配向され、前記最大印加電圧を印加したとき、液晶が
垂直に配向されることを特徴とする請求項１に記載の反
射型又は半透過型液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記最小印加電圧を印加したとき、赤青
緑の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極大値
を有することを特徴とする請求項２に記載の反射型又は
半透過型液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記最小印加電圧を印加したとき、赤青
緑の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極小値
を有することを特徴とする請求項２に記載の反射型又は
半透過型液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記２枚の電極基板の表面に形成された
水平配向膜の成すツイスト角を１０度以下に設定するこ
とを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の反
射型又は半透過型液晶表示装置。 - 【請求項６】 前記液晶層のリタデーションの平均値を
１３８ｎｍ乃至１７２ｎｍに設定することを特徴とする
請求項５に記載の反射型又は半透過型液晶表示装置。 - 【請求項７】 前記２枚の電極基板の表面に形成された
水平配向膜の成すツイスト角を１０度乃至４５度に設定
することを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記
載の反射型又は半透過型液晶表示装置。 - 【請求項８】 前記液晶層のリタデーションの平均値を
１２３ｎｍ乃至１５７ｎｍに設定することを特徴とする
請求項７に記載の反射型又は半透過型液晶表示装置。 - 【請求項９】 前記２枚の電極基板の表面に垂直配向膜
を形成し、前記最大印加電圧を印加したとき液晶が斜め
に配向され、前記最小印加電圧を印加したとき液晶が垂
直に配向されることを特徴とする請求項１に記載の反射
型又は半透過型液晶表示装置。 - 【請求項１０】 前記最大印加電圧を印加したとき、赤
青緑の何れかの波長に対する前記液晶層の反射率が極大
値を有することを特徴とする請求項９に記載の反射型又
は半透過型液晶表示装置。 - 【請求項１１】 前記液晶層のリタデーションの平均値
を１３８ｎｍ乃至１７２ｎｍに設定することを特徴とす
る請求項９又は１０に記載の反射型又は半透過型液晶表
示装置。 - 【請求項１２】 配線及び薄膜トランジスタが形成され
た下部側基板と、前記下部側基板に対向して配置される
対向側基板とによって液晶が挟持され、前記下部側基板
に反射電極が形成されている反射領域と、透明電極が形
成されている透過領域とが設けられ、前記対向基板の前
記反射領域に対応する位置、及び前記透過領域に対応す
る位置の前記液晶に接する位置に共通電極が形成され、
前記反射電極及び透明電極と前記共通電極との間に最小
印加電圧乃至最大印加電圧を印加することにより表示動
作を行う半透過型液晶表示装置であって、 前記液晶に前記最小印加電圧又は前記最大印加電圧のど
ちらか一方を印加した状態において、前記反射領域及び
前記透過領域の液晶は水平配向又は垂直配向のいずれの
状態からも１０度以上傾けて配向させることを特徴とす
る半透過型液晶表示装置。 - 【請求項１３】 前記液晶は、電圧を印加されないとき
水平配向させ、前記最小印加電圧は０．５Ｖ以上にする
ことを特徴とする請求項１２に記載の半透過型液晶表示
装置。 - 【請求項１４】 前記液晶は、前記最小印加電圧を印加
したとき垂直配向させ、前記最小印加電圧は０．５Ｖ以
下にすることを特徴とする請求項１２に記載の半透過型
液晶表示装置。 - 【請求項１５】 ２枚の電極基板によって反射領域及び
透過領域の液晶層を挟持し、前記２枚の電極基板に最小
印加電圧乃至最大印加電圧を印加することにより表示動
作を行う半透過型液晶表示装置であって、前記最小印加
電圧又は前記最大印加電圧のどちらか一方を印加したと
き、前記透過領域において、赤青緑の何れかの波長に対
する前記液晶層の反射率が極値を有するように、前記液
晶層のギャップと前記最小印加電圧又は最大印加電圧を
設定することを特徴とする半透過型液晶表示装置。 - 【請求項１６】 前記２枚の電極基板の表面に水平配向
膜を形成し、前記最小印加電圧を印加したとき液晶が斜
めに配向され、前記最大印加電圧を印加したとき、液晶
が垂直に配向されることを特徴とする請求項１５に記載
の半透過型液晶表示装置。 - 【請求項１７】 前記２枚の電極基板の表面に垂直配向
膜を形成し、前記最大印加電圧を印加したとき液晶が斜
めに配向され、前記最小印加電圧を印加したとき液晶が
垂直に配向されることを特徴とする請求項１５に記載の
半透過型液晶表示装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002031208A JP3827587B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 反射型又は半透過型液晶表示装置 |
| TW092101801A TW594306B (en) | 2002-02-07 | 2003-01-28 | Liquid crystal display device efective against color irregularity |
| US10/357,178 US6829025B2 (en) | 2002-02-07 | 2003-02-03 | Liquid crystal display device effective against color irregularity |
| KR1020030007509A KR100629984B1 (ko) | 2002-02-07 | 2003-02-06 | 색불균일에 효과적인 액정표시장치 |
| CN2008100967033A CN101295094B (zh) | 2002-02-07 | 2003-02-08 | 有效防止色彩不规则性的液晶显示设备 |
| CNB031031927A CN100433115C (zh) | 2002-02-07 | 2003-02-08 | 有效防止色彩不规则性的液晶显示设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002031208A JP3827587B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 反射型又は半透過型液晶表示装置 |
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|---|---|
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| JP3827587B2 JP3827587B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=27654775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002031208A Expired - Fee Related JP3827587B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 反射型又は半透過型液晶表示装置 |
Country Status (5)
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|---|---|
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| JP (1) | JP3827587B2 (ja) |
| KR (1) | KR100629984B1 (ja) |
| CN (2) | CN100433115C (ja) |
| TW (1) | TW594306B (ja) |
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