JP2004206064A - 液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1ドット内に反射表示に利用される反射表示領域と、透過表示に利用される透過表示領域とを含み、液晶層は基板に対して概ね垂直に配向した負の誘電率異方性を有するネマティック液晶からなり、上側基板の外側には光学的に負の一軸性を有する第1位相差板、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、第1偏光板が順次配置され、下側基板の外側には光学的に負の一軸性を有する第3位相差板、光学的に正の一軸性を有する第4位相差板、第2偏光板、照明手段が順次配置されている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及び電子機器に関し、特に反射型と透過型の両方の構造を具備させた半透過反射型の液晶表示装置において、広視野角かつ高コントラストな反射表示と透過表示を得られるようにした技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
反射型と透過型の表示方式を兼ね備えた半透過反射型液晶表示装置は、周囲の明るさに応じて反射モード又は透過モードのいずれかの表示方式に切り替えることにより、消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示を行うことができるものである。
【0003】
このような半透過反射型液晶表示装置としては、透光性の上基板と下基板との間に液晶層が挟持された構成を備えるとともに、例えばアルミニウムなどの金属膜に光透過用の開口を形成した反射膜を下基板の内面に備え、この反射膜を半透過反射膜として機能させる液晶表示装置が提案されている。この場合、反射モードでは上基板側から入射した外光が、液晶層を通過した後に下基板の内面に配された反射膜により反射され、再び液晶層を通過して上基板側から表示に供される。一方、透過モードでは下基板側から入射したバックライトからの光が、反射膜に形成された開口から液晶層を通過した後に、上基板側から外部に表示され得る。したがって、反射膜の開口が形成された領域が透過表示領域で、反射膜の開口が形成されていない領域が反射表示領域とされている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
また、別の従来技術として、液晶の視野角特性を改善した垂直配向型液晶表示装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−242226号公報(第61頁、図1)
【特許文献2】
特開平5−113561号公報(第5頁、図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の反射型と透過型の表示方式を兼ね備えた半透過反射型液晶表示装置は、反射表示及び透過表示ともに視野角が狭いものであった。これは、反射表示時には観察者側(半透過反射型液晶表示装置の上側)の偏光板と位相差板及び入射光が2度通過する反射表示領域の液晶層の設計を行わなければならず、透過表示時には観察者側(半透過反射型液晶表示装置の上側)の偏光板と位相差板、照明手段側(半透過反射型液晶表示装置の下側)の偏光板と位相差板、照明手段から入射光が1度通過する透過表示領域の液晶層の設計を行わなければならなかった。このため、反射表示と透過表示ともに広視野角かつ高コントラストな設計をするのは非常に困難であった。
【0007】
また、従来の半透過反射型液晶表示装置を搭載した電子機器にあっては、視野角が狭く、表示を視認できる範囲が限られるという問題を有していた。
【0008】
そこで、本発明は反射型と透過型の両方の構造を具備させた半透過反射型の液晶表示装置において、広視野角かつ高コントラストな反射表示と透過表示を提供することを目的とする。
【0009】
また、本発明は視認性の高い表示装置を搭載した電子機器を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、第1基板と第2基板の間に液晶層が挟持されてなる液晶表示装置であって、1ドット内に反射表示に利用される反射表示領域と、透過表示に利用される透過表示領域とを含み、前記液晶層は基板に対して概ね垂直に配向した負の誘電率異方性を有するネマティック液晶からなり、前記第1基板の外側には光学的に負の一軸性を有する第1位相差板、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、第1偏光板が順次配置され、前記第2基板の外側には光学的に負の一軸性を有する第3位相差板、光学的に正の一軸性を有する第4位相差板、第2偏光板、照明手段が順次配置されていることを特徴とする。
【0011】
上記構成によれば、第1偏光板、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、垂直に配向した液晶層によって高コントラストな反射型の表示が実現でき、第1偏光板、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、垂直に配向した液晶層、光学的に正の一軸性を有する第4位相差板、第2偏光板によって高コントラストな透過型の表示が実現できる。さらに、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板と液晶層の間に光学的に負の一軸性を有する第1位相差板を配置することで、斜め方向から観察したときの垂直配向した液晶層の視角特性を補償することが可能となり、広視野角の反射型表示を実現できる。光学的に正の一軸性を有する第2位相差板と液晶層の間に光学的に負の一軸性を有する第1位相差板を配置し、かつ光学的に正の一軸性を有する第4位相差板と液晶層の間に光学的に負の一軸性を有する第3位相差板を配置することで、斜め方向から観察したときの垂直配向した液晶層の視角特性を補償することが可能となり、広視野角の透過型表示を実現できる。
【0012】
本発明の液晶表示装置は、第1基板と第2基板の間に液晶層が挟持されてなる液晶表示装置であって、1ドット内に反射表示に利用される反射表示領域と、透過表示に利用される透過表示領域とを含み、前記液晶層は基板に対して概ね垂直に配向した負の誘電率異方性を有するネマティック液晶からなり、前記第1基板の外側には光学的に負の一軸性を有する第1位相差板、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、第1偏光板が順次配置され、前記第2基板の外側には光学的に正の一軸性を有する第4位相差板、第2偏光板、照明手段が順次配置されていることを特徴とする。
【0013】
上記構成によれば、第1偏光板、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、垂直に配向した液晶層によって高コントラストな反射型の表示が実現でき、第1偏光板、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、垂直に配向した液晶層、光学的に正の一軸性を有する第4位相差板、第2偏光板によって高コントラストな透過型の表示が実現できる。さらに、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板と液晶層の間に光学的に負の一軸性を有する第1位相差板を配置することで、斜め方向から観察したときの垂直配向した液晶層の視角特性を補償することが可能となり、広視野角の反射型表示を実現できる。光学的に正の一軸性を有する第2位相差板と液晶層の間に光学的に負の一軸性を有する第1位相差板を配置することで、斜め方向から観察したときの垂直配向した液晶層の視角特性を補償することが可能となり、広視野角の透過型表示を実現できる。
【0014】
本発明の液晶表示装置は、第1基板と第2基板の間に液晶層が挟持されてなる液晶表示装置であって、1ドット内に反射表示に利用される反射表示領域と、透過表示に利用される透過表示領域とを含み、前記液晶層は基板に対して概ね垂直に配向した負の誘電率異方性を有するネマティック液晶からなり、前記第1基板の外側には光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、第1偏光板が順次配置され、前記第2基板の外側には光学的に負の一軸性を有する第3位相差板、光学的に正の一軸性を有する第4位相差板、第2偏光板、照明手段が順次配置されていることを特徴とする。
【0015】
上記構成によれば、第1偏光板、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、垂直に配向した液晶層によって高コントラストな反射型の表示が実現でき、第1偏光板、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、垂直に配向した液晶層、光学的に正の一軸性を有する第4位相差板、第2偏光板によって高コントラストな透過型の表示が実現できる。さらに、光学的に正の一軸性を有する第4位相差板と液晶層の間に光学的に負の一軸性を有する第3位相差板を配置することで、斜め方向から観察したときの垂直配向した液晶層の視角特性を補償することが可能となり、広視野角の透過型表示を実現できる。
【0016】
本発明の液晶表示装置は、前記反射表示領域の液晶層厚が前記透過領域の液晶層厚よりも小さいことを特徴とする。
【0017】
上記構成によれば、反射表示、透過表示ともに明るく高コントラストな表示を実現することができる。半透過反射型液晶表示装置において、例えば液晶層の厚さをd、液晶の屈折率異方性を△n、これらの積算値として示される液晶のリタデーション(位相差)を△ndとすると、反射表示を行う部分の液晶のリタデーション△ndは、入射光が液晶層を2回通過してから観測者に到達するので2×△ndで示されるが、透過表示を行う部分の液晶のリタデーション△ndは、照明手段(バックライト)からの光が1回のみ液晶層を通過するので1×△ndとなる。反射表示領域の液晶層厚を透過領域の液晶層厚よりも小さいことによって、反射領域、透過領域ともに△ndを最適化することができるので、反射表示、透過表示ともに明るく高コントラストな表示を実現することができる。
【0018】
本発明の液晶表示装置は、前記第1位相差板と前記第3位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz1,nz3、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx1,nx3、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny1,ny3、Z軸方向の厚みをd1,d3としたとき、nx1≒ny1>nz1,nx3≒ny3>nz3であり、前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1と前記第3位相差板の位相差値(nx3−nz3)×d3の和W1は、前記透過領域における液晶層の位相差値をRtとすると、0.5×Rt≦W1≦0.75×Rtであることを特徴とする。
また本発明の液晶表示装置は、前記第1位相差板と前記第3位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz1,nz3、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx1,nx3、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny1,ny3、Z軸方向の厚みをd1,d3としたとき、nx1≒ny1>nz1,nx3≒ny3>nz3であり、前記第2位相差板と前記第4位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz2,nz4、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx2,nx4、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny2,ny4、Z軸方向の厚みをd2,d4としたとき、nx2>ny2≒nz2,nx4>ny4≒nz4であり、前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1、前記第3位相差板の位相差値(nx3−nz3)×d3、前記第2位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2および前記第4位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx4+ny4)/2−nz4)×d4の和W1は、前記透過領域における液晶層の位相差値をRtとすると、0.5×Rt≦W1≦0.75×Rtであることを特徴とする。
【0019】
上記構成によれば、斜め方向から観察したときの垂直配向した液晶層の視角特性を補償することが可能となり、広視野角の透過型表示を実現できる。第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1と第3位相差板の位相差値(nx3−nz3)×d3を本発明の範囲にすることによって、透過領域の垂直配向した液晶層の視角特性を光学補償することができる。さらに、前記第2位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2および前記第4位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx4+ny4)/2−nz4)×d4を本発明の範囲に加えることによって、透過領域の垂直配向した液晶層の視角特性を光学補償することができる。第1位相差板及び第3位相差板は複数枚の光学的に負の一軸性フィルムを用いて構成されていても構わない。ここで、液晶層の位相差値をRtとは、液晶層の厚さをd、液晶の屈折率異方性を△nとしたとき、これらの積算値△n×dとして示される。
【0020】
本発明の液晶表示装置は、前記第1位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz1、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx1、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny1、Z軸方向の厚みをd1としたとき、nx1≒ny1>nz1であり、前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1は、前記透過領域における液晶層の位相差値をRtとすると、0.5×Rt≦(nx1−nz1)×d1≦0.75×Rtであることを特徴とする。
また本発明の液晶表示装置は、前記第1位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz1、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx1、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny1、Z軸方向の厚みをd1としたとき、nx1≒ny1>nz1であり、前記第2位相差板と前記第4位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz2,nz4、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx2,nx4、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny2,ny4、Z軸方向の厚みをd2,d4としたとき、nx2>ny2≒nz2,nx4>ny4≒nz4であり、前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1、前記第2位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2および前記第4位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx4+ny4)/2−nz4)×d4の和W2は、前記透過領域における液晶層の位相差値をRtとすると、0.5×Rt≦W2≦0.75×Rtであることを特徴とする。
【0021】
上記構成によれば、斜め方向から観察したときの垂直配向した液晶層の視角特性を補償することが可能となり、広視野角の透過型表示を実現できる。第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1を本発明の範囲にすることによって、透過領域の垂直配向した液晶層の視角特性を光学補償することができる。さらに、前記第2位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2および前記第4位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx4+ny4)/2−nz4)×d4を本発明の範囲に加えることによって、透過領域の垂直配向した液晶層の視角特性を光学補償することができる。第1位相差板は複数枚の光学的に負の一軸性フィルムを用いて構成されていても構わない。
【0022】
本発明の液晶表示装置は、前記第3位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz3、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx3、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny3、Z軸方向の厚みをd3としたとき、nx3≒ny3>nz3であり、前記第3位相差板の位相差値(nx3−nz3)×d3は、前記透過領域における液晶層の位相差値をRtとすると、0.5×Rt≦(nx3−nz3)×d3≦0.75×Rtであることを特徴とする。
また本発明の液晶表示装置は、前記第3位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz3、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx3、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny3、Z軸方向の厚みをd3としたとき、nx3≒ny3>nz3であり、前記第2位相差板と前記第4位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz2,nz4、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx2,nx4、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny2,ny4、Z軸方向の厚みをd2,d4としたとき、nx2>ny2≒nz2,nx4>ny4≒nz4であり、前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1、前記第3位相差板の位相差値(nx3−nz3)×d3、前記第2位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2および前記第4位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx4+ny4)/2−nz4)×d4の和W3は、前記透過領域における液晶層の位相差値をRtとすると、0.5×Rt≦W3≦0.75×Rtであることを特徴とする。
【0023】
上記構成によれば、斜め方向から観察したときの垂直配向した液晶層の視角特性を補償することが可能となり、広視野角の透過型表示を実現できる。第3位相差板の位相差値(nx3−nz3)×d3を本発明の範囲にすることによって、透過領域の垂直配向した液晶層の視角特性を光学補償することができる。さらに、前記第2位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2および前記第4位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx4+ny4)/2−nz4)×d4を本発明の範囲に加えることによって、透過領域の垂直配向した液晶層の視角特性を光学補償することができる。第3位相差板は複数枚の光学的に負の一軸性フィルムを用いて構成されていても構わない。
【0024】
本発明の液晶表示装置は、前記第2位相差板と前記第4位相差板は厚さ方向(Z軸)に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx2,nx4、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny2,ny4(nx2>ny2,nx4>ny4)、Z軸方向の厚みをd2,d4としたとき、前記第2位相差板のX軸と前記第4位相差板のX軸は直交関係にあり、かつ(nx2−ny2)×d2=(nx4−ny4)×d4であることを特徴とする。
【0025】
上記構成によれば、液晶表示装置のパネル面内(XY面)における第2位相差板と第4位相差板による位相差値を互いに打ち消し合うことができ、第1偏光板と第2偏光板で実現できる限界の黒表示(第1偏光板の透過軸と第2偏光板の透過軸が直交のとき)や白表示(第1偏光板の透過軸と第2偏光板の透過軸が平行のとき)を実現することができる。
【0026】
本発明の液晶表示装置は、前記第2位相差板と前記第4位相差板は100nm≦(nx2−ny2)×d2=(nx4−ny4)×d4≦160nmであることを特徴とする。
【0027】
上記構成によれば、第1偏光板と第2位相差板で波長分散の小さい円または楕円偏光をつくることができ、第2偏光板と第4位相差板で波長分散の小さい円または楕円偏光をつくることができる。これによって、円または楕円偏光を用いて液晶表示装置のスイッチングが可能となり、高コントラストな反射表示及び透過表示を実現することができる。
【0028】
本発明の液晶表示装置は、前記第2位相差板は前記偏光板1から入射する直線偏光を広帯域で円偏光に変換する2枚以上の延伸フィルムからなり、前記第4位相差板は前記偏光板2から入射する直線偏光を広帯域で円偏光に変換する2枚以上の延伸フィルムからなることを特徴とする。
【0029】
上記構成によれば、可視光域の概ね全ての波長の光を理想的な円偏光に変換できるので、高コントラスト、かつ不要な着色を呈さない反射表示及び透過表示を実現することができる。例えば、1/2波長板と1/4波長板を適切な角度(延伸方向のなす角度)で積層することによって、広帯域の円偏光板を実現することができる。
【0030】
本発明の液晶表示装置は、前記第2位相差板は前記偏光板1から入射する直線偏光を広帯域で円偏光に変換する2枚以上の延伸フィルムからなることを特徴とする。
【0031】
上記構成によれば、可視光域の概ね全ての波長の光を理想的な円偏光に変換できるので、高コントラスト、かつ不要な着色を呈さない反射表示を実現することができる。例えば、1/2波長板と1/4波長板を適切な角度(延伸方向のなす角度)で積層することによって、広帯域の円偏光板を実現することができる。
【0032】
本発明の液晶表示装置は、前記第4位相差板は前記偏光板2から入射する直線偏光を広帯域で円偏光に変換する2枚以上の延伸フィルムからなることを特徴とする。
【0033】
上記構成によれば、可視光域の概ね全ての波長の光を理想的な円偏光に変換できるので、高コントラスト、かつ不要な着色を呈さない透過表示を実現することができる。例えば、1/2波長板と1/4波長板を適切な角度(延伸方向のなす角度)で積層することによって、広帯域の円偏光板を実現することができる。
【0034】
本発明の液晶表示装置は、前記第2位相差板と前記第4位相差板は450nmにおける面内位相差値R(450)と590nmにおける面内位相差値R(590)の比R(450)/R(590)が1より小さいことを特徴とする。
【0035】
上記構成によれば、第1偏光板または第2偏光板と組み合わせることによって、広帯域の円偏光を実現することができるので、高コントラスト、かつ不要な着色を呈さない反射表示及び透過表示を実現することができる。
【0036】
本発明の液晶表示装置は、前記第1偏光板の透過軸と前記第2偏光板の透過軸は直交関係にあることを特徴とする。
【0037】
上記構成によれば、第1偏光板と第2偏光板で実現可能である最も優れた黒表示を実現することができる。これによって、高コントラストな透過表示を実現することができる。
【0038】
本発明の液晶表示装置は、前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1と前記第3位相差板の位相差値(nx3−nz3)×d3は概ね等しいことを特徴とする。
【0039】
上記構成によれば、光学的に負の一軸性を示す第1位相差板によって反射領域における液晶層を斜め方向から観察したときの視角補償を行い、光学的に負の一軸性を示す第1位相差板と第3位相差板によって透過領域における液晶層を斜め方向から観察したときの視角補償を行うことができる。反射領域では液晶層を光が2度通過し、透過領域では液晶層を光が1度しか通過しないので、透過領域の液晶層厚みは反射領域の概ね2倍となる。このため、第1位相差板の位相差値と第3位相差板の位相差値を概ね等しくしておくことが必要となる。
【0040】
本発明の液晶表示装置は、前記第1位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz1、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx1、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny1、Z軸方向の厚みをd1としたとき、nx1≒ny1>nz1であり、前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1は、前記反射領域における液晶層の位相差値をRrとすると、0.5×Rr≦(nx1−nz1)×d1≦0.75×Rrであることを特徴とする。
また本発明の液晶表示装置は、前記第1位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz1、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx1、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny1、Z軸方向の厚みをd1としたとき、nx1≒ny1>nz1であり、前記第2位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz2、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx2、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny2、Z軸方向の厚みをd2としたとき、nx2>ny2≒nz2であり、前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1と前記第2位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2との和W4は、前記反射領域における液晶層の位相差値をRrとすると、0.5×Rr≦W4≦0.75×Rrであることを特徴とする。
【0041】
上記構成によれば、光学的に負の一軸性を示す第1位相差板によって反射領域における液晶層を斜め方向から観察したときの視角補償を行うことができる。さらに光学的に正の一軸性を示す第2位相差板を加えることによって、反射領域における液晶層を斜め方向から観察したときの視角補償を行うことができる。
【0042】
本発明の液晶表示装置は、前記反射表示領域には、入射した光を反射することが可能な反射層が形成されていることを特徴とする。
【0043】
上記構成によれば、反射層によって外光を反射させることが可能となるので、反射表示を実現することができる。
【0044】
本発明の液晶表示装置は、前記反射層は、入射した光を散乱反射することが可能な凹凸形状を有していることを特徴とする。
【0045】
上記構成によれば、凹凸形状を有した反射層によって入射光は散乱反射されるので、広視野角で反射表示を観察することができる。
【0046】
本発明の液晶表示装置は、前記第2位相差板と前記第4位相差板のX軸方向は互いに直交関係にあり、かつ前記第2位相差板と前記第4位相差板のX軸方向は第1偏光板の透過軸及び第2偏光板の透過軸と概ね45°の角度をなすことを特徴とする。
【0047】
上記構成によれば、液晶表示装置のパネル面内(XY面)における第2位相差板と第4位相差板による位相差値を互いに打ち消し合うことができ、第1偏光板と第2偏光板で実現できる限界の黒表示を実現することができる。また、第1偏光板と第2位相差板、第2偏光板と第4位相差板で円偏光をつくることができる。これによって、円偏光を用いた液晶表示装置のスイッチングが可能となり、明るく高コントラストな反射表示及び透過表示を実現することができる。
【0048】
本発明の液晶表示装置は、前記第1基板、前記第2基板の少なくとも一方の液晶層側の内面に開口部を有する液晶駆動用の電極が形成されていることを特徴とする。
【0049】
上記構成によれば、液晶駆動用の電極の開口部によって液晶層に斜め電界が生じるので、電圧印加時の液晶分子のダイレクタ方向を1ドット内で複数作り出すことができる。これによって、広視野角な半透過反射型液晶表示装置を実現することができる。
【0050】
本発明の液晶表示装置は、前記第1基板、前記第2基板の少なくとも一方の液晶層側の内面に形成された電極上に突起が形成されていることを特徴とする。
【0051】
上記構成によれば、電極上に形成された突起によって液晶分子の倒れる方向を制御できるので、電圧印加時の液晶分子のダイレクタ方向を1ドット内で複数作り出すことができる。これによって、広視野角な半透過反射型液晶表示装置を実現することができる。
【0052】
本発明の液晶表示装置は、前記電極によって液晶を駆動するとき、液晶のダイレクタは1ドット内で少なくとも2つ以上あることを特徴とする。
【0053】
上記構成によれば、広視野角な半透過反射型液晶表示装置を実現することができる。
【0054】
本発明の電子機器は、上述した半透過反射型液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
【0055】
上記構成によれば、視認性の高い表示装置を搭載した電子機器を実現することができる。
【0056】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【0057】
[第1実施形態]
図1は、本発明の構成をアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置に適用した第1実施形態を示すもので、この第1実施形態の液晶表示装置は、図1に示す断面構造の如く上下に対向配置された透明のガラス等からなる基板105,113の間に液晶層110が挟持された基本構造を具備している。なお、図面では省略されているが、実際には基板105,113の周縁部側にシール材が介在されていて、液晶層110を基板105,113とシール材とで取り囲むことにより液晶層110が基板105,113間に封入された状態で挟持されている。また、下側基板113の更に下方側には光源及び導光板等を備えたバックライトが設けられているが、図1では省略する。
【0058】
上側の基板105の上面側(観測者側)には位相差板104,103と偏光板102とが配置されるとともに、下側の基板113の下面側にも位相差板114,115と偏光板116とが配置されている。偏光板102,116は、上面側から入射する外光、及び下面側から入射するバックライトの光に対し一方向の直線偏光のみを透過させ、位相差板103,115は、偏光板102,116を透過した直線偏光を円偏光(楕円偏光を含む)に変換する。したがって、偏光板102,116及び位相差板103,115は円偏光入射手段として機能している。なお、本実施形態においては、バックライトを備える側を下側とし、一方の外光が入射する側を上側としており、基板105を上基板、基板113を下基板と言うこともある。
【0059】
一方、上基板105の液晶層110側にはITO(Indium−Tin−Oxide)等からなる透明電極106が形成され、さらに透明電極106の液晶層110側には、この透明電極106を覆う態様で垂直配向膜(図中では省略)が形成されている。また、下基板113の液晶層110側には反射層を兼ねる反射電極108と透明電極112が形成され、反射電極部108が反射表示領域として機能し、透明電極部112が透過表示領域として機能する。なお、反射電極108はAl、Ag等の光反射性の、すなわち反射率の高い金属材料により平面視矩形枠状に構成されており、その液晶110側の面に垂直配向膜(図中では省略)が形成されている。
【0060】
また、アクリル等の樹脂109によって、反射電極108の凹凸形状と反射表示領域の液晶厚を透過表示領域の液晶厚よりも狭くしている。このような構造はフォトリソ工程を行うことで形成することができる。本実施形態では、反射表示領域の反射層と液晶駆動電極を兼ねさせたが、別々に設けても構わない。下側基板113となるガラス基板上にレジストを塗布した後にフッ酸を用いたエッチング処理を行い、エッチング処理後にレジストを剥離するフォトリソ工程を行うことで微細な凹凸を形成し、その上に反射層を形成して凹凸反射層をつくることもできる。
【0061】
上基板105内面に形成された透明電極106上にはアクリル樹脂からなる誘電体突起107が形成され、下基板113内面に形成された透明電極112の開口部111とともに基板105,113面に直交しない斜め電界を液晶層110に印加している。誘電体突起107や透明電極112の開口部111を形成することによって、電極106,108,112に電圧を印加すると1ドット内で液晶層110のダイレクタを複数つくり出すことができ、視角依存性のない液晶表示装置を実現することができる。
【0062】
図1では省略しているが、各ドットの周囲のコーナ部分には、電極108,112を駆動するためのスイッチング素子としての薄膜トランジスタが形成され、更に薄膜トランジスタに給電するためのゲート線とソース線とが配線されている。なお、スイッチング素子としては薄膜トランジスタの他に、2端子型の線形素子、あるいは、その他の構造のスイッチング素子を適用することも可能である。
【0063】
次に、図1に示した構造の半透過反射型液晶表示装置の作用効果について説明する。反射表示を行う場合には、装置の外部側から入射する光が利用され、この入射光が偏光板102、位相差板103,104、上基板105、電極106を介して液晶層110側に導かれる。
【0064】
ここで、反射表示領域においては、上記入射光が液晶層110を通過した後に、反射電極108で反射される。そして、反射された光は再度液晶層110を通過した後、更に電極106、上基板105、位相差板104,103、偏光板102を介して装置外部に戻されることにより観察者に到達し反射型の表示が行われるものとされている。このような反射型の表示においては、電極106、108によって液晶層110の液晶を配向制御することで、液晶層110を通過する光の偏光状態を変えて明暗表示を行うものとされている。
【0065】
また、透過表示を行う場合には、バックライト(照明手段)から発せられた光が偏光板116、位相差板115,114、基板113を介して入射する。この場合、透過表示領域においては、基板113から入射した光が電極112、液晶層110、電極106、基板105、位相差板104,103、偏光板102の順に透過して透過表示が行われるものとされている。このような透過型の表示においても、電極106,112によって液晶層110の液晶を配向制御することで、液晶層110を通過する光の偏光状態を変えて明暗表示することができる。
【0066】
これらの表示形態において、反射型の表示形態においては入射光が液晶層110を2回通過するが、透過光に関してはバックライト(照明手段)から発せられた光が液晶層110を1回しか通過しない。ここで液晶層110のリタデーション(位相差値)を考慮すると、反射型の表示形態と透過型の表示形態では同じ電圧を電極から印加して配向制御した場合に、液晶のリタデーションの違いにより液晶の透過率の状態に違いを生じる。しかしながら、本実施形態の構造では反射表示を行う領域、即ち、図1に示す反射電極108を備えた領域である反射表示領域にアクリル樹脂からなる液晶層層厚制御層109を設けたため、その反射表示領域の液晶層110の厚さよりも、透過表示を行う透過表示領域の液晶層110の厚さが大きくなり、反射表示領域と透過表示領域での液晶層110の透過表示と反射表示に係る状態、すなわち各領域における液晶層110を光が通過する距離を最適化することができる。したがって、アクリル樹脂からなる液晶層層厚制御層109の形成により、反射表示領域と透過表示領域におけるリタデーションの最適化を図ることが可能とり、反射表示及び透過表示共に明るく高コントラストの表示が得られるようになる。
【0067】
位相差板103は正の一軸性(nx2>ny2≒nz2)を示し、XY面内の位相差値は約140nmであり、位相差板103のX軸は偏光板102の透過軸101と約45°の角度をなしている。また、位相差板115は正の一軸性(nx4>ny4≒nz4)を示し、XY面内の位相差値は約140nmであり、位相差板115のX軸は偏光板116の透過軸117と約45°の角度をなしている。偏光板102の透過軸101と偏光板116の透過軸117は直交関係にあり、位相差板103のX軸と位相差板115のX軸も同様に直交関係にある。さらに、位相差板103の位相差値と位相差板115の位相差値を等しくしておけば、非駆動時に偏光板102,116間の位相差値を0にすることができるので、理想的な黒表示を実現することができる。
【0068】
位相差板104は負の一軸性(nx1≒ny1>nz1)を示し、XY面内の位相差値は概ね0であり、Z軸方向に約120nmの位相差を有している。また、位相差板114は負の一軸性(nx3≒ny3>nz3)を示し、XY面内の位相差値は概ね0であり、Z軸方向に約120nmの位相差を有している。ここで、液晶層110における透過領域の位相差値は380nm、反射領域における位相差値は200nmである。位相差板104,114を配置することで、斜め方向から観察したときに生じる液晶層110の位相差を補償することが可能となる。
【0069】
図12は、視角特性の補償作用の説明図である。バックライト(不図示)から斜め方向に照射された光10は、第3位相差板114、液晶層110および第1位相差板104を通って、観察者(不図示)に到達する。なお、液晶層110では液晶分子110aが垂直配向しているので、液晶層110のXY面内における位相差はほぼ0である。また第1位相差板104および第3位相差板114のXY面内における位相差もほぼ0である。したがって、光10は垂直方向において位相差を生じない。ところが、斜め方向から光が入射すると、Z軸方向に位相差が生じることになる。そこで、位相差板104,114を配置することにより、斜め方向から観察したときに生じる液晶層110の位相差を補償することが可能となる。
【0070】
図7に、W1/Rt値と透過表示視角範囲との関係を示す。図7(a)は透過領域の位相差値Rtが300nmの場合であり、図7(b)は透過領域の位相差値Rtが500nmの場合である。Z軸方向の位相差値の和W1は、第1位相差板104におけるZ軸方向の位相差値(nx1−nz1)×d1、第3位相差板114におけるZ軸方向の位相差値(nx3−nz3)×d3、第2位相差板103におけるZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2、および第4位相差板115におけるZ軸方向の位相差値((nx4+ny4)/2−nz4)×d4を足し合わせたものである。また透過表示視角範囲は、30以上の高コントラストが得られる視角範囲を示している。図7に示すように、透過表示視角範囲は、W1/Rt=0.58の近傍において極大値をとる。
【0071】
図11は、携帯電話等の一般的な液晶表示装置におけるバックライト輝度と極角との関係を示すグラフである。なお極角が0°の場合、すなわち液晶表示装置の表示面を垂直方向から見た場合に、バックライトの輝度は最大となる。またバックライトの高輝度(約1000cd/m2以上)が得られるのは、極角が±35°の範囲である。一方、図7において、透過表示視角範囲が35°以上となるのは、0.5≦W1/Rt≦0.75の範囲である。そこで、0.5≦W1/Rt≦0.75となるように各位相差板を設定することにより、透過領域においてバックライトの高輝度範囲以上で高コントラストを確保することが可能となる。
【0072】
図10に、W4/Rr値と反射表示視角範囲との関係を示す。図10は、反射領域の位相差値Rrが200nmの場合である。Z軸方向の位相差の和W4は、第1位相差板104におけるZ軸方向の位相差値(nx1−nz1)×d1と、第2位相差板103におけるZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2とを足し合わせたものである。また透過表示視角範囲は、10以上の高コントラストが得られる視角範囲を示している。ところで、従来のSTNモード液晶表示装置の視角範囲は30°程度である。一方図10において、透過表示視角範囲が30°以上となるのは、0.5≦W4/Rr≦0.75の範囲である。そこで、0.5≦W4/Rr≦0.75となるように各位相差板を設定することにより、反射領域において従来のSTNモード液晶表示装置の視角範囲以上で高コントラストを確保することが可能となる。
【0073】
位相差板103,115は1/2波長板と1/4波長板を適宜組み合わせた広帯域1/4波長板であっても構わない。また、位相差板103,115は450nmにおけるXY面内位相差値R(450)と590nmにおけるXY面内位相差値R(590)の比R(450)/R(590)が1より小さいほうが好ましい。このようにすることによって、可視光域で概ね円偏光をつくり出すことが可能となる。
【0074】
以上述べたように、第1実施形態の液晶表示装置は高コントラストかつ広視野角の表示を実現することができる。
【0075】
[第2実施形態]
以下、本発明の第2の実施形態を図2を参照して説明する。なお、図1に示した第1の実施形態と同じ符号については、特に断り書きのない限り同様の構成を有するものとして説明を省略する。
【0076】
反射表示を行う場合には、装置の外部側から入射する光が利用され、この入射光が偏光板102、位相差板103,104、上基板105、電極106を介して液晶層110側に導かれる。反射表示領域においては、上記入射光が液晶層110を通過した後に、反射電極108で反射される。そして、反射された光は再度液晶層110を通過した後、更に電極106、上基板105、位相差板104,103、偏光板102を介して装置外部に戻されることにより観察者に到達し反射型の表示が行われるものとされている。このような反射型の表示においては、電極106、108によって液晶層110の液晶を配向制御することで、液晶層110を通過する光の偏光状態を変えて明暗表示を行うものとされている。
【0077】
また、透過表示を行う場合には、バックライト(照明手段)から発せられた光が偏光板116、位相差板115、基板113を介して入射する。この場合、透過表示領域においては、基板113から入射した光が電極112、液晶層110、電極106、基板105、位相差板104,103、偏光板102の順に透過して透過表示が行われるものとされている。このような透過型の表示においても、電極106,112によって液晶層110の液晶を配向制御することで、液晶層110を通過する光の偏光状態を変えて明暗表示することができる。
【0078】
これらの表示形態において、反射型の表示形態においては入射光が液晶層110を2回通過するが、透過光に関してはバックライト(照明手段)から発せられた光が液晶層110を1回しか通過しない。ここで液晶層110のリタデーション(位相差値)を考慮すると、反射型の表示形態と透過型の表示形態では同じ電圧を電極から印加して配向制御した場合に、液晶のリタデーションの違いにより液晶の透過率の状態に違いを生じる。しかしながら、本実施形態の構造では反射表示を行う領域、即ち、図2に示す反射電極108を備えた領域である反射表示領域にアクリル樹脂からなる液晶層層厚制御層109を設けたため、その反射表示領域の液晶層110の厚さよりも、透過表示を行う透過表示領域の液晶層110の厚さが大きくなり、反射表示領域と透過表示領域での液晶層110の透過表示と反射表示に係る状態、すなわち各領域における液晶層110を光が通過する距離を最適化することができる。したがって、アクリル樹脂からなる液晶層層厚制御層109の形成により、反射表示領域と透過表示領域におけるリタデーションの最適化を図ることが可能とり、反射表示及び透過表示共に明るく高コントラストの表示が得られるようになる。
【0079】
位相差板103は正の一軸性(nx2>ny2≒nz2)を示し、XY面内の位相差値は約140nmであり、位相差板103のX軸は偏光板102の透過軸101と約45°の角度をなしている。また、位相差板115は正の一軸性(nx4>ny4≒nz4)を示し、XY面内の位相差値は約140nmであり、位相差板115のX軸は偏光板116の透過軸117と約45°の角度をなしている。偏光板102の透過軸101と偏光板116の透過軸117は直交関係にあり、位相差板103のX軸と位相差板115のX軸も同様に直交関係にある。さらに、位相差板103の位相差値と位相差板115の位相差値を等しくしておけば、非駆動時に偏光板102,116間の位相差値を0にすることができるので、理想的な黒表示を実現することができる。
【0080】
位相差板104は負の一軸性(nx1≒ny1>nz1)を示し、XY面内の位相差値は概ね0であり、Z軸方向に約220nmの位相差を有している。ここで、液晶層110における透過領域の位相差値は380nmである。位相差板104を配置することで、透過表示を斜め方向から観察したときに生じる液晶層110の位相差を補償することが可能となる。
【0081】
図8に、W2/Rt値と透過表示視角範囲との関係を示す。図8は、透過領域の位相差値Rtが400nmの場合である。Z軸方向の位相差の和W2は、第1位相差板104の位相差値(nx1−nz1)×d1、第2位相差板103の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2、および第4位相差板115の位相差値((nx4+ny4)/2−nz4)×d4を足し合わせたものである。また透過表示視角範囲は、30以上の高コントラストが得られる視角範囲を示している。ところで、図11に示すように、バックライトの高輝度(約1000cd/m2以上)が得られるのは、極角が±35°の範囲である。一方、図8において、透過表示視角範囲が35°以上となるのは、0.5≦W2/Rt≦0.75の範囲である。そこで、0.5≦W2/Rt≦0.75となるように各位相差板を設定することにより、透過領域においてバックライトの高輝度範囲以上で高コントラストを確保することが可能となる。
【0082】
以上述べたように、第2実施形態の液晶表示装置は高コントラストかつ広視野角の表示を実現することができる。
[第3実施形態]
以下、本発明の第3の実施形態を図3を参照して説明する。なお、図1に示した第1の実施形態と同じ符号については、特に断り書きのない限り同様の構成を有するものとして説明を省略する。
【0083】
反射表示を行う場合には、装置の外部側から入射する光が利用され、この入射光が偏光板102、位相差板103、上基板105、電極106を介して液晶層110側に導かれる。反射表示領域においては、上記入射光が液晶層110を通過した後に、反射電極108で反射される。そして、反射された光は再度液晶層110を通過した後、更に電極106、上基板105、位相差板103、偏光板102を介して装置外部に戻されることにより観察者に到達し反射型の表示が行われるものとされている。このような反射型の表示においては、電極106、108によって液晶層110の液晶を配向制御することで、液晶層110を通過する光の偏光状態を変えて明暗表示を行うものとされている。
【0084】
また、透過表示を行う場合には、バックライト(照明手段)から発せられた光が偏光板116、位相差板115,114、基板113を介して入射する。この場合、透過表示領域においては、基板113から入射した光が電極112、液晶層110、電極106、基板105、位相差板103、偏光板102の順に透過して透過表示が行われるものとされている。このような透過型の表示においても、電極106,112によって液晶層110の液晶を配向制御することで、液晶層110を通過する光の偏光状態を変えて明暗表示することができる。
【0085】
これらの表示形態において、反射型の表示形態においては入射光が液晶層110を2回通過するが、透過光に関してはバックライト(照明手段)から発せられた光が液晶層110を1回しか通過しない。ここで液晶層110のリタデーション(位相差値)を考慮すると、反射型の表示形態と透過型の表示形態では同じ電圧を電極から印加して配向制御した場合に、液晶のリタデーションの違いにより液晶の透過率の状態に違いを生じる。しかしながら、本実施形態の構造では反射表示を行う領域、即ち、図3に示す反射電極108を備えた領域である反射表示領域にアクリル樹脂からなる液晶層層厚制御層109を設けたため、その反射表示領域の液晶層110の厚さよりも、透過表示を行う透過表示領域の液晶層110の厚さが大きくなり、反射表示領域と透過表示領域での液晶層110の透過表示と反射表示に係る状態、すなわち各領域における液晶層110を光が通過する距離を最適化することができる。したがって、アクリル樹脂からなる液晶層層厚制御層109の形成により、反射表示領域と透過表示領域におけるリタデーションの最適化を図ることが可能とり、反射表示及び透過表示共に明るく高コントラストの表示が得られるようになる。
【0086】
位相差板103は正の一軸性(nx2>ny2≒nz2)を示し、XY面内の位相差値は約140nmであり、位相差板103のX軸は偏光板102の透過軸101と約45°の角度をなしている。また、位相差板115は正の一軸性(nx4>ny4≒nz4)を示し、XY面内の位相差値は約140nmであり、位相差板115のX軸は偏光板116の透過軸117と約45°の角度をなしている。偏光板102の透過軸101と偏光板116の透過軸117は直交関係にあり、位相差板103のX軸と位相差板115のX軸も同様に直交関係にある。さらに、位相差板103の位相差値と位相差板115の位相差値を等しくしておけば、非駆動時に偏光板102,116間の位相差値を0にすることができるので、理想的な黒表示を実現することができる。
【0087】
位相差板114は負の一軸性(nx3≒ny3>nz3)を示し、XY面内の位相差値は概ね0であり、Z軸方向に約240nmの位相差を有している。ここで、液晶層110における透過領域の位相差値は380nmである。位相差板114を配置することで、透過表示を斜め方向から観察したときに生じる液晶層110の位相差を補償することが可能となる。
【0088】
図9に、W3/Rt値と透過表示視角範囲との関係を示す。図9は、透過領域の位相差値Rtが380nmの場合である。Z軸方向の位相差の和W3は、第3位相差板114の位相差値(nx3−nz3)×d3、第2位相差板103の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2、および第4位相差板115の位相差値((nx4+ny4)/2−nz4)×d4を足し合わせたものである。また透過表示視角範囲は、30以上の高コントラストが得られる視角範囲を示している。ところで、図11に示すように、バックライトの高輝度(約1000cd/m2以上)が得られるのは、極角が±35°の範囲である。一方、図9において、透過表示視角範囲が35°以上となるのは、0.5≦W3/Rt≦0.75の範囲である。そこで、0.5≦W3/Rt≦0.75となるように各位相差板を設定することにより、透過領域においてバックライトの高輝度範囲以上で高コントラストを確保することが可能となる。
【0089】
以上述べたように、第3実施形態の液晶表示装置は高コントラストかつ広視野角の表示を実現することができる。
【0090】
[第4実施形態]
上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の例について説明する。
【0091】
図4は携帯電話の一例を示した斜視図である。図4において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記第1〜3の実施形態の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【0092】
図5は腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図5において、符号1100は時計本体を示し、符号1101は上記第1〜3の実施形態の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【0093】
図6はワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図6において、符号1200は情報処理装置、符号1202はキーボードなどの入力部、符号1204は情報処理装置本体、符号1206は上記第1〜3の実施形態の液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【0094】
このように図4から図6に示す電子機器は、上記第1〜3の実施形態の液晶表示装置を用いた液晶表示部を備えているので、様々な環境下で広視野角で高コントラストの表示部を有する電子機器を実現することができる。
【0095】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、反射型と透過型の両方の構造を具備させた半透過反射型の液晶表示装置において、広視野角かつ高コントラストな反射表示と透過表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の部分断面構造を模式的に示す図。
【図2】本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置の部分断面構造を模式的に示す図。
【図3】本発明の第3の実施形態に係る液晶表示装置の部分断面構造を模式的に示す図。
【図4】本発明に係る電子機器の例を示す斜視図。
【図5】本発明に係る電子機器の例を示す斜視図。
【図6】本発明に係る電子機器の例を示す斜視図。
【図7】本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置のW1/Rt値と透過表示視角範囲との関係を示す図。
【図8】本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置のW2/Rt値と透過表示視角範囲との関係を示す図。
【図9】本発明の第3の実施形態に係る液晶表示装置のW3/Rt値と透過表示視角範囲との関係を示す図。
【図10】本発明の液晶表示装置のW4/Rr値と反射表示視角範囲との関係を示す図。
【図11】バックライト輝度と極角との関係を示す図。
【図12】視角特性の補償作用の説明図。
【符号の説明】
101,117 偏光板透過軸、102,116 偏光板、103,115 正の一軸性位相差板、104,114 負の一軸性位相差板、105 上側基板、106,112 透明電極、107 突起、108 反射電極、109 アクリル樹脂、110 液晶、111 電極の開口部、113 下側基板、1000携帯電話、1100 腕時計型電子機器、1200 携帯型情報処理装置、1001,1101,1206 液晶表示部
Claims (27)
- 第1基板と第2基板の間に液晶層が挟持されてなる液晶表示装置であって、1ドット内に反射表示に利用される反射表示領域と、透過表示に利用される透過表示領域とを含み、前記液晶層は基板に対して概ね垂直に配向した負の誘電率異方性を有するネマティック液晶からなり、前記第1基板の外側には光学的に負の一軸性を有する第1位相差板、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、第1偏光板が順次配置され、前記第2基板の外側には光学的に負の一軸性を有する第3位相差板、光学的に正の一軸性を有する第4位相差板、第2偏光板、照明手段が順次配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
- 第1基板と第2基板の間に液晶層が挟持されてなる液晶表示装置であって、1ドット内に反射表示に利用される反射表示領域と、透過表示に利用される透過表示領域とを含み、前記液晶層は基板に対して概ね垂直に配向した負の誘電率異方性を有するネマティック液晶からなり、前記第1基板の外側には光学的に負の一軸性を有する第1位相差板、光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、第1偏光板が順次配置され、前記第2基板の外側には光学的に正の一軸性を有する第4位相差板、第2偏光板、照明手段が順次配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
- 第1基板と第2基板の間に液晶層が挟持されてなる液晶表示装置であって、1ドット内に反射表示に利用される反射表示領域と、透過表示に利用される透過表示領域とを含み、前記液晶層は基板に対して概ね垂直に配向した負の誘電率異方性を有するネマティック液晶からなり、前記第1基板の外側には光学的に正の一軸性を有する第2位相差板、第1偏光板が順次配置され、前記第2基板の外側には光学的に負の一軸性を有する第3位相差板、光学的に正の一軸性を有する第4位相差板、第2偏光板、照明手段が順次配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
- 前記反射表示領域の液晶層厚が前記透過領域の液晶層厚よりも小さいことを特徴とする請求項1から3のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第1位相差板と前記第3位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz1,nz3、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx1,nx3、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny1,ny3、Z軸方向の厚みをd1,d3としたとき、nx1≒ny1>nz1,nx3≒ny3>nz3であり、前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1と前記第3位相差板の位相差値(nx3−nz3)×d3の和W1は、前記透過領域における液晶層の位相差値をRtとすると、0.5×Rt≦W1≦0.75×Rtであることを特徴とする請求項1または4記載の液晶表示装置。
- 前記第1位相差板と前記第3位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz1,nz3、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx1,nx3、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny1,ny3、Z軸方向の厚みをd1,d3としたとき、nx1≒ny1>nz1,nx3≒ny3>nz3であり、
前記第2位相差板と前記第4位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz2,nz4、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx2,nx4、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny2,ny4、Z軸方向の厚みをd2,d4としたとき、nx2>ny2≒nz2,nx4>ny4≒nz4であり、
前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1、前記第3位相差板の位相差値(nx3−nz3)×d3、前記第2位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2および前記第4位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx4+ny4)/2−nz4)×d4の和W1は、前記透過領域における液晶層の位相差値をRtとすると、0.5×Rt≦W1≦0.75×Rtであることを特徴とする請求項1または4記載の液晶表示装置。 - 前記第1位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz1、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx1、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny1、Z軸方向の厚みをd1としたとき、nx1≒ny1>nz1であり、前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1は、前記透過領域における液晶層の位相差値をRtとすると、0.5×Rt≦(nx1−nz1)×d1≦0.75×Rtであることを特徴とする請求項2または4記載の液晶表示装置。
- 前記第1位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz1、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx1、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny1、Z軸方向の厚みをd1としたとき、nx1≒ny1>nz1であり、
前記第2位相差板と前記第4位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz2,nz4、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx2,nx4、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny2,ny4、Z軸方向の厚みをd2,d4としたとき、nx2>ny2≒nz2,nx4>ny4≒nz4であり、
前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1、前記第2位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2および前記第4位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx4+ny4)/2−nz4)×d4の和W2は、前記透過領域における液晶層の位相差値をRtとすると、0.5×Rt≦W2≦0.75×Rtであることを特徴とする請求項2または4記載の液晶表示装置。 - 前記第3位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz3、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx3、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny3、Z軸方向の厚みをd3としたとき、nx3≒ny3>nz3であり、前記第3位相差板の位相差値(nx3−nz3)×d3は、前記透過領域における液晶層の位相差値をRtとすると、0.5×Rt≦(nx3−nz3)×d3≦0.75×Rtであることを特徴とする請求項3または4記載の液晶表示装置。
- 前記第3位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz3、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx3、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny3、Z軸方向の厚みをd3としたとき、nx3≒ny3>nz3であり、
前記第2位相差板と前記第4位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz2,nz4、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx2,nx4、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny2,ny4、Z軸方向の厚みをd2,d4としたとき、nx2>ny2≒nz2,nx4>ny4≒nz4であり、
前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1、前記第3位相差板の位相差値(nx3−nz3)×d3、前記第2位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2および前記第4位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx4+ny4)/2−nz4)×d4の和W3は、前記透過領域における液晶層の位相差値をRtとすると、0.5×Rt≦W3≦0.75×Rtであることを特徴とする請求項3または4記載の液晶表示装置。 - 前記第2位相差板と前記第4位相差板は厚さ方向(Z軸)に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx2,nx4、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny2,ny4(nx2>ny2,nx4>ny4)、Z軸方向の厚みをd2,d4としたとき、前記第2位相差板のX軸と前記第4位相差板のX軸は直交関係にあり、かつ(nx2−ny2)×d2=(nx4−ny4)×d4であることを特徴とする請求項1から10のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第2位相差板と前記第4位相差板は100nm≦(nx2−ny2)×d2=(nx4−ny4)×d4≦160nmであることを特徴とする請求項11記載の液晶表示装置。
- 前記第2位相差板は前記偏光板1から入射する直線偏光を広帯域で円偏光に変換する2枚以上の延伸フィルムからなり、前記第4位相差板は前記偏光板2から入射する直線偏光を広帯域で円偏光に変換する2枚以上の延伸フィルムからなることを特徴とする請求項1から12のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第2位相差板は前記偏光板1から入射する直線偏光を広帯域で円偏光に変換する2枚以上の延伸フィルムからなることを特徴とする請求項1から12のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第4位相差板は前記偏光板2から入射する直線偏光を広帯域で円偏光に変換する2枚以上の延伸フィルムからなることを特徴とする請求項1から12のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第2位相差板と前記第4位相差板は450nmにおける面内位相差値R(450)と590nmにおける面内位相差値R(590)の比R(450)/R(590)が1より小さいことを特徴とする請求項1から12のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第1偏光板の透過軸と前記第2偏光板の透過軸は直交関係にあることを特徴とする請求項1から16のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1と前記第3位相差板の位相差値(nx3−nz3)×d3は概ね等しいことを特徴とする請求項1、4、5、6、11から17のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第1位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz1、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx1、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny1、Z軸方向の厚みをd1としたとき、nx1≒ny1>nz1であり、前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1は、前記反射領域における液晶層の位相差値をRrとすると、0.5×Rr≦(nx1−nz1)×d1≦0.75×Rrであることを特徴とする請求項1、2、4から8、11から18のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第1位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz1、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx1、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny1、Z軸方向の厚みをd1としたとき、nx1≒ny1>nz1であり、
前記第2位相差板は、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz2、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx2、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をny2、Z軸方向の厚みをd2としたとき、nx2>ny2≒nz2であり、
前記第1位相差板の位相差値(nx1−nz1)×d1と前記第2位相差板のXY面内とZ軸方向の位相差値((nx2+ny2)/2−nz2)×d2との和W4は、前記反射領域における液晶層の位相差値をRrとすると、0.5×Rr≦W4≦0.75×Rrであることを特徴とする請求項1、2、4から8、11から18のいずれか記載の液晶表示装置。 - 前記反射表示領域には、入射した光を反射することが可能な反射層が形成されていることを特徴とする請求項1から20のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記反射層は、入射した光を散乱反射することが可能な凹凸形状を有していることを特徴とする請求項1から21のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第2位相差板と前記第4位相差板のX軸方向は互いに直交関係にあり、かつ前記第2位相差板と前記第4位相差板のX軸方向は第1偏光板の透過軸及び第2偏光板の透過軸と概ね45°の角度をなすことを特徴とする請求項1から12、16から22のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第1基板、前記第2基板の少なくとも一方の液晶層側の内面に開口部を有する液晶駆動用の電極が形成されていることを特徴とする請求項1から23のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記第1基板、前記第2基板の少なくとも一方の液晶層側の内面に形成された電極上に突起が形成されていることを特徴とする請求項1から24のいずれか記載の液晶表示装置。
- 前記電極によって液晶を駆動するとき、液晶のダイレクタは1ドット内で少なくとも2つ以上あることを特徴とする請求項1から25のいずれか記載の液晶表示装置。
- 請求項1から26のいずれか記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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