【０００１】
【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基板の外側には第１位相差板、第１偏光板が順次配置され、前記第２基板の外側には第２位相差板、第２偏光板、照明手段が順次配置され、前記第１位相差板と前記第２位相差板の少なくとも一方が光学的に二軸性を有することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、第１偏光板、第１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、第１位相差板、垂直に配向した液晶層、第２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、第１位相差板と第２位相差板の少なくとも一方が光学的に二軸性を有しているので、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二軸性を有する第１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二軸性を有する第２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、第１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、第１位相差板、垂直に配向した液晶層、第２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、第１位相差板と第２位相差板が光学的に二軸性を有しているので、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と透過型表示を同時に実現できる。
【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二軸性を有する第１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。
また、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二軸性を有する第１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構成としてもよい。
【００１５】
上記構成によれば、第１偏光板、第１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、第１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、第１位相差板は光学的に二軸性を有しているので、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。また、二軸性の第１位相差板に加え、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。なお、光学的に負の一軸性を有する第３位相差板の機能を、光学的に二軸性を有する第１位相差板に付加することも可能である。
【００１６】
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５位相差板、光学的に正の一軸性を有する第６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二軸性を有する第２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。
また、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６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二軸性を有する第２位相差板、第２偏光板、照明手段が順次配置されている構成としてもよい。
【００１７】
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６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６位相差板、垂直に配向した液晶層、光学的に二軸性を有する第２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６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５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。また、光学的に負の一軸性を有する第５位相差板に加え、光学的に二軸性を有する第２位相差板を液晶層と第２偏光板の間に配置することで、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
本発明の液晶表示装置は、前記第１位相差板と前記第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ｎｚ１，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ｎｘ１，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ｎｙ１，ｎｙ２、Ｚ軸方向の厚みをｄ１，ｄ２としたとき、ｎｘ１＞ｎｙ１＞ｎｚ１，ｎｘ２＞ｎｙ２＞ｎｚ２であり、前記第１位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１）×ｄ１と前記第２位相差板の位相差値（（ｎｘ２＋ｎｙ２）／２−ｎｚ２）×ｄ２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。
【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ＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１）×ｄ１と第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。第１位相差板及び第２位相差板は複数枚の光学フィルムを用いて構成されていても構わない。この場合、複数枚のフィルムの合算値が本発明の範囲を満たせばよい。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。
【００２２】
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ＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１）×ｄ１と前記第３位相差板の位相差値（（ｎｘ３＋ｎｙ３）／２−ｎｚ３）×ｄ３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。
また本発明の液晶表示装置は、前記第１位相差板、前記第３位相差板および前記第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ｎｚ１，ｎｚ３，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ｎｘ１，ｎｘ３，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ｎｙ１，ｎｙ３，ｎｙ４、Ｚ軸方向の厚みをｄ１，ｄ３，ｄ４としたとき、ｎｘ１＞ｎｙ１＞ｎｚ１，ｎｘ３≒ｎｙ３＞ｎｚ３，ｎｘ４＞ｎｙ４≒ｎｚ４であり、前記第１位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１）×ｄ１と、前記第３位相差板の位相差値（（ｎｘ３＋ｎｙ３）／２−ｎｚ３）×ｄ３と、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との和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。
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ｎｚ１，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ｎｘ１，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ｎｙ１，ｎｙ４、Ｚ軸方向の厚みをｄ１，ｄ４としたとき、ｎｘ１＞ｎｙ１＞ｎｚ１，ｎｘ４＞ｎｙ４≒ｎｚ４であり、前記第１位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１）×ｄ１と前記第４位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ４＋ｎｙ４）／２−ｎｚ４）×ｄ４との和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。
【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１位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１）×ｄ１と第３位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ３＋ｎｙ３）／２−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。なお、第１位相差板の位相差値と第４位相差板の位相差値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も可能である。第１位相差板は複数枚の光学フィルムを用いて構成されていても構わない。第３位相差板は複数枚の光学フィルムを用いて構成されていても構わない。これらの場合、複数枚のフィルムの合算値が本発明の範囲を満たせばよい。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。
【００２４】
本発明の液晶表示装置は、前記第２位相差板と前記第５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，ｎｚ５、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，ｎｘ５、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，ｎｙ５、Ｚ軸方向の厚みをｄ２，ｄ５としたとき、ｎｘ２＞ｎｙ２＞ｎｚ２，ｎｘ５≒ｎｙ５＞ｎｚ５であり、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と前記第５位相差板の位相差値（（ｎｘ５＋ｎｙ５）／２−ｎｚ５）×ｄ５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。
また本発明の液晶表示装置は、前記第２位相差板、前記第５位相差板および前記第６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，ｎｚ５，ｎｚ６、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，ｎｘ５，ｎｘ６、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，ｎｙ５，ｎｙ６、Ｚ軸方向の厚みをｄ２，ｄ５，ｄ６としたとき、ｎｘ２＞ｎｙ２＞ｎｚ２，ｎｘ５≒ｎｙ５＞ｎｚ５，ｎｘ６＞ｎｙ６≒ｎｚ６であり、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、前記第５位相差板の位相差値（（ｎｘ５＋ｎｙ５）／２−ｎｚ５）×ｄ５と、前記第６位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ６＋ｎｙ６）／２−ｎｚ６）×ｄ６との和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。
また本発明の液晶表示装置は、前記第２位相差板と前記第６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，ｎｚ６、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，ｎｘ６、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，ｎｙ６、Ｚ軸方向の厚みをｄ２，ｄ６としたとき、ｎｘ２＞ｎｙ２＞ｎｚ２，ｎｘ６＞ｎｙ６≒ｎｚ６であり、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と前記第６位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ６＋ｎｙ６）／２−ｎｚ６）×ｄ６との和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。
【００２５】
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と第５位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ５＋ｎｙ５）／２−ｎｚ５）×ｄ５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。さらに第６位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ６＋ｎｙ６）／２−ｎｚ６）×ｄ６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。なお、第２位相差板の位相差値と第６位相差板の位相差値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も可能である。第２位相差板は複数枚の光学フィルムを用いて構成されていても構わない。第５位相差板は複数枚の光学フィルムを用いて構成されていても構わない。この場合、複数枚のフィルムの合算値が本発明の範囲を満たせばよい。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。
【００２６】
本発明の液晶表示装置は、前記第１位相差板と前記第２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ｎｘ１，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ｎｙ１，ｎｙ２（ｎｘ１＞ｎｙ１，ｎｘ２＞ｎｙ２）、Ｚ軸方向の厚みをｄ１，ｄ２としたとき、前記第１位相差板のＸ軸と前記第２位相差板のＸ軸は直交関係にあり、かつ（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１＝（ｎｘ２−ｎｙ２）×ｄ２であることを特徴とする。
【００２７】
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１位相差板と第２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。
【００２８】
本発明の液晶表示装置は、前記第１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ｎｘ１，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ｎｙ１，ｎｙ４（ｎｘ１＞ｎｙ１，ｎｘ４＞ｎｙ４）、Ｚ軸方向の厚みをｄ１，ｄ４としたとき、前記第１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（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１＝（ｎｘ４−ｎｙ４）×ｄ４であることを特徴とする。
【００２９】
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１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。
【００３０】
本発明の液晶表示装置は、前記第２位相差板と前記第６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，ｎｘ６、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，ｎｙ６（ｎｘ２＞ｎｙ２，ｎｘ６＞ｎｙ６）、Ｚ軸方向の厚みをｄ２，ｄ６としたとき、前記第２位相差板のＸ軸と前記第６位相差板のＸ軸は直交関係にあり、かつ（ｎｘ２−ｎｙ２）×ｄ２＝（ｎｘ６−ｎｙ６）×ｄ６であることを特徴とする。
【００３１】
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６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。
【００３２】
本発明の液晶表示装置は、前記第１位相差板と前記第２位相差板は１００ｎｍ≦（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１＝（ｎｘ２−ｎｙ２）×ｄ２≦１６０ｎｍであることを特徴とする。
【００３３】
上記構成によれば、第１偏光板と第１位相差板で円または楕円偏光をつくることができ、第２偏光板と第２位相差板で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。
【００３４】
本発明の液晶表示装置は、前記第１位相差板と前記第４位相差板は１００ｎｍ≦（ｎｘ１−ｎｙ１）×ｄ１＝（ｎｘ４−ｎｙ４）×ｄ４≦１６０ｎｍであることを特徴とする。
【００３５】
上記構成によれば、第１偏光板と第１位相差板で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。
【００３６】
本発明の液晶表示装置は、前記第２位相差板と前記第６位相差板は１００ｎｍ≦（ｎｘ２−ｎｙ２）×ｄ２＝（ｎｘ６−ｎｙ６）×ｄ６≦１６０ｎｍで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６位相差板で円または楕円偏光をつくることができ、第２偏光板と第２位相差板で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。
【００３８】
本発明の液晶表示装置は、前記第１位相差板、前記第２位相差板、前記第４位相差板、前記第６位相差板のうち、少なくとも１つは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。
【００３９】
上記構成によれば、前記位相差板を第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、波長分散の小さい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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
本発明の液晶表示装置は、前記第１位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１）×ｄ１と前記第２位相差板の位相差値（（ｎｘ２＋ｎｙ２）／２−ｎｚ２）×ｄ２は概ね等しいことを特徴とする。
【００４３】
上記構成によれば、光学的に二軸性を示す第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、光学的に二軸性を示す第１位相差板と第２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２位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値を概ね等しくしておくことが必要となる。
【００４４】
本発明の液晶表示装置は、前記第１位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１）×ｄ１と前記第３位相差板の位相差値（（ｎｘ３＋ｎｙ３）／２−ｎｚ３）×ｄ３は概ね等しいことを特徴とする。
【００４５】
上記構成によれば、光学的に二軸性を示す第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、光学的に二軸性を示す第１位相差板と光学的に負の一軸性を示す第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ＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値と第３位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値を概ね等しくしておくことが必要となる。
【００４６】
本発明の液晶表示装置は、前記第５位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ５＋ｎｙ５）／２−ｎｚ５）×ｄ５と前記第２位相差板の位相差値（（ｎｘ２＋ｎｙ２）／２−ｎｚ２）×ｄ２は概ね等しいことを特徴とする。
【００４７】
上記構成によれば、光学的に負の一軸性を示す第５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５位相差板と光学的に二軸性を示す第２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５位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値と第２位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値を概ね等しくしておくことが必要となる。
【００４８】
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ＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−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＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１）×ｄ１≦０．７５×Ｒｒであることを特徴とする。
【００４９】
上記構成によれば、光学的に二軸性を示す第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。
【００５０】
本発明の液晶表示装置は、前記第５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ｎｚ５、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ｎｘ５、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ｎｙ５、Ｚ軸方向の厚みをｄ５としたとき、ｎｘ５≒ｎｙ５＞ｎｚ５であり、前記第５位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ５＋ｎｙ５）／２−ｎｚ５）×ｄ５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≦（ｎｘ５＋ｎｙ５）／２−ｎｚ５）×ｄ５≦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５位相差板と前記第６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ｎｚ５，ｎｚ６、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ｎｘ５，ｎｘ６、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ｎｙ５，ｎｙ６、Ｚ軸方向の厚みをｄ５，ｄ６としたとき、ｎｘ５≒ｎｙ５＞ｎｚ５，ｎｘ６＞ｎｙ６≒ｎｚ６であり、前記第５位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ５＋ｎｙ５）／２−ｎｚ５）×ｄ５と、前記第６位相差板のＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ６＋ｎｙ６）／２−ｎｚ６）×ｄ６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。
【００５１】
上記構成によれば、光学的に負の一軸性を示す第５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６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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
本発明の液晶表示装置は、前記第１位相差板と前記第２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１位相差板と前記第２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。
【００５７】
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１位相差板と第２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１位相差板、第２偏光板と第２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。
【００５８】
本発明の液晶表示装置は、第１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１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。
【００５９】
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１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１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。
【００６０】
本発明の液晶表示装置は、前記第２位相差板と前記第６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６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。
【００６１】
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６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６位相差板、第２偏光板と第２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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
【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。
【００７１】
［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。
【００７２】
上側の基板１０５の上面側（観測者側）には位相差板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１０３，１１４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１０３，１１４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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、上基板１０５、電極１０６を介して液晶層１１０側に導かれる。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
位相差板１０３は二軸性（ｎｘ１＞ｎｙ１＞ｎｚ１）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１１４は二軸性（ｎｘ２＞ｎｙ２＞ｎｚ２）を示し、ＸＹ面内の位相差値は約１４０ｎｍであり、位相差板１１４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１１４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１１４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。
【００８２】
位相差板１０３は二軸性（ｎｘ１＞ｎｙ１＞ｎｚ１）を示し、ＸＹ面内とＺ軸方向に約１２０ｎｍの平均位相差を有している。また、位相差板１１４は二軸性（ｎｘ２＞ｎｙ２＞ｎｚ２）を示し、ＸＹ面内とＺ軸方向に約１２０ｎｍの平均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１０３，１１４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。
【００８３】
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２位相差板１１４、液晶層１１０および第１位相差板１０３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１０３および第２位相差板１１４のＸＹ面内における位相差の和は、上述したようにほぼ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１０３，１１４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。
【００８４】
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軸方向の位相差の和Ｗ１は、第１位相差板１０３におけるＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１）×ｄ１と、第２位相差板１１４におけるＸＹ面内と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、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。
【００８５】
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。
【００８６】
図１０（ａ）に、Ｗ４／Ｒｒ値と反射表示視角範囲との関係を示す。図１０（ａ）は、反射領域の位相差値Ｒｒが１８０ｎｍの場合である。Ｚ軸方向の位相差値の和Ｗ４は、第１位相差板１０３におけるＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１）×ｄ１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（ａ）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。
【００８７】
位相差板１０３，１１４は複数枚の光学フィルムを積層したものでも構わない。また、位相差板１０３，１１４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。
【００８８】
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。また第１位相差板および第２位相差板として、光学的に二軸性を有する位相差板を採用したので、光学的に正の一軸性を有する位相差板および負の一軸性を有する位相差板を合わせ用いた場合と比べて、液晶表示装置を低コスト化および薄型化することができる。
【００８９】
［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。
【００９０】
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。
【００９１】
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２０２，２０１、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。
【００９２】
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。
【００９３】
位相差板１０３は二軸性（ｎｘ１＞ｎｙ１＞ｎｚ１）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２０２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２０２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２０２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２０２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。
【００９４】
位相差板１０３は二軸性（ｎｘ１＞ｎｙ１＞ｎｚ１）を示し、ＸＹ面内とＺ軸方向の間で約１１０ｎｍの平均位相差を有している。位相差板２０１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である。位相差板１０３を配置することで、反射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。位相差板１０３，２０１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。
【００９５】
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１０３におけるＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ１＋ｎｙ１）／２−ｎｚ１）×ｄ１と、第３位相差板２０１におけるＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（ｎｘ３−ｎｚ３）×ｄ３と、第４位相差板２０２におけるＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ４＋ｎｙ４）／２−ｎｚ４）×ｄ４と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。
【００９６】
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。
【００９７】
［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。
【００９８】
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３０１，３０２、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３０２，３０１、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。
【００９９】
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３０２，３０１、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。
【０１００】
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。
【０１０１】
位相差板３０１は正の一軸性（ｎｘ６＞ｎｙ６≒ｎｚ６）を示し、ＸＹ面内の位相差値は約１４０ｎｍであり、位相差板３０１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１１４は二軸性（ｎｘ２＞ｎｙ２＞ｎｚ２）を示し、ＸＹ面内の位相差値は約１４０ｎｍであり、位相差板１１４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３０１のＸ軸と位相差板１１４のＸ軸も同様に直交関係にある。さらに、位相差板３０１の位相差値と位相差板１１４のＸＹ面内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。
【０１０２】
位相差板３０２は負の一軸性（ｎｘ５≒ｎｙ５＞ｎｚ５）を示し、ＸＹ面内とＺ軸方向の平均位相差値は約１００ｎｍである。位相差板１１４は二軸性（ｎｘ２＞ｎｙ２＞ｎｚ２）を示し、ＸＹ面内とＺ軸方向の平均位相差値は約２４０ｎｍである。ここで、液晶層１１０における反射領域の位相差値は２００ｎｍ、透過領域の位相差値は３８０ｎｍである。位相差板３０２を配置することで、反射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。位相差板３０２，１１４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。
【０１０３】
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２位相差板１１４におけるＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ２＋ｎｙ２）／２−ｎｚ２）×ｄ２と、第５位相差板３０２におけるＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（ｎｘ５−ｎｚ５）×ｄ５と、第６位相差板３０１におけるＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ６＋ｎｙ６）／２−ｎｚ６）×ｄ６と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。
【０１０４】
図１０（ｂ）に、Ｗ４／Ｒｒ値と反射表示視角範囲との関係を示す。図１０（ｂ）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５位相差板３０２におけるＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（ｎｘ５−ｎｚ５）×ｄ５と、第６位相差板３０１におけるＸＹ面内とＺ軸方向の位相差値（（ｎｘ６＋ｎｙ６）／２−ｎｚ６）×ｄ６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（ｂ）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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
［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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
【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、１１４ 二軸性位相差板
２０１、３０２ 負の一軸性位相差板
２０２、３０１ 正の一軸性位相差板
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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and an electronic apparatus, and particularly to a transflective liquid crystal display device having both a reflective type and a transmissive type structure to obtain a reflective display and a transmissive display with a wide viewing angle and high contrast. Related technology.
[0002]
[Prior art]
A transflective liquid crystal display device having both a reflective and a transmissive display mode switches the display mode between a reflective mode and a transmissive mode in accordance with the brightness of the surroundings, thereby reducing power consumption and reducing surroundings. Can be displayed clearly even when the image is dark.
[0003]
Such a transflective liquid crystal display device has a configuration in which a liquid crystal layer is sandwiched between a translucent upper substrate and a lower substrate, and has a light transmission opening in a metal film such as aluminum. A liquid crystal display device has been proposed in which the formed reflective film is provided on the inner surface of a lower substrate and the reflective film functions as a transflective film. In this case, in the reflection mode, external light incident from the upper substrate side is reflected by the reflective film disposed on the inner surface of the lower substrate after passing through the liquid crystal layer, passes through the liquid crystal layer again, and is provided for display from the upper substrate side. Is done. On the other hand, in the transmission mode, light from the backlight incident from the lower substrate side can be displayed outside from the upper substrate side after passing through the liquid crystal layer from the opening formed in the reflection film. Therefore, a region where the opening of the reflective film is formed is a transmissive display region, and a region where the opening of the reflective film is not formed is a reflective display region (for example, see Patent Document 1).
[0004]
As another conventional technique, a vertical alignment type liquid crystal display device having improved viewing angle characteristics of liquid crystal has been proposed (for example, see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-242226 (page 61, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-5-113561 (page 5, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional transflective liquid crystal display device having both the reflective and transmissive display methods has a narrow viewing angle for both the reflective display and the transmissive display. This means that at the time of reflective display, the polarizer and retarder on the observer side (the upper side of the transflective liquid crystal display device) and the liquid crystal layer of the reflective display area through which incident light passes twice must be designed. At the time of transmissive display, a polarizing plate and a retardation plate on the observer side (upper side of the transflective liquid crystal display device), a polarizing plate and a retardation plate on the illumination means side (lower side of the transflective liquid crystal display device), and illumination means Therefore, it is necessary to design a liquid crystal layer in a transmission display area through which incident light passes once. Therefore, it is very difficult to design a wide viewing angle and a high contrast for both the reflective display and the transmissive display.
[0007]
In addition, electronic devices equipped with a conventional transflective liquid crystal display device have a problem that the viewing angle is narrow and the range in which display can be viewed is limited.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a transflective display having a wide viewing angle and high contrast in a transflective liquid crystal display device having both a reflective type and a transmissive type structure.
[0009]
Another object of the present invention is to provide an electronic device equipped with a display device with high visibility.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device having a liquid crystal layer sandwiched between a first substrate and a second substrate, and is used for reflection display within one dot. The liquid crystal layer includes a reflective display region and a transmissive display region used for transmissive display, wherein the liquid crystal layer is made of a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy oriented substantially perpendicular to the substrate, and A first retardation plate and a first polarizing plate are sequentially disposed outside the second retardation plate, and a second retardation plate, a second polarizing plate and illumination means are sequentially disposed outside the second substrate, and the first retardation plate is disposed. And at least one of the second retardation plate has an optically biaxial property.
[0011]
According to the above configuration, a high-contrast reflective display can be realized by the first polarizing plate, the first retardation plate, and the vertically oriented liquid crystal layer, and the first polarizing plate, the first retardation plate, and the vertically oriented liquid crystal layer can be realized. High-contrast transmissive display can be realized by the liquid crystal layer, the second retardation plate, and the second polarizing plate. Furthermore, since at least one of the first retardation plate and the second retardation plate is optically biaxial, it is possible to compensate for the viewing angle characteristics of the vertically aligned liquid crystal layer when observed from an oblique direction. It is possible to realize a transmissive display with a wide viewing angle.
[0012]
The liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a first substrate and a second substrate. Wherein the liquid crystal layer comprises a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy oriented substantially perpendicular to the substrate, and is optically biaxially disposed outside the first substrate. A first retardation plate and a first polarizing plate having a property are sequentially arranged, and a second retardation plate, a second polarizing plate and an illuminating means having an optically biaxial property are sequentially arranged outside the second substrate. It is characterized by having been done.
[0013]
According to the above configuration, a high-contrast reflective display can be realized by the first polarizing plate, the first retardation plate, and the vertically oriented liquid crystal layer, and the first polarizing plate, the first retardation plate, and the vertically oriented liquid crystal layer can be realized. High-contrast transmissive display can be realized by the liquid crystal layer, the second retardation plate, and the second polarizing plate. Furthermore, since the first retardation plate and the second retardation plate are optically biaxial, it is possible to compensate for the viewing angle characteristics of the vertically aligned liquid crystal layer when viewed from an oblique direction, A reflective display and a transmissive display with a wide viewing angle can be simultaneously realized.
[0014]
The liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a first substrate and a second substrate. Wherein the liquid crystal layer comprises a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy oriented substantially perpendicular to the substrate, and is optically biaxially disposed outside the first substrate. A first retardation plate having a property and a first polarizing plate are sequentially arranged, and a third retardation plate having an optically negative uniaxial property and an optically positive uniaxial property are provided outside the second substrate. A fourth retardation plate, a second polarizing plate, and an illuminating unit are sequentially arranged.
A liquid crystal display device having a liquid crystal layer sandwiched between a first substrate and a second substrate, wherein a reflective display area used for reflective display and a transmissive display area used for transmissive display within one dot Wherein the liquid crystal layer is composed of a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy oriented substantially perpendicular to the substrate, and a first optically biaxial liquid crystal is provided outside the first substrate. A phase difference plate and a first polarizing plate are sequentially arranged, and a fourth phase difference plate having optically positive uniaxiality, a second polarizing plate, and illumination means are sequentially arranged outside the second substrate. Is also good.
[0015]
According to the above configuration, a high-contrast reflective display can be realized by the first polarizing plate, the first retardation plate, and the vertically oriented liquid crystal layer, and the first polarizing plate, the first retardation plate, and the vertically oriented liquid crystal layer can be realized. A high-contrast transmissive display can be realized by the liquid crystal layer, the fourth retardation plate having optically positive uniaxiality, and the second polarizing plate. Furthermore, since the first retardation plate has optical biaxiality, it is possible to compensate for the viewing angle characteristics of the vertically aligned liquid crystal layer when viewed from an oblique direction, and to provide a wide viewing angle reflective type. Display can be realized. Further, in addition to the biaxial first retardation plate, an optically negative uniaxial third retardation plate is arranged between the optically positive uniaxial fourth retardation plate and the liquid crystal layer. By doing so, it is possible to compensate for the viewing angle characteristics of the vertically aligned liquid crystal layer when observed from an oblique direction, and it is possible to realize a transmissive display with a wide viewing angle. In addition, the function of the third retardation plate having optically negative uniaxiality can be added to the first retardation plate having optically biaxiality.
[0016]
The liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a first substrate and a second substrate. Wherein the liquid crystal layer comprises a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy oriented substantially perpendicular to the substrate, and an optically negative liquid crystal layer outside the first substrate. A fifth retardation plate having uniaxiality, a sixth retardation plate having optically positive uniaxiality, and a first polarizing plate are sequentially arranged, and optically biaxial outside the second substrate. A second retardation plate, a second polarizing plate, and an illuminating unit are sequentially arranged.
A liquid crystal display device having a liquid crystal layer sandwiched between a first substrate and a second substrate, wherein a reflective display area used for reflective display and a transmissive display area used for transmissive display within one dot Wherein the liquid crystal layer is composed of a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy oriented substantially perpendicular to the substrate, and a sixth layer having an optically positive uniaxial property outside the first substrate. A structure in which a phase difference plate and a first polarizing plate are sequentially arranged, and a second phase difference plate, a second polarizing plate and an illuminating means having optical biaxiality are sequentially arranged outside the second substrate. Is also good.
[0017]
According to the above configuration, a high-contrast reflective display can be realized by the first polarizing plate, the sixth retardation plate having optically positive uniaxiality, and the vertically aligned liquid crystal layer. A high-contrast transmissive display can be realized by a sixth retardation plate having a positive uniaxial characteristic, a vertically aligned liquid crystal layer, a second retardation plate having an optically biaxial characteristic, and a second polarizing plate. . Further, by disposing a fifth optical retardation plate having an optically negative uniaxial property between the sixth optical retardation film having an optically positive uniaxial property and the liquid crystal layer, the vertical phase when observed from an oblique direction is obtained. The viewing angle characteristics of the aligned liquid crystal layer can be compensated, and a wide viewing angle reflective display can be realized. Further, in addition to the optically negative uniaxial fifth retardation plate, an optically biaxial second retardation plate is disposed between the liquid crystal layer and the second polarizer, so that observation can be performed from an oblique direction. This makes it possible to compensate for the viewing angle characteristics of the vertically aligned liquid crystal layer, thereby realizing a transmissive display with a wide viewing angle.
[0018]
The liquid crystal display of the present invention is characterized in that the liquid crystal layer thickness in the reflective display area is smaller than the liquid crystal layer thickness in the transmissive area.
[0019]
According to the above configuration, it is possible to realize a bright and high-contrast display for both the reflective display and the transmissive display. In a transflective liquid crystal display device, for example, if the thickness of the liquid crystal layer is d, the anisotropy of the refractive index of the liquid crystal is △ n, and the retardation (phase difference) of the liquid crystal expressed as an integrated value of these is △ nd, The retardation △ nd of the liquid crystal in the portion where the display is performed is indicated by 2 × △ nd because the incident light reaches the observer after passing through the liquid crystal layer twice, but the retardation 液晶 nd of the liquid crystal in the portion where the transmission display is performed △ nd Is 1 × △ nd because the light from the illumination means (backlight) passes through the liquid crystal layer only once. Since the thickness of the liquid crystal layer in the reflective display area is smaller than the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive area, Δnd can be optimized in both the reflective area and the transmissive area. can do.
[0020]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the first retardation plate and the second retardation plate each have a refractive index in the thickness direction as a Z-axis and nz1, nz2 in a plane perpendicular to the Z-axis. When the direction is the X axis, the refractive index in the axial direction is nx1, nx2, the direction perpendicular to the Z axis and the X axis is the Y axis, the refractive index in the axial direction is ny1, ny2, and the thickness in the Z axis direction is d1, d2. Then, nx1>ny1> nz1, nx2>ny2> nz2, and the phase difference value ((nx1 + ny1) / 2-nz1) × d1 in the XY plane of the first retardation plate and in the Z-axis direction, and the second The sum W1 of the retardation value ((nx2 + ny2) / 2-nz2) × d2 of the retardation plate is 0.5 × Rt ≦ W1 ≦ 0.75 ×, where Rt is the retardation value of the liquid crystal layer in the transmission region. Rt.
[0021]
According to the above configuration, it is possible to compensate for the viewing angle characteristics of the vertically aligned liquid crystal layer when observed from an oblique direction, and it is possible to realize a transmissive display with a wide viewing angle. The phase difference value ((nx1 + ny1) / 2-nz1) × d1 in the XY plane of the first retardation plate and in the Z-axis direction and the phase difference value ((nx2 + ny2) in the XY plane of the second retardation plate in the Z-axis direction) By setting the ratio of (−2−nz2) × d2 within the range of the present invention, the viewing angle characteristics of the liquid crystal layer in which the transmission region is vertically aligned can be optically compensated. The first retardation plate and the second retardation plate may be configured using a plurality of optical films. In this case, the sum of a plurality of films may satisfy the range of the present invention. Here, the retardation value Rt of the liquid crystal layer is represented by an integrated value Δn × d of these, where d is the thickness of the liquid crystal layer and Δn is the refractive index anisotropy of the liquid crystal.
[0022]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the first retardation plate and the third retardation plate each have a refractive index in the axial direction of nz1, nz3, and a thickness in a plane perpendicular to the Z axis. When the direction is the X axis, the refractive index in the axial direction is nx1, nx3, the direction perpendicular to the Z axis and the X axis is the Y axis, the refractive index in the axial direction is ny1, ny3, and the thickness in the Z axis direction is d1, d3. Then, nx1>ny1> nz1, nx3 ≒ ny3> nz3, and the phase difference value ((nx1 + ny1) / 2−nz1) × d1 in the XY plane of the first retardation plate and in the Z-axis direction, and the third The sum W2 of the retardation value of the retardation plate ((nx3 + ny3) / 2-nz3) × d3 is 0.5 × Rt ≦ W2 ≦ 0.75 ×, where Rt is the retardation value of the liquid crystal layer in the transmission region. Rt.
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, the first retardation plate, the third retardation plate, and the fourth retardation plate each have a refractive index in the thickness direction thereof as nz1, nz3, nz4 in the axial direction with the Z axis. The refractive index in the axial direction is nx1, nx3, nx4 in one direction in a plane perpendicular to the Z axis, and the refractive index in the axial direction is ny1, in the direction perpendicular to the Z axis and the X axis as the Y axis. ny3, ny4, when the thickness in the Z-axis direction is d1, d3, d4, nx1>ny1> nz1, nx3 ≒ ny3> nz3, nx4> ny4 ≒ nz4, and the XY plane of the first phase difference plate The phase difference value ((nx1 + ny1) / 2-nz1) × d1 in the Z-axis direction, the phase difference value ((nx3 + ny3) / 2-nz3) × d3 of the third phase difference plate, and the phase difference value of the fourth phase difference plate The phase difference value between the XY plane and the Z-axis direction ((nx4 + The sum W2 of (ny4) / 2-nz4) × d4 is 0.5 × Rt ≦ W2 ≦ 0.75 × Rt, where Rt is the phase difference value of the liquid crystal layer in the transmission region. .
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, the first retardation plate and the fourth retardation plate each have a refractive index in the thickness direction thereof as a Z-axis and a refractive index in the axial direction of nz1, nz4, in a plane perpendicular to the Z-axis. With one direction as the X axis, the refractive index in the axial direction is nx1, nx4, the direction perpendicular to the Z axis and the X axis is the Y axis, the refractive index in the axial direction is ny1, ny4, and the thickness in the Z axis direction is d1, d4. Where nx1>ny1> nz1, nx4> ny4 ≒ nz4, and the phase difference value ((nx1 + ny1) / 2-nz1) × d1 in the XY plane of the first retardation plate and in the Z-axis direction. The sum W2 of the phase difference value ((nx4 + ny4) / 2-nz4) × d4 in the XY plane of the 4 phase difference plate and the Z axis direction is 0.Rt when the phase difference value of the liquid crystal layer in the transmission region is Rt. 5 × Rt ≦ W2 ≦ 0.75 × Rt .
[0023]
According to the above configuration, it is possible to compensate for the viewing angle characteristics of the vertically aligned liquid crystal layer when observed from an oblique direction, and it is possible to realize a transmissive display with a wide viewing angle. The phase difference value ((nx1 + ny1) / 2-nz1) × d1 in the XY plane of the first retardation plate and in the Z-axis direction and the phase difference value ((nx3 + ny3) in the XY plane of the third retardation plate in the Z-axis direction) By setting the ratio of (−2−nz3) × d3 within the range of the present invention, the viewing angle characteristics of the liquid crystal layer in which the transmission region is vertically aligned can be optically compensated. Furthermore, the viewing angle characteristic of the liquid crystal layer in which the transmission region is vertically aligned by adding the phase difference value ((nx4 + ny4) / 2-nz4) × d4 in the XY plane and the Z-axis direction of the fourth retardation plate to the range of the present invention. Can be optically compensated. By setting the retardation value of the first retardation plate and the retardation value of the fourth retardation plate within the range of the present invention, it is also possible to optically compensate the viewing angle characteristics of the liquid crystal layer vertically aligned in the transmission region. is there. The first retardation plate may be configured using a plurality of optical films. The third retardation plate may be configured using a plurality of optical films. In these cases, the sum of a plurality of films may satisfy the range of the present invention. Here, the retardation value Rt of the liquid crystal layer is represented by an integrated value Δn × d of these, where d is the thickness of the liquid crystal layer and Δn is the refractive index anisotropy of the liquid crystal.
[0024]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the second retardation plate and the fifth retardation plate each have a refractive index in the thickness direction thereof as a Z-axis and a refractive index in the axial direction of nz2, nz5, and an in-plane perpendicular to the Z-axis. When the direction is the X axis, the refractive index in the axial direction is nx2, nx5, the direction perpendicular to the Z axis and the X axis is the Y axis, the refractive index in the axial direction is ny2, ny5, and the thickness in the Z axis direction is d2, d5. Then, nx2>ny2> nz2, nx5 ≒ ny5> nz5, and the phase difference value ((nx2 + ny2) / 2-nz2) × d2 in the XY plane of the second phase difference plate and in the Z-axis direction is obtained. The sum W3 of the retardation value of the retardation plate ((nx5 + ny5) / 2-nz5) × d5 is 0.5 × Rt ≦ W3 ≦ 0.75 ×, where Rt is the retardation value of the liquid crystal layer in the transmission region. Rt.
Further, in the liquid crystal display device according to the present invention, the second retardation plate, the fifth retardation plate, and the sixth retardation plate each have a refractive index in the thickness direction of nz2, nz5, nz6 in the thickness direction as the Z axis. The refractive index in the axial direction is nx2, nx5, nx6 in one direction in a plane perpendicular to the Z axis, and the refractive index in the axial direction is ny2 in the direction perpendicular to the Z axis and the X axis as the Y axis. ny5, ny6, when the thickness in the Z-axis direction is d2, d5, d6, nx2>ny2> nz2, nx5 ≒ ny5> nz5, nx6> ny6 ≒ nz6, and the XY plane of the second retardation plate The phase difference value ((nx2 + ny2) / 2-nz2) × d2 in the Z-axis direction, the phase difference value ((nx5 + ny5) / 2-nz5) × d5 of the fifth phase difference plate, and the phase difference value of the sixth phase difference plate The phase difference value between the XY plane and the Z-axis direction ((nx6 + The sum W3 of (ny6) / 2-nz6) × d6 is 0.5 × Rt ≦ W3 ≦ 0.75 × Rt, where Rt is the phase difference value of the liquid crystal layer in the transmission region. .
Further, in the liquid crystal display device according to the present invention, the second retardation plate and the sixth retardation plate may have a refractive index in the thickness direction thereof as a Z-axis and nz2, nz6 in a plane perpendicular to the Z-axis. With one direction being the X axis, the refractive index in the axial direction is nx2, nx6, the direction perpendicular to the Z axis and the X axis is the Y axis, the refractive index in the axial direction is ny2, ny6, and the thickness in the Z axis direction is d2, d6. Nx2>ny2> nz2, nx6> ny6 ≒ nz6, and the phase difference value ((nx2 + ny2) / 2−nz2) × d2 in the XY plane of the second retardation plate and in the Z-axis direction. The sum W3 of the retardation value ((nx6 + ny6) / 2-nz6) × d6 in the XY plane of the 6-phase retarder and in the Z-axis direction is 0.Rt when the retardation value of the liquid crystal layer in the transmission region is Rt. 5 × Rt ≦ W3 ≦ 0.75 × Rt .
[0025]
According to the above configuration, it is possible to compensate for the viewing angle characteristics of the vertically aligned liquid crystal layer when observed from an oblique direction, and it is possible to realize a transmissive display with a wide viewing angle. The phase difference value ((nx2 + ny2) / 2-nz2) × d2 in the XY plane of the second retardation plate and in the Z-axis direction and the phase difference value ((nx5 + ny5) in the XY plane of the fifth retardation plate in the Z-axis direction) By setting the value of (−2 / nz5) × d5 within the range of the present invention, the viewing angle characteristics of the liquid crystal layer in which the transmission region is vertically aligned can be optically compensated. Furthermore, the viewing angle characteristic of the liquid crystal layer in which the transmission region is vertically aligned is obtained by adding the retardation value ((nx6 + ny6) / 2-nz6) × d6 in the XY plane and the Z-axis direction of the sixth retardation plate to the range of the present invention. Can be optically compensated. By setting the retardation value of the second retardation plate and the retardation value of the sixth retardation plate within the range of the present invention, it is also possible to optically compensate the viewing angle characteristics of the liquid crystal layer vertically aligned in the transmission region. is there. The second retardation plate may be configured using a plurality of optical films. The fifth retardation plate may be configured using a plurality of optical films. In this case, the sum of a plurality of films may satisfy the range of the present invention. Here, the retardation value Rt of the liquid crystal layer is represented by an integrated value Δn × d of these, where d is the thickness of the liquid crystal layer and Δn is the refractive index anisotropy of the liquid crystal.
[0026]
In the liquid crystal display device of the present invention, the first retardation plate and the second retardation plate each have a refractive index in the axial direction of nx1, with one direction in a plane perpendicular to the thickness direction (Z axis) as the X axis. nx2, the direction perpendicular to the Z axis and the X axis is the Y axis, the refractive index in the axial direction is ny1, ny2 (nx1> ny1, nx2> ny2), and the thickness in the Z axis direction is d1, d2. The X-axis of one retardation plate and the X-axis of the second retardation plate are orthogonal to each other, and (nx1-ny1) × d1 = (nx2-ny2) × d2.
[0027]
According to the above configuration, the retardation values of the first retardation plate and the second retardation plate in the panel plane (XY plane) of the liquid crystal display device can be canceled each other, and the first polarizing plate and the second polarizing plate can be canceled. And black display (when the transmission axis of the first polarizing plate is orthogonal to the transmission axis of the second polarizing plate) and white display (where the transmission axis of the first polarizing plate and the transmission axis of the second polarizing plate are parallel to each other). Time) can be realized.
[0028]
In the liquid crystal display device of the present invention, the first retardation plate and the fourth retardation plate each have a refractive index in the axial direction of nx1, with one direction in a plane perpendicular to the thickness direction (Z axis) as the X axis. nx4, the direction perpendicular to the Z axis and the X axis is the Y axis, the refractive index in the axial direction is ny1, ny4 (nx1> ny1, nx4> ny4), and the thickness in the Z axis direction is d1, d4. The X axis of one phase difference plate and the X axis of the fourth phase difference plate are orthogonal to each other, and (nx1-ny1) × d1 = (nx4-ny4) × d4.
[0029]
According to the above configuration, the phase difference values of the first and fourth retardation plates in the panel plane (XY plane) of the liquid crystal display device can be canceled each other, and the first and second polarizing plates can be canceled. And black display (when the transmission axis of the first polarizing plate is orthogonal to the transmission axis of the second polarizing plate) and white display (where the transmission axis of the first polarizing plate and the transmission axis of the second polarizing plate are parallel to each other). Time) can be realized.
[0030]
In the liquid crystal display device of the present invention, the second retardation plate and the sixth retardation plate have a refractive index in the axial direction of nx2 in one direction in a plane perpendicular to a thickness direction (Z axis) as an X axis. nx6, the direction perpendicular to the Z axis and the X axis is the Y axis, the refractive index in the axial direction is ny2, ny6 (nx2> ny2, nx6> ny6), and the thickness in the Z axis direction is d2, d6. The X axis of the two phase difference plates and the X axis of the sixth phase difference plate are orthogonal to each other, and (nx2-ny2) * d2 = (nx6-ny6) * d6.
[0031]
According to the above configuration, the retardation values of the second retardation plate and the sixth retardation plate in the panel plane (XY plane) of the liquid crystal display device can be canceled each other, and the first polarizing plate and the second polarizing plate can be canceled out. And black display (when the transmission axis of the first polarizing plate is orthogonal to the transmission axis of the second polarizing plate) and white display (where the transmission axis of the first polarizing plate and the transmission axis of the second polarizing plate are parallel to each other). Time) can be realized.
[0032]
The liquid crystal display device according to the present invention is characterized in that the first retardation plate and the second retardation plate satisfy 100 nm ≦ (nx1-ny1) × d1 = (nx2-ny2) × d2 ≦ 160 nm.
[0033]
According to the above configuration, circular or elliptically polarized light can be created by the first polarizing plate and the first phase difference plate, and circular or elliptically polarized light can be created by the second polarizing plate and the second phase difference plate. Thus, switching of the liquid crystal display device can be performed using circularly or elliptically polarized light, and high-contrast reflective display and transmissive display can be realized.
[0034]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the first retardation plate and the fourth retardation plate satisfy 100 nm ≦ (nx1-ny1) × d1 = (nx4-ny4) × d4 ≦ 160 nm.
[0035]
According to the above configuration, circular or elliptically polarized light can be created by the first polarizing plate and the first phase difference plate, and circular or elliptically polarized light can be created by the second polarizing plate and the fourth phase difference plate. Thus, switching of the liquid crystal display device can be performed using circularly or elliptically polarized light, and high-contrast reflective display and transmissive display can be realized.
[0036]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the second retardation plate and the sixth retardation plate satisfy 100 nm ≦ (nx2-ny2) × d2 = (nx6-ny6) × d6 ≦ 160 nm.
[0037]
According to the above configuration, circular or elliptically polarized light can be produced by the first polarizing plate and the sixth retardation plate, and circular or elliptically polarized light can be produced by the second polarizing plate and the second retardation plate. Thus, switching of the liquid crystal display device can be performed using circularly or elliptically polarized light, and high-contrast reflective display and transmissive display can be realized.
[0038]
In the liquid crystal display device of the present invention, at least one of the first retardation plate, the second retardation plate, the fourth retardation plate, and the sixth retardation plate has an in-plane retardation value R at 450 nm. The ratio R (450) / R (590) of (450) and the in-plane retardation value R (590) at 590 nm is smaller than 1.
[0039]
According to the above configuration, by combining the retardation plate with the first polarizing plate or the second polarizing plate, it is possible to realize broadband circularly polarized light with small chromatic dispersion, so that high contrast and unnecessary coloring are exhibited. Reflection display and transmission display can be realized.
[0040]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the transmission axis of the first polarizing plate and the transmission axis of the second polarizing plate are in an orthogonal relationship.
[0041]
According to the above configuration, the most excellent black display which can be realized by the first polarizing plate and the second polarizing plate can be realized. Thereby, high-contrast transmissive display can be realized.
[0042]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the phase difference value of the first phase difference plate in the XY plane and the Z-axis direction ((nx1 + ny1) / 2-nz1) × d1 and the phase difference value of the second phase difference plate (( nx2 + ny2) / 2-nz2) × d2 are substantially equal.
[0043]
According to the above configuration, the viewing angle is compensated when the liquid crystal layer in the reflection region is observed from an oblique direction by the first retardation plate having optical biaxiality, and the first retardation having optical biaxiality is provided. The viewing angle can be compensated when the liquid crystal layer in the transmission region is observed from an oblique direction by the plate and the second retardation plate. Since light passes through the liquid crystal layer twice in the reflective region and passes through the liquid crystal layer only once in the transmissive region, the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive region is approximately twice the thickness of the reflective region. For this reason, it is necessary to make the phase difference value of the first phase difference plate and the phase difference value of the second phase difference plate in the XY plane and the Z-axis direction substantially equal.
[0044]
In the liquid crystal display device of the present invention, the phase difference value of the first phase difference plate in the XY plane and the Z-axis direction ((nx1 + ny1) / 2-nz1) × d1 and the phase difference value of the third phase difference plate (( nx3 + ny3) / 2-nz3) × d3 are substantially equal.
[0045]
According to the above configuration, the viewing angle is compensated when the liquid crystal layer in the reflection region is observed from an oblique direction by the first retardation plate having optical biaxiality, and the first retardation having optical biaxiality is provided. The viewing angle can be compensated when the liquid crystal layer in the transmission region is observed from an oblique direction by the third retardation plate having optically negative uniaxiality with the plate. Since light passes through the liquid crystal layer twice in the reflective region and passes through the liquid crystal layer only once in the transmissive region, the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive region is approximately twice the thickness of the reflective region. For this reason, it is necessary to make the phase difference values in the XY plane and the Z-axis direction of the first retardation plate and the phase difference values in the XY plane and the Z-axis direction of the third retardation plate approximately equal.
[0046]
In the liquid crystal display device of the present invention, the phase difference value ((nx5 + ny5) / 2-nz5) × d5 in the XY plane and the Z-axis direction of the fifth phase difference plate and the phase difference value of the second phase difference plate (( nx2 + ny2) / 2-nz2) × d2 are substantially equal.
[0047]
According to the above configuration, the viewing angle compensation when observing the liquid crystal layer in the reflection region from an oblique direction is performed by the fifth retardation plate having an optically negative uniaxial property, and the fifth retardation plate having an optically negative uniaxial property is obtained. The viewing angle compensation when observing the liquid crystal layer in the transmission region from an oblique direction can be performed by the second retardation plate having optical biaxiality with the retardation plate. Since light passes through the liquid crystal layer twice in the reflective region and passes through the liquid crystal layer only once in the transmissive region, the thickness of the liquid crystal layer in the transmissive region is approximately twice the thickness of the reflective region. For this reason, it is necessary to make the phase difference values in the XY plane and the Z-axis direction of the fifth retardation plate and the phase difference values in the XY plane and the Z-axis direction of the second retardation plate approximately equal.
[0048]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the first retardation plate may have a thickness direction as a Z axis, a refractive index in the axial direction of the first retardation plate as nz1, and one direction in a plane perpendicular to the Z axis as an X axis. When the refractive index is nx1, the direction perpendicular to the Z axis and the X axis is the Y axis, the refractive index in the axial direction is ny1, and the thickness in the Z axis direction is d1, nx1>ny1> nz1. The phase difference value ((nx1 + ny1) / 2-nz1) × d1 in the XY plane of the phase difference plate and in the Z-axis direction is 0.5 × Rr ≦ (nx1 + ny1) where Rr is the phase difference value of the liquid crystal layer in the reflection region. ) / 2−nz1) × d1 ≦ 0.75 × Rr.
[0049]
According to the above configuration, it is possible to perform viewing angle compensation when the liquid crystal layer in the reflection region is observed from an oblique direction by the first retardation plate having optical biaxiality.
[0050]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the fifth retardation plate may have a refractive index in the thickness direction as the Z axis, a refractive index in the axial direction of nz5, and a direction in a plane perpendicular to the Z axis as the X axis. Assuming that the refractive index is nx5, the direction perpendicular to the Z axis and the X axis is the Y axis, the refractive index in the axial direction is ny5, and the thickness in the Z axis direction is d5, nx5 ≒ ny5> nz5. The phase difference value ((nx5 + ny5) / 2-nz5) × d5 in the XY plane of the phase difference plate and in the Z-axis direction is 0.5 × Rr ≦ (nx5 + ny5), where Rr is the phase difference value of the liquid crystal layer in the reflection region. ) / 2-nz5) × d5 ≦ 0.75 × Rr.
Further, in the liquid crystal display device according to the present invention, the fifth retardation plate and the sixth retardation plate have a refractive index in the thickness direction thereof as a Z-axis and nz5, nz6, in a plane perpendicular to the Z-axis. With one direction as the X axis, the refractive index in the axial direction is nx5, nx6, the direction perpendicular to the Z axis and the X axis is the Y axis, the refractive index in the axial direction is ny5, ny6, and the thickness in the Z axis direction is d5, d6. When nx5 ≒ ny5> nz5, nx6> ny6 ≒ nz6, the phase difference value in the XY plane of the fifth retardation plate and the Z-axis direction ((nx5 + ny5) / 2−nz5) × d5, The sum W4 of the retardation value ((nx6 + ny6) / 2-nz6) × d6 in the XY plane of the sixth retardation plate and in the Z-axis direction is 0 when the retardation value of the liquid crystal layer in the reflection region is Rr. 0.5 × Rr ≦ W4 ≦ 0.75 × Rr That.
[0051]
According to the above configuration, it is possible to perform viewing angle compensation when the liquid crystal layer in the reflection region is observed from an oblique direction by the fifth retardation plate having optically negative uniaxiality. Further, by adding a sixth retardation plate having optically positive uniaxiality, it is possible to perform viewing angle compensation when the liquid crystal layer in the reflection region is observed from an oblique direction.
[0052]
The liquid crystal display device according to the present invention is characterized in that a reflective layer capable of reflecting incident light is formed in the reflective display area.
[0053]
According to the above configuration, since external light can be reflected by the reflective layer, a reflective display can be realized.
[0054]
The liquid crystal display device according to the present invention is characterized in that the reflection layer has an uneven shape capable of scattering and reflecting incident light.
[0055]
According to the above configuration, the incident light is scattered and reflected by the reflection layer having the uneven shape, so that the reflective display can be observed at a wide viewing angle.
[0056]
In the liquid crystal display device of the present invention, the X-axis directions of the first retardation plate and the second retardation plate are orthogonal to each other, and the X-axis direction of the first retardation plate and the second retardation plate are mutually orthogonal. Is characterized by making an angle of about 45 ° with the transmission axis of the first polarizing plate and the transmission axis of the second polarizing plate.
[0057]
According to the above configuration, the retardation values of the first retardation plate and the second retardation plate in the panel plane (XY plane) of the liquid crystal display device can be canceled each other, and the first polarizing plate and the second polarizing plate can be canceled. , It is possible to realize the limit black display that can be realized. Further, circularly polarized light can be produced by the first polarizing plate and the first retardation plate, and the second polarizing plate and the second retardation plate. As a result, switching of the liquid crystal display device using circularly polarized light becomes possible, and bright and high-contrast reflective display and transmissive display can be realized.
[0058]
In the liquid crystal display device of the present invention, the X-axis directions of the first and fourth phase difference plates are orthogonal to each other, and the X-axis direction of the first and fourth phase difference plates is The transmission axis of the first polarizing plate and the transmission axis of the second polarizing plate are at an angle of about 45 °.
[0059]
According to the above configuration, the phase difference values of the first and fourth retardation plates in the panel plane (XY plane) of the liquid crystal display device can be canceled each other, and the first and second polarizing plates can be canceled. , It is possible to realize the limit black display that can be realized. In addition, circularly polarized light can be produced by the first polarizing plate and the first retardation plate, and the second polarizing plate and the fourth retardation plate. As a result, switching of the liquid crystal display device using circularly polarized light becomes possible, and bright and high-contrast reflective display and transmissive display can be realized.
[0060]
In the liquid crystal display device of the present invention, the X-axis directions of the second retardation plate and the sixth retardation plate are orthogonal to each other, and the X-axis direction of the second retardation plate and the sixth retardation plate are mutually orthogonal. Is characterized by making an angle of about 45 ° with the transmission axis of the first polarizing plate and the transmission axis of the second polarizing plate.
[0061]
According to the above configuration, the retardation values of the second retardation plate and the sixth retardation plate in the panel plane (XY plane) of the liquid crystal display device can be canceled each other, and the first polarizing plate and the second polarizing plate can be canceled out. , It is possible to realize the limit black display that can be realized. Further, circularly polarized light can be produced by the first and sixth retardation plates and the second and second retardation plates. As a result, switching of the liquid crystal display device using circularly polarized light becomes possible, and bright and high-contrast reflective display and transmissive display can be realized.
[0062]
The liquid crystal display device of the present invention is characterized in that a liquid crystal driving electrode having an opening is formed on an inner surface of at least one of the first substrate and the second substrate on a liquid crystal layer side.
[0063]
According to the above configuration, since an oblique electric field is generated in the liquid crystal layer by the opening of the electrode for driving the liquid crystal, a plurality of director directions of the liquid crystal molecules can be created within one dot when a voltage is applied. Thereby, a transflective liquid crystal display device having a wide viewing angle can be realized.
[0064]
The liquid crystal display device according to the present invention is characterized in that a projection is formed on an electrode formed on an inner surface of at least one of the first substrate and the second substrate on a liquid crystal layer side.
[0065]
According to the above configuration, the direction in which the liquid crystal molecules fall can be controlled by the protrusions formed on the electrodes, so that a plurality of director directions of the liquid crystal molecules when a voltage is applied can be created within one dot. Thereby, a transflective liquid crystal display device having a wide viewing angle can be realized.
[0066]
The liquid crystal display device according to the present invention is characterized in that when driving the liquid crystal by the electrode, there are at least two or more liquid crystal directors in one dot.
[0067]
According to the above configuration, a transflective liquid crystal display device having a wide viewing angle can be realized.
[0068]
According to another aspect of the invention, an electronic apparatus includes the above-described transflective liquid crystal display device.
[0069]
According to the above configuration, it is possible to realize an electronic device equipped with a display device with high visibility.
[0070]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0071]
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a first embodiment in which the structure of the present invention is applied to an active matrix type liquid crystal display device. The liquid crystal display device of the first embodiment is opposed to the liquid crystal display device of the first embodiment in the vertical direction as shown in the sectional structure of FIG. It has a basic structure in which a liquid crystal layer 110 is sandwiched between substrates 105 and 113 made of transparent glass or the like. Although not shown in the drawings, a sealing material is actually interposed between the substrates 105 and 113, and the liquid crystal layer 110 is surrounded by the substrates 105 and 113 and the sealing material. It is sandwiched between the substrates 105 and 113 in a sealed state. Further, a backlight provided with a light source, a light guide plate, and the like is provided further below the lower substrate 113, but is omitted in FIG.
[0072]
A retardation plate 103 and a polarizing plate 102 are arranged on the upper surface side (observer side) of the upper substrate 105, and a retardation plate 114 and a polarizing plate 116 are also arranged on the lower surface side of the lower substrate 113. Have been. The polarizing plates 102 and 116 allow only one-way linearly polarized light to pass through the external light incident from the upper surface side and the backlight light incident from the lower surface side. Is converted into circularly polarized light (including elliptically polarized light). Therefore, the polarizing plates 102 and 116 and the phase difference plates 103 and 114 function as circularly polarized light incidence means. In the present embodiment, the side including the backlight is defined as the lower side, and the side on which one of the external light is incident is defined as the upper side, and the substrate 105 may be referred to as an upper substrate and the substrate 113 may be referred to as a lower substrate.
[0073]
On the other hand, on the liquid crystal layer 110 side of the upper substrate 105, a transparent electrode 106 made of ITO (Indium-Tin-Oxide) or the like is formed, and on the liquid crystal layer 110 side of the transparent electrode 106, the transparent electrode 106 is covered. A vertical alignment film (omitted in the figure) is formed. On the liquid crystal layer 110 side of the lower substrate 113, a reflective electrode 108 also serving as a reflective layer and a transparent electrode 112 are formed, and the reflective electrode section 108 functions as a reflective display area, and the transparent electrode section 112 functions as a transmissive display area. . The reflective electrode 108 is formed of a metal material having high light reflectivity, such as Al or Ag, having a high reflectivity, in a rectangular frame shape in plan view, and has a vertical alignment film (not shown in the drawing) on its liquid crystal 110 side. ) Is formed.
[0074]
Further, the resin 109 such as acrylic makes the unevenness of the reflective electrode 108 and the liquid crystal thickness of the reflective display area smaller than the liquid crystal thickness of the transmissive display area. Such a structure can be formed by performing a photolithography process. In the present embodiment, the reflective layer in the reflective display area also serves as the liquid crystal drive electrode, but may be provided separately. After applying a resist on a glass substrate serving as the lower substrate 113, an etching process using hydrofluoric acid is performed, and after the etching process, a photolithography process of removing the resist is performed to form fine unevenness, and a reflective layer is formed thereon. Can be formed to form an uneven reflection layer.
[0075]
A dielectric protrusion 107 made of acrylic resin is formed on the transparent electrode 106 formed on the inner surface of the upper substrate 105, and is not orthogonal to the surfaces of the substrates 105 and 113 together with the opening 111 of the transparent electrode 112 formed on the inner surface of the lower substrate 113. An oblique electric field is applied to the liquid crystal layer 110. By forming the dielectric protrusion 107 and the opening 111 of the transparent electrode 112, when a voltage is applied to the electrodes 106, 108, and 112, a plurality of directors of the liquid crystal layer 110 can be created within one dot, and there is no viewing angle dependency. A liquid crystal display device can be realized.
[0076]
Although omitted in FIG. 1, a thin film transistor as a switching element for driving the electrodes 108 and 112 is formed in a corner portion around each dot, and a gate line and a source line for supplying power to the thin film transistor are further formed. Are wired. Note that a two-terminal linear element or a switching element having another structure can be used as a switching element in addition to the thin film transistor.
[0077]
Next, the operation and effect of the transflective liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 1 will be described. When performing reflective display, light incident from the outside of the device is used, and the incident light is guided to the liquid crystal layer 110 side via the polarizing plate 102, the phase difference plate 103, the upper substrate 105, and the electrode 106.
[0078]
Here, in the reflective display area, the incident light is reflected by the reflective electrode 108 after passing through the liquid crystal layer 110. Then, the reflected light passes through the liquid crystal layer 110 again, and then returns to the outside of the device via the electrode 106, the upper substrate 105, the retardation plate 103, and the polarizing plate 102, and reaches the observer to be reflected. The display is to be performed. In such a reflective display, by controlling the alignment of the liquid crystal of the liquid crystal layer 110 by the electrodes 106 and 108, the polarization state of light passing through the liquid crystal layer 110 is changed to perform bright and dark display.
[0079]
In the case of performing transmissive display, light emitted from a backlight (illuminating means) enters through a polarizing plate 116, a phase difference plate 114, and a substrate 113. In this case, in the transmissive display area, light incident from the substrate 113 is transmitted through the electrode 112, the liquid crystal layer 110, the electrode 106, the substrate 105, the retardation plate 103, and the polarizing plate 102 in this order to perform transmissive display. ing. Also in such a transmissive display, by controlling the alignment of the liquid crystal of the liquid crystal layer 110 by the electrodes 106 and 112, it is possible to change the polarization state of light passing through the liquid crystal layer 110 to perform bright and dark display.
[0080]
In these display modes, in a reflective display mode, incident light passes through the liquid crystal layer 110 twice, but with respect to transmitted light, light emitted from a backlight (illuminating means) passes through the liquid crystal layer 110 only once. do not do. Here, considering the retardation (phase difference value) of the liquid crystal layer 110, when the same voltage is applied from an electrode to control the alignment in the reflective display mode and the transmissive display mode, the difference in the retardation of the liquid crystal due to the difference in the retardation of the liquid crystal. A difference occurs in the state of transmittance. However, in the structure of the present embodiment, since the liquid crystal layer thickness control layer 109 made of acrylic resin is provided in a region for performing reflective display, that is, a reflective display region provided with the reflective electrode 108 shown in FIG. The thickness of the liquid crystal layer 110 in the transmissive display area for performing transmissive display is larger than the thickness of the liquid crystal layer 110 in the display area, and the state relating to the transmissive display and the reflective display of the liquid crystal layer 110 in the reflective display area and the transmissive display area. That is, it is possible to optimize the distance that light passes through the liquid crystal layer 110 in each region. Therefore, by forming the liquid crystal layer thickness control layer 109 made of an acrylic resin, it is possible to optimize the retardation in the reflective display region and the transmissive display region, and to obtain a bright and high-contrast display in both the reflective display and the transmissive display. Become like
[0081]
The phase difference plate 103 exhibits biaxiality (nx1>ny1> nz1), the phase difference value in the XY plane is about 140 nm, and the X axis of the phase difference plate 103 is about 45 ° with the transmission axis 101 of the polarizing plate 102. At an angle. Further, the phase difference plate 114 shows biaxiality (nx2>ny2> nz2), the phase difference value in the XY plane is about 140 nm, and the X axis of the phase difference plate 114 is approximately equal to the transmission axis 117 of the polarizing plate 116. At an angle of 45 °. The transmission axis 101 of the polarizing plate 102 and the transmission axis 117 of the polarizing plate 116 have an orthogonal relationship, and the X axis of the phase difference plate 103 and the X axis of the phase difference plate 114 also have an orthogonal relationship. Furthermore, if the phase difference value of the phase difference plate 103 and the phase difference value of the phase difference plate 114 are made equal, the phase difference value between the polarizing plates 102 and 116 can be set to 0 during non-driving. Black display can be realized.
[0082]
The retardation plate 103 exhibits biaxiality (nx1>ny1> nz1), and has an average phase difference of about 120 nm in the XY plane and the Z-axis direction. Further, the retardation plate 114 exhibits biaxiality (nx2>ny2> nz2), and has an average phase difference of about 120 nm in the XY plane and the Z-axis direction. Here, the phase difference value in the transmission region of the liquid crystal layer 110 is 380 nm, and the phase difference value in the reflection region is 200 nm. By arranging the phase difference plates 103 and 114, it is possible to compensate for the phase difference of the liquid crystal layer 110 that occurs when observing from an oblique direction.
[0083]
FIG. 12 is an explanatory diagram of the compensating action of the viewing angle characteristic. The light 10 emitted from the backlight (not shown) in an oblique direction reaches the observer (not shown) through the second retardation plate 114, the liquid crystal layer 110, and the first retardation plate 103. Since the liquid crystal molecules 110 a are vertically aligned in the liquid crystal layer 110, the phase difference of the liquid crystal layer 110 in the XY plane is almost zero. The sum of the phase differences of the first and second retardation plates 103 and 114 in the XY plane is substantially zero as described above. Therefore, the light 10 does not cause a phase difference in the vertical direction. However, when light enters from an oblique direction, a phase difference occurs in the Z-axis direction. Therefore, by arranging the phase difference plates 103 and 114, it is possible to compensate for the phase difference of the liquid crystal layer 110 generated when observing from an oblique direction.
[0084]
FIG. 7 shows the relationship between the W1 / Rt value and the transmission display viewing angle range. 7A shows a case where the phase difference value Rt of the transmission region is 300 nm, and FIG. 7B shows a case where the phase difference value Rt of the transmission region is 500 nm. The sum W1 of the phase difference in the Z-axis direction is the phase difference value ((nx1 + ny1) / 2-nz1) × d1 in the XY plane of the first phase difference plate 103 and in the Z-axis direction, and XY in the second phase difference plate 114. The sum of the in-plane phase difference value in the Z-axis direction and ((nx2 + ny2) / 2-nz2) × d2. The transmission display viewing angle range indicates a viewing angle range in which a high contrast of 30 or more can be obtained. As shown in FIG. 7, the transmission display viewing angle range has a maximum value near W1 / Rt = 0.58.
[0085]
FIG. 11 is a graph showing the relationship between backlight luminance and polar angle in a general liquid crystal display device such as a mobile phone. When the polar angle is 0 °, that is, when the display surface of the liquid crystal display device is viewed from the vertical direction, the brightness of the backlight becomes maximum. In addition, the high brightness of the backlight (about 1000 cd / m 2 The above is obtained when the polar angle is in the range of ± 35 °. On the other hand, in FIG. 7, the range of the transmissive display viewing angle range of 35 ° or more is the range of 0.5 ≦ W1 / Rt ≦ 0.75. Therefore, by setting each retardation plate such that 0.5 ≦ W1 / Rt ≦ 0.75, it is possible to secure high contrast in the transmissive region over the high luminance range of the backlight.
[0086]
FIG. 10A shows the relationship between the W4 / Rr value and the reflective display viewing angle range. FIG. 10A shows a case where the phase difference value Rr of the reflection region is 180 nm. The sum W4 of the phase difference values in the Z-axis direction is the phase difference value ((nx1 + ny1) / 2-nz1) × d1 in the XY plane of the first phase difference plate 103 and in the Z-axis direction. The transmission display viewing angle range indicates a viewing angle range in which a high contrast of 10 or more can be obtained. Incidentally, the viewing angle range of the conventional STN mode liquid crystal display device is about 30 °. On the other hand, in FIG. 10A, the range of the transmissive display viewing angle is 30 ° or more is the range of 0.5 ≦ W4 / Rr ≦ 0.75. Therefore, by setting each retardation plate such that 0.5 ≦ W4 / Rr ≦ 0.75, it is possible to ensure high contrast in the reflection region over the viewing angle range of the conventional STN mode liquid crystal display device. Become.
[0087]
The retardation plates 103 and 114 may be a laminate of a plurality of optical films. Also, the retardation plates 103 and 114 should have a ratio R (450) / R (590) of the XY plane retardation value R (450) at 450 nm and the XY plane retardation value R (590) at 590 nm smaller than 1. preferable. By doing so, it becomes possible to create substantially circularly polarized light in the visible light range.
[0088]
As described above, the liquid crystal display device of the first embodiment can realize display with high contrast and a wide viewing angle. Further, since the optically biaxial retardation plate is employed as the first and second retardation plates, the optically positive uniaxial retardation plate and the negative uniaxial retardation plate are employed. The liquid crystal display device can be reduced in cost and thickness as compared with the case where the retardation plates are used together.
[0089]
[Second embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment shown in FIG. 1 have the same configuration unless otherwise specified, and description thereof will be omitted.
[0090]
When performing reflective display, light incident from the outside of the device is used, and the incident light is guided to the liquid crystal layer 110 side via the polarizing plate 102, the phase difference plate 103, the upper substrate 105, and the electrode 106. In the reflective display area, the incident light is reflected by the reflective electrode 108 after passing through the liquid crystal layer 110. Then, the reflected light passes through the liquid crystal layer 110 again, and then returns to the outside of the device via the electrode 106, the upper substrate 105, the retardation plate 103, and the polarizing plate 102, and reaches the observer to be reflected. The display is to be performed. In such a reflective display, by controlling the alignment of the liquid crystal of the liquid crystal layer 110 by the electrodes 106 and 108, the polarization state of light passing through the liquid crystal layer 110 is changed to perform bright and dark display.
[0091]
In the case of performing transmissive display, light emitted from a backlight (illuminating means) enters through a polarizing plate 116, retardation plates 202 and 201, and a substrate 113. In this case, in the transmissive display area, light incident from the substrate 113 is transmitted through the electrode 112, the liquid crystal layer 110, the electrode 106, the substrate 105, the retardation plate 103, and the polarizing plate 102 in this order to perform transmissive display. ing. Also in such a transmissive display, by controlling the alignment of the liquid crystal of the liquid crystal layer 110 by the electrodes 106 and 112, it is possible to change the polarization state of light passing through the liquid crystal layer 110 to perform bright and dark display.
[0092]
In these display modes, in a reflective display mode, incident light passes through the liquid crystal layer 110 twice, but with respect to transmitted light, light emitted from a backlight (illuminating means) passes through the liquid crystal layer 110 only once. do not do. Here, considering the retardation (phase difference value) of the liquid crystal layer 110, when the same voltage is applied from an electrode to control the alignment in the reflective display mode and the transmissive display mode, the difference in the retardation of the liquid crystal due to the difference in the retardation of the liquid crystal. A difference occurs in the state of transmittance. However, in the structure of the present embodiment, since the liquid crystal layer thickness control layer 109 made of acrylic resin is provided in a region where the reflective display is performed, that is, the reflective display region provided with the reflective electrode 108 shown in FIG. The thickness of the liquid crystal layer 110 in the transmissive display area for performing transmissive display is larger than the thickness of the liquid crystal layer 110 in the display area, and the state relating to the transmissive display and the reflective display of the liquid crystal layer 110 in the reflective display area and the transmissive display area. That is, it is possible to optimize the distance that light passes through the liquid crystal layer 110 in each region. Therefore, by forming the liquid crystal layer thickness control layer 109 made of an acrylic resin, it is possible to optimize the retardation in the reflective display region and the transmissive display region, and to obtain a bright and high-contrast display in both the reflective display and the transmissive display. Become like
[0093]
The phase difference plate 103 exhibits biaxiality (nx1>ny1> nz1), the phase difference value in the XY plane is about 140 nm, and the X axis of the phase difference plate 103 is about 45 ° with the transmission axis 101 of the polarizing plate 102. At an angle. Further, the phase difference plate 202 shows positive uniaxiality (nx4> ny4 ≒ nz4), the phase difference value in the XY plane is about 140 nm, and the X axis of the phase difference plate 202 is the same as the transmission axis 117 of the polarizing plate 116. The angle is about 45 °. The transmission axis 101 of the polarizing plate 102 and the transmission axis 117 of the polarizing plate 116 have an orthogonal relationship, and the X axis of the phase difference plate 103 and the X axis of the phase difference plate 202 also have an orthogonal relationship. Furthermore, if the phase difference value of the phase difference plate 103 and the phase difference value of the phase difference plate 202 are made equal, the phase difference value between the polarizing plates 102 and 116 can be set to 0 during non-driving. Black display can be realized.
[0094]
The phase difference plate 103 exhibits biaxiality (nx1>ny1> nz1), and has an average phase difference of about 110 nm between the XY plane and the Z-axis direction. The retardation plate 201 exhibits negative uniaxiality (nx3 ≒ ny3> nz3), the retardation value in the XY plane is approximately 0, and has a retardation of about 120 nm in the Z-axis direction. Here, the phase difference value of the transmission region in the liquid crystal layer 110 is 380 nm. By disposing the retardation plate 103, it is possible to compensate for the phase difference of the liquid crystal layer 110 that occurs when the reflective display is observed from an oblique direction. By arranging the phase difference plates 103 and 201, it is possible to compensate for a phase difference of the liquid crystal layer 110 generated when observing transmissive display from an oblique direction.
[0095]
FIG. 8 shows the relationship between the W2 / Rt value and the transmission display viewing angle range. FIG. 8 shows a case where the phase difference value Rt of the transmission region is 400 nm. The sum W2 of the phase difference in the Z-axis direction is the phase difference value ((nx1 + ny1) / 2-nz1) × d1 in the XY plane of the first phase difference plate 103 and in the Z-axis direction, and XY in the third phase difference plate 201. The phase difference value (nx3-nz3) × d3 in the plane and the Z-axis direction, and the phase difference value ((nx4 + ny4) / 2-nz4) × d4 in the XY plane and the Z-axis direction of the fourth retardation plate 202. It is a sum. The transmission display viewing angle range indicates a viewing angle range in which a high contrast of 30 or more can be obtained. By the way, as shown in FIG. 11, the high luminance of the backlight (about 1000 cd / m 2 The above is obtained when the polar angle is in the range of ± 35 °. On the other hand, in FIG. 8, the range of the transmissive display viewing angle range of 35 ° or more is the range of 0.5 ≦ W2 / Rt ≦ 0.75. Therefore, by setting each retardation plate so that 0.5 ≦ W2 / Rt ≦ 0.75, it is possible to secure high contrast in the transmissive region over the high luminance range of the backlight.
[0096]
As described above, the liquid crystal display device of the second embodiment can realize display with high contrast and a wide viewing angle.
[0097]
[Third embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment shown in FIG. 1 have the same configuration unless otherwise specified, and description thereof will be omitted.
[0098]
When performing reflective display, light incident from the outside of the device is used, and this incident light is guided to the liquid crystal layer 110 side via the polarizing plate 102, the phase difference plates 301 and 302, the upper substrate 105, and the electrode 106. I will In the reflective display area, the incident light is reflected by the reflective electrode 108 after passing through the liquid crystal layer 110. Then, the reflected light passes through the liquid crystal layer 110 again, and then returns to the outside of the device via the electrode 106, the upper substrate 105, the retardation plates 302 and 301, and the polarizing plate 102, and reaches the observer and is reflected. It is assumed that the type is displayed. In such a reflective display, by controlling the alignment of the liquid crystal of the liquid crystal layer 110 by the electrodes 106 and 108, the polarization state of light passing through the liquid crystal layer 110 is changed to perform bright and dark display.
[0099]
In the case of performing transmissive display, light emitted from a backlight (illuminating means) enters through a polarizing plate 116, a phase difference plate 114, and a substrate 113. In this case, in the transmissive display area, light incident from the substrate 113 is transmitted through the electrode 112, the liquid crystal layer 110, the electrode 106, the substrate 105, the retardation plates 302 and 301, and the polarizing plate 102 in this order to perform transmissive display. It has been. Also in such a transmissive display, by controlling the alignment of the liquid crystal of the liquid crystal layer 110 by the electrodes 106 and 112, it is possible to change the polarization state of light passing through the liquid crystal layer 110 to perform bright and dark display.
[0100]
In these display modes, in a reflective display mode, incident light passes through the liquid crystal layer 110 twice, but with respect to transmitted light, light emitted from a backlight (illuminating means) passes through the liquid crystal layer 110 only once. do not do. Here, considering the retardation (phase difference value) of the liquid crystal layer 110, when the same voltage is applied from an electrode to control the alignment in the reflective display mode and the transmissive display mode, the difference in the retardation of the liquid crystal due to the difference in the retardation of the liquid crystal. A difference occurs in the state of transmittance. However, in the structure of the present embodiment, since the liquid crystal layer thickness control layer 109 made of acrylic resin is provided in the area for performing the reflective display, that is, the reflective display area provided with the reflective electrode 108 shown in FIG. The thickness of the liquid crystal layer 110 in the transmissive display area for performing transmissive display is larger than the thickness of the liquid crystal layer 110 in the display area, and the state relating to the transmissive display and the reflective display of the liquid crystal layer 110 in the reflective display area and the transmissive display area. That is, it is possible to optimize the distance that light passes through the liquid crystal layer 110 in each region. Therefore, by forming the liquid crystal layer thickness control layer 109 made of an acrylic resin, it is possible to optimize the retardation in the reflective display region and the transmissive display region, and to obtain a bright and high-contrast display in both the reflective display and the transmissive display. Become like
[0101]
The phase difference plate 301 exhibits positive uniaxiality (nx6> ny6 ≒ nz6), the phase difference value in the XY plane is about 140 nm, and the X axis of the phase difference plate 301 is about 45 degrees with the transmission axis 101 of the polarizing plate 102. At an angle of °. Further, the phase difference plate 114 shows biaxiality (nx2>ny2> nz2), the phase difference value in the XY plane is about 140 nm, and the X axis of the phase difference plate 114 is approximately equal to the transmission axis 117 of the polarizing plate 116. At an angle of 45 °. The transmission axis 101 of the polarizing plate 102 and the transmission axis 117 of the polarizing plate 116 have an orthogonal relationship, and the X axis of the phase difference plate 301 and the X axis of the phase difference plate 114 also have an orthogonal relationship. Further, if the phase difference value of the phase difference plate 301 and the phase difference value in the XY plane of the phase difference plate 114 are made equal, the phase difference value between the polarizing plates 102 and 116 can be set to 0 when not driven. Therefore, an ideal black display can be realized.
[0102]
The retardation plate 302 exhibits negative uniaxiality (nx5 ≒ ny5> nz5), and the average retardation value in the XY plane and the Z-axis direction is about 100 nm. The retardation plate 114 exhibits biaxiality (nx2>ny2> nz2), and the average retardation value in the XY plane and the Z-axis direction is about 240 nm. Here, the phase difference value of the reflection region in the liquid crystal layer 110 is 200 nm, and the phase difference value of the transmission region is 380 nm. By disposing the retardation plate 302, it is possible to compensate for the retardation of the liquid crystal layer 110 that occurs when the reflective display is observed from an oblique direction. By disposing the retardation plates 302 and 114, it is possible to compensate for the retardation of the liquid crystal layer 110 that occurs when observing transmissive display from an oblique direction.
[0103]
FIG. 9 shows the relationship between the W3 / Rt value and the transmission display viewing angle range. FIG. 9 shows a case where the phase difference value Rt of the transmission region is 380 nm. The sum W3 of the phase difference in the Z-axis direction is the phase difference value ((nx2 + ny2) / 2-nz2) × d2 in the XY plane of the second phase difference plate 114 and in the Z-axis direction, and XY in the fifth phase difference plate 302. The phase difference value (nx5-nz5) × d5 in the plane and the Z-axis direction and the phase difference value ((nx6 + ny6) / 2-nz6) × d6 in the XY plane and the Z-axis direction of the sixth retardation plate 301 are obtained. It is a sum. The transmission display viewing angle range indicates a viewing angle range in which a high contrast of 30 or more can be obtained. By the way, as shown in FIG. 11, the high luminance of the backlight (about 1000 cd / m 2 The above is obtained when the polar angle is in the range of ± 35 °. On the other hand, in FIG. 9, the transmissive display viewing angle range is 35 ° or more in the range of 0.5 ≦ W3 / Rt ≦ 0.75. Therefore, by setting each retardation plate so that 0.5 ≦ W3 / Rt ≦ 0.75, it is possible to secure high contrast in the transmissive region over the high luminance range of the backlight.
[0104]
FIG. 10B shows the relationship between the W4 / Rr value and the reflective display viewing angle range. FIG. 10B shows a case where the phase difference value Rr of the reflection region is 200 nm. The sum W4 of the phase difference in the Z-axis direction is the phase difference value (nx5-nz5) × d5 in the XY plane and the Z-axis direction in the fifth phase difference plate 302 and the phase difference value in the XY plane in the sixth phase difference plate 301 and Z This is the sum of the phase difference value in the axial direction ((nx6 + ny6) / 2-nz6) × d6. The transmission display viewing angle range indicates a viewing angle range in which a high contrast of 10 or more can be obtained. Incidentally, the viewing angle range of the conventional STN mode liquid crystal display device is about 30 °. On the other hand, in FIG. 10B, the range of the transmissive display viewing angle is 30 ° or more when 0.5 ≦ W4 / Rr ≦ 0.75. Therefore, by setting each retardation plate such that 0.5 ≦ W4 / Rr ≦ 0.75, it is possible to ensure high contrast in the reflection region over the viewing angle range of the conventional STN mode liquid crystal display device. Become.
[0105]
As described above, the liquid crystal display device of the third embodiment can realize display with high contrast and a wide viewing angle.
[0106]
[Fourth embodiment]
An example of an electronic device including the liquid crystal display device of the above embodiment will be described.
[0107]
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 4, reference numeral 1000 denotes a mobile phone main body, and reference numeral 1001 denotes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display devices of the first to third embodiments.
[0108]
FIG. 5 is a perspective view showing an example of a wristwatch-type electronic device. In FIG. 5, reference numeral 1100 denotes a watch main body, and reference numeral 1101 denotes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display devices of the first to third embodiments.
[0109]
FIG. 6 is a perspective view showing an example of a portable information processing device such as a word processor or a personal computer. 6, reference numeral 1200 denotes an information processing device, reference numeral 1202 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 1204 denotes an information processing device main body, and reference numeral 1206 denotes a liquid crystal display unit using the liquid crystal display device according to the first to third embodiments. Is shown.
[0110]
As described above, the electronic devices shown in FIGS. 4 to 6 include the liquid crystal display units using the liquid crystal display devices of the above-described first to third embodiments, and thus have a wide viewing angle and a high contrast under various environments. An electronic device having a display portion can be realized.
[0111]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in a transflective liquid crystal display device having both a reflective type and a transmissive type structure, a reflective display and a transmissive display with a wide viewing angle and high contrast are provided. Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view schematically showing a partial cross-sectional structure of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a partial cross-sectional structure of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a partial cross-sectional structure of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exemplary perspective view showing an example of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 5 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 6 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 7 is a view showing a relationship between a W1 / Rt value and a transmissive display viewing angle range of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a W2 / Rt value and a transmissive display viewing angle range of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a W3 / Rt value and a transmissive display viewing angle range of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a W4 / Rr value and a reflective display viewing angle range of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between backlight luminance and polar angles.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a compensating action of a viewing angle characteristic.
[Explanation of symbols]
101, 117 Transmission axis of polarizing plate
102, 116 Polarizing plate
103, 114 Biaxial retardation plate
201, 302 Negative uniaxial retardation plate
202,301 Positive uniaxial retardation plate
105 Upper substrate
106, 112 Transparent electrode
107 protrusion
108 reflective electrode
109 acrylic resin
110 liquid crystal
111 electrode opening
113 Lower board
1000 mobile phone
1100 Wristwatch type electronic device
1200 Portable information processing device
1001, 1101 and 1206 Liquid crystal display unit
