JP2011221413A - Liquid crystal display device, production method of liquid crystal display device, and design method of liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device, production method of liquid crystal display device, and design method of liquid crystal display device Download PDF

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雅彦 山口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device for performing reflection display of white while having favorable whiteness and securing brightness, and production method and design method thereof.SOLUTION: The retardation of a liquid crystal layer is 0.75 μm or more and 1.01 μm or less, the twist angle of a liquid crystal molecule of the liquid crystal layer is 70° or more and 100° or less, the angle obtained by subtracting the intersection angle between the optical absorption axis of a first polarizing filter and the optical absorption axis of a second polarizing filter from the twist angle is -16° or more and +16° or less, the bisector of the twist angle substantially matches the bisector of the intersection angle, and at least one of the first polarizing filter, the second polarizing filter, and a reflection layer or a semi-reflection layer is a white color system.

Description

本発明は、液晶表示装置、液晶表示装置の生産方法、及び、液晶表示装置の設計方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device, a method for producing a liquid crystal display device, and a method for designing a liquid crystal display device.

特許文献1には、従来に比べ表示画面の白さを向上させた液晶表示装置が開示されている。特許文献1に記載された液晶表示装置では、反射率が400nm以上550nm以下の波長帯域内でピーク反射率を示す反射板が使用され、反射表示おいて表示画面の白さが向上している。   Patent Document 1 discloses a liquid crystal display device in which the whiteness of the display screen is improved as compared with the conventional art. In the liquid crystal display device described in Patent Document 1, a reflector having a peak reflectance within a wavelength band of 400 nm to 550 nm is used, and the whiteness of the display screen is improved in the reflective display.

特開2000−275633号公報JP 2000-275633 A

しかし、特許文献1に記載された液晶表示装置では、400nm以上550nm以外の波長帯域内の可視光については暗くなってしまうため、全体的に反射表示が暗い。   However, in the liquid crystal display device described in Patent Document 1, visible light in a wavelength band other than 400 nm to other than 550 nm becomes dark, so that the reflective display is dark overall.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、白さが良好で明るさも確保した白の反射表示を行うことが出来る、液晶表示装置と、その生産方法及びその設計方法と、を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and includes a liquid crystal display device capable of performing white reflective display with good whiteness and sufficient brightness, a production method thereof, and a design method thereof. The purpose is to provide.

上記課題を解決するため本発明の第1の観点に係る液晶表示装置は、
第1偏光フィルタと、前記第1偏光フィルタの下に位置する液晶素子と、前記液晶素子の下に位置する第2偏光フィルタと、前記第2偏光フィルタの下に位置する反射層又は半反射層と、を備え、前記液晶素子は、上側に位置する第1配向膜と、下側に位置する第2配向膜と、前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置する液晶層と、を備える反射型又は半透過型の液晶表示装置であって、
前記液晶層のリタデーションは、0.75μm以上1.01μm以下であり、
前記液晶層の液晶分子のツイスト角の角度は、70°以上100°以下であり、
前記ツイスト角の角度から、前記第1偏光フィルタの光の吸収軸と前記第2偏光フィルタの光の吸収軸との交差角の角度を減じた角度は、−16°以上+16°以下であり、かつ、前記ツイスト角における角の二等分線と前記交差角における角の二等分線とは略一致しており、
前記第1偏光フィルタと前記第2偏光フィルタと前記反射層又は半反射層とのうちの少なくとも1つは、白色系である。
In order to solve the above problems, a liquid crystal display device according to the first aspect of the present invention provides:
A first polarizing filter; a liquid crystal element positioned below the first polarizing filter; a second polarizing filter positioned below the liquid crystal element; and a reflective layer or semi-reflective layer positioned below the second polarizing filter The liquid crystal element includes a first alignment film positioned on the upper side, a second alignment film positioned on the lower side, and a liquid crystal layer positioned between the first alignment film and the second alignment film. A reflective or transflective liquid crystal display device comprising:
The retardation of the liquid crystal layer is 0.75 μm or more and 1.01 μm or less,
The twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is 70 ° or more and 100 ° or less,
The angle obtained by subtracting the angle of the intersection angle between the light absorption axis of the first polarizing filter and the light absorption axis of the second polarizing filter from the twist angle is -16 ° or more and + 16 ° or less, And the angle bisector at the twist angle and the angle bisector at the intersection angle are substantially coincident,
At least one of the first polarizing filter, the second polarizing filter, and the reflective layer or the semi-reflective layer is white.

上記課題を解決するため本発明の第2の観点に係る液晶表示装置の生産方法は、
第1偏光フィルタと、前記第1偏光フィルタの下に位置する液晶素子と、前記液晶素子の下に位置する第2偏光フィルタと、前記第2偏光フィルタの下に位置する反射層又は半反射層と、を備え、前記液晶素子は、上側に位置する第1配向膜と、下側に位置する第2配向膜と、前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置する液晶層と、を備える反射型又は半透過型の液晶表示装置の生産方法であって、
前記液晶層のリタデーションは、0.75μm以上1.01μm以下であり、前記液晶層の液晶分子のツイスト角の角度は、70°以上100°以下である液晶素子を用意し、
前記ツイスト角の角度から、前記第1偏光フィルタの光の吸収軸と前記第2偏光フィルタの光の吸収軸との交差角の角度を減じた角度が、−16°以上+16°以下となるように、かつ、前記ツイスト角における角の二等分線と前記交差角における角の二等分線とは略一致するように、前記第1偏光フィルタと前記第2偏光フィルタとを配置し、
前記第1偏光フィルタと前記第2偏光フィルタと前記反射層又は半反射層とのうちの少なくとも1つを、白色系で構成する。
In order to solve the above problems, a method for producing a liquid crystal display device according to the second aspect of the present invention provides:
A first polarizing filter; a liquid crystal element positioned below the first polarizing filter; a second polarizing filter positioned below the liquid crystal element; and a reflective layer or semi-reflective layer positioned below the second polarizing filter The liquid crystal element includes a first alignment film positioned on the upper side, a second alignment film positioned on the lower side, and a liquid crystal layer positioned between the first alignment film and the second alignment film. A method for producing a reflective or transflective liquid crystal display device comprising:
A retardation of the liquid crystal layer is 0.75 μm or more and 1.01 μm or less, and a twist angle of liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is 70 ° or more and 100 ° or less.
An angle obtained by subtracting the angle of the intersection angle between the light absorption axis of the first polarizing filter and the light absorption axis of the second polarizing filter from the twist angle is −16 ° to + 16 °. And the first polarizing filter and the second polarizing filter are arranged so that the angle bisector of the twist angle and the angle bisector of the intersection angle substantially coincide with each other,
At least one of the first polarizing filter, the second polarizing filter, and the reflective layer or the semi-reflective layer is formed of a white system.

上記課題を解決するため本発明の第3の観点に係る液晶表示装置の設計方法は、
第1偏光フィルタと、前記第1偏光フィルタの下に位置する液晶素子と、前記液晶素子の下に位置する第2偏光フィルタと、前記第2偏光フィルタの下に位置する反射層又は半反射層と、を備え、前記液晶素子は、上側に位置する第1配向膜と、下側に位置する第2配向膜と、前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置する液晶層と、を備える反射型又は半透過型の液晶表示装置の設計方法であって、
前記液晶層のリタデーションを、0.75μm以上1.01μm以下とし、
前記液晶層の液晶分子のツイスト角の角度を、70°以上100°以下とし、
前記ツイスト角の角度から、前記第1偏光フィルタの光の吸収軸と前記第2偏光フィルタの光の吸収軸との交差角の角度を減じた角度を、−16°以上+16°以下とし、かつ、前記ツイスト角における角の二等分線と前記交差角における角の二等分線とを略一致させ、
前記第1偏光フィルタと前記第2偏光フィルタと前記反射層又は半反射層とのうちの少なくとも1つを、白色系とする。
In order to solve the above problems, a method for designing a liquid crystal display device according to a third aspect of the present invention includes:
A first polarizing filter; a liquid crystal element positioned below the first polarizing filter; a second polarizing filter positioned below the liquid crystal element; and a reflective layer or semi-reflective layer positioned below the second polarizing filter The liquid crystal element includes a first alignment film positioned on the upper side, a second alignment film positioned on the lower side, and a liquid crystal layer positioned between the first alignment film and the second alignment film. A method of designing a reflective or transflective liquid crystal display device comprising:
The retardation of the liquid crystal layer is 0.75 μm or more and 1.01 μm or less,
The twist angle of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is set to 70 ° to 100 °,
An angle obtained by subtracting the angle of the intersection angle between the light absorption axis of the first polarizing filter and the light absorption axis of the second polarizing filter from the twist angle is set to −16 ° to + 16 °, and The angle bisector at the twist angle and the angle bisector at the intersection angle are substantially matched,
At least one of the first polarizing filter, the second polarizing filter, and the reflective layer or the semi-reflective layer is white.

本発明によれば、白さが良好で明るさも確保した白の反射表示を行うことが出来る液晶表示装置と、その生産方法及び設計方法とを提供することが出来る。   According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device capable of performing white reflective display with good whiteness and sufficient brightness, and a production method and a design method thereof.

本発明の1実施形態に係る液晶表示装置の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 通常の偏光フィルタと白色系偏光フィルタの透過スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the transmission spectrum of a normal polarizing filter and a white-type polarizing filter. 液晶層の透過率のグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph of the transmittance | permeability of a liquid-crystal layer. 本発明の1実施形態に係る液晶表示装置を上から見た場合の、第1配向膜の配向方向、第2配向膜の配向方向、第1偏光フィルタの吸収軸の方向、第2偏光フィルタの吸収軸の方向の関係を示す図である。When the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention is viewed from above, the alignment direction of the first alignment film, the alignment direction of the second alignment film, the direction of the absorption axis of the first polarizing filter, and the second polarizing filter It is a figure which shows the relationship of the direction of an absorption axis. 本発明の1実施形態に係る液晶表示装置を上から見た場合の、第1配向膜の配向方向、第2配向膜の配向方向、第1偏光フィルタの吸収軸の方向、第2偏光フィルタの吸収軸の方向の関係を示す図である。When the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention is viewed from above, the alignment direction of the first alignment film, the alignment direction of the second alignment film, the direction of the absorption axis of the first polarizing filter, and the second polarizing filter It is a figure which shows the relationship of the direction of an absorption axis. 本発明の実施形態1に係る液晶表示装置におけるリタデーションとツイスト角とツイスト角−交差角との関係の表を示す図である。It is a figure which shows the table | surface of the relationship between the retardation in the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 of this invention, a twist angle | corner, and a twist angle | corner angle. 本発明の実施形態1に係る液晶表示装置におけるリタデーションとツイスト角と表示色の色度座標との関係の表を示す図である。It is a figure which shows the table | surface of the relationship between the retardation in the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 of this invention, a twist angle, and the chromaticity coordinate of a display color. 本発明の実施形態1に係る液晶表示装置におけるリタデーションとツイスト角と反射率との関係の表を示す図である。It is a figure which shows the table | surface of the relationship between the retardation in the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 of this invention, a twist angle, and a reflectance. 本発明の実施形態1に係る液晶表示装置におけるリタデーションとツイスト角とコントラストとの関係の表を示す図である。It is a figure which shows the table | surface of the relationship between the retardation in the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 of this invention, a twist angle, and contrast. 偏光フィルタの性能の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the performance of a polarizing filter. 実際に作成した、各実施例等に係る液晶表示装置の各種条件を示す図である。It is a figure which shows the various conditions of the liquid crystal display device based on each Example etc. which were actually produced. 実際に作成した、各実施例等に係る液晶表示装置の反射特性を示す図である。It is a figure which shows the reflection characteristic of the liquid crystal display device which actually produced and which concerns on each Example.

本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は下記の実施形態及び図面によって限定されるものではない。下記の実施形態及び図面に変更(構成要素の削除も含む)を加えることができるのはもちろんである。また、以下の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略する。   Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment and drawing. It goes without saying that changes (including deletion of components) can be added to the following embodiments and drawings. Further, in the following description, in order to facilitate understanding of the present invention, description of known unimportant technical matters is appropriately omitted.

また、下記の説明では、所定の構成要素の、液晶表示装置の表示面前方(液晶表示装置の鑑賞者の方向)を上といい、表示面前方と反対側を下という。また、図面において、同様の機能を有するもの等については、同じ符号を付して説明する。また、図面において、同様のもの等が複数ある場合には、その一部にのみ符号を付して説明する。   In the following description, the front of the display surface of the liquid crystal display device (in the direction of the viewer of the liquid crystal display device) of the predetermined component is referred to as “up”, and the opposite side to the front of the display surface is referred to as “down”. In the drawings, components having similar functions will be described with the same reference numerals. Further, in the drawings, when there are a plurality of similar ones, only a part thereof will be described with reference numerals.

(液晶表示装置の構成)
まず、本実施形態に係る液晶表示装置100の構成を、図1を参照して説明する。
(Configuration of liquid crystal display device)
First, the configuration of the liquid crystal display device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態に係る液晶表示装置100は、第1偏光フィルタ110と、液晶素子120と、第2偏光フィルタ130と、半反射層140と、バックライト150と、を備える。なお、図1では、後述の液晶分子が模式的に描かれている。また、本実施形態に係る液晶表示装置100は、ノーマリーホワイトモードのTN(Twisted Nematic)液晶装置である。   The liquid crystal display device 100 according to this embodiment includes a first polarizing filter 110, a liquid crystal element 120, a second polarizing filter 130, a semi-reflective layer 140, and a backlight 150. In FIG. 1, liquid crystal molecules to be described later are schematically drawn. The liquid crystal display device 100 according to the present embodiment is a normally white mode TN (Twisted Nematic) liquid crystal device.

第1偏光フィルタ110の下には、液晶素子120が配置される。液晶素子120の下には、第2偏光フィルタ130が配置される。第2偏光フィルタ130の下には、半反射層140が配置される。半反射層140の下には、バックライト150が配置される。各構成要素は、隣り合うもの同士、互いに当接又は近接するか、固着される。   A liquid crystal element 120 is disposed under the first polarizing filter 110. A second polarizing filter 130 is disposed under the liquid crystal element 120. A semi-reflective layer 140 is disposed under the second polarizing filter 130. A backlight 150 is disposed under the semi-reflective layer 140. Each component is abutted or close to each other, or is fixed to each other.

第1偏光フィルタ110は、表面側又は裏面側から入射する光を、第1偏光フィルタ110の、光の吸収軸に直交する透過軸に沿った直線偏光として出射する。以下では、第1偏光フィルタ110の吸収軸を第1吸収軸という。第2偏光フィルタ130は、表面側又は裏面側から入射する光を、第2偏光フィルタ130の、光の吸収軸に直交する透過軸に沿った直線偏光として出射する。以下では、第2偏光フィルタ130の吸収軸を第2吸収軸という。本実施形態では、第1偏光フィルタ110と第2偏光フィルタ130とは、それぞれ、偏光板によって構成されている。   The first polarizing filter 110 emits light incident from the front surface side or the back surface side as linearly polarized light along a transmission axis perpendicular to the light absorption axis of the first polarizing filter 110. Hereinafter, the absorption axis of the first polarizing filter 110 is referred to as a first absorption axis. The second polarizing filter 130 emits light incident from the front surface side or the back surface side as linearly polarized light along the transmission axis perpendicular to the light absorption axis of the second polarizing filter 130. Hereinafter, the absorption axis of the second polarizing filter 130 is referred to as a second absorption axis. In the present embodiment, the first polarizing filter 110 and the second polarizing filter 130 are each configured by a polarizing plate.

液晶素子120は、液晶層121と、第1基板122と、第2基板123と、を備える。   The liquid crystal element 120 includes a liquid crystal layer 121, a first substrate 122, and a second substrate 123.

液晶層121は、第1基板122と第2基板123とによって挟まれている。液晶層121は、液晶分子121aを含む。第1基板122と第2基板123とは、図示しないシール部材を挟んで、所定の距離を保って対向するように重ね合わされ、固着される。第1基板122と第2基板123とシール部材とによって形成される密閉空間に液晶(ここでは、ネマティック液晶)が閉じこめられ、液晶層121が形成される。   The liquid crystal layer 121 is sandwiched between the first substrate 122 and the second substrate 123. The liquid crystal layer 121 includes liquid crystal molecules 121a. The first substrate 122 and the second substrate 123 are overlapped and fixed so as to face each other with a predetermined distance between them with a seal member (not shown) interposed therebetween. Liquid crystal (here, nematic liquid crystal) is confined in a sealed space formed by the first substrate 122, the second substrate 123, and the sealing member, and the liquid crystal layer 121 is formed.

第1基板122は、第1基材122aと第1電極122bと第1絶縁膜122cと第1配向膜122dとを備える。   The first substrate 122 includes a first base material 122a, a first electrode 122b, a first insulating film 122c, and a first alignment film 122d.

第1基材122aは、透明基板(例えば透明ガラス基板)であり光を透過する。   The first base material 122a is a transparent substrate (for example, a transparent glass substrate) and transmits light.

第1電極122bは、光を透過する透明電極(例えば、ITO(酸化インジウムスズ)によって形成される。)である。第1電極122bは、第1基材122aの主面(液晶層121側の面)に所定形状(例えば、数字等をセグメント表示できるような形状)で形成される。第1電極122bは、公知の方法(例えば、スパッタ、蒸着、又は、エッチング)によって形成される。   The first electrode 122b is a transparent electrode that transmits light (for example, formed of ITO (indium tin oxide)). The first electrode 122b is formed in a predetermined shape (for example, a shape capable of displaying a number or the like in a segment) on the main surface (the surface on the liquid crystal layer 121 side) of the first base material 122a. The first electrode 122b is formed by a known method (for example, sputtering, vapor deposition, or etching).

第1絶縁膜122cは、第1電極122bを絶縁保護する膜(例えば、二酸化ケイ素によって形成される。)であり、第1電極122bを覆うように、第1基材122aの主面上に形成される。   The first insulating film 122c is a film (for example, formed of silicon dioxide) that insulates and protects the first electrode 122b, and is formed on the main surface of the first base material 122a so as to cover the first electrode 122b. Is done.

第1配向膜122dは、液晶層121に接する膜(例えば、ポリイミドによって形成される。)である。第1配向膜122dは、第1絶縁膜122cを覆うように、第1絶縁膜122c上に形成される。第1配向膜122dは、図4,5の矢印方向に向けてラビング処理され、細かい溝が形成される。   The first alignment film 122d is a film in contact with the liquid crystal layer 121 (eg, formed of polyimide). The first alignment film 122d is formed on the first insulating film 122c so as to cover the first insulating film 122c. The first alignment film 122d is rubbed in the direction of the arrow in FIGS. 4 and 5 to form fine grooves.

第1絶縁膜122c及び第1配向膜122dは、それぞれ、公知の方法(例えば、フレクソ印刷)によって形成される。   The first insulating film 122c and the first alignment film 122d are each formed by a known method (for example, flexographic printing).

第2基板123は、第1基板122と略同様の構成を有するので詳細な説明は省略する。ここで、第1基材122aは、第2基材123aに対応する。第1電極122bは、第2電極123bに対応する。第1絶縁膜122cは、第2絶縁膜123cに対応する。第1配向膜122dは、第2配向膜123dに対応する。   Since the second substrate 123 has substantially the same configuration as the first substrate 122, detailed description thereof is omitted. Here, the first base material 122a corresponds to the second base material 123a. The first electrode 122b corresponds to the second electrode 123b. The first insulating film 122c corresponds to the second insulating film 123c. The first alignment film 122d corresponds to the second alignment film 123d.

なお、液晶分子121aのツイスト角(基板122側の液晶分子121aと基板123側の液晶分子121aとのねじれ角)は、第1配向膜122dの配向方向(以下、第1の配向方向という。)と第2配向膜123dの配向方向(以下、第2配向方向という。)とによって規定される。配向方向は、ここでは、配向膜に形成された前記の溝が延びる方向と略一致する。配向膜に接する液晶分子121aは、電圧の無印加時において、長尺方向が配向方向に沿うように並ぶ。   Note that the twist angle of the liquid crystal molecules 121a (the twist angle between the liquid crystal molecules 121a on the substrate 122 side and the liquid crystal molecules 121a on the substrate 123 side) is the alignment direction of the first alignment film 122d (hereinafter referred to as the first alignment direction). And the alignment direction of the second alignment film 123d (hereinafter referred to as the second alignment direction). Here, the alignment direction substantially coincides with the direction in which the groove formed in the alignment film extends. The liquid crystal molecules 121a in contact with the alignment film are aligned so that the longitudinal direction is along the alignment direction when no voltage is applied.

第1電極122b及び第2電極123bは、液晶層121を挟んで対向する一対の電極である。この一対の電極に電圧が印加され、液晶層121に電圧がかかる。これによって、液晶層121における電圧がかかる部分の液晶分子121aは、長尺方向が液晶層121の厚さ方向(上下方向)に沿うように並ぶ。このため、液晶層121を通過する光は偏光方向が変更されなくなり、電圧が印加された領域では黒表示がなされる。   The first electrode 122b and the second electrode 123b are a pair of electrodes facing each other with the liquid crystal layer 121 interposed therebetween. A voltage is applied to the pair of electrodes, and a voltage is applied to the liquid crystal layer 121. Thereby, the liquid crystal molecules 121a to which the voltage is applied in the liquid crystal layer 121 are arranged so that the longitudinal direction is along the thickness direction (vertical direction) of the liquid crystal layer 121. For this reason, the polarization direction of the light passing through the liquid crystal layer 121 is not changed, and black display is performed in the region where the voltage is applied.

半反射層140は、上からの光を反射し、下からの光を透過するものであり、例えば、アルミ等で形成されたハーフミラー等によって構成される。本実施形態では、半反射層140は、第2偏光フィルタ130を構成する偏光板の下面に直接形成される。半反射層140は、第2偏光フィルタ130とは、別体の半反射板によって構成されてもよい。   The semi-reflective layer 140 reflects light from above and transmits light from below, and is configured by, for example, a half mirror made of aluminum or the like. In the present embodiment, the semi-reflective layer 140 is directly formed on the lower surface of the polarizing plate constituting the second polarizing filter 130. The semi-reflective layer 140 may be formed of a semi-reflective plate that is separate from the second polarizing filter 130.

バックライト150は、所定の光を面状に出射して液晶素子120等を照らす。バックライト150は、例えば、発光ダイオードと導光部材との組み合わせによって構成される。バックライト150は、液晶表示装置100が透過表示を行う際に使用されるものである。   The backlight 150 emits predetermined light in a planar shape to illuminate the liquid crystal element 120 and the like. The backlight 150 is configured by a combination of a light emitting diode and a light guide member, for example. The backlight 150 is used when the liquid crystal display device 100 performs transmissive display.

液晶表示装置100では、上記のツイスト角の角度は90°前後である。このため、電圧の無印加時では、液晶層121を通過する光の偏光方向が90°前後傾く。また、第1配向方向と第1吸収軸とは、略同じ方向になる。また、第2配向方向と第2吸収軸とは、略同じ方向になる。以上によって、電圧が印加されていない領域において、外光が液晶表示装置100に入射すると、この外光は、第1偏光フィルタ110で直線偏光に偏光され、その後に液晶素子120で偏光方向が変更され、第2偏光フィルタ130を通過し、半反射層140で反射される。半反射層140で反射された直線偏光は、再度、第2偏光フィルタ130を通過し、液晶素子120で偏光方向が変更され、第1偏光フィルタ110を通過し、人の目に入る。これによって、白表示が行われる。   In the liquid crystal display device 100, the twist angle is about 90 °. For this reason, when no voltage is applied, the polarization direction of the light passing through the liquid crystal layer 121 is inclined by about 90 °. The first orientation direction and the first absorption axis are substantially the same direction. Further, the second alignment direction and the second absorption axis are substantially the same direction. As described above, when external light is incident on the liquid crystal display device 100 in a region where no voltage is applied, the external light is polarized into linearly polarized light by the first polarizing filter 110 and then the polarization direction is changed by the liquid crystal element 120. Then, the light passes through the second polarizing filter 130 and is reflected by the semi-reflective layer 140. The linearly polarized light reflected by the semi-reflective layer 140 passes through the second polarizing filter 130 again, the polarization direction is changed by the liquid crystal element 120, passes through the first polarizing filter 110, and enters the human eye. As a result, white display is performed.

本願発明者は、上記のような構成の液晶表示装置100において、液晶の条件(液晶層121のリタデーション、液晶分子121aのツイスト角の角度)、偏光フィルタ条件(第1偏光フィルタ110及び第2偏光フィルタ130の特性、吸収軸の方向等)を、所定の条件にすることによって、白さが良好で明るさも確保した白の反射表示を行う液晶表示装置100を構成することが出来ることを見出した。ここで、液晶層121のリタデーションとは、液晶層の厚さをdと、液晶の屈折率異方性をΔnとの積(Δn・d)である。   The inventor of the present application, in the liquid crystal display device 100 configured as described above, the conditions of the liquid crystal (retardation of the liquid crystal layer 121, the twist angle of the liquid crystal molecules 121a), the polarization filter conditions (the first polarization filter 110 and the second polarization). It has been found that by setting the characteristics of the filter 130, the direction of the absorption axis, and the like to predetermined conditions, it is possible to configure the liquid crystal display device 100 that performs white reflective display with good whiteness and brightness. . Here, the retardation of the liquid crystal layer 121 is a product (Δn · d) of the thickness d of the liquid crystal layer and the refractive index anisotropy of the liquid crystal Δn.

なお、バックライト150を用いた透過表示では、バックライト150等に出射光の色を補正する補正板等を組み合わせれば、白表示の白さを補正できるので、下記では主に白の反射表示について説明する。   In the transmissive display using the backlight 150, the whiteness of the white display can be corrected by combining the backlight 150 or the like with a correction plate or the like for correcting the color of the emitted light. Will be described.

ここで、各条件について説明する。   Here, each condition will be described.

従来の液晶表示装置では、表示される白は緑がかっていた。これは、図2に示す、従来の液晶表示装置に用いられている通常の偏光フィルタの透過スペクトル(点線)のように、通常の偏光フィルタは青色の光の透過率が低く、上記の構造では反射表示において光が偏光フィルタを4回通ることで、反射表示で出射される光(ユーザの目に入る光)の青成分の光が弱くなってしまうことが理由に挙げられる。   In the conventional liquid crystal display device, the white displayed is greenish. This is because, like the transmission spectrum (dotted line) of the normal polarizing filter used in the conventional liquid crystal display device shown in FIG. 2, the normal polarizing filter has a low blue light transmittance. The reason is that the light of the blue component of the light (light entering the user's eyes) emitted in the reflective display becomes weak when the light passes through the polarizing filter four times in the reflective display.

また、従来は、Gooch−Tarryの式に基づいて、人間の目にとって視認感度のよい緑の波長(例えば、550nm)における透過率のファーストピーク付近におけるリタデーションの値を液晶層のリタデーションの値としていたことも、表示される白が緑がかる理由に挙げられる。   Conventionally, based on the Gooch-Tarry equation, the retardation value in the vicinity of the first peak of transmittance at a green wavelength (for example, 550 nm) that is highly visible to human eyes is used as the retardation value of the liquid crystal layer. This is also the reason why the white displayed is greenish.

ここで、図3は、ツイスト角の角度を90°にした場合の液晶層(電圧無印加時)の透過率とリタデーション(単位;μm)との関係を波長毎に示した図であり、図3中の式1(Gooch−Tarryの式によって求められる式)で求まる関係である。例えば、従来では、図3において、550nmにおける透過率のファーストピーク付近におけるリタデーションの値が採用されていた(両矢印参照)。なお、式1中、μは、μ=(2×Δn・d/λ)であり、λは、各光の波長であり、図3では、λは、450nm、550nm、又は、650nmである。また、式1中、θはツイスト角の角度であり、図3ではπ/2である。なお、ツイスト角の角度が異なれば、図3のグラフの形も変わる。   Here, FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the transmittance of the liquid crystal layer (when no voltage is applied) and retardation (unit: μm) for each wavelength when the twist angle is 90 °. 3 is a relationship determined by Expression 1 in 3 (an expression determined by the Gooch-Tarry expression). For example, conventionally, in FIG. 3, the retardation value near the first peak of transmittance at 550 nm has been adopted (see double-headed arrow). In Expression 1, μ is μ = (2 × Δn · d / λ), λ is the wavelength of each light, and in FIG. 3, λ is 450 nm, 550 nm, or 650 nm. In Equation 1, θ is a twist angle, and is π / 2 in FIG. If the twist angle is different, the shape of the graph in FIG. 3 also changes.

ここで、前記の各条件を特定する際に、ツイスト角の角度が90°である図3のグラフを考慮し、液晶層121のリタデーションとしては、青色の波長(450nm)の光の透過率のセカンドピーク(例えば、図3の両矢印参照)付近に対応するリタデーションの値(0.75〜1.00μm付近)を含む値とする。なお、青色の波長の光のファーストピークでは、赤色の波長(650nm)の透過率が悪すぎるので、ファーストピークに対応するリタデーションの値は採用できない。また、青色の波長の光の透過率のサードピーク以降のピークについては、リタデーションの値が大きくなってしまい、液晶層121の厚さが厚くなる。この場合、液晶層121の電圧印加時の応答速度が遅くなってしまうので、サードピーク以降のピークに対応するリタデーションの値は採用できない。   Here, when specifying each of the above conditions, considering the graph of FIG. 3 in which the angle of the twist angle is 90 °, the retardation of the liquid crystal layer 121 is the transmittance of light having a blue wavelength (450 nm). The retardation value (near 0.75 to 1.00 μm) corresponding to the vicinity of the second peak (for example, see the double-headed arrow in FIG. 3) is taken as the value. In addition, since the transmittance of the red wavelength (650 nm) is too bad at the first peak of the light having the blue wavelength, the retardation value corresponding to the first peak cannot be adopted. In addition, regarding the peak after the third peak of the transmittance of light having a blue wavelength, the retardation value is increased, and the thickness of the liquid crystal layer 121 is increased. In this case, since the response speed at the time of voltage application of the liquid crystal layer 121 is slow, the retardation value corresponding to the peak after the third peak cannot be adopted.

また、ツイスト角の角度が90°から大きく離れてしまうと、黒表示と白表示とのコントラストが低下してしまったり、反射表示が暗くなったり、又は、白表示の白さも悪くなってしまうことが考えられる。そこで、ツイスト角の角度については、60°から110°にする。   In addition, if the twist angle is far from 90 °, the contrast between the black display and the white display may decrease, the reflective display may become dark, or the whiteness of the white display may deteriorate. Can be considered. Therefore, the twist angle is set to 60 ° to 110 °.

さらに、以下では、光の青色成分の吸収を低減するため、第1偏光フィルタ110と第2偏光フィルタ130とを、白色系の偏光フィルタにする。白色系の偏光フィルタの詳細については後述する。   Furthermore, in the following, in order to reduce the absorption of the blue component of light, the first polarizing filter 110 and the second polarizing filter 130 are made into a white polarizing filter. Details of the white polarizing filter will be described later.

以上を前提として、まず、リタデーションの値を0.46μm〜1.08μm内にある所定の値とし、ツイスト角を60°〜110°内にある所定の値とする。そして、各所定の値毎に、反射表示における表示色の色度座標(色相)が白色の範囲として、x=0.305±0.13,y=0.325±0.05内(CIE表色系)に入るような、第1偏光フィルタ110の第1吸収軸の方向及び第2偏光フィルタ130の第2吸収軸の方向を決定する。なお、色度座標は、x=0.305,y=0.325に近いほど、白さが良好、つまり、白表示が白いことになる。   Based on the above, first, the retardation value is set to a predetermined value within 0.46 μm to 1.08 μm, and the twist angle is set to a predetermined value within 60 ° to 110 °. Then, for each predetermined value, the chromaticity coordinate (hue) of the display color in the reflective display is in a white range, and within x = 0.305 ± 0.13, y = 0.325 ± 0.05 (CIE table) The direction of the first absorption axis of the first polarizing filter 110 and the direction of the second absorption axis of the second polarizing filter 130 that enter the color system) are determined. As the chromaticity coordinates are closer to x = 0.305 and y = 0.325, the whiteness is better, that is, the white display is whiter.

ここで、吸収軸の方向について、図4及び図5を参照して説明する。図4及び図5は、液晶表示装置100を上から見た場合の、第1吸収軸と第2吸収軸とツイスト角との関係を示す。第1吸収軸の方向(実線両矢印)及び第2吸収軸の方向(実線両矢印)は、ツイスト角の角度θ1から、第1吸収軸と第2吸収軸とが交差する角である交差角の角度θ2を減じた値によって規定される。   Here, the direction of the absorption axis will be described with reference to FIGS. 4 and 5 show the relationship between the first absorption axis, the second absorption axis, and the twist angle when the liquid crystal display device 100 is viewed from above. The direction of the first absorption axis (solid double-pointed arrow) and the direction of the second absorption axis (solid double-pointed arrow) are crossing angles that are angles at which the first absorption axis and the second absorption axis intersect from the twist angle θ1. Is defined by a value obtained by subtracting the angle θ2.

ツイスト角は、第1配向膜122dの配向方向(点線矢印)である第1配向方向と、第2配向膜123dの配向方向(点線矢印)である第2配向方向と、によって規定される。交差角は、第1吸収軸と第2吸収軸とによって構成される四つの角の内の、ツイスト角と同じ方向に開いた角であり、交差角の二等分線(1点鎖線)とツイスト角の二等分線とは略一致(完全に一致する及び誤差等を含めた略一致を含む。)するものとする。   The twist angle is defined by the first alignment direction that is the alignment direction (dotted arrow) of the first alignment film 122d and the second alignment direction that is the alignment direction (dotted arrow) of the second alignment film 123d. The crossing angle is an angle that is open in the same direction as the twist angle among the four corners formed by the first absorption axis and the second absorption axis, and is a bisector (one-dot chain line) of the crossing angle. The twist angle bisector is substantially coincident (including a perfect coincidence and a substantially coincidence including an error).

図4は、ツイスト角の角度θ1が交差角の角度θ2よりも大きい場合を示す。この場合、角度θ1から角度θ2を減じた値は、正の値になる。また、図5は、ツイスト角の角度θ1が交差角の角度θ2よりも小さい場合を示す。この場合、角度θ1から角度θ2を減じた値は、負の値になる。角度θ1から角度θ2を減じた値の絶対値は、角度θ3(第2配向方向に対する第2吸収軸の傾き角度)の絶対値と角度θ4(第1配向方向に対する第1吸収軸の傾き角度)の絶対値の和になる。なお、角度θ3及びθ4の値は、傾きが液晶表示装置100の上から見て左回り(反時計回り)であれば正の値(図4のθ4及び図5のθ3)になり、右回り(時計回り)であれば負の値(図4のθ3及び図5のθ4)とする。   FIG. 4 shows a case where the twist angle θ1 is larger than the crossing angle θ2. In this case, a value obtained by subtracting the angle θ2 from the angle θ1 is a positive value. FIG. 5 shows a case where the twist angle θ1 is smaller than the crossing angle θ2. In this case, the value obtained by subtracting the angle θ2 from the angle θ1 is a negative value. The absolute value of the value obtained by subtracting the angle θ2 from the angle θ1 is the absolute value of the angle θ3 (the inclination angle of the second absorption axis with respect to the second alignment direction) and the angle θ4 (the inclination angle of the first absorption axis with respect to the first alignment direction). The sum of absolute values of The values of the angles θ3 and θ4 are positive values (θ4 in FIG. 4 and θ3 in FIG. 5) and are clockwise when the inclination is counterclockwise (counterclockwise) when viewed from above the liquid crystal display device 100. If it is (clockwise), a negative value (θ3 in FIG. 4 and θ4 in FIG. 5) is set.

このようにして、第1吸収軸の方向及び第2吸収軸の方向は、角度θ1から角度θ2を減じた値によって規定される。このため、角度θ1から角度θ2を減じた値(差分値)を調整すれば、第1吸収軸の方向及び第2吸収軸の方向を規定できることになる。第1吸収軸の方向及び第2吸収軸の方向と変化させることによって、第1吸収軸の方向と第1配向方向との傾きが調整され、第2吸収軸の方向と第2配向方向との傾きが調整されるので、反射表示おける白の白さが変化する。   Thus, the direction of the first absorption axis and the direction of the second absorption axis are defined by the value obtained by subtracting the angle θ2 from the angle θ1. For this reason, if the value (difference value) which subtracted angle (theta) 2 from angle (theta) 1 is adjusted, the direction of a 1st absorption axis and the direction of a 2nd absorption axis can be prescribed | regulated. By changing the direction of the first absorption axis and the direction of the second absorption axis, the inclination between the direction of the first absorption axis and the first alignment direction is adjusted, and the direction of the second absorption axis and the second alignment direction are adjusted. Since the inclination is adjusted, the white color of the reflective display changes.

図6に、リタデーションの値を、0.46、0.59、0.66、0.75、0.85、0.94、1.01、1.08μmのうちのいずれかとし、ツイスト角の角度を、60、70、80、90、100、110°のうちのいずれかとしたときに、採用した差分値を示し、図7にこのときの反射表示における白表示の表示色の色度座標を示す。   In FIG. 6, the retardation value is one of 0.46, 0.59, 0.66, 0.75, 0.85, 0.94, 1.01, and 1.08 μm, and the twist angle is When the angle is any one of 60, 70, 80, 90, 100, and 110 °, the difference value adopted is shown. FIG. 7 shows the chromaticity coordinates of the display color of the white display in the reflective display at this time. Show.

図6では、リタデーションの値を、上記値のうちのいずれかとし(縦方向)、ツイスト角の角度を、上記値のうちのいずれかとした(横方向)ときに採用した差分値が各欄に示されている。図6を参照すると、例えば、ツイスト角が80°であり、リタデーションが0.75μmである場合には、差分値が0°となっている。例えば、ツイスト角の角度が90°であり、リタデーションが0.85μmである場合には、差分値が10°となっている。   In FIG. 6, the difference value adopted when the retardation value is any one of the above values (vertical direction) and the twist angle is any one of the above values (horizontal direction) is shown in each column. It is shown. Referring to FIG. 6, for example, when the twist angle is 80 ° and the retardation is 0.75 μm, the difference value is 0 °. For example, when the twist angle is 90 ° and the retardation is 0.85 μm, the difference value is 10 °.

図7では、リタデーションの値を、上記値のうちのいずれかとし(縦方向)、ツイスト角の角度を、上記値のうちのいずれかとし(横方向)、さらに、図6の差分値を採用したときにおける、反射表示における白表示の表示色の色度座標(以下、単に色度座標という。)が各欄に示されている。図6の各欄と図7の各欄とは対応しており、図6の各欄の差分値を採用したときの色度座標が図7の各欄に記載されている。例えば、例えば、ツイスト角が80°であり、リタデーションが0.75μmであり、差分値が0°であれば、このときの色度座標は、x=0.314,y=0.329となる。   In FIG. 7, the retardation value is set to one of the above values (vertical direction), the twist angle is set to any one of the above values (horizontal direction), and the difference value of FIG. 6 is adopted. The chromaticity coordinates (hereinafter simply referred to as chromaticity coordinates) of the display color of the white display in the reflective display at that time are shown in each column. Each column in FIG. 6 corresponds to each column in FIG. 7, and the chromaticity coordinates when the difference values in each column in FIG. 6 are adopted are described in each column in FIG. For example, if the twist angle is 80 °, the retardation is 0.75 μm, and the difference value is 0 °, the chromaticity coordinates at this time are x = 0.314 and y = 0.329. .

このような各値は、所定のシミュレーションソフト(例えば、シンテック株式会社、「LCD MASTER」)によって導き出すことができる。ここでは、まず、ツイスト角の角度とリタデーションの値とを決め、この値のもとで差分値を変化させ、色度座標がx=0.305±0.13,y=0.325±0.05内に入るような差分値及び色度座標を算出することで、ツイスト角の角度、リタデーションの値、差分値、及び、色度座標が得られる。なお、図7における「−」の欄は、この欄に対応するリタデーションの値とツイスト角の値とを取ったときに、差分値をどのような値にしても、上記の範囲に入る色度座標が得られる条件が無いことを示す。また、空欄については、ツイスト角の角度とリタデーションの値とについてシミュレーションを行っていない。   Each such value can be derived by a predetermined simulation software (for example, Shintec Corporation, “LCD MASTER”). Here, first, the angle of the twist angle and the retardation value are determined, and the difference value is changed based on this value, and the chromaticity coordinates are x = 0.305 ± 0.13, y = 0.325 ± 0. By calculating the difference value and the chromaticity coordinates that fall within .05, the twist angle, the retardation value, the difference value, and the chromaticity coordinates are obtained. Note that the column “-” in FIG. 7 indicates the chromaticity falling within the above range regardless of the difference value when the retardation value and the twist angle value corresponding to this column are taken. Indicates that there are no conditions for obtaining coordinates. In addition, for the blank, the twist angle and the retardation value are not simulated.

図8に、図6に示す、ツイスト角の角度、リタデーションの値、差分値を取ったときの、白表示における反射率を示す(これも上記シミュレーションソフトによって算出できる。)。図8では、リタデーションの値を、上記値のうちのいずれかとし(縦方向)、ツイスト角の角度を、上記値のうちのいずれかとし(横方向)、さらに、図6の差分値を採用したときにおける、液晶表示装置100の反射表示における外光の反射率が各欄に示されている。反射率は、反射表示において、液晶表示装置100に入射する光に対する、液晶表示装置100が出射する光の割合であり、空気中における反射を100%としたときの割合である。反射率が高ければ、白表示が明るくなるので、反射率は大きい方が良い。   FIG. 8 shows the reflectance in white display when the twist angle, retardation value, and difference value shown in FIG. 6 are taken (this can also be calculated by the simulation software). In FIG. 8, the retardation value is set to one of the above values (vertical direction), the twist angle is set to any one of the above values (horizontal direction), and the difference value shown in FIG. 6 is adopted. In each column, the reflectance of external light in the reflective display of the liquid crystal display device 100 is shown. The reflectance is the ratio of the light emitted from the liquid crystal display device 100 to the light incident on the liquid crystal display device 100 in the reflective display, and is the ratio when the reflection in the air is 100%. If the reflectance is high, the white display becomes brighter. Therefore, a larger reflectance is better.

図6の各欄と図8の各欄とは対応しており、図6の各欄の差分値を採用したときの色度座標が図8の各欄に記載されている。例えば、例えば、ツイスト角の角度が80°であり、リタデーションが0.75μmであり、差分値が0°であれば、このときの反射率は24.2%となる。   Each column in FIG. 6 corresponds to each column in FIG. 8, and the chromaticity coordinates when the difference values in each column in FIG. 6 are adopted are described in each column in FIG. For example, if the twist angle is 80 °, the retardation is 0.75 μm, and the difference value is 0 °, the reflectance at this time is 24.2%.

図9に、図6に示す、ツイスト角の角度、リタデーションの値、差分値を取ったときのコントラストを示す(これも上記シミュレーションソフトによって算出できる。)。図9では、リタデーションの値を、上記値のうちのいずれかとし(縦方向)、ツイスト角の角度を、上記値のうちのいずれかとし(横方向)、さらに、図6の差分値を採用したときにおける、液晶表示装置100の反射表示におけるコントラストが各欄に示されている。コントラストは、液晶表示装置100において、黒表示された領域と白表示された領域(例えば、背景)とにおける反射率の比の値であり、黒表示された反射率の輝度を1とする。コントラストが大きければ、液晶表示装置100による表示が見やすいものとなるので、コントラストは、高い方がよい。   FIG. 9 shows the contrast when the twist angle, retardation value, and difference value shown in FIG. 6 are taken (this can also be calculated by the simulation software). In FIG. 9, the retardation value is one of the above values (vertical direction), the angle of the twist angle is one of the above values (horizontal direction), and the difference value of FIG. 6 is adopted. Each column shows the contrast in the reflective display of the liquid crystal display device 100 when it is done. The contrast is a value of the ratio of the reflectance in the black-displayed area and the white-displayed area (for example, the background) in the liquid crystal display device 100, and the luminance of the black-displayed reflectance is 1. If the contrast is large, the display by the liquid crystal display device 100 is easy to see. Therefore, the higher the contrast, the better.

図6の各欄と図9の各欄とは対応しており、図6の各欄の差分値を採用したときの色度座標が図9の各欄に記載されている。例えば、例えば、ツイスト角の角度が80°であり、リタデーションが0.75μmであり、差分値が0°であれば、このときのコントラストは90となる。   Each column in FIG. 6 corresponds to each column in FIG. 9, and the chromaticity coordinates when the difference values in each column in FIG. 6 are adopted are described in each column in FIG. For example, if the twist angle is 80 °, the retardation is 0.75 μm, and the difference value is 0 °, the contrast at this time is 90.

図6乃至図9の表を参照すると、反射率とコントラストと色度座標とが良好な値を取るときの、ツイスト角の角度、リタデーションの値、差分値が分かる。これによって、良好な白表示が行われる液晶表示装置100の製造条件が分かる。   With reference to the tables of FIGS. 6 to 9, the angle of the twist angle, the retardation value, and the difference value when the reflectance, contrast, and chromaticity coordinates take good values are known. Thereby, the manufacturing conditions of the liquid crystal display device 100 in which a good white display is performed can be understood.

図6乃至図9の表を参照すると、例えば、リタデーションの値を0.75μm以上1.01μm以下のいずれかの値とし、ツイスト角の角度を、70°以上100°以下の値とし、差分値を、−16°以上+16°以下とすれば、反射表示において、良好な白表示の白さ(上記色度座標参照)を有し、反射率が低くなく白表示の明るさが確保された液晶表示装置100が得られる。また、反射表示におけるコントラストも低くない液晶表示装置100が得られる。なお、上記の範囲では、反射表示とコントラストとのうちの少なくとも一方が特に優れる条件もある。上記の範囲は、最低限、白さx=0.305±0.13、y=0.325+0.05、コントラスト≧20、反射率≧20.0%であるような範囲とした。このような範囲では、白さが良好で、明るさが確保され、及び、最低限のコントラストが確保されている。また、特に、リタデーションの値は、0.85μm以上1.01μm以下である方がよい。また、ツイスト角の角度は、80°以上90°以下であることが望ましい。なお、差分値が上記値の範囲を超えると、第1吸収軸に直交する、光の透過軸に対する第1配向方向の傾き、第2吸収軸に直交する、光の透過軸に対する第2配向方向の傾きが大きくなるので、好ましくないと考えられる。   6 to 9, for example, the retardation value is set to any value between 0.75 μm and 1.01 μm, the twist angle is set to a value between 70 ° and 100 °, and the difference value is set. Is set to −16 ° or more and + 16 ° or less, the liquid crystal has good white display whiteness (see the chromaticity coordinates) in the reflective display, and the brightness of the white display is ensured without low reflectivity. A display device 100 is obtained. Further, the liquid crystal display device 100 in which the contrast in the reflective display is not low can be obtained. In the above range, there is a condition that at least one of reflective display and contrast is particularly excellent. The above range was set such that, at a minimum, whiteness x = 0.305 ± 0.13, y = 0.325 + 0.05, contrast ≧ 20, and reflectance ≧ 20.0%. In such a range, the whiteness is good, the brightness is secured, and the minimum contrast is secured. In particular, the retardation value is preferably 0.85 μm or more and 1.01 μm or less. The twist angle is desirably 80 ° or more and 90 ° or less. When the difference value exceeds the above range, the inclination of the first alignment direction with respect to the light transmission axis, orthogonal to the first absorption axis, and the second alignment direction with respect to the light transmission axis, orthogonal to the second absorption axis. Since the inclination of is increased, it is considered undesirable.

なお、上記の説明では、第1偏光フィルタ110と第2偏光フィルタ130とを、白色系の偏光フィルタとしている。第1偏光フィルタ110と第2偏光フィルタ130とにおいても、光の青色成分の吸収を低減するためである。白色系の偏光フィルタの光の透過特性を図2の実線グラフに示す。図2の実線グラフのように、白色系偏光フィルタは、通常の偏光フィルタに比べて、青色成分の光の透過率が良い。なお、白色系偏光フィルタも公知のものがある。ここで、白色系偏光フィルタは、例えば、この白色系偏光フィルタ単体または吸収軸を平行にした二枚を透過した外光の色相(L*a*b*表色系)がa*、b*それぞれについて、−2.0以上+2.0以下となるようなものであるとする。なお、上記のシミュレーションでは、第1偏光フィルタ110と第2偏光フィルタ130とを、それぞれ、a*=−0.9、b*=1.2の色相の偏光フィルタとしている。   In the above description, the first polarizing filter 110 and the second polarizing filter 130 are white polarizing filters. This is because the first polarizing filter 110 and the second polarizing filter 130 also reduce the absorption of the blue component of light. The light transmission characteristics of the white polarizing filter are shown in the solid line graph of FIG. As shown by the solid line graph in FIG. 2, the white polarizing filter has better transmittance of blue component light than the normal polarizing filter. There are known white polarizing filters. Here, for example, the white polarizing filter has a hue of external light (L * a * b * color system) transmitted through a single white polarizing filter or two parallel absorption axes as a *, b *. It is assumed that each value is −2.0 or more and +2.0 or less. In the above simulation, the first polarizing filter 110 and the second polarizing filter 130 are polarizing filters having hues of a * = − 0.9 and b * = 1.2, respectively.

図10に、図2の透過スペクトル(点線グラフ線)を有する通常の偏光フィルタ(色相a*=−1.4、b*=4.0)と、図2の透過スペクトル(実線グラフ)を有する白色系の偏光フィルタ(色相a*=−0.9、b*=1.2)の性能とを示す。図10では、第1偏光フィルタ110と第2偏光フィルタ130として、通常の偏光フィルタ又は白色系偏光フィルタを用いた場合において、液晶表示装置100における各種条件(リタデーション、ツイスト角、交差角の角度(詳細は上記参照))として所定の値を採用したときの、液晶表示装置100の反射表示おける光学特性(反射率、色度座標、コントラスト(詳細は上記参照))が示されている。各値の関係は、前記のシミュレーションソフトによって算出される。また、図10中、「>500」は、値が500を超えること示す。   10 has a normal polarizing filter (hue a * = − 1.4, b * = 4.0) having the transmission spectrum (dotted line graph line) of FIG. 2 and the transmission spectrum (solid line graph) of FIG. The performance of a white polarizing filter (hue a * = − 0.9, b * = 1.2) is shown. In FIG. 10, when a normal polarizing filter or a white polarizing filter is used as the first polarizing filter 110 and the second polarizing filter 130, various conditions (retardation, twist angle, crossing angle ( The details show the optical characteristics (reflectance, chromaticity coordinates, contrast (see above for details)) in the reflective display of the liquid crystal display device 100 when a predetermined value is adopted as above))). The relationship between the values is calculated by the simulation software. In FIG. 10, “> 500” indicates that the value exceeds 500.

図10によれば、白色系偏光フィルタを第1偏光フィルタ110と第2偏光フィルタ130とに用いた場合の方が(下段参照)、上記リタデーション、ツイスト角、交差角の角度がいずれの場合であっても、コントラストは劣るが白表示における反射率及び色度座標が優れる。このため、本実施形態では、白表示の白さ及び明るさを改善するため、第1偏光フィルタ110と第2偏光フィルタ130とに白色系の偏光フィルタとするものとする。   According to FIG. 10, when the white polarizing filter is used for the first polarizing filter 110 and the second polarizing filter 130 (see the lower stage), the retardation, twist angle, and crossing angle are any cases. Even in such a case, the contrast is inferior, but the reflectance and chromaticity coordinates in white display are excellent. Therefore, in this embodiment, in order to improve the whiteness and brightness of white display, the first polarizing filter 110 and the second polarizing filter 130 are white polarizing filters.

次に、従来の液晶表示装置と、本実施形態に係る液晶表示装置100と、第1偏光フィルタ110と第2偏光フィルタ130とが通常の偏光フィルタである液晶表示装置と、を実際に作成し、各液晶表示装置について性能を比較する。   Next, a conventional liquid crystal display device, the liquid crystal display device 100 according to the present embodiment, and a liquid crystal display device in which the first polarizing filter 110 and the second polarizing filter 130 are normal polarizing filters are actually created. The performance of each liquid crystal display device is compared.

図11に、実際に作成した、従来の液晶表示装置(液晶表示装置100と同様の構造である)の各種条件(リタデーション等)、各種条件を変更した4つの液晶表示装置100(実施例1乃至4)における各種条件、第1偏光フィルタ110と第2偏光フィルタ130とが通常の偏光フィルタである液晶表示装置の各種条件(比較例)を示す。なお、液晶層の厚さd及びリタデーションの単位は、μmである。また、ツイスト角の角度、交差角の角度、及び、ツイスト角の角度−交差角の角度の単位は、°である。また、第1偏光フィルタと第2偏光フィルタとについて偏光板を採用した。第1偏光フィルタとして、従来及び比較例では、株式会社ポラテクノ製のSKN−18243Tの偏光板を使用した。また、第2偏光フィルタとして、従来及び比較例では、株式会社ポラテクノ製のSKN−18243HN−31の偏光板(半反射層付き)を使用した。第1偏光フィルタとして、実施例1乃至4では、株式会社ポラテクノ製のSKW−18245Tのホワイト偏光板(白色系の偏光板)を使用した。第2偏光フィルタとして、実施例1乃至4では、株式会社ポラテクノ製のSKW−18245N−31のホワイト偏光板(半反射層付き)を使用した。   FIG. 11 shows various conditions (retardation, etc.) of a conventional liquid crystal display device (having the same structure as the liquid crystal display device 100) actually produced, and four liquid crystal display devices 100 in which various conditions are changed (Examples 1 to 4). The various conditions in 4) and various conditions (comparative examples) of the liquid crystal display device in which the first polarizing filter 110 and the second polarizing filter 130 are normal polarizing filters are shown. The unit of the thickness d and retardation of the liquid crystal layer is μm. The unit of the angle of the twist angle, the angle of the crossing angle, and the angle of the twisting angle−the angle of the crossing angle is °. Moreover, the polarizing plate was employ | adopted about the 1st polarizing filter and the 2nd polarizing filter. As a 1st polarizing filter, in the past and the comparative example, the polarizing plate of SKN-18243T made from Polatechno Co., Ltd. was used. Moreover, as a 2nd polarizing filter, the polarizing plate (with a semi-reflective layer) of SKN-18243HN-31 made from Polatechno Co., Ltd. was used in the conventional and comparative examples. In Examples 1 to 4, a SKW-18245T white polarizing plate (white polarizing plate) manufactured by Polatechno Co., Ltd. was used as the first polarizing filter. In Examples 1 to 4, a white polarizing plate (with a semi-reflective layer) of SKW-18245N-31 manufactured by Polatechno Co., Ltd. was used as the second polarizing filter.

図12に、図11の各液晶表示装置の反射特性(上記した、反射率、色度座標、コントラストからなり、各項目については上記参照)を示す。実施例1乃至4に係る液晶表示装置100いずれも、従来及び比較例に比べて、色度座標で分かるように白表示の白さが良好になっている。また、実施例1乃至4に係る液晶表示装置100いずれも、従来及び比較例に比べてコントラストが劣るが、反射率は比較例よりも良くなっており、かつ、低すぎることもない。但し、実施例1は、コントラストが比較的低いので、実施例2乃至4の方が反射特性は好ましくなる。さらにいうと、色度座標及びコントラストを考慮すると、実施例3の反射特性が好ましい。なお、反射率、色相(色度座標)、コントラストは、リング光源を使用し反射色彩計(横河メータ&インスツルメンツ株式会社)を用いた方法(20°入射/0°測定)で測定した。   FIG. 12 shows the reflection characteristics (consisting of the above-described reflectance, chromaticity coordinates, and contrast, see above for each item) of each liquid crystal display device of FIG. In any of the liquid crystal display devices 100 according to the first to fourth embodiments, the whiteness of white display is good as can be seen from the chromaticity coordinates as compared with the conventional and comparative examples. In addition, the liquid crystal display devices 100 according to Examples 1 to 4 are inferior in contrast to the conventional and comparative examples, but the reflectance is better than that of the comparative example and is not too low. However, since Example 1 has a relatively low contrast, Examples 2 to 4 have better reflection characteristics. Furthermore, when the chromaticity coordinates and contrast are taken into consideration, the reflection characteristics of Example 3 are preferable. The reflectance, hue (chromaticity coordinates) and contrast were measured by a method using a ring light source and a reflection colorimeter (Yokogawa Meter & Instruments Co., Ltd.) (20 ° incidence / 0 ° measurement).

以上説明したように、リタデーションの値を0.75μm以上1.01μm以下のいずれかの値とし、ツイスト角の角度を、70°以上100°以下の値とし、差分値を、−16°以上+16°以下とし、第1偏光フィルタ110及び第2偏光フィルタ130を白色系の偏光フィルタとした液晶表示装置100は、反射表示において、良好な白表示の白さ(上記色度座標参照)を有し、反射率が低くなく白表示の明るさが確保されたものになっている。また、反射表示におけるコントラストも低くない液晶表示装置100が得られる。また、上記の範囲内において、適宜良好なコントラストが得られることもある。また、特に、リタデーションの値は、0.85μm以上1.01μm以下である方が、白さ、反射率、及び、コントラストが良好になる。また、ツイスト角の角度は、80°以上90°以下である方が、白さ、反射率、及び、コントラストが良好になる。   As described above, the retardation value is set to one of 0.75 μm to 1.01 μm, the twist angle is set to 70 ° to 100 °, and the difference value is −16 ° to +16. The liquid crystal display device 100 in which the first polarizing filter 110 and the second polarizing filter 130 are white polarizing filters has a good white display whiteness (see the chromaticity coordinates) in the reflective display. The reflectance is not low and the brightness of white display is ensured. Further, the liquid crystal display device 100 in which the contrast in the reflective display is not low can be obtained. In addition, good contrast may be obtained as appropriate within the above range. In particular, when the retardation value is 0.85 μm or more and 1.01 μm or less, whiteness, reflectance, and contrast are improved. Further, when the twist angle is not less than 80 ° and not more than 90 °, whiteness, reflectance, and contrast are improved.

上記では、第1偏光フィルタ110及び第2偏光フィルタ130両者について、白色系の偏光フィルタを採用したが、いずれか一方のみを白色系にしても、上記効果はある程度得られる。また、半反射層140を、反射層としてもよい。この場合には、バックライト150は不要になるだけで、基本的な構成は変更されない。このような液晶表示装置は、反射型となる。また、半反射層140又は反射層を白色系としてもよい。この場合、これらは、反射する光について、光の青色成分の吸収が押さえられたものになる。しかし、このように、反射する光を着色する半反射層140及び反射層は、形成することが困難な場合があり、偏光フィルタを白色系にした方がよい。また、偏光フィルタを白色系にすることによって、偏光フィルタにおける光の青色成分の吸収が軽減されるので、偏光フィルタは白色系であった方がよい。これによって、白表示の反射表示における白さが良好になる。   In the above description, the white polarizing filter is adopted for both the first polarizing filter 110 and the second polarizing filter 130. However, the above effect can be obtained to some extent even if only one of them is white. The semi-reflective layer 140 may be a reflective layer. In this case, the backlight 150 is only unnecessary, and the basic configuration is not changed. Such a liquid crystal display device is of a reflective type. The semi-reflective layer 140 or the reflective layer may be white. In this case, for the reflected light, the absorption of the blue component of the light is suppressed. However, in this way, the semi-reflective layer 140 and the reflective layer that color the reflected light may be difficult to form, and it is better to make the polarizing filter white. Moreover, since the absorption of the blue component of the light in a polarizing filter is reduced by making a polarizing filter into a white system, it is better for a polarizing filter to be a white system. Thereby, the whiteness in the reflective display of the white display is improved.

100 液晶表示装置
110 第1偏光フィルタ
120 液晶素子
121 液晶層
121a 液晶分子
122 第1基板
122a 第1基材
122b 第1電極
122c 第1絶縁膜
122d 第1配向膜
123 第2基板
123a 第2基材
123b 第2電極
123c 第2絶縁膜
123d 第2配向膜
130 第2偏光フィルタ
140 半反射層
100 liquid crystal display device 110 first polarizing filter 120 liquid crystal element 121 liquid crystal layer 121a liquid crystal molecule 122 first substrate 122a first base material 122b first electrode 122c first insulating film 122d first alignment film 123 second substrate 123a second base material 123b Second electrode 123c Second insulating film 123d Second alignment film 130 Second polarizing filter 140 Semi-reflective layer

Claims (5)

第1偏光フィルタと、前記第1偏光フィルタの下に位置する液晶素子と、前記液晶素子の下に位置する第2偏光フィルタと、前記第2偏光フィルタの下に位置する反射層又は半反射層と、を備え、前記液晶素子は、上側に位置する第1配向膜と、下側に位置する第2配向膜と、前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置する液晶層と、を備える反射型又は半透過型の液晶表示装置であって、
前記液晶層のリタデーションは、0.75μm以上1.01μm以下であり、
前記液晶層の液晶分子のツイスト角の角度は、70°以上100°以下であり、
前記ツイスト角の角度から、前記第1偏光フィルタの光の吸収軸と前記第2偏光フィルタの光の吸収軸との交差角の角度を減じた角度は、−16°以上+16°以下であり、かつ、前記ツイスト角における角の二等分線と前記交差角における角の二等分線とは略一致しており、
前記第1偏光フィルタと前記第2偏光フィルタと前記反射層又は半反射層とのうちの少なくとも1つは、白色系である、
ことを特徴とする液晶表示装置。
A first polarizing filter; a liquid crystal element positioned below the first polarizing filter; a second polarizing filter positioned below the liquid crystal element; and a reflective layer or semi-reflective layer positioned below the second polarizing filter The liquid crystal element includes a first alignment film positioned on the upper side, a second alignment film positioned on the lower side, and a liquid crystal layer positioned between the first alignment film and the second alignment film. A reflective or transflective liquid crystal display device comprising:
The retardation of the liquid crystal layer is 0.75 μm or more and 1.01 μm or less,
The twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is 70 ° or more and 100 ° or less,
The angle obtained by subtracting the angle of the intersection angle between the light absorption axis of the first polarizing filter and the light absorption axis of the second polarizing filter from the twist angle is -16 ° or more and + 16 ° or less, And the angle bisector at the twist angle and the angle bisector at the intersection angle are substantially coincident,
At least one of the first polarizing filter, the second polarizing filter, and the reflective layer or the semi-reflective layer is white.
A liquid crystal display device characterized by the above.
前記液晶層のリタデーションは、0.85μm以上1.01μm以下である、
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
The retardation of the liquid crystal layer is 0.85 μm or more and 1.01 μm or less.
The liquid crystal display device according to claim 1.
前記液晶層のツイスト角は、80°以上90°以下である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
The twist angle of the liquid crystal layer is not less than 80 ° and not more than 90 °.
The liquid crystal display device according to claim 1 or 2.
第1偏光フィルタと、前記第1偏光フィルタの下に位置する液晶素子と、前記液晶素子の下に位置する第2偏光フィルタと、前記第2偏光フィルタの下に位置する反射層又は半反射層と、を備え、前記液晶素子は、上側に位置する第1配向膜と、下側に位置する第2配向膜と、前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置する液晶層と、を備える反射型又は半透過型の液晶表示装置の生産方法であって、
前記液晶層のリタデーションは、0.75μm以上1.01μm以下であり、前記液晶層の液晶分子のツイスト角の角度は、70°以上100°以下である液晶素子を用意し、
前記ツイスト角の角度から、前記第1偏光フィルタの光の吸収軸と前記第2偏光フィルタの光の吸収軸との交差角の角度を減じた角度が、−16°以上+16°以下となるように、かつ、前記ツイスト角における角の二等分線と前記交差角における角の二等分線とは略一致するように、前記第1偏光フィルタと前記第2偏光フィルタとを配置し、
前記第1偏光フィルタと前記第2偏光フィルタと前記反射層又は半反射層とのうちの少なくとも1つを、白色系で構成する、
ことを特徴とする液晶表示装置の生産方法。
A first polarizing filter; a liquid crystal element positioned below the first polarizing filter; a second polarizing filter positioned below the liquid crystal element; and a reflective layer or semi-reflective layer positioned below the second polarizing filter The liquid crystal element includes a first alignment film positioned on the upper side, a second alignment film positioned on the lower side, and a liquid crystal layer positioned between the first alignment film and the second alignment film. A method for producing a reflective or transflective liquid crystal display device comprising:
A retardation of the liquid crystal layer is 0.75 μm or more and 1.01 μm or less, and a twist angle of liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is 70 ° or more and 100 ° or less.
An angle obtained by subtracting the angle of the intersection angle between the light absorption axis of the first polarizing filter and the light absorption axis of the second polarizing filter from the twist angle is −16 ° to + 16 °. And the first polarizing filter and the second polarizing filter are arranged so that the angle bisector of the twist angle and the angle bisector of the intersection angle substantially coincide with each other,
Configuring at least one of the first polarizing filter, the second polarizing filter, and the reflective layer or the semi-reflective layer in a white system;
A method for producing a liquid crystal display device.
第1偏光フィルタと、前記第1偏光フィルタの下に位置する液晶素子と、前記液晶素子の下に位置する第2偏光フィルタと、前記第2偏光フィルタの下に位置する反射層又は半反射層と、を備え、前記液晶素子は、上側に位置する第1配向膜と、下側に位置する第2配向膜と、前記第1配向膜と前記第2配向膜との間に位置する液晶層と、を備える反射型又は半透過型の液晶表示装置の設計方法であって、
前記液晶層のリタデーションを、0.75μm以上1.01μm以下とし、
前記液晶層の液晶分子のツイスト角の角度を、70°以上100°以下とし、
前記ツイスト角の角度から、前記第1偏光フィルタの光の吸収軸と前記第2偏光フィルタの光の吸収軸との交差角の角度を減じた角度を、−16°以上+16°以下とし、かつ、前記ツイスト角における角の二等分線と前記交差角における角の二等分線とを略一致させ、
前記第1偏光フィルタと前記第2偏光フィルタと前記反射層又は半反射層とのうちの少なくとも1つを、白色系とする、
ことを特徴とする液晶表示装置の設計方法。
A first polarizing filter; a liquid crystal element positioned below the first polarizing filter; a second polarizing filter positioned below the liquid crystal element; and a reflective layer or semi-reflective layer positioned below the second polarizing filter The liquid crystal element includes a first alignment film positioned on the upper side, a second alignment film positioned on the lower side, and a liquid crystal layer positioned between the first alignment film and the second alignment film. A method of designing a reflective or transflective liquid crystal display device comprising:
The retardation of the liquid crystal layer is 0.75 μm or more and 1.01 μm or less,
The twist angle of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is set to 70 ° to 100 °,
An angle obtained by subtracting the angle of the intersection angle between the light absorption axis of the first polarizing filter and the light absorption axis of the second polarizing filter from the twist angle is set to −16 ° to + 16 °, and The angle bisector at the twist angle and the angle bisector at the intersection angle are substantially matched,
At least one of the first polarizing filter, the second polarizing filter, and the reflective layer or the semi-reflective layer is a white system,
A method for designing a liquid crystal display device.
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