JP3022477B2

JP3022477B2 - 反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JP3022477B2
Application number: JP10099144A
Authority: JP
Inventors: 照晃鈴木; 浩一柳井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2018-04-10
Also published as: JPH11295720A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置に関し、更に詳しくは、高コントラスト比で表示可能
な反射型液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】反射型の液晶表示装置（ＬＣＤ）は、バ
ックライトが不要で消費電力が小さいく、バッテリーに
より駆動する携帯用機器に多用されている。反射型の液
晶表示装置の動作方式のうち、現在、最も一般的に用い
られている方式は、ツイステッド・ネマティック（Ｔ
Ｎ）方式と呼ばれるものである。以下、図面を参照し、
例を挙げて従来の反射型液晶表示装置を説明する。図１
１は、従来のＴＮ方式の反射型液晶表示装置の構成を示
す側面断面図である。従来の反射型液晶表示装置１０
は、図１１に示すように、５μｍ程度の間隔で離隔して
重ね合わせられた２枚の透明基板である上基板１１及び
下基板１２と、両基板間に、約９０度ねじれるように配
向処理された液晶層２０とを有しており、２枚の透明基
板の外側（液晶層と接していない側）の表面には、偏光
板１５，１６がそれぞれ貼られている。また、従来の反
射型液晶表示装置１０は、上基板１１及び下基板１２の
内側（液晶層と接する側）の表面に、酸化インジウム錫
（ＩＴＯ）等の透明導電性材料よりなる透明電極５１，
５２を有しており、透明電極５１、５２を介して液晶層
２０に電界を作用させることにより、その配向状態を変
化させ、反射板６２で反射されて使用者に届く光の強度
を変化させて、表示を行うことができる。

【０００３】しかし、従来のＴＮ方式の反射型液晶表示
装置１０では、以下の難点があった。第１には、入射光
が、片道２回、すなわち往復４回、偏光板を通過した
後、出射する。偏光板１５、１６は、吸収軸方向の偏光
のみならず、それに垂直な透過軸方向の偏光に対しても
若干の吸収を有するするため、偏光板を通過する毎に光
の損失が生じる。よって、偏光板を２枚用いた反射型液
晶表示装置１０では、明るい表示を得ることが困難であ
る（明るさ不足の難点）。第２の難点は、液晶層と反射
板との間に約１ｍｍ程度の厚さの透明基板が存在してい
るため、斜めから観察した場合に表示が二重に見えてし
まう（視差の難点）。尚、従来、液晶層のツイスト角を
２００度程度まで大きくしたスーパー・ツイステッド・
ネマティック（ＳＴＮ）方式の反射型液晶表示装置も使
用されているが、この場合にも、２枚の偏光板を用いる
ため、ＴＮ方式と同様、明るさの不足や視差の点で好ま
しくない。

【０００４】これらの難点の解決策として、プロシーデ
ィングズ・オブ・ジ・エスアイディー(Proceedings of
the SID)２１巻２号６３〜６５頁（１９８０年）に記載
された、Ａ．Ｒ．クメッツ（A. R. Kmetz）の報告で
は、偏光板を１枚だけ用いる反射型液晶表示装置の構成
について述べられている。この文献によると、反射型液
晶表示装置は、入射光の偏光板を通過する回数が２回の
みでよい構成を有するため、反射型液晶表示装置１０と
比較して、光の損失を抑えることができる。また、偏光
板を液晶層の背面側に配置する必要が無いので、入射側
に対向する側の基板の電極を、金属等を用いて形成して
反射電極として利用することができ、視差の難点も解消
される。更に、特開平４−１１６５１５には、上記のよ
うに偏光板を一枚だけ用いる構成を有する反射型液晶表
示装置において、液晶層のツイスト角と、液晶層の屈折
率異方性及び層厚（セルギャップ）の積（Δｎｄ）と、
偏光板角との３つのパラメーターの最適化について記述
されている。ここで、偏光板角とは、偏光板の透過軸と
入射側の液晶配向方位とのなす角である。図１２は、特
開平４−１１６５１５に記載された反射型液晶表示装置
の構成を示す断面図である。図１２では、透明電極５１
及び配向膜２１が順次形成された上基板１１と、反射電
極５３、配向膜２２が順次形成された下基板１２とが、
液晶層２０を挟持するように向かい合わせに重ねられ、
上基板の入射側、すなわち透明電極に対向する側の表面
に偏光板１５が貼付されている。特開平４−１１６５１
５に開示された、最適化された設計パラメータの一例を
以下に示す。液晶層のツイスト角：６３° 液晶層のΔｎｄ：０．２μｍ偏光板角；０°又は９０° 上記に示した設計パラメータで設計、製造された反射型
液晶表示装置では、液晶層に入射した直線偏光は、液晶
層透過後の反射面ではほぼ円偏光になり、更に、反射し
て液晶層を透過した後には、入射光とほぼ９０度その偏
光面が回転した直線偏光になる。従って、液晶層による
偏光変換がきわめて高効率で行われる。

【０００５】また、１９９７・エスアイディー・インタ
ーナショナル・シンポジウム・ダイジェスト・オブ・テ
クニカル・ペーパーズ(1997 SID International Sympos
iumDigest of Technical Papers)２８巻６４３〜６４６
頁（１９９７年）に記載されたＳ．−Ｔ．ウー（S.-T.
Wu）らの報告でも、図１２に示したような、偏光板を１
枚だけ用いる反射型液晶表示装置の構成における最適化
された設計パラメーターが記載されている。この文献に
示された反射型液晶表示装置の一例（例１）の設計パラ
メーターを以下に示す。液晶層のツイスト角：９０° 液晶層のΔｎｄ：０．２５μｍ偏光板角；２０° また、この文献に示された反射型液晶表示装置の別の一
例（例２）の設計パラメーターを以下に示す。液晶層のツイスト角：７０° 液晶層のΔｎｄ：０．２８μｍ偏光板角；２０° 上記の設計パラメータを用いて、図１２に示した構成を
有する素子を設計、製造すると、ノーマリーブラックの
素子として動作する。すなわち、電圧無印加時に暗状態
を表示し、電圧印加時に明状態を表示する。更に、図１
３に示すように、偏光板１５と上基板１１との間に四分
の一波長板（λ／４板）２５を追加して配置することに
より、ノーマリーホワイトの素子を製造することもでき
る。四分の一波長板とは、互いに垂直な方向に振動する
直線偏光の間に１／４波長の光路差を生ずるように厚さ
が決められた複屈折板のことを言う。四分の一波長板２
５は、その光学軸が、偏光板１５の偏光透過軸に対して
４５度の角度をなすように配置する。このような配置に
すると、直線偏光は、四分の一波長板により右回りまた
は左回りの円偏光に変換されるために、電圧無印加状態
において明状態、電圧印加状態において暗状態をそれぞ
れ表示することができる。図１３に示したようなノーマ
リーホワイトの構成を有する素子は、暗状態表示時の反
射率の、セルギャップおよび波長に対する依存性が小さ
いので、図１１に示したようなノーマリーブラックの構
成の素子よりも好ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、偏光板を１
枚だけ用いる方式による反射型液晶表示装置（反射型Ｌ
ＣＤ）において、四分の一波長板を偏光板と組み合わせ
て液晶層に円偏光を入射させ、ノーマリーホワイトで動
作するように構成した場合、電圧印加時には、液晶分子
が電界方向（基板法線方向）に立ち上がるために複屈折
の作用を失い、結果として暗状態を表示する。しかし、
基板界面に比較的強固に固定されている基板界面付近の
液晶分子のために、電圧印加時にも複屈折の作用が残存
し、十分な表示コントラストが得られないという問題が
あった。この対策として、例１のように液晶層のツイス
ト角を９０度とした場合には、上下基板界面の液晶分子
の残存複屈折が互いに補償しあうために、比較的高いコ
ントラスト比が得られる。しかし、後に詳細に述べるよ
うに、電圧無印加時の明るさやセルギャップマージンの
点では、ツイスト角は８０度以下、好ましくは７０度程
度が望ましく、このため、明るさとコントラスト比の両
立は困難であった。以上のような事情に照らして、本発
明の目的は、明るく、高コントラスト比で表示可能な反
射型液晶表示装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来、偏光
板の偏光透過軸に対して４５度の角度に配置されていた
四分の一波長板を、４５度から若干ずらして配置するこ
とにより、基板界面の液晶のために電圧印加時に残存す
る複屈折の影響を補償することができ、表示コントラス
トの大幅な改善が得られることを見い出し、本発明を完
成するに至った。上記目的を達成するために、本発明に
係る反射型液晶表示装置は、光の入射方向側から見て、
偏光板、四分の一波長板、透明基板、透明電極、配向
膜、及び、ツイステッド・ネマティック方式の液晶層が
順次並べられたノーマリーホワイトの反射型液晶表示装
置において、四分の一波長板の光学軸と偏光板の透過軸
とのなす角度が、６５°未満で４５°を越える角度、又
は、４５°未満で２５ °を越える角度であることを特
徴としている。好適には、四分の一波長板の光学軸と偏
光板の透過軸とのなす角度が、３９°以上４３°以下、
又は、４７°以上５１°以下の範囲の角度である。本明
細書でツイステッド・ネマティック方式の液晶層とは、
ツイスト角が９０°である液晶層に限らず、ツイスト角
が９０°から５０°程度までの範囲内である液晶層も含
める。また本明細書でノーマリーホワイトとは、無電界
時に光が透過するように構成された反射型液晶表示装置
を言い、配置された偏光板の枚数は１枚であってもよ
い。

【０００８】四分の一波長板が、一軸の位相差板を積層
してなる広帯域四分の一波長板であると、本発明の効果
が一層顕著となる。また好適には、液晶層のツイスト角
が、６０°以上８５°以下の範囲の角度である。この場
合、６８°以上７４°以下の範囲の角度であることが好
ましい。また、液晶層の屈折率異方性Δｎと、セルギャ
ップである液晶層厚ｄとの乗算値であるΔｎｄ値が、
０．２０μｍ以上０．３５μｍ以下の範囲の値、好まし
くは０．２４μｍ以上０．３１μｍ以下の範囲の値であ
ると、明るく、高コントラスト比で、セルギャップ依存
性・波長依存性が小さい反射型液晶表示装置が実現され
る。本発明の好適な実施態様例は、液晶層のツイスト角
が約７０度、Δｎｄ値が約０．２７μｍである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、実施形態例、解析計算
例、及び実施例を挙げ、添付図面を参照して、本発明の
実施の形態を具体的かつより詳細に説明する。実施形態例本実施形態例は、本発明の一実施形態例である。図１
は、本実施形態例の反射型液晶表示装置の構成を示す側
面断面図である。本実施形態例の反射型液晶表示装置５
０は、光の入射方向側から見て、順次、偏光板１５、四
分の一波長板２５、透明な上基板１１、透明電極５１、
配向膜２１、ツイステッド・ネマティック方式の液晶層
２０、配向膜２２、反射電極５３、及び、透明な下基板
１２が並べられたノーマリーホワイトの反射型液晶表示
装置である。四分の一波長板２５と偏光板１５とは、上
基板１１の入射側、すなわち配向膜２１に対向する側に
貼付されている。液晶層２０はツイステッド・ネマチッ
ク液晶である。本実施形態例では、四分の一波長板２５
として、広帯域四分の一波長板と呼ばれるタイプのもの
を使用してもよい。広帯域四分の一波長板とは、特開平
５−１００１１４に記載されているように、複数の位相
差フィルムをその光学軸の方向を適当に交差させて積層
した構成を有し、偏光板と所定の相対角度をなすように
組み合わせることで、幅広い波長域にわたり、直線偏光
を円偏光に変換することができるものである。

【００１０】図２は、四分の一波長板２５および偏光板
１５の配置角を説明する図である。四分の一波長板２５
の光学軸、及び、偏光板１５の偏光透過軸は、図２に示
すように、上基板側液晶配向方向に対して、それぞれ角
度α、βの角度をなすように配置される。本実施形態例
では、四分の一波長板２５の光学軸と、偏光板１５の偏
光透過軸とのなす角度、すなわちαとβとの角度差は、
従来の４５°に比べて若干ずれており、四分の一波長板
と偏光板との相対角度が、直線偏光を円偏光に変換する
角度とは異なるように配している。

【００１１】本実施形態例の反射型液晶表示装置では、
従来では液晶層に右回りまたは左回りの円偏光が入射す
るのに比べ、不完全な円偏光が液晶層に入射する。従っ
て、基板界面の液晶による複屈折の影響を補償すること
ができ、電圧印加時（暗状態）の反射率は低くおさえら
れ、表示コントラストを改善して著しい高コントラスト
化を実現することができる。本実施形態例の反射型液晶
表示装置５０は、セグメント型、単純マトリックス型、
あるいはアクティブマトリックス型の反射型液晶表示装
置とすることが可能である。また、モノクロ型としても
よいし、カラーフィルターを用いてカラー型としてもよ
い。反射電極５２は、その表面が微小な凹凸を有するよ
うに形成してもよく、これによって適度な散乱性を持た
せ、メタリック感の無い表示が可能になる。また、反射
電極５２の表面を平坦な形状とした場合には、たとえば
上基板１１と四分の一波長板２５との間に拡散フィルム
を配置することにより、メタリック感の無い表示とする
ことができる。

【００１２】解析計算例１本解析計算例は、実施形態例の反射型液晶表示装置で、
液晶層のツイスト角を約７０度とし、液晶層のΔｎｄの
値を約０．２７μｍとすることによって、明るく、セル
ギャップ依存性・波長依存性の小さい、反射型の液晶表
示装置が実現されることを示す解析計算例である。図１
４は、電圧を印加しない状態で液晶層のツイスト角をパ
ラメータとして変更して計算し、液晶層のΔｎｄに対す
る反射率の依存性を求めた結果を曲線で示したグラフ図
である。それぞれの曲線の極大点について比較すると、
液晶層のツイスト角を約８０度以下にすると高い反射率
が得られ、ツイスト角６０度ではΔｎｄの２つの値に対
して反射率が極大となることがわかる。ツイスト角７０
度でも２つの極大を有するが、その間での曲線のくぼみ
（反射率の低下）は小さく曲線は平坦である。すなわ
ち、ツイスト角を約７０度として、セルギャップ設計値
をこの依存性曲線の平坦な部分に対応する値に設定、す
なわち、Δｎｄが約０．２７μｍとなるように設定すれ
ば、セルギャップマージンが最大になることがわかる。
また、セルギャップ依存性は、波長依存性と相関がある
ため、波長依存性についても改善することができる。従
来、ツイスト角を７０度程度とすると、コントラスト比
が低下してしまい、実用上の特性は良くなかった。本解
析計算例により、四分の一波長板と偏光板との相対配置
をずらすことによって、ツイスト角約７０度程度であっ
ても、明るさやセルギャップマージンなどの長所を維持
しつつ、高コントラスト化が可能になることが判明し
た。

【００１３】解析計算例２図３は、図１に示した実施形態例の反射型液晶表示装置
５０で、解析計算例１に基づき、液晶層のツイスト角を
７０度、液晶層のΔｎｄを０．２７μｍ（セルギャップ
４．０μｍ）とし、四分の一波長板配置角αおよび偏光
板配置角βをパラメータとして変化させて、５Ｖ印加時
のコントラスト比をシミュレーション計算した結果を示
すグラフ図である。このシミュレーション計算では、四
分の一波長板の屈折率異方性は、波長依存性を考慮した
上で、１軸延伸のポリカーボネートフィルムを仮定した
値を用いた。液晶層については、標準的なネマチック液
晶における、屈折率異方性の波長依存性を仮定した。図
３から判るように、α＝β＋４５度とした従来の反射型
液晶表示装置と比較して、この角度をずらして配置した
場合にコントラスト比が向上することを確認できた。ま
た、角度は、α＝β＋４５度の配置に対して２度から６
度程度、高い又は低い角度が好ましいことがわかった。

【００１４】解析計算例３本解析計算例は、四分の一波長板として積層型の広帯域
四分の一波長板を用いた場合について、シミュレーショ
ン計算による評価を行った例であり、それ以外の条件は
解析計算例１と同じである。本解析計算例のシミュレー
ション計算で仮定した広帯域四分の一波長板は、１軸延
伸のポリカーボネートを２層積層した、日東電工（株）
製の商品名「広帯域波長フィルム」である。図４は、日
東電工（株）製の「広帯域波長フィルム」によって得ら
れる位相差の波長依存性を示すグラフ図である。図４に
示されるように、可視光全域にわたりπ／２の位相差が
得られ、すなわち、直線偏光が円偏光に変換される。広
帯域四分の一波長板は、積層構造を有しているため、そ
の光学軸は厳密な意味では定義できないが、本解析計算
例では、入射した直線偏光を円偏光に変換する配置とし
た場合に、入射直線偏光の偏光方向と４５度をなす方向
を、便宜的に光学軸２６と定義した（図５）。本解析計
算例のシミュレーション計算においても、解析計算例２
と同様、液晶層のツイスト角を７０度、液晶層のΔｎｄ
を０．２７μｍ（セルギャップ４．０μｍ）とし、四分
の一波長板配置角αおよび偏光板配置角βを変化させ
て、５Ｖ印加時のコントラスト比を計算した。図６
は、広帯域四分の一波長板を仮定したシミュレーション
計算による計算結果を示すグラフ図である。このシミュ
レーション計算においても、解析計算例２と同様、α＝
β＋４５度とした従来の構成の場合と比較して、この角
度をずらして配置した場合にコントラスト比が向上する
ことを確認できた（図６）。角度は、α＝β＋４５度の
配置に対して２度から６度程度、高い又は低いほうにず
らした角度が好ましいことがわかった。また、通常の四
分の一波長板を用いた場合の計算結果（図３）と比べる
と、広帯域四分の一波長板を用いることによって、より
高いコントラスト比が得られることがわかった。

【００１５】解析計算例４本解析計算例では、先ず、解析計算例３で、液層層のツ
イスト角を６８度とし、四分の一波長板配置角αおよび
偏光板配置角βを変化させた条件で、５Ｖ印加時のコン
トラスト比をシミュレーション計算した。計算条件は、
液晶層のツイスト角を除いて解析計算例３と同じであ
る。図７は、上記のシミュレーション計算による計算結
果を示すグラフ図である。図７から判るように、α＝β
＋４５度とした従来の反射型液晶表示装置と比較して、
この角度をずらして配置するとコントラスト比が向上す
ることを確認できた。更に、液層層のツイスト角を７
４度とし、四分の一波長板配置角αおよび偏光板配置角
βを変化させて、５Ｖ印加時のコントラスト比を計算し
た。計算条件は、液晶層のツイスト角を除いて解析計算
例３と同じである。図８はこのシミュレーション計算よ
る計算結果を示すグラフ図である。図８から判るよう
に、α＝β＋４５度とした従来の反射型液晶表示装置と
比較して、この角度をずらして配置した場合にコントラ
スト比が向上することを確認できた。

【００１６】以下、解析計算例１から４に基づき、本発
明の上記実施形態例を実際に適用した反射型液晶表示装
置の具体的構成例を各実施例として示す。実施例１本実施例では、下記の設計パラメーターで、図１に示し
た反射型液晶表示装置（反射型ＬＣＤ）を構成した。液晶層のツイスト角：７０度液晶層のΔｎｄ：０．２７μｍ（セルギャップ４．０μｍ）四分の一波長板配置角α：６１度偏光板配置角β ：２０度（α＝β＋４１度）四分の一波長板としては、日東電工（株）製の２層積層
型広帯域四分の一波長板を用いた。本実施例の反射型液
晶表示装置について、電圧反射率特性の測定を行ったと
ころ、電圧無印加時において、反射率は４０％であり、
５Ｖ印加時において、コントラスト比は４０であった。

【００１７】実施例１の比較例１本比較例の反射型液晶表示装置の構成は、四分の一波長
板の配置角αが６５度（α＝β＋４５度）である点を除
いて、実施例１の反射型液晶表示装置と同じである。本
比較例の反射型液晶表示装置について、電圧反射率特性
の測定を行ったところ、電圧無印加時での反射率は４０
％であり実施例１と同様であったが、５Ｖ印加時におけ
るコントラスト比は１５であり、実施例１に比べて遥か
に低かった。

【００１８】実施例１の比較例２本比較例においては、下記設計パラメーターに基づいて
図１に示した反射型ＬＣＤを構成を決定した。液晶層のツイスト角：９０度液晶層のΔｎｄ：０．２４ μｍ（セルギャップ３．５μｍ）四分の一波長板配置角α：６５度偏光板配置角β ：２０度（α＝β＋４５度）本比較例の反射型液晶表示装置の構成は、上記のパラメ
ーター以外については実施例１と同様である。本比較例
の反射型液晶表示装置について、電圧反射率特性の測定
を行ったところ、電圧を印加しないときの反射率は３２
％、５Ｖ印加時におけるコントラスト比は３５であり、
両者とも実施例１に比べて低かった。

【００１９】実施例２本実施例においては、実施例１の反射型液晶表示装置の
構成において、セルギャップを３．５μｍ、４．０μ
ｍ、及び４．５μｍに変更した３種類の反射型ＬＣＤを
製造した。液晶層のΔｎｄは、各セルギャップの値に応
じ、それぞれ、０．２４μｍ、０．２７μｍ、及び０．
３１μｍである。本実施例の反射型液晶表示装置の構成
は、これらの点を除いて、実施例１と同じである。本実
施例の各反射型液晶表示装置について、明状態から暗状
態の表示を行ったところ、セルギャップの違いによる差
は、発明者らの目視による観察では一切見られなかっ
た。尚、本実施例により、最近の液晶表示装置の量産技
術におけるセルギャップ精度は、±０．３μｍ以内程度
であり、本実施例におけるセルギャップの変化の範囲よ
りも狭い。よって、本実施例により、実施例１に示した
設計パラメーターによる液晶表示装置は、十分に大きな
セルギャップマージンを有することがわかった。

【００２０】実施例１及び実施例２の比較例本比較例においては、特開平４−１１６５１５に記載の
設計パラメーターに基づき、液晶層のツイスト角を６３
度、四分の一波長板配置角αを４５度、偏光板配置角β
を０度とした。セルギャップについては、２．５μｍ、
３．０μｍ、３．５μｍと変化させて３種の反射型ＬＣ
Ｄを製造した。液晶層のΔｎｄは、それぞれ０．１７μ
ｍ、０．２０μｍ、０．２４μｍである。本比較例の反
射型液晶表示装置の構成は、以上の点を除いて、実施例
１の反射型液晶表示装置と同じである。本比較例の各反
射型液晶表示装置について、明状態から暗状態の表示を
行ったところ、セルギャップの違いによる明るさおよび
色味の差が、発明者らの目視による観察で明確に認めら
れた。

【００２１】実施例３本実施例では、６．１型６４０×４８０画素のアクティ
ブマトリックス型のカラー表示可能な反射型液晶表示装
置（反射型カラーＬＣＤ）の例である。図９は、本実施
例の反射型液晶表示装置の構成を示す展開図である。本
実施例の反射型液晶表示装置は、アクティブマトリクス
基板２００とカラーフィルタ基板１００とを、液晶層２
０を挟むように向かい合わせに重ねて備えている。アク
ティブマトリクス基板２００には、反射電極が縦横のマ
トリクス上に形成されており、各々の反射電極には薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）のドレイン端子が接続されてい
る。ＴＦＴのゲート端子はゲートバスライン２２０に、
ソース端子は信号バスライン２１０に、それぞれ接続さ
れている。画素電極２３０の表面は入射光を拡散して反
射する微小な凹凸を有する形状である。一方、カラーフ
ィルタ基板には、赤、緑、青の色層が、アクティブマト
リクス基板側の画素電極に対応するようにストライプ状
に形成されている。カラーフィルタ基板１００及びアク
ティブマトリクス基板の内側面（液晶層に接する側の表
面）には、ポリイミド樹脂からなる配向膜（図示せず）
が形成されており、液晶層を所定の配向状態とするため
のラビング処理が施されている。また、カラーフィルタ
基板１００の上記配向膜の形成された側に対向する側に
は、四分の一波長板３００と偏光板４００とがこの順に
貼り付けられている。

【００２２】図１０は、アクティブマトリクス基板のＴ
ＦＴおよび画素電極の構成を示す側面断面図である。ア
クティブマトリクス基板は、基板２０１の上に形成され
たクロムからなるゲート端子２４２と、その上を覆う絶
縁層２６０と、その上に形成されたアモルファスシリコ
ンからなる島状のチャネル層２４５と、クロムからな
り、チャネル層に接続する所定形状のソース端子２４３
及びドレイン端子２４４と、その上に形成された樹脂層
２５０と、更にその上の反射電極２３０とから構成され
る。反射電極２３０は、アルミニウムからなり、コンタ
クト部２３１を除いて樹脂層２５０により下部構造と絶
縁されていて、コンタクト部２３１ではドレイン端子２
４４に接続されている。本実施例の反射型液晶表示装置
を製造するに際し、液晶層のツイスト角、液晶層のΔｎ
ｄ、四分の一波長板配置角α、偏光板配置角βなどの光
学設計パラメータは、実施例１に示した値を用いた。本
実施例の液晶表示装置では、明るく、高コントラスト比
で、ムラのない、フルカラー画像を表示することができ
た。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、四分の一波長板の光学
軸と偏光板の透過軸とのなす角度が、６５°未満で４５
°を越える角度、又は、４５°未満で２５ °を越える
角度である。これにより、不完全な円偏光が液晶層に入
射し、基板界面の液晶による複屈折の影響を補償するこ
とができるので、電圧印加時（暗状態）での反射率が低
くされ、表示コントラストが大きく改善されて高くな
る。好適には、液晶層の屈折率異方性と、セルギャップ
である液晶層厚との乗算値であるΔｎｄ値が、０．２４
μｍ以上０．３１μｍ以下の範囲の値である。これによ
り、明るさとセルギャップマージンとを優先した設計に
おいてコントラスト比を大幅に改善できるため、明る
さ、コントラスト比、及びセルギャップマージンの全て
の点で優れた反射型液晶表示装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例の反射型液晶表示装置の構成を示す
側面断面図である。

【図２】実施形態例の反射型液晶表示装置の四分の一波
長板及び偏光板の配置角を説明する模式図である。

【図３】解析計算例２でシミュレーション計算した結果
を示すグラフ図である。

【図４】解析計算例３で用いた広帯域波長フィルムによ
って得られる位相差の波長依存性を示すグラフ図であ
る。

【図５】解析計算例３で用いた広帯域四分の一波長板の
光学軸を説明する模式図である。

【図６】解析計算例３でシミュレーション計算した結果
を示すグラフ図である。

【図７】解析計算例４でシミュレーション計算した結果
を示すグラフ図である。

【図８】解析計算例４でシミュレーション計算した結果
を示すグラフ図である。

【図９】実施例３の反射型液晶表示装置の構成を示す展
開図である。

【図１０】実施例３の反射型液晶表示装置のアクティブ
マトリクス基板のＴＦＴおよび画素電極の構成を示す側
面断面図である。

【図１１】従来のＴＮ方式の反射型液晶表示装置の一例
の構成を示す側面断面図である。

【図１２】従来のＴＮ方式の反射型液晶表示装置の一例
の構成を示す側面断面図である。

【図１３】従来のＴＮ方式の反射型液晶表示装置の一例
の構成を示す側面断面図である。

【図１４】解析計算例１でシミュレーション計算した結
果を示すグラフ図であり、ツイスト角およびΔｎｄに対
する反射率の依存性を説明する図である。

【符号の説明】

１０反射型液晶表示装置１１上基板１２下基板１５、１６偏光板２０液晶層２１、２２配向膜２５四分の一波長板２６光学軸５０反射型液晶表示装置５１、５２透明電極５３反射電極６２反射板１００カラーフィルタ基板１５０色層２００アクティブマトリクス基板２１０信号バスライン２２０ゲートバスライン２３０反射電極２３１コンタクト部２４０ＴＦＴ２４２ゲート端子２４３ソース端子２４４ドレイン端子２４５チャネル層２５０樹脂層２６０絶縁層３００四分の一波長板４００偏光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13363

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光の入射方向側から見て、偏光板、四分
の一波長板、透明基板、透明電極、配向膜、及び、ツイ
ステッド・ネマティック方式の液晶層が順次並べられた
ノーマリーホワイトの反射型液晶表示装置において、四分の一波長板が、一軸の位相差板を積層してなる広帯
域四分の一波長板であり、四分の一波長板の光学軸と偏
光板の透過軸とのなす角度が、６５°未満で４５°を越
える角度、又は、４５°未満で２５°を越える角度であ
ることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】光の入射方向側から見て、偏光板、四分
の一波長板、透明基板、透明電極、配向膜、及び、ツイ
ステッド・ネマティック方式の液晶層が順次並べられた
ノーマリーホワイトの反射型液晶表示装置において、液晶層のツイスト角が、６０°以上８５°以下の範囲の
角度であり、四分の一波長板の光学軸と偏光板の透過軸
とのなす角度が、６５°未満で４５°を越える角度、又
は、４５°未満で２５°を越える角度であることを特徴
とする反射型液晶表示装置。
【請求項３】四分の一波長板の光学軸と偏光板の透過
軸とのなす角度が、３９°以上４３°以下、又は、４７
°以上５１°以下の範囲の角度であることを特徴とする
請求項１又は２に記載の反射型液晶表示装置。
【請求項４】液晶層のツイスト角が、６８°以上７４
°以下の範囲の角度であることを特徴とする請求項２に
記載の反射型液晶表示装置。
【請求項５】液晶層の屈折率異方性Δｎと、セルギャ
ップである液晶層厚ｄとの乗算値であるΔｎｄ値が、
０．２０μｍ以上０．３５μｍ以下の範囲の値であるこ
とを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の反射型液
晶表示装置。
【請求項６】液晶層の屈折率異方性Δｎと、セルギャ
ップである液晶層厚ｄとの乗算値であるΔｎｄ値が、
０．２４μｍ以上０．３１μｍ以下の範囲の値であるこ
とを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の反射型液
晶表示装置。