JP3090020B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
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- JP3090020B2 JP3090020B2 JP08022526A JP2252696A JP3090020B2 JP 3090020 B2 JP3090020 B2 JP 3090020B2 JP 08022526 A JP08022526 A JP 08022526A JP 2252696 A JP2252696 A JP 2252696A JP 3090020 B2 JP3090020 B2 JP 3090020B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、明るくコントラス
トの高い表示ができる反射型の液晶表示素子に関する。
トの高い表示ができる反射型の液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子は、薄く、軽いので、携帯
型の情報端末のディスプレイとして広く用いられてい
る。液晶は、自らは発光しない受光型素子で、数ボルト
の低電圧で駆動できるので、背面に反射板を置いて外部
光で照らして表示を見る反射型の液晶素子は極めて低消
費電力である。
型の情報端末のディスプレイとして広く用いられてい
る。液晶は、自らは発光しない受光型素子で、数ボルト
の低電圧で駆動できるので、背面に反射板を置いて外部
光で照らして表示を見る反射型の液晶素子は極めて低消
費電力である。
【０００３】しかし、反射型の液晶表示素子は通常、２
枚の偏光板で液晶セルを挟み、その背後にアルミの表面
を粗した散乱反射板を貼って用いる。液晶セルとして
は、７セグメントのような表示容量の非常に小さい場
合、あるいは、表示容量が大きくてもＴＦＴのようなア
クティブ素子によって駆動する場合は９０度ツイスト配
向のＴＮ液晶が用いられ、単純マトリクス駆動で表示容
量が大きい場合は１８０度から２６０度ツイスト配向さ
せたＳＴＮ液晶が用いられている。ＳＴＮ液晶の場合に
は、２枚の偏光板の内側にポリカーボネートやポリビニ
ルアルコールなどのポリマーを延伸して複屈折性を与え
た位相差板を挿入することにより、複屈折効果による色
付きをなくして白黒表示としたり、逆に、複屈折効果に
よる色を強調してカラー表示する場合もある（例えば、
特開平６−３０１００６）。
枚の偏光板で液晶セルを挟み、その背後にアルミの表面
を粗した散乱反射板を貼って用いる。液晶セルとして
は、７セグメントのような表示容量の非常に小さい場
合、あるいは、表示容量が大きくてもＴＦＴのようなア
クティブ素子によって駆動する場合は９０度ツイスト配
向のＴＮ液晶が用いられ、単純マトリクス駆動で表示容
量が大きい場合は１８０度から２６０度ツイスト配向さ
せたＳＴＮ液晶が用いられている。ＳＴＮ液晶の場合に
は、２枚の偏光板の内側にポリカーボネートやポリビニ
ルアルコールなどのポリマーを延伸して複屈折性を与え
た位相差板を挿入することにより、複屈折効果による色
付きをなくして白黒表示としたり、逆に、複屈折効果に
よる色を強調してカラー表示する場合もある（例えば、
特開平６−３０１００６）。
【０００４】これらの反射型液晶素子で用いられる偏光
板の透過率は、せいぜい４５％程度であり、偏光板の吸
収軸に平行な偏光の透過率は０％で、垂直な偏光の透過
率は９０％である。偏光板を２枚用いる反射型液晶パネ
ルでは、入射光は４回偏光板を通って出射することにな
る。このため、総合的な透過率は （０．９）4×０．５＝０．３２８ となり約３３％以上には決して上がらない。
板の透過率は、せいぜい４５％程度であり、偏光板の吸
収軸に平行な偏光の透過率は０％で、垂直な偏光の透過
率は９０％である。偏光板を２枚用いる反射型液晶パネ
ルでは、入射光は４回偏光板を通って出射することにな
る。このため、総合的な透過率は （０．９）4×０．５＝０．３２８ となり約３３％以上には決して上がらない。
【０００５】そこで、表示を明るくするために、偏光板
を２枚から、液晶セルの前面側の１枚のみにして、液晶
セルを１枚の偏光板と反射板で挟む１枚偏光板構成がい
くつか開示されている（例えば、特開平７−１４６４６
９）。この場合、偏光板を２回しか通らないので、総合
透過率は （０．９）2×０．５＝０．４０５ となり、約８％の向上が期待できる。
を２枚から、液晶セルの前面側の１枚のみにして、液晶
セルを１枚の偏光板と反射板で挟む１枚偏光板構成がい
くつか開示されている（例えば、特開平７−１４６４６
９）。この場合、偏光板を２回しか通らないので、総合
透過率は （０．９）2×０．５＝０．４０５ となり、約８％の向上が期待できる。
【０００６】また、例えば、特開平６−３０８４７９お
よび特開平６−３０８４８０では、１枚偏光板構成で偏
光板と液晶の間に位相差板を置いて、複屈折カラー表示
を行う構成が開示されている。
よび特開平６−３０８４８０では、１枚偏光板構成で偏
光板と液晶の間に位相差板を置いて、複屈折カラー表示
を行う構成が開示されている。
【０００７】さらに、本発明者らは、特願平７−１１６
６８７において、波長依存性がなく、しかも入射角およ
び視野角依存が非常に小さい位相差板を開示した。１軸
延伸のポリプロピレンフィルムと厚み方向の屈折率が遅
相軸方向の屈折率より大きくしたポリカーボネートフィ
ルムを遅相軸を直交させて貼り合わせた積層位相差板で
ある。
６８７において、波長依存性がなく、しかも入射角およ
び視野角依存が非常に小さい位相差板を開示した。１軸
延伸のポリプロピレンフィルムと厚み方向の屈折率が遅
相軸方向の屈折率より大きくしたポリカーボネートフィ
ルムを遅相軸を直交させて貼り合わせた積層位相差板で
ある。
【０００８】位相差板を通常の１／４波長板とし、１枚
の偏光板と反射板でこれを挟むとして、斜め入射光に対
する位相差の変化を表すと以下のようになる。入射偏光
と４５度をなす方向の合わせた１／４波長板の遅相軸方
向の主屈折率をｎp、これと直交する進相軸方向の主屈
折率をｎsとする。入射偏光が、遅相軸方向と基板法線
を含む面内で入射角θで入射するときの１／４波長板の
位相差は、θに伴って小さくなる複屈折と、大きくなる
距離の積で表され、
の偏光板と反射板でこれを挟むとして、斜め入射光に対
する位相差の変化を表すと以下のようになる。入射偏光
と４５度をなす方向の合わせた１／４波長板の遅相軸方
向の主屈折率をｎp、これと直交する進相軸方向の主屈
折率をｎsとする。入射偏光が、遅相軸方向と基板法線
を含む面内で入射角θで入射するときの１／４波長板の
位相差は、θに伴って小さくなる複屈折と、大きくなる
距離の積で表され、
【０００９】
【数１】｛ｎpｎs／（ｎp 2sin2θ＋ｎs 2cos2θ）1/2−
ｎs｝ｄ／λcosθ となり、近似的には
ｎs｝ｄ／λcosθ となり、近似的には
【００１０】
【数２】（ｎpーｎs）ｄcosθ／λ となり、入射角が増大するとcosθに比例して減少す
る。
る。
【００１１】これに対して、分子短軸と基板法線を含む
面では複屈折は角度によらないので、位相差は
面では複屈折は角度によらないので、位相差は
【００１２】
【数３】（ｎp−ｎs）ｄ／λcosθ となり、cosθに反比例して急激に増加する。
【００１３】このように、例えば、θ＝０゜のときにλ
／４となるよう設定しても、入射角が３０゜程度傾くだ
けで位相板の位相差は大きくずれ、特に１枚偏光板の場
合は復路でさらに位相差のずれが大きくなるので、位相
差板による位相補償が困難になりコントラストが極めて
低くなったり、複屈折カラーを表示する場合には色純度
が落ちたりする。
／４となるよう設定しても、入射角が３０゜程度傾くだ
けで位相板の位相差は大きくずれ、特に１枚偏光板の場
合は復路でさらに位相差のずれが大きくなるので、位相
差板による位相補償が困難になりコントラストが極めて
低くなったり、複屈折カラーを表示する場合には色純度
が落ちたりする。
【００１４】このような位相差板の入射角依存を小さく
するために、厚み方向の屈折率を調整した３次元位相差
板が長塚らにより開示されている（例えば、Y.Fujimur
a,T.Nagatuka,H.Yoshimi and T.Shimomura:SID'91 Dige
st,35.1(1991)）。
するために、厚み方向の屈折率を調整した３次元位相差
板が長塚らにより開示されている（例えば、Y.Fujimur
a,T.Nagatuka,H.Yoshimi and T.Shimomura:SID'91 Dige
st,35.1(1991)）。
【００１５】位相差板の面内の主屈折率ｎpとｎs（ｎp
＞ｎs。ｎpの方向を遅相軸、ｎsの方向を遅相軸と呼
ぶ）に対して、通常は厚み方向の主屈折率ｎzはｎsと等
しいかやや小さい。正面から見たときはｎzは関係しな
いが、斜めから見たときは、ｎzの成分が複屈折量に入
ってくる。（数３）に相当する方向からは、ｎzをｎsよ
り大きくすれば、斜めから見たときの複屈折率が小さく
なり光路が長くなるのとで相殺されて位相差の変化は小
さくなる。
＞ｎs。ｎpの方向を遅相軸、ｎsの方向を遅相軸と呼
ぶ）に対して、通常は厚み方向の主屈折率ｎzはｎsと等
しいかやや小さい。正面から見たときはｎzは関係しな
いが、斜めから見たときは、ｎzの成分が複屈折量に入
ってくる。（数３）に相当する方向からは、ｎzをｎsよ
り大きくすれば、斜めから見たときの複屈折率が小さく
なり光路が長くなるのとで相殺されて位相差の変化は小
さくなる。
【００１６】長塚らのシミュレーションによれば
【００１７】
【数４】ｎz＝（ｎp＋ｎs）／２ の場合が最も、位相差の入射角依存性を小さくできる。
【００１８】これを実現する代表的な位相差板として、
日東電工（株）の３次元屈折率制御位相差フィルムＮＲ
Ｚがある。ポリカーボネートの延伸方法を工夫して、厚
み方向の主屈折率ｎzも制御している。
日東電工（株）の３次元屈折率制御位相差フィルムＮＲ
Ｚがある。ポリカーボネートの延伸方法を工夫して、厚
み方向の主屈折率ｎzも制御している。
【００１９】特願平７−１１６６８７において、本発明
者らは、屈折率の波長依存性が小さい位相差板Ａと屈折
率の波長依存性が大きく、位相差が前記位相板Ａより小
さい位相差板Ｂを前記位相板Ａと遅相軸をほぼ直交させ
て貼り合わせて積層位相板とすることにより、前記積層
位相差板の位相差が可視光波長範囲で単調増加する積層
位相差板において、前記位相差板Ｂの厚み方向の屈折率
ｎzが遅相軸方向の屈折率ｎpより大きくことにより、波
長依存のない位相差板で、かつ、（数４）を満たす入射
角依存性のない位相差板が実現できることを開示した。
者らは、屈折率の波長依存性が小さい位相差板Ａと屈折
率の波長依存性が大きく、位相差が前記位相板Ａより小
さい位相差板Ｂを前記位相板Ａと遅相軸をほぼ直交させ
て貼り合わせて積層位相板とすることにより、前記積層
位相差板の位相差が可視光波長範囲で単調増加する積層
位相差板において、前記位相差板Ｂの厚み方向の屈折率
ｎzが遅相軸方向の屈折率ｎpより大きくことにより、波
長依存のない位相差板で、かつ、（数４）を満たす入射
角依存性のない位相差板が実現できることを開示した。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の１枚偏
光板構成の反射型液晶パネルでは、黒表示が困難で、ま
た、入射角や視野角の依存性が大きいという問題があっ
た。
光板構成の反射型液晶パネルでは、黒表示が困難で、ま
た、入射角や視野角の依存性が大きいという問題があっ
た。
【００２１】本発明はこの様な従来の課題を解決するこ
とを目的とするものである。
とを目的とするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明の液晶表示素子は、液晶層と１枚の偏光板と反
射膜と位相差板を具備し、前記液晶層を偏光板と反射膜
で挟み、前記位相差板を偏光板と反射膜の間に、前記位
相差板の遅相軸を前記位相差板と隣接する基板上の液晶
層の配向方向と概ね直交させて配置し、前記液晶層の屈
折率の波長分散が前記位相差板の屈折率の波長分散と異
なり、前記液晶層に所定の電圧を印加したときの液晶層
の位相差と前記位相差板の位相差の差分が波長５５０ｎ
ｍの光に対して１３８ｎｍのときに、前記差分が可視光
波長にほぼ全域で波長の１／４倍であることにより、黒
表示を可能とする。
め本発明の液晶表示素子は、液晶層と１枚の偏光板と反
射膜と位相差板を具備し、前記液晶層を偏光板と反射膜
で挟み、前記位相差板を偏光板と反射膜の間に、前記位
相差板の遅相軸を前記位相差板と隣接する基板上の液晶
層の配向方向と概ね直交させて配置し、前記液晶層の屈
折率の波長分散が前記位相差板の屈折率の波長分散と異
なり、前記液晶層に所定の電圧を印加したときの液晶層
の位相差と前記位相差板の位相差の差分が波長５５０ｎ
ｍの光に対して１３８ｎｍのときに、前記差分が可視光
波長にほぼ全域で波長の１／４倍であることにより、黒
表示を可能とする。
【００２３】好ましくは、液晶層がホモジニアス配向さ
せた誘電率が正のネマチック液晶からなり、前記ネマチ
ック液晶の屈折率の波長分散が位相差板の波長分散より
小さく、液晶層への印加電圧がゼロのときの液晶層の位
相差が位相差板の位相差より可視光波長の１／４倍大き
く、さらに、位相差板の厚み方向の屈折率ｎzと遅相軸
方向の屈折率ｎpの差と前記位相差板の厚みｄとの積
（ｎz−ｎp）×ｄが、５５０ｎｍの光に対して６９ｎｍ
±１０ｎｍとすることにより、入射角依存性が改善され
て、またコントラストも向上する。
せた誘電率が正のネマチック液晶からなり、前記ネマチ
ック液晶の屈折率の波長分散が位相差板の波長分散より
小さく、液晶層への印加電圧がゼロのときの液晶層の位
相差が位相差板の位相差より可視光波長の１／４倍大き
く、さらに、位相差板の厚み方向の屈折率ｎzと遅相軸
方向の屈折率ｎpの差と前記位相差板の厚みｄとの積
（ｎz−ｎp）×ｄが、５５０ｎｍの光に対して６９ｎｍ
±１０ｎｍとすることにより、入射角依存性が改善され
て、またコントラストも向上する。
【００２４】また、液晶層へ所定の電圧を印加したとき
に、液晶層の位相差が位相差板の位相差の差分が可視光
波長の１／４倍であり、液晶層の厚み方向の平均屈折率
ｎzLCがホモジニアス配向の配向方向の平均屈折率ｎpLC
と前記配向方向に垂直な方向の屈折率ｎsLCに対して概
ねｎzLC＝（ｎpLC＋ｎsLC)／２であり、位相差板の厚み
方向の屈折率ｎzが遅相軸方向の屈折率ｎpと進相軸方向
の屈折率ｎsに対してｎz＝（ｎp＋ｎs）／２である場合
も入射角依存性が改善される。
に、液晶層の位相差が位相差板の位相差の差分が可視光
波長の１／４倍であり、液晶層の厚み方向の平均屈折率
ｎzLCがホモジニアス配向の配向方向の平均屈折率ｎpLC
と前記配向方向に垂直な方向の屈折率ｎsLCに対して概
ねｎzLC＝（ｎpLC＋ｎsLC)／２であり、位相差板の厚み
方向の屈折率ｎzが遅相軸方向の屈折率ｎpと進相軸方向
の屈折率ｎsに対してｎz＝（ｎp＋ｎs）／２である場合
も入射角依存性が改善される。
【００２５】もともと、特願平７−１１６６８７の発明
では、積層位相差板により波長依存と入射角依存をなく
したが、本発明の第１の液晶表示素子では、積層位相差
板の一方の位相差板を液晶層とすることにより、位相差
板と液晶層の合計の位相差が波長依存と入射角依存のな
い液晶表示素子を実現するものである。液晶層がホモジ
ニアス配向で、電圧を印加していないときは、液晶層は
１軸位相差板と同等であり、液晶分子に直交方向に位相
差板を貼れば、液晶パネルの合計の位相差は液晶層の位
相差（Δｎｄ）と位相板の位相差の差と等しい。
では、積層位相差板により波長依存と入射角依存をなく
したが、本発明の第１の液晶表示素子では、積層位相差
板の一方の位相差板を液晶層とすることにより、位相差
板と液晶層の合計の位相差が波長依存と入射角依存のな
い液晶表示素子を実現するものである。液晶層がホモジ
ニアス配向で、電圧を印加していないときは、液晶層は
１軸位相差板と同等であり、液晶分子に直交方向に位相
差板を貼れば、液晶パネルの合計の位相差は液晶層の位
相差（Δｎｄ）と位相板の位相差の差と等しい。
【００２６】位相差板として屈折率の波長分散が液晶の
屈折率の波長分散より大きく、液晶層の位相差（Δｎ
ｄ）より位相差板の位相差を５５０ｎｍの光でλ／４相
当小さくすれば、合計の位相差は波長に比例することに
なる。５５０ｎｍでの位相差の差分を一定にしたまま、
両者の位相差を変えれば、合計の位相差の波長に対する
比例定数が変わるので、比例定数が１になるよう設定す
れば、波長依存のない１／４波長板ができる。従って、
１枚偏光板構成では、往復で１／２波長だけ位相が回転
するので、黒表示が可能となる。
屈折率の波長分散より大きく、液晶層の位相差（Δｎ
ｄ）より位相差板の位相差を５５０ｎｍの光でλ／４相
当小さくすれば、合計の位相差は波長に比例することに
なる。５５０ｎｍでの位相差の差分を一定にしたまま、
両者の位相差を変えれば、合計の位相差の波長に対する
比例定数が変わるので、比例定数が１になるよう設定す
れば、波長依存のない１／４波長板ができる。従って、
１枚偏光板構成では、往復で１／２波長だけ位相が回転
するので、黒表示が可能となる。
【００２７】このとき、位相差板の厚み方向の屈折率ｎ
zと遅相軸方向の屈折率ｎpの差と厚みｄの積がλ／８相
当とすると、合計の位相差が（数４）を満足する。
zと遅相軸方向の屈折率ｎpの差と厚みｄの積がλ／８相
当とすると、合計の位相差が（数４）を満足する。
【００２８】もしくは、位相差板と液晶層が共に（数
４）を満足する場合も、当然、合計の位相差が（数４）
を満足して入射角依存が小さくなる。
４）を満足する場合も、当然、合計の位相差が（数４）
を満足して入射角依存が小さくなる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の液晶表示素子の一実施
の形態の断面図である。ガラスからなる上基板１、及び
下基板２上に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなる透明
電極３、４が形成され、その上にポリイミド配向膜５を
印刷し、紙面に平行な方向で、上下基板１、２で反平行
になる向きにラビング処理した。これらの基板１、２を
６．５ミクロンの球形スペーサを挟んで、周囲にシール
樹脂６を塗布して貼合わせた。
て図面を参照して説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の液晶表示素子の一実施
の形態の断面図である。ガラスからなる上基板１、及び
下基板２上に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなる透明
電極３、４が形成され、その上にポリイミド配向膜５を
印刷し、紙面に平行な方向で、上下基板１、２で反平行
になる向きにラビング処理した。これらの基板１、２を
６．５ミクロンの球形スペーサを挟んで、周囲にシール
樹脂６を塗布して貼合わせた。
【００３０】このセルに、トラン系ポジ型（誘電異方性
が正）ネマチック混合液晶の（Δｎが０．１４８：但し
５５０ｎｍの光に対して）を注入し、図１の液晶分子７
の方向にホモジニアス配向させた。このセルの前面に偏
光板８を偏光軸を紙面法線に対して４５度なす方向に向
けて貼り、位相差板９を遅相軸を紙面法線に向けて偏光
板８と上基板１の間に挿入し、背面にアルミの散乱反射
板１０を貼った。
が正）ネマチック混合液晶の（Δｎが０．１４８：但し
５５０ｎｍの光に対して）を注入し、図１の液晶分子７
の方向にホモジニアス配向させた。このセルの前面に偏
光板８を偏光軸を紙面法線に対して４５度なす方向に向
けて貼り、位相差板９を遅相軸を紙面法線に向けて偏光
板８と上基板１の間に挿入し、背面にアルミの散乱反射
板１０を貼った。
【００３１】位相差板９はポリカーボネートからなる３
次元屈折率制御位相差板で、無電界時の液晶層の位相差
と位相差板の位相差の波長分散を図２に示す。横軸に波
長、縦軸に位相差を取って、液晶層の位相差を実線３０
ａで、位相差板の位相差を実線３０ｂで、液晶層と位相
差板の合計の位相差を実線３０ｃで示す。５５０ｎｍの
光に対して、液晶層の位相差は９６２ｎｍで、位相差板
の位相差は８２５ｎｍである。このとき、合計の位相差
３０ｃは、Δｎｄ＝λ／４の破線３１とほぼ一致し、波
長依存のない１／４波長板となる。従って、無電界状態
では、図１において、入射自然光 は、偏光板８で一方
の偏光が吸収され、液晶層と位相差板で１／４波長だけ
位相シフトして円偏光となり、反射板１０で反射して復
路で偏光軸に直交する直線偏光となって偏光板８で吸収
される。これにより、黒表示が可能となった。液晶層に
電圧を印加していくと、位相差が小さくなり、図２の実
線３０ａが下に下がって、位相差板の位相差とほぼ等し
くなったときに、合計の位相差がほぼゼロになり、やや
緑っぽいが、ほぼ白表示が得られる。白と黒のコントラ
スト比は約１０：１であった。さらに、電圧を上げてい
くと、液晶層の位相差が位相差板の位相差より小さくな
り、黄色紫、緑と色が変化する、カラー表示ができる。
次元屈折率制御位相差板で、無電界時の液晶層の位相差
と位相差板の位相差の波長分散を図２に示す。横軸に波
長、縦軸に位相差を取って、液晶層の位相差を実線３０
ａで、位相差板の位相差を実線３０ｂで、液晶層と位相
差板の合計の位相差を実線３０ｃで示す。５５０ｎｍの
光に対して、液晶層の位相差は９６２ｎｍで、位相差板
の位相差は８２５ｎｍである。このとき、合計の位相差
３０ｃは、Δｎｄ＝λ／４の破線３１とほぼ一致し、波
長依存のない１／４波長板となる。従って、無電界状態
では、図１において、入射自然光 は、偏光板８で一方
の偏光が吸収され、液晶層と位相差板で１／４波長だけ
位相シフトして円偏光となり、反射板１０で反射して復
路で偏光軸に直交する直線偏光となって偏光板８で吸収
される。これにより、黒表示が可能となった。液晶層に
電圧を印加していくと、位相差が小さくなり、図２の実
線３０ａが下に下がって、位相差板の位相差とほぼ等し
くなったときに、合計の位相差がほぼゼロになり、やや
緑っぽいが、ほぼ白表示が得られる。白と黒のコントラ
スト比は約１０：１であった。さらに、電圧を上げてい
くと、液晶層の位相差が位相差板の位相差より小さくな
り、黄色紫、緑と色が変化する、カラー表示ができる。
【００３２】位相差板９の厚み方向の屈折率ｎzと遅相
軸方向の屈折率ｎpの差と厚みの積は、特願平７−１１
６６８７７と同様に、５５０ｎｍの光に対して、（ｎz
−ｎp）×ｄ＝７０ｎｍとなるよう調整した位相板を用
いており、このとき、入射角依存が最も小さく、かつ、
斜め入射光に対しても黒表示が変わらないので、コント
ラストも最も高くなった。 （実施の形態２）実施の形態１と同じ図１の構成で、液
晶層と位相差板を変えた。液晶はシアノ系のポジ型ネマ
チック混合液晶で、Δｎが０．２０８（但し５５０ｎｍ
の光に対して）で、屈折率の波長依存性が非常に大きな
材料を実施の形態１と同様にホモジニアス配向させた。
液晶層の厚みは６．７ミクロンである。位相差板９とし
てはポリカーボネートの５５０ｎｍの光に対して位相差
１０６６ｎｍで、（数４）を満足するよう厚み方向の屈
折率を調整した位相差板である。液晶層への印加電圧を
上げていくと、約２．３ボルトで液晶層の位相差が位相
差板の位相差と等しくなりほぼ白表示なり、さらに３．
２ボルトで、液晶層の位相差が９３０ｎｍになったと
き、ほぼ黒表示が得られた。このとき、液晶層の厚み方
向の位相差（ｎzLC−ｎsLC）×ｄは、面内の位相差（ｎ
pLC−ｎsLC）×ｄの約半分になっており、（数４）を満
足していた。ここで、ｎzLC、ｎsLC、ｎpLCは、それぞ
れ、液晶層の厚み方向の平均屈折率、液晶分子の常光屈
折率、液晶層のラビング方向の平均屈折率である。液晶
層および位相差板の両方が（数４）を満足しているた
め、とくに、ラビング方向に垂直な方向では入射角およ
び視野角依存が小さく、黒の沈み込みが良好で、高いコ
ントラストが得られた。
軸方向の屈折率ｎpの差と厚みの積は、特願平７−１１
６６８７７と同様に、５５０ｎｍの光に対して、（ｎz
−ｎp）×ｄ＝７０ｎｍとなるよう調整した位相板を用
いており、このとき、入射角依存が最も小さく、かつ、
斜め入射光に対しても黒表示が変わらないので、コント
ラストも最も高くなった。 （実施の形態２）実施の形態１と同じ図１の構成で、液
晶層と位相差板を変えた。液晶はシアノ系のポジ型ネマ
チック混合液晶で、Δｎが０．２０８（但し５５０ｎｍ
の光に対して）で、屈折率の波長依存性が非常に大きな
材料を実施の形態１と同様にホモジニアス配向させた。
液晶層の厚みは６．７ミクロンである。位相差板９とし
てはポリカーボネートの５５０ｎｍの光に対して位相差
１０６６ｎｍで、（数４）を満足するよう厚み方向の屈
折率を調整した位相差板である。液晶層への印加電圧を
上げていくと、約２．３ボルトで液晶層の位相差が位相
差板の位相差と等しくなりほぼ白表示なり、さらに３．
２ボルトで、液晶層の位相差が９３０ｎｍになったと
き、ほぼ黒表示が得られた。このとき、液晶層の厚み方
向の位相差（ｎzLC−ｎsLC）×ｄは、面内の位相差（ｎ
pLC−ｎsLC）×ｄの約半分になっており、（数４）を満
足していた。ここで、ｎzLC、ｎsLC、ｎpLCは、それぞ
れ、液晶層の厚み方向の平均屈折率、液晶分子の常光屈
折率、液晶層のラビング方向の平均屈折率である。液晶
層および位相差板の両方が（数４）を満足しているた
め、とくに、ラビング方向に垂直な方向では入射角およ
び視野角依存が小さく、黒の沈み込みが良好で、高いコ
ントラストが得られた。
【００３３】以上のように、本発明の液晶表示素子は、
１枚偏光板構成で、黒表示と、十分なコントラストを得
ることができた。
１枚偏光板構成で、黒表示と、十分なコントラストを得
ることができた。
【００３４】なお、本実施の形態では、液晶層はホモジ
ニアス配向としたが、これに限らず、ねじれネマチック
配向の場合や、ホメオトロピック配向などの複屈折効果
を用いた液晶層ではいつでも成り立つ。ねじれネマチッ
ク配向の場合は、位相差板の遅相軸は、位相差板に近い
方の基板上の液晶分子の配向方向に垂直とすればよく、
液晶層との位相差の関係は上記実施の形態と同じであ
る。また、ホモジニアス配向の場合は、電圧印加時に、
液晶分子が倒れる方向と位相差板の遅相軸を垂直とし
て、実施の形態２と同様に電圧印加時に（数４）を満足
すればよい。
ニアス配向としたが、これに限らず、ねじれネマチック
配向の場合や、ホメオトロピック配向などの複屈折効果
を用いた液晶層ではいつでも成り立つ。ねじれネマチッ
ク配向の場合は、位相差板の遅相軸は、位相差板に近い
方の基板上の液晶分子の配向方向に垂直とすればよく、
液晶層との位相差の関係は上記実施の形態と同じであ
る。また、ホモジニアス配向の場合は、電圧印加時に、
液晶分子が倒れる方向と位相差板の遅相軸を垂直とし
て、実施の形態２と同様に電圧印加時に（数４）を満足
すればよい。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明の液晶表示素子は、偏光板１枚と液晶層に波長依
存と入射角依存を補償する位相差板を設けることで、偏
光板２枚の従来型より明るく、コントラストの高い反射
型液晶表示素子を実現できる。
本発明の液晶表示素子は、偏光板１枚と液晶層に波長依
存と入射角依存を補償する位相差板を設けることで、偏
光板２枚の従来型より明るく、コントラストの高い反射
型液晶表示素子を実現できる。
【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態の液晶表示
素子の断面図
素子の断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態の位相差の波長依存
特性図
特性図
１ 上基板 ２ 下基板 ３、４透明電極 ５ 配向膜 ６ シール樹脂 ７ 液晶分子 ８ 偏光板 ９ 位相差板 １０ 散乱反射板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−59258（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−261168（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−281177（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−33883（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−347777（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−166779（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−294896（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/13363
Claims (4)
- 【請求項１】 液晶層と、１枚の偏光板と、反射膜と、
位相差板とを具備し、前記液晶層を前記偏光板と前記反
射膜で挟み、前記位相差板を前記偏光板と前記反射膜の
間に、前記位相差板の遅相軸を前記位相差板と隣接する
基板上の液晶層の配向方向と実質上直交させて配置し、
前記液晶層の屈折率の波長分散が前記位相差板の屈折率
の波長分散と異なり、前記液晶層に所定の電圧を印加し
たときの液晶層の位相差と前記位相差板の位相差の差分
が波長５５０ｎｍの光に対して１３８ｎｍのときに、前
記差分が可視光波長にほぼ全域で波長の１／４倍である
ことを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項２】 液晶層がホモジニアス配向させた誘電率
が正のネマチック液晶からなり、前記ネマチック液晶の
屈折率の波長分散が前記位相差板の波長分散より小さ
く、前記液晶層への印加電圧がゼロのときの液晶層の位
相差が前記位相差板の位相差より可視光波長の１／４倍
大きいことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。 - 【請求項３】 位相差板の厚み方向の屈折率ｎzと遅相
軸方向の屈折率ｎpの差と前記位相差板の厚みｄとの積
（ｎz−ｎp）×ｄが、５５０ｎｍの光に対して６９ｎｍ
±１０ｎｍであることを特徴とする請求項２記載の液晶
表示素子。 - 【請求項４】 液晶層へ所定の電圧を印加したときに、
前記液晶層の位相差と前記位相差板の位相差の差分が可
視光波長の１／４倍であり、前記液晶層の厚み方向の平
均屈折率ｎzLCがホモジニアス配向の配向方向の平均屈
折率ｎpLCと前記配向方向に垂直な方向の屈折率ｎsLCに
対して実質上ｎzLC＝（ｎpLC＋ｎsLC)／２であり、前記
位相差板の厚み方向の屈折率ｎzが遅相軸方向の屈折率
ｎpと進相軸方向の屈折率ｎsに対してｎz＝（ｎp＋ｎ
s）／２であることを特徴とする請求項１記載の液晶表
示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08022526A JP3090020B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08022526A JP3090020B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09218403A JPH09218403A (ja) | 1997-08-19 |
| JP3090020B2 true JP3090020B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=12085243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08022526A Expired - Fee Related JP3090020B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3090020B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200481353Y1 (ko) * | 2014-10-24 | 2016-09-19 | 대우조선해양 주식회사 | 선박의 긴급 탈출용 간이형 대빗 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11305232A (ja) * | 1998-04-20 | 1999-11-05 | Sony Corp | 反射型液晶表示装置 |
-
1996
- 1996-02-08 JP JP08022526A patent/JP3090020B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200481353Y1 (ko) * | 2014-10-24 | 2016-09-19 | 대우조선해양 주식회사 | 선박의 긴급 탈출용 간이형 대빗 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09218403A (ja) | 1997-08-19 |
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