JP3209708B2 - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

反射型液晶表示装置

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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
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡ（携帯情報端
末）等の情報通信機器の急速な普及に伴い、場所・時を
選ばず、誰でも気軽に情報にアクセスし、発信できるイ
ンフラが整いつつある。これらはモバイル用途が前提で
あるため、薄く、軽く、低電力消費の表示部が求められ
ている。現在、液晶表示装置がその中心であるが、その
中でも、バックライトを必要としない反射型液晶表示装
置が主流となりつつある。
【０００３】従来の反射型カラー液晶表示装置は、基本
的にはカラーフィルタを備えた液晶セルとこの液晶セル
を挟んで配置された２枚の偏光板とからなっている。カ
ラーフィルタは液晶セルの一方の基板に設けられてお
り、基板上にカラーフィルタさらにその上に透明電極が
形成される。この液晶セルに電圧を印加することで、液
晶分子の配向状態を変化させて各カラーフィルタごとの
光の透過率を変化させカラー表示が行われている。しか
し、偏光板１枚の透過率はせいぜい４５％程度であり、
偏光板を２枚使用すると光が偏光板を４回通って出射す
るため、表示は非常に暗くなる。
【０００４】そこで、表示を明るくするために、偏光板
を液晶セルの上側基板側の１枚だけにして、液晶セルを
１枚の偏光板と反射板とで挟み込む構成が提案されてい
る（例えば、特開平７−１４６４６９号公報、特開平７
−８４２５２号公報）。この場合、光は偏光板を２回し
か通らないため、光のロスが遥かに少なくなり、明るい
表示を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
偏光板を１枚とした反射型液晶表示装置は、特にカラー
フィルタを用いてカラー表示を行った場合には、白／黒
表示は無彩色でも中間調では色付き、とりわけ中間調で
赤が出るとくすんだ感じになり、色再現領域が低下し
て、カラーフィルタで規定されている本来の色表示が十
分にはできないという課題を有していた。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、無彩色
で、本来のカラー表示が可能な反射型液晶表示装置を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の反射型液晶表示装置は、反射電極が形成さ
れた第１の基板と、透明電極が形成された第２の基板と
が前記反射電極と前記透明電極とが対向するように配置
され、前記第１と第２の基板間には液晶層が挟持され、
前記第２の基板側に偏光板が配置され、この偏光板と前
記第２の基板との間に位相差板が介挿され、前記偏光板
の吸収軸方向と前記第２の基板に最近接している液晶分
子の長軸方向とが平行でない反射型液晶表示装置におい
て、前記液晶層に印加される電圧に応じて変化する反射
光の色度をＹｘｙ表色系により表示した場合に、前記反
射光についてのｘおよびｙの値が、ｘ−ｙ≦０の関係を
満たし、かつ各々０．２３≦ｘ≦０．３５、０．２３≦
ｙ≦０．３７の範囲にあり、 前記反射光の反射率をＹｘ
ｙ表色系のＹにより表示した場合に、前記電圧に応じて
変化するＹを８等分して低いほうから順にＹ 1 〜Ｙ 8 とす
ると、前記反射光についてのｘおよびｙの値が、前記Ｙ
がＹ 1 の範囲にあるときには、 各々０．２３≦ｘ≦０．
３２、０．２３≦ｙ≦０．３０の範囲にあり、前記Ｙが
Ｙ 8 の範囲にあるときには、各々０ ．２８≦ｘ≦０．３
５、０．２８≦ｙ≦０．３７の範囲にあり、かつ、前記
ＹがＹ 2 〜Ｙ 7 の範囲にあるときには、各々０．２５≦ｘ
≦０．３４、０．２６≦ｙ≦０．３５の範囲にあること
を特徴とする。
【０００８】このような構成とすることにより、反射光
の色度変化が小さく、色度ｘ、ｙがやや青から白（無彩
色）側の領域に存在するため、目視評価レベルでは着色
感がない反射型液晶表示装置とすることができる。しか
も、表示光が黒、白および中間調のいずれの状態におい
ても無彩色化が可能となる。
【０００９】また、本発明の液晶表示装置の別の構成
は、反射電極が形成された第１の基板と透明電極が形成
された第２の基板とが前記反射電極と前記透明電極とが
対向するように配置され、前記第１と第２の基板間には
液晶層が挟持され、前記第２の基板側に偏光板が配置さ
れた反射型液晶表示装置において、前記液晶層に印加さ
れる電圧に応じて変化する反射光の色度をＹｘｙ表色系
により表示した場合に、前記反射光についてのｘおよび
ｙの値が、ｘ−ｙ≦０の関係を満たし、かつ各々０．２
３≦ｘ≦０．３５、０．２３≦ｙ≦０．３７の範囲にあ
り、前記反射光の反射率をＹｘｙ表色系のＹにより表示
した場合に、前記電圧に応じて変化するＹを８等分して
低いほうから順にＹ 1 〜Ｙ 8 とすると、前記反射光につい
てのｘおよびｙの値が、前記ＹがＹ 1 の範囲にあるとき
には、 各々０．２３≦ｘ≦０．３２、０．２３≦ｙ≦
０．３０の範囲にあり、前記ＹがＹ 8 の範囲にあるとき
には、各々０ ．２８≦ｘ≦０．３５、０．２８≦ｙ≦
０．３７の範囲にあり、かつ、前記ＹがＹ 2 〜Ｙ 7 の範囲
にあるときには、各々０．２５≦ｘ≦０．３４、０．２
６≦ｙ≦０．３５の範囲にあることを特徴とする。この
ような構成としても、前記構成と同様、反射光の色度変
化が小さく、色度ｘ、ｙがやや青から白（無彩色）側の
領域に存在するため、表示光が黒、白および中間調のい
ずれの状態におい ても、目視評価レベルでは着色感がな
い反射型液晶表示装置とすることができる。
【００１０】また、本発明の反射型液晶表示装置におい
ては反射光の色度変化が規定されているため、さらに前
記第２の基板側にカラーフィルタを備えた反射型液晶表
示装置としても、カラーフィルタで規定される本来の色
表示が可能な反射型カラー液晶表示装置となる。
【００１１】なお、前記反射型液晶表示装置は、表示の
明るさを確保する観点から、基本的には前述のように、
前記第２の基板側にのみ偏光板を備え、前記第１の基板
側には偏光板を備えていない態様で用い得るものであ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
【００１３】（第１の実施形態） 図１は、本発明の第１の実施形態の反射型液晶表示装置
の断面図である。図１において、１１は外光を１方向に
偏光する偏光板、１２は偏光された光の位相を変化させ
る位相差板、１３は光を散乱する散乱板、１４〜１８は
液晶セルの構成要素であって、１４ａは上側ガラス基
板、１５は赤・緑・青のカラーフィルタ、１６は透明電
極、１７は液晶層、１８は反射電極、１４ｂは下側ガラ
ス基板である。
【００１４】図２は、本発明の第１の実施形態の反射型
液晶表示装置を平面視したときの光学構成図である。図
２において、２１は外光を１方向に偏光する偏光板、２
１ａは偏光板の吸収軸方向、２１ｂは偏光板の吸収軸と
基準線が為す角度、２２は偏光された光の位相を変化さ
せる位相差板、２２ａは位相差板の遅相軸方向、２２ｂ
は位相差板の遅相軸と基準線が為す角度、２７は液晶
層、２７ａは上側ガラス基板ラビング軸方向（上側基板
に最近接する液晶分子の長軸方向）、２７ｂは下側ガラ
ス基板ラビング軸方向、２７ｃは上側ガラス基板ラビン
グ軸方向と基準線２９とが為す角度、２７ｄは液晶のツ
イスト（ねじれ）角度である。また、２９は基板面内一
定方向に定められた基準線である。
【００１５】図３は、図１に示した構成からカラーフィ
ルタ１５を除いた構成を有し、図２に示した光学構成を
有する反射型液晶表示装置の液晶層に電圧を印加したと
きの反射光の色度変化をＹｘｙ表色系により示す図であ
る。このとき、図２において、以下の表に示すように、
偏光板・位相差板・液晶層における角度およびリタデー
ションを設定し、実際に、電圧を印加して反射光の色度
変化を測定して図３の結果を得た。
【００１６】
【表１】
【００１７】ここで、Δｎは各板または層の複屈折率で
あり、ｄは各板または層の厚さである。
【００１８】この結果、反射光の色度変化を規定しない
従来の構成では、図３に示すように、黒表示の時、色度
ｘ＝０．２２、ｙ＝０．２５と青色に色づき、実際に目
視評価しても、実際の使用が困難である程度のレベルで
あった。一方、反射光の色度変化を規定した本発明の構
成では、色度ｘ、ｙの値が、ｘ−ｙ≦０の関係を満た
し、かつ各々０．２３≦ｘ≦０．３５、０．２３≦ｙ≦
０．３７の範囲にあった。なお、この測定に際しては、
光源として、Ｃ光源を用いた。
【００１９】さらに、液晶層に電圧を印加したとき、反
射率をＹｘｙ表色系のＹで表示したとき、このＹの変化
を８等分に分割し、反射率の低いほうから順に、Ｙ1、
Ｙ2、Ｙ3、Ｙ4、Ｙ5、Ｙ6、Ｙ7、Ｙ8とした。具体的に
は、標準白板をＹ＝１００％としたとき、本発明の液晶
表示装置の最大反射率がＹ＝１６％であったことから、
０％≦Ｙ1≦２％、２％≦Ｙ2≦４％、４％≦Ｙ3≦６
％、６％≦Ｙ4≦８％、８％≦Ｙ5≦１０％、１０％≦Ｙ
6≦１２％、１２％≦Ｙ7≦１４％、１４％≦Ｙ8≦１６
％とした。
【００２０】このとき、反射率ＹがＹ1の範囲では、Ｙ
ｘｙ表色系のｘ、ｙが各々０．２３≦ｘ≦０．３２、
０．２３≦ｙ≦０．３０を満たし、反射率ＹがＹ8の範
囲ではｘ、ｙが各々０．２８≦ｘ≦０．３５、０．２８
≦ｙ≦０．３７を満たしており、反射光は、黒および白
の状態で無彩色であった。
【００２１】また、反射率ＹがＹ2≦Ｙ≦Ｙ7の範囲にあ
るとき、ｘ、ｙが各々０．２５≦ｘ≦０．３４、０．２
６≦ｙ≦０．３５を満たしており、反射光は、中間調で
も無彩色であった。
【００２２】また、特に限定されるものではないが、前
記図１の構成については、Δｎ・ｄが２００〜１５００
程度であることが好ましい。また、偏光板の吸収軸や位
相差板の遅送軸が基準線と為す角度は、０°〜１８０°
の範囲でΔｎ・ｄの値に応じて定められることが好まし
い。
【００２３】以上より、色度ｘ、ｙの変化が小さく、色
度ｘ、ｙが無彩色の範囲にあり、また実際に目視評価す
ると、色づきがない反射型液晶表示装置を得ることがで
きた。この反射型液晶表示装置にカラーフィルタを用
い、カラーで表示すると本来のカラーフィルタで規定さ
れる色表示を得ることができた。
【００２４】なお、本実施の形態では、ツイスト角度を
６３度としたが、発明の効果はこれに限定されるもので
はなく、ツイスト角度が０度から９０度までのＴＮ（ツ
イストネマチック）液晶や、ツイスト角度が１８０度か
ら２７０度のＳＴＮ（スーパーツイストネマチック）液
晶においても同様の効果を得ることができる。
【００２５】（第２の実施形態） 図４は、本発明の第２の実施形態の反射型液晶表示装置
の断面図である。図４において、４１は外光を１方向に
偏光する偏光板、４３は光を散乱する散乱板、４４〜４
８は液晶セルの構成要素であって、４４ａは上側ガラス
基板、４５は赤・緑・青のカラーフィルタ、４６は透明
電極で、４７は液晶層、４８は反射電極、４４ｂは下側
ガラス基板である。
【００２６】図５は、本発明の第２の実施形態の反射型
液晶表示装置を平面視したときの光学構成図である。図
４において、５１は外光を１方向に偏光する偏光板、５
１ａは偏光板の吸収軸方向、５１ｂは偏光板の吸収軸と
基準線とが為す角度、５７は液晶層で、５７ａは上側ガ
ラス基板ラビング軸方向（上側基板に最近接する液晶分
子の長軸方向）、５７ｂは下側ガラス基板ラビング軸方
向、５７ｃは上側ガラス基板ラビング軸方向と基準線が
為す角度、５７ｄは液晶のツイスト（ねじれ）角度であ
る。また、５９は基板面内一定方向に定められた基準線
である。
【００２７】図６は、図４に示した構成からカラーフィ
ルタ４５を除いた構成を有し、図４に示した光学構成を
有する反射型液晶表示装置の液晶層に電圧を印加したと
きの反射光の色度変化を示す図である。このとき、図５
において、以下の表に示すように、偏光板・液晶層の角
度およびリタデーションを設定し、実際に、電圧を印加
して反射光の色度変化を測定して図６の結果を得た。
【００２８】
【表２】
【００２９】ここで、表１と同様、Δｎは各板または層
の複屈折率であり、ｄは各板または層の厚さである。
【００３０】この結果、反射光の色度変化を規定した本
発明の構成では、色度ｘ、ｙの値がｘ−ｙ≦０の関係を
満たし、かつ各々０．２３≦ｘ≦０．３５、０．２３≦
ｙ≦０．３７の範囲にあった。なお、この測定に際して
は、光源として、Ｃ光源を用いた。
【００３１】さらに、液晶層に電圧を印加したとき、反
射率をＹｘｙ表色系のＹで表示したとき、このＹの変化
を８等分に分割し、反射率の低いほうから順に、Ｙ1、
Ｙ2、Ｙ3、Ｙ4、Ｙ5、Ｙ6、Ｙ7、Ｙ8とした。具体的に
は、標準白板をＹ＝１００％としたとき、本発明の液晶
表示装置の最大反射率がＹ＝１６％であったことから、
０％≦Ｙ1≦２％、２％≦Ｙ2≦４％、４％≦Ｙ3≦６
％、６％≦Ｙ4≦８％、８％≦Ｙ5≦１０％、１０％≦Ｙ
6≦１２％、１２％≦Ｙ7≦１４％、１４％≦Ｙ8≦１６
％とした。
【００３２】このとき、反射率ＹがＹ1の範囲では、Ｙ
ｘｙ表色系のｘ、ｙが各々０．２３≦ｘ≦０．３２、
０．２３≦ｙ≦０．３０を満たし、反射率ＹがＹ8の範
囲ではｘ、ｙが各々０．２８≦ｘ≦０．３５、０．２８
≦ｙ≦０．３７を満たしており、反射光は、黒および白
の状態で無彩色であった。
【００３３】また、反射率ＹがＹ2≦Ｙ≦Ｙ7の範囲にあ
るとき、ｘ、ｙが各々０．２５≦ｘ≦０．３４、０．２
６≦ｙ≦０．３５を満たしており、反射光は、中間調で
も無彩色であった。
【００３４】また、特に限定されるものではないが、前
記図１の構成については、Δｎ・ｄが２００〜１５００
程度であることが好ましい。また、偏光板の吸収軸や位
相差板の遅送軸が基準線と為す角度は、０°〜１８０°
の範囲でΔｎ・ｄの値に応じて定められることが好まし
い。
【００３５】以上より、色度ｘ、ｙの変化が小さく、色
度ｘ、ｙが無彩色の範囲にあり、また実際に目視評価す
ると、色づきがない反射型液晶表示装置を得ることがで
きた。この反射型液晶表示装置にカラーフィルタを用
い、カラーで表示すると本来のカラーフィルタで規定さ
れる色表示を得ることができた。
【００３６】なお、本実施の形態では、ツイスト角度を
６３度としたが、発明の効果はこれに限定されるもので
はなく、ツイスト角度が０度から９０度までのＴＮ（ツ
イストネマチック）液晶や、ツイスト角度が１８０度か
ら２７０度のＳＴＮ（スーパーツイストネマチック）液
晶においても同様の効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表示光が黒、白および中間調のいずれの状態において
も、反射光の色度変化が小さく、目視評価レベルでは着
色感がない反射型液晶表示装置とすることができる。本
発明の反射型液晶表示装置は、カラーフィルタを備えた
反射型カラー液晶表示装置とした場合に、カラーフィル
タによる本来の色表示を可能とする優れた特性を発揮し
得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の反射型液晶表示装置の例の断面図。
【図２】 図１に示した反射型液晶表示装置の光学構成
の例を示す図。
【図３】 図１に示した反射型液晶表示装置の反射光の
色変化の例を示す平面図。
【図４】 本発明の反射型液晶表示装置の別の例の断面
図。
【図５】 図２に示した反射型液晶表示装置の光学構成
の例を示す図。
【図６】 図２に示した反射型液晶表示装置の反射光の
色変化の例を示す平面図。
【符号の説明】
１１、４１ 偏光板 １２ 位相差板 １３、４３ 散乱板 １４ａ、４４ａ 上側ガラス基板 １４ｂ、１４ｂ 下側ガラス基板 １５、４５ カラーフィルタ １６、４６ 透明電極 １７、４７ 液晶層 １８、４８ 反射電極 ２１、５１ 偏光板 ２１ａ、５１ａ 偏光板の吸収軸方向 ２１ｂ，５１ｂ 吸収軸と基準線とが為す角度 ２２ 位相差板 ２２ａ 位相差板の遅相軸方向 ２２ｂ 遅相軸と基準線と為す角度 ２７、５７ 液晶層 ２７ａ、５７ａ 液晶層の上側ラビング軸 ２７ｂ、５７ｂ 液晶層の下側ラビング軸 ２７ｃ、５７ｂ 上側ラビング軸と基準線となす角度 ２７ｄ、５７ｂ 液晶のツイスト（ねじれ）角度 ２９、５９ 基準線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 鉄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−68704（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−90345（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−339871（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 G02F 1/1343

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反射電極が形成された第１の基板と、透
    明電極が形成された第２の基板とが前記反射電極と前記
    透明電極とが対向するように配置され、前記第１と第２
    の基板間には液晶層が挟持され、前記第２の基板側に偏
    光板が配置され、この偏光板と前記第２の基板との間に
    位相差板が介挿され、前記偏光板の吸収軸方向と前記第
    ２の基板に最近接している液晶分子の長軸方向とが平行
    でない反射型液晶表示装置において、 前記液晶層に印加される電圧に応じて変化する反射光の
    色度をＹｘｙ表色系により表示した場合に、前記反射光
    についてのｘおよびｙの値が、ｘ−ｙ≦０の関係を満た
    し、かつ各々０．２３≦ｘ≦０．３５、０．２３≦ｙ≦
    ０．３７の範囲にあり、 前記反射光の反射率をＹｘｙ表色系のＹにより表示した
    場合に、前記電圧に応じて変化するＹを８等分して低い
    ほうから順にＹ 1 〜Ｙ 8 とすると、前記反射光についての
    ｘおよびｙの値が、前記ＹがＹ 1 の範囲にあるときに
    は、 各々０．２３≦ｘ≦０．３２、０．２３≦ｙ≦
    ０．３０の範囲にあり、前記ＹがＹ 8 の範囲にあるとき
    には、各々０ ．２８≦ｘ≦０．３５、０．２８≦ｙ≦
    ０．３７の範囲にあり、かつ、前記ＹがＹ 2 〜Ｙ 7 の範囲
    にあるときには、各々０．２５≦ｘ≦０．３４、０．２
    ６≦ｙ≦０．３５の範囲にあ ることを特徴とする反射型
    液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 反射電極が形成された第１の基板と、透
    明電極が形成された第２の基板とが前記反射電極と前記
    透明電極とが対向するように配置され、前記第１と第２
    の基板間には液晶層が挟持され、前記第２の基板側に偏
    光板が配置された反射型液晶表示装置において、 前記液晶層に印加される電圧に応じて変化する反射光の
    色度をＹｘｙ表色系により表示した場合に、前記反射光
    についてのｘおよびｙの値が、ｘ−ｙ≦０の関係を満た
    し、かつ各々０．２３≦ｘ≦０．３５、０．２３≦ｙ≦
    ０．３７の範囲にあり、 前記反射光の反射率をＹｘｙ表色系のＹにより表示した
    場合に、前記電圧に応じて変化するＹを８等分して低い
    ほうから順にＹ 1 〜Ｙ 8 とすると、前記反射光についての
    ｘおよびｙの値が、前記ＹがＹ 1 の範囲にあるときに
    は、 各々０．２３≦ｘ≦０．３２、０．２３≦ｙ≦
    ０．３０の範囲にあり、前記ＹがＹ 8 の範囲にあるとき
    には、各々０ ．２８≦ｘ≦０．３５、０．２８≦ｙ≦
    ０．３７の範囲にあり、かつ、前記ＹがＹ 2 〜Ｙ 7 の範囲
    にあるときには、各々０．２５≦ｘ≦０．３４、０．２
    ６≦ｙ≦０．３５の範囲にあ ることを特徴とする反射型
    液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 第２の基板側にさらにカラーフィルタを
    備えた請求項１または２に記載の反射型液晶表示装置。
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