JP3380696B2 - 反射型液晶表示装置 - Google Patents
反射型液晶表示装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子に係
り、特に、時分割駆動が可能で、バックライトを用いず
に明るい表示を実現する反射型液晶表示装置に関する。
り、特に、時分割駆動が可能で、バックライトを用いず
に明るい表示を実現する反射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ＳＴＮ（Ｓuper Ｔwisted Ｎemti
c）−ＬＣＤを用いた反射型液晶表示装置が市販されて
いる。しかし、この方式には反射率が低い、表示に影が
生じると云った問題がある。
c）−ＬＣＤを用いた反射型液晶表示装置が市販されて
いる。しかし、この方式には反射率が低い、表示に影が
生じると云った問題がある。
【０００３】ＳＴＮ−ＬＣＤでは、反射板と液晶の間に
は厚さ１ｍｍ程度のガラス基板が介在する。一方、画素
の大きさは３００×１００μｍ程度なので、液晶パネル
に斜めに入射する光は、入射するときと反射された後で
は異なる画素を通過する。従って、この液晶表示装置を
斜めから見ると、あたかも表示物の影が反射板に映って
いるかのように見えてしまう。
は厚さ１ｍｍ程度のガラス基板が介在する。一方、画素
の大きさは３００×１００μｍ程度なので、液晶パネル
に斜めに入射する光は、入射するときと反射された後で
は異なる画素を通過する。従って、この液晶表示装置を
斜めから見ると、あたかも表示物の影が反射板に映って
いるかのように見えてしまう。
【０００４】上記の対策として、偏光板一枚で表示が可
能な反射型ＳＴＮ−ＬＣＤ（単偏光板型ＳＴＮ−ＬＣ
Ｄ）を用いる方法が提案（９４年液晶討論会予稿集，ｐ
ｐ.２０６−２０７）されている。
能な反射型ＳＴＮ−ＬＣＤ（単偏光板型ＳＴＮ−ＬＣ
Ｄ）を用いる方法が提案（９４年液晶討論会予稿集，ｐ
ｐ.２０６−２０７）されている。
【０００５】従来のＳＴＮ−ＬＣＤでは、所定の直線偏
光以外の光を吸収する偏光板が二枚必要なのに対し、単
偏光板型ＳＴＮ−ＬＣＤでは一枚で表示が可能であるた
め、反射率を向上させることができる。
光以外の光を吸収する偏光板が二枚必要なのに対し、単
偏光板型ＳＴＮ−ＬＣＤでは一枚で表示が可能であるた
め、反射率を向上させることができる。
【０００６】また、従来のＳＴＮ−ＬＣＤでは、液晶パ
ネルに貼り付けた偏光板の外側に反射板を設ける必要が
あったが、単偏光板型ＳＴＮ−ＬＣＤでは反射板側の偏
光板が省略されるので、反射板を液晶パネル内に設け
て、前記の影の問題を解決することが可能である。
ネルに貼り付けた偏光板の外側に反射板を設ける必要が
あったが、単偏光板型ＳＴＮ−ＬＣＤでは反射板側の偏
光板が省略されるので、反射板を液晶パネル内に設け
て、前記の影の問題を解決することが可能である。
【０００７】この方式は一枚の偏光板、反射板を内蔵し
たＳＴＮ液晶セル、偏光板と液晶セルの間に設けた複屈
折性を有するフィルム（位相板）からなる。位相板はモ
ノクロ表示を実現するように最適化されている。
たＳＴＮ液晶セル、偏光板と液晶セルの間に設けた複屈
折性を有するフィルム（位相板）からなる。位相板はモ
ノクロ表示を実現するように最適化されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術には、良
好な黒表示が実現できないと云う問題がある。良好な黒
表示を実現するためには、４００〜７００ｎｍの可視波
長域において十分に低い反射率を実現する必要がある。
好な黒表示が実現できないと云う問題がある。良好な黒
表示を実現するためには、４００〜７００ｎｍの可視波
長域において十分に低い反射率を実現する必要がある。
【０００９】しかしながら、従来技術のように位相板を
一枚用いた単偏光板型ＳＴＮ−ＬＣＤでは、特定の波長
に対してのみ低い反射率が実現され、全ての波長域にわ
たり低い反射率を実現することはできない。通常は視感
度の高い緑の波長に対して、低い反射率が実現できるよ
う位相板を最適化してあるが、他の波長に対しては必ず
しも低い反射率は実現されていない。その結果、青みが
かった黒や茶色となってしまい、良好な黒色表示は実現
できなかった。
一枚用いた単偏光板型ＳＴＮ−ＬＣＤでは、特定の波長
に対してのみ低い反射率が実現され、全ての波長域にわ
たり低い反射率を実現することはできない。通常は視感
度の高い緑の波長に対して、低い反射率が実現できるよ
う位相板を最適化してあるが、他の波長に対しては必ず
しも低い反射率は実現されていない。その結果、青みが
かった黒や茶色となってしまい、良好な黒色表示は実現
できなかった。
【００１０】本発明の目的は前記従来技術の課題を解決
し、反射率が低く、かつ、無彩色である良好な黒表示を
実現する反射型液晶表示装置を提供することにある。
し、反射率が低く、かつ、無彩色である良好な黒表示を
実現する反射型液晶表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、位相板を二枚用い、かつ、位相板の光学軸、屈折率
異方性Δｎと厚さｄの積（Δｎｄ）、偏光板の吸収軸と
の関係を特定した。
に、位相板を二枚用い、かつ、位相板の光学軸、屈折率
異方性Δｎと厚さｄの積（Δｎｄ）、偏光板の吸収軸と
の関係を特定した。
【００１２】即ち、反射板、電極を有する一対の基板間
に液晶層を挿入した液晶セル、第１の複屈折性フィル
ム、第２の複屈折性フィルム、偏光板が前記の順に配置
され、前記液晶層内の液晶分子が反射板側基板から対向
基板に向かってツイスト角θが２２０°〜２６０°のツ
イスト構造を有し、前記液晶の屈折率異方性Δｎと前記
液晶層の厚さｄとの積Δｎｄが０.５〜０.８μｍであ
り、前記第１の複屈折性フィルム側の基板面上の液晶分
子の配向方向をφ0、偏光板の吸収軸の方向をγ、第
１，第２の複屈折性フィルムの光学軸の方向をφ1，
φ2、また、第１，第２の複屈折性フィルムのΔｎｄを
それぞれΔｎｄ1，Δｎｄ2とすると、（Ｉ）−１０５°
＜φ1−φ0＜−１０°、−８５°＜φ2−φ1＜−２０
°、５０°＜γ−φ2＜８０°、０.０２μｍ＜Δｎｄ1
＜０.１８μｍ、０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μｍ、
または、（II）−１０°＜φ1−φ0＜４０°、−７５°
＜φ2−φ1＜−５５°、１０°＜γ−φ2＜３０°、０.
１２μｍ＜Δｎｄ1＜０.２４μｍ、０.３２μｍ＜Δｎ
ｄ2＜０.４２μｍ、または、（III）−１０５°＜φ1−
φ0＜−５０°、５５°＜φ2−φ1＜８０°、−６０°
＜γ−φ2＜−２０°、０.３２μｍ＜Δｎｄ1＜０.４６
μｍ、０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μｍ、または、
（IV）２５°＜φ1−φ0＜７５°、６０°＜φ2−φ1＜
８０°、５°＜γ−φ2＜５５°、０.３２μｍ＜Δｎｄ
1＜０.４２μｍ、０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μ
ｍ、または、（Ｖ）５°＜φ1−φ0＜９０°、−７５°
＜φ2−φ1＜−１０°、−７５°＜γ−φ2＜−１０
°、０.０４μｍ＜Δｎｄ1＜０.２２μｍ、０.０４μｍ
＜Δｎｄ2＜０.２２μｍ、または、（VI）６０°＜φ1
−φ0＜９０°、５５°＜φ2−φ1＜８０°、−３５°
＜γ−φ2＜−１０°、０.３２μｍ＜Δｎｄ1＜０.４２
μｍ、０.１２μｍ＜Δｎｄ2＜０.２２μｍ、のいずれ
かの条件を満足するよう構成されていることを特徴とす
る反射型液晶表示装置にある。
に液晶層を挿入した液晶セル、第１の複屈折性フィル
ム、第２の複屈折性フィルム、偏光板が前記の順に配置
され、前記液晶層内の液晶分子が反射板側基板から対向
基板に向かってツイスト角θが２２０°〜２６０°のツ
イスト構造を有し、前記液晶の屈折率異方性Δｎと前記
液晶層の厚さｄとの積Δｎｄが０.５〜０.８μｍであ
り、前記第１の複屈折性フィルム側の基板面上の液晶分
子の配向方向をφ0、偏光板の吸収軸の方向をγ、第
１，第２の複屈折性フィルムの光学軸の方向をφ1，
φ2、また、第１，第２の複屈折性フィルムのΔｎｄを
それぞれΔｎｄ1，Δｎｄ2とすると、（Ｉ）−１０５°
＜φ1−φ0＜−１０°、−８５°＜φ2−φ1＜−２０
°、５０°＜γ−φ2＜８０°、０.０２μｍ＜Δｎｄ1
＜０.１８μｍ、０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μｍ、
または、（II）−１０°＜φ1−φ0＜４０°、−７５°
＜φ2−φ1＜−５５°、１０°＜γ−φ2＜３０°、０.
１２μｍ＜Δｎｄ1＜０.２４μｍ、０.３２μｍ＜Δｎ
ｄ2＜０.４２μｍ、または、（III）−１０５°＜φ1−
φ0＜−５０°、５５°＜φ2−φ1＜８０°、−６０°
＜γ−φ2＜−２０°、０.３２μｍ＜Δｎｄ1＜０.４６
μｍ、０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μｍ、または、
（IV）２５°＜φ1−φ0＜７５°、６０°＜φ2−φ1＜
８０°、５°＜γ−φ2＜５５°、０.３２μｍ＜Δｎｄ
1＜０.４２μｍ、０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μ
ｍ、または、（Ｖ）５°＜φ1−φ0＜９０°、−７５°
＜φ2−φ1＜−１０°、−７５°＜γ−φ2＜−１０
°、０.０４μｍ＜Δｎｄ1＜０.２２μｍ、０.０４μｍ
＜Δｎｄ2＜０.２２μｍ、または、（VI）６０°＜φ1
−φ0＜９０°、５５°＜φ2−φ1＜８０°、−３５°
＜γ−φ2＜−１０°、０.３２μｍ＜Δｎｄ1＜０.４２
μｍ、０.１２μｍ＜Δｎｄ2＜０.２２μｍ、のいずれ
かの条件を満足するよう構成されていることを特徴とす
る反射型液晶表示装置にある。
【００１３】また、前記液晶セルがカラーフィルタを有
し、前記反射板を液晶セル内部に備えた反射型液晶表示
装置にある。
し、前記反射板を液晶セル内部に備えた反射型液晶表示
装置にある。
【００１４】上記において、暗表示時の電圧が前記電極
間に印加されている状態で、反射板から液晶セルに円偏
光を入射したとき、その光が偏光板へ入射する際に、少
なくとも赤、緑、青の波長に対してほぼ直線偏光にな
り、かつ、その偏光方向が偏光板の吸収軸とほぼ一致す
るように、前記位相板の光学軸、Δｎｄを特定する。
間に印加されている状態で、反射板から液晶セルに円偏
光を入射したとき、その光が偏光板へ入射する際に、少
なくとも赤、緑、青の波長に対してほぼ直線偏光にな
り、かつ、その偏光方向が偏光板の吸収軸とほぼ一致す
るように、前記位相板の光学軸、Δｎｄを特定する。
【００１５】これによって、高反射率で、かつ、影の生
じない反射型液晶表示装置で、暗表示時の反射率が低
く、かつ、無彩色の黒表示を実現することができる。そ
の作用，効果の詳細については、後に述べる。
じない反射型液晶表示装置で、暗表示時の反射率が低
く、かつ、無彩色の黒表示を実現することができる。そ
の作用，効果の詳細については、後に述べる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。
いて説明する。
【００１７】〔実施例１〕図１は本発明の反射型液晶表
示装置の一実施例の構成を示すものである。外光の入射
する側から偏光板４、位相板２、位相板１、ＳＴＮ液晶
３、反射板５が順次積層された構成となっている。な
お、図１には表示を省略したが、ＳＴＮ液晶３を駆動表
示する電圧印加手段を備えている。
示装置の一実施例の構成を示すものである。外光の入射
する側から偏光板４、位相板２、位相板１、ＳＴＮ液晶
３、反射板５が順次積層された構成となっている。な
お、図１には表示を省略したが、ＳＴＮ液晶３を駆動表
示する電圧印加手段を備えている。
【００１８】図２は、図１の液晶表示装置の各光学部材
の光学角度を示す。偏光板４の吸収軸１４、位相板１の
光学軸１１、位相板２の光学軸１２、ＳＴＮ液晶３の位
相板側の液晶分子の配向方向１０をそれぞれ、γ、
φ1、φ2、φ0で定義する。
の光学角度を示す。偏光板４の吸収軸１４、位相板１の
光学軸１１、位相板２の光学軸１２、ＳＴＮ液晶３の位
相板側の液晶分子の配向方向１０をそれぞれ、γ、
φ1、φ2、φ0で定義する。
【００１９】ＳＴＮ液晶３の液晶分子は、反射板５側か
ら位相板１側に向けてツイスト構造を有し、位相板１側
の液晶分子の配向方向１０と、反射板５側の液晶分子の
配向方向１３とのなす角はツイスト角θで定義される。
ら位相板１側に向けてツイスト構造を有し、位相板１側
の液晶分子の配向方向１０と、反射板５側の液晶分子の
配向方向１３とのなす角はツイスト角θで定義される。
【００２０】本実施例では、反射板５側から、位相板１
側に向かって、反時計回りに液晶分子がねじれて配向し
ている場合を例に説明する。
側に向かって、反時計回りに液晶分子がねじれて配向し
ている場合を例に説明する。
【００２１】各素子の角度はｘ方向を基準として反時計
回りに定義する。さらに、φ0＝(θ／２)＋９０°とし
た。
回りに定義する。さらに、φ0＝(θ／２)＋９０°とし
た。
【００２２】次に、本実施例の液晶表示装置が暗表示時
に、赤、緑、青の波長に対して十分に低い反射率を実現
するための条件、および、その際の動作について説明す
る。
に、赤、緑、青の波長に対して十分に低い反射率を実現
するための条件、および、その際の動作について説明す
る。
【００２３】偏光板４側から入射した外光が、偏光板
４、位相板２、位相板１、ＳＴＮ液晶３を透過した後、
反射板５上、即ち、図１におけるＡ点において円偏光で
あれば、この素子の反射率は０となることが知られてい
る。この場合、逆に、Ａ点から円偏光をＳＴＮ液晶３に
向かって入射するとＤ点における偏光方向が、偏光板４
の吸収軸に平行な直線偏光となる。
４、位相板２、位相板１、ＳＴＮ液晶３を透過した後、
反射板５上、即ち、図１におけるＡ点において円偏光で
あれば、この素子の反射率は０となることが知られてい
る。この場合、逆に、Ａ点から円偏光をＳＴＮ液晶３に
向かって入射するとＤ点における偏光方向が、偏光板４
の吸収軸に平行な直線偏光となる。
【００２４】従って、ＳＴＮ液晶３に暗表示時の電圧が
印加されている状態で、Ａ点から円偏光を入射したとき
に、Ｄ点における偏光状態が、赤、緑、青の波長に対し
て、ほぼ同一の直線偏光となり、その偏光方向が偏光板
４の吸収軸とほぼ平行になるように、位相板１，２およ
び偏光板４を選択すれば、赤、緑、青の波長に対して十
分に低い反射率を実現することができる。
印加されている状態で、Ａ点から円偏光を入射したとき
に、Ｄ点における偏光状態が、赤、緑、青の波長に対し
て、ほぼ同一の直線偏光となり、その偏光方向が偏光板
４の吸収軸とほぼ平行になるように、位相板１，２およ
び偏光板４を選択すれば、赤、緑、青の波長に対して十
分に低い反射率を実現することができる。
【００２５】楕円偏光が、位相板１，２を透過したと
き、位相板の光学軸に平行な成分と垂直な成分に位相差
が生じるが、両成分の絶対値は変化しない。従って、長
辺あるいは短辺が位相板の光学軸に平行で、かつ、位相
板を透過する前の楕円偏光を表す楕円を内接する長方形
を仮定すると、位相板を透過した後の楕円偏光も、その
長方形に内接することになる。このとき位相板で生じる
位相差を選べば直線偏光が得られるが、この直線偏光も
前記長方形に内接するので、偏光方向は前記長方形の対
角方向となる。
き、位相板の光学軸に平行な成分と垂直な成分に位相差
が生じるが、両成分の絶対値は変化しない。従って、長
辺あるいは短辺が位相板の光学軸に平行で、かつ、位相
板を透過する前の楕円偏光を表す楕円を内接する長方形
を仮定すると、位相板を透過した後の楕円偏光も、その
長方形に内接することになる。このとき位相板で生じる
位相差を選べば直線偏光が得られるが、この直線偏光も
前記長方形に内接するので、偏光方向は前記長方形の対
角方向となる。
【００２６】図３は図１におけるＣ点の赤、緑、青の波
長の楕円偏光を示す図である。上記において、同一の直
線偏光を得るためには、Ｃ点において赤、緑、青の楕円
偏光が、Ｄ点で赤、緑、青の波長にかかわらず同一の直
線偏光を得るためには、図３に示すように、Ｃ点での
赤、緑、青の楕円偏光が同一の長方形に内接する必要が
ある。
長の楕円偏光を示す図である。上記において、同一の直
線偏光を得るためには、Ｃ点において赤、緑、青の楕円
偏光が、Ｄ点で赤、緑、青の波長にかかわらず同一の直
線偏光を得るためには、図３に示すように、Ｃ点での
赤、緑、青の楕円偏光が同一の長方形に内接する必要が
ある。
【００２７】ＳＴＮ液晶の透過直後の偏光状態、即ち、
Ｂ点では一般にこの条件は満たされていない。従って、
一枚の位相板では、波長の違いに拘らず同一の直線偏光
を得ることはできない。
Ｂ点では一般にこの条件は満たされていない。従って、
一枚の位相板では、波長の違いに拘らず同一の直線偏光
を得ることはできない。
【００２８】そこで、本実施例では、Ｃ点において前記
条件を満たすように位相板１を選定する。位相板１のΔ
ｎｄは、Ｂ点における楕円偏光を表す複素電界ベクトル
の位相板１の光学軸に平行な成分の絶対値Ｅx、垂直な
成分の絶対値Ｅy、平行な成分と垂直な成分の位相差
δ0、位相板１の光学軸φ1、位相板２の光学軸φ2、偏
光板の吸収軸γ、光の波長λを用いて、次式〔１〕で決
定される。
条件を満たすように位相板１を選定する。位相板１のΔ
ｎｄは、Ｂ点における楕円偏光を表す複素電界ベクトル
の位相板１の光学軸に平行な成分の絶対値Ｅx、垂直な
成分の絶対値Ｅy、平行な成分と垂直な成分の位相差
δ0、位相板１の光学軸φ1、位相板２の光学軸φ2、偏
光板の吸収軸γ、光の波長λを用いて、次式〔１〕で決
定される。
【００２９】
【数１】
【００３０】次に、位相板１を透過後のＣ点における偏
光が、位相板２を透過後に、Ｄ点において、少なくとも
赤、緑、青の波長に対して、その偏光方向が偏光板４の
吸収軸に平行な同一の直線偏光となるよう位相板２を選
定する。
光が、位相板２を透過後に、Ｄ点において、少なくとも
赤、緑、青の波長に対して、その偏光方向が偏光板４の
吸収軸に平行な同一の直線偏光となるよう位相板２を選
定する。
【００３１】位相板２のΔｎｄは、Ｃ点における偏光状
態を表す複素電界ベクトルの位相板２の光学軸に平行な
成分と垂直な成分の位相差δ1、光の波長λを用いて次
式〔２〕で決定される。
態を表す複素電界ベクトルの位相板２の光学軸に平行な
成分と垂直な成分の位相差δ1、光の波長λを用いて次
式〔２〕で決定される。
【００３２】
【数２】
【００３３】赤、緑、青の各波長に対して、前記式
〔１〕で位相板１のΔｎｄを、式〔２〕で位相板２のΔ
ｎｄをそれぞれ独立に決定すれば、任意のγ、φ1、φ2
の組み合わせに対して、赤、緑、青の波長の反射率を０
とすることが可能である。
〔１〕で位相板１のΔｎｄを、式〔２〕で位相板２のΔ
ｎｄをそれぞれ独立に決定すれば、任意のγ、φ1、φ2
の組み合わせに対して、赤、緑、青の波長の反射率を０
とすることが可能である。
【００３４】しかしながら、赤、緑、青の波長のΔｎｄ
の間には、材料によって決まる一定の関係がある。例え
ば、ポリカーボネートフィルムの場合、赤の波長のΔｎ
ｄは緑の波長のΔｎｄの約０.９７倍、青の波長のΔｎ
ｄは緑の波長のΔｎｄの約１.０７倍である。従って、
一般には赤、緑、青の全ての波長に対して反射率を０と
することはできない。
の間には、材料によって決まる一定の関係がある。例え
ば、ポリカーボネートフィルムの場合、赤の波長のΔｎ
ｄは緑の波長のΔｎｄの約０.９７倍、青の波長のΔｎ
ｄは緑の波長のΔｎｄの約１.０７倍である。従って、
一般には赤、緑、青の全ての波長に対して反射率を０と
することはできない。
【００３５】そこで、本実施例では、視感度の高い緑の
波長に対して、位相板のΔｎｄの値を式〔１〕および式
〔２〕から決定し、これを満足する光学部材（材料）を
用いることで、赤および青の反射率が十分低くできる
γ、φ1、φ2、Δｎｄ1、Δｎｄ2の条件を求めた。
波長に対して、位相板のΔｎｄの値を式〔１〕および式
〔２〕から決定し、これを満足する光学部材（材料）を
用いることで、赤および青の反射率が十分低くできる
γ、φ1、φ2、Δｎｄ1、Δｎｄ2の条件を求めた。
【００３６】本発明の目的は、位相板が一枚では実現で
きない暗表示時の良好な黒表示を達成することにあるの
で、十分に低い反射率としては、位相板が一枚で得られ
る反射率よりも低い反射率と定義した。
きない暗表示時の良好な黒表示を達成することにあるの
で、十分に低い反射率としては、位相板が一枚で得られ
る反射率よりも低い反射率と定義した。
【００３７】図４は、位相板一枚により実現できる暗表
示の赤の反射率ＲRと青の反射率ＲＢの平均値（ＲR＋Ｒ
B)／２（％）と、ＳＴＮ液晶のΔｎｄとの関係を示した
ものである。
示の赤の反射率ＲRと青の反射率ＲＢの平均値（ＲR＋Ｒ
B)／２（％）と、ＳＴＮ液晶のΔｎｄとの関係を示した
ものである。
【００３８】ＳＴＮ液晶３のツイスト角は２２０°、２
４０°、２６０°の場合を示す。位相板のΔｎｄの値は
緑の波長に対して、ＳＴＮ液晶透過後の偏光が、位相板
を透過した後に直線偏光となるように選び、偏光板の吸
収軸の方向を直線偏光の偏光方向に一致させた。
４０°、２６０°の場合を示す。位相板のΔｎｄの値は
緑の波長に対して、ＳＴＮ液晶透過後の偏光が、位相板
を透過した後に直線偏光となるように選び、偏光板の吸
収軸の方向を直線偏光の偏光方向に一致させた。
【００３９】この場合、(ＲR＋ＲB)／２の値は位相板の
光学軸に依存するので、光学軸を変えたときに得られる
(ＲR＋ＲB)／２の最小値をプロットした。
光学軸に依存するので、光学軸を変えたときに得られる
(ＲR＋ＲB)／２の最小値をプロットした。
【００４０】ここで、反射率は素子に垂直に光を入射し
たときの垂直方向の反射光で定義した。この条件では、
２４０°ツイストのＳＴＮ液晶セルでΔｎｄ＝０.５８
μｍのとき暗表示の反射率が最小となる。そこで、この
反射率を基準反射率と定義して、赤、青の反射率がこの
基準反射率よりも低くなる条件を求めた。
たときの垂直方向の反射光で定義した。この条件では、
２４０°ツイストのＳＴＮ液晶セルでΔｎｄ＝０.５８
μｍのとき暗表示の反射率が最小となる。そこで、この
反射率を基準反射率と定義して、赤、青の反射率がこの
基準反射率よりも低くなる条件を求めた。
【００４１】本実施例において、赤、青の反射率が基準
反射率よりも低くなるときのφ1、φ2、γ、Δｎｄ1、
Δｎｄ2の組み合わせは以下に示すcase Ｉ〜VIの６つの
ケースに分類できる。なお、ＳＴＮ液晶セルのツイスト
角を２２０°〜２６０°、Δｎｄを０.５〜０.８μｍま
で変えて検討した。
反射率よりも低くなるときのφ1、φ2、γ、Δｎｄ1、
Δｎｄ2の組み合わせは以下に示すcase Ｉ〜VIの６つの
ケースに分類できる。なお、ＳＴＮ液晶セルのツイスト
角を２２０°〜２６０°、Δｎｄを０.５〜０.８μｍま
で変えて検討した。
【００４２】図５は、case Ｉのφ1、φ2、γの関係を
示す図である。また、図６はΔｎｄ1、Δｎｄ2の関係を
示す図である。
示す図である。また、図６はΔｎｄ1、Δｎｄ2の関係を
示す図である。
【００４３】パラメータとして、位相板１の光学軸１１
が位相板側の液晶分子の配向方向１０に対してなす角φ
1−φ0、位相板２の光学軸１２が位相板１の光学軸１１
に対してなす角φ2−φ1、偏光板４の吸収軸１４が位相
板２の光学軸１２に対してなす角γ−φ2をとってプロ
ットすると、赤、青の反射率が基準反射率よりも低くな
る条件は図５、６に示すように、次のとおりである。
が位相板側の液晶分子の配向方向１０に対してなす角φ
1−φ0、位相板２の光学軸１２が位相板１の光学軸１１
に対してなす角φ2−φ1、偏光板４の吸収軸１４が位相
板２の光学軸１２に対してなす角γ−φ2をとってプロ
ットすると、赤、青の反射率が基準反射率よりも低くな
る条件は図５、６に示すように、次のとおりである。
【００４４】
【数３】（Ｉ） −１０５°＜φ1−φ0＜−１０°
−８５°＜φ2−φ1＜−２０°
５０°＜γ−φ2＜８０°
０.０２μｍ＜Δｎｄ1＜０.１８μｍ
０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μｍ
同様に、case II〜VIのφ1、φ2、γ、Δｎｄ1、Δｎｄ
2の関係を図７〜１６に示す。
2の関係を図７〜１６に示す。
【００４５】
【数４】（II） −１０°＜φ1−φ0＜４０°
−７５°＜φ2−φ1＜−５５°
１０°＜γ−φ2＜３０°
０.１２μｍ＜Δｎｄ1＜０.２４μｍ
０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μｍ
（III） −１０５°＜φ1−φ0＜−５０°
５５°＜φ2−φ1＜８０°
−６０°＜γ−φ2＜−２０°
０.３２μｍ＜Δｎｄ1＜０.４６μｍ
０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μｍ
（IV） ２５°＜φ1−φ0＜７５°
６０°＜φ2−φ1＜８０°
５°＜γ−φ2＜５５°
０.３２μｍ＜Δｎｄ1＜０.４２μｍ
０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μｍ
（Ｖ） ５°＜φ1−φ0＜９０°
−７５°＜φ2−φ1＜−１０°
−７５°＜γ−φ2＜−１０°
０.０４μｍ＜Δｎｄ1＜０.２２μｍ
０.０４μｍ＜Δｎｄ2＜０.２２μｍ
（VI） ６０°＜φ1−φ0＜９０°
５５°＜φ2−φ1＜８０°
−３５°＜γ−φ2＜−１０°
０.３２μｍ＜Δｎｄ1＜０.４２μｍ
０.１２μｍ＜Δｎｄ2＜０.２２μｍ
以上のように、φ1、φ2、γ、Δｎｄ1、Δｎｄ2を、上
記のcase Ｉ〜VIのいずれかの条件に設定することによ
って、暗表示における赤、緑、青の反射率が十分に低い
反射型液晶表示装置を実現することができる。
記のcase Ｉ〜VIのいずれかの条件に設定することによ
って、暗表示における赤、緑、青の反射率が十分に低い
反射型液晶表示装置を実現することができる。
【００４６】以下に、case Ｉ〜VIの代表的な例をとっ
て、その反射率−印加電圧特性、および、反射率−波長
特性について説明する。
て、その反射率−印加電圧特性、および、反射率−波長
特性について説明する。
【００４７】case Ｉ、II、III、IV、Ｖ、VIの反射率−
印加電圧特性を図１７，１９，２１，２３，２５，２７
に、また、その反射率−波長特性を図１８，２０，２
２，２４，２６，２８に示す。
印加電圧特性を図１７，１９，２１，２３，２５，２７
に、また、その反射率−波長特性を図１８，２０，２
２，２４，２６，２８に示す。
【００４８】なお、反射率−波長特性では、液晶表示装
置を１／２４０デューティ駆動のときの明表示、暗表示
時の特性を示した。それぞれの場合のＳＴＮ液晶３のツ
イスト角θ，Δｎｄ、位相板１の光学軸φ1，Δｎｄ1、
位相板２の光学軸φ2，Δｎｄ2、偏光板４の吸収軸γを
表１に示す。
置を１／２４０デューティ駆動のときの明表示、暗表示
時の特性を示した。それぞれの場合のＳＴＮ液晶３のツ
イスト角θ，Δｎｄ、位相板１の光学軸φ1，Δｎｄ1、
位相板２の光学軸φ2，Δｎｄ2、偏光板４の吸収軸γを
表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】図１７〜２８において、破線は位相板が一
枚の場合に(ＲR＋ＲB)／２が最も低くなるときの特性で
本実施例と比較のために示した。
枚の場合に(ＲR＋ＲB)／２が最も低くなるときの特性で
本実施例と比較のために示した。
【００５１】位相板が一枚の時も二枚の時も、緑の波長
に対して反射率が０となるように位相板のΔｎｄが選ば
れているので、緑の波長０.５５μｍ近傍では、どちら
の場合も暗表示は十分低い反射率となっている。しか
し、赤および青の波長の０.６２μｍ近傍および０.４５
μｍ近傍では、位相板が一枚の場合に比べ低い反射率に
抑えられていることが分かる。
に対して反射率が０となるように位相板のΔｎｄが選ば
れているので、緑の波長０.５５μｍ近傍では、どちら
の場合も暗表示は十分低い反射率となっている。しか
し、赤および青の波長の０.６２μｍ近傍および０.４５
μｍ近傍では、位相板が一枚の場合に比べ低い反射率に
抑えられていることが分かる。
【００５２】以上のように、ツイスト角θが２２０°〜
２６０°で、Δｎｄが０.５〜０.８μｍのＳＴＮ液晶を
用いた図１に示す構成の反射型液晶表示装置において、
位相板１の光学軸φ1，Δｎｄ1、位相板２の光学軸
φ2，Δｎｄ2、偏光板４の吸収軸γを、図５〜図１６に
示すcase Ｉ〜VIのいずれかの範囲に設定することによ
って、位相板を一枚だけ用いた場合よりも反射率が低
く、かつ、無彩色である良好な暗表示が実現できる。
２６０°で、Δｎｄが０.５〜０.８μｍのＳＴＮ液晶を
用いた図１に示す構成の反射型液晶表示装置において、
位相板１の光学軸φ1，Δｎｄ1、位相板２の光学軸
φ2，Δｎｄ2、偏光板４の吸収軸γを、図５〜図１６に
示すcase Ｉ〜VIのいずれかの範囲に設定することによ
って、位相板を一枚だけ用いた場合よりも反射率が低
く、かつ、無彩色である良好な暗表示が実現できる。
【００５３】なお、本実施例においては、γを偏光板４
の吸収軸と定義して説明したが、透過軸としても同等の
効果が得られる。
の吸収軸と定義して説明したが、透過軸としても同等の
効果が得られる。
【００５４】〔実施例２〕次に、カラーフィルタを組み
合わせた例を図２９により説明する。
合わせた例を図２９により説明する。
【００５５】図２９の液晶表示装置は、ガラス基板７
２、反射板５、透明絶縁体８２、透明電極６２、ＳＴＮ
液晶３、透明電極６１、平坦化層８１、カラーフィルタ
９０、ガラス基板７１、位相板１、位相板２、偏光板４
を順次積層した構成となっている。
２、反射板５、透明絶縁体８２、透明電極６２、ＳＴＮ
液晶３、透明電極６１、平坦化層８１、カラーフィルタ
９０、ガラス基板７１、位相板１、位相板２、偏光板４
を順次積層した構成となっている。
【００５６】カラーフィルタ９０と反射板５は、それぞ
れ対向するガラス基板７１と７２上のＳＴＮ液晶３側
（内側）にそれぞれ設けたが、基板７２上に反射板５そ
の上にカラーフィルタ９０を設けても同等の効果が得ら
れる。
れ対向するガラス基板７１と７２上のＳＴＮ液晶３側
（内側）にそれぞれ設けたが、基板７２上に反射板５そ
の上にカラーフィルタ９０を設けても同等の効果が得ら
れる。
【００５７】また、反射板５の代わりに透明電極６２を
アルミ等の光を反射する部材にしても同等の効果が得ら
れる。
アルミ等の光を反射する部材にしても同等の効果が得ら
れる。
【００５８】本実施例のＳＴＮ液晶３のツイスト角θは
２２０°〜２６０°、Δｎｄは０.５〜０.８μｍの範囲
である。位相板１の光学軸φ1，Δｎｄ1、位相板２の光
学軸φ2，Δｎｄ2、偏光板４の吸収軸γは、図５〜図１
６に示したcase Ｉ〜VIの範囲のいずれかに設定されて
いる。
２２０°〜２６０°、Δｎｄは０.５〜０.８μｍの範囲
である。位相板１の光学軸φ1，Δｎｄ1、位相板２の光
学軸φ2，Δｎｄ2、偏光板４の吸収軸γは、図５〜図１
６に示したcase Ｉ〜VIの範囲のいずれかに設定されて
いる。
【００５９】反射板５はアルミ等をガラス基板７２に蒸
着等によって形成する。さらに、表面が鏡面とならない
ように拡散性を付与してある。この拡散性付与手段は蒸
着前のガラス基板７２の表面を粗化するなどによって達
成できる。
着等によって形成する。さらに、表面が鏡面とならない
ように拡散性を付与してある。この拡散性付与手段は蒸
着前のガラス基板７２の表面を粗化するなどによって達
成できる。
【００６０】カラーフィルタ９０と反射板５の間には、
透明絶縁体８２、透明電極６２、ＳＴＮ液晶３、透明電
極６１、平坦化層８１が介在するが、いずれも通常の画
素の大きさ（３００×１００μｍ程度）に比べて数μｍ
と薄いので、従来技術で述べたような影の問題は生じな
い。
透明絶縁体８２、透明電極６２、ＳＴＮ液晶３、透明電
極６１、平坦化層８１が介在するが、いずれも通常の画
素の大きさ（３００×１００μｍ程度）に比べて数μｍ
と薄いので、従来技術で述べたような影の問題は生じな
い。
【００６１】さらに、位相板１の光学軸φ1，Δｎｄ1、
位相板２の光学軸φ2，Δｎｄ2、偏光板４の吸収軸γ
を、図５〜図１６に示すcase Ｉ〜VIの範囲のいずれか
に設定しているため、緑の波長だけではなく、赤、青の
波長に対しても暗表示時の反射率を低くすることができ
る。
位相板２の光学軸φ2，Δｎｄ2、偏光板４の吸収軸γ
を、図５〜図１６に示すcase Ｉ〜VIの範囲のいずれか
に設定しているため、緑の波長だけではなく、赤、青の
波長に対しても暗表示時の反射率を低くすることができ
る。
【００６２】本実施例では、例えば、緑の表示を行なう
場合に赤、青の画素からの漏れ光を十分に低く抑えるこ
とができるので、色純度の高いカラー表示が可能であ
る。これに対し、従来技術では、赤、青の波長に対し暗
表示時に十分に低い反射率とできないため、緑の光に対
して赤、青の画素からの漏れ光が混色し、色純度が悪く
なってしまう。
場合に赤、青の画素からの漏れ光を十分に低く抑えるこ
とができるので、色純度の高いカラー表示が可能であ
る。これに対し、従来技術では、赤、青の波長に対し暗
表示時に十分に低い反射率とできないため、緑の光に対
して赤、青の画素からの漏れ光が混色し、色純度が悪く
なってしまう。
【００６３】このように本発明はカラーフィルタを組み
合わせた反射型カラー液晶表示装置において、特に、色
純度の高いカラー表示を行なうのに非常に有効である。
合わせた反射型カラー液晶表示装置において、特に、色
純度の高いカラー表示を行なうのに非常に有効である。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、高反射率で、かつ、影
の生じない反射型液晶表示装置において、暗表示時の反
射率が低く、かつ、無彩色の良好な黒表示を実現するこ
とができる。
の生じない反射型液晶表示装置において、暗表示時の反
射率が低く、かつ、無彩色の良好な黒表示を実現するこ
とができる。
【図１】本発明の実施例の液晶表示素子の構成を示す模
式断面図である。
式断面図である。
【図２】図１の液晶表示素子の各光学部材の光学角度を
示す図である。
示す図である。
【図３】図１のＣ点における赤、緑、青の波長の楕円偏
光を示す図である。
光を示す図である。
【図４】位相板一枚により実現できる暗表示の赤と青の
反射率と位相板のΔｎｄの関係を示す図である。
反射率と位相板のΔｎｄの関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例のcase Ｉのφ1、φ2、γの関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図６】本発明の実施例のcase Ｉのφ1、φ2、Δｎ
ｄ1、Δｎｄ2の関係を示す図である。
ｄ1、Δｎｄ2の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例のcase IIのφ1、φ2、γの関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図８】本発明の実施例のcase IIのφ1、φ2、Δｎ
ｄ1、Δｎｄ2の関係を示す図である。
ｄ1、Δｎｄ2の関係を示す図である。
【図９】本発明の実施例のcase IIIのφ1、φ2、γの関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図１０】本発明の実施例のcase IIIのφ1、φ2、Δｎ
ｄ1、Δｎｄ2の関係を示す図である。
ｄ1、Δｎｄ2の関係を示す図である。
【図１１】本発明の実施例のcase IVのφ1、φ2、γの
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施例のcase IVのφ1、φ2、Δｎ
ｄ1、Δｎｄ2の関係を示す図である。
ｄ1、Δｎｄ2の関係を示す図である。
【図１３】本発明の実施例のcase Ｖのφ1、φ2、γの
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施例のcase Ｖのφ1、φ2、Δｎ
ｄ1、Δｎｄ2の関係を示す図である。
ｄ1、Δｎｄ2の関係を示す図である。
【図１５】本発明の実施例のcase VIのφ1、φ2、γの
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図１６】本発明の実施例のcase VIのφ1、φ2、Δｎ
ｄ1、Δｎｄ2の関係を示す図である。
ｄ1、Δｎｄ2の関係を示す図である。
【図１７】本発明の実施例のcase Ｉの反射率−印加電
圧特性を示す図である。
圧特性を示す図である。
【図１８】本発明の実施例のcase Ｉの反射率−波長特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図１９】本発明の実施例のcase IIの反射率−印加電
圧特性を示す図である。
圧特性を示す図である。
【図２０】本発明の実施例のcase IIの反射率−波長特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図２１】本発明の実施例のcase IIIの反射率−印加電
圧特性を示す図である。
圧特性を示す図である。
【図２２】本発明の実施例のcase IIIの反射率−波長特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図２３】本発明の実施例のcase IVの反射率−印加電
圧特性を示す図である。
圧特性を示す図である。
【図２４】本発明の実施例のcase IVの反射率−波長特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図２５】本発明の実施例のcase Ｖの反射率−印加電
圧特性を示す図である。
圧特性を示す図である。
【図２６】本発明の実施例のcase Ｖの反射率−波長特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図２７】本発明の実施例のcase VIの反射率−印加電
圧特性を示す図である。
圧特性を示す図である。
【図２８】本発明の実施例のcase VIの反射率−波長特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図２９】本発明の実施例のカラー液晶表示素子の構成
を示す模式断面図である。
を示す模式断面図である。
１…位相板、２…位相板、３…ＳＴＮ液晶、４…偏光
板、５…反射板、１０…ＳＴＮ液晶分子の位相板側の配
向方向、１１…位相板１の光学軸の方向、１２…位相板
２の光学軸の方向、１３…ＳＴＮ液晶分子の偏光板側の
配向方向、１４…偏光板の吸収軸、６１，６２…透明電
極、７１，７２…ガラス基板、８１…平坦化膜、８２…
透明絶縁膜、９０…カラーフィルタ。
板、５…反射板、１０…ＳＴＮ液晶分子の位相板側の配
向方向、１１…位相板１の光学軸の方向、１２…位相板
２の光学軸の方向、１３…ＳＴＮ液晶分子の偏光板側の
配向方向、１４…偏光板の吸収軸、６１，６２…透明電
極、７１，７２…ガラス基板、８１…平坦化膜、８２…
透明絶縁膜、９０…カラーフィルタ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−281177（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−15696（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−161110（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−31211（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/13363
G02F 1/1335 510
G02F 1/1335 520
G02F 1/133 500
Claims (3)
- 【請求項１】 反射板、電極を有する一対の基板間に液
晶層を挿入した液晶セル、第１の複屈折性フィルム、第
２の複屈折性フィルム、偏光板が前記の順に配置され、
前記液晶層内の液晶分子が反射板側基板から対向基板に
向かってツイスト角θが２２０°〜２６０°のツイスト
構造を有し、前記液晶の屈折率異方性Δｎと前記液晶層
の厚さｄとの積Δｎｄが０.５〜０.８μｍであり、前記
第１の複屈折性フィルム側の基板面上の液晶分子の配向
方向をφ0、偏光板の吸収軸の方向をγ、第１，第２の
複屈折性フィルムの光学軸の方向をφ1，φ2、また、第
１，第２の複屈折性フィルムのΔｎｄをそれぞれΔｎｄ
1，Δｎｄ2とすると、（Ｉ）−１０５°＜φ1−φ0＜−
１０°、−８５°＜φ2−φ1＜−２０°、５０°＜γ−
φ2＜８０°、０.０２μｍ＜Δｎｄ1＜０.１８μｍ、
０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μｍ、または、（II）
−１０°＜φ1−φ0＜４０°、−７５°＜φ2−φ1＜−
５５°、１０°＜γ−φ2＜３０°、０.１２μｍ＜Δｎ
ｄ1＜０.２４μｍ、０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μ
ｍ、または、（III）−１０５°＜φ1−φ0＜−５０
°、５５°＜φ2−φ1＜８０°、−６０°＜γ−φ2＜
−２０°、０.３２μｍ＜Δｎｄ1＜０.４６μｍ、０.３
２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μｍ、または、（IV）２５°
＜φ1−φ0＜７５°、６０°＜φ2−φ1＜８０°、５°
＜γ−φ2＜５５°、０.３２μｍ＜Δｎｄ1＜０.４２μ
ｍ、０.３２μｍ＜Δｎｄ2＜０.４２μｍ、または、
（Ｖ）５°＜φ1−φ0＜９０°、−７５°＜φ2−φ1＜
−１０°、−７５°＜γ−φ2＜−１０°、０.０４μｍ
＜Δｎｄ1＜０.２２μｍ、０.０４μｍ＜Δｎｄ2＜０.
２２μｍ、または、（VI）６０°＜φ1−φ0＜９０°、
５５°＜φ2−φ1＜８０°、−３５°＜γ−φ2＜−１
０°、０.３２μｍ＜Δｎｄ1＜０.４２μｍ、０.１２μ
ｍ＜Δｎｄ2＜０.２２μｍ、のいずれかの条件を満足す
るよう構成されていることを特徴とする反射型液晶表示
装置。 - 【請求項２】 前記液晶セルがカラーフィルタを有し、
前記反射板を液晶セル内部に備えてなる請求項１に記載
の反射型液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記反射板の上にカラーフィルタが設け
られている請求項２に記載の反射型液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32821196A JP3380696B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 反射型液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32821196A JP3380696B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 反射型液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10170906A JPH10170906A (ja) | 1998-06-26 |
| JP3380696B2 true JP3380696B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=18207700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32821196A Expired - Fee Related JP3380696B2 (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 反射型液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3380696B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000057240A1 (fr) * | 1999-03-19 | 2000-09-28 | Hitachi, Ltd. | Affichage a cristaux liquides |
| JP3467210B2 (ja) | 1999-06-04 | 2003-11-17 | シャープ株式会社 | 反射型液晶表示装置 |
| JP3493321B2 (ja) | 1999-07-21 | 2004-02-03 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
-
1996
- 1996-12-09 JP JP32821196A patent/JP3380696B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10170906A (ja) | 1998-06-26 |
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