JP3712833B2 - 反射型液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【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、特に、複屈折効果を利用してカラー表示を行うＥＣＢ方式反射型カラーＳＴＮ（スーパーツイステッドネマチック）液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型情報機器のディスプレイには、携帯性を考慮して反射型白黒ＳＴＮ液晶表示装置が採用されているが、視認識性向上のため、複数色のカラー表示が可能な反射型カラー液晶表示装置の開発が行われている。特に、カラーフィルターを用いずにカラー表示を実現するため、ＥＣＢ（複屈折制御）方式反射型カラーＳＴＮ液晶表示装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
このＥＣＢ方式反射型カラーＳＴＮ液晶表示装置の原理は、階調電圧を画素に印加すると、印加された階調電圧に応じて液晶分子の配向が変化し、これに伴って液晶表示素子のセル厚ｄと液晶の屈折率異方性Δｎとの積ｄΔｎが変化し、その結果、液晶の複屈折効果によってｄΔｎの変化に応じた色づきが出るというものである。
【０００４】
従来から用いられているＳＴＮ型液晶表示装置では、光をオン、オフすることが可能であれば、カラーフィルターを用いてカラー化が可能であり、ｄΔｎは１０００ｎｍ以下に設定されている。しかし、ＥＣＢ方式の液晶表示装置では、カラーフィルターを用いずにｄΔｎの変化によって多色表示させるため、ｄΔｎを大きな値に設定する必要があり、ｄΔｎは１０００ｎｍ以上に設定されている。
【０００５】
このように、ｄΔｎを１０００ｎｍ以上の大きな値に設定していることにより、ＥＣＢ方式の液晶表示装置では、液晶の複屈折性が光の入射角によって大きく変化するため、表示色が液晶表示装置を観察する角度によって大きく変化（表示色の仰角変化）してしまうという問題点がある。
【０００６】
この問題点を解決するために、特開平８−１５６９１号公報に開示されているように、ＥＣＢ方式の液晶表示装置に３次元方向の屈折率がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係を有する２軸性位相差板を用いることが提案されている。
【０００７】
この方法では、液晶の複屈折性は光の入射角によって変化するが２軸性位相差板の複屈折性は光の入射角が変化してもほとんど変わらないこと、及び２軸性位相差板の屈折率の関係により、光が液晶を垂直に透過した場合と斜めに透過した場合との位相差が２軸性位相差板によって補償されるため、表示色の仰角変化が抑えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−１５６９１号公報に開示されている方法を用いた場合であっても、ＥＣＢ方式の液晶表示装置は、ｄΔｎが大きいため、僅かな観察方向のずれでもｄΔｎが変動してしまい、表示色の仰角変化は満足のできるものではない。
【０００９】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みなされたものであって、観察する角度によって表示色が大きく変化することを改善したＥＣＢ方式反射型カラーＳＴＮ液晶表示装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、一対の偏光板間に、ＥＣＢ方式反射型カラーＳＴＮ液晶表示素子が介在されてなる反射型液晶表示装置において、
観察者側の偏光板と前記液晶表示素子との間に光拡散板が設けられ、
前記光拡散板は、屈折率が互いに０．０４程度異なる２種類の領域を交互に並べたフィルムを２枚積層して構成され、それぞれの前記領域はフィルムの法線方向に対して３０°〜５０°傾斜した方向に平行に設けられ、前記傾斜した方向は法線方向を中心としてそれぞれのフィルムで互いに反対方向となるように設定されており、
色差ΔＥ＊ａｂが６以上のときに表示色の仰角変化が生じるとした場合、表示色の仰角変化が生じない範囲が、６：００−１２：００方向および３：００−９：００方向ともに少なくとも８０°であることを特徴としている。
また、前記領域は、フィルムの法線方向に対して４５°傾斜した方向に平行に設けられることを特徴としている。
【００１１】
また、観察者側の偏光板と前記液晶表示素子との間に、前記光拡散板では視野角特性を改善できない方向の視野角特性を改善する位相差板を有することを特徴としている。
【００１３】
また、前記位相差板は、３次元方向の屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係を有し、前記光拡散板で視野角特性を改善される方向と前記位相差板の遅相軸とのなす角が、５５°以上７５°以下であることを特徴としている。
【００１４】
また、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表される前記位相差板の仰角変化に対するレタデーション値の変化の割合を示す係数Ｎｚが、波長λが６３３ｎｍのときに、０．２以上０．４以下であることを特徴としている。
【００１５】
本発明の反射型液晶表示装置によれば、観察者側の偏光板と液晶表示素子との間に、特定方向に光を拡散する光拡散板を設けることにより、正面輝度を低下させることなく、表示色の仰角変化が生じない範囲を拡大することができる。すなわち、本発明では、色差ΔＥ＊ａｂが６以上のときに表示色の仰角変化が生じるとした場合、表示色の仰角変化が生じない範囲が、６：００−１２：００方向および３：００−９：００方向ともに少なくとも８０°である。このように表示色の仰角変化を改善できるのは、ＥＣＢ方式反射型カラーＳＴＮ液晶表示装置の場合、カラーフィルターを用いないため、カラーフィルターを用いる液晶表示装置のように、各色相で光の波長によって生じた特性の差が、光拡散板による拡散効果でさらに強調されることがないからである。
【００１６】
光拡散板は、屈折率が互いに０．０４程度異なる２種類の領域を交互に並べたフィルムを２枚積層して構成され、それぞれの前記領域はフィルムの法線方向に対して３０°〜５０°、最も好ましくは４５°傾斜した方向に平行に設けられ、前記傾斜した方向は法線方向を中心としてそれぞれのフィルムで互いに反対方向となるように設定されており、これによって、光拡散板の法線方向に沿って入射した光は、拡散されずにそのまま出射して正面輝度を確保する。そして、法線方向に対して傾斜した方向に入射した光は、傾斜方向を特定方向と一致させることによって、特定方向に拡散されて表示色の仰角変化が生じない範囲が拡大される。
【００１７】
また、観察者側の偏光板と液晶表示素子との間に、光拡散板では視野角特性を改善できない方向の視野角特性を改善する位相差板を有することにより、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化が生じない範囲を拡大することができる。
【００１８】
さらに、位相差板は、３次元方向の屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係を有し、光拡散板で拡散された光の拡散方向と位相差板の遅相軸とのなす角が、５５°以上７５°以下であることにより、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化を改善することができる。３次元位相差板は、その遅相軸方向の仰角におけるレタデーション変化を自由にコントロール（その度合いを係数Ｎｚで表す）できるため、従来の位相差板（２次元）に対して表示色の仰角変化を改善することができる。そして、光拡散板の光拡散方向と３次元位相差板の遅相軸のなす角を５５°以上７５°以下に設定することで、光拡散板による表示色の仰角変化の改善方向と３次元位相差板による表示色の仰角変化の改善方向とのバランスが取れ、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化を改善することができる。
【００１９】
さらに、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表される位相差板の仰角変化に対するレタデーション値の変化の割合を示す係数Ｎｚが、波長λが６３３ｎｍのときに、０．２以上０．４以下であることにより、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化を改善することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図１４を用いて、本発明の実施の形態及び比較例について説明する。
【００２１】
（実施の形態）
図１乃至図８を用いて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係わる液晶表示装置を示す断面図、図２は本発明に係わる位相差板を示す説明図、図３は本発明に係わる光拡散板を示す断面図、図４は本発明に係わる液晶表示装置を構成する各部材の配設条件を示す説明図、図５は係数Ｎｚを０．１〜０．５まで変化させた場合の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図、図６は係数Ｎｚを０．１〜０．５まで変化させた場合の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図、図７は遅相軸方向と光拡散方向とのなす角度を５０°〜８０°まで変化させた場合の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図、図８は遅相軸方向と光拡散方向とのなす角度を５０°〜８０°まで変化させた場合の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明に係わる液晶表示装置１は、液晶表示素子２と、液晶表示素子２の観察者側に配置される偏光板３ａと、液晶表示素子２の非観察者側に配置される偏光板３ｂと、液晶表示素子２と偏光板３ａとの間に配置される位相差板４と、偏光板３ａと位相差板４との間に配置される光拡散板５と、偏光板３ｂの外側に配置される反射板６とから構成される。
【００２３】
液晶表示素子２を構成する透光性を有する一対のガラス基板７の対向する表面には、それぞれＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる透明電極８が形成され、ガラス基板７の透明電極８が形成された表面には、ほぼ全面にポリイミド樹脂等からなる配向膜９がそれぞれ形成される。
【００２４】
配向膜９は、ガラス基板７間に介在される液晶１０の液晶分子が２５０゜のねじれ構造をとるように、ラビングによって配向処理が施されている。液晶１０としては、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶に、ねじれ方向を規制するためのカイラル物質として、コレステリックノナノエイトを数％添加した混合液晶材料を用いる。混合液晶材料のΔｎは０．２４であり、液晶表示素子２のセル厚は７．５μｍに設定される。
【００２５】
偏光板３ａ及び３ｂには、単体透過率４５％、偏光度９９．９％のものを用い、位相差板４には、３次元位相差板を用いる。
【００２６】
３次元位相差板は、３次元方向でそれぞれ屈折率が異なり、３方向の主屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚとした場合、３次元位相差板面内方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ（ｎｘ＞ｎｙ）とし、３次元位相差板の厚み方向の屈折率をｎｚとしたとき、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙとなるように設定されているものである。
【００２７】
３次元位相差板の仰角の変化に対応するレタデーションの変化の割合を３次元の屈折率を用いて、係数Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）と規定すれば、波長λが６３３ｎｍのときに、Ｎｚ＝０．２〜０．４が望ましく、本実施の形態においては、Ｎｚ＝０．３のものを用いている。また、材質はポリカーボネートからなり、レタデーション値は２０００ｎｍのものを用いている。
【００２８】
本実施の形態で用いる位相差板４は、図２に示すように、Ｎｚ＝０．３、レタデーション値４００ｎｍの５枚の位相差フィルム１１を、遅相軸１２を揃えて積層した構成になっている。
【００２９】
光拡散板５は、図３に示すように、屈折率が互いに０．０４程度異なる２種類の領域１３ａ及び１３ｂを、一定の角度θ（θは任意に設定できるが、３０°〜５０°の間が好ましく、本実施の形態においては、４５°のものを用いる）を持つように交互に並べたフィルム１４ａ及び１４ｂを積層したもの、例えば住友化学製ルミスティー等を用いる。
【００３０】
光拡散板５に、垂直に入射した光１５はそのまま出射するが、角度θと平行に入射した光１６はブラッグ回折により拡散し、表示色の仰角変化を改善することができるようになる。しかし、フィルム１４ａ及び１４ｂの構成上、角度θと平行に入射した光１６は一方向にのみ拡散され、一方向の表示色の仰角変化しか改善できない。
【００３１】
このため、本実施の形態においては、フィルム１４ａ及び１４ｂを、角度θが法線方向を中心として互いに反対方向となるように積層し、例えば３：００−９：００方向の２方向の表示色の仰角変化を改善している。
【００３２】
本実施の形態で用いる光拡散板５は、位相差を有しないものであり、また、光拡散板５を保護する目的で偏光板３ａと位相差板４の間に配置している。
【００３３】
次に、液晶表示装置１を構成する各部材の配設条件について説明する。図４に示すように、一方の配向膜９の液晶分子配向軸（ラビング軸）は、矢印Ａで示すように、９：００方向から時計回りに３５°傾いている。他方の配向膜９の液晶分子配向軸方向は、矢印Ｂで示すように、１２：００方向から時計回りに５５°傾いている。したがって、液晶分子のねじれ角は２５０°に設定される。
【００３４】
光拡散板５の光拡散方向は、矢印Ｃで示すように、３：００−９：００方向の２方向である。偏光板３ａの吸収軸方向は、矢印Ｄで示すように、１２：００方向から時計回りに７０°傾いている。偏光板３ｂの吸収軸方向は、矢印Ｅで示すように、６：００方向から時計回りに５°傾いている。また、位相差板４の遅相軸１２方向は、矢印Ｆで示すように、６：００方向から時計回りに３０°傾いている。
【００３５】
表示色の仰角変化をすべての方向でバランス良く改善するためには、位相差板４の遅相軸１２方向と光拡散板５の光拡散方向とのなす角度、つまり、矢印Ｃと矢印Ｆとのなす角度を５５°〜７５°に設定することが望ましい。本実施の形態においては、矢印Ｃと矢印Ｆとのなす角度を６０°に設定している。
【００３６】
ここで、位相差板４の係数Ｎｚが０．２〜０．４が望ましい理由について説明する。
【００３７】
【数１】
【００３８】
上記数式は、ＪＩＳ Ｚ ８７２９に準じて色差を表すものであり、真上の色を原点としているため、この値が大きくなる程、色差変化が大きくなり、視野角特性が悪くなることを示している。
【００３９】
図５に示すように、係数Ｎｚを０．１〜０．５まで変化させた場合、６：００−１２：００方向の色差変化は、Ｎｚ＝０．１及びＮｚ＝０．５のときに、色差が大きくなって視野角特性が悪くなっている。
【００４０】
また、図６に示すように、係数Ｎｚを０．１〜０．５まで変化させた場合、３：００−９：００方向の色差変化は、Ｎｚ＝０．１及びＮｚ＝０．５のときに、色差が大きくなって視野角特性が悪くなっている。
【００４１】
したがって、係数Ｎｚが０．２〜０．４の場合に、すべての方向においてバランス良く表示色の仰角変化を改善することができる。
【００４２】
さらに、位相差板４の遅相軸１２方向と光拡散板５の光拡散方向とのなす角度を５５°〜７５°に設定することが望ましい理由について説明する。
【００４３】
図７に示すように、遅相軸１２方向と光拡散方向とのなす角度を５０°〜８０°まで変化させた場合、６：００−１２：００方向の色差変化は、それ程大きな差ではない。
【００４４】
しかし、図８に示すように、遅相軸１２方向と光拡散方向とのなす角度を５０°〜８０°まで変化させた場合、３：００−９：００方向の色差変化は、遅相軸１２方向と光拡散方向とのなす角度が５０°及び８０°のときに、色差が大きくなって視野角特性が悪くなっている。
【００４５】
したがって、遅相軸１２方向と光拡散方向とのなす角度を５５°〜７５°に設定した場合に、すべての方向においてバランス良く表示色の仰角変化を改善することができる。
【００４６】
（比較例）
図９及び図１０を用いて、比較例について説明する。図９は従来の液晶表示装置を示す断面図、図１０は従来の液晶表示装置を構成する各部材の配設条件を示す説明図である。
【００４７】
図９に示すように、従来の液晶表示装置５１は、液晶表示素子２と、液晶表示素子２の観察者側に配置される偏光板３ａと、液晶表示素子２の非観察者側に配置される偏光板３ｂと、液晶表示素子２と偏光板３ａとの間に配置される位相差板５２と、偏光板３ｂの外側に配置される反射板６とから構成される。
【００４８】
液晶表示素子２は、本発明の実施の形態と同様であり、透光性を有する一対のガラス基板７の対向する表面には、それぞれＩＴＯからなる透明電極８が形成され、ガラス基板７の透明電極８が形成された表面には、ほぼ全面にポリイミド樹脂等からなる配向膜９がそれぞれ形成される。
【００４９】
配向膜９は、ガラス基板７間に介在される液晶１０の液晶分子が２５０°のねじれ構造をとるように、ラビングによって配向処理が施されている。液晶１０としては、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶に、ねじれ方向を規制するためのカイラル物質として、コレステリックノナノエイトを数％添加した混合液晶材料を用いる。混合液晶材料のΔｎは０．２４であり、液晶表示素子２のセル厚は７．５μｍに設定される。
【００５０】
偏光板３ａ及び３ｂには、単体透過率４５％、偏光度９９．９％のものを用い、位相差板５２には、２次元位相差板を用いる。２次元位相差板はポリカーボネートからなり、レタデーション値は２０００ｎｍである。
【００５１】
次に、液晶表示装置５１を構成する各部材の配設条件について説明する。図１０に示すように、一方の配向膜９の液晶分子配向軸は、矢印Ｇで示すように、９：００方向から時計回りに３５°傾いている。他方の配向膜９の液晶分子配向軸は、矢印Ｈで示すように、１２：００方向から時計回りに５５°傾いている。したがって、液晶分子のねじれ角は２５０°に設定される。
【００５２】
偏光板３ａの吸収軸方向は、矢印Ｉで示すように、６：００方向から時計回りに５°傾いている。偏光板３ｂの吸収軸方向は、矢印Ｊで示すように、１２：００方向から時計回りに７０°傾いている。位相差板５２の遅相軸方向は、矢印Ｋで示すように、６：００方向から時計回りに３０°傾いている。
【００５３】
ここで、図１１及び図１２を用いて、実施の形態で説明した本発明に係わる液晶表示装置１の視野角特性と、比較例で説明した従来の液晶表示装置５１の視野角特性とを比較する。図１１は従来の液晶表示装置５１、本発明の液晶表示装置１及び本発明の液晶表示装置１から光拡散板５を除いた液晶表示装置の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図、図１２は従来の液晶表示装置５１、本発明の液晶表示装置１及び本発明の液晶表示装置１から光拡散板５を除いた液晶表示装置の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。尚、図１１及び図１２において、有り及び無しは、光拡散板５の有無を示している。
【００５４】
図１１に示すように、６：００−１２：００方向の色差変化は、本発明の液晶表示装置１及び本発明の液晶表示装置１から光拡散板５を除いた液晶表示装置については、大きな差はなく、ともに良好な特性を示しているが、従来の液晶表示装置５１については、極端に色差変化が大きくなっている。
【００５５】
例えば、次式で示すときに表示色の仰角変化が生じるとした場合について説明する。
【００５６】
【数２】
【００５７】
６：００−１２：００方向では、表示色の仰角変化が生じない範囲は、従来の液晶表示装置５１が約１０°、本発明の液晶表示装置１及び本発明の液晶表示装置１から光拡散板５を除いた液晶表示装置については約８０°となる。
【００５８】
また、図１２に示すように、３：００−９：００方向の色差変化は、本発明の液晶表示装置１については、良好な視野角特性を示しているが、従来の液晶表示装置５１及び本発明の液晶表示装置１から光拡散板５を除いた液晶表示装置については、色差変化が大きくなっている。
【００５９】
例えば、次式で示すときに表示色の仰角変化が生じるとした場合について説明する。
【００６０】
【数３】
【００６１】
３：００−９：００方向では、表示色の仰角変化が生じない範囲は、従来の液晶表示装置５１が約９°、本発明の液晶表示装置１から光拡散板５を除いた液晶表示装置が約５５°、本発明の液晶表示装置１については８０°以上となる。
【００６２】
このように、本発明の液晶表示装置１によれば、従来の液晶表示装置５１に対して、表示色の仰角変化が生じない範囲が６：００−１２：００方向及び３：００−９：００方向とも約８倍とすることができる。
【００６３】
ここで、図１３及び図１４を用いて、比較例で説明した従来の液晶表示装置５１の視野角特性と、従来の液晶表示装置５１に光拡散板５を設けた液晶表示装置の視野角特性とを比較する。図１３は従来の液晶表示装置５１及び従来の液晶表示装置５１に光拡散板５を設けた液晶表示装置の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図、図１４は従来の液晶表示装置５１及び従来の液晶表示装置５１に光拡散板５を設けた液晶表示装置の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。尚、図１３及び図１４において、有りは光拡散板５の有無を示している。
【００６４】
図１３に示すように、６：００−１２：００方向の色差変化は、従来の液晶表示装置５１と従来の液晶表示装置５１に光拡散板５を設けた液晶表示装置とで大きな差はなく、ともに色差変化が大きくなっている。
【００６５】
また、図１４に示すように、３：００−９：００方向の色差変化は、従来の液晶表示装置５１については、色差変化が大きくなっているが、従来の液晶表示装置５１に光拡散板５を設けた液晶表示装置については、視野角特性が改善されている。特に、仰角が±２０°を超えるあたりから効果が顕著なものとなり、これは表示色の仰角変化が生じてはいるものの、その度合いが大きく改善されていることを示している。
【００６６】
このように、従来の液晶表示装置５１に光拡散板５を設けた液晶表示装置、即ち本発明に係わる液晶表示装置によれば、従来の液晶表示装置５１に対して、表示色の仰角変化が生じない範囲が広くなり、表示色の仰角変化が生じてもその度合いを大きく改善することができる。
【００６７】
以上のように、光拡散板５を設けることによって視野角特性を改善することができるが、３次元位相差板と組み合わせることによってさらに良好な視野角特性を得ることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明のように、本発明の反射型液晶表示装置によれば、観察者側の偏光板と液晶表示素子との間に、特定方向に光を拡散する光拡散板を設けることにより、正面輝度を低下させることなく、表示色の仰角変化が生じない範囲を拡大し、視野角特性を向上させることができる。すなわち、本発明では、色差ΔＥ＊ａｂが６以上のときに表示色の仰角変化が生じるとした場合、表示色の仰角変化が生じない範囲が、６：００−１２：００方向および３：００−９：００方向ともに少なくとも８０°である。
【００６９】
光拡散板は、屈折率が互いに０．０４程度異なる２種類の領域を交互に並べたフィルムを２枚積層して構成され、それぞれの前記領域はフィルムの法線方向に対して３０°〜５０°、最も好ましくは４５°傾斜した方向に平行に設けられ、前記傾斜した方向は法線方向を中心としてそれぞれのフィルムで互いに反対方向となるように設定されており、これによって、正面輝度を確保するとともに、表示色の仰角変化が生じない範囲を拡大し、視野角特性を向上させることができる。
【００７０】
また、観察者側の偏光板と液晶表示素子との間に、光拡散板では視野角特性を改善できない方向の視野角特性を改善する位相差板を有することにより、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化が生じない範囲を拡大し、視野角特性を向上させることができる。
【００７１】
さらに、位相差板は、３次元方向の屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係を有し、光拡散板で拡散された光の拡散方向と位相差板の遅相軸とのなす角が、５５°以上７５°以下であることにより、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化を改善し、視野角特性を向上させることができる。
【００７２】
さらに、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表される位相差板の仰角変化に対するレタデーション値の変化の割合を示す係数Ｎｚが、波長λが６３３ｎｍのときに、０．２以上０．４以下であることにより、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化を改善し、視野角特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】本発明に係わる位相差板を示す説明図である。
【図３】本発明に係わる光拡散板を示す断面図である。
【図４】本発明に係わる液晶表示装置を構成する各部材の配設条件を示す説明図である。
【図５】係数Ｎｚを０．１〜０．５まで変化させた場合の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図６】係数Ｎｚを０．１〜０．５まで変化させた場合の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図７】遅相軸方向と光拡散方向とのなす角度を５０°〜８０°まで変化させた場合の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図８】遅相軸方向と光拡散方向とのなす角度を５０°〜８０°まで変化させた場合の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図９】従来の液晶表示装置を示す断面図である。
【図１０】従来の液晶表示装置を構成する各部材の配設条件を示す説明図である。
【図１１】従来の液晶表示装置、本発明の液晶表示装置及び本発明の液晶表示装置から光拡散板を除いた液晶表示装置の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図１２】従来の液晶表示装置、本発明の液晶表示装置及び本発明の液晶表示装置から光拡散板を除いた液晶表示装置の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図１３】従来の液晶表示装置及び従来の液晶表示装置に光拡散板を設けた液晶表示装置の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図１４】従来の液晶表示装置及び従来の液晶表示装置に光拡散板を設けた液晶表示装置の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置
２ 液晶表示素子
３ａ、３ｂ 偏光板
４ 位相差板
５ 光拡散板
６ 反射板
７ ガラス基板
８ 透明電極
９ 配向膜
１０ 液晶
１１ 位相差フィルム
１２ 遅相軸
１３ａ、１３ｂ 領域
１４ａ、１４ｂ フィルム
１５ 垂直に入射した光
１６ 角度θと平行に入射した光
５１ 液晶表示装置
５２ 位相差板
【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、特に、複屈折効果を利用してカラー表示を行うＥＣＢ方式反射型カラーＳＴＮ（スーパーツイステッドネマチック）液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型情報機器のディスプレイには、携帯性を考慮して反射型白黒ＳＴＮ液晶表示装置が採用されているが、視認識性向上のため、複数色のカラー表示が可能な反射型カラー液晶表示装置の開発が行われている。特に、カラーフィルターを用いずにカラー表示を実現するため、ＥＣＢ（複屈折制御）方式反射型カラーＳＴＮ液晶表示装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
このＥＣＢ方式反射型カラーＳＴＮ液晶表示装置の原理は、階調電圧を画素に印加すると、印加された階調電圧に応じて液晶分子の配向が変化し、これに伴って液晶表示素子のセル厚ｄと液晶の屈折率異方性Δｎとの積ｄΔｎが変化し、その結果、液晶の複屈折効果によってｄΔｎの変化に応じた色づきが出るというものである。
【０００４】
従来から用いられているＳＴＮ型液晶表示装置では、光をオン、オフすることが可能であれば、カラーフィルターを用いてカラー化が可能であり、ｄΔｎは１０００ｎｍ以下に設定されている。しかし、ＥＣＢ方式の液晶表示装置では、カラーフィルターを用いずにｄΔｎの変化によって多色表示させるため、ｄΔｎを大きな値に設定する必要があり、ｄΔｎは１０００ｎｍ以上に設定されている。
【０００５】
このように、ｄΔｎを１０００ｎｍ以上の大きな値に設定していることにより、ＥＣＢ方式の液晶表示装置では、液晶の複屈折性が光の入射角によって大きく変化するため、表示色が液晶表示装置を観察する角度によって大きく変化（表示色の仰角変化）してしまうという問題点がある。
【０００６】
この問題点を解決するために、特開平８−１５６９１号公報に開示されているように、ＥＣＢ方式の液晶表示装置に３次元方向の屈折率がｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係を有する２軸性位相差板を用いることが提案されている。
【０００７】
この方法では、液晶の複屈折性は光の入射角によって変化するが２軸性位相差板の複屈折性は光の入射角が変化してもほとんど変わらないこと、及び２軸性位相差板の屈折率の関係により、光が液晶を垂直に透過した場合と斜めに透過した場合との位相差が２軸性位相差板によって補償されるため、表示色の仰角変化が抑えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−１５６９１号公報に開示されている方法を用いた場合であっても、ＥＣＢ方式の液晶表示装置は、ｄΔｎが大きいため、僅かな観察方向のずれでもｄΔｎが変動してしまい、表示色の仰角変化は満足のできるものではない。
【０００９】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みなされたものであって、観察する角度によって表示色が大きく変化することを改善したＥＣＢ方式反射型カラーＳＴＮ液晶表示装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、一対の偏光板間に、ＥＣＢ方式反射型カラーＳＴＮ液晶表示素子が介在されてなる反射型液晶表示装置において、
観察者側の偏光板と前記液晶表示素子との間に光拡散板が設けられ、
前記光拡散板は、屈折率が互いに０．０４程度異なる２種類の領域を交互に並べたフィルムを２枚積層して構成され、それぞれの前記領域はフィルムの法線方向に対して３０°〜５０°傾斜した方向に平行に設けられ、前記傾斜した方向は法線方向を中心としてそれぞれのフィルムで互いに反対方向となるように設定されており、
色差ΔＥ＊ａｂが６以上のときに表示色の仰角変化が生じるとした場合、表示色の仰角変化が生じない範囲が、６：００−１２：００方向および３：００−９：００方向ともに少なくとも８０°であることを特徴としている。
また、前記領域は、フィルムの法線方向に対して４５°傾斜した方向に平行に設けられることを特徴としている。
【００１１】
また、観察者側の偏光板と前記液晶表示素子との間に、前記光拡散板では視野角特性を改善できない方向の視野角特性を改善する位相差板を有することを特徴としている。
【００１３】
また、前記位相差板は、３次元方向の屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係を有し、前記光拡散板で視野角特性を改善される方向と前記位相差板の遅相軸とのなす角が、５５°以上７５°以下であることを特徴としている。
【００１４】
また、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表される前記位相差板の仰角変化に対するレタデーション値の変化の割合を示す係数Ｎｚが、波長λが６３３ｎｍのときに、０．２以上０．４以下であることを特徴としている。
【００１５】
本発明の反射型液晶表示装置によれば、観察者側の偏光板と液晶表示素子との間に、特定方向に光を拡散する光拡散板を設けることにより、正面輝度を低下させることなく、表示色の仰角変化が生じない範囲を拡大することができる。すなわち、本発明では、色差ΔＥ＊ａｂが６以上のときに表示色の仰角変化が生じるとした場合、表示色の仰角変化が生じない範囲が、６：００−１２：００方向および３：００−９：００方向ともに少なくとも８０°である。このように表示色の仰角変化を改善できるのは、ＥＣＢ方式反射型カラーＳＴＮ液晶表示装置の場合、カラーフィルターを用いないため、カラーフィルターを用いる液晶表示装置のように、各色相で光の波長によって生じた特性の差が、光拡散板による拡散効果でさらに強調されることがないからである。
【００１６】
光拡散板は、屈折率が互いに０．０４程度異なる２種類の領域を交互に並べたフィルムを２枚積層して構成され、それぞれの前記領域はフィルムの法線方向に対して３０°〜５０°、最も好ましくは４５°傾斜した方向に平行に設けられ、前記傾斜した方向は法線方向を中心としてそれぞれのフィルムで互いに反対方向となるように設定されており、これによって、光拡散板の法線方向に沿って入射した光は、拡散されずにそのまま出射して正面輝度を確保する。そして、法線方向に対して傾斜した方向に入射した光は、傾斜方向を特定方向と一致させることによって、特定方向に拡散されて表示色の仰角変化が生じない範囲が拡大される。
【００１７】
また、観察者側の偏光板と液晶表示素子との間に、光拡散板では視野角特性を改善できない方向の視野角特性を改善する位相差板を有することにより、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化が生じない範囲を拡大することができる。
【００１８】
さらに、位相差板は、３次元方向の屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係を有し、光拡散板で拡散された光の拡散方向と位相差板の遅相軸とのなす角が、５５°以上７５°以下であることにより、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化を改善することができる。３次元位相差板は、その遅相軸方向の仰角におけるレタデーション変化を自由にコントロール（その度合いを係数Ｎｚで表す）できるため、従来の位相差板（２次元）に対して表示色の仰角変化を改善することができる。そして、光拡散板の光拡散方向と３次元位相差板の遅相軸のなす角を５５°以上７５°以下に設定することで、光拡散板による表示色の仰角変化の改善方向と３次元位相差板による表示色の仰角変化の改善方向とのバランスが取れ、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化を改善することができる。
【００１９】
さらに、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表される位相差板の仰角変化に対するレタデーション値の変化の割合を示す係数Ｎｚが、波長λが６３３ｎｍのときに、０．２以上０．４以下であることにより、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化を改善することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図１４を用いて、本発明の実施の形態及び比較例について説明する。
【００２１】
（実施の形態）
図１乃至図８を用いて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係わる液晶表示装置を示す断面図、図２は本発明に係わる位相差板を示す説明図、図３は本発明に係わる光拡散板を示す断面図、図４は本発明に係わる液晶表示装置を構成する各部材の配設条件を示す説明図、図５は係数Ｎｚを０．１〜０．５まで変化させた場合の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図、図６は係数Ｎｚを０．１〜０．５まで変化させた場合の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図、図７は遅相軸方向と光拡散方向とのなす角度を５０°〜８０°まで変化させた場合の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図、図８は遅相軸方向と光拡散方向とのなす角度を５０°〜８０°まで変化させた場合の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明に係わる液晶表示装置１は、液晶表示素子２と、液晶表示素子２の観察者側に配置される偏光板３ａと、液晶表示素子２の非観察者側に配置される偏光板３ｂと、液晶表示素子２と偏光板３ａとの間に配置される位相差板４と、偏光板３ａと位相差板４との間に配置される光拡散板５と、偏光板３ｂの外側に配置される反射板６とから構成される。
【００２３】
液晶表示素子２を構成する透光性を有する一対のガラス基板７の対向する表面には、それぞれＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる透明電極８が形成され、ガラス基板７の透明電極８が形成された表面には、ほぼ全面にポリイミド樹脂等からなる配向膜９がそれぞれ形成される。
【００２４】
配向膜９は、ガラス基板７間に介在される液晶１０の液晶分子が２５０゜のねじれ構造をとるように、ラビングによって配向処理が施されている。液晶１０としては、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶に、ねじれ方向を規制するためのカイラル物質として、コレステリックノナノエイトを数％添加した混合液晶材料を用いる。混合液晶材料のΔｎは０．２４であり、液晶表示素子２のセル厚は７．５μｍに設定される。
【００２５】
偏光板３ａ及び３ｂには、単体透過率４５％、偏光度９９．９％のものを用い、位相差板４には、３次元位相差板を用いる。
【００２６】
３次元位相差板は、３次元方向でそれぞれ屈折率が異なり、３方向の主屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚとした場合、３次元位相差板面内方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ（ｎｘ＞ｎｙ）とし、３次元位相差板の厚み方向の屈折率をｎｚとしたとき、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙとなるように設定されているものである。
【００２７】
３次元位相差板の仰角の変化に対応するレタデーションの変化の割合を３次元の屈折率を用いて、係数Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）と規定すれば、波長λが６３３ｎｍのときに、Ｎｚ＝０．２〜０．４が望ましく、本実施の形態においては、Ｎｚ＝０．３のものを用いている。また、材質はポリカーボネートからなり、レタデーション値は２０００ｎｍのものを用いている。
【００２８】
本実施の形態で用いる位相差板４は、図２に示すように、Ｎｚ＝０．３、レタデーション値４００ｎｍの５枚の位相差フィルム１１を、遅相軸１２を揃えて積層した構成になっている。
【００２９】
光拡散板５は、図３に示すように、屈折率が互いに０．０４程度異なる２種類の領域１３ａ及び１３ｂを、一定の角度θ（θは任意に設定できるが、３０°〜５０°の間が好ましく、本実施の形態においては、４５°のものを用いる）を持つように交互に並べたフィルム１４ａ及び１４ｂを積層したもの、例えば住友化学製ルミスティー等を用いる。
【００３０】
光拡散板５に、垂直に入射した光１５はそのまま出射するが、角度θと平行に入射した光１６はブラッグ回折により拡散し、表示色の仰角変化を改善することができるようになる。しかし、フィルム１４ａ及び１４ｂの構成上、角度θと平行に入射した光１６は一方向にのみ拡散され、一方向の表示色の仰角変化しか改善できない。
【００３１】
このため、本実施の形態においては、フィルム１４ａ及び１４ｂを、角度θが法線方向を中心として互いに反対方向となるように積層し、例えば３：００−９：００方向の２方向の表示色の仰角変化を改善している。
【００３２】
本実施の形態で用いる光拡散板５は、位相差を有しないものであり、また、光拡散板５を保護する目的で偏光板３ａと位相差板４の間に配置している。
【００３３】
次に、液晶表示装置１を構成する各部材の配設条件について説明する。図４に示すように、一方の配向膜９の液晶分子配向軸（ラビング軸）は、矢印Ａで示すように、９：００方向から時計回りに３５°傾いている。他方の配向膜９の液晶分子配向軸方向は、矢印Ｂで示すように、１２：００方向から時計回りに５５°傾いている。したがって、液晶分子のねじれ角は２５０°に設定される。
【００３４】
光拡散板５の光拡散方向は、矢印Ｃで示すように、３：００−９：００方向の２方向である。偏光板３ａの吸収軸方向は、矢印Ｄで示すように、１２：００方向から時計回りに７０°傾いている。偏光板３ｂの吸収軸方向は、矢印Ｅで示すように、６：００方向から時計回りに５°傾いている。また、位相差板４の遅相軸１２方向は、矢印Ｆで示すように、６：００方向から時計回りに３０°傾いている。
【００３５】
表示色の仰角変化をすべての方向でバランス良く改善するためには、位相差板４の遅相軸１２方向と光拡散板５の光拡散方向とのなす角度、つまり、矢印Ｃと矢印Ｆとのなす角度を５５°〜７５°に設定することが望ましい。本実施の形態においては、矢印Ｃと矢印Ｆとのなす角度を６０°に設定している。
【００３６】
ここで、位相差板４の係数Ｎｚが０．２〜０．４が望ましい理由について説明する。
【００３７】
【数１】
上記数式は、ＪＩＳ Ｚ ８７２９に準じて色差を表すものであり、真上の色を原点としているため、この値が大きくなる程、色差変化が大きくなり、視野角特性が悪くなることを示している。
【００３９】
図５に示すように、係数Ｎｚを０．１〜０．５まで変化させた場合、６：００−１２：００方向の色差変化は、Ｎｚ＝０．１及びＮｚ＝０．５のときに、色差が大きくなって視野角特性が悪くなっている。
【００４０】
また、図６に示すように、係数Ｎｚを０．１〜０．５まで変化させた場合、３：００−９：００方向の色差変化は、Ｎｚ＝０．１及びＮｚ＝０．５のときに、色差が大きくなって視野角特性が悪くなっている。
【００４１】
したがって、係数Ｎｚが０．２〜０．４の場合に、すべての方向においてバランス良く表示色の仰角変化を改善することができる。
【００４２】
さらに、位相差板４の遅相軸１２方向と光拡散板５の光拡散方向とのなす角度を５５°〜７５°に設定することが望ましい理由について説明する。
【００４３】
図７に示すように、遅相軸１２方向と光拡散方向とのなす角度を５０°〜８０°まで変化させた場合、６：００−１２：００方向の色差変化は、それ程大きな差ではない。
【００４４】
しかし、図８に示すように、遅相軸１２方向と光拡散方向とのなす角度を５０°〜８０°まで変化させた場合、３：００−９：００方向の色差変化は、遅相軸１２方向と光拡散方向とのなす角度が５０°及び８０°のときに、色差が大きくなって視野角特性が悪くなっている。
【００４５】
したがって、遅相軸１２方向と光拡散方向とのなす角度を５５°〜７５°に設定した場合に、すべての方向においてバランス良く表示色の仰角変化を改善することができる。
【００４６】
（比較例）
図９及び図１０を用いて、比較例について説明する。図９は従来の液晶表示装置を示す断面図、図１０は従来の液晶表示装置を構成する各部材の配設条件を示す説明図である。
【００４７】
図９に示すように、従来の液晶表示装置５１は、液晶表示素子２と、液晶表示素子２の観察者側に配置される偏光板３ａと、液晶表示素子２の非観察者側に配置される偏光板３ｂと、液晶表示素子２と偏光板３ａとの間に配置される位相差板５２と、偏光板３ｂの外側に配置される反射板６とから構成される。
【００４８】
液晶表示素子２は、本発明の実施の形態と同様であり、透光性を有する一対のガラス基板７の対向する表面には、それぞれＩＴＯからなる透明電極８が形成され、ガラス基板７の透明電極８が形成された表面には、ほぼ全面にポリイミド樹脂等からなる配向膜９がそれぞれ形成される。
【００４９】
配向膜９は、ガラス基板７間に介在される液晶１０の液晶分子が２５０°のねじれ構造をとるように、ラビングによって配向処理が施されている。液晶１０としては、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶に、ねじれ方向を規制するためのカイラル物質として、コレステリックノナノエイトを数％添加した混合液晶材料を用いる。混合液晶材料のΔｎは０．２４であり、液晶表示素子２のセル厚は７．５μｍに設定される。
【００５０】
偏光板３ａ及び３ｂには、単体透過率４５％、偏光度９９．９％のものを用い、位相差板５２には、２次元位相差板を用いる。２次元位相差板はポリカーボネートからなり、レタデーション値は２０００ｎｍである。
【００５１】
次に、液晶表示装置５１を構成する各部材の配設条件について説明する。図１０に示すように、一方の配向膜９の液晶分子配向軸は、矢印Ｇで示すように、９：００方向から時計回りに３５°傾いている。他方の配向膜９の液晶分子配向軸は、矢印Ｈで示すように、１２：００方向から時計回りに５５°傾いている。したがって、液晶分子のねじれ角は２５０°に設定される。
【００５２】
偏光板３ａの吸収軸方向は、矢印Ｉで示すように、６：００方向から時計回りに５°傾いている。偏光板３ｂの吸収軸方向は、矢印Ｊで示すように、１２：００方向から時計回りに７０°傾いている。位相差板５２の遅相軸方向は、矢印Ｋで示すように、６：００方向から時計回りに３０°傾いている。
【００５３】
ここで、図１１及び図１２を用いて、実施の形態で説明した本発明に係わる液晶表示装置１の視野角特性と、比較例で説明した従来の液晶表示装置５１の視野角特性とを比較する。図１１は従来の液晶表示装置５１、本発明の液晶表示装置１及び本発明の液晶表示装置１から光拡散板５を除いた液晶表示装置の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図、図１２は従来の液晶表示装置５１、本発明の液晶表示装置１及び本発明の液晶表示装置１から光拡散板５を除いた液晶表示装置の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。尚、図１１及び図１２において、有り及び無しは、光拡散板５の有無を示している。
【００５４】
図１１に示すように、６：００−１２：００方向の色差変化は、本発明の液晶表示装置１及び本発明の液晶表示装置１から光拡散板５を除いた液晶表示装置については、大きな差はなく、ともに良好な特性を示しているが、従来の液晶表示装置５１については、極端に色差変化が大きくなっている。
【００５５】
例えば、次式で示すときに表示色の仰角変化が生じるとした場合について説明する。
【００５６】
【数２】
６：００−１２：００方向では、表示色の仰角変化が生じない範囲は、従来の液晶表示装置５１が約１０°、本発明の液晶表示装置１及び本発明の液晶表示装置１から光拡散板５を除いた液晶表示装置については約８０°となる。
【００５８】
また、図１２に示すように、３：００−９：００方向の色差変化は、本発明の液晶表示装置１については、良好な視野角特性を示しているが、従来の液晶表示装置５１及び本発明の液晶表示装置１から光拡散板５を除いた液晶表示装置については、色差変化が大きくなっている。
【００５９】
例えば、次式で示すときに表示色の仰角変化が生じるとした場合について説明する。
【００６０】
【数３】
３：００−９：００方向では、表示色の仰角変化が生じない範囲は、従来の液晶表示装置５１が約９°、本発明の液晶表示装置１から光拡散板５を除いた液晶表示装置が約５５°、本発明の液晶表示装置１については８０°以上となる。
【００６２】
このように、本発明の液晶表示装置１によれば、従来の液晶表示装置５１に対して、表示色の仰角変化が生じない範囲が６：００−１２：００方向及び３：００−９：００方向とも約８倍とすることができる。
【００６３】
ここで、図１３及び図１４を用いて、比較例で説明した従来の液晶表示装置５１の視野角特性と、従来の液晶表示装置５１に光拡散板５を設けた液晶表示装置の視野角特性とを比較する。図１３は従来の液晶表示装置５１及び従来の液晶表示装置５１に光拡散板５を設けた液晶表示装置の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図、図１４は従来の液晶表示装置５１及び従来の液晶表示装置５１に光拡散板５を設けた液晶表示装置の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。尚、図１３及び図１４において、有りは光拡散板５の有無を示している。
【００６４】
図１３に示すように、６：００−１２：００方向の色差変化は、従来の液晶表示装置５１と従来の液晶表示装置５１に光拡散板５を設けた液晶表示装置とで大きな差はなく、ともに色差変化が大きくなっている。
【００６５】
また、図１４に示すように、３：００−９：００方向の色差変化は、従来の液晶表示装置５１については、色差変化が大きくなっているが、従来の液晶表示装置５１に光拡散板５を設けた液晶表示装置については、視野角特性が改善されている。特に、仰角が±２０°を超えるあたりから効果が顕著なものとなり、これは表示色の仰角変化が生じてはいるものの、その度合いが大きく改善されていることを示している。
【００６６】
このように、従来の液晶表示装置５１に光拡散板５を設けた液晶表示装置、即ち本発明に係わる液晶表示装置によれば、従来の液晶表示装置５１に対して、表示色の仰角変化が生じない範囲が広くなり、表示色の仰角変化が生じてもその度合いを大きく改善することができる。
【００６７】
以上のように、光拡散板５を設けることによって視野角特性を改善することができるが、３次元位相差板と組み合わせることによってさらに良好な視野角特性を得ることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明のように、本発明の反射型液晶表示装置によれば、観察者側の偏光板と液晶表示素子との間に、特定方向に光を拡散する光拡散板を設けることにより、正面輝度を低下させることなく、表示色の仰角変化が生じない範囲を拡大し、視野角特性を向上させることができる。すなわち、本発明では、色差ΔＥ＊ａｂが６以上のときに表示色の仰角変化が生じるとした場合、表示色の仰角変化が生じない範囲が、６：００−１２：００方向および３：００−９：００方向ともに少なくとも８０°である。
【００６９】
光拡散板は、屈折率が互いに０．０４程度異なる２種類の領域を交互に並べたフィルムを２枚積層して構成され、それぞれの前記領域はフィルムの法線方向に対して３０°〜５０°、最も好ましくは４５°傾斜した方向に平行に設けられ、前記傾斜した方向は法線方向を中心としてそれぞれのフィルムで互いに反対方向となるように設定されており、これによって、正面輝度を確保するとともに、表示色の仰角変化が生じない範囲を拡大し、視野角特性を向上させることができる。
【００７０】
また、観察者側の偏光板と液晶表示素子との間に、光拡散板では視野角特性を改善できない方向の視野角特性を改善する位相差板を有することにより、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化が生じない範囲を拡大し、視野角特性を向上させることができる。
【００７１】
さらに、位相差板は、３次元方向の屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係を有し、光拡散板で拡散された光の拡散方向と位相差板の遅相軸とのなす角が、５５°以上７５°以下であることにより、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化を改善し、視野角特性を向上させることができる。
【００７２】
さらに、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表される位相差板の仰角変化に対するレタデーション値の変化の割合を示す係数Ｎｚが、波長λが６３３ｎｍのときに、０．２以上０．４以下であることにより、すべての方向でバランス良く表示色の仰角変化を改善し、視野角特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】本発明に係わる位相差板を示す説明図である。
【図３】本発明に係わる光拡散板を示す断面図である。
【図４】本発明に係わる液晶表示装置を構成する各部材の配設条件を示す説明図である。
【図５】係数Ｎｚを０．１〜０．５まで変化させた場合の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図６】係数Ｎｚを０．１〜０．５まで変化させた場合の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図７】遅相軸方向と光拡散方向とのなす角度を５０°〜８０°まで変化させた場合の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図８】遅相軸方向と光拡散方向とのなす角度を５０°〜８０°まで変化させた場合の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図９】従来の液晶表示装置を示す断面図である。
【図１０】従来の液晶表示装置を構成する各部材の配設条件を示す説明図である。
【図１１】従来の液晶表示装置、本発明の液晶表示装置及び本発明の液晶表示装置から光拡散板を除いた液晶表示装置の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図１２】従来の液晶表示装置、本発明の液晶表示装置及び本発明の液晶表示装置から光拡散板を除いた液晶表示装置の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図１３】従来の液晶表示装置及び従来の液晶表示装置に光拡散板を設けた液晶表示装置の６：００−１２：００方向の色差変化を示す説明図である。
【図１４】従来の液晶表示装置及び従来の液晶表示装置に光拡散板を設けた液晶表示装置の３：００−９：００方向の色差変化を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置
２ 液晶表示素子
３ａ、３ｂ 偏光板
４ 位相差板
５ 光拡散板
６ 反射板
７ ガラス基板
８ 透明電極
９ 配向膜
１０ 液晶
１１ 位相差フィルム
１２ 遅相軸
１３ａ、１３ｂ 領域
１４ａ、１４ｂ フィルム
１５ 垂直に入射した光
１６ 角度θと平行に入射した光
５１ 液晶表示装置
５２ 位相差板
Claims (5)
- 一対の偏光板間に、ＥＣＢ方式反射型カラーＳＴＮ液晶表示素子が介在されてなる反射型液晶表示装置において、
観察者側の偏光板と前記液晶表示素子との間に光拡散板が設けられ、
前記光拡散板は、屈折率が互いに０．０４程度異なる２種類の領域を交互に並べたフィルムを２枚積層して構成され、それぞれの前記領域はフィルムの法線方向に対して３０°〜５０°傾斜した方向に平行に設けられ、前記傾斜した方向は法線方向を中心としてそれぞれのフィルムで互いに反対方向となるように設定されており、
色差ΔＥ＊ａｂが６以上のときに表示色の仰角変化が生じるとした場合、表示色の仰角変化が生じない範囲が、６：００−１２：００方向および３：００−９：００方向ともに少なくとも８０°であることを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 前記領域は、フィルムの法線方向に対して４５°傾斜した方向に平行に設けられることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
- 観察者側の偏光板と前記液晶表示素子との間に、前記光拡散板では視野角特性を改善できない方向の視野角特性を改善する位相差板を有することを特徴とする請求項１または２記載の反射型液晶表示装置。
- 前記位相差板は、３次元方向の屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚが、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙの関係を有し、前記光拡散板で視野角特性を改善される方向と前記位相差板の遅相軸とのなす角が、５５°以上７５°以下であることを特徴とする請求項３記載の反射型液晶表示装置。
- Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表される前記位相差板の仰角変化に対するレタデーション値の変化の割合を示す係数Ｎｚが、波長λが６３３ｎｍのときに、０．２以上０．４以下であることを特徴とする請求項４記載の反射型液晶表示装置。
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