JP4997582B2 - 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し、特に、視角変化による、液晶層のリタデーションの変化と位相差フィルムのリタデーションの変化とを総合的に打ち消しあうように、第１の位相差フィルムの光学軸，第２の位相差フィルムの光学軸及び偏光板の偏光吸収軸を配置した反射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射型の液晶表示装置（ＬＣＤ）は、バックライトを使用しない構成としてあり、消費電力が少なくてすむことから、バッテリーにより駆動する携帯用機器に多用されてきた。
また、この反射型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動作方式は、ツイステッド・ネマチック(適宜、ＴＮと略称する。)方式と呼ばれるものである。
【０００３】
このＴＮ方式の反射型液晶表示装置は、様々な構成のものが開発・実用化されており、たとえば、対向して配設された一対の基板の両面に二枚の偏光板を備えた反射型液晶表示装置や、一枚の偏光板と反射電極を備えたノーマリーブラックの反射型液晶表示装置などがある。
【０００４】
また、一般的に、ノーマリーホワイトの反射型液晶表示装置は、暗状態を表示したとき、反射率のセルギャップ及び波長に対する依存性が小さいことから、ノーマリーブラックの構成の素子より優れている。
【０００５】
次に、本発明者が、特開２０００−１７１７８８号公報（特許第３０９５００５号公報）において開示したノーマリーホワイトの反射型液晶表示装置について、図面を参照して説明する。
【０００６】
（従来例）
図５は、従来例における反射型液晶表示装置の概略断面図を示している。
同図において、反射型液晶表示装置１００は、ノーマリーホワイトの素子であり、上基板２と、上基板２に対向する下基板３と、上基板２及び下基板３との間に挟持される液晶層４とを有する構成としてある。
【０００７】
この反射型液晶表示装置１００は、上基板２の液晶層４に接する側に、透明電極５及び配向膜６が形成されると共に、下基板３の液晶層４に接する側に、反射電極７及び配向膜６が形成され、さらに、上基板２の液晶層１０３と反対側に、１／４波長位相差フィルム１０８および１／２波長位相差フィルム１０９を有する積層型１／４波長板１１０と、偏光板１１１とが形成されている。
【０００８】
ここで、１／４波長板１１０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である。
一般的に、液晶表示装置においては、複屈折板として、高分子ポリマーを延伸する等により作製される位相差フィルムが用いられる。
【０００９】
この１／４波長板１１０は、直線偏光を右回り又は左回りの円偏光に変換するため、反射型液晶表示装置１００は、電圧無印加状態において明状態を表示し、かつ、電圧印加状態において暗状態を表示することができる。
【００１０】
また、反射型液晶表示装置１００は、液晶層４の上基板側配向方向を基準とし、液晶層４の上基板側から下基板側へたどったときの液晶のねじれ方向を正とした場合に、偏光板１１１の偏光吸収軸の配置角αが５度〜３５度、１／２位相差フィルム１０９の光学軸の配置角βが−１５度〜１５度及び１／４位相差フィルム１０８の光学軸の配置角γが−７５度〜−４５度としてある。
【００１１】
このようにすると、反射型液晶表示装置１００は、液晶層の視角変化によるリタデーションの変化と、位相差フィルムの視角変化によるリタデーションの変化とを総合的に打ち消すことができ、電圧無印加時の彩度を、全方位で極角±６０度以内の視角範囲において、後述する表色試験において彩度を２０以下とすることができ、観察方向の変化による表示の着色を解消することができる。
【００１２】
つまり、反射型液晶表示装置１００は、表示を観察する方向によって表示が黄色っぽく着色して見え、使用者に不快感を与えるといった問題や、視角を傾けた場合、表示の着色が起こり、使用者に不快感を与えるという問題を解消することができた。
【００１３】
上述したように、本発明者は、特開２０００−１７１７８８号公報において、反射型液晶表示装置の明状態の表示品質について着目し、観察方向や視角に対する表示不良を解消する技術を開示した。
【００１４】
ところで、近年の携帯電話には、多くの機能が付加されており、これらの機能を表示する手段として、携帯電話に搭載される反射型液晶表示装置には、文字サイズを小さくしても見やすくかつ目が疲れないように、表示コントラストに優れた表示品質が要求されており、かつ、多くの機能を実行しても、バッテリーの使用時間が短くならないように、低電圧で駆動し消費電力を少なくすることが要求されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の反射型液晶表示装置は、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消することができるものの、駆動電圧を低くすると表示コントラストが低下し、表示品質が低下する場合があるといった問題があった。
また、従来例の反射型液晶表示装置の技術にもとづいて、この技術範囲に属するある条件で製造した反射型液晶表示装置は、駆動電圧を低くしても表示コントラストが低下しないが、表示を観察する方向によって表示が黄色っぽく着色して見え、使用者に不快感を与えるといった問題や、視角を傾けた場合、表示の着色が起こり、使用者に不快感を与えるという問題があった。
【００１６】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消し、さらに、駆動電圧を低くしても表示コントラストが低下しない反射型液晶表示装置の提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の反射型液晶表示装置は、上基板と、この上基板に対向する下基板と、前記上基板と下基板との間に形成された液晶層とを備え、前記上基板の前記液晶層と接する側に透明電極及び配向膜が形成され、かつ、前記下基板の前記液晶層と接する側に反射電極及び配向膜が形成され、さらに、前記上基板の前記液晶層の反対側に、液晶層側から順次、第１の位相差フィルム，第２の位相差フィルム及び偏光板が形成された反射型液晶表示装置であって、前記液晶層は、ツイスト角が６６度〜７４度のツイステッド・ネマチック液晶層とし、当該液晶層の屈折率異方性と層厚との積を０．２２μｍ〜０．３２μｍとし、前記第１の位相差フィルムのリタデーションを１４５ｎｍ〜１８０ｎｍとし、前記第２の位相差フィルムのリタデーションを２５０ｎｍ〜３００ｎｍとし、かつ、前記液晶層の厚み方向中央部の液晶分子の配向方向に対して直交する方位を基準とし、前記液晶層の上基板側から下基板側へたどったときの液晶のねじれ方向を正としたとき、前記第１の位相差フィルムの光学軸の配置角γを−５度とし、前記第２の位相差フィルムの光学軸の配置角βを５５度とし、前記偏光板の偏光吸収軸の配置角αを７５度とした構成としてある。
【００１８】
このように、第１の位相差フィルムが、可視波長域のほぼ中心波長である５５０ｎｍの１／４に相当する１３８ｎｍよりも若干大きい１４５ｎｍ〜１８０ｎｍのリタデーションを有し、かつ、第１の位相差フィルムの光学軸が、このリタデーションの増分と電圧印加時の液晶層の残留リタデーションとを打ち消し合うように配置することにより、低い印加電圧においても十分良好な暗状態を得ることができる。
つまり、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消できるとともに、駆動電圧を低くしても表示コントラストの低下を防止することができる。
【００１９】
また、本発明の反射型液晶表示装置は、前記第１の位相差フィルムのリタデーションを、１５０ｎｍ〜１６０ｎｍとした構成としてある。
このようにすると、電圧無印加時の白表示特性、特に表示の色味、及び、電圧印加時の黒表示の視角特性等を含めて、最も好適な表示品質を得ることができる。
つまり、第１の位相差フィルムのリタデーションを、１４５ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲のなかで大きめの設定とすることにより、黒表示をえられる電圧をより下げることができるが、電圧無印加時の白表示特性や電圧印加時の黒表示の視角特性等を含めて総合的に考慮すると、１５０ｎｍ〜１６０ｎｍとするのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の反射型液晶表示装置は、前記第１の位相差フィルムおよび第２の位相差フィルムの材質を、ポリカーボネート系高分子や、ポリサルフォン系高分子や、ノルボルネン系高分子や、ポリビニルアルコール系高分子とした構成としてある。
このようにすると、リタデーションの値が精度良く制御されたフィルムを提供することができる。
【００２２】
また、本発明の反射型液晶表示装置は、前記反射電極の表面に凹凸を形成した構成としてある。
このようにすると、微小な凹凸により、適度な散乱性を持たせ、メタリック感のない表示が可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る反射型液晶表示装置の概略断面図を示している。
また、図２は、本発明の実施形態に係る反射型液晶表示装置の液晶の配向状態と、偏光板，第１の位相差フィルム及び第２の位相差フィルムの配置角を説明するための模式図を示している。
【００２５】
図１において、反射型液晶表示装置１は、上基板２と、下基板３と、上基板２と下基板３とに挟み込まれたＴＮ液晶からなる液晶層４とを備え、上基板２の上に、第１の位相差フィルム８，第２の位相差フィルム９及び偏光板１１を順に貼り付け、かつ、上基板２の下に、透明電極５と配向膜６を順に形成し、さらに、下基板３の上に、反射電極７と配向膜６を順に形成した構成としてある。
【００２６】
第１の位相差フィルム８は、上記反射型液晶表示装置１００の１／４波長位相差フィルム１０８に相当し、可視波長域のほぼ中心波長である５５０ｎｍの１／４に相当する約１３８ｎｍよりも若干大きい１４５ｎｍ〜１８０ｎｍのリタデーションを有し、かつ、第１の位相差フィルム８の光学軸が、このリタデーションの増分と電圧印加時の液晶層４の残留リタデーションとを打ち消し合うように配置してある。
このようにすると、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消できるとともに、駆動電圧を低くしても表示コントラストの低下を防止することができ、低い印加電圧においても十分良好な暗状態を得ることができる。
【００２７】
なお、第１の位相差フィルム８のリタデーションを１４５ｎｍ〜１８０ｎｍとした理由は、１４５ｎｍより小さくすると、駆動電圧を低くしたとき表示コントラストが低下するからであり、また、１８０ｎｍより大きくすると、１／４波長位相差フィルムとしての機能を果たせなくなり、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消することができなくなるからである。
【００２８】
ここで、より好ましくは、第１の位相差フィルム８のリタデーションを、１５０ｎｍ〜１６０ｎｍとした構成とするとよく、このようにすると、電圧無印加時の白表示特性、特に表示の色味、及び、電圧印加時の黒表示の視角特性等を含めて、最も好適な表示品質を得ることができる。
反射型液晶表示装置１は、第１の位相差フィルム８のリタデーションを、１４５ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲のなかで大きめの設定とすることにより、黒表示をえられる電圧をより下げることができるが、電圧無印加時の白表示特性や電圧印加時の黒表示の視角特性等を含めて総合的に考慮すると、１５０ｎｍ〜１６０ｎｍとするのが好ましい。
【００２９】
また、第２の位相差フィルム９は、上記反射型液晶表示装置１００の１／２波長位相差フィルム１０９に相当し、可視波長域のほぼ中心波長である５５０ｎｍの１／２に相当する２７５ｎｍに、製造工程や品質管理における許容量として±２５ｎｍを見込んで、リタデーションの値を２５０ｎｍ〜３００ｎｍとしてある。
【００３０】
なお、第２の位相差フィルム９のリタデーションを２５０ｎｍ〜３００ｎｍとした理由は、２７５±２５ｎｍの範囲から外れると、１／２波長位相差フィルムとしての機能を果たせなくなり、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消することができなくなるからである。
【００３１】
また、図２に示すように、第１の位相差フィルム８の光学軸Ｃ，第２の位相差フィルム９の光学軸Ｂ，及び，偏光板１１の偏光吸収軸Ａは、液晶層４の上基板側配向方向Ｄと液晶層４の下基板側配向方向Ｅとを二等分する方向である液晶層厚み方向中央部の液晶分子の配向方向Ｆに対して直交する方向Ｇを基準とし、上基板２側から下基板３側へたどったときの液晶のねじれ方向（図２においては、反時計廻り方向）を正として、それぞれ配置角γ、β、αの角度となるように配置されている。
【００３２】
また、反射型液晶表示装置１は、第１の位相差フィルム８の光学軸の配置角γを−２０度〜１０度とし、第２の位相差フィルム９の光学軸の配置角βを４０度〜７０度とし、偏光板１１の偏光吸収軸の配置角αを６０度〜９０度としてある。
【００３３】
このようにすると、液晶層４のリタデーションの変化と各位相差フィルム８，９のリタデーションの変化とを総合的に打ち消しあうように、第１の位相差フィルム８の光学軸，第２の位相差フィルム９の光学軸及び偏光板１１の偏光吸収軸を配置することができ、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消することができる。
【００３４】
なお、偏光板１１および各位相差フィルム８，９の配置角は、上記反射型液晶表示装置１００の角度基準の取り方と異なるが、実質的に同じ範囲である。
つまり、反射型液晶表示装置１に入射した光が、偏光板１１，第２の位相差フィルム９及び第１の位相差フィルム８を順次通過した後に、円偏光又は炎偏光に近い偏光状態となるように、配置角α，β，γの間に、概ね下記（１）式に示す関係が成り立つように構成してある。
γ−α＝２（β−α）±４５度 （１）式
【００３５】
なお、配置角α，β，γは、それぞれ、α＝７５±１５，β＝５５±１５，γ＝−５±１５と表すことができ、配置角α，β，γの平均値を（１）式に代入すると、左辺は、γ−α＝−５−７５＝−８０となり、一方、右辺は、２（β−α）＝２×（５５−７５）±４５＝−８５又は５となり、−８５は−８０とほぼ同じなので、（１）式を満足する。
なお、配置角α，β，γは、製造工程や品質管理における許容量として±１５度を見込んである。
【００３６】
また、反射型液晶表示装置１は、液晶層４の液晶を、ツイステッド・ネマチック液晶とした構成としてあり、通常、使用されるツイステッド・ネマチック液晶を使用することにより、製造費用のコストダウンを図ることができる。
【００３７】
ここで、好ましくは、液晶層４を、ツイスト角が６６度〜７４度のツイステッド・ネマチック液晶層とし、液晶層４の屈折率異方性と層厚との積（適宜、Δｎｄと略称する。）を０．２２μｍ〜０．３２μｍとした構成とするとよく、このようにすると、視角を大きくしても、表示の色付きをより低減することができる。
【００３８】
具体的には、反射型液晶表示装置１は、液晶層４のツイスト角を約７０度とし、液晶層４のΔｎｄの値を約０．２７μｍとしてある。
なお、通常、ツイスト角については±４度程度、Δｎｄの値については、±０．０５μｍ程度の許容範囲がある。
したがって、液晶層４のツイスト角は、約６６度〜約７４度とすることができ、液晶層４のΔｎｄの値は、約０．２２μｍ〜約０．３２μｍとすることができる。
【００３９】
また、反射型液晶表示装置１は、第１の位相差フィルム８および第２の位相差フィルム９を形成する材料として、ポリカーボネート系高分子や、ポリサルフォン系高分子や、ノルボルネン系高分子や、ポリビニルアルコール系高分子を使用するとよく、このようにすると、リタデーションの値が精度良く制御されたフィルムを提供することができる。
【００４０】
ただし、これらの材料は、第１の位相差フィルム８および第２の位相差フィルム９の機能を実現できる材料であれば、上記材料に限定するものでないことは、勿論である。
【００４１】
また、反射型液晶表示装置１は、セグメント型、単純マトリックス型又はアクティブマトリックス型とすることが可能である。また、モノクロ型又はカラーフィルタを使用してカラー型としてもよい。
【００４２】
また、反射型液晶表示装置１は、反射電極７の表面に凹凸を形成した構成とするとよく、このようにすると、微小な凹凸により、適度な散乱性を持たせ、メタリック感のない表示が可能になる。
なお、この微小な凹凸により、局所的なセルギャップの分布が生じるが、この分布は微小な凹凸の平均値が所望のセルギャップの値になるように形成することにより解消することができる。
【００４３】
また、反射型液晶表示装置１は、反射電極７の表面が平坦な形状である場合、たとえば、上基板２と第１の位相差フィルム８との間に拡散フィルムを配置してもよく、このようにすることによっても、メタリック感のない表示とすることができる。
なお、その他の構造及び作用は、上記従来例における反射型液晶表示装置１００と同様とする。
【００４４】
なお、上記構成の反射型液晶表示装置１において、液晶層４における液晶の配向状態は、図２に示すように、上基板２及び下基板３の配向膜６に対する配向処理方向によって決められ、上基板２の界面から下基板３の界面に向けて連続的に捻れるように配向されている。
【００４５】
つまり、反射型液晶表示装置１は、電圧無印加時に、明状態を示すノーマリーホワイトの素子であり、入射した光が偏光板１１、第２の位相差フィルム９、及び第１の位相差フィルム８を順次通過することにより、円偏光又は円偏光に近い偏光状態の光に変換され、液晶層４に入射する。
【００４６】
そして、反射型液晶表示装置１は、透明電極５を介して液晶層４に電界が作用すると、液晶の配向状態が変化し、入射光のうち反射電極７に反射されて使用者に届く光の強度が、液晶の配向状態に応じて変化することにより表示することができる。
【００４７】
上述したように、本実施形態に係る反射型液晶表示装置１は、明るく、高コントラスト比で、ムラのなく、明表示時において視角を変化させても、表示が黄色っぽく着色することがない良好なフルカラー画像を表示することができ、かつ、駆動電圧を低くしても表示コントラストの低下を防止することができ、低い印加電圧においても十分良好な暗状態を得ることができる。
【００４８】
なお、反射型液晶表示装置１は、特開２０００−１７１７８８号公報に開示された技術的範囲に含まれるものであるが、この範囲内において、第１の位相差フィルム８のリタデーション及び、偏光板１１と各位相差フィルム８，９の配置角を限定することにより、特段に駆動電圧に対する表示特性を改善することができる。
【００４９】
次に、本発明の実施例にかかる反射型液晶表示装置と、比較例にかかる反射型液晶表示装置を図面を参照して説明し、本発明の特徴をより具体的に説明する。
【００５０】
＜第一実施例＞
第一実施例の反射型液晶表示装置は、図１に示した反射型液晶表示装置１と同様の構成としてあり、図２に示すように、液晶層４の配向状態は、上基板２から下基板３に向かって反時計廻り方向にねじれており、液晶層４の中間付近における液晶の配向方向が、反射型液晶表示装置１の上下方向と平行になるようにした。
【００５１】
第１の位相差フィルム８は、ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで、波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／４波長（約１３８ｎｍ）よりも若干大きい約１５６ｎｍの位相差を与えるものを使用した。
また、第２の位相差フィルム９は、ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／２波長（約２７５ｎｍ）の位相差を与えるものを使用した。
【００５２】
本実施例の反射型液晶表示装置は、液晶層４のツイスト角を約７０度（左回り）とし、液晶層４のΔｎｄを約０．２７μｍとし、セルギャップを約４．０μｍとした。
偏光板および各位相差フィルムの配置角α、β、γは、それぞれ配置角αを約７７度、配置角βを約６１度とし、配置角γを約０度とした。
【００５３】
上記構造の第一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。
その測定結果は、電圧無印加時において反射率が４０％であり、４Ｖ印加時においてコントラスト比が４０であった。すなわち、低電圧駆動としても十分な表示コントラストを得られることが確認できた。
【００５４】
これは、第１の位相差フィルムが可視波長域のほぼ中心波長である５５０ｎｍの１／４に相当する約１３８ｎｍよりも若干大きいリタデーション（本実施例では約１５６ｎｍ）を有しており、なおかつ、このリタデーションの増分と電圧印加時の液晶層の残留リタデーションとが打ち消しあうように第１の位相差フィルムの光学軸が配置されているためである。
【００５５】
図３は、第一実施例における反射型液晶表示装置の、縦軸に青から黄の色度（ｂ*）、横軸に緑から赤の色度（ａ*）をとり、電圧無印加時の表示（白表示）について、極角６０度にて観察方位角を０〜３６０度の範囲で変化させた場合における色度、即ち、Ｌ*ａ*ｂ*表色系におけるａ*及びｂ*の値の変化の軌跡を示すグラフ図を示している。
なお、図３において、中心からの距離は彩度Ｃ*に相当する。
また、本明細書において、上記表色系の変化を測定する試験を表色試験と呼ぶものとする。
【００５６】
図３に示すように、本実施例の反射型液晶表示装置は、全方位極角６０度以内の視角範囲において彩度が２０程度までの範囲に納まっており、観察方向の変化による表示の着色を解消することができた。
【００５７】
＜第二実施例＞
第二実施例の反射型液晶表示装置は、第１の位相差フィルム８及び第２の位相差フィルム９として、ノルボルネン系高分子を材料とする延伸フィルムを用いたものである。
【００５８】
第１の位相差フィルム８は、ノルボルネン系高分子を材料とする延伸フィルムで、波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／４波長（約１３８ｎｍ）よりも若干大きい約１５６ｎｍの位相差を与えるものを使用した。
また、第２の位相差フィルム９は、ノルボルネン系高分子を材料とする延伸フィルムで波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／２波長（約２７５ｎｍ）の位相差を与えるものを使用した。
なお、ノルボルネン系高分子としては、ＪＳＲ社のアートン（商品名）を用いた。
【００５９】
第二実施例の反射型液晶表示装置は、液晶層４のツイスト角およびΔｎｄを、第一実施例における反射型液晶表示装置と同様とした。
すなわち、液晶層４のツイスト角を約７０度（左回り）とし、液晶層４のΔｎｄを約０．２７μｍとし、セルギャップを約４．０μｍとした。
また、偏光板および各位相差フィルムの配置角α、β、γについては、配置角αを約７３度とし、配置角βを約５９度とし、配置角γを約０度とした。
【００６０】
この第二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。
その測定結果は、電圧無印加時において反射率が４０％であり、４Ｖ印加時においてコントラスト比が４０であった。すなわち、第一実施例と同様に、低電圧駆動で十分な表示コントラストが得られることが確認できた。
【００６１】
また、本実施例の反射型液晶表示装置における電圧無印加時の表示（白表示）について、上述した第一実施例の図３の測定と同様に、極角６０度にて観察方位角を０〜３６０度の範囲で変化させた場合における色度の変化を測定した。
その測定結果は、図示してないが、第二実施例の反射型液晶表示装置においても、彩度Ｃ*全方位極角６０度以内の視角範囲において彩度が２０程度までの範囲に納まっており、観察方向の変化による表示の着色を解消することができた。
【００６２】
（第一比較例）
次に、第一比較例の反射型液晶表示装置について説明する。
第一比較例の反射型液晶表示装置は、第１の位相差フィルム８のリタデーションについて、第一実施例の設計よりも小さい約１３８ｎｍとし、これ以外の構成を第一実施例と同様として、反射型液晶表示装置を製造した。
【００６３】
この反射型液晶表示装置は、第１の位相差フィルム８に、ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／４波長（約１３８ｎｍ）の位相差を与えるものを使用し、第２の位相差フィルム９には、ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／２波長（約２７５ｎｍ）の位相差を与えるものを使用した。
【００６４】
なお、第一比較例における液晶層４のツイスト角およびΔｎｄは、第一実施例における反射型液晶表示装置と同様とした。
すなわち、液晶層４のツイスト角を約７０度（左回り）とし、液晶層４のΔｎｄを約０．２７μｍとし、セルギャップを約４．０μｍとした。
また、偏光板および位相差フィルムの配置角α、β、γについても、第一実施例における反射型液晶表示装置と同様とし、それぞれ配置角αを約７７度、配置角βを約６１度とし、配置角γを約０度とした。
【００６５】
第一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。
その測定結果は、電圧無印加時において反射率が４０％であり、５Ｖ印加時においては、コントラスト比が４０となったが、４Ｖ印加時のコントラストは１０であり、第一実施例の反射型液晶表示装置よりも、低電圧駆動に対する表示コントラストが劣ることがわかった。
【００６６】
これは、第１の位相差フィルムが可視波長域のほぼ中心波長である５５０ｎｍの１／４に相当する約１３８ｎｍに対してリタデーションの増分を有していないため、電圧印加時の液晶層の残留リタデーションを打ち消すことができないことによるものである。
【００６７】
（第二比較例）
次に、本発明の効果を確認するために製作した、第二比較例の反射型液晶表示装置について説明する。
第二比較例の反射型液晶表示装置は、特開２０００−１２２０６０号公報に開示された技術にもとづいて製造したものである。
【００６８】
具体的には、第１の位相差フィルム８として、ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで、波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／４波長（約１３８ｎｍ）よりも若干小さい約１２０ｎｍの位相差を与えるものを使用し、第２の位相差フィルム９として、ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／２波長（約２７５ｎｍ）の位相差を与えるものを使用した。
【００６９】
なお、第二比較例における液晶層４のツイスト角およびΔｎｄは、第一実施例における設計と同様である。
すなわち、液晶層４のツイスト角を約７０度（左回り）とし、液晶層４のΔｎｄを約０．２７μｍとし、セルギャップを約４．０μｍとした。
位相差フィルムおよび偏光板の配置角α、β、γについては、それぞれ配置角αを約９０度、配置角βを約２９度とし、配置角γを約１３度とした。
【００７０】
第二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。
その測定結果は、電圧無印加時において反射率が４０％であり、４Ｖ印加時において、コントラスト比が４０であり、第一実施例の反射型液晶表示装置と同等であった。
すなわち、特開２０００−１２２０６０号公報にもとづいて製造した本比較例においても、低電圧駆動により十分な表示コントラストを得られることが確認できた。
【００７１】
これは、第１の位相差フィルムが可視波長域のほぼ中心波長である５５０ｎｍの１／４に相当する約１３８ｎｍよりも若干小さいリタデーション（本比較例では約１２０ｎｍ）を有しており、なおかつ、このリタデーションの減分と電圧印加時の液晶層の残留リタデーションとが補い合うように第１の位相差フィルムの光学軸が配置されているためである。
【００７２】
また、本比較例の反射型液晶表示装置における電圧無印加時の表示（白表示）について、上述した第一実施例の図３の測定と同様に、極角６０度にて観察方位角を０〜３６０度の範囲で変化させた場合における色度の変化を測定した。
図４は、第二比較例における反射型液晶表示装置の、縦軸に青から黄の色度（ｂ*）、横軸に緑から赤の色度（ａ*）をとり、電圧無印加時の表示（白表示）について、極角６０度にて観察方位角を０〜３６０度の範囲で変化させた場合における色度の変化の軌跡を示すグラフ図を示している。
なお、図４において、中心からの距離は彩度Ｃ*に相当する。
【００７３】
図４に示すように、第二比較例における反射型液晶表示装置は、視角方位の変化によって、表示の色味が大きく変化することを確認することができた。特に、視角を反射型液晶表示装置１の左右方向（図２の左右方向）に傾けた場合には、表示が黄色く着色された。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における反射型液晶表示装置によれば、液晶層の視角変化によるリタデーションの変化と、位相差フィルムの視角変化によるリタデーションの変化とが、総合的に打ち消しあうように配置することにより、低電圧駆動であっても高コントラストを実現でき、かつ、表色試験における電圧無印加時の彩度を、全方位で極角±６０度以内の視角範囲において、彩度が２０程度までの範囲に納めることができる。
つまり、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消し、さらに、駆動電圧を低くしても表示コントラストが低下しない反射型液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る反射型液晶表示装置の概略断面図を示している。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態に係る反射型液晶表示装置の液晶の配向状態と、偏光板，第１の位相差フィルム及び第２の位相差フィルムの配置角を説明するための模式図を示している。
【図３】図３は、第一実施例における反射型液晶表示装置の、縦軸に青から黄の色度（ｂ*）、横軸に緑から赤の色度（ａ*）をとり、電圧無印加時の表示（白表示）について、極角６０度にて観察方位角を０〜３６０度の範囲で変化させた場合における色度、即ち、Ｌ*ａ*ｂ*表色系におけるａ*及びｂ*の値の変化の軌跡を示すグラフ図を示している。
【図４】図４は、第二比較例における反射型液晶表示装置の、縦軸に青から黄の色度（ｂ*）、横軸に緑から赤の色度（ａ*）をとり、電圧無印加時の表示（白表示）について、極角６０度にて観察方位角を０〜３６０度の範囲で変化させた場合における色度の変化の軌跡を示すグラフ図を示している。
【図５】図５は、従来例における反射型液晶表示装置の概略断面図を示している。
【符号の説明】
１，１００ 反射型液晶表示装置
２ 上基板
３ 下基板
４ 液晶層
５ 透明電極
６ 配向膜
７ 反射電極
８ 第１の位相差フィルム
９ 第２の位相差フィルム
１１、１１１ 偏光板
１０８ １／４波長位相差フィルム
１０９ １／２波長位相差フィルム
１１０ １／４波長板
Ａ 偏光板の吸収軸
Ｂ，Ｃ 光学軸
Ｄ 上基板側配向方向
Ｅ 下基板側配向方向
Ｆ 液晶層厚み方向中央部の配向方向
Ｇ Ｆに直交する方向（角度原点）
α 偏光板の偏光吸収軸の配置角
β 第２の位相差フィルムの光学軸の配置角
γ 第１の位相差フィルムの光学軸の配置角
【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、特に、視角変化による、液晶層のリタデーションの変化と位相差フィルムのリタデーションの変化とを総合的に打ち消しあうように、第１の位相差フィルムの光学軸，第２の位相差フィルムの光学軸及び偏光板の偏光吸収軸を配置した反射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射型の液晶表示装置（ＬＣＤ）は、バックライトを使用しない構成としてあり、消費電力が少なくてすむことから、バッテリーにより駆動する携帯用機器に多用されてきた。
また、この反射型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動作方式は、ツイステッド・ネマチック(適宜、ＴＮと略称する。)方式と呼ばれるものである。
【０００３】
このＴＮ方式の反射型液晶表示装置は、様々な構成のものが開発・実用化されており、たとえば、対向して配設された一対の基板の両面に二枚の偏光板を備えた反射型液晶表示装置や、一枚の偏光板と反射電極を備えたノーマリーブラックの反射型液晶表示装置などがある。
【０００４】
また、一般的に、ノーマリーホワイトの反射型液晶表示装置は、暗状態を表示したとき、反射率のセルギャップ及び波長に対する依存性が小さいことから、ノーマリーブラックの構成の素子より優れている。
【０００５】
次に、本発明者が、特開２０００−１７１７８８号公報（特許第３０９５００５号公報）において開示したノーマリーホワイトの反射型液晶表示装置について、図面を参照して説明する。
【０００６】
（従来例）
図５は、従来例における反射型液晶表示装置の概略断面図を示している。
同図において、反射型液晶表示装置１００は、ノーマリーホワイトの素子であり、上基板２と、上基板２に対向する下基板３と、上基板２及び下基板３との間に挟持される液晶層４とを有する構成としてある。
【０００７】
この反射型液晶表示装置１００は、上基板２の液晶層４に接する側に、透明電極５及び配向膜６が形成されると共に、下基板３の液晶層４に接する側に、反射電極７及び配向膜６が形成され、さらに、上基板２の液晶層１０３と反対側に、１／４波長位相差フィルム１０８および１／２波長位相差フィルム１０９を有する積層型１／４波長板１１０と、偏光板１１１とが形成されている。
【０００８】
ここで、１／４波長板１１０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である。
一般的に、液晶表示装置においては、複屈折板として、高分子ポリマーを延伸する等により作製される位相差フィルムが用いられる。
【０００９】
この１／４波長板１１０は、直線偏光を右回り又は左回りの円偏光に変換するため、反射型液晶表示装置１００は、電圧無印加状態において明状態を表示し、かつ、電圧印加状態において暗状態を表示することができる。
【００１０】
また、反射型液晶表示装置１００は、液晶層４の上基板側配向方向を基準とし、液晶層４の上基板側から下基板側へたどったときの液晶のねじれ方向を正とした場合に、偏光板１１１の偏光吸収軸の配置角αが５度〜３５度、１／２位相差フィルム１０９の光学軸の配置角βが−１５度〜１５度及び１／４位相差フィルム１０８の光学軸の配置角γが−７５度〜−４５度としてある。
【００１１】
このようにすると、反射型液晶表示装置１００は、液晶層の視角変化によるリタデーションの変化と、位相差フィルムの視角変化によるリタデーションの変化とを総合的に打ち消すことができ、電圧無印加時の彩度を、全方位で極角±６０度以内の視角範囲において、後述する表色試験において彩度を２０以下とすることができ、観察方向の変化による表示の着色を解消することができる。
【００１２】
つまり、反射型液晶表示装置１００は、表示を観察する方向によって表示が黄色っぽく着色して見え、使用者に不快感を与えるといった問題や、視角を傾けた場合、表示の着色が起こり、使用者に不快感を与えるという問題を解消することができた。
【００１３】
上述したように、本発明者は、特開２０００−１７１７８８号公報において、反射型液晶表示装置の明状態の表示品質について着目し、観察方向や視角に対する表示不良を解消する技術を開示した。
【００１４】
ところで、近年の携帯電話には、多くの機能が付加されており、これらの機能を表示する手段として、携帯電話に搭載される反射型液晶表示装置には、文字サイズを小さくしても見やすくかつ目が疲れないように、表示コントラストに優れた表示品質が要求されており、かつ、多くの機能を実行しても、バッテリーの使用時間が短くならないように、低電圧で駆動し消費電力を少なくすることが要求されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の反射型液晶表示装置は、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消することができるものの、駆動電圧を低くすると表示コントラストが低下し、表示品質が低下する場合があるといった問題があった。
また、従来例の反射型液晶表示装置の技術にもとづいて、この技術範囲に属するある条件で製造した反射型液晶表示装置は、駆動電圧を低くしても表示コントラストが低下しないが、表示を観察する方向によって表示が黄色っぽく着色して見え、使用者に不快感を与えるといった問題や、視角を傾けた場合、表示の着色が起こり、使用者に不快感を与えるという問題があった。
【００１６】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消し、さらに、駆動電圧を低くしても表示コントラストが低下しない反射型液晶表示装置の提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の反射型液晶表示装置は、上基板と、この上基板に対向する下基板と、前記上基板と下基板との間に形成された液晶層とを備え、前記上基板の前記液晶層と接する側に透明電極及び配向膜が形成され、かつ、前記下基板の前記液晶層と接する側に反射電極及び配向膜が形成され、さらに、前記上基板の前記液晶層の反対側に、液晶層側から順次、第１の位相差フィルム，第２の位相差フィルム及び偏光板が形成された反射型液晶表示装置であって、前記液晶層は、ツイスト角が６６度〜７４度のツイステッド・ネマチック液晶層とし、当該液晶層の屈折率異方性と層厚との積を０．２２μｍ〜０．３２μｍとし、前記第１の位相差フィルムのリタデーションを１４５ｎｍ〜１８０ｎｍとし、前記第２の位相差フィルムのリタデーションを２５０ｎｍ〜３００ｎｍとし、かつ、前記液晶層の厚み方向中央部の液晶分子の配向方向に対して直交する方位を基準とし、前記液晶層の上基板側から下基板側へたどったときの液晶のねじれ方向を正としたとき、前記第１の位相差フィルムの光学軸の配置角γを−５度とし、前記第２の位相差フィルムの光学軸の配置角βを５５度とし、前記偏光板の偏光吸収軸の配置角αを７５度とした構成としてある。
【００１８】
このように、第１の位相差フィルムが、可視波長域のほぼ中心波長である５５０ｎｍの１／４に相当する１３８ｎｍよりも若干大きい１４５ｎｍ〜１８０ｎｍのリタデーションを有し、かつ、第１の位相差フィルムの光学軸が、このリタデーションの増分と電圧印加時の液晶層の残留リタデーションとを打ち消し合うように配置することにより、低い印加電圧においても十分良好な暗状態を得ることができる。
つまり、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消できるとともに、駆動電圧を低くしても表示コントラストの低下を防止することができる。
【００１９】
また、本発明の反射型液晶表示装置は、前記第１の位相差フィルムのリタデーションを、１５０ｎｍ〜１６０ｎｍとした構成としてある。
このようにすると、電圧無印加時の白表示特性、特に表示の色味、及び、電圧印加時の黒表示の視角特性等を含めて、最も好適な表示品質を得ることができる。
つまり、第１の位相差フィルムのリタデーションを、１４５ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲のなかで大きめの設定とすることにより、黒表示をえられる電圧をより下げることができるが、電圧無印加時の白表示特性や電圧印加時の黒表示の視角特性等を含めて総合的に考慮すると、１５０ｎｍ〜１６０ｎｍとするのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の反射型液晶表示装置は、前記第１の位相差フィルムおよび第２の位相差フィルムの材質を、ポリカーボネート系高分子や、ポリサルフォン系高分子や、ノルボルネン系高分子や、ポリビニルアルコール系高分子とした構成としてある。
このようにすると、リタデーションの値が精度良く制御されたフィルムを提供することができる。
【００２２】
また、本発明の反射型液晶表示装置は、前記反射電極の表面に凹凸を形成した構成としてある。
このようにすると、微小な凹凸により、適度な散乱性を持たせ、メタリック感のない表示が可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る反射型液晶表示装置の概略断面図を示している。
また、図２は、本発明の実施形態に係る反射型液晶表示装置の液晶の配向状態と、偏光板，第１の位相差フィルム及び第２の位相差フィルムの配置角を説明するための模式図を示している。
【００２５】
図１において、反射型液晶表示装置１は、上基板２と、下基板３と、上基板２と下基板３とに挟み込まれたＴＮ液晶からなる液晶層４とを備え、上基板２の上に、第１の位相差フィルム８，第２の位相差フィルム９及び偏光板１１を順に貼り付け、かつ、上基板２の下に、透明電極５と配向膜６を順に形成し、さらに、下基板３の上に、反射電極７と配向膜６を順に形成した構成としてある。
【００２６】
第１の位相差フィルム８は、上記反射型液晶表示装置１００の１／４波長位相差フィルム１０８に相当し、可視波長域のほぼ中心波長である５５０ｎｍの１／４に相当する約１３８ｎｍよりも若干大きい１４５ｎｍ〜１８０ｎｍのリタデーションを有し、かつ、第１の位相差フィルム８の光学軸が、このリタデーションの増分と電圧印加時の液晶層４の残留リタデーションとを打ち消し合うように配置してある。
このようにすると、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消できるとともに、駆動電圧を低くしても表示コントラストの低下を防止することができ、低い印加電圧においても十分良好な暗状態を得ることができる。
【００２７】
なお、第１の位相差フィルム８のリタデーションを１４５ｎｍ〜１８０ｎｍとした理由は、１４５ｎｍより小さくすると、駆動電圧を低くしたとき表示コントラストが低下するからであり、また、１８０ｎｍより大きくすると、１／４波長位相差フィルムとしての機能を果たせなくなり、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消することができなくなるからである。
【００２８】
ここで、より好ましくは、第１の位相差フィルム８のリタデーションを、１５０ｎｍ〜１６０ｎｍとした構成とするとよく、このようにすると、電圧無印加時の白表示特性、特に表示の色味、及び、電圧印加時の黒表示の視角特性等を含めて、最も好適な表示品質を得ることができる。
反射型液晶表示装置１は、第１の位相差フィルム８のリタデーションを、１４５ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲のなかで大きめの設定とすることにより、黒表示をえられる電圧をより下げることができるが、電圧無印加時の白表示特性や電圧印加時の黒表示の視角特性等を含めて総合的に考慮すると、１５０ｎｍ〜１６０ｎｍとするのが好ましい。
【００２９】
また、第２の位相差フィルム９は、上記反射型液晶表示装置１００の１／２波長位相差フィルム１０９に相当し、可視波長域のほぼ中心波長である５５０ｎｍの１／２に相当する２７５ｎｍに、製造工程や品質管理における許容量として±２５ｎｍを見込んで、リタデーションの値を２５０ｎｍ〜３００ｎｍとしてある。
【００３０】
なお、第２の位相差フィルム９のリタデーションを２５０ｎｍ〜３００ｎｍとした理由は、２７５±２５ｎｍの範囲から外れると、１／２波長位相差フィルムとしての機能を果たせなくなり、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消することができなくなるからである。
【００３１】
また、図２に示すように、第１の位相差フィルム８の光学軸Ｃ，第２の位相差フィルム９の光学軸Ｂ，及び，偏光板１１の偏光吸収軸Ａは、液晶層４の上基板側配向方向Ｄと液晶層４の下基板側配向方向Ｅとを二等分する方向である液晶層厚み方向中央部の液晶分子の配向方向Ｆに対して直交する方向Ｇを基準とし、上基板２側から下基板３側へたどったときの液晶のねじれ方向（図２においては、反時計廻り方向）を正として、それぞれ配置角γ、β、αの角度となるように配置されている。
【００３２】
また、反射型液晶表示装置１は、第１の位相差フィルム８の光学軸の配置角γを−２０度〜１０度とし、第２の位相差フィルム９の光学軸の配置角βを４０度〜７０度とし、偏光板１１の偏光吸収軸の配置角αを６０度〜９０度としてある。
【００３３】
このようにすると、液晶層４のリタデーションの変化と各位相差フィルム８，９のリタデーションの変化とを総合的に打ち消しあうように、第１の位相差フィルム８の光学軸，第２の位相差フィルム９の光学軸及び偏光板１１の偏光吸収軸を配置することができ、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消することができる。
【００３４】
なお、偏光板１１および各位相差フィルム８，９の配置角は、上記反射型液晶表示装置１００の角度基準の取り方と異なるが、実質的に同じ範囲である。
つまり、反射型液晶表示装置１に入射した光が、偏光板１１，第２の位相差フィルム９及び第１の位相差フィルム８を順次通過した後に、円偏光又は炎偏光に近い偏光状態となるように、配置角α，β，γの間に、概ね下記（１）式に示す関係が成り立つように構成してある。
γ−α＝２（β−α）±４５度 （１）式
【００３５】
なお、配置角α，β，γは、それぞれ、α＝７５±１５，β＝５５±１５，γ＝−５±１５と表すことができ、配置角α，β，γの平均値を（１）式に代入すると、左辺は、γ−α＝−５−７５＝−８０となり、一方、右辺は、２（β−α）＝２×（５５−７５）±４５＝−８５又は５となり、−８５は−８０とほぼ同じなので、（１）式を満足する。
なお、配置角α，β，γは、製造工程や品質管理における許容量として±１５度を見込んである。
【００３６】
また、反射型液晶表示装置１は、液晶層４の液晶を、ツイステッド・ネマチック液晶とした構成としてあり、通常、使用されるツイステッド・ネマチック液晶を使用することにより、製造費用のコストダウンを図ることができる。
【００３７】
ここで、好ましくは、液晶層４を、ツイスト角が６６度〜７４度のツイステッド・ネマチック液晶層とし、液晶層４の屈折率異方性と層厚との積（適宜、Δｎｄと略称する。）を０．２２μｍ〜０．３２μｍとした構成とするとよく、このようにすると、視角を大きくしても、表示の色付きをより低減することができる。
【００３８】
具体的には、反射型液晶表示装置１は、液晶層４のツイスト角を約７０度とし、液晶層４のΔｎｄの値を約０．２７μｍとしてある。
なお、通常、ツイスト角については±４度程度、Δｎｄの値については、±０．０５μｍ程度の許容範囲がある。
したがって、液晶層４のツイスト角は、約６６度〜約７４度とすることができ、液晶層４のΔｎｄの値は、約０．２２μｍ〜約０．３２μｍとすることができる。
【００３９】
また、反射型液晶表示装置１は、第１の位相差フィルム８および第２の位相差フィルム９を形成する材料として、ポリカーボネート系高分子や、ポリサルフォン系高分子や、ノルボルネン系高分子や、ポリビニルアルコール系高分子を使用するとよく、このようにすると、リタデーションの値が精度良く制御されたフィルムを提供することができる。
【００４０】
ただし、これらの材料は、第１の位相差フィルム８および第２の位相差フィルム９の機能を実現できる材料であれば、上記材料に限定するものでないことは、勿論である。
【００４１】
また、反射型液晶表示装置１は、セグメント型、単純マトリックス型又はアクティブマトリックス型とすることが可能である。また、モノクロ型又はカラーフィルタを使用してカラー型としてもよい。
【００４２】
また、反射型液晶表示装置１は、反射電極７の表面に凹凸を形成した構成とするとよく、このようにすると、微小な凹凸により、適度な散乱性を持たせ、メタリック感のない表示が可能になる。
なお、この微小な凹凸により、局所的なセルギャップの分布が生じるが、この分布は微小な凹凸の平均値が所望のセルギャップの値になるように形成することにより解消することができる。
【００４３】
また、反射型液晶表示装置１は、反射電極７の表面が平坦な形状である場合、たとえば、上基板２と第１の位相差フィルム８との間に拡散フィルムを配置してもよく、このようにすることによっても、メタリック感のない表示とすることができる。
なお、その他の構造及び作用は、上記従来例における反射型液晶表示装置１００と同様とする。
【００４４】
なお、上記構成の反射型液晶表示装置１において、液晶層４における液晶の配向状態は、図２に示すように、上基板２及び下基板３の配向膜６に対する配向処理方向によって決められ、上基板２の界面から下基板３の界面に向けて連続的に捻れるように配向されている。
【００４５】
つまり、反射型液晶表示装置１は、電圧無印加時に、明状態を示すノーマリーホワイトの素子であり、入射した光が偏光板１１、第２の位相差フィルム９、及び第１の位相差フィルム８を順次通過することにより、円偏光又は円偏光に近い偏光状態の光に変換され、液晶層４に入射する。
【００４６】
そして、反射型液晶表示装置１は、透明電極５を介して液晶層４に電界が作用すると、液晶の配向状態が変化し、入射光のうち反射電極７に反射されて使用者に届く光の強度が、液晶の配向状態に応じて変化することにより表示することができる。
【００４７】
上述したように、本実施形態に係る反射型液晶表示装置１は、明るく、高コントラスト比で、ムラのなく、明表示時において視角を変化させても、表示が黄色っぽく着色することがない良好なフルカラー画像を表示することができ、かつ、駆動電圧を低くしても表示コントラストの低下を防止することができ、低い印加電圧においても十分良好な暗状態を得ることができる。
【００４８】
なお、反射型液晶表示装置１は、特開２０００−１７１７８８号公報に開示された技術的範囲に含まれるものであるが、この範囲内において、第１の位相差フィルム８のリタデーション及び、偏光板１１と各位相差フィルム８，９の配置角を限定することにより、特段に駆動電圧に対する表示特性を改善することができる。
【００４９】
次に、本発明の実施例にかかる反射型液晶表示装置と、比較例にかかる反射型液晶表示装置を図面を参照して説明し、本発明の特徴をより具体的に説明する。
【００５０】
＜第一実施例＞
第一実施例の反射型液晶表示装置は、図１に示した反射型液晶表示装置１と同様の構成としてあり、図２に示すように、液晶層４の配向状態は、上基板２から下基板３に向かって反時計廻り方向にねじれており、液晶層４の中間付近における液晶の配向方向が、反射型液晶表示装置１の上下方向と平行になるようにした。
【００５１】
第１の位相差フィルム８は、ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで、波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／４波長（約１３８ｎｍ）よりも若干大きい約１５６ｎｍの位相差を与えるものを使用した。
また、第２の位相差フィルム９は、ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／２波長（約２７５ｎｍ）の位相差を与えるものを使用した。
【００５２】
本実施例の反射型液晶表示装置は、液晶層４のツイスト角を約７０度（左回り）とし、液晶層４のΔｎｄを約０．２７μｍとし、セルギャップを約４．０μｍとした。
偏光板および各位相差フィルムの配置角α、β、γは、それぞれ配置角αを約７７度、配置角βを約６１度とし、配置角γを約０度とした。
【００５３】
上記構造の第一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。
その測定結果は、電圧無印加時において反射率が４０％であり、４Ｖ印加時においてコントラスト比が４０であった。すなわち、低電圧駆動としても十分な表示コントラストを得られることが確認できた。
【００５４】
これは、第１の位相差フィルムが可視波長域のほぼ中心波長である５５０ｎｍの１／４に相当する約１３８ｎｍよりも若干大きいリタデーション（本実施例では約１５６ｎｍ）を有しており、なおかつ、このリタデーションの増分と電圧印加時の液晶層の残留リタデーションとが打ち消しあうように第１の位相差フィルムの光学軸が配置されているためである。
【００５５】
図３は、第一実施例における反射型液晶表示装置の、縦軸に青から黄の色度（ｂ*）、横軸に緑から赤の色度（ａ*）をとり、電圧無印加時の表示（白表示）について、極角６０度にて観察方位角を０〜３６０度の範囲で変化させた場合における色度、即ち、Ｌ*ａ*ｂ*表色系におけるａ*及びｂ*の値の変化の軌跡を示すグラフ図を示している。
なお、図３において、中心からの距離は彩度Ｃ*に相当する。
また、本明細書において、上記表色系の変化を測定する試験を表色試験と呼ぶものとする。
【００５６】
図３に示すように、本実施例の反射型液晶表示装置は、全方位極角６０度以内の視角範囲において彩度が２０程度までの範囲に納まっており、観察方向の変化による表示の着色を解消することができた。
【００５７】
＜第二実施例＞
第二実施例の反射型液晶表示装置は、第１の位相差フィルム８及び第２の位相差フィルム９として、ノルボルネン系高分子を材料とする延伸フィルムを用いたものである。
【００５８】
第１の位相差フィルム８は、ノルボルネン系高分子を材料とする延伸フィルムで、波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／４波長（約１３８ｎｍ）よりも若干大きい約１５６ｎｍの位相差を与えるものを使用した。
また、第２の位相差フィルム９は、ノルボルネン系高分子を材料とする延伸フィルムで波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／２波長（約２７５ｎｍ）の位相差を与えるものを使用した。
なお、ノルボルネン系高分子としては、ＪＳＲ社のアートン（商品名）を用いた。
【００５９】
第二実施例の反射型液晶表示装置は、液晶層４のツイスト角およびΔｎｄを、第一実施例における反射型液晶表示装置と同様とした。
すなわち、液晶層４のツイスト角を約７０度（左回り）とし、液晶層４のΔｎｄを約０．２７μｍとし、セルギャップを約４．０μｍとした。
また、偏光板および各位相差フィルムの配置角α、β、γについては、配置角αを約７３度とし、配置角βを約５９度とし、配置角γを約０度とした。
【００６０】
この第二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。
その測定結果は、電圧無印加時において反射率が４０％であり、４Ｖ印加時においてコントラスト比が４０であった。すなわち、第一実施例と同様に、低電圧駆動で十分な表示コントラストが得られることが確認できた。
【００６１】
また、本実施例の反射型液晶表示装置における電圧無印加時の表示（白表示）について、上述した第一実施例の図３の測定と同様に、極角６０度にて観察方位角を０〜３６０度の範囲で変化させた場合における色度の変化を測定した。
その測定結果は、図示してないが、第二実施例の反射型液晶表示装置においても、彩度Ｃ*全方位極角６０度以内の視角範囲において彩度が２０程度までの範囲に納まっており、観察方向の変化による表示の着色を解消することができた。
【００６２】
（第一比較例）
次に、第一比較例の反射型液晶表示装置について説明する。
第一比較例の反射型液晶表示装置は、第１の位相差フィルム８のリタデーションについて、第一実施例の設計よりも小さい約１３８ｎｍとし、これ以外の構成を第一実施例と同様として、反射型液晶表示装置を製造した。
【００６３】
この反射型液晶表示装置は、第１の位相差フィルム８に、ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／４波長（約１３８ｎｍ）の位相差を与えるものを使用し、第２の位相差フィルム９には、ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／２波長（約２７５ｎｍ）の位相差を与えるものを使用した。
【００６４】
なお、第一比較例における液晶層４のツイスト角およびΔｎｄは、第一実施例における反射型液晶表示装置と同様とした。
すなわち、液晶層４のツイスト角を約７０度（左回り）とし、液晶層４のΔｎｄを約０．２７μｍとし、セルギャップを約４．０μｍとした。
また、偏光板および位相差フィルムの配置角α、β、γについても、第一実施例における反射型液晶表示装置と同様とし、それぞれ配置角αを約７７度、配置角βを約６１度とし、配置角γを約０度とした。
【００６５】
第一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。
その測定結果は、電圧無印加時において反射率が４０％であり、５Ｖ印加時においては、コントラスト比が４０となったが、４Ｖ印加時のコントラストは１０であり、第一実施例の反射型液晶表示装置よりも、低電圧駆動に対する表示コントラストが劣ることがわかった。
【００６６】
これは、第１の位相差フィルムが可視波長域のほぼ中心波長である５５０ｎｍの１／４に相当する約１３８ｎｍに対してリタデーションの増分を有していないため、電圧印加時の液晶層の残留リタデーションを打ち消すことができないことによるものである。
【００６７】
（第二比較例）
次に、本発明の効果を確認するために製作した、第二比較例の反射型液晶表示装置について説明する。
第二比較例の反射型液晶表示装置は、特開２０００−１２２０６０号公報に開示された技術にもとづいて製造したものである。
【００６８】
具体的には、第１の位相差フィルム８として、ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで、波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／４波長（約１３８ｎｍ）よりも若干小さい約１２０ｎｍの位相差を与えるものを使用し、第２の位相差フィルム９として、ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／２波長（約２７５ｎｍ）の位相差を与えるものを使用した。
【００６９】
なお、第二比較例における液晶層４のツイスト角およびΔｎｄは、第一実施例における設計と同様である。
すなわち、液晶層４のツイスト角を約７０度（左回り）とし、液晶層４のΔｎｄを約０．２７μｍとし、セルギャップを約４．０μｍとした。
位相差フィルムおよび偏光板の配置角α、β、γについては、それぞれ配置角αを約９０度、配置角βを約２９度とし、配置角γを約１３度とした。
【００７０】
第二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。
その測定結果は、電圧無印加時において反射率が４０％であり、４Ｖ印加時において、コントラスト比が４０であり、第一実施例の反射型液晶表示装置と同等であった。
すなわち、特開２０００−１２２０６０号公報にもとづいて製造した本比較例においても、低電圧駆動により十分な表示コントラストを得られることが確認できた。
【００７１】
これは、第１の位相差フィルムが可視波長域のほぼ中心波長である５５０ｎｍの１／４に相当する約１３８ｎｍよりも若干小さいリタデーション（本比較例では約１２０ｎｍ）を有しており、なおかつ、このリタデーションの減分と電圧印加時の液晶層の残留リタデーションとが補い合うように第１の位相差フィルムの光学軸が配置されているためである。
【００７２】
また、本比較例の反射型液晶表示装置における電圧無印加時の表示（白表示）について、上述した第一実施例の図３の測定と同様に、極角６０度にて観察方位角を０〜３６０度の範囲で変化させた場合における色度の変化を測定した。
図４は、第二比較例における反射型液晶表示装置の、縦軸に青から黄の色度（ｂ*）、横軸に緑から赤の色度（ａ*）をとり、電圧無印加時の表示（白表示）について、極角６０度にて観察方位角を０〜３６０度の範囲で変化させた場合における色度の変化の軌跡を示すグラフ図を示している。
なお、図４において、中心からの距離は彩度Ｃ*に相当する。
【００７３】
図４に示すように、第二比較例における反射型液晶表示装置は、視角方位の変化によって、表示の色味が大きく変化することを確認することができた。特に、視角を反射型液晶表示装置１の左右方向（図２の左右方向）に傾けた場合には、表示が黄色く着色された。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における反射型液晶表示装置によれば、液晶層の視角変化によるリタデーションの変化と、位相差フィルムの視角変化によるリタデーションの変化とが、総合的に打ち消しあうように配置することにより、低電圧駆動であっても高コントラストを実現でき、かつ、表色試験における電圧無印加時の彩度を、全方位で極角±６０度以内の視角範囲において、彩度が２０程度までの範囲に納めることができる。
つまり、観察方向や視角に対する明状態の表示不良を解消し、さらに、駆動電圧を低くしても表示コントラストが低下しない反射型液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る反射型液晶表示装置の概略断面図を示している。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態に係る反射型液晶表示装置の液晶の配向状態と、偏光板，第１の位相差フィルム及び第２の位相差フィルムの配置角を説明するための模式図を示している。
【図３】図３は、第一実施例における反射型液晶表示装置の、縦軸に青から黄の色度（ｂ*）、横軸に緑から赤の色度（ａ*）をとり、電圧無印加時の表示（白表示）について、極角６０度にて観察方位角を０〜３６０度の範囲で変化させた場合における色度、即ち、Ｌ*ａ*ｂ*表色系におけるａ*及びｂ*の値の変化の軌跡を示すグラフ図を示している。
【図４】図４は、第二比較例における反射型液晶表示装置の、縦軸に青から黄の色度（ｂ*）、横軸に緑から赤の色度（ａ*）をとり、電圧無印加時の表示（白表示）について、極角６０度にて観察方位角を０〜３６０度の範囲で変化させた場合における色度の変化の軌跡を示すグラフ図を示している。
【図５】図５は、従来例における反射型液晶表示装置の概略断面図を示している。
【符号の説明】
１，１００ 反射型液晶表示装置
２ 上基板
３ 下基板
４ 液晶層
５ 透明電極
６ 配向膜
７ 反射電極
８ 第１の位相差フィルム
９ 第２の位相差フィルム
１１、１１１ 偏光板
１０８ １／４波長位相差フィルム
１０９ １／２波長位相差フィルム
１１０ １／４波長板
Ａ 偏光板の吸収軸
Ｂ，Ｃ 光学軸
Ｄ 上基板側配向方向
Ｅ 下基板側配向方向
Ｆ 液晶層厚み方向中央部の配向方向
Ｇ Ｆに直交する方向（角度原点）
α 偏光板の偏光吸収軸の配置角
β 第２の位相差フィルムの光学軸の配置角
γ 第１の位相差フィルムの光学軸の配置角
Claims (5)
- 上基板と、この上基板に対向する下基板と、前記上基板と下基板との間に形成された液晶層とを備え、
前記上基板の前記液晶層と接する側に透明電極及び配向膜が形成され、かつ、前記下基板の前記液晶層と接する側に反射電極及び配向膜が形成され、
さらに、前記上基板の前記液晶層の反対側に、液晶層側から順次、第１の位相差フィルム，第２の位相差フィルム及び偏光板が形成された反射型液晶表示装置であって、
前記液晶層は、ツイスト角が６６度〜７４度のツイステッド・ネマチック液晶層とし、当該液晶層の屈折率異方性と層厚との積を０．２２μｍ〜０．３２μｍとし、
前記第１の位相差フィルムのリタデーションを１４５ｎｍ〜１８０ｎｍとし、前記第２の位相差フィルムのリタデーションを２５０ｎｍ〜３００ｎｍとし、
かつ、前記液晶層の厚み方向中央部の液晶分子の配向方向に対して直交する方位を基準とし、前記液晶層の上基板側から下基板側へたどったときの液晶のねじれ方向を正としたとき、前記第１の位相差フィルムの光学軸の配置角γを−５度とし、前記第２の位相差フィルムの光学軸の配置角βを５５度とし、前記偏光板の偏光吸収軸の配置角αを７５度としたことを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 前記第１の位相差フィルムの光学軸の配置角γ、前記第２の位相差フィルムの光学軸の配置角β、前記偏光板の偏光吸収軸の配置角αの配置許容範囲として±１５度を見込んだことを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
- 前記第１の位相差フィルムのリタデーションを１５０ｎｍ〜１６０ｎｍとした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。
- 前記第１の位相差フィルムおよび第２の位相差フィルムの材質を、ポリカーボネート系高分子や、ポリサルフォン系高分子や、ノルボルネン系高分子や、ポリビニルアルコール系高分子としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反射型液晶表示装置。
- 前記反射電極の表面に凹凸を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の反射型液晶表示装置。
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