JPH09197388A - 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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- G02F1/13725—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on guest-host interaction
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- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
- G02F1/133638—Waveplates, i.e. plates with a retardation value of lambda/n
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた低電力化を可能とする反射型液晶表示
装置において、その画面表示を明るくしコントラストを
高め、しかも動画表示の行える液晶表示装置。 【解決手段】 電極を具備し対向配置された表示側基板
１１と背面側基板１２の間に、二色性色素の添加された
ネマチック液晶からなる液晶層２６を設け、背面側基板
に反射板２０を設け、その反射板と液晶層の間に1/4波
長板２４を設け、液晶の捩れピッチＰと基板間隔ｄが次
式を満足する。 1/4≦ｄ／Ｐ＜3/4
装置において、その画面表示を明るくしコントラストを
高め、しかも動画表示の行える液晶表示装置。 【解決手段】 電極を具備し対向配置された表示側基板
１１と背面側基板１２の間に、二色性色素の添加された
ネマチック液晶からなる液晶層２６を設け、背面側基板
に反射板２０を設け、その反射板と液晶層の間に1/4波
長板２４を設け、液晶の捩れピッチＰと基板間隔ｄが次
式を満足する。 1/4≦ｄ／Ｐ＜3/4
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は種々の表示装置に使
用される液晶表示装置、特に反射型液晶表示装置に関す
るもので、そのコントラストを高めたものに関する。
用される液晶表示装置、特に反射型液晶表示装置に関す
るもので、そのコントラストを高めたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、その特性から、小型軽
量化、薄型化、低消費電力化などを図り易く広く利用さ
れている。そのような液晶表示装置としては、表示面側
から液晶表示装置内に入射される光を利用し、主として
液晶分子の駆動のみに電力を消費する反射型液晶表示装
置と、背面側に光源（バックライト）を設け、その光源
からの透過光によって表示を行う透過型液晶表示装置に
大別される。反射型液晶表示装置の一例を図９に示す。
この例示した液晶表示装置１０においては、２枚のガラ
ス基板、即ち、表示側基板１１と背面側基板１２が対向
して設けられ、各基板１１，１２の内側に、透明電極１
３，１４、配向膜１５，１６が設けられ、さらにその間
に液晶分子からなる液晶層２１が設けられている。シー
ル材１７はこの液晶分子を封入すると共に、表示側基板
１１と背面側基板１２の間の距離を規定する。図示した
例のものでは、電極１３，１４間に電圧を印加していな
い際に、液晶分子が次第に捩れるように、上側の配向膜
１５と下側の配向膜１６の配向軸が互いに９０゜異なる
ように配向膜１５，１６を配置している。また、各基板
１１，１２の外側にはそれぞれ偏光板１８，１９が設け
られ、背面側のみにさらに反射板２０を設けている。こ
の例では、表示側の偏光板１８と背面側の偏光板１９と
では光軸が互いに９０゜異なるように配置している。説
明を簡明化する為、便宜上、表示側の偏光板１８の光軸
を横方向、背面側の偏光板１９の光軸を縦方向と称す
る。
量化、薄型化、低消費電力化などを図り易く広く利用さ
れている。そのような液晶表示装置としては、表示面側
から液晶表示装置内に入射される光を利用し、主として
液晶分子の駆動のみに電力を消費する反射型液晶表示装
置と、背面側に光源（バックライト）を設け、その光源
からの透過光によって表示を行う透過型液晶表示装置に
大別される。反射型液晶表示装置の一例を図９に示す。
この例示した液晶表示装置１０においては、２枚のガラ
ス基板、即ち、表示側基板１１と背面側基板１２が対向
して設けられ、各基板１１，１２の内側に、透明電極１
３，１４、配向膜１５，１６が設けられ、さらにその間
に液晶分子からなる液晶層２１が設けられている。シー
ル材１７はこの液晶分子を封入すると共に、表示側基板
１１と背面側基板１２の間の距離を規定する。図示した
例のものでは、電極１３，１４間に電圧を印加していな
い際に、液晶分子が次第に捩れるように、上側の配向膜
１５と下側の配向膜１６の配向軸が互いに９０゜異なる
ように配向膜１５，１６を配置している。また、各基板
１１，１２の外側にはそれぞれ偏光板１８，１９が設け
られ、背面側のみにさらに反射板２０を設けている。こ
の例では、表示側の偏光板１８と背面側の偏光板１９と
では光軸が互いに９０゜異なるように配置している。説
明を簡明化する為、便宜上、表示側の偏光板１８の光軸
を横方向、背面側の偏光板１９の光軸を縦方向と称す
る。
【０００３】この例の液晶表示装置１０において、透明
電極１３，１４間に電圧を印加していない状態（図にお
いて、右側）であると、表示面側からの入射光は、横方
向に偏光した偏光光線のみが偏光板１８を通過し、続い
て、表示側基板１１、透明電極１３、配向膜１５を通過
する。そして、捩れた液晶分子に沿うことでその偏光方
向を９０゜転換し、縦方向の偏光光線となった後、配向
膜１６、透明電極１４、背面側基板１２を通過し、偏光
板１９を通過する。そして、反射板２０で反射され、再
び、偏光板１９、背面側基板１２、透明電極１４、配向
膜１６を通過する。そして、捩れた液晶分子に沿うこと
でその偏光方向を９０゜転換し、横方向の偏光光線とな
った後、配向膜１５、透明電極１３、表示側基板１１を
通過し、偏光板１８を通過する。こうして、入射光が反
射板２０で反射され反射光として戻ってくるので、液晶
表示装置の表示画面は明状態となる。
電極１３，１４間に電圧を印加していない状態（図にお
いて、右側）であると、表示面側からの入射光は、横方
向に偏光した偏光光線のみが偏光板１８を通過し、続い
て、表示側基板１１、透明電極１３、配向膜１５を通過
する。そして、捩れた液晶分子に沿うことでその偏光方
向を９０゜転換し、縦方向の偏光光線となった後、配向
膜１６、透明電極１４、背面側基板１２を通過し、偏光
板１９を通過する。そして、反射板２０で反射され、再
び、偏光板１９、背面側基板１２、透明電極１４、配向
膜１６を通過する。そして、捩れた液晶分子に沿うこと
でその偏光方向を９０゜転換し、横方向の偏光光線とな
った後、配向膜１５、透明電極１３、表示側基板１１を
通過し、偏光板１８を通過する。こうして、入射光が反
射板２０で反射され反射光として戻ってくるので、液晶
表示装置の表示画面は明状態となる。
【０００４】対して、透明電極１３，１４間に電圧を印
加した状態（図において、左側）であると、同様に、表
示面側からの入射光は、横方向に偏光した偏光光線のみ
が偏光板１８を通過し、続いて、表示側基板１１、透明
電極１３、配向膜１５を通過する。そして、液晶分子が
捩れていないので、その偏光方向を転換することなく、
そのまま、配向膜１６、透明電極１４、背面側基板１２
を通過する。そして、この入射光の偏光方向は横方向で
あるので、偏光板１９を通過せず、入射光は反射板２０
に到達しない。したがって、入射光が反射光として戻っ
てこないので、液晶表示装置の表示画面は暗状態とな
る。こうして、電極間への電圧の印加を制御することに
より、表示画面の明−暗を切換えることができ、各種の
表示を行うことができる。
加した状態（図において、左側）であると、同様に、表
示面側からの入射光は、横方向に偏光した偏光光線のみ
が偏光板１８を通過し、続いて、表示側基板１１、透明
電極１３、配向膜１５を通過する。そして、液晶分子が
捩れていないので、その偏光方向を転換することなく、
そのまま、配向膜１６、透明電極１４、背面側基板１２
を通過する。そして、この入射光の偏光方向は横方向で
あるので、偏光板１９を通過せず、入射光は反射板２０
に到達しない。したがって、入射光が反射光として戻っ
てこないので、液晶表示装置の表示画面は暗状態とな
る。こうして、電極間への電圧の印加を制御することに
より、表示画面の明−暗を切換えることができ、各種の
表示を行うことができる。
【０００５】しかし、この反射型液晶表示装置１０であ
ると、画面表示を反射光にたよっているので、表示画面
を明るくすることに限界がある上、しかも、偏光板を使
用して偏光光線のみを利用するものなので、光の利用効
率が低く、反射光量は入射光量よりも激減することか
ら、暗くなりがちでコントラストを高めることは困難で
あった。そこで、画面表示を明るくし、コントラストを
高めるべく、背面側にバックライトを設け、積極的に光
量を高めた透過型液晶表示装置がもてはやされている。
ると、画面表示を反射光にたよっているので、表示画面
を明るくすることに限界がある上、しかも、偏光板を使
用して偏光光線のみを利用するものなので、光の利用効
率が低く、反射光量は入射光量よりも激減することか
ら、暗くなりがちでコントラストを高めることは困難で
あった。そこで、画面表示を明るくし、コントラストを
高めるべく、背面側にバックライトを設け、積極的に光
量を高めた透過型液晶表示装置がもてはやされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】けれども、透過型液晶
表示装置であると、光源を具備することから、当然に電
力消費量が増加し、液晶表示装置の低電力という特長を
ある程度損なうものであった。しかし、近年特に、種々
の電子機器の小型化が実現されるに至って、その携帯化
が促進されており、このような携帯用表示装置の普及に
伴って、低消費電力化の要請は殊更大きくなっている。
このような状況下、特開平６−１６０９１３号公報に
は、低電圧駆動が可能でコントラストの良好な反射型液
晶表示装置が示されている。それは、９０゜以上の捩れ
た状態で印加電圧に対してヒステリシス現象を示す液晶
を用いることによりなされている。しかしながら、この
液晶表示装置であると、書込時間を５msec以上としなけ
れば、階調表示をすることができない。また、動画表示
を行う為には図１０に示すような、電圧を累積的に印加
する累積駆動を必要とするが、この液晶表示装置のよう
に、印加電圧に対して液晶のヒステリシス現象を利用す
るものであると、累積駆動をすることは不可能であり、
動画表示に適さない。また、その液晶表示装置のよう
に、液晶にヒステリシス現象を起こさせる為には、実際
のところ、液晶に約２７０゜以上の捩れ角度を与える必
要がある。本発明は前記課題を解決するためになされた
もので、優れた低消費電力化を可能とする反射型液晶表
示装置において、その画面表示を明るくしコントラスト
を高め、しかも動画表示の行える液晶表示装置を目的と
する。
表示装置であると、光源を具備することから、当然に電
力消費量が増加し、液晶表示装置の低電力という特長を
ある程度損なうものであった。しかし、近年特に、種々
の電子機器の小型化が実現されるに至って、その携帯化
が促進されており、このような携帯用表示装置の普及に
伴って、低消費電力化の要請は殊更大きくなっている。
このような状況下、特開平６−１６０９１３号公報に
は、低電圧駆動が可能でコントラストの良好な反射型液
晶表示装置が示されている。それは、９０゜以上の捩れ
た状態で印加電圧に対してヒステリシス現象を示す液晶
を用いることによりなされている。しかしながら、この
液晶表示装置であると、書込時間を５msec以上としなけ
れば、階調表示をすることができない。また、動画表示
を行う為には図１０に示すような、電圧を累積的に印加
する累積駆動を必要とするが、この液晶表示装置のよう
に、印加電圧に対して液晶のヒステリシス現象を利用す
るものであると、累積駆動をすることは不可能であり、
動画表示に適さない。また、その液晶表示装置のよう
に、液晶にヒステリシス現象を起こさせる為には、実際
のところ、液晶に約２７０゜以上の捩れ角度を与える必
要がある。本発明は前記課題を解決するためになされた
もので、優れた低消費電力化を可能とする反射型液晶表
示装置において、その画面表示を明るくしコントラスト
を高め、しかも動画表示の行える液晶表示装置を目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の反射型液晶表示
装置は、電極を具備し対向配置された表示側基板と背面
側基板の間に、二色性色素の添加されたネマチック液晶
からなる液晶層を設け、背面側基板に反射板を設け、そ
の反射板と液晶層の間に1/4波長板を設け、液晶の捩れ
ピッチＰと基板間隔ｄが、 1/4≦ｄ／Ｐ＜3/4 を満足
することを特徴とするものである。この際、背面側基板
における液晶の配向軸と、1/4波長板の光軸のなす角度
が４５゜であることが望ましい。また、反射板が鏡面反
射板であり、表示側基板に光拡散シートが設けられてい
ることが望ましい。さらに、液晶の屈折率異方性Δｎと
捩れピッチＰが次式を満足することが望ましい。 １μｍ≦Δｎ・Ｐ≦５μｍ
装置は、電極を具備し対向配置された表示側基板と背面
側基板の間に、二色性色素の添加されたネマチック液晶
からなる液晶層を設け、背面側基板に反射板を設け、そ
の反射板と液晶層の間に1/4波長板を設け、液晶の捩れ
ピッチＰと基板間隔ｄが、 1/4≦ｄ／Ｐ＜3/4 を満足
することを特徴とするものである。この際、背面側基板
における液晶の配向軸と、1/4波長板の光軸のなす角度
が４５゜であることが望ましい。また、反射板が鏡面反
射板であり、表示側基板に光拡散シートが設けられてい
ることが望ましい。さらに、液晶の屈折率異方性Δｎと
捩れピッチＰが次式を満足することが望ましい。 １μｍ≦Δｎ・Ｐ≦５μｍ
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態例を図１に示
す。この例の液晶表示装置２２は、表示面側（図１にお
いて上側）から順に、光拡散シート３２、ガラス等から
なる透明な表示側基板１１、ＩＴＯなどからなる透明電
極１３、ポリイミド樹脂等からなる配向膜１５，１６、
透明電極１４、背面側基板１２、1/4波長板２４、反射
板２０を具備し、基板１１，１２間にシール材１７で封
入された液晶分子からなる液晶層２６を有する。すなわ
ち、偏光板を用いないという特徴がある。液晶として
は、ネマチック液晶であって二色性色素が添加されてい
る必要がある。また、この例のものでは、配向膜１５と
配向膜１６の配向方向が互いに９０゜異なり、電圧が印
加されていないときに液晶が９０゜捩れるように、配向
膜を配置している。尚、説明を簡明化する為、便宜上、
表示側の配向膜１５の配向方向を縦方向、背面側の配向
膜１６の配向方向を横方向と称する。
す。この例の液晶表示装置２２は、表示面側（図１にお
いて上側）から順に、光拡散シート３２、ガラス等から
なる透明な表示側基板１１、ＩＴＯなどからなる透明電
極１３、ポリイミド樹脂等からなる配向膜１５，１６、
透明電極１４、背面側基板１２、1/4波長板２４、反射
板２０を具備し、基板１１，１２間にシール材１７で封
入された液晶分子からなる液晶層２６を有する。すなわ
ち、偏光板を用いないという特徴がある。液晶として
は、ネマチック液晶であって二色性色素が添加されてい
る必要がある。また、この例のものでは、配向膜１５と
配向膜１６の配向方向が互いに９０゜異なり、電圧が印
加されていないときに液晶が９０゜捩れるように、配向
膜を配置している。尚、説明を簡明化する為、便宜上、
表示側の配向膜１５の配向方向を縦方向、背面側の配向
膜１６の配向方向を横方向と称する。
【０００９】さらにまた、基板間隔、正確には、配向膜
や電極があればそれらの間の距離をｄとし、液晶分子の
捩れピッチをＰとすると、1/4≦ｄ／Ｐ＜3/4 であるこ
とが必要である。ｄ／Ｐを1/4以上とすることで、液晶
の立上がりを急峻にすることができ、応答速度を高め、
単純マトリクスでの活用を可能とし、高精細かつ大画面
化を図ることができるようになる。また、ｄ／Ｐを3/4
未満とすることで、液晶に大きな捩れ角度を与えず、ヒ
ステリシス現象が起きないようになり、階調表示ないし
累積駆動が可能となり、動画表示が可能となる。また、
基板１２における液晶の配向軸（配向膜が設けられてい
れば、その配向方向）と、1/4波長板２４の光軸のなす
角度は４５゜であることが望ましい。４５゜とすること
で、光の利用効率をより高めることができコントラスト
が向上するからである。
や電極があればそれらの間の距離をｄとし、液晶分子の
捩れピッチをＰとすると、1/4≦ｄ／Ｐ＜3/4 であるこ
とが必要である。ｄ／Ｐを1/4以上とすることで、液晶
の立上がりを急峻にすることができ、応答速度を高め、
単純マトリクスでの活用を可能とし、高精細かつ大画面
化を図ることができるようになる。また、ｄ／Ｐを3/4
未満とすることで、液晶に大きな捩れ角度を与えず、ヒ
ステリシス現象が起きないようになり、階調表示ないし
累積駆動が可能となり、動画表示が可能となる。また、
基板１２における液晶の配向軸（配向膜が設けられてい
れば、その配向方向）と、1/4波長板２４の光軸のなす
角度は４５゜であることが望ましい。４５゜とすること
で、光の利用効率をより高めることができコントラスト
が向上するからである。
【００１０】また、表示側基板１１に設けられている光
拡散シート３２は、透過光を適宜屈折することにより光
を散乱する機能を有するもので、必ずしも必要ではない
が、この光拡散シート３２を設けることにより、液晶表
示装置として視野角を広げることができる。また、一般
に、反射型液晶表示装置においては使用者や背景の写り
込みを防ぐために、鏡面反射板ではなく、ある程度光を
散乱させる非鏡面反射板が用いられる。しかしながら、
光拡散シート３２を用いることにより、使用者や背景の
写り込みを防止しつつ、反射面が鏡面である鏡面反射板
を反射板２０として用いることができる。鏡面反射板で
あると、非鏡面反射板よりも、光の偏光をより保持する
ことができ、コントラストを向上させることができる。
また、液晶分子の屈折率異方性をΔｎとし、液晶分子の
捩れピッチをＰ（μｍ）とすると、これらの積であるΔ
ｎ・Ｐは１μｍ以上かつ５μｍ以下であることが望まし
い。Δｎ・Ｐが１μｍを越えると、入射光の振動ベクト
ル（偏光方向）が液晶分子の捩れ状態に追従でき、コン
トラストの劣化防止が可能となる。しかし、Δｎ・Ｐが
５μｍ以上であると駆動に必要とする電圧が高くなり好
ましくない。
拡散シート３２は、透過光を適宜屈折することにより光
を散乱する機能を有するもので、必ずしも必要ではない
が、この光拡散シート３２を設けることにより、液晶表
示装置として視野角を広げることができる。また、一般
に、反射型液晶表示装置においては使用者や背景の写り
込みを防ぐために、鏡面反射板ではなく、ある程度光を
散乱させる非鏡面反射板が用いられる。しかしながら、
光拡散シート３２を用いることにより、使用者や背景の
写り込みを防止しつつ、反射面が鏡面である鏡面反射板
を反射板２０として用いることができる。鏡面反射板で
あると、非鏡面反射板よりも、光の偏光をより保持する
ことができ、コントラストを向上させることができる。
また、液晶分子の屈折率異方性をΔｎとし、液晶分子の
捩れピッチをＰ（μｍ）とすると、これらの積であるΔ
ｎ・Ｐは１μｍ以上かつ５μｍ以下であることが望まし
い。Δｎ・Ｐが１μｍを越えると、入射光の振動ベクト
ル（偏光方向）が液晶分子の捩れ状態に追従でき、コン
トラストの劣化防止が可能となる。しかし、Δｎ・Ｐが
５μｍ以上であると駆動に必要とする電圧が高くなり好
ましくない。
【００１１】この液晶表示装置２２で、電極１３，１４
間に電圧が印加されていない状態においては、表示面側
からの入射光は、光拡散シート３２、表示側基板１１、
電極１３、配向膜１５を通過し、この時点では、図２
（ａ）に示す如く、偏光していない。尚、図２では、円
内の矢印は光の偏光ベクトルを示しており、その長さは
偏光成分の強さを相対的に示したものである。続いて、
この入射光は液晶層に沿って配向している二色性色素が
添加された二色性色素添加液晶層２６を通ることによ
り、図２（ｂ）に示す如く、楕円偏光し、縦方向に偏光
した光線のみが透過する。その後、この入射光は配向膜
１６、電極１４、背面側基板１２を通過する。そして、
1/4波長板２４を通過することにより、図２（ｃ）に示
す如く、光軸が４５゜転換される。その状態で反射板２
０にて反射され、再び、1/4波長板２４を通過すること
により、図２（ｄ）に示す如く、光軸が４５゜さらに転
換される。その後、背面側基板１２、電極１４、配向膜
１６と通過し、再び、二色性色素添加液晶層２６を通る
ことにより、図２（ｅ）に示す如く、ほとんどの光は通
過することがなく、反射光が液晶表示装置から出射され
ることなく、表示画面は暗状態となる。
間に電圧が印加されていない状態においては、表示面側
からの入射光は、光拡散シート３２、表示側基板１１、
電極１３、配向膜１５を通過し、この時点では、図２
（ａ）に示す如く、偏光していない。尚、図２では、円
内の矢印は光の偏光ベクトルを示しており、その長さは
偏光成分の強さを相対的に示したものである。続いて、
この入射光は液晶層に沿って配向している二色性色素が
添加された二色性色素添加液晶層２６を通ることによ
り、図２（ｂ）に示す如く、楕円偏光し、縦方向に偏光
した光線のみが透過する。その後、この入射光は配向膜
１６、電極１４、背面側基板１２を通過する。そして、
1/4波長板２４を通過することにより、図２（ｃ）に示
す如く、光軸が４５゜転換される。その状態で反射板２
０にて反射され、再び、1/4波長板２４を通過すること
により、図２（ｄ）に示す如く、光軸が４５゜さらに転
換される。その後、背面側基板１２、電極１４、配向膜
１６と通過し、再び、二色性色素添加液晶層２６を通る
ことにより、図２（ｅ）に示す如く、ほとんどの光は通
過することがなく、反射光が液晶表示装置から出射され
ることなく、表示画面は暗状態となる。
【００１２】対して、電極１３，１４間に電圧が印加さ
れている状態においては、表示面側からの入射光（図３
（ａ））は、表示側基板１１、電極１３、配向膜１５を
通過し、そのまま、二色性色素添加液晶層２６を通り、
続いて、配向膜１６、電極１４、背面側基板１２を通過
する。そして、1/4波長板２４を通過することにより、
図３（ｂ）に示す如く、光軸が４５゜転換されるもの
の、反射板２０にて反射され、再び、1/4波長板２４を
通過することにより、図３（ｃ）に示す如く、光軸が４
５゜転換され、背面側基板１２、電極１４、配向膜１６
と通過し、再び、二色性色素添加液晶層２６をそのまま
通過し、反射光として液晶表示装置から出射され、表示
画面は明状態となる。こうして、電極間への電圧の印加
を制御することにより、表示画面の明−暗を切換えるこ
とができ、各種の表示が行われる。
れている状態においては、表示面側からの入射光（図３
（ａ））は、表示側基板１１、電極１３、配向膜１５を
通過し、そのまま、二色性色素添加液晶層２６を通り、
続いて、配向膜１６、電極１４、背面側基板１２を通過
する。そして、1/4波長板２４を通過することにより、
図３（ｂ）に示す如く、光軸が４５゜転換されるもの
の、反射板２０にて反射され、再び、1/4波長板２４を
通過することにより、図３（ｃ）に示す如く、光軸が４
５゜転換され、背面側基板１２、電極１４、配向膜１６
と通過し、再び、二色性色素添加液晶層２６をそのまま
通過し、反射光として液晶表示装置から出射され、表示
画面は明状態となる。こうして、電極間への電圧の印加
を制御することにより、表示画面の明−暗を切換えるこ
とができ、各種の表示が行われる。
【００１３】本発明の液晶表示装置では、バックライト
を必要としない反射型であるので、省電力化を図れる。
また、偏光板を使用しないので、入射光の殆どを反射光
として活用でき、表示画面を明るくすることができる。
を必要としない反射型であるので、省電力化を図れる。
また、偏光板を使用しないので、入射光の殆どを反射光
として活用でき、表示画面を明るくすることができる。
【００１４】二色性色素の添加量は液晶に対して１〜５
重量％であることが望ましい。１重量％未満であると、
コントラストが不足し、５重量％よりも多くしても、効
果の増加があまり望めないからである。本発明の液晶表
示装置は、各種の電子機器の表示装置としては勿論のこ
と、調光ミラーとしても適用できる。
重量％であることが望ましい。１重量％未満であると、
コントラストが不足し、５重量％よりも多くしても、効
果の増加があまり望めないからである。本発明の液晶表
示装置は、各種の電子機器の表示装置としては勿論のこ
と、調光ミラーとしても適用できる。
【００１５】
【実施例】図４に示す構成の液晶表示装置を製造し、下
記の諸特性の試験を行った。この液晶表示装置３０は、
ガラス板からなる表示側基板１１と背面側基板１２が対
向して配置され、それらの間にネマチック液晶（「ＡＰ
４２０１」チッソ（株）製）からなる液晶層２６が設け
られている。この液晶にはカイラル剤（「Ｓ−８１１」
チッソ石油（株）製）が添加されており、その屈折率異
方性Δｎは０.１２４である。さらに、この液晶には、
二色性色素（「ＮＫＸ−１３６６」日本感光色素研究所
製）が３重量％添加されている。表示側基板１１の外側
には、プラスチック製の光拡散シート（「オパール＃１
００Ｔ」恵和商工（株）製）３２が設けられ、内側に
は、ＩＴＯからなる透明電極１３と配向膜１５が設けら
れている。背面側基板１２の内側には厚さ１００nmのＡ
ｌ製の反射板２８が設けられ、この反射板２８は電極と
しての機能を有する。さらに、この反射板２８と液晶層
２６の間に、高分子（芳香族ポリアミド）液晶膜からな
る1/4波長板２４が設けられ、その上に配向膜１６が設
けられている。尚、この液晶表示装置の基板間隔（配向
膜１５と配向膜１６の距離）ｄは１０μｍである。
記の諸特性の試験を行った。この液晶表示装置３０は、
ガラス板からなる表示側基板１１と背面側基板１２が対
向して配置され、それらの間にネマチック液晶（「ＡＰ
４２０１」チッソ（株）製）からなる液晶層２６が設け
られている。この液晶にはカイラル剤（「Ｓ−８１１」
チッソ石油（株）製）が添加されており、その屈折率異
方性Δｎは０.１２４である。さらに、この液晶には、
二色性色素（「ＮＫＸ−１３６６」日本感光色素研究所
製）が３重量％添加されている。表示側基板１１の外側
には、プラスチック製の光拡散シート（「オパール＃１
００Ｔ」恵和商工（株）製）３２が設けられ、内側に
は、ＩＴＯからなる透明電極１３と配向膜１５が設けら
れている。背面側基板１２の内側には厚さ１００nmのＡ
ｌ製の反射板２８が設けられ、この反射板２８は電極と
しての機能を有する。さらに、この反射板２８と液晶層
２６の間に、高分子（芳香族ポリアミド）液晶膜からな
る1/4波長板２４が設けられ、その上に配向膜１６が設
けられている。尚、この液晶表示装置の基板間隔（配向
膜１５と配向膜１６の距離）ｄは１０μｍである。
【００１６】この液晶表示装置３０においては、電極１
３と電極（反射板）２８間に電圧が印加されていない状
態においては、表示面側からの入射光は、光拡散シート
３２、表示側基板１１、電極１３、配向膜１５を通過
し、二色性色素添加液晶層２６を通ることにより、楕円
偏光し、縦方向に偏光した光線のみが透過する。その
後、この入射光は配向膜１６を通過した後、1/4波長板
２４を通過することにより、光軸が４５゜転換される。
その状態で反射板（電極）２８にて反射され、再び、1/
4波長板２４を通過することにより、光軸が４５゜さら
に転換される。その後、配向膜１６を通過し、再び、二
色性色素添加液晶層２６を通ることにより、ほとんどの
光は通過することがなく、反射光が液晶表示装置から出
射されることなく、表示画面は暗状態となる。
３と電極（反射板）２８間に電圧が印加されていない状
態においては、表示面側からの入射光は、光拡散シート
３２、表示側基板１１、電極１３、配向膜１５を通過
し、二色性色素添加液晶層２６を通ることにより、楕円
偏光し、縦方向に偏光した光線のみが透過する。その
後、この入射光は配向膜１６を通過した後、1/4波長板
２４を通過することにより、光軸が４５゜転換される。
その状態で反射板（電極）２８にて反射され、再び、1/
4波長板２４を通過することにより、光軸が４５゜さら
に転換される。その後、配向膜１６を通過し、再び、二
色性色素添加液晶層２６を通ることにより、ほとんどの
光は通過することがなく、反射光が液晶表示装置から出
射されることなく、表示画面は暗状態となる。
【００１７】対して、電極１３と電極（反射板）２８間
に電圧が印加されている状態においては、表示面側から
の入射光は、表示側基板１１、電極１３、配向膜１５を
通過し、そのまま、二色性色素添加液晶層２６を通り、
続いて、配向膜１６を通過し、1/4波長板２４を通過す
ることにより、光軸が４５゜転換されるものの、反射板
（電極）２８にて反射され、再び、1/4波長板２４を通
過することにより、光軸が４５゜転換された後、配向膜
１６を通過し、再び、二色性色素添加液晶層２６をその
まま通過し、反射光として液晶表示装置から出射され、
表示画面は明状態となる。こうして、電極間への電圧の
印加を制御することにより、表示画面の明−暗を切換え
ることができ、各種の表示が行われる。尚、この液晶表
示装置３０においては、表面が鏡面であるＡｌ製の電極
を兼ねた反射板２８を用いたが、使用者や背景の写り込
みは認められなかった。
に電圧が印加されている状態においては、表示面側から
の入射光は、表示側基板１１、電極１３、配向膜１５を
通過し、そのまま、二色性色素添加液晶層２６を通り、
続いて、配向膜１６を通過し、1/4波長板２４を通過す
ることにより、光軸が４５゜転換されるものの、反射板
（電極）２８にて反射され、再び、1/4波長板２４を通
過することにより、光軸が４５゜転換された後、配向膜
１６を通過し、再び、二色性色素添加液晶層２６をその
まま通過し、反射光として液晶表示装置から出射され、
表示画面は明状態となる。こうして、電極間への電圧の
印加を制御することにより、表示画面の明−暗を切換え
ることができ、各種の表示が行われる。尚、この液晶表
示装置３０においては、表面が鏡面であるＡｌ製の電極
を兼ねた反射板２８を用いたが、使用者や背景の写り込
みは認められなかった。
【００１８】〔コントラストのΔｎ・Ｐ依存性〕この液
晶表示装置３０において、基板間距離ｄを変えて捩れピ
ッチＰの値を変化させ、液晶分子の屈折率異方性Δｎと
の積Δｎ・Ｐとコントラストの関係を測定した。測定結
果を図５に示す。コントラスト（ＣＲ）は駆動可能最大
透過率の９０％の透過率Ｔ90と同駆動可能最大透過率の
１０％の透過率Ｔ10の比（ＣＲ＝Ｔ90／Ｔ10）であり、
大きい方が視認性が向上し、少なくとも３以上は必要と
される。図５から、Δｎ・Ｐを大きくするにしたがって
次第にコントラストが増加することと、コントラストを
少なくとも３以上に保つためには、Δｎ・Ｐを１以上と
する必要があることがわかる。
晶表示装置３０において、基板間距離ｄを変えて捩れピ
ッチＰの値を変化させ、液晶分子の屈折率異方性Δｎと
の積Δｎ・Ｐとコントラストの関係を測定した。測定結
果を図５に示す。コントラスト（ＣＲ）は駆動可能最大
透過率の９０％の透過率Ｔ90と同駆動可能最大透過率の
１０％の透過率Ｔ10の比（ＣＲ＝Ｔ90／Ｔ10）であり、
大きい方が視認性が向上し、少なくとも３以上は必要と
される。図５から、Δｎ・Ｐを大きくするにしたがって
次第にコントラストが増加することと、コントラストを
少なくとも３以上に保つためには、Δｎ・Ｐを１以上と
する必要があることがわかる。
【００１９】〔表示性能のｄ／Ｐ依存性〕同様に、上記
図４に示す構成の液晶表示装置において、捩れピッチＰ
を一定にし、基板間距離ｄを変えてｄ／Ｐの値を変化さ
せ、その値と駆動ライン数の関係を測定した。駆動ライ
ン数とは、クロストークが視認されない駆動可能な最大
走査線数である。例えば、漢字を含む文字を４行で表示
する液晶表示装置においては、駆動ライン数は６４本以
上が必要とされる。このｄ／Ｐが大きいほど液晶分子の
捩れの程度が高いことを意味する。測定結果を図６に示
す。図６から、比ｄ／Ｐを大きくするにしたがって次第
に駆動ライン数が増加するが、比ｄ／Ｐが3/4を越える
と急激に低下してしまうことがわかる。従って、比ｄ／
Ｐを1/4以上かつ3/4未満の領域とすることで、駆動ライ
ン数が多い大表示容量の表示装置を効果的に実現できる
ことがわかる。従って、コントラストを高める為には、
Δｎ・Ｐを大きくすれば良いが、Δｎ・Ｐを大きくする
と、ｄ／Ｐの低下を防ぐ必要上、ｄを大きくしなければ
ならない。その為、Δｎ・Ｐが５μｍ以上となるとｄが
非常に大きくなり、必要な駆動電圧が増加し、好ましく
ない。
図４に示す構成の液晶表示装置において、捩れピッチＰ
を一定にし、基板間距離ｄを変えてｄ／Ｐの値を変化さ
せ、その値と駆動ライン数の関係を測定した。駆動ライ
ン数とは、クロストークが視認されない駆動可能な最大
走査線数である。例えば、漢字を含む文字を４行で表示
する液晶表示装置においては、駆動ライン数は６４本以
上が必要とされる。このｄ／Ｐが大きいほど液晶分子の
捩れの程度が高いことを意味する。測定結果を図６に示
す。図６から、比ｄ／Ｐを大きくするにしたがって次第
に駆動ライン数が増加するが、比ｄ／Ｐが3/4を越える
と急激に低下してしまうことがわかる。従って、比ｄ／
Ｐを1/4以上かつ3/4未満の領域とすることで、駆動ライ
ン数が多い大表示容量の表示装置を効果的に実現できる
ことがわかる。従って、コントラストを高める為には、
Δｎ・Ｐを大きくすれば良いが、Δｎ・Ｐを大きくする
と、ｄ／Ｐの低下を防ぐ必要上、ｄを大きくしなければ
ならない。その為、Δｎ・Ｐが５μｍ以上となるとｄが
非常に大きくなり、必要な駆動電圧が増加し、好ましく
ない。
【００２０】〔液晶の配向軸と1/4波長板の光軸のなす
角度〕また、配向膜１６の配向軸と、1/4波長板２４の
光軸のなす角度を変化させた場合のコントラストの変化
を測定した。尚、比ｄ／Ｐは、０.５とした。測定結果
を図７に示す。図７においては、縦軸はコントラストを
相対的に示したものである。図７から、配向軸と光軸の
なす角度が４５゜のときに最もコントラストが高まるこ
とがわかる。 〔二色性色素の添加率〕同様に、液晶に対する二色性色
素の添加量を変化させた場合のコントラストの変化を測
定した。尚、比ｄ／Ｐは０.５とした。測定結果を図８
に示す。図８から、添加率５重量％までは多いほどコン
トラストが効果的に高まり、それ以後のコントラストの
増加は少ないことがわかる。
角度〕また、配向膜１６の配向軸と、1/4波長板２４の
光軸のなす角度を変化させた場合のコントラストの変化
を測定した。尚、比ｄ／Ｐは、０.５とした。測定結果
を図７に示す。図７においては、縦軸はコントラストを
相対的に示したものである。図７から、配向軸と光軸の
なす角度が４５゜のときに最もコントラストが高まるこ
とがわかる。 〔二色性色素の添加率〕同様に、液晶に対する二色性色
素の添加量を変化させた場合のコントラストの変化を測
定した。尚、比ｄ／Ｐは０.５とした。測定結果を図８
に示す。図８から、添加率５重量％までは多いほどコン
トラストが効果的に高まり、それ以後のコントラストの
増加は少ないことがわかる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、反射型液晶表
示装置であるので消費電力がきわめて少ないにもかかわ
らず、偏光板を使用しないことから画面表示を明るくす
ることができ、コントラストを高めることができる。し
かも、液晶分子の駆動が急峻で応答速度が速く、また、
電圧を累積的に印加する累積駆動が可能で、動画表示に
適応できる。
示装置であるので消費電力がきわめて少ないにもかかわ
らず、偏光板を使用しないことから画面表示を明るくす
ることができ、コントラストを高めることができる。し
かも、液晶分子の駆動が急峻で応答速度が速く、また、
電圧を累積的に印加する累積駆動が可能で、動画表示に
適応できる。
【図１】実施形態例を示す側断面図である。
【図２】光線の偏光方向の転換を示す模式図である。
【図３】光線の偏光方向の転換を示す模式図である。
【図４】液晶表示装置の一実施例を示す側断面図であ
る。
る。
【図５】Δｎ・Ｐとコントラストの関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図６】比ｄ／Ｐと駆動ライン数の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図７】配向軸と1/4波長板の光軸とのなす角度とコン
トラストの関係を示すグラフである。
トラストの関係を示すグラフである。
【図８】二色性色素の添加率とコントラストの関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図９】従来例の反射型液晶表示装置を示す側断面図で
ある。
ある。
【図１０】累積駆動時の電圧の経時変化を示すグラフで
ある。
ある。
１０ 液晶表示装置 １１ 表示側基板 １２ 背面側基板 １３ 電極 １４ 電極 １５ 配向膜 １６ 配向膜 ２０ 反射板 ２１ 液晶層 ２２ 液晶表示装置 ２４ 1/4波長板 ２６ 液晶層 ２８ 反射板 ３０ 液晶表示装置 ３２ 光拡散シート
Claims (4)
- 【請求項１】 電極を具備し対向配置された表示側基板
と背面側基板の間に、二色性色素の添加されたネマチッ
ク液晶からなる液晶層を設け、背面側基板に反射板を設
け、その反射板と液晶層の間に1/4波長板を設け、液晶
の捩れピッチＰと基板間隔ｄが次式を満足することを特
徴とする反射型液晶表示装置。 1/4≦ｄ／Ｐ＜3/4 - 【請求項２】 背面側基板における液晶の配向軸と、1/
4波長板の光軸のなす角度が４５゜であることを特徴と
する請求項１記載の反射型液晶表示装置。 - 【請求項３】 反射板が鏡面反射板であり、表示側基板
に光拡散シートが設けられてい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。 - 【請求項４】 液晶の屈折率異方性Δｎと捩れピッチＰ
が次式を満足す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。 １μｍ≦Δｎ・Ｐ≦５μｍ
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8003379A JPH09197388A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 反射型液晶表示装置 |
| US08/774,791 US5742368A (en) | 1996-01-11 | 1996-12-30 | Reflection liquid crystal display device |
| CN97100312A CN1082674C (zh) | 1996-01-11 | 1997-01-10 | 反射液晶显示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8003379A JPH09197388A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 反射型液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09197388A true JPH09197388A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11555729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8003379A Pending JPH09197388A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 反射型液晶表示装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5742368A (ja) |
| JP (1) | JPH09197388A (ja) |
| CN (1) | CN1082674C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003043474A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Shunsuke Kobayashi | 液晶表示素子 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6606138B2 (en) * | 1996-05-22 | 2003-08-12 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal layer including a dichroic dye |
| JPH1031231A (ja) * | 1996-07-15 | 1998-02-03 | Sony Corp | 反射型ゲストホスト液晶表示装置及びその製造方法 |
| GB2325056A (en) * | 1997-05-09 | 1998-11-11 | Sharp Kk | Polarisation independent optical phase modulator |
| JP3583265B2 (ja) * | 1997-09-12 | 2004-11-04 | 株式会社リコー | 液晶表示素子の駆動方法及び液晶表示装置 |
| JP2004333864A (ja) | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Canon Inc | 電気泳動表示装置 |
| TW200624944A (en) * | 2005-01-14 | 2006-07-16 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Light guide plate and backlight module |
| WO2018107296A1 (en) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | UNIVERSITé LAVAL | Method and apparatus for dynamically variable electrical control of light beam reflective liquid crystal devices |
| US11239289B2 (en) * | 2019-09-26 | 2022-02-01 | Yao-Dong Ma | Foldable AMOLED display employing all-in-one substrate and auxiliary means |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3833287A (en) * | 1973-03-08 | 1974-09-03 | Bell Telephone Labor Inc | Guest-host liquid crystal device |
| US3912369A (en) * | 1974-07-02 | 1975-10-14 | Gen Electric | Single polarizer reflective liquid crystal display |
| US4272162A (en) * | 1978-11-21 | 1981-06-09 | Citizen Watch Co., Ltd. | Guest-host liquid crystal display device |
-
1996
- 1996-01-11 JP JP8003379A patent/JPH09197388A/ja active Pending
- 1996-12-30 US US08/774,791 patent/US5742368A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-01-10 CN CN97100312A patent/CN1082674C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003043474A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Shunsuke Kobayashi | 液晶表示素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1161520A (zh) | 1997-10-08 |
| CN1082674C (zh) | 2002-04-10 |
| US5742368A (en) | 1998-04-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030121 |