JPH11249165A - Nwモード反射型tn液晶ディスプレイ - Google Patents

Nwモード反射型tn液晶ディスプレイ

Info

Publication number
JPH11249165A
JPH11249165A JP10053983A JP5398398A JPH11249165A JP H11249165 A JPH11249165 A JP H11249165A JP 10053983 A JP10053983 A JP 10053983A JP 5398398 A JP5398398 A JP 5398398A JP H11249165 A JPH11249165 A JP H11249165A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal layer
plate
compensation
mode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10053983A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuo Uchida
龍男 内田
Ichiro Fukuda
一郎 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOHOKU TECHNO BRAINS KK
Original Assignee
TOHOKU TECHNO BRAINS KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TOHOKU TECHNO BRAINS KK filed Critical TOHOKU TECHNO BRAINS KK
Priority to JP10053983A priority Critical patent/JPH11249165A/ja
Publication of JPH11249165A publication Critical patent/JPH11249165A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、明るく高画質であってバックライ
トを必要とせず、電源オフ時にホワイトであるNW(no
rmally white)モード反射型TN(twisted nematic )
液晶ディスプレイに関する。 【解決手段】 基板5と、該基板5上に形成され画素
極機能を有する反射板2aと、該反射板2a上に被着させた
TN液晶層1aと、該TN液晶層1a上に載設され、該TN
液晶層1a側に透明電極3が形成されたガラス基板4と、
該ガラス基板4上に載設した位相差板6と、該位相差板
上に載設した偏光板7とから構成され、電源オフ時にブ
ラックを表示するNBモード反射型TN液晶ディスプレ
イの、前記ガラス基板4と前記位相差板6の間に更にガ
ラス基板4に挟着された補償用TN液晶層1bからなる補
償板21を挟着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、明るく高画質であ
ってバックライトを必要とせず、電源オフ時にホワイト
または明状態であるNW(normally white)モード反射
型TN(twistednematic )液晶ディスプレイに関す
る。
【0002】
【従来の技術】現在広く普及している液晶ディスプレイ
(以下、適宜LCDと略称する。)の多くはバックライ
トを用いた透過形であり、バックライトのためにLCD
の有する低消費電力という最大の利点を失っている。そ
のため、特に電池駆動を要する携帯用の情報機器では、
バックライトを必要としない高画質の反射形LCDの実
用化が強く望まれている。
【0003】現在までに反射形LCDとして、光散乱効
果を利用した相転移方式と複屈折効果を利用したTN方
式およびECB(Electrically controlled Birefringe
nce)方式が提案されている。この三者を比較すると、
相転移方式は他の方式に比べて偏光板を用いないため、
表示は明るくなるが中間調表示が望めないという欠点を
もつ。一方、TN、ECB 方式は偏光板を用いるために反
射率は最大で50% となるが、中間調表示が可能という特
長がある。ここで、TN方式においては、単純なTN方
式を適用するだけでセル条件を最適化しても表示の着色
はさけられず良好な表示セルとすることはできないが、
位相差板を用いて光学補償することで明るく高コントラ
ストの無彩色表示が可能となることが、本発明者らによ
ってすでに確認されている(電子情報通信学会論文誌
C-II Vol.177-C-II No.8 pp.355-357 1994年8月)。
【0004】この反射形TN方式のセルは図6に示すよ
うに、従来の偏光板を2枚用いたものと異なり、偏光板
を1枚に減らし、画素電極と反射板を一体化した構造と
している。図6は、基板5と、該基板5上に形成され画
素電極機能を有する反射板2aと、該反射板2a上に被着さ
せたTN液晶層1aと、該TN液晶層1a上に載設され、該
TN液晶層側に透明電極3が形成されたガラス基板4
と、該ガラス基板4上に載設した位相差板6と、該位相
差板6上に載設した偏光板7とから構成され、電源オフ
時にブラックを表示するNBモード反射型TN液晶ディ
スプレイである。図6において、左側がディスプレイの
表面側であり右側が裏面側である。
【0005】図6に示した構造の液晶ディスプレイは、
液晶層から反射板までの距離が短く画素ズレを防止でき
ることから高精細表示に適しているばかりでなく、偏光
板を1枚しか用いないことおよびTFT等の非線形素子
を画素電極の背面に配することで開口率を向上できるこ
とから、反射形で特に重要な表示の明るさの点でも有利
なのである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、TN方
式はアクティブ方式であり、高い電圧を印加することに
なり、その高い電圧の状態で液晶分子が垂直に立ち上が
って入射光をそのまま透過させるようにするので、上記
のようにTN方式を反射型に適用した場合、電圧印加時
に反射光がホワイトとなり、低電圧状態においてブラッ
クとなるのである。すなわち、本質的に電圧オフ時にブ
ラックとなるNB(normally black)方式の液晶セルと
ならざるを得ない。しかし、反射型においては、電圧オ
フ時にホワイトとなるNW方式の方が表示の明るさの点
などで望ましいことは明らかである。
【0007】本発明は、明るく高精細のNWモード反射
型TN液晶ディスプレイを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板と、該基
板上に形成されマトリクス電極機能を有する反射板と、
該反射板上に被着させたTN液晶層と、該TN液晶層上
に載設され、該TN液晶層側に透明電極が形成されたガ
ラス基板と、該ガラス基板上に載設した位相差板と、該
位相差板上に載設した偏光板とから構成され、電源オフ
時にブラックを表示するNBモード反射型TN液晶ディ
スプレイの、前記ガラス基板と前記位相差板の間に更に
ガラス基板に挟着された補償用TN液晶層からなる補償
板を挟着することで電源オフ時にホワイトを表示するよ
うにしたNWモード反射型TN液晶ディスプレイとする
ことで上記課題を解決したのである。
【0009】また、補償板を液晶高分子膜である補償用
TNフィルムとすることが、液晶ディスプレイの厚さを
薄くすることおよび重さを軽くする上で好適であること
を見出したのである。そして、補償用TN液晶層の液晶
のねじれ角がTN液晶層の液晶のねじれ角と逆向きでか
つ角度が等しく、前記補償用TN液晶層のリタデーショ
ンが前記TN液晶層のリタデーションと等しく、前記補
償用TN液晶層と前記TN液晶層との内向する側の層面
の液晶分子の配向方向が互いに直交することが本発明に
おいて好適であることを見出した。
【0010】同様に、補償用TNフィルムの液晶のねじ
れ角がTN液晶層の液晶のねじれ角と逆向きでかつ角度
が等しく、前記補償用TNフィルムのリタデーションが
前記TN液晶層のリタデーションと等しく、前記補償用
TNフィルムと前記TN液晶層との内向する側の液晶分
子の配向方向が互いに直交することがTNフィルムの適
用において好適であることを見出した。
【0011】更に、NWモード反射型TN液晶ディスプ
レイにおいて、透明電極を形成した前記ガラス基板の前
記透明電極と前記ガラス基板の間にマイクロカラーフィ
ルタを追加して挟着することによって電源オフ時にホワ
イトであるカラー画像を表示できるNWモード反射型T
N液晶カラーディスプレイが実現できることを見出し
た。
【0012】また、NWモード反射型TN液晶ディスプ
レイにおいて、反射板を鏡面反射板とし、偏光板上に前
方散乱板を載設することが好適であることを見出した。
そして、NWモード反射型TN液晶カラーディスプレイ
において同様に、反射板を鏡面反射板とし、偏光板上に
前方散乱板を載設することが好適であることを見出し
た。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明のNWモード反射型TN液
晶ディスプレイの構造を図1(a)に示す。図1(a)
は、図6で説明した従来のNBモード反射型TN液晶デ
ィスプレイのガラス基板4と位相差板6の間に更にガラ
ス基板4に挟着された補償用TN液晶層1bを挟着した構
造となっている。ここで、反射板2aは表面に細かい凹凸
を施した拡散反射板であることが好ましいが、これに限
定されるものではない。また、図示していないが、この
反射板上には、反射板の凹凸を吸収するための透明な平
坦化膜を設けておくことが好ましい。一方、図1(b)
に示すように、反射板を鏡面反射板2bとした場合には、
位相差板7の上に更に前方散乱板8を設け、鏡面反射板
2bでの反射光を拡散させることが好ましい。
【0014】ここで、前方散乱板とは、弱い前方散乱を
有するフィルム(散乱フィルム)のことであり、反射電
極が鏡面性の場合に生じる外界の写り込みを除去するた
めに設けるものである。この図1で説明したNWモード
反射型TN液晶ディスプレイは、マイクロカラーフィル
タを付加することで容易にカラー化することが可能であ
る。図2にフルカラーとした液晶ディスプレイの構成を
示す。ここで、図2(a)、(b)は、それぞれ図1
(a)、(b)のNWモード反射型TN液晶ディスプレ
イに対応してそれぞれカラー化を行った場合の構成を示
している。
【0015】以上で説明した液晶ディスプレイにおいて
は、ガラス基板に挟着された補償用TN液晶層からなる
補償板を更に液晶ディスプレイ内に挟み込む必要がある
ため、液晶ディスプレイの厚さが厚くなることと重量が
重くなることが問題である。近年、液晶高分子膜ででき
たフィルムが開発されている。このフィルムは、液晶高
分子を高分子フィルム上にねじれ配列して固定化したも
のであり、補償用TN液晶層と同一の分子配列と光学機
能を有するものである。厚さや重さも通常よく用いられ
ているポリカーボネートをフィルム状とした位相差板
(位相差フィルム)とほぼ同等のものが得られている。
【0016】ここでは、以上の機能を有するフィルムを
TNフィルムと呼んでいる。このTNフィルムを用いる
ことで、上記で説明した液晶ディスプレイの厚さを大幅
に薄くすることと重量を軽くすることが可能となるので
ある。本発明にこのTNフィルムを適用した場合の液晶
ディスプレイの断面構造を図3、図4に示す。図3はN
Wモード反射型TN液晶ディスプレイに適用した場合、
図4はNWモード反射型TN液晶カラーディスプレイに
適用した場合を示している。ここで、(a)図と(b)
図の対応関係については図2ですでに説明したものと同
じであるので、ここでは説明を省略する。
【0017】図5に、本発明の液晶ディスプレイについ
て、液晶セルとして構成する各要素の偏光板、位相差
板、補償用TN液晶層、TN液晶層の各軸角の定義を示
す。ここで、すでに述べたように、補償用TN液晶層
は、補償用TNフィルムであっても良い。R1、R2は補償
用TN液晶層の入射側と反射板側層面での配向方向であ
り、R3、R4はTN液晶層の入射側と反射板側の層面での
配向方向である。Φ1 は補償用TN液晶層のR1に対する
R2のねじれ角であり、Φ2 はTN液晶層のR3に対するR4
のねじれ角である。また、βは偏光板の透過軸Pの方位
角、γは位相差板の遅相軸OPの方位角である。
【0018】ここで、補償用TN液晶層を補償用として
機能させ、NBモードをNWモードに変換するために
は、Φ1 の大きさをΦ2 と等しくし、そのねじれ方向を
逆とし、補償用TN液晶層のリタデーション(複屈折率
と厚さの積:Δn ・d)をTN液晶層のリタデーション
と等しくし、R2とR3を直交させることが必要である。更
に、NWモード反射型TN液晶ディスプレイとしての全
体のセル条件の最適化のためには、液晶材料定数、液晶
層と位相差板のリタデーションの他に、上記の2つの方
位角β、γを調節することも必要となる。
【0019】
【実施例】本発明のNWモード反射型TN液晶ディスプ
レイを試作し、その特性を評価した。TN液晶層のねじ
れ角Φ2 を63゜とし、リタデーションを0.23μm、βを
13゜、γを97゜、位相差板のリタデーションを0.34μm
とし、補償用TN液晶層の条件は上記のTN液晶層に合
わせて決定し、本発明のNWモード反射型TN液晶ディ
スプレイを試作している。
【0020】その他、液晶の弾性定数比K33/K11とK
33/K22、誘電率の比Δε/ε⊥や、液晶層厚とらせん
ピッチの比d/pにはTN液晶の代表的な値を用いた。
ここで、一般的に、K33/K11=1.43、K33/K22=2.
45、Δε/ε⊥=2.44、d/p=0.175 などの値が用い
られる。図7は、試作した本発明のNWモード反射型T
N液晶ディスプレイのオン時とオフ時の反射率を示すグ
ラフである。ここで、オン時の電圧は4.5 Vとした。反
射率の波長依存が小さく、オフ時の反射率、すなわち、
表示の明るさを49.2%ときわめて明るくすることができ
た。
【0021】図8は、試作した本発明のNWモード反射
型TN液晶ディスプレイの駆動電圧と反射率の関係を示
すグラフである。アクティブマトリックス駆動に適した
緩やかな変化特性であることが分かる。また、本図から
オン時の電圧を4.5 Vよりも高くすれば、さらに高コン
トラストを得ることができることも確認できた。図9
は、試作した本発明のNWモード反射型TN液晶ディス
プレイの無彩色表示特性を示すCIE−xy色度図であ
る。図中の小円は、無彩色領域を示すD65標準光源の座
標を中心とする半径0.05の円を示している。軌跡は、こ
の小円内にあり、電圧のオフ時(0V)からオン時(4.
5 V)まで常に無彩色とすることができることを確認し
た。
【0022】本実施例においては、簡単のため、マイク
ロカラーフィルタを含まない無彩色のディスプレイにつ
いて、その特性を検証したが、本実施例の結果から、N
Wモード反射型TN液晶カラーディスプレイにおいても
同様に良好な結果が得られることは明らかである。
【0023】
【発明の効果】本発明によって、電圧オフ時にホワイト
であるNWモード反射型TN液晶ディスプレイを実現す
ることが可能となり、きわめて明るく、高精細なディス
プレイとすることが可能であることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のNWモード反射型TN液晶ディスプレ
イの模式的な構造を示す断面図であり、(a)は反射板
が拡散タイプであり、(b)は反射板がミラータイプで
ある。
【図2】本発明のNWモード反射型TN液晶ディスプレ
イをカラーディスプレイとした場合の模式的な構造を示
す断面図であり、(a)は反射板が拡散タイプであり、
(b)は反射板がミラータイプである。
【図3】本発明の別の態様のNWモード反射型TN液晶
ディスプレイの模式的な構造を示す断面図であり、
(a)は反射板が拡散タイプであり、(b)は反射板が
ミラータイプである。
【図4】本発明の別の態様のNWモード反射型TN液晶
ディスプレイをカラーディスプレイとした場合の模式的
な構造を示す断面図であり、(a)は反射板が拡散タイ
プであり、(b)は反射板がミラータイプである。
【図5】本発明のNWモード反射型TN液晶ディスプレ
イについて各軸角を定義する説明図である。
【図6】従来のNBモード反射型TN液晶ディスプレイ
の模式的な構造を示す断面図でる。
【図7】試作した本発明のNWモード反射型TN液晶デ
ィスプレイのオン時とオフ時の反射率を示すグラフであ
る。
【図8】試作した本発明のNWモード反射型TN液晶デ
ィスプレイの駆動電圧と反射率の関係を示すグラフであ
る。
【図9】試作した本発明のNWモード反射型TN液晶デ
ィスプレイの無彩色表示特性を示すCIE−xy色度図
である。
【符号の説明】
1a TN液晶層 1b 補償用TN液晶層 2a、2b 反射板 3 透明電極(ITO) 4 ガラス基板 5 基板 6 位相差板 7 偏光板 8 前方散乱板 11 マイクロカラーフィルタ 12 補償用TNフィルム 21 補償板

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と、該基板上に形成され画素電極機
    能を有する反射板と、該反射板上に被着させたTN液晶
    層と、該TN液晶層上に載設され、該TN液晶層側に透
    明電極が形成されたガラス基板と、該ガラス基板上に載
    設した位相差板と、該位相差板上に載設した偏光板とか
    ら構成され、電源オフ時にブラックを表示するNBモー
    ド反射型TN液晶ディスプレイにおいて、前記ガラス基
    板と前記位相差板の間に更にガラス基板に挟着された補
    償用TN液晶層からなる補償板を挟着し、電源オフ時に
    ホワイトを表示するようにしたことを特徴とするNWモ
    ード反射型TN液晶ディスプレイ。
  2. 【請求項2】 前記補償板を液晶高分子膜である補償用
    TNフィルムとしたことを特徴とする請求項1記載のN
    Wモード反射型TN液晶ディスプレイ。
  3. 【請求項3】 前記補償用TN液晶層の液晶のねじれ角
    が前記TN液晶層の液晶のねじれ角と逆向きでかつ角度
    が等しく、補償用TN液晶層のリタデーションがTN液
    晶層のリタデーションと等しく、補償用TN液晶層とT
    N液晶層との内向する側の層面の液晶分子の配向方向が
    互いに直交することを特徴とする請求項1記載のNWモ
    ード反射型TN液晶ディスプレイ。
  4. 【請求項4】 前記補償用TNフィルムの液晶のねじれ
    角が前記TN液晶層の液晶のねじれ角と逆向きでかつ角
    度が等しく、補償用TNフィルムのリタデーションがT
    N液晶層のリタデーションと等しく、補償用TNフィル
    ムとTN液晶層との内向する側の液晶分子の配向方向が
    互いに直交することを特徴とする請求項2記載のNWモ
    ード反射型TN液晶ディスプレイ。
  5. 【請求項5】 前記透明電極と前記ガラス基板の間にマ
    イクロカラーフィルタを追加して挟着し、電源オフ時に
    ホワイトであるカラー画像を表示するようにしたことを
    特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のNWモー
    ド反射型TN液晶カラーディスプレイ。
  6. 【請求項6】 前記反射板を鏡面反射板とし、前記偏光
    板上に、更に前方散乱板を載設したことを特徴とする請
    求項1から4のいずれかに記載のNWモード反射型TN
    液晶ディスプレイ。
JP10053983A 1998-03-05 1998-03-05 Nwモード反射型tn液晶ディスプレイ Pending JPH11249165A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10053983A JPH11249165A (ja) 1998-03-05 1998-03-05 Nwモード反射型tn液晶ディスプレイ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10053983A JPH11249165A (ja) 1998-03-05 1998-03-05 Nwモード反射型tn液晶ディスプレイ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11249165A true JPH11249165A (ja) 1999-09-17

Family

ID=12957870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10053983A Pending JPH11249165A (ja) 1998-03-05 1998-03-05 Nwモード反射型tn液晶ディスプレイ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11249165A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000075718A1 (fr) * 1999-06-07 2000-12-14 Citizen Watch Co., Ltd. Afficheur à cristaux liquides

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000075718A1 (fr) * 1999-06-07 2000-12-14 Citizen Watch Co., Ltd. Afficheur à cristaux liquides
US6693692B1 (en) 1999-06-07 2004-02-17 Citizen Watch Co., Ltd. Liquid crystal display

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6341002B1 (en) Liquid crystal display device
US6407787B1 (en) Reflective liquid crystal display device
US6144432A (en) Reflective liquid crystal display device
KR100722458B1 (ko) 액정표시소자
KR100306648B1 (ko) 반사형 액정표시 소자
KR100385691B1 (ko) 반사형 액정표시소자
JP2000029010A (ja) 液晶表示装置
KR20000017099A (ko) 반사형 액정 표시 소자
US6567149B1 (en) Reflection liquid crystal display device
JP3410665B2 (ja) 液晶表示装置
US7705939B2 (en) Transflective liquid crystal display
JPH10154817A (ja) 反射型液晶表示素子
JP3143271B2 (ja) 液晶表示装置
JPH1164818A (ja) 反射型液晶表示素子
JP3725187B2 (ja) 液晶表示装置、及び電子機器
JPH11249165A (ja) Nwモード反射型tn液晶ディスプレイ
JP2000081619A (ja) 反射型液晶表示装置
JP2003098523A (ja) 半透過型液晶表示装置
JP3219388B2 (ja) 反射型液晶表示素子
JP2000111912A (ja) 反射型液晶表示素子
JP2000258773A (ja) 反射型液晶表示素子
JP3896135B2 (ja) 液晶表示素子および光学異方素子
JP2001091949A (ja) 反射型液晶ディスプレイ
JPH0996810A (ja) 液晶表示素子および光学異方素子
JPH07159774A (ja) 液晶表示素子