JP2000081619A - Reflection type liquid crystal display device - Google Patents
Reflection type liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ワードプロセッ
サ、ノート型パソコン等のオフィスオートメーション
（ＯＡ）機器や、各種映像機器およびゲーム機器等に使
用され、直視式のバックライトを用いない構成の反射型
液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type liquid crystal which is used in office automation (OA) equipment such as word processors and notebook personal computers, various video equipment and game equipment, and does not use a direct-view backlight. It relates to a display device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、カラーディスプレイのうち、薄
型、軽量等の特徴を有するものとして、液晶表示装置が
多用されている。カラー液晶表示装置として、特に広く
用いられているものは、背景に光源を用いた透過型液晶
表示装置であり、各種分野に用途が拡大している。2. Description of the Related Art At present, liquid crystal display devices are frequently used as color displays having characteristics such as thinness and light weight. A particularly widely used color liquid crystal display device is a transmission type liquid crystal display device using a light source as a background, and its use is expanding in various fields.
【０００３】この透過型液晶表示装置に対して、他の表
示方式である反射型液晶表示装置は、バックライトを必
要としないため光源用電力が削減可能であり、さらに、
バックライトのスペースや重量が節約できる等の特徴を
有している。即ち、表示装置全体として、消費電力の低
減が実現でき、小型のバッテリーを用いることが可能に
なり、軽量薄型を目的とする機器に適している。あるい
は、機器の大きさまたは重量を同一にするように作製す
れば、大型のバッテリーに用いることで動作時間の飛躍
的な拡大が期待出来る。[0003] In contrast to this transmissive liquid crystal display device, a reflective liquid crystal display device, which is another display method, does not require a backlight, so that power for a light source can be reduced.
It has features such as saving the space and weight of the backlight. That is, power consumption can be reduced as a whole of the display device, a small battery can be used, and the display device is suitable for a device intended to be lightweight and thin. Alternatively, if the devices are manufactured so as to have the same size or weight, the use of a large battery can greatly increase the operation time.
【０００４】また、表示面のコントラスト特性の面から
も、発光型表示装置であるＣＲＴ等では、日中の屋外で
大幅なコントラスト比の低下が見られたり、低反射処理
の施された透過型液晶表示装置においても、直射日光下
等の周囲光が表示光に比べて非常に強い場合には、同様
に大幅なコントラスト比の低下が避けられない。これに
対し、反射型液晶表示装置は、周囲光量に比例した表示
光が得られ、携帯情報端末機器やデジタルカメラ、携帯
ビデオカメラ等の屋外での使用には、特に好適である。[0004] Further, from the viewpoint of the contrast characteristics of the display surface, in a CRT or the like, which is a light-emitting display device, a significant decrease in the contrast ratio can be seen outdoors in the daytime, or a transmissive type device subjected to low reflection processing. Also in the liquid crystal display device, when the ambient light such as under direct sunlight is much stronger than the display light, a significant decrease in the contrast ratio cannot be avoided. On the other hand, the reflective liquid crystal display device obtains display light proportional to the amount of ambient light, and is particularly suitable for outdoor use such as portable information terminal equipment, digital cameras, and portable video cameras.
【０００５】上記のような非常に有望な応用分野を有し
ながら、十分なコントラスト比や反射率、多色カラー
化、高精細表示や動画への対応等の性能が不十分なた
め、現在まで十分な実用性を有する反射型カラー液晶表
示装置は得られていない。[0005] Despite the very promising application fields as described above, the contrast ratio, the reflectance, the multi-color display, the high-definition display, and the ability to cope with moving images are insufficient. A reflective color liquid crystal display device having sufficient practicality has not been obtained.
【０００６】以下、反射型液晶表示装置についてさらに
詳述する。◆従来のツイステッドネマティック（以下、
ＴＮと略す）型液晶表示装置は、偏光板を２枚用いる構
成であって、コントラスト比やその視角依存性の特性に
優れているが、必然的に反射率が低い。また、液晶変調
層と光反射層の距離が基板等の厚みだけ離れているため
に照明光の入射時と反射時の光路のずれに伴う視差が生
じる。Hereinafter, the reflection type liquid crystal display device will be described in more detail. ◆ Conventional twisted nematic (hereafter,
The TN type liquid crystal display device has a configuration in which two polarizing plates are used, and is excellent in contrast ratio and viewing angle dependence, but inevitably has low reflectance. Further, since the distance between the liquid crystal modulation layer and the light reflection layer is apart by the thickness of the substrate or the like, parallax occurs due to a shift in the optical path between the time of incidence and reflection of the illumination light.
【０００７】特に、１層の液晶変調層に色要素毎に異な
る画素を与えたカラーフィルタを組み合わせる、通常の
透過型液晶ディスプレイに用いられる構成では、入射時
と反射時に通過する色要素が、光の進行方向が傾斜して
いる場合には異なり、カラーの高解像度、高精細表示に
は向いていない。これらの理由により、この表示モード
を用いた反射型のカラー表示は実用化に至っていない。[0007] In particular, in a configuration used in a normal transmissive liquid crystal display in which a color filter in which different pixels are provided for each color element is combined with a single liquid crystal modulation layer, the color element that passes through at the time of incidence and reflection is light. This is not the case when the traveling direction is inclined, and is not suitable for high-resolution, high-definition display of color. For these reasons, reflective color display using this display mode has not been put to practical use.
【０００８】これに対し、偏光板を用いないかもしくは
１枚のみ用いて、染料を液晶に添加したゲストホスト型
液晶素子（以下、ＧＨと略す）が開発されてきたが、染
料を添加しているため信頼性に欠け、また染料の二色性
比が低いため高いコントラスト比が得られないといった
問題が有る。特に、コントラストの不足は、カラーフィ
ルタを用いるカラー表示においては、色純度を大幅に低
下させるため、色純度の高いカラーフィルタと組み合わ
せる必要があり、色純度の高いカラーフィルタのために
明度が低下し、偏光板を用いないことによる本方式の高
明度という利点が損なわれるという問題がある。On the other hand, guest-host type liquid crystal devices (hereinafter abbreviated as GH) in which a dye is added to liquid crystal without using a polarizing plate or using only one polarizing plate have been developed. Therefore, there is a problem that reliability is lacking, and a high contrast ratio cannot be obtained because the dichroic ratio of the dye is low. In particular, lack of contrast significantly reduces color purity in color display using a color filter, so it is necessary to combine with a color filter having high color purity. However, there is a problem in that the advantage of high brightness of the present system due to the absence of a polarizing plate is impaired.
【０００９】これらを背景に、高解像度、高コントラス
ト表示の期待できる１枚の偏光板を用いた方式（以下、
１枚偏光板方式と称する）の液晶表示素子が開発されて
いる。この中でも高いコントラストが実現できる１／４
波長板との組み合わせた例が多く開示されている。[0009] Against this background, a method using a single polarizing plate that can be expected to provide high resolution and high contrast display (hereinafter, referred to as a method).
A liquid crystal display element of a single polarizer type has been developed. Among them, 1/4 that can realize high contrast
Many examples in combination with a wave plate are disclosed.
【００１０】その一例としては、偏光板１枚と１／４波
長板とを用いた反射型ＴＮ（４５゜ツイスト型）方式の
液晶表示装置が、特開昭５５−４８７３３号公報に開示
されている。この先行技術においては、４５゜捩れた液
晶層を用い、印加される電界を制御することによって、
入射直線偏光の偏波面を１／４波長板の光軸に平行な状
態と４５゜捩れた状態との２つの状態を実現して白黒表
示を行っている。この液晶セルの構成は、入射光側から
偏光子、４５゜ツイスト液晶層、１／４波長板、反射板
となっている。As one example, a reflection type TN (45 ° twist type) liquid crystal display device using one polarizing plate and a 板 wavelength plate is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-48733. I have. In this prior art, by using a liquid crystal layer twisted by 45 ° and controlling the applied electric field,
Black and white display is realized by realizing two states, that is, a state where the plane of polarization of the incident linearly polarized light is parallel to the optical axis of the quarter-wave plate and a state where the plane is twisted by 45 °. The configuration of this liquid crystal cell includes a polarizer, a 45 ° twist liquid crystal layer, a 、 wavelength plate, and a reflector from the incident light side.
【００１１】さらに、ＵＳＰ４、７０１、０２８（Ｃｌ
ｅｒｃら）には、偏光板１枚と１／４波長板と垂直配向
液晶セルとを組み合わせた反射型液晶表示装置が開示さ
れている。また、特開平６−３３７４２１号公報には、
偏光板１枚と１／４波長板とベンド垂直配向液晶セルを
組み合わせた反射型液晶表示装置が開示されている。ま
た、Ｅｕｒｏ Ｄｉｓｐｌａｙ｀９６（Ｐ．４６４）に
も、偏光板１枚と１／４波長板と垂直配向液晶セルを組
み合わせた反射型液晶表示装置が開示されている。Further, USP 4,701,028 (Cl
erc et al.) disclose a reflective liquid crystal display device in which one polarizing plate, a quarter-wave plate, and a vertically aligned liquid crystal cell are combined. Also, JP-A-6-337421 discloses that
A reflective liquid crystal display device combining one polarizing plate, a quarter-wave plate, and a bend vertical alignment liquid crystal cell is disclosed. Also, Euro Display # 96 (P.464) discloses a reflection type liquid crystal display device in which one polarizing plate, a 板 wavelength plate, and a vertical alignment liquid crystal cell are combined.
【００１２】また、ＳＩＤ９６ ＤＩＧＥＳＴ（Ｐ．７
６３）には垂直配向処理された上下の基板の間に、誘電
率異方性が負で、カイラルドーパントを添加した液晶を
挟持した表示モードを反射型プロジエクションに適用し
た例が開示されている。Also, SID96 DIGEST (P.7)
63) discloses an example in which a display mode in which a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy and having a chiral dopant added is sandwiched between upper and lower substrates subjected to a vertical alignment process is applied to reflection projection. I have.
【００１３】上記特開平６−３３７４２１号公報に示し
た１枚偏光板方式の表示動作について説明する。◆入射
側に配置された偏光板は、入射光と出射光の偏光の直線
成分のうち１方向のみを通過させ、他方向のものを吸収
する働きを持つ。偏光板を通過した入射光はλ／４板等
の光学位相差補償板によって円偏光となり、液晶層に入
射し、垂直配向した液晶層を通過し、そのまま反射板へ
と到達する。反射板に到達した光は、反射板で反対の円
偏光に変換され、入射時と逆の順序で液晶層、λ／４板
等を通過して、入射時の直線偏光と直交する直線偏光と
なり、暗状態が実現される。The display operation of the single polarizing plate system disclosed in the above-mentioned JP-A-6-337421 will be described. The polarizing plate disposed on the incident side has a function of passing only one direction of the linear components of the polarized light of the incident light and the emitted light, and absorbing the light of the other direction. The incident light that has passed through the polarizing plate is converted into circularly polarized light by an optical phase difference compensating plate such as a λ / 4 plate, enters the liquid crystal layer, passes through the vertically aligned liquid crystal layer, and reaches the reflecting plate as it is. The light arriving at the reflector is converted into the opposite circularly polarized light by the reflector, passes through the liquid crystal layer, the λ / 4 plate, and the like in the reverse order of the incidence, and becomes linearly polarized light orthogonal to the linearly polarized light at the time of incidence. , A dark state is realized.
【００１４】また、電圧印加により、液晶層を傾斜し、
ある条件の位相差を発現させると、偏光板を通過した入
射円偏光が直線偏光に変換され、反射板でそのまま直線
偏光となり、入射時の直線偏光と平行の直線偏光が得ら
れ、明状熊が実現される。◆つまり、これらの状態を液
晶表示装置に垂直に入射および出射する光に対して実現
するための必要十分条件は、明状熊に対しては反射板上
での偏光状態が任意の方位の直線偏光となること、ま
た、暗状態に対しては反射板上で右または左の円偏光と
なることが既に公知である。Further, by applying a voltage, the liquid crystal layer is tilted,
When a phase difference under certain conditions is developed, the incident circularly polarized light that has passed through the polarizing plate is converted into linearly polarized light, which is then converted into linearly polarized light as it is by the reflector, and linearly polarized light parallel to the linearly polarized light at the time of incidence is obtained. Is realized. ◆ In other words, the necessary and sufficient conditions for realizing these states for the light that enters and exits the liquid crystal display device perpendicularly are as follows. For the bright bear, the polarization state on the reflector is a straight line of any direction. It is already known that it becomes polarized light, and that it becomes right or left circularly polarized light on a reflector for a dark state.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭５５−４８７３３号公報に開示された液晶表示装置
では、液晶層と反射板との間に１／４波長板を設ける必
要があるため、原理上、液晶セルの内側に反射膜を形成
することが難しく、高解像度、高精細表示に適さない。However, in the liquid crystal display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-48733, it is necessary to provide a quarter wavelength plate between the liquid crystal layer and the reflection plate. In principle, it is difficult to form a reflective film inside the liquid crystal cell, and it is not suitable for high resolution and high definition display.
【００１６】前記ＵＳＰ４，７０１，０２８、ＵＳＰ
４，４９２，４３２、特開平６−３３７４２１号公報、
Ｅｕｒｏ Ｄｉｓｐｌａｙ｀９６（ｐ．４６４）に記載
された垂直配向方式の反射型液晶表示装置では、以下の
ような問題がある。◆まず、垂直配向、特に、傾斜垂直
配向の方向が上下基板の間で平行であり、液晶は一方向
に倒れることになり、面内の視野角依存性がきわめて大
きい。さらに液晶の屈折率の波長分散による反射率の波
長依存性が大きいため色づく問題がある。USP 4,701,028, USP
4,492,432, JP-A-6-337421,
The vertical alignment type reflection type liquid crystal display device described in Euro Display # 96 (p. 464) has the following problems. First, the direction of vertical alignment, particularly the tilted vertical alignment, is parallel between the upper and lower substrates, and the liquid crystal falls in one direction, and the viewing angle dependence in the plane is extremely large. Further, there is a problem that the liquid crystal is colored because the wavelength dependence of the reflectance due to the wavelength dispersion of the refractive index of the liquid crystal is large.
【００１７】また、前記ＳＩＤ９６ ＤＩＧＥＳＴ
ｐ．７６３の記載の表示モードでは、１／４波長板を使
用せず、偏光ビームスプリッターを用いて、直線偏光を
入射しており、直視型には適用していない。さらに，液
晶の自然ピッチをｐ、セル厚をｄとした時の│ｄ／ｐ│
の詳細な設定、最適なΔｎ＊ｄ（複屈折率差＊液晶層
厚）については言及されていない。Further, the SID96 DIGEST
p. In the display mode described in 763, linearly polarized light is incident using a polarizing beam splitter without using a quarter-wave plate, and is not applied to a direct-view type. Further, | d / p | when the natural pitch of the liquid crystal is p and the cell thickness is d.
There is no mention of the detailed setting of and the optimal Δn * d (birefringence difference * liquid crystal layer thickness).
【００１８】そこで、本発明は上記課題を解決するため
になされたものであり、反射率が高く、かつコントラス
トが高く、さらには視野角特性に優れた反射型液晶表示
装置を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a reflection type liquid crystal display device having a high reflectance, a high contrast, and an excellent viewing angle characteristic. And
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明者らは、視差を生じない構成が可能で高解
像度表示を実現可能な１枚偏光板方式において、明状態
と暗状態の実現に必要な反射板上での異なる偏光状態
を、電気的に切り替え可能な手段を各種検討した結果、
液晶層に電圧を印加しない状態で液晶表示素子の暗状態
を実現するように偏光板と光学位相差補償板を構成する
ことが、液晶層の製造工程に高い精度を要求することな
く、良好な暗状態を実現するために必要であることを見
出した。In order to achieve the above object, the present inventors have proposed a single-polarizer system capable of realizing a high-resolution display capable of realizing a high-resolution display without a parallax. As a result of studying various means that can electrically switch different polarization states on the reflector necessary for realizing
The polarizer and the optical retardation compensator may be configured to realize the dark state of the liquid crystal display element without applying a voltage to the liquid crystal layer, without requiring high precision in the manufacturing process of the liquid crystal layer. It has been found that it is necessary to realize a dark state.
【００２０】また、電圧を印加した場合に良好な明状態
を得るためには、液晶層のリターデーションと｜ｄ／ｐ
｜の値を特別な値に設定するすることが必要であること
を見出した。さらに、このような偏光状態を実現する偏
光板と光学位相差補償板の構成を見出し、これらを用い
て最適な表示を実現する液晶層の構成を見出した。In order to obtain a good bright state when a voltage is applied, the retardation of the liquid crystal layer and | d / p
It was found that it was necessary to set the value of | to a special value. Further, the inventors have found out the configurations of a polarizing plate and an optical retardation compensator that realize such a polarization state, and have found a configuration of a liquid crystal layer that realizes an optimal display using them.
【００２１】すなわち、本願第１の発明は、光反射性電
極を有する第１の基板と、透明電極を有する透明な第２
の基板と、前記第１の基板と第２の基板間に挟持された
誘電異方性が負で、かつ電圧印加に伴いツイストするネ
マティック液晶層と、前記液晶層に円偏光を入射させる
ために、前記第２の基板の上に設置された複数の光学位
相差補償板と１枚の偏光板とを具備した反射型液晶表示
装置において、少なくとも前記第１または第２の基板の
どちらか一方の基板上の液晶分子が、基板の法線方向か
ら０°以上１０°未満の角度を有し、液晶の自然ピッチ
をｐ、液晶層厚をｄ、液晶の複屈折率差をΔｎとした
時、０＜｜ｄ／ｐ｜≦０．７ かつ １３５ｎｍ≦Δｎ
ｄ≦１２００ｎｍが成立するように、液晶の自然ピッ
チ、液晶層厚、液晶の複屈折率差が選択されたことを特
徴とする。That is, the first invention of the present application comprises a first substrate having a light-reflective electrode and a second transparent substrate having a transparent electrode.
A nematic liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, having a negative dielectric anisotropy, and twisting with the application of a voltage; and for causing circularly polarized light to enter the liquid crystal layer. A reflection type liquid crystal display device comprising a plurality of optical phase difference compensating plates and one polarizing plate provided on the second substrate, wherein at least one of the first and second substrates is provided. When the liquid crystal molecules on the substrate have an angle of 0 ° or more and less than 10 ° from the normal direction of the substrate, the natural pitch of the liquid crystal is p, the liquid crystal layer thickness is d, and the birefringence difference of the liquid crystal is Δn, 0 <| d / p | ≦ 0.7 and 135 nm ≦ Δn
The natural pitch of the liquid crystal, the thickness of the liquid crystal layer, and the difference in the birefringence of the liquid crystal are selected so that d ≦ 1200 nm is satisfied.
【００２２】このように構成することにより、電圧無印
加状態での良好な黒表示と電圧印加状態での良好な白表
示を実現することができる。つまり、液晶層は電圧無印
加状態で良好な垂直配向し、電圧印加状態でツイスト配
向するように構成することにより視野角依存性を向上さ
せることができる。With such a configuration, it is possible to realize a good black display when no voltage is applied and a good white display when a voltage is applied. In other words, the viewing angle dependency can be improved by configuring the liquid crystal layer to be vertically aligned well when no voltage is applied and to be twisted when voltage is applied.
【００２３】また、液晶層のΔｎｄとｄ／ｐの値をある
特別な値に設定することにより、広い波長領域で良好な
明状態を実現し、すなわち良好な白表示を表現すること
ができる。ここで、本願発明者らは、液晶層のΔｎｄの
下限値を１３５ｎｍとしたが、これは可視光の中心波長
を５４０ｎｍとした時、良好な明表示を得るための、す
なわち液晶層が入射円偏光を反射板上で直線偏光に変換
する光学作用を持ちうる最低のリターデーションが、中
心波長の４分の１である１３５ｎｍであることによる。Further, by setting the values of Δnd and d / p of the liquid crystal layer to certain special values, a good bright state can be realized in a wide wavelength range, that is, a good white display can be expressed. Here, the present inventors set the lower limit of Δnd of the liquid crystal layer to 135 nm. This is because when the center wavelength of visible light is 540 nm, a good bright display is obtained, that is, when the liquid crystal layer has an incident circle. This is because the minimum retardation that can have an optical function of converting polarized light into linear polarized light on the reflecting plate is 135 nm, which is one quarter of the center wavelength.
【００２４】また、上限値１２００ｎｍについては、液
晶組成物のΔｎは低温保存性からΔｎの上限が概ね０．
１８程度に制限されること、液晶層厚ｄは液晶表示装置
の表示を書き換える応答特性から応答速度を実用的な値
にする為には７μｍ程度が上限になことから、Δｎｄの
上限は、これらの積である１．２μｍ（１２６０ｎｍ）
程度となることによる。With respect to the upper limit of 1200 nm, the upper limit of Δn of the liquid crystal composition is approximately 0.1 from the viewpoint of low-temperature storage stability.
Since the liquid crystal layer thickness d is limited to about 18 and the upper limit of the liquid crystal layer thickness d is about 7 μm in order to make the response speed a practical value from the response characteristics of rewriting the display of the liquid crystal display device, the upper limit of Δnd is 1.2 μm (1260 nm)
Depends on the degree.
【００２５】さらに、本願第２の発明は、光反射性電極
を有する第１の基板と、透明電極を有する透明な第２の
基板と、前記第１の基板と第２の基板間に挟持された誘
電異方性が負で、かつ電圧印加に伴いツイストするネマ
ティック液晶層と、前記液晶層に円偏光を入射させるた
めに、前記第２の基板の上に設置された複数の光学位相
差補償板と１枚の偏光板とを具備した反射型液晶表示装
置において、前記第１または第２の基板の一方の基板上
の液晶分子のみが、基板の法線方向からある一定角度傾
いた状態で一様配向性を有し、液晶の自然ピッチをｐ、
液晶層厚をｄ、液晶の複屈折率差をΔｎとした時、０．
２２≦｜ｄ／ｐ｜≦０．４２ かつ ２００ｎｍ≦Δｎ
ｄ≦６５０ｎｍが成立するように、液晶の自然ピッチ、
液晶層厚、液晶の複屈折率差が選択されたことを特徴と
する。Furthermore, the second invention of the present application is directed to a first substrate having a light-reflective electrode, a transparent second substrate having a transparent electrode, and being sandwiched between the first substrate and the second substrate. A nematic liquid crystal layer having a negative dielectric anisotropy and twisting with application of a voltage, and a plurality of optical phase difference compensators provided on the second substrate for injecting circularly polarized light into the liquid crystal layer. In a reflection type liquid crystal display device including a plate and one polarizing plate, only liquid crystal molecules on one of the first and second substrates are inclined at a certain angle from the normal direction of the substrate. It has uniform orientation and the natural pitch of the liquid crystal is p,
When the thickness of the liquid crystal layer is d and the difference in the birefringence of the liquid crystal is Δn, 0.
22 ≦ | d / p | ≦ 0.42 and 200 nm ≦ Δn
natural pitch of the liquid crystal so that d ≦ 650 nm is satisfied;
The liquid crystal layer thickness and the birefringence difference of the liquid crystal are selected.
【００２６】あるいは、本願第３の発明は、光反射性電
極を有する第１の基板と、透明電極を有する透明な第２
の基板と、前記第１の基板と第２の基板間に挟持された
誘電異方性が負で、かつ電圧印加に伴いツイストするネ
マティック液晶層と、前記液晶層に円偏光を入射させる
ために、前記第２の基板の上に設置された複数の光学位
相差補償板と１枚の偏光板とを具備した反射型液晶表示
装置において、前記第１または第２の基板の一方の基板
上の液晶分子のみが、基板の法線方向からある一定角度
傾いた状態で一様配向性を有し、液晶の自然ピッチを
ｐ、液晶層厚をｄ、液晶の複屈折率差をΔｎとした時、
０．１４≦｜ｄ／ｐ｜≦０．３４ かつ １３５ｎｍ≦
Δｎｄ≦３５０ｎｍが成立するように、液晶の自然ピッ
チ、液晶層厚、液晶の複屈折率差が選択されたことを特
徴とする。Alternatively, the third invention of the present application comprises a first substrate having a light reflective electrode and a transparent second substrate having a transparent electrode.
A nematic liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate, having a negative dielectric anisotropy, and twisting with the application of a voltage; and for causing circularly polarized light to enter the liquid crystal layer. A reflective liquid crystal display device comprising a plurality of optical phase difference compensating plates and one polarizing plate provided on the second substrate, wherein one of the first and second substrates Only the liquid crystal molecules have a uniform orientation with a certain angle inclined from the normal direction of the substrate, and the natural pitch of the liquid crystal is p, the liquid crystal layer thickness is d, and the birefringence difference of the liquid crystal is Δn. ,
0.14 ≦ | d / p | ≦ 0.34 and 135 nm ≦
It is characterized in that the natural pitch of the liquid crystal, the thickness of the liquid crystal layer, and the difference in the birefringence of the liquid crystal are selected so that Δnd ≦ 350 nm is satisfied.
【００２７】このように、第２或いは第３の発明にかか
る液晶層の構成にすると、均一な白黒表示による良好な
表示が実現される。これにより、必ずしも上下基板の両
方にラビング処理を施さなくても、良好な表示が得られ
ることがわかった。特に、第２の発明の構成では、低電
圧駆動、すなわち低消費電力駆動が可能であり、第３の
発明の構成では、視野角特性において大幅な改善を図る
ことが可能となり、より良好な表示が得られることが分
かった。As described above, when the liquid crystal layer according to the second or third aspect of the present invention is used, a favorable display with uniform black and white display is realized. As a result, it has been found that a good display can be obtained without necessarily performing the rubbing treatment on both the upper and lower substrates. In particular, in the configuration of the second invention, low-voltage driving, that is, low power consumption driving is possible, and in the configuration of the third invention, it is possible to greatly improve the viewing angle characteristics, and more excellent display is achieved. Was obtained.
【００２８】また、本願第４の発明は、前記第１もしく
は第２の基板上の液晶分子の配向方向と、前記第１の基
板上に配置される偏光板の吸収軸の向きとがなす角度を
θ１とした時、９０°≦θ１≦１６５°であることを特
徴とし、このような液晶層の構成にすることにより、該
反射型液晶表示装置の表示面内の方位角について、等方
的に良好な表示が実現されることがわかった。Further, in the fourth invention of the present application, the angle formed by the orientation direction of the liquid crystal molecules on the first or second substrate and the direction of the absorption axis of the polarizing plate disposed on the first substrate is formed. Where θ1 is 90 ° ≦ θ1 ≦ 165 °, and by adopting such a liquid crystal layer configuration, the azimuthal angle in the display surface of the reflective liquid crystal display device is isotropic. It was found that excellent display was realized.
【００２９】さらに、本願第５の発明は、前記第１もし
くは第２の基板上の液晶分子の配向方向と、前記第１の
基板上に配置される偏光板の吸収軸の向きとがなす角度
をθ１とした時、−１５°≦θ１≦９０°であることを
特徴とし、このような液晶層の構成にすると、該反射型
液晶表示装置の表示面内の方位角のある方向について、
特に優れた表示を得ることができることがわかった。Further, the fifth invention of the present application is directed to an aspect of the present invention, wherein an angle between an orientation direction of liquid crystal molecules on the first or second substrate and a direction of an absorption axis of a polarizing plate disposed on the first substrate is formed. When θ1 is −1, -15 ° ≦ θ1 ≦ 90 °, and with such a liquid crystal layer configuration, with respect to a direction having an azimuth angle in the display surface of the reflective liquid crystal display device,
It has been found that particularly excellent display can be obtained.
【００３０】さらに、上下両方の基板について、ラビン
グ処理を施した場合、本願第６の発明は、前記第１と第
２の両方の基板上の液晶分子が、基板に対し法線方向か
らある一定角度傾いた状態で一様配向性を有し、上基板
上の液晶分子と、下基板上の液晶分子の配向方向のなす
角度をθとした（但し、上基板上の分子からみて反時計
回りの方向を正とする）時、０°≦θ≦２００°または
２５０°≦θ≦３６０°かつ２００ｎｍ≦Δｎｄ≦６
５０ｎｍであることを特徴とすることにより、均一な白
黒表示による良好な表示が実現される。Further, when the rubbing treatment is performed on both the upper and lower substrates, the sixth invention of the present application is directed to a liquid crystal display device in which the liquid crystal molecules on both of the first and second substrates are fixed to a certain direction from the normal direction to the substrates. It has a uniform orientation in an inclined state and the angle between the liquid crystal molecules on the upper substrate and the alignment direction of the liquid crystal molecules on the lower substrate is defined as θ (however, counterclockwise as viewed from the molecules on the upper substrate). Is positive), 0 ° ≦ θ ≦ 200 ° or 250 ° ≦ θ ≦ 360 ° and 200 nm ≦ Δnd ≦ 6
By being characterized by 50 nm, a favorable display with uniform black and white display is realized.
【００３１】さらに、上記第６の発明による反射型液晶
表示装置に加え、第７の発明による装置は、液晶の自然
ピッチをｐ、液晶層厚をｄとした時の｜ｄ／ｐ｜の値
が、上基板上の液晶分子と下基板上の液晶分子とのなす
角度が２２５°よりも小さい場合には、 │ｄ／ｐ│＝−θ／１０００＋０．４０±０．１ の関係式を満たし、上基板上の液晶分子と下基板上の液
晶分子とのなす角度が２２５°よりも大きい場合には、 │ｄ／ｐ│＝−θ／１０００＋０．７６±０．１ の関係式を満たすことを特徴とすることにより、さらに
良好な表示が得られることがわかった。Further, in addition to the reflection type liquid crystal display device according to the sixth invention, the device according to the seventh invention has a value of | d / p | when the natural pitch of the liquid crystal is p and the thickness of the liquid crystal layer is d. However, when the angle between the liquid crystal molecules on the upper substrate and the liquid crystal molecules on the lower substrate is smaller than 225 °, the relational expression of | d / p | = −θ / 1000 + 0.40 ± 0.1 is satisfied. When the angle between the liquid crystal molecules on the upper substrate and the liquid crystal molecules on the lower substrate is larger than 225 °, the relational expression of | d / p | = −θ / 1000 + 0.76 ± 0.1 is satisfied. It was found that a more excellent display can be obtained by having the feature.
【００３２】また、本願第８の発明は、前記第１と第２
の両方の基板上の液晶分子が、基板に対し法線方向から
ある一定角度傾いた状態で一様配向性を有し、上基板上
の液晶分子と、下基板上の液晶分子の配向方向のなす角
度をθとした（但し、上基板上の分子からみて反時計回
りの方向を正とする）時、２００°≦θ≦２５０°であ
り、０．１≦｜ｄ／ｐ｜≦０．５ かつ ６００ｎｍ≦
Δｎｄ≦１２００ｎｍであることを特徴とし、このよう
な液晶層の構成にすると、駆動マージンをＳＴＮ方式へ
の適用が可能となる程度の値に設定することができ、Ｓ
ＴＮ方式においても均一な白黒表示による良好な表示が
実現される。The eighth invention of the present application is directed to the first and second embodiments.
The liquid crystal molecules on both substrates have a uniform orientation at a certain angle from the normal direction to the substrates, and the liquid crystal molecules on the upper substrate and the liquid crystal molecules on the lower substrate When the angle formed is θ (however, the counterclockwise direction as viewed from the molecules on the upper substrate is positive), 200 ° ≦ θ ≦ 250 °, and 0.1 ≦ | d / p | ≦ 0. 5 and 600 nm ≦
When the liquid crystal layer has such a configuration, Δnd ≦ 1200 nm, the drive margin can be set to a value that can be applied to the STN mode.
Also in the TN method, good display by uniform black and white display is realized.
【００３３】さらにまた、複数の光学位相差補償板を用
い、本願第９の発明は、前記第２の基板の上に配置され
た前記複数の光学位相差補償板のうち、少なくとも１枚
の光学位相差補償板の屈折率が、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙ
（ｘ、ｙは各々直交するパネル面に平行な一方向、ｚは
パネル面に垂直な方向、以下では２軸性光学位相差補償
板と呼ぶ。）であることを特徴とすることにより、暗状
態の表示について表示面の法線方向からの傾き角に関す
る視野角依存性が飛躍的に向上し、良好な黒表示が実現
される。Further, the ninth invention of the present application uses a plurality of optical phase difference compensating plates, and at least one optical phase compensating plate among the plurality of optical phase difference compensating plates disposed on the second substrate. When the refractive index of the phase difference compensator is nx>nz> ny
(X, y are one direction parallel to the panel surface orthogonal to each other, z is a direction perpendicular to the panel surface, and hereinafter referred to as a biaxial optical phase difference compensator). Regarding the display of the state, the viewing angle dependency of the inclination angle of the display surface from the normal direction is remarkably improved, and excellent black display is realized.
【００３４】さらに、明状態および暗状態の表示につい
て、表示面の法線方向からの傾き角に関する視野角依存
性は、本願第１０の発明は、屈折率差が負であり、位相
差が１３５ｎｍから１２００ｎｍで、かつ液晶の複屈折
率差と液晶層厚の積とほぼ同じであるような光学位相差
補償板を、前記第２の基板と、前記第２の基板の上に配
置された前記複数の光学位相差補償板との間に配置され
るようにすることにより、大幅に改善された良好な白黒
表示が実現される。Further, regarding the display in the bright state and the dark state, the viewing angle dependency with respect to the inclination angle of the display surface from the normal direction is such that the refractive index difference is negative and the phase difference is 135 nm. An optical retardation compensator having a thickness of about 1200 nm and substantially the same as the product of the birefringence difference of the liquid crystal and the thickness of the liquid crystal layer, the second substrate and the second substrate disposed on the second substrate. By disposing it between the plurality of optical phase difference compensating plates, a significantly improved good black-and-white display is realized.
【００３５】さらに、本発明においては、前記液晶層
が、液晶と高分子前駆体とを混合し、ＵＶで硬化・相分
離させると液晶・キュアド高分子複合層を形成すること
により、或いは前記液晶層が、液晶とＵＶキュアラブル
液晶とが相溶した状態では液晶相をとり、前記液晶と前
記ＵＶキュアラブル液晶とをＵＶで硬化・相分離させる
と液晶・キュアド高分子複合層を形成することにより、
反射型液晶表示装置を形成することも可能である。Further, in the present invention, the liquid crystal layer is formed by mixing a liquid crystal and a polymer precursor and curing and phase-separating by UV to form a liquid crystal / cured polymer composite layer, or The layer takes a liquid crystal phase in a state in which the liquid crystal and the UV-curable liquid crystal are compatible with each other, and forms a liquid-crystal / cured polymer composite layer when the liquid crystal and the UV-curable liquid crystal are cured and phase-separated by UV.
It is also possible to form a reflective liquid crystal display device.
【００３６】さらに、本願第１１の発明は、本願第２ま
たは３の発明による反射型液晶表示装置において、パネ
ル面内の横方向をｘ（右向きを正）、縦方向をｙ（上向
きを正）、パネル面に垂直方向をｚ（下基板から上基板
向きを正）とし、かつ、液晶分子の向きのｚ成分をすべ
て正と定義した時、上下基板のうち基板上の液晶分子が
傾斜配向している方の基板上の液晶分子の向きのｙ成分
が正であることを特徴とし、これは、該反射型液晶表示
装置の唯一の光源である周囲光の強度分布を考慮に入れ
た液晶の構成となる。すなわち、実際の使用状況下では
使用者自身が周囲光を遮ってしまうことになり、入射光
は主にｙ、ｚとともに正の方向から入射してくることに
なり、本請求内容を液晶層の構成に適用することによ
り、該反射型液晶表示装置の使用者に良好な表示を提供
することが可能となる。Further, an eleventh invention of the present application relates to the reflective liquid crystal display device according to the second or third invention of the present application, wherein the horizontal direction in the panel surface is x (positive to the right) and the vertical direction is y (positive to the upward). When the direction perpendicular to the panel surface is defined as z (the direction from the lower substrate to the upper substrate is positive), and all the z components of the directions of the liquid crystal molecules are defined as positive, the liquid crystal molecules on the substrate among the upper and lower substrates are tilted and aligned. Is characterized in that the y component of the direction of the liquid crystal molecules on the substrate on which the liquid crystal molecules are oriented is positive. Configuration. That is, under actual use conditions, the user himself / herself blocks the ambient light, and the incident light mainly enters from the positive direction together with y and z. By applying to the configuration, it is possible to provide a good display to a user of the reflective liquid crystal display device.
【００３７】さらに、本願第１２の発明は、本願第２ま
たは３の発明による反射型液晶表示装置の上基板上に偏
光板、半波長板、１／４波長板を上から順に配置した反
射型液晶表示装置において、偏光板の透過軸を基準に反
時計周りの向きを正として、１／４波長板の遅相軸の向
きθ２、半波長板の遅相軸の向きθ３の設定に関して、
７０°≦θ２≦８０° かつ １０°≦θ３≦２０°と
した時、上下基板のうち配向処理を施している側の基板
の配向処理方向θ１を−９０°≦θ１≦−６０°とする
ことにより、これにより、白表示のみならず階調表示に
関して色付きのない良好な表示が実現される。Further, the twelfth invention of the present application is directed to a reflection type liquid crystal display device according to the second or third invention, wherein a polarizing plate, a half-wave plate, and a quarter-wave plate are arranged in order from the top. In the liquid crystal display device, regarding the setting of the direction θ2 of the slow axis of the quarter-wave plate and the direction θ3 of the slow axis of the half-wave plate, taking the direction counterclockwise with respect to the transmission axis of the polarizing plate as positive.
When 70 ° ≦ θ2 ≦ 80 ° and 10 ° ≦ θ3 ≦ 20 °, the alignment processing direction θ1 of the substrate on the side on which the alignment processing is performed among the upper and lower substrates is −90 ° ≦ θ1 ≦ −60 °. Thereby, not only white display but also good display without coloration in gradation display is realized.
【００３８】さらに、本願第１３の発明は、本願第２ま
たは３の発明による反射型液晶表示装置の上基板上に偏
光板、半波長板、１／４波長板を上から順に配置した反
射型液晶表示装置において、偏光板の透過軸を基準に反
時計周りの向きを正として、１／４波長板の遅相軸の向
きθ２、半波長板の遅相軸の向きθ３の設定に関して、
１０°≦θ２≦２０° かつ ７０°≦θ３≦８０°と
した時、上下基板のうち配向処理を施している側の基板
の配向処理方向θ１を −６０°≦θ１≦０° とすることにより、これにより、白表示のみならず階調
表示に関して色付きのない良好な表示が実現される。Further, a thirteenth invention of the present application is directed to a reflection type liquid crystal display device according to the second or third invention, in which a polarizing plate, a half-wave plate, and a quarter-wave plate are arranged on the upper substrate in this order. In the liquid crystal display device, regarding the setting of the direction θ2 of the slow axis of the quarter-wave plate and the direction θ3 of the slow axis of the half-wave plate, taking the direction counterclockwise with respect to the transmission axis of the polarizing plate as positive.
When 10 ° ≦ θ2 ≦ 20 ° and 70 ° ≦ θ3 ≦ 80 °, the orientation processing direction θ1 of the substrate on the side on which the alignment processing is performed among the upper and lower substrates is set to −60 ° ≦ θ1 ≦ 0 °. Thereby, a favorable display without coloring is realized not only for white display but also for gradation display.
【００３９】さらに、本願第１４の発明は、本願第２ま
たは３の発明による反射型液晶表示装置の上基板上に偏
光板、半波長板、１／４波長板を上から順に配置した反
射型液晶表示装置において、偏光板の透過軸を基準に反
時計周りの向きを正として、１／４波長板の遅相軸の向
きθ２、半波長板の遅相軸の向きθ３の設定に関して、
−８０°≦θ２≦−７０° かつ −２０°≦θ３≦−
１０°とした時、上下基板のうち配向処理を施している
側の基板の配向処理方向θ１を ３０°≦θ１≦６０° とすることにより、これにより、白表示のみならず階調
表示に関して色付きのない良好な表示が実現される。Further, a fourteenth invention of the present application is directed to a reflection type liquid crystal display device according to the second or third invention, in which a polarizing plate, a half-wave plate, and a quarter-wave plate are arranged in order from the top. In the liquid crystal display device, regarding the setting of the direction θ2 of the slow axis of the quarter-wave plate and the direction θ3 of the slow axis of the half-wave plate, taking the direction counterclockwise with respect to the transmission axis of the polarizing plate as positive.
−80 ° ≦ θ2 ≦ −70 ° and −20 ° ≦ θ3 ≦ −
When the angle is set to 10 °, the orientation processing direction θ1 of the substrate on which the alignment processing is performed among the upper and lower substrates is set to 30 ° ≦ θ1 ≦ 60 °, whereby not only white display but also gradation display is colored. And a good display without image is realized.
【００４０】さらに、本願第１５の発明は、本願第２ま
たは３の発明による反射型液晶表示装置の上基板上に偏
光板、半波長板、１／４波長板を上から順に配置した反
射型液晶表示装置において、偏光板の透過軸を基準に反
時計周りの向きを正として、１／４波長板の遅相軸の向
きθ２、半波長板の遅相軸の向きθ３の設定に関して、
−２０°≦θ２≦−１０° かつ −８０°≦θ３≦−
７０°とした時、上下基板のうち配向処理を施している
側の基板の配向処理方向θ１を ６０°≦θ１≦９０° とすることにより、これにより、白表示のみならず階調
表示に関して色付きのない良好な表示が実現される。こ
こで、θ１、θ２、θ３は−９０°から９０°の間で表
現したが、１８０°の周期性があるため、０°から１８
０°の間で定義してもよいことは言うまでもない。Further, the fifteenth invention of the present application is directed to a reflection type liquid crystal display device according to the second or third invention, wherein a polarizing plate, a half-wave plate, and a quarter-wave plate are arranged on the upper substrate in this order. In the liquid crystal display device, regarding the setting of the direction θ2 of the slow axis of the quarter-wave plate and the direction θ3 of the slow axis of the half-wave plate, taking the direction counterclockwise with respect to the transmission axis of the polarizing plate as positive.
−20 ° ≦ θ2 ≦ −10 ° and −80 ° ≦ θ3 ≦ −
When the angle is set to 70 °, the orientation processing direction θ1 of the substrate on which the alignment processing is performed among the upper and lower substrates is set to 60 ° ≦ θ1 ≦ 90 °, so that not only white display but also gradation display is colored. And a good display without image is realized. Here, θ1, θ2, and θ3 are expressed between -90 ° and 90 °. However, since there is a periodicity of 180 °, 0 ° to 18 °.
It goes without saying that it may be defined between 0 °.
【００４１】[0041]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を用いて説明する。◆本発明による液晶表示装置
は、図１に示すように、偏光板１０を通して、液晶層１
に外光などの照明光を入射させ、照明の入射した偏光板
１０側から観察する反射型液晶表示装置である。偏光板
１０によって、照明光のうち特定の方位の直線偏光成分
のみが選択的に透過入射し、その入射直線偏光は複数枚
の光学位相差補償板によって偏光状態が変化し、円偏光
となるように光学配置される。液晶層に入射した入射光
は印加された電圧に対応して配列した液晶層を、その偏
光状態を変化させて反射板に到達する。反射板上での偏
光状態は液晶配向によって異なる状態に実現される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below.
This will be described with reference to the drawings. The liquid crystal display device according to the present invention, as shown in FIG.
This is a reflection type liquid crystal display device in which illumination light such as external light is made incident on the polarizing plate 10 and is observed from the side of the polarizing plate 10 on which the illumination is made. Only the linearly polarized light component in a specific direction of the illumination light is selectively transmitted and incident by the polarizing plate 10, and the incident linearly polarized light is changed in the polarization state by the plurality of optical phase difference compensating plates to become circularly polarized light. Optically arranged. The incident light that has entered the liquid crystal layer reaches the reflection plate by changing the polarization state of the liquid crystal layer arranged according to the applied voltage. The polarization state on the reflector is realized in different states depending on the liquid crystal orientation.
【００４２】暗状態については、電圧無印加時に液晶層
の層法線方向のリターデーションはほぼ０となり、良好
な黒表示を与える。明状態については、良好な白表示
は、反射板上での入射光の偏光状態が直線偏光になって
いる時に実現される。最も良好な白表示を与える液晶層
１の構成、すなわち、広い波長範囲にわたり、円偏光を
直線偏光に変換する液晶層１の構成についての考察を行
う。In the dark state, when no voltage is applied, the retardation of the liquid crystal layer in the direction of the normal to the liquid crystal layer becomes almost 0, and a good black display is provided. In the bright state, good white display is realized when the polarization state of incident light on the reflector is linearly polarized. The configuration of the liquid crystal layer 1 that gives the best white display, that is, the configuration of the liquid crystal layer 1 that converts circularly polarized light into linearly polarized light over a wide wavelength range will be considered.
【００４３】液晶層１が及ぼす光学作用は、例えば、液
晶層のもつΔｎｄや｜ｄ／ｐ｜（液晶層厚ｄ、液晶層の
ピッチｐ）および上側基板上の液晶分子の向きと下側基
板上の液晶分子の向きとがなす角度および印加電圧など
のパラメータに依存する。ここでは、前者２つのパラメ
ータである液晶層のΔｎｄと｜ｄ／ｐ｜との関係に注目
し、まず、上下基板どちらか一方にラビング処理を施し
た場合について議論を進める。The optical action exerted by the liquid crystal layer 1 includes, for example, Δnd and | d / p | (liquid crystal layer thickness d, liquid crystal layer pitch p) of the liquid crystal layer, the orientation of liquid crystal molecules on the upper substrate, and the lower substrate. It depends on parameters such as the angle formed by the direction of the liquid crystal molecules above and the applied voltage. Here, the relationship between Δnd of the liquid crystal layer, which is the former two parameter, and | d / p | is focused, and first, the case where the rubbing process is performed on one of the upper and lower substrates will be discussed.
【００４４】液晶層１に円偏光を入射したときの反射板
上での光の偏光状態を液晶層のΔｎｄと｜ｄ／ｐ｜を変
数として計算した結果を図１４（ａ）および（ｂ）に示
す。図１４（ａ）および（ｂ）はそれぞれ液晶層に電圧
を３．５Ｖ印加した場合および仮想的に無限大の電圧を
印加した場合の計算結果である。電圧の下限値はピーク
電圧の最小値として見積もり、３．５Ｖの値を採用し
た。FIGS. 14A and 14B show the results of calculating the polarization state of light on the reflector when circularly polarized light is incident on the liquid crystal layer 1 using Δnd and | d / p | of the liquid crystal layer as variables. Shown in FIGS. 14A and 14B are calculation results when a voltage of 3.5 V is applied to the liquid crystal layer and when a virtually infinite voltage is applied to the liquid crystal layer, respectively. The lower limit value of the voltage was estimated as the minimum value of the peak voltage, and a value of 3.5 V was adopted.
【００４５】また、ラビング処理を施した側の基板上の
液晶分子は基板法線から一様に３度傾いて配向している
ものとした。グラフ中で黒く塗りつぶされている領域で
は、入射円偏光は反射板上でほぼ直線偏光になってい
る、すなわち良好な白表示を与える領域である。広い波
長範囲で良好な白表示を与える条件はグラフ中に黒で塗
り潰された領域が縦に広い領域である。駆動マージンも
考慮すると、前記領域は│ｄ／ｐ│に関して、０．１４
以上０．４２以下、Δｎｄに関しては、１３５ｎｍ以上
６５０ｎｍ以下と見積もることができる。また、上下基
板ともにラビング処理を施した場合も同様の検討を行っ
ている。Further, the liquid crystal molecules on the substrate on which the rubbing treatment was performed were uniformly oriented at an angle of 3 degrees from the substrate normal. In the black area in the graph, the incident circularly polarized light is almost linearly polarized light on the reflection plate, that is, an area that provides a good white display. The condition for providing a good white display in a wide wavelength range is that a region filled with black in the graph is a vertically wide region. In consideration of the driving margin, the area is 0.14 with respect to | d / p |.
Above 0.42 and below, Δnd can be estimated between 135 nm and 650 nm. The same study is performed when rubbing treatment is performed on both the upper and lower substrates.
【００４６】次に、、上下基板の両方ともラビング処理
を施した場合について、上側基板上の液晶分子と下側基
板上の液晶分子のなす角度θを０、４５、９０、１３
５、１８０、２２５、２７０、３１５°にした時、図１
４と同じ形式のグラフをそれぞれ作成し、上記判断基準
と同様、黒く塗られた領域が縦に長くなるようなΔｎｄ
と|ｄ／ｐ|の数値限定を行った。そのうち、θが４５°
と２７０°の場合のグラフを典型的な例として、それぞ
れ図２０（ａ）と（ｂ）に示す。これより、良好な白表
示を与える領域はΔｎｄに関して、２００ｎｍ以上６５
０ｎｍ以下、θに関しては０°以上２００°以下、およ
び２５０°以上３６０°以下と見積もることができる。Next, when the rubbing process is performed on both the upper and lower substrates, the angle θ between the liquid crystal molecules on the upper substrate and the liquid crystal molecules on the lower substrate is set to 0, 45, 90, 13.
5, 180, 225, 270 and 315 °, FIG.
4 in the same format as that of the above-described graph, and Δnd in which the black-painted area is vertically elongated in the same manner as in the above-described criterion.
And | d / p |. Of which θ is 45 °
FIGS. 20 (a) and 20 (b) show typical examples of the graphs at 270 ° and 270 °, respectively. Thus, the region giving a good white display is 200 nm or more and 65 nm with respect to Δnd.
It can be estimated that 0 nm or less and θ are 0 ° or more and 200 ° or less and 250 ° or more and 360 ° or less.
【００４７】《実施形態１》液晶層を挟持する両方の基
板のうち、片側基板のみラビング処理行い、反射型液晶
表示装置を構成した第１の実施の形態について、図１を
用いて説明する。ラビング処理の後、液晶の自然ピッチ
ｐと液晶層厚ｄの設定｜ｄ／ｐ｜を０．３３になるよう
に構成し、液晶層のΔｎｄを３５０ｎｍに設定し、１３
５ｎｍと２７０ｎｍの光学位相差補償板を１枚ずつ用い
た例を示す。Embodiment 1 A first embodiment in which a rubbing process is performed on only one of two substrates sandwiching a liquid crystal layer to constitute a reflection type liquid crystal display device will be described with reference to FIG. After the rubbing treatment, the setting | d / p | of the natural pitch p of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness d is set to 0.33, the Δnd of the liquid crystal layer is set to 350 nm, and 13
An example in which 5 nm and 270 nm optical phase difference compensating plates are used one by one will be described.
【００４８】図１は本実施形態の反射型液晶表示装置の
構成を示す断面図である。液晶層１は例えばラビング配
向処理などの手法により、傾斜配向処理された垂直配向
膜２の形成された基板４と、配向処理しない垂直配向膜
３の形成された基板５によって挟持されている。この基
板４と基板５には、それぞれ液晶層に電圧を印加するた
めの電極６と７が形成されている。電極７は反射板を兼
務していてもよい。また、この電極７に反射性を付加し
た場合に反射光の偏光性を保存する程度に滑らかな凹凸
形状を有していてもよい。滑らかな凹凸形状は、反射板
上で、方向によって異なる凹凸周期のものを用いてもよ
い。このように構成された電極対への電圧印加手段とし
て、アクティブ素子等を用いてもよいが、本発明におい
て駆動方法には特には限定されないことは言うまでもな
い。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of the reflection type liquid crystal display device of the present embodiment. The liquid crystal layer 1 is sandwiched between a substrate 4 on which a vertical alignment film 2 subjected to tilt alignment processing is formed and a substrate 5 on which a vertical alignment film 3 not subjected to alignment processing is formed, for example, by a method such as rubbing alignment processing. The substrates 4 and 5 are provided with electrodes 6 and 7 for applying a voltage to the liquid crystal layer, respectively. The electrode 7 may also serve as a reflector. In addition, when the electrode 7 is provided with reflectivity, the electrode 7 may have a smooth uneven shape enough to maintain the polarization of the reflected light. As the smooth uneven shape, one having a different uneven period on the reflecting plate depending on the direction may be used. An active element or the like may be used as a means for applying a voltage to the electrode pair configured as described above, but it goes without saying that the driving method is not particularly limited in the present invention.
【００４９】さらに、基板４の観察者側には光学位相差
補償板８と光学位相差補償板９とを配置し、さらに偏光
板１０を配置し、図１に示す反射型液晶表示装置を作製
した。ここでは、基板５上の電極７としてアルミニウム
を用い、光反射性電極とし、電極７は反射膜と電極の機
能を兼ね備えたものとした。Further, an optical phase difference compensating plate 8 and an optical phase difference compensating plate 9 are arranged on the observer side of the substrate 4, and a polarizing plate 10 is further arranged to produce the reflection type liquid crystal display device shown in FIG. did. Here, aluminum was used as the electrode 7 on the substrate 5 to form a light-reflective electrode, and the electrode 7 had both functions of a reflective film and an electrode.
【００５０】本実施形態における反射型液晶表示装置
は、液晶層厚が４．７μｍになるよう調整され、配向膜
にはポリイミド系の垂直配向膜を用い、ラビングするこ
とによりチルト角を形成した。なお、チルト角について
は法線方向からの傾斜角が２度である。本実施形態は、
一方の基板のみラビング処理を施したものであるが、均
一な配向が得られることは確認している。The reflective liquid crystal display device of this embodiment was adjusted so that the thickness of the liquid crystal layer was 4.7 μm. A vertical alignment film of polyimide was used as the alignment film, and the tilt angle was formed by rubbing. The tilt angle from the normal direction is 2 degrees. In this embodiment,
Although the rubbing treatment was applied to only one of the substrates, it was confirmed that a uniform orientation was obtained.
【００５１】本発明に使用できる配向膜は、液晶層に含
まれる液晶分子を絶縁性基板に対して垂直に配向させう
る膜、即ち垂直配向膜である。垂直配向膜は前記性質を
有するものであれば公知のものをいずれも使用すること
ができる。例えば、長鎖アルキル基がポリイミド骨格に
結合した構造を有する材料が挙げられ、具体的にはＪＡ
ＬＳ−２０３（日本合成ゴム社製）、ＳＥ−７５１１Ｌ
（日産化学社製）等のポリイミド系樹脂が挙げられる。The alignment film that can be used in the present invention is a film that can vertically align the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer with respect to the insulating substrate, that is, a vertical alignment film. Any known vertical alignment film can be used as long as it has the above properties. For example, a material having a structure in which a long-chain alkyl group is bonded to a polyimide skeleton is mentioned.
LS-203 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.), SE-7511L
(Manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.).
【００５２】配向膜の厚さは、０．０５〜０．１μｍ程
度である。配向膜の形成方法としては、例えば、ポリマ
ーを溶かした溶液をスピンナー塗布法、浸漬塗布法、ス
クリーン印刷法、ロール印刷法等で塗布し、乾燥させて
形成する方法を用いることができる。また、ポリマーの
前駆体溶液を、前記と同様の方法により塗布し、所定の
硬化条件（加熱、光照射等）で硬化させて形成する方法
も使用することができる。更に、ラングミュア・ブロジ
ェット法で形成することもできる。The thickness of the alignment film is about 0.05 to 0.1 μm. As a method of forming the alignment film, for example, a method in which a solution in which a polymer is dissolved is applied by a spinner coating method, a dip coating method, a screen printing method, a roll printing method, or the like, and dried, can be used. Alternatively, a method in which a polymer precursor solution is applied by the same method as described above and cured under predetermined curing conditions (heating, light irradiation, etc.) can be used. Further, it can be formed by the Langmuir-Blodgett method.
【００５３】また、本発明の液晶層に使用することがで
きる液晶としては、負の誘電異方性（ｎ型）を有するネ
マティック液晶であれば、特に限定されないことは言う
までもない。例えば、ＺＬＩ―２８５７、ＺＬＩ−４７
８８、ＺＬＩ−４７８８−０００（メルクジャパン社
製）等を挙げることができる。また、液晶層の厚さは、
３〜１２μｍが好ましい。カイラル剤を液晶に添加する
ことにより、所望の値に調整することができる。カイラ
ル剤としては、公知のものをいずれも使用することがで
き、例えばＳ−８１１（メルクジャパン社製）、コレス
テリルナノエート等が挙げられる。The liquid crystal that can be used in the liquid crystal layer of the present invention is not particularly limited as long as it is a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy (n type). For example, ZLI-2857, ZLI-47
88, ZLI-4788-000 (manufactured by Merck Japan) and the like. The thickness of the liquid crystal layer is
3-12 μm is preferred. A desired value can be adjusted by adding a chiral agent to the liquid crystal. As the chiral agent, any known chiral agent can be used, and examples thereof include S-811 (manufactured by Merck Japan) and cholesteryl nanoate.
【００５４】なお、液晶表示装置の使用温度範囲が広範
囲になる場合は、ヘリカルツイスティングパワーの温度
依存性が正負逆のカイラル剤を使用してもよい。このよ
うなカイラル剤としては、例えばＳ−１０１１（メルク
ジャパン社製）等が挙げられる。◆本実施形態では、液
晶材料として、誘電異方性が負であるメルク社のＺＬＩ
―２８５７を用い、カイラル剤としてメルク社のＳ−８
１１を添加した。ＺＬＩ―２８５７のΔｎは０．０７４
であり、本実施形態では液晶層厚を４．７μｍとしたの
で、Δｎｄは３５０ｎｍとした。In the case where the operating temperature range of the liquid crystal display device is wide, a chiral agent having a helical twisting power having the opposite temperature dependency may be used. Examples of such a chiral agent include S-1011 (manufactured by Merck Japan). In the present embodiment, as a liquid crystal material, ZLI of Merck having negative dielectric anisotropy is used.
-2857 and Merck S-8 as a chiral agent
11 was added. Δn of ZLI-2857 is 0.074
In this embodiment, since the thickness of the liquid crystal layer is set to 4.7 μm, Δnd is set to 350 nm.
【００５５】これらの具体的設定は図２に示すように、
１２は偏光板１０の透過方位であり、１３は第１の光学
位相差補償板８の遅相軸であり、１４は第２の光学位相
差補償板９の遅相軸である。また、偏光板１２の透過軸
と第１の光学位相差補償板８の遅相軸のなす角度をθ
２、偏光板１２の透過軸と第２の光学位相差補償板９の
遅相軸のなす角度をθ３としたとき、θ２とθ３の大き
さを各々１５°および７５°とした。１６は反射型液晶
表示装置の入射光の方位から観察したときの、基板４上
に形成された垂直配向膜２上の液晶の配向方位である。These specific settings are as shown in FIG.
Reference numeral 12 denotes a transmission direction of the polarizing plate 10, reference numeral 13 denotes a slow axis of the first optical phase difference compensating plate 8, and reference numeral 14 denotes a slow axis of the second optical phase difference compensating plate 9. Further, the angle between the transmission axis of the polarizing plate 12 and the slow axis of the first optical phase difference compensator 8 is θ
2. Assuming that the angle between the transmission axis of the polarizing plate 12 and the slow axis of the second optical phase difference compensating plate 9 is θ3, the magnitudes of θ2 and θ3 are 15 ° and 75 °, respectively. Reference numeral 16 denotes the orientation of the liquid crystal on the vertical alignment film 2 formed on the substrate 4 when observed from the orientation of the incident light of the reflection type liquid crystal display device.
【００５６】尚、入射側の液晶分子と偏光板のなす角度
は本実施形態では３０°に設定したが、液晶層には円偏
光を入射するため、入射側の液晶分子と偏光板のなす角
度に、基本特性は依存しない。さらに、液晶のピッチｐ
と液晶層厚のｄの比である｜ｄ／ｐ｜の値を０．３３に
設定しているため、初期状態で液晶分子はツイストする
ことなく垂直配向する。The angle formed between the liquid crystal molecules on the incident side and the polarizing plate is set to 30 ° in this embodiment. However, since circularly polarized light is incident on the liquid crystal layer, the angle formed between the liquid crystal molecules on the incident side and the polarizing plate. In addition, the basic characteristics do not depend. Furthermore, the pitch p of the liquid crystal
Since the value of | d / p |, which is the ratio of d to the thickness of the liquid crystal layer, is set to 0.33, the liquid crystal molecules are vertically aligned without twisting in the initial state.
【００５７】光学位相差補償板８と９はともにポリカー
ボネイト製の延伸フィルムからなり、光学位相差補償板
８は波長５５０ｎｍの面法線方向の透過光に対して、１
３０ｎｍから１４０ｎｍに制御された位相差を持ち、光
学位相差補償板９は同様の光に対して、２６５ｎｍから
２７５ｎｍに制御された位相差を持つ。これらの光学位
相差補償板の配置は、作製後の反射型液晶表示装置の正
面方位に対する光学特性を良好にする配置であるが、液
晶層と合わせて傾斜方位からの観察による特性を考慮し
て設計変更も可能である。Each of the optical phase difference compensating plates 8 and 9 is made of a stretched film made of polycarbonate.
The optical phase difference compensator 9 has a phase difference controlled from 265 nm to 275 nm with respect to similar light. The arrangement of these optical phase difference compensating plates is an arrangement for improving the optical characteristics with respect to the front direction of the reflection type liquid crystal display device after fabrication, but in consideration of the characteristics by observing from the tilt direction together with the liquid crystal layer. Design changes are also possible.
【００５８】図２に示す本実施形態の設定角条件を成立
させつつ、傾斜方位への透過光に対する該光学位相差補
償板の位相差を変化させる設計は、たとえば、光学位相
差補償板８と９の少なくとも１枚を、二軸性の光学位相
差補償板に変更する事で可能である。The design for changing the phase difference of the optical phase difference compensating plate with respect to the transmitted light in the tilt direction while satisfying the set angle condition of the present embodiment shown in FIG. 9 can be changed to a biaxial optical phase difference compensator.
【００５９】このようにして作製された反射型液晶表示
装置の反射率の電圧依存性を示すグラフを図３に示す。
この反射率の測定には、図４に示すように、本実施形態
の反射型液晶表示装置に電圧を印加する手段を駆動さ
せ、照明光源装置からの光をハーフミラーを介して基板
４側から入射させ、基板５上の光反射膜からの反射光を
光検出器にて検出したものである。図３において、反射
率１００％は、光学位相差補償板を用いずに、被測定装
置と同様の偏光板のみを用いた以外は本実施形態と同じ
反射型液晶表示装置を用い、液晶未注入の装置における
反射率である。また、反射率は視感輝度率（Ｙ値）を用
いた。FIG. 3 is a graph showing the voltage dependency of the reflectance of the reflection type liquid crystal display device thus manufactured.
In order to measure the reflectance, as shown in FIG. 4, a means for applying a voltage to the reflection type liquid crystal display device of the present embodiment is driven, and light from the illumination light source device is transmitted from the substrate 4 side via a half mirror. The light is incident, and the reflected light from the light reflecting film on the substrate 5 is detected by a photodetector. In FIG. 3, a reflectance of 100% was obtained by using the same reflection type liquid crystal display device as in the present embodiment except that only the same polarizing plate as that of the device under test was used without using the optical phase difference compensating plate. Is the reflectivity of the device. The luminosity factor (Y value) was used as the reflectance.
【００６０】図３に示す結果より、３Ｖ以下の駆動電圧
で、明るさ９０％、コントラスト４０の良好な表示特性
が得られたことがわかる。図３の各々の曲線は電圧−反
射率特性のカイラル添加量依存性、つまり、ツイスト量
を示しており、曲線３−１、３−２、３−３での｜ｄ／
ｐ｜は、各々０．３３、０、０．５である。曲線３−１
では、ピーク電圧よりも高電圧側で反射率が減衰しない
フラットな電圧−反射率特性が得られることがわかっ
た。曲線３−２には、カイラル剤を添加していないこと
以外は、曲線３−１と同様の設定の液晶を用いた場合の
電圧−反射率特性のグラフを示している。From the results shown in FIG. 3, it can be seen that good display characteristics with a brightness of 90% and a contrast of 40 were obtained at a driving voltage of 3 V or less. Each curve in FIG. 3 shows the dependence of the voltage-reflectance characteristics on the amount of chiral additive, that is, the amount of twist, and | d / in curves 3-1, 3-2, and 3-3.
p | is 0.33, 0, and 0.5, respectively. Curve 3-1
It was found that a flat voltage-reflectance characteristic in which the reflectance did not attenuate on the higher voltage side than the peak voltage was obtained. Curve 3-2 shows a graph of a voltage-reflectance characteristic when a liquid crystal having the same setting as that of the curve 3-1 is used except that the chiral agent is not added.
【００６１】図１９（ａ），（ｂ）は液晶層のパラメー
ターのうち、Δｎｄをそれぞれ３５０ｎｍ,２００ｎｍ
に固定し、３６０｜ｄ／ｐ｜を変化させた時、液晶層に
おいて波長５５０ｎｍの円偏光が直線偏光に変換される
程度を等高線表示にて表わしたものである。黒く塗られ
ている領域は円偏光が直線偏光に変換される効率がよい
領域であり、すなわちパネルにおいて白表示を与える領
域である。グラフの形式としては図１４のグラフの縦軸
のΔｎｄを電圧で置き換えたものになっている。図１４
の時と同様、図１７の黒に塗られている領域は良好な明
状態を与えるセル構成条件である。黒に塗られている領
域が縦に長いものほど、ピーク電圧よりも高電圧側で反
射率が減衰しないフラットな電圧−反射率特性が得ら
れ、駆動マージンを広くとることのでき設計上好ましい
セル構成条件である。FIGS. 19A and 19B show that Δnd of the liquid crystal layer parameters is 350 nm and 200 nm, respectively.
And the degree to which circularly polarized light having a wavelength of 550 nm is converted into linearly polarized light in the liquid crystal layer when 360 | d / p | is changed is expressed by contour display. The region painted black is a region where circularly polarized light is efficiently converted into linearly polarized light, that is, a region that provides white display on the panel. The format of the graph is obtained by replacing Δnd on the vertical axis of the graph of FIG. 14 with a voltage. FIG.
As in the case of the above, the area painted black in FIG. 17 is a cell configuration condition that gives a good light state. The longer the area painted in black vertically, the flatter the voltage-reflectance characteristics in which the reflectance does not attenuate on the higher voltage side than the peak voltage, and a wider driving margin, which is a preferable cell in design It is a configuration condition.
【００６２】図１９（ａ）において、横に長く（電圧に
関わりなく）黒に塗られている領域は３６０｜ｄ／ｐ｜
が８０から１５０の範囲におさまっており、すなわち、
良好な白表示を与える｜ｄ／ｐ｜の範囲は０．２２から
０．４２となる。図１９（ａ），（ｂ）で用いたΔｎｄ
とは異なる大きさのΔｎｄについても、同様なグラフを
作成し検討した結果、請求項１におけるΔｎｄおよび｜
ｄ／ｐ｜の請求範囲内で縦に長く黒に塗られている領域
が存在するようなセル構成条件はΔｎｄの範囲が２００
ｎｍから６５０ｎｍ、｜ｄ／ｐ｜の範囲が０．２２から
０．４２の時であることがわかった。In FIG. 19A, a region which is long horizontally (irrespective of voltage) and is painted black is 360 | d / p |
Falls in the range of 80 to 150, ie
The range of | d / p | giving good white display is 0.22 to 0.42. Δnd used in FIGS. 19 (a) and (b)
Similar graphs were created and examined for Δnd having a size different from that of Δnd, and as a result, Δnd and |
A cell configuration condition in which there is a vertically long black region within the range of d / p |
nm to 650 nm, and the range of | d / p | was 0.22 to 0.42.
【００６３】これらのグラフから、カイラル剤を添加す
ることにより、ピーク電圧よりも高電圧側で反射率が減
衰しない電圧−反射率特性が得られ、ピーク電圧の設定
マージンを広くとることができることがわかった。ま
た、観察方位を基板法線に対して方位角方向に変化させ
た際に、ピーク電圧がずれてしまう現象に対処すること
ができる。さらに、反射率の波長依存性を測定したとこ
ろ、ほぼフラットな特性が得られ、色付きの無い良好な
白黒の表示特性が得られた。From these graphs, it can be seen that by adding a chiral agent, a voltage-reflectance characteristic in which the reflectance does not attenuate on the higher voltage side than the peak voltage can be obtained, and the setting margin of the peak voltage can be widened. all right. Further, it is possible to cope with a phenomenon in which the peak voltage shifts when the observation azimuth is changed in the azimuth direction with respect to the substrate normal. Further, when the wavelength dependence of the reflectance was measured, almost flat characteristics were obtained, and good black-and-white display characteristics without coloring were obtained.
【００６４】ここで、上記実施形態と同様の液晶セルの
配置構成で、セル厚のみを４．７μｍと３．１μｍとす
ることにより、液晶層のΔｎｄを３５０ｎｍと２３０ｎ
ｍとし、│ｄ／ｐ│を０．３３と０．２２とした場合の
視野角依存性の測定をも行った。入射光は、表示面の法
線から３０°傾いた方向から投光し、正面方向で受光し
た際の白表示と黒表示の比、すなわちコントラストを３
時方位から１２時方位まで測定した結果を図１５に示
す。液晶層のΔｎｄが３５０ｎｍを曲線１に、２３０ｎ
ｍを曲線２に示す。Here, with the same arrangement configuration of the liquid crystal cell as in the above embodiment, only the cell thickness is set to 4.7 μm and 3.1 μm, and the Δnd of the liquid crystal layer is set to 350 nm and 230 n.
m, and | d / p | was set to 0.33 and 0.22. The incident light is projected from a direction inclined by 30 ° from the normal line of the display surface, and the ratio of white display to black display when received in the front direction, that is, the contrast is 3
FIG. 15 shows the measurement results from the hour direction to the 12 o'clock direction. The curve nd of the liquid crystal layer is 350 nm,
m is shown in curve 2.
【００６５】図１５から明らかなように、Δｎｄを２３
０ｎｍにすることにより、ほぼすべての方位において、
コントラスト２０以上を確保でき非常に優れた白黒表示
が可能となることが分かった。コントラストの方位角方
向の平均値で表現すると、Δｎｄが３５０ｎｍの時は１
５、Δｎｄが２３０ｎｍの時は２８であった。よって、
請求項１におけるΔｎｄの請求範囲内で、コントラスト
の方位角方向の平均値が１５以上の良好な視野角特性を
実現するΔｎｄの範囲は１３５ｎｍから３５０ｎｍであ
った。As is apparent from FIG. 15, Δnd is 23
By setting it to 0 nm, in almost all directions,
It has been found that a contrast of 20 or more can be secured and very excellent black-and-white display can be achieved. When expressed as an average value of the contrast in the azimuth direction, when Δnd is 350 nm, 1 is obtained.
5. When Δnd was 230 nm, it was 28. Therefore,
Within the range of Δnd in claim 1, the range of Δnd for achieving good viewing angle characteristics with an average value of contrast in the azimuthal direction of 15 or more was 135 nm to 350 nm.
【００６６】また、|ｄ／ｐ|については、図１９におけ
る検討の結果、上記Δｎｄの範囲内で良好な表示を実現
する|ｄ／ｐ|の範囲は０．１４から０．３４となった。
また、上基板４としてカラーフィルタ基板を用いること
により、フルカラー表示も可能となる。二軸性光学位相
差補償板および負の屈折率異方性の光学位相差補償板の
両方を用いることにより、さらに良好な視野角特性を得
ることも確認できた。As for | d / p |, as a result of the study in FIG. 19, the range of | d / p | for realizing good display within the above-mentioned range of Δnd was from 0.14 to 0.34. .
By using a color filter substrate as the upper substrate 4, full-color display is also possible. By using both the biaxial optical retardation compensator and the optical retardation compensator having negative refractive index anisotropy, it was confirmed that better viewing angle characteristics could be obtained.
【００６７】さらに、実施形態１と同様の配置で、液晶
層の構成も同様にし、前記上側基板４上に配置された偏
光板と光学位相差補償板の構成を保ったまま、偏光板１
０の透過軸と該上側基板４上の液晶分子の方向のなす角
度に関する、該反射型液晶表示装置のコントラストの視
野角依存性を計算した。上記、偏光板の透過軸と該上側
基板４上の液晶分子の方向のなす角度が４５°および１
５０°の時の結果を図１６（ａ）および図１６（ｂ）に
示す。ここで、コントラストは正反射、すなわち投光軸
と受光軸の傾き角は同じで、方位角は１８０°異なるの
配置で計算されている。また、同心円の径は表示面の法
線からの傾き角を、同心円の方位は表示面の方位角をさ
す。Further, with the same arrangement as in the first embodiment, the structure of the liquid crystal layer is also made the same, and while maintaining the structure of the polarizing plate and the optical phase difference compensating plate disposed on the upper substrate 4, the polarizing plate 1
The viewing angle dependence of the contrast of the reflective liquid crystal display device with respect to the angle between the transmission axis of 0 and the direction of the liquid crystal molecules on the upper substrate 4 was calculated. The angle between the transmission axis of the polarizing plate and the direction of the liquid crystal molecules on the upper substrate 4 is 45 ° and 1 °.
The results at 50 ° are shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b). Here, the contrast is calculated by specular reflection, that is, the arrangement is such that the inclination angles of the light projecting axis and the light receiving axis are the same and the azimuth angles are different by 180 °. The diameter of the concentric circle indicates the inclination angle from the normal line of the display surface, and the azimuth of the concentric circle indicates the azimuth angle of the display surface.
【００６８】図１６（ａ）の結果により、この構成にお
いては方位が１２０°から３００°方向で特に優れたコ
ントラストを与え、図１６（ｂ）の結果より、この構成
においてはコントラストについてほぼ等方的な視野角特
性を与えることがわかった。According to the result of FIG. 16 (a), particularly excellent contrast is provided in the azimuth of 120 ° to 300 ° in the configuration, and from the result of FIG. 16 (b), the contrast is substantially isotropic in this configuration. It has been found that a characteristic viewing angle characteristic is provided.
【００６９】また、本発明者らは図１７（ａ）、
（ｂ）、図１８（ａ）、（ｂ）において、上記偏光板１
０の透過軸と該上側基板４上の液晶分子の方向のなす角
度を０°、９０°、１３５°、および１６５°と変更し
て同様な計算を行った。この結果、請求項３記載の構成
において、コントラストについてほぼ等方的な視野角特
性を得ることができ、また請求項４における構成におい
て、コントラストが特に優れた特定な方向が得られるこ
とが分かった。In addition, the present inventors have shown in FIG.
(B), FIGS. 18 (a) and (b), the polarizing plate 1 shown in FIG.
Similar calculations were performed by changing the angle between the transmission axis of 0 and the direction of the liquid crystal molecules on the upper substrate 4 to 0 °, 90 °, 135 °, and 165 °. As a result, it has been found that in the configuration of the third aspect, it is possible to obtain substantially isotropic viewing angle characteristics with respect to contrast, and in the configuration of the fourth aspect, it is possible to obtain a specific direction with particularly excellent contrast. .
【００７０】《実施形態２》次に、液晶層を挟持する上
下両方の基板ともラビング処理行い、反射型液晶表示装
置を構成した第２の実施の形態について、図面を用いて
説明する。上下基板ともにラビング処理を行った後、基
板の配向処理方向のなす角度を２７０°、液晶層のΔｎ
ｄを３００ｎｍ、光学位相差補償板として３枚（１３５
ｎｍ、２７０ｎｍ、２７０ｎｍ）用いて、図５に示す反
射型液晶表示装置を作製した。Embodiment 2 Next, a second embodiment in which a rubbing process is performed on both the upper and lower substrates sandwiching the liquid crystal layer to form a reflective liquid crystal display device will be described with reference to the drawings. After both the upper and lower substrates have been subjected to the rubbing treatment, the angle between the orientation treatment directions of the substrates is 270 °, and the Δn of the liquid crystal layer is
d is 300 nm, and three optical phase difference compensators (135
5, 270 nm, and 270 nm) to produce a reflective liquid crystal display device shown in FIG.
【００７１】基板５上の電極７は、アルミニウムを用い
た光反射性電極とした。液晶層は液晶導入後に液晶層厚
が４．５μｍになるよう調整され、上下基板の配向処理
方向のなす角度が２７０°に設定され、液晶は通常のＴ
ＦＴ透過型液晶ディスプレイに使用されている液晶と同
様の液晶物性（誘電異方性、弾性、粘性、温度特性、電
圧保持特性）を有し、Δεだけが−３．０に調整された
ものを用い、液晶層厚と複屈折量の積を３００ｎｍにな
るように設定し、液晶の｜ｄ／ｐ｜を０．５となるカイ
ラル剤を添加した。The electrode 7 on the substrate 5 was a light reflective electrode using aluminum. The liquid crystal layer is adjusted so that the thickness of the liquid crystal layer becomes 4.5 μm after the introduction of the liquid crystal, the angle between the alignment treatment directions of the upper and lower substrates is set to 270 °, and the liquid crystal is made of a normal T liquid crystal.
A liquid crystal display having the same liquid crystal properties (dielectric anisotropy, elasticity, viscosity, temperature characteristics, and voltage holding characteristics) as the liquid crystal used in the FT transmission type liquid crystal display, and only Δε adjusted to −3.0. The product was set so that the product of the thickness of the liquid crystal layer and the amount of birefringence was 300 nm, and a chiral agent was added so that | d / p | of the liquid crystal became 0.5.
【００７２】光学位相差補償板の具体的な角度の設定は
図６に示すように、図６に示すように、１２は偏光板１
０の透過方位であり、第１の光学位相差補償板８の遅相
軸、第２の光学位相差補償板９の遅相軸および第２の光
学位相差補償板１１の遅相軸の方位は、それぞれ１３、
１４および１５である。また、偏光板１２の透過軸と第
１の光学位相差補償板８の遅相軸のなす角度をθ２、偏
光板１２の透過軸と第１の光学位相差補償板９の遅相軸
のなす角度をθ３、偏光板１２の透過軸と第１の光学位
相差補償板１１の遅相軸のなす角度をθ４としたときの
θ２、θ３およびθ４の大きさをそれぞれ７度、３４度
および１００°とした。１６および１７はそれぞれ、反
射型液晶表示装置の入射光の方位から観察したときの、
基板４上に形成された垂直配向膜２上の液晶の配向方位
および基板５上に形成された垂直配向膜３上の液晶の配
向方位である。The concrete setting of the angle of the optical phase difference compensating plate is as shown in FIG. 6, and as shown in FIG.
0, the azimuths of the slow axis of the first optical phase difference compensating plate 8, the slow axis of the second optical phase difference compensating plate 9, and the slow axis of the second optical phase difference compensating plate 11. Is 13,
14 and 15. The angle between the transmission axis of the polarizing plate 12 and the slow axis of the first optical phase difference compensating plate 8 is θ2, and the angle between the transmission axis of the polarizing plate 12 and the slow axis of the first optical phase difference compensating plate 9 is formed. When the angle is θ3, and the angle between the transmission axis of the polarizing plate 12 and the slow axis of the first optical phase difference compensator 11 is θ4, the magnitudes of θ2, θ3, and θ4 are 7, 34, and 100, respectively. °. 16 and 17 are, respectively, when observed from the direction of the incident light of the reflection type liquid crystal display device.
These are the orientation of the liquid crystal on the vertical alignment film 2 formed on the substrate 4 and the orientation of the liquid crystal on the vertical alignment film 3 formed on the substrate 5.
【００７３】これらの３枚の光学位相差補償板はともに
ポリカーボネイト製の１軸性の延伸フィルムからなり、
光学位相差補償板８は波長５５０ｎｍの面法線方向の透
過光に対して１３０ｎｍから１４０ｎｍに制御された位
相差を持ち、光学位相差補償板９と１１は同様の光に対
して２６５ｎｍから２７５ｎｍに制御された位相差を持
つ。偏光板１０は、誘電体多層膜によるＡＲ（Anti−Re
flective）層を有する単体内部透過率が４５％の偏光板
である。Each of the three optical retardation compensators is made of a uniaxially stretched film made of polycarbonate.
The optical phase difference compensator 8 has a phase difference controlled from 130 nm to 140 nm with respect to the transmitted light in the direction of the surface normal at a wavelength of 550 nm, and the optical phase difference compensators 9 and 11 have a phase difference of 265 nm to 275 nm for similar light. Has a controlled phase difference. The polarizing plate 10 is made of an AR (Anti-Re
(flective) polarizing plate having a layer and an internal transmittance of 45%.
【００７４】このようにして作製された反射型液晶表示
装置の反射率は、実施形態１のものと同様に図４に示す
配置にて測定されたもので、１００％は実施形態１と同
様である。The reflectivity of the reflective liquid crystal display device thus manufactured was measured in the arrangement shown in FIG. 4 similarly to that of the first embodiment, and 100% was the same as that of the first embodiment. is there.
【００７５】以上のように作製された実施形態２の液晶
表示素子の電圧−反射率特性を図７の曲線７−１に示
し、その比較例として｜ｄ／ｐ｜が０と０．６７の場合
の電圧−反射率特性をそれぞれ曲線７−２、曲線７−３
に示す。この結果によると、この結果によると、曲線７
−１、２の比較により、カイラル剤を添加した曲線７−
１の方がピーク電圧よりも高電圧側で反射率が減衰しな
いことがわかった。このことから駆動マージンが広くと
れることが分かった。The voltage-reflectance characteristics of the liquid crystal display element of Embodiment 2 manufactured as described above are shown by a curve 7-1 in FIG. 7, and as a comparative example, | d / p | The voltage-reflectance characteristics in the case are represented by curves 7-2 and 7-3, respectively.
Shown in According to this result, according to this result, curve 7
By comparing 1 and 2, the curve 7- with the addition of the chiral agent was added.
It was found that the sample No. 1 did not attenuate the reflectance on the higher voltage side than the peak voltage. This indicates that a wide driving margin can be obtained.
【００７６】また、ピーク電圧よりも高電圧側で反射率
が減衰しない特性は、観察方位を基板法線に対して方位
角方向に変化させた際に、ピーク電圧がずれてしまう現
象に対処することができる。良好な電圧−反射率特性を
与えるカイラル剤添加量には最適条件があり、添加量が
過多になると、曲線７−３に示すように良好な電圧−反
射率特性を得ることができなくなることが分かった。さ
らに、反射率の波長依存性を測定したところ、ほぼフラ
ットな特性が得られる条件と前記カイラル剤添加量につ
いての最適条件は一致することがわかった。The characteristic that the reflectance does not attenuate on the higher voltage side than the peak voltage addresses the phenomenon that the peak voltage shifts when the observation direction is changed in the azimuth direction with respect to the substrate normal. be able to. There is an optimal condition for the amount of the chiral agent that gives good voltage-reflectance characteristics, and if the amount is too large, good voltage-reflectance characteristics may not be obtained as shown by the curve 7-3. Do you get it. Further, when the wavelength dependence of the reflectance was measured, it was found that the conditions under which substantially flat characteristics were obtained and the optimum conditions with respect to the amount of the chiral agent added matched.
【００７７】また、明状態の明るさは９５％、コントラ
スト比２０が得られた。これにより、十分な明状態の反
射率と、コントラスト比が実現され、目視観察において
も良好な反射型液晶表示装置となることがわかった。な
お、コントラスト比は明状態（印加電圧は各例ごとに最
も反射率の高い電圧）の反射率を暗状態の反射率で除し
て定義した。明状態の印加電圧は各例ごとに最も反射率
の高い電圧を用い、暗状態は、電圧無印加状態に設定し
た。すなわち、３枚の光学位相差補償板で円偏光を作製
した反射型液晶表示装置の方が、コントラストが向上す
ることを確認している。The brightness in the bright state was 95% and the contrast ratio was 20. As a result, it was found that a sufficient reflectance in a bright state and a sufficient contrast ratio were realized, and the reflection type liquid crystal display device was excellent even in visual observation. Note that the contrast ratio was defined by dividing the reflectance in the bright state (the applied voltage was the voltage having the highest reflectance for each example) by the reflectance in the dark state. As the applied voltage in the bright state, the voltage having the highest reflectance was used for each example, and in the dark state, the voltage was applied without voltage. That is, it has been confirmed that the reflection type liquid crystal display device in which circularly polarized light is produced by using three optical retardation compensators has improved contrast.
【００７８】また、本実施形態においては、液晶層の｜
ｄ／ｐ｜を０．５となるカイラル剤を添加したが、この
設定では、液晶層が１８０°ねじれることになるが、界
面の規制により２７０°ねじれることになり、液晶層と
界面は整合しない。Also, in the present embodiment, |
Although a chiral agent that makes d / p | 0.5 is added, in this setting, the liquid crystal layer is twisted by 180 °, but is twisted by 270 ° due to the regulation of the interface, and the liquid crystal layer and the interface do not match. .
【００７９】しかし、本願発明者らは、上下基板上の液
晶分子の配向方向のなす角度と｜ｄ／ｐ｜を適用するこ
とにより、液晶層と界面が整合する条件よりも特性が良
くなることを見出している。図８において、これらのラ
ビング角と｜ｄ／ｐ｜の最適条件の関係を示す。すなわ
ち、図８に示すように、これらの上基板上の液晶分子と
下基板上の液晶分子のなす角度と、｜ｄ／ｐ｜の最適条
件を示す。However, the present inventors have found that by applying | d / p | to the angle between the alignment directions of the liquid crystal molecules on the upper and lower substrates, the characteristics are better than the condition where the interface with the liquid crystal layer is matched. Heading. FIG. 8 shows the relationship between the rubbing angle and the optimum condition of | d / p |. That is, as shown in FIG. 8, the angle formed between the liquid crystal molecules on the upper substrate and the liquid crystal molecules on the lower substrate and the optimum condition of | d / p | are shown.
【００８０】すなわち、図８中の斜線部は、上基板上お
よび下基板上の液晶分子のなす角度に対して、良好な電
圧−反射率特性を与えるカイラル剤添加量の最適条件の
範囲を示している。本発明者らは、図８によって規定さ
れる最適条件において、いずれも良好な表示を与えるこ
とを、計算機シミュレーションと実験の両方から確認し
ている。本実施形態の場合は、上基板上の液晶分子と下
基板上の液晶分子のなす角度は２７０°であるので、最
適な｜ｄ／ｐ｜は０．４以上０．６以下であることがわ
かる。That is, the hatched portion in FIG. 8 indicates the range of the optimum condition of the amount of the chiral agent to be added which gives a good voltage-reflectance characteristic with respect to the angle formed by the liquid crystal molecules on the upper substrate and the lower substrate. ing. The present inventors have confirmed from both computer simulations and experiments that both display good displays under the optimum conditions defined by FIG. In the case of the present embodiment, the angle formed by the liquid crystal molecules on the upper substrate and the liquid crystal molecules on the lower substrate is 270 °, so that the optimum | d / p | Understand.
【００８１】《実施形態３》さらに、上下基板の配向処
理方向のなす角度が２２５°になるように上下基板にラ
ビング処理を行い（いわゆるＳＴＮ）、液晶層のΔｎｄ
を９４０ｎｍとし、１３５ｎｍと２７０ｎｍの光学位相
差補償板を１枚ずつ用い、誘電率異方性が負のネマティ
ック液晶であるＺＬＩ４８５０（Δｎ：０．２０８、メ
ルクジャパン社製）にカイラル剤としてＣＮ（コレステ
リルナノエート）を添加し、カイラルピッチを１３．５
μｍに調整し、液晶層厚４．５μｍの液晶層として挟持
した。ここで、液晶の｜ｄ／ｐ｜を０．３３に設定して
おり、上下の基板の配向処理方向のなす角度が２２５°
であるため、これも液晶層のねじれと上下の基板の規制
力とは整合していない。<< Embodiment 3 >> Further, a rubbing process is performed on the upper and lower substrates so that the angle between the alignment process directions of the upper and lower substrates becomes 225 ° (so-called STN), and the Δnd of the liquid crystal layer is changed.
Is set to 940 nm, and using a 135 nm and a 270 nm optical phase difference compensating plates one by one, CN (LiN: 0.208, manufactured by Merck Japan) which is a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy as a chiral agent is CN ( Cholesteryl nanoate) to increase the chiral pitch to 13.5.
It was adjusted to μm, and sandwiched as a liquid crystal layer having a liquid crystal layer thickness of 4.5 μm. Here, | d / p | of the liquid crystal is set to 0.33, and the angle between the alignment processing directions of the upper and lower substrates is 225 °.
Therefore, this also does not match the twist of the liquid crystal layer with the regulating force of the upper and lower substrates.
【００８２】こうして作製した液晶セルの基板４の上
に、図２に示したものと同様の２枚の光学位相差補償板
と偏光板を配置し、第３の実施形態の反射型液晶表示装
置を作製した。◆この反射型液晶表示装置を１／２４０
デューティーで単純マトリックス駆動したところ、コン
トラスト１０の良好な表示が得られた。On the substrate 4 of the liquid crystal cell thus manufactured, two optical phase difference compensating plates and a polarizing plate similar to those shown in FIG. 2 are arranged, and the reflection type liquid crystal display device of the third embodiment is provided. Was prepared. ◆ This reflective liquid crystal display device is 1/240
When a simple matrix drive was performed at a duty, a favorable display with a contrast of 10 was obtained.
【００８３】第３の実施形態における反射型液晶表示装
置の電圧−反射率特性の測定結果を図９に示す。図９に
おける反射率は実施形態１のものと同様に、図４に示す
配置にて測定されたもので、１００％は実施形態１と同
様である。FIG. 9 shows measurement results of the voltage-reflectance characteristics of the reflection type liquid crystal display device according to the third embodiment. The reflectivity in FIG. 9 is measured in the arrangement shown in FIG. 4 as in the first embodiment, and 100% is the same as in the first embodiment.
【００８４】また、本実施形態に限らず、液晶層のΔｎ
ｄおよび上下の基板での配向方向のなす角度θを変化さ
せた時の電気光学特性の急峻性を調べた。そのうちの典
型的な例を図２１（ａ），（ｂ），図２２（ａ），
（ｂ）に示す。以上より、Δｎｄに関して６００ｎｍか
ら１２００ｎｍ、|ｄ／ｐ|が０．１以上０．５以下の領
域では電気光学特性の急峻性が高く、単純マトリックス
駆動が可能であることが確認できた。Further, the present invention is not limited to this embodiment.
The steepness of the electro-optical characteristics when d and the angle θ between the orientation directions of the upper and lower substrates were changed was examined. Typical examples are shown in FIG. 21 (a), (b), FIG. 22 (a),
(B). From the above, it was confirmed that in the region where Δnd is from 600 nm to 1200 nm and | d / p | is 0.1 or more and 0.5 or less, the steepness of the electro-optical characteristics is high and simple matrix driving is possible.
【００８５】《実施形態４》上述の実施形態では光学位
相差補償板として、一軸性の延伸フィルムを用いている
が、二軸性、すなわち３次元的に屈折率を制御できる位
相差補償板や液晶ポリマーから作製した二軸性光学位相
差補償板を適用し、さらに負の屈折率異方性の光学位相
差補償板を用いた反射型液晶表示装置の構造を図１０に
示す。ここで、図１０は、図１に示すような構造を有す
る反射型液晶表示装置において、第２の基板４と第２の
基板３の上に配置されている光学位相差補償板８との間
に、負の屈折率異方性をもつ光学位相差補償板２９を挿
入したものである。ここで、この光学位相差補償板２９
の板面法線方向のリターデーションは、液晶層１のΔｎ
ｄとほぼ同じ値になるように設定されており、また、前
記第１の基板５上に形成されている反射性電極７は、面
内に異方性を有するような凹凸形状を有している。Embodiment 4 In the above embodiment, a uniaxially stretched film is used as the optical retardation compensating plate. However, a biaxial, that is, a retardation compensating plate capable of controlling the refractive index three-dimensionally is used. FIG. 10 shows a structure of a reflection type liquid crystal display device using a biaxial optical phase difference compensator made of a liquid crystal polymer and further using an optical phase difference compensator having a negative refractive index anisotropy. Here, FIG. 10 shows the relationship between the second substrate 4 and the optical phase difference compensator 8 disposed on the second substrate 3 in the reflective liquid crystal display device having the structure shown in FIG. The optical phase difference compensating plate 29 having a negative refractive index anisotropy is inserted into the optical compensator. Here, this optical phase difference compensating plate 29
Is the retardation of the liquid crystal layer 1 in the direction normal to the plate surface.
The value of d is set to be substantially the same as the value of d, and the reflective electrode 7 formed on the first substrate 5 has an in-plane anisotropic uneven shape. I have.
【００８６】このようにして作製された反射型液晶表示
装置の電圧無印加時の、すなわち暗状態での該反射型液
晶表示装置の表示面の輝度の視野角依存性を図１１に示
す。ここで、反射輝度は正反射、すなわち投光軸と受光
軸の傾き角は同じで、方位角は１８０°異なるの配置で
計算されている。また、同心円の径は表示面の法線から
の傾き角を、同心円の方位は表示面の方位角をさす。ま
た、光学位相差補償板として、図１１（ａ）では一軸性
光学位相差補償板を、図１１（ｂ）では二軸性光学位相
差補償板を用いた場合の結果である。これらの結果か
ら、反射輝度０．０４以下の良好な暗状態を再現する領
域は、一軸性光学位相差補償板を用いたときは傾き角が
０°以上４０°以下程度の領域であるのに対し、二軸性
光学位相差補償板を用いたときは視角のほぼ全域、傾き
角０°以上８０°以上の領域となり、二軸性光学位相差
補償板を用いることにより視野角特性が大幅に向上する
ことがわかった。FIG. 11 shows the viewing angle dependence of the luminance of the display surface of the reflective liquid crystal display device thus manufactured when no voltage is applied, that is, in a dark state. Here, the reflection luminance is calculated in the arrangement of regular reflection, that is, the inclination angles of the light projecting axis and the light receiving axis are the same, and the azimuth angles are different by 180 °. The diameter of the concentric circle indicates the inclination angle from the normal line of the display surface, and the azimuth of the concentric circle indicates the azimuth angle of the display surface. In addition, FIG. 11A shows the result when a uniaxial optical phase difference compensator is used as the optical phase difference compensator, and FIG. 11B shows the result when a biaxial optical phase difference compensator is used. From these results, the region where a good dark state with a reflection luminance of 0.04 or less is reproduced is a region where the tilt angle is about 0 ° or more and 40 ° or less when a uniaxial optical phase difference compensator is used. On the other hand, when the biaxial optical phase difference compensating plate is used, the viewing angle becomes almost the whole range, the tilt angle is 0 ° or more and 80 ° or more, and the viewing angle characteristic is greatly improved by using the biaxial optical phase difference compensating plate. It was found to improve.
【００８７】《実施形態５》さらに、第５の実施形態と
して、実施形態４と同様な配置で、表示面の法線から３
０°傾いた方向から照明光を入射し、正面方向で観察し
た際の白表示と黒表示の比、すなわちコントラストを３
時方位から１２時方位をへて９時方位まで測定した。測
定結果を図１２に示す。<Fifth Embodiment> Further, as a fifth embodiment, an arrangement similar to that of the fourth embodiment is used, and the distance from the normal to the display surface is 3
Illumination light is incident from a direction inclined at 0 °, and the ratio of white display to black display, that is, the contrast when observed in the front direction, is 3
The measurement was performed from the hour direction to the 9 o'clock direction from the 12 o'clock direction. FIG. 12 shows the measurement results.
【００８８】図から明らかなようにほぼすべての方位に
おいてコントラスト２０以上を保証でき、非常に優れた
白黒表示が可能である。また、上基板４としてカラーフ
ィルタ基板を用いることにより、フルカラー表示が可能
である。As is clear from the figure, a contrast of 20 or more can be guaranteed in almost all directions, and very excellent black-and-white display is possible. By using a color filter substrate as the upper substrate 4, full color display is possible.
【００８９】本実施形態においては、二軸性光学位相差
補償板および負の屈折率異方性の光学位相差補償板の両
方を用いたが、負の屈折率異方性の光学位相差補償板を
用いず、二軸性光学位相差補償板のみを用いた場合にお
いても、一軸性光学位相差補償板のみを用いた場合より
優れた表示特性が得られることも確認している。In this embodiment, both the biaxial optical retardation compensator and the negative retardation anisotropic optical retardation compensator are used, but the negative retardation anisotropy optical retardation compensator is used. It has been confirmed that even when only a biaxial optical phase difference compensating plate is used without using a plate, better display characteristics can be obtained than when only a uniaxial optical phase difference compensating plate is used.
【００９０】《実施形態６》実施形態１における液晶層
として、高分子前駆体を添加した第６の実施形態を示
す。反射型液晶表示装置の構成は図１３に示すように、
実施形態１とほぼ同様であって、２枚の透明な基板４、
５の間には、液晶・高分子複合層３０が挟持され、この
液晶・高分子複合層３０は、キュアド高分子３１のマト
リックス中に液晶１が相分離した状態となっている。液
晶・高分子複合層３０は連続体として存在している。Embodiment 6 A sixth embodiment in which a polymer precursor is added as the liquid crystal layer in Embodiment 1 will be described. The configuration of the reflection type liquid crystal display device is as shown in FIG.
It is almost the same as the first embodiment, and two transparent substrates 4
5, a liquid crystal / polymer composite layer 30 is sandwiched between the liquid crystal / polymer composite layer 30 and the liquid crystal 1 in a matrix of the cured polymer 31 in a phase separated state. The liquid crystal / polymer composite layer 30 exists as a continuous body.
【００９１】高分子は高分子前駆体として液晶及び重合
開始剤と共に混合され、紫外光（以後、ＵＶ光と称す）
を照射して硬化し、高分子となる際に、液晶１と相分離
するものが使用される。液晶１としては、電界方向と平
行方向に配向する負の誘電異方性を有するものが使用さ
れる。以後、ＵＶ照射以降の高分子をキュアド高分子と
称する事とする。２枚の基板４、５は内側面に各々透明
電極６と反射電極７を有しており、更に、その上は、各
々垂直配向膜２、３が形成されている。反射電極として
は鏡面性を有するフラットな鏡を用いた。The polymer is mixed with a liquid crystal and a polymerization initiator as a polymer precursor, and is mixed with ultraviolet light (hereinafter referred to as UV light).
Irradiation is performed, and when it becomes a polymer, a polymer that separates from the liquid crystal 1 is used. As the liquid crystal 1, a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy oriented in a direction parallel to the electric field direction is used. Hereinafter, the polymer after UV irradiation is referred to as a cured polymer. The two substrates 4 and 5 each have a transparent electrode 6 and a reflective electrode 7 on the inner side surface, and further, a vertical alignment film 2 and 3 are formed thereon. A flat mirror having specularity was used as the reflective electrode.
【００９２】垂直配向膜２、３は２枚の基板間に挟持さ
れた誘電率異方性が負の液晶１を基板４、５と垂直な方
向に配向させる配向処理が施されている。キュアド高分
子３１は光重合反応により硬化されるため、固定化され
て電場応答できなくなる。また、液晶１は、配向状態が
固定されていないため、電界を印加すると電界方向に揃
うこととなる。The vertical alignment films 2 and 3 are subjected to an alignment process for aligning the liquid crystal 1 having a negative dielectric constant anisotropy sandwiched between two substrates in a direction perpendicular to the substrates 4 and 5. Since the cured polymer 31 is cured by a photopolymerization reaction, it is immobilized and cannot respond to an electric field. Further, since the liquid crystal 1 has an unfixed alignment state, when the electric field is applied, the liquid crystal 1 is aligned in the direction of the electric field.
【００９３】したがって、電界無印加の場合には、液晶
１の配向方向は、基板４、５に対して垂直方向に一致す
る状態となり、この状態においては、液晶の常光に対す
る屈折率と高分子の屈折率とを一致させることにより、
液晶セルは透明状態となる。よって、実施形態１と同様
に良好な黒表示を実現できる。Therefore, when no electric field is applied, the alignment direction of the liquid crystal 1 is in a state perpendicular to the substrates 4 and 5, and in this state, the refractive index of the liquid crystal to ordinary light and the refractive index of the polymer By matching the refractive index,
The liquid crystal cell becomes transparent. Therefore, good black display can be realized as in the first embodiment.
【００９４】また、透明電極６と反射電極７の間に電源
を接続して、液晶・高分子複合層３０に電界を印加する
と、液晶に添加したカイラル物質の効果で、液晶１の配
向方向が電界方向に揃うため。所定の角度をツイスト
し、液晶１とキュアド高分子３１との界面で屈折率の不
一致により光散乱状態となり、液晶セルは白濁状態とな
る。また、反射性電極として鏡面を用いた場合でも、液
晶層の散乱のため、白色となる。When a power supply is connected between the transparent electrode 6 and the reflective electrode 7 and an electric field is applied to the liquid crystal / polymer composite layer 30, the orientation of the liquid crystal 1 is changed by the effect of the chiral substance added to the liquid crystal. To align in the direction of the electric field. The liquid crystal cell is turned into a light-scattering state due to a mismatch in refractive index at the interface between the liquid crystal 1 and the cured polymer 31 by twisting at a predetermined angle. Further, even when a mirror surface is used as the reflective electrode, the color becomes white due to scattering of the liquid crystal layer.
【００９５】なお、キュアド高分子３１としては、液晶
と混合後、２枚の基板４、５に封入し、ＵＶ照射後重合
し、液晶と相分離してマトリックスを形成するものであ
れば、本発明に適用可能であることは言うまでもない。
また、高分子前駆体の状態で液晶性を示すＵＶキュアラ
ブル液晶も本発明に適用可能であることは言うまでもな
い。この場合は、ＵＶキュアラブル液晶も垂直配向す
る。本実施形態では鏡面性の反射電極を用いたが、凹凸
反射電極を適用しても、より散乱性が増し、映り込みの
無い良好な表示が実現できる。The cured polymer 31 may be mixed with a liquid crystal, sealed in two substrates 4 and 5, irradiated with UV, polymerized, and phase-separated from the liquid crystal to form a matrix. It goes without saying that the present invention is applicable.
Needless to say, UV-curable liquid crystals that exhibit liquid crystallinity in the state of a polymer precursor are also applicable to the present invention. In this case, the UV cure liquid crystal is also vertically aligned. In this embodiment, a mirror-like reflective electrode is used. However, even if a concave-convex reflective electrode is used, scattering can be further increased, and good display without reflection can be realized.
【００９６】《実施形態7》さらに、第７の実施形態と
して、実施形態１と同様な配置を用い、液晶層のΔｎｄ
を２３０ｎｍ、|ｄ／ｐ|を０．２５になるように構成
し、１３５ｎｍと２７０ｎｍの光学位相差補償板を１枚
ずつ用いた反射型液晶表示装置の例を示す。これらの具
体的設定として図２に示すように、偏光板１０の透過方
位１２を基準に反時計回りを正とし、それぞれ、上基板
のラビング方位１６をθ１とし、第１の光学位相差補償
板８の遅相軸の方位１３をθ２とし、第２の光学位相差
補償板９の遅相軸の方位１４をθ３とし、θ１に関して
は−４５°、０°、４５°、９０°の４通り、θ２とθ
３に関しては（θ２、θ３）の組み合わせとして、(１
５°、７５°)、(７５°、１５°)、(−１５°、−７５
°)、(−７５°、−１５°)の４通り、全１６通りの組
み合わせを用いた。<Seventh Embodiment> Further, as a seventh embodiment, the same arrangement as in the first embodiment is used, and the Δnd
Is set to 230 nm and | d / p | is set to 0.25, and an example of a reflection type liquid crystal display device using 135 nm and 270 nm optical phase difference compensators one by one is shown. As a specific setting, as shown in FIG. 2, the counterclockwise direction with respect to the transmission direction 12 of the polarizing plate 10 is set to be positive, the rubbing direction 16 of the upper substrate is set to θ1, and the first optical phase difference compensating plate is set. 8, the azimuth 13 of the slow axis is θ2, the azimuth 14 of the slow axis of the second optical phase difference compensating plate 9 is θ3, and the θ1 is -45 °, 0 °, 45 °, and 90 °. , Θ2 and θ
As for (3), as the combination of (θ2, θ3), (1
5 °, 75 °), (75 °, 15 °), (−15 °, −75
°) and (-75 °, -15 °), 16 combinations in total were used.
【００９７】本実施例で用いた反射型液晶表示装置の視
野角特性について、表示面の法線から3０°傾いた方向
から照明光を入射し、正面方向で観察した際の白表示と
黒表示の比、すなわちコントラスト比を入射方位を３度
おきに３６０°変化させ測定した。（θ２、θ３）の組
み合わせが、(１５°、７５°)、(７５°、１５°)、
(−１５°、−７５°)、(−７５、−１５°)のときの測
定結果をそれぞれ図２３（ａ），図２３（ｂ），図２４
（ａ），図２４（ｂ）に示す。縦軸はコントラスト比を
示し、印加電圧が４．５Ｖの時の白表示の反射率を、印
加電圧が１．５Ｖの時の黒表示の反射率で除することに
より求めた。横軸は入射光の入射方位角を示す。ここ
で、入射方位角の０°の方向は上側基板上の液晶分子の
配向方向とあわせてある。Regarding the viewing angle characteristics of the reflection type liquid crystal display device used in the present embodiment, illumination light is incident from a direction inclined by 30 ° from the normal of the display surface, and white display and black display when observed in the front direction are shown. , Ie, the contrast ratio, was measured by changing the incident azimuth by 360 ° every three degrees. The combination of (θ2, θ3) is (15 °, 75 °), (75 °, 15 °),
The measurement results at (−15 °, −75 °) and (−75, −15 °) are shown in FIGS. 23 (a), 23 (b) and 24, respectively.
(A) and FIG. 24 (b). The vertical axis indicates the contrast ratio, which was obtained by dividing the reflectance of white display when the applied voltage was 4.5 V by the reflectance of black display when the applied voltage was 1.5 V. The horizontal axis indicates the incident azimuth of the incident light. Here, the direction of the incident azimuth of 0 ° is matched with the alignment direction of the liquid crystal molecules on the upper substrate.
【００９８】図２３，図２４のいずれのグラフからも、
コントラスト比が低くなっている入射光方位は９０°か
ら２７０°となっており、この範囲内にパネル使用者を
配置するような構成を用いることにより、すなわち、上
側基板上の液晶分子の配向方向のパネル面内縦方向成分
が上を向くように設定することにより、実際の使用環境
下において良好なコントラスト比を実現することができ
る。◆なお、本実施例では上側基板のみにラビング処理
を施した場合を示したが、下側基板のみにラビング処理
を施した場合も同様な結果が得られた。From both graphs of FIGS. 23 and 24,
The incident light azimuth where the contrast ratio is low is from 90 ° to 270 °, and by using a configuration in which the panel user is arranged within this range, that is, the alignment direction of the liquid crystal molecules on the upper substrate By setting the vertical component in the panel plane to face upward, a good contrast ratio can be realized in an actual use environment. In the present embodiment, the case where only the upper substrate was subjected to the rubbing treatment was shown, but the same result was obtained when only the lower substrate was subjected to the rubbing treatment.
【００９９】《実施形態8》さらに第８の実施形態とし
て、液晶層の設定および偏光板の透過軸、光学位相差補
償板の遅相軸と上側基板に施したラビング処理の方向の
組み合わせに関して、実施形態７と同様な設定を用い、
拡散光下において正面方向で観察した際の階調表示の色
度測定を行った。ここで、電圧を０．５Ｖおきに０Ｖか
ら５Ｖまでとすることにより階調表示を行った。Eighth Embodiment As an eighth embodiment, the combination of the setting of the liquid crystal layer, the transmission axis of the polarizing plate, the slow axis of the optical phase difference compensating plate, and the direction of the rubbing treatment performed on the upper substrate is described. Using the same settings as in Embodiment 7,
The chromaticity of the gradation display when observed in the front direction under diffused light was measured. Here, gradation display was performed by changing the voltage from 0 V to 5 V every 0.5 V.
【０１００】そこで、（θ２、θ３）の組み合わせが、
(１５°、７５°)、(７５°、１５°)、(−１５°、−
７５°)、(−７５°、−１５°)のときの測定結果をＬ*
ａ*ｂ*表示し、それぞれ図２５（ａ）、図２５（ｂ）、
図２６（ａ）、図２６（ｂ）として示す。各々のグラフ
は、偏光板の透過軸の向きを基準とした時の、第１の光
学位相差補償板８の遅相軸の角度、第２の光学位相差補
償板９の遅相軸の角度の組み合わせが、それぞれ(１５
°、７５°)、(７５°、１５°)、(−１５°、−７５
°)、(−７５°、−１５°)の時の結果である。いずれ
のグラフからも、印加電圧が低いときは青味を帯び、印
加電圧が高くなるにつれ、緑から黄色がかっていく様子
がわかる。Therefore, the combination of (θ2, θ3) is
(15 °, 75 °), (75 °, 15 °), (−15 °, −
75 °), (−75 °, -15 °)
a * b * are displayed, and FIG. 25 (a), FIG. 25 (b),
These are shown as FIGS. 26 (a) and 26 (b). Each graph shows the angle of the slow axis of the first optical phase difference compensator 8 and the angle of the slow axis of the second optical phase difference compensator 9 with reference to the direction of the transmission axis of the polarizing plate. The combination of (15
°, 75 °), (75 °, 15 °), (−15 °, −75
°), (-75 °, -15 °). From all the graphs, it can be seen that when the applied voltage is low, the color becomes bluish, and as the applied voltage increases, the color changes from green to yellow.
【０１０１】ここで、白味の評価関数として、近年提唱
されている下記の評価関数式１を用いることにする。こ
の評価関数は、評価値Ｗが大きいほどより白く感じら
れ、小さいほど色味がかって感じられることを示してい
る。Here, the following evaluation function formula 1 proposed in recent years is used as the evaluation function of whiteness. This evaluation function indicates that the larger the evaluation value W is, the more white it feels, and the smaller the evaluation value W, the more the color is felt.
【０１０２】[0102]
【数１】 図２５（ａ）、図２５（ｂ）、図２６（ａ）、図２６
（ａ）の結果に上記評価関数を適用し、縦軸に評価値Ｗ
を、横軸を印加電圧をとったものが、それぞれ図２７
（ａ）、図２７（ｂ）、図２８（ａ）、図２８（ｂ）で
ある。このグラフから評価値Ｗが大きくなるようなθ１
の範囲を求めると、（θ２、θ３）の組み合わせによっ
て異なるが、表１のような最適θ１を得ることができ
た。そして、この最適θ１の範囲は目視観察の結果とも
一致した。(Equation 1) FIG. 25 (a), FIG. 25 (b), FIG. 26 (a), FIG.
The above evaluation function is applied to the result of (a), and the evaluation value W is plotted on the vertical axis.
FIG. 27 shows the results obtained by taking the applied voltage on the horizontal axis.
(A), FIG. 27 (b), FIG. 28 (a), and FIG. 28 (b). Θ1 such that the evaluation value W increases from this graph
When the range is determined, the optimum θ1 as shown in Table 1 could be obtained, although it depends on the combination of (θ2, θ3). The range of the optimum θ1 also matched the result of the visual observation.
【０１０３】[0103]
【表１】 なお、本実施例では、上側基板のみにラビング処理を施
した場合を示したが、下側基板のみにラビング処理を施
した場合も同様な結果が得られた。[Table 1] In this example, the case where only the upper substrate was subjected to the rubbing treatment was shown, but the same result was obtained when only the lower substrate was subjected to the rubbing treatment.
【０１０４】また、本実施例では、光学位相差補償板の
遅相軸の設定範囲を１０°の幅を持たせたが、この範囲
内では実際に観察し、上の結果が保持されることも確認
している。光学位相差補償板の種類については、一軸性
位相差板もしくは二軸性位相差板の違い、負の位相差板
の使用にかかわらず、上の結果が保持されることも確認
している。Further, in the present embodiment, the setting range of the slow axis of the optical phase difference compensating plate has a width of 10 °, but within this range, actual observation is made, and the above result is maintained. Have also confirmed. Regarding the type of the optical retardation compensator, it has been confirmed that the above result is maintained regardless of the difference between the uniaxial retardation plate or the biaxial retardation plate and the use of the negative retardation plate.
【０１０５】[0105]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による反射型液晶表示装置では、反射率が高く、かつコ
ントラストが高い反射型液晶表示装置を実現できる。さ
らに、反射板の反射膜形成面を透明基板の液晶層側に設
置することができ、良好な暗状態を実現できる。よっ
て、視差のない、高コントラストの高精細で動画表示が
可能である。液晶層がツイストしているため、視野角特
性に優れている。また、本装置に高明度に調整されたカ
ラーフィルタを用いれば、良好な色再現性を有した表示
品位の高いカラー反射型液晶表示装置を実現することが
できる。As is apparent from the above description, the reflection type liquid crystal display device according to the present invention can realize a reflection type liquid crystal display device having high reflectance and high contrast. Further, the reflection film forming surface of the reflection plate can be provided on the liquid crystal layer side of the transparent substrate, and a good dark state can be realized. Therefore, a moving image can be displayed with high resolution and high contrast without parallax. Since the liquid crystal layer is twisted, the viewing angle characteristics are excellent. Further, if a color filter adjusted to high brightness is used in the present device, a color reflective liquid crystal display device having good color reproducibility and high display quality can be realized.
【図１】２枚の光学位相差補償板を用いた場合の反射型
液晶表示装置の構造断面図である。FIG. 1 is a structural sectional view of a reflection type liquid crystal display device when two optical phase difference compensators are used.
【図２】２枚の光学位相差補償板を用いた場合の偏光板
と光学位相差補償板の設定方位を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a setting direction of a polarizing plate and an optical phase difference compensator when two optical phase difference compensators are used.
【図３】実施形態１の反射型液晶表示装置における反射
率と印加電圧の関係図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a reflectance and an applied voltage in the reflective liquid crystal display device according to the first embodiment.
【図４】実施形態の反射型液晶表示装置における反射率
測定の際の光学系の構成配置図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an optical system at the time of measuring reflectance in the reflective liquid crystal display device of the embodiment.
【図５】３枚の光学位相差補償板を用いた場合の反射型
液晶表示装置の構造断面図である。FIG. 5 is a structural sectional view of a reflection type liquid crystal display device when three optical phase difference compensating plates are used.
【図６】３枚の光学位相差補償板を用いた場合の偏光板
と光学位相差補償板の設定方位を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing setting directions of a polarizing plate and an optical phase difference compensator when three optical phase difference compensators are used.
【図７】実施形態２の反射型液晶表示装置における反射
率と印加電圧の関係図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a reflectance and an applied voltage in the reflective liquid crystal display device according to the second embodiment.
【図８】実施形態２の反射型液晶表示装置におけると上
基板上の液晶分子と下基板上の液晶分子とのなす角度と
｜ｄ／ｐ｜の最適条件の関係図である。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the angle formed between the liquid crystal molecules on the upper substrate and the liquid crystal molecules on the lower substrate and the optimal condition of | d / p | in the reflection type liquid crystal display device of Embodiment 2.
【図９】実施形態３の反射型液晶表示装置における反射
率と印加電圧の関係図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a reflectance and an applied voltage in the reflective liquid crystal display device according to the third embodiment.
【図１０】実施形態５の反射型液晶表示装置における構
造断面図である。FIG. 10 is a structural sectional view of a reflective liquid crystal display device according to a fifth embodiment.
【図１１】実施形態４の反射型液晶表示装置における、
（ａ）は一軸性光学位相差補償板を用いた場合、（ｂ）
は二軸性光学位相差補償板を用いた場合の電圧無印加状
態における表示面の輝度と表示面の方位角の関係図であ
る。FIG. 11 shows a reflection type liquid crystal display device according to a fourth embodiment.
(A) when a uniaxial optical phase difference compensating plate is used, (b)
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the luminance of the display surface and the azimuth of the display surface when no voltage is applied when a biaxial optical phase difference compensator is used.
【図１２】実施形態５の反射型液晶表示装置におけるコ
ントラストと表示面の方位角の関係図である。FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the contrast and the azimuth of the display surface in the reflective liquid crystal display device of the fifth embodiment.
【図１３】実施形態６の反射型液晶表示装置における構
造断面図である。FIG. 13 is a structural sectional view of a reflective liquid crystal display device according to a sixth embodiment.
【図１４】評価関数による電圧３．５Ｖ（ａ）及び電圧
を仮想的に無限大にしたとき（ｂ）のΔｎｄと３６０×
｜ｄ／ｐ｜の関係図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a voltage 3.5V (a) according to the evaluation function and Δnd and 360 × when the voltage is virtually infinite (b).
| D / p | is a relationship diagram.
【図１５】実施形態１の反射型液晶表示装置におけるコ
ントラストの入射光方位角依存性の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of the incident light azimuth dependence of the contrast in the reflective liquid crystal display device of the first embodiment.
【図１６】実施形態1の反射型液晶表示装置における、
偏光板１０の透過軸と上側基板４上の液晶分子の方向の
なす角度が４５°（ａ）、１５０°（ｂ）の時の反射輝
度の等高線図である。FIG. 16 shows a reflection type liquid crystal display device according to the first embodiment.
FIG. 7 is a contour diagram of the reflection luminance when the angle between the transmission axis of the polarizing plate 10 and the direction of the liquid crystal molecules on the upper substrate 4 is 45 ° (a) and 150 ° (b).
【図１７】実施形態1の反射型液晶表示装置における、
偏光板１０の透過軸と上側基板４上の液晶分子の方向の
なす角度が０°(ａ) 、９０°（ｂ）の時の反射輝度の
等高線図である。FIG. 17 shows a reflection type liquid crystal display device according to the first embodiment.
FIG. 7 is a contour diagram of the reflection luminance when the angle between the transmission axis of the polarizing plate 10 and the direction of the liquid crystal molecules on the upper substrate 4 is 0 ° (a) and 90 ° (b).
【図１８】実施形態1の反射型液晶表示装置における、
偏光板１０の透過軸と上側基板４上の液晶分子の方向の
なす角度が１３５°（ａ）および１６５°（ｂ）の時の
反射輝度の等高線図である。FIG. 18 illustrates a reflection type liquid crystal display device according to the first embodiment.
FIG. 7 is a contour diagram of the reflection luminance when the angle between the transmission axis of the polarizing plate 10 and the direction of the liquid crystal molecules on the upper substrate 4 is 135 ° (a) and 165 ° (b).
【図１９】実施形態１の反射型液晶表示装置における、
（ａ）は液晶層のΔｎｄを３５０ｎｍに、（ｂ）は液晶
層のΔｎｄを２００ｎｍにした時の評価関数による印加
電圧と３６０ |ｄ／ｐ|の関係図である。FIG. 19 shows a reflection type liquid crystal display device according to the first embodiment.
(A) is a diagram showing the relationship between the applied voltage and 360 | d / p | based on an evaluation function when Δnd of the liquid crystal layer is set to 350 nm and Δnd of the liquid crystal layer is set to 200 nm.
【図２０】上基板上の液晶分子の配向方向と下基板上の
液晶分子の配向方向のなす角度を（ａ）４５°、（ｂ）
２７０°とした時の、評価関数によるΔｎｄと３６０|
ｄ／ｐ|の関係図である。FIGS. 20A and 20B show an angle between an alignment direction of liquid crystal molecules on an upper substrate and an alignment direction of liquid crystal molecules on a lower substrate;
Δnd and 360 | by the evaluation function at 270 °
FIG. 5 is a relationship diagram of d / p |.
【図２１】実施形態３の反射型液晶表示装置における、
上基板上の液晶分子の配向方向と下基板上の液晶分子の
配向方向のなす角度を２２５°とし、|ｄ／ｐ|を（ａ）
０．１，（ｂ）０．３とした時の、評価関数によるΔｎ
ｄと印加電圧の関係図である。FIG. 21 illustrates a reflection type liquid crystal display device according to a third embodiment.
The angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules on the upper substrate and the alignment direction of the liquid crystal molecules on the lower substrate is 225 °, and | d / p |
Δn by the evaluation function when 0.1 and (b) 0.3
It is a relation diagram of d and an applied voltage.
【図２２】実施形態３の反射型液晶表示装置における、
上基板上の液晶分子の配向方向と下基板上の液晶分子の
配向方向のなす角度を２２５°とし、|ｄ／ｐ|を（ａ）
０．５、（ｂ）０．７とした時の、評価関数によるΔｎ
ｄと印加電圧の関係図である。FIG. 22 illustrates a reflection type liquid crystal display device according to a third embodiment.
The angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules on the upper substrate and the alignment direction of the liquid crystal molecules on the lower substrate is 225 °, and | d / p |
Δn by the evaluation function when 0.5, (b) 0.7
It is a relation diagram of d and an applied voltage.
【図２３】実施形態７の反射型液晶表示装置におけるコ
ントラストと入射光の入射方位角の関係図である。FIG. 23 is a diagram showing the relationship between contrast and the incident azimuth of incident light in the reflective liquid crystal display device of the seventh embodiment.
【図２４】実施形態７の反射型液晶表示装置におけるコ
ントラストと入射光の入射方位角の関係図である。FIG. 24 is a diagram showing the relationship between contrast and the incident azimuth of incident light in the reflective liquid crystal display device of the seventh embodiment.
【図２５】実施形態８の反射型液晶表示装置における階
調表示を行った時の色度をL*a*b*表示した図である。FIG. 25 is a diagram showing L * a * b * chromaticity when gradation display is performed in the reflective liquid crystal display device of the eighth embodiment.
【図２６】実施形態８の反射型液晶表示装置における階
調表示を行った時の色度をL*a*b*表示した図である。FIG. 26 is a diagram showing L * a * b * chromaticity when gradation display is performed in the reflective liquid crystal display device of the eighth embodiment.
【図２７】実施形態8の反射型液晶表示装置における階
調表示を行った時の色度を式１による評価関数と電圧の
関係で表示した図である。FIG. 27 is a diagram showing chromaticity when gradation display is performed in the reflection type liquid crystal display device of Embodiment 8 in the relationship between an evaluation function according to Expression 1 and a voltage.
【図２８】実施形態8の反射型液晶表示装置における階
調表示を行った時の色度を式１による評価関数と電圧の
関係で表示した図である。FIG. 28 is a diagram showing chromaticity when gradation display is performed in the reflective liquid crystal display device according to the eighth embodiment in a relationship between an evaluation function according to Expression 1 and a voltage.
１ 液晶層 ２ 垂直配向膜 ３ 垂直配向膜 ４ 第２の基板 ５ 第１の基板 ６ 電極 ７ 反射性電極 ８ 第１の光学位相差補償板 ９ 第２の光学位相差補償板 １０ 偏光板 １１ 第３の光学位相差補償板 １２ 偏光板透過方位 １３ 第１の光学位相差補償板の遅相軸方位 １４ 第２の光学位相差補償板の遅相軸方位 １５ 第３の光学位相差補償板の遅相軸方位 １６ 第２の基板上の液晶配向の方位（配向処理方向） １７ 第１の基板上の液晶配向の方位（配向処理方向） １８ 本発明の実施形態３に記載の反射型液晶表示装置 ２９ 負の屈折率異方性の光学位相差補償板 ３０ 液晶・高分子複合層 ３１ 高分子 Reference Signs List 1 liquid crystal layer 2 vertical alignment film 3 vertical alignment film 4 second substrate 5 first substrate 6 electrode 7 reflective electrode 8 first optical phase difference compensator 9 second optical phase difference compensator 10 polarizing plate 11th No. 3 optical phase difference compensator 12 Polarizing plate transmission direction 13 Slow axis direction of first optical phase difference compensator 14 Slow axis direction of second optical phase difference compensator 15 of third optical phase difference compensator Slow axis direction 16 Liquid crystal alignment direction on second substrate (alignment processing direction) 17 Liquid crystal alignment direction on first substrate (alignment processing direction) 18 Reflective liquid crystal display according to Embodiment 3 of the present invention Device 29 Negative refractive index anisotropic optical phase difference compensator 30 Liquid crystal / polymer composite layer 31 Polymer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三ツ井 精一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 柴田 諭 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Seiichi Mitsui 22-22, Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside (72) Inventor Satoshi Shibata 22-22, Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka In the company
Claims (15)
明電極を有する透明な第２の基板と、前記第１の基板と
第２の基板間に挟持された誘電異方性が負で、かつ電圧
印加に伴いツイストするネマティック液晶層と、前記液
晶層に円偏光を入射させるために、前記第２の基板の上
に設置された複数の光学位相差補償板と１枚の偏光板と
を具備した反射型液晶表示装置において、少なくとも前
記第１または第２の基板のどちらか一方の基板上の液晶
分子が、基板の法線方向から０°以上１０°未満の角度
を有し、液晶の自然ピッチをｐ、液晶層厚をｄ、液晶の
複屈折率差をΔｎとした時、 ０＜｜ｄ／ｐ｜≦０．７ かつ １３５ｎｍ≦Δｎｄ≦
１２００ｎｍが成立するように、液晶の自然ピッチ、液
晶層厚、液晶の複屈折率差が選択されたことを特徴とす
る反射型液晶表示装置。1. A first substrate having a light-reflective electrode, a transparent second substrate having a transparent electrode, and a negative dielectric anisotropy sandwiched between the first substrate and the second substrate. A nematic liquid crystal layer that twists with voltage application, and a plurality of optical phase difference compensators and one polarizer that are provided on the second substrate in order to make circularly polarized light incident on the liquid crystal layer. Wherein the liquid crystal molecules on at least one of the first and second substrates have an angle of 0 ° or more and less than 10 ° from the normal direction of the substrate, When the natural pitch of the liquid crystal is p, the liquid crystal layer thickness is d, and the birefringence difference of the liquid crystal is Δn, 0 <| d / p | ≦ 0.7 and 135 nm ≦ Δnd ≦
A reflection type liquid crystal display device wherein a natural pitch of liquid crystal, a liquid crystal layer thickness, and a difference in birefringence of liquid crystal are selected so that 1200 nm is satisfied.
明電極を有する透明な第２の基板と、前記第１の基板と
第２の基板間に挟持された誘電異方性が負で、かつ電圧
印加に伴いツイストするネマティック液晶層と、前記液
晶層に円偏光を入射させるために、前記第２の基板の上
に設置された複数の光学位相差補償板と１枚の偏光板と
を具備した反射型液晶表示装置において、前記第１また
は第２の基板の一方の基板上の液晶分子のみが、基板の
法線方向からある一定角度傾いた状態で一様配向性を有
し、液晶の自然ピッチをｐ、液晶層厚をｄ、液晶の複屈
折率差をΔｎとした時、 ０．２２≦｜ｄ／ｐ｜≦０．４２ かつ ２００ｎｍ≦
Δｎｄ≦６５０ｎｍが成立するように、液晶の自然ピッ
チ、液晶層厚、液晶の複屈折率差が選択されたことを特
徴とする反射型液晶表示装置。2. A first substrate having a light reflective electrode, a transparent second substrate having a transparent electrode, and a negative dielectric anisotropy sandwiched between the first substrate and the second substrate. A nematic liquid crystal layer that twists with voltage application, and a plurality of optical phase difference compensators and one polarizer that are provided on the second substrate in order to make circularly polarized light incident on the liquid crystal layer. Wherein only the liquid crystal molecules on one of the first or second substrates have uniform orientation in a state inclined at a certain angle from the normal direction of the substrate. When the natural pitch of the liquid crystal is p, the thickness of the liquid crystal layer is d, and the birefringence difference of the liquid crystal is Δn, 0.22 ≦ | d / p | ≦ 0.42 and 200 nm ≦
A reflection type liquid crystal display device, wherein a natural pitch of a liquid crystal, a liquid crystal layer thickness, and a difference in birefringence of a liquid crystal are selected so that Δnd ≦ 650 nm is satisfied.
明電極を有する透明な第２の基板と、前記第１の基板と
第２の基板間に挟持された誘電異方性が負で、かつ電圧
印加に伴いツイストするネマティック液晶層と、前記液
晶層に円偏光を入射させるために、前記第２の基板の上
に設置された複数の光学位相差補償板と１枚の偏光板と
を具備した反射型液晶表示装置において、前記第１また
は第２の基板の一方の基板上の液晶分子のみが、基板の
法線方向からある一定角度傾いた状態で一様配向性を有
し、液晶の自然ピッチをｐ、液晶層厚をｄ、液晶の複屈
折率差をΔｎとした時、 ０．１４≦｜ｄ／ｐ｜≦０．３４ かつ １３５ｎｍ≦
Δｎｄ≦３５０ｎｍが成立するように、液晶の自然ピッ
チ、液晶層厚、液晶の複屈折率差が選択されたことを特
徴とする反射型液晶表示装置。3. A first substrate having a light-reflective electrode, a transparent second substrate having a transparent electrode, and a negative dielectric anisotropy sandwiched between the first substrate and the second substrate. A nematic liquid crystal layer that twists with voltage application, and a plurality of optical phase difference compensators and one polarizer that are provided on the second substrate in order to make circularly polarized light incident on the liquid crystal layer. Wherein only the liquid crystal molecules on one of the first or second substrates have uniform orientation in a state inclined at a certain angle from the normal direction of the substrate. When the natural pitch of the liquid crystal is p, the thickness of the liquid crystal layer is d, and the birefringence difference of the liquid crystal is Δn, 0.14 ≦ | d / p | ≦ 0.34 and 135 nm ≦
A reflective liquid crystal display device, wherein a natural pitch of liquid crystal, a liquid crystal layer thickness, and a difference in birefringence of liquid crystal are selected so that Δnd ≦ 350 nm is satisfied.
装置において、前記第１もしくは第２の基板上の液晶分
子の配向方向と、前記第１の基板上に配置される偏光板
の吸収軸の向きとがなす角度をθ１とした時、 ９０°≦θ１≦１６５°であることを特徴とする反射型
液晶表示装置。4. The reflection type liquid crystal display device according to claim 2, wherein an alignment direction of liquid crystal molecules on the first or second substrate and an absorption of a polarizing plate disposed on the first substrate. A reflective liquid crystal display device characterized in that 90 ° ≦ θ1 ≦ 165 ° when an angle between the direction of the axis and θ1 is θ1.
装置において、前記第１もしくは第２の基板上の液晶分
子の配向方向と、前記第１の基板上に配置される偏光板
の吸収軸の向きとがなす角度をθ１とした時、 −１５°≦θ１≦９０°であることを特徴とする反射型
液晶表示装置。5. The reflection type liquid crystal display device according to claim 2, wherein the alignment direction of liquid crystal molecules on the first or second substrate and the absorption of a polarizing plate disposed on the first substrate. A reflection type liquid crystal display device characterized by satisfying −15 ° ≦ θ1 ≦ 90 ° when an angle formed by the direction of the axis is θ1.
いて、前記第１と第２の両方の基板上の液晶分子が、基
板に対し法線方向からある一定角度傾いた状態で一様配
向性を有し、上基板上の液晶分子と、下基板上の液晶分
子の配向方向のなす角度をθとした（但し、上基板上の
分子からみて反時計回りの方向を正とする）時、０°≦
θ≦２００°または ２５０°≦θ≦３６０°かつ２０
０ｎｍ≦Δｎｄ≦６５０ｎｍ であることを特徴とする
反射型液晶表示装置。6. The reflection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal molecules on both the first and second substrates are uniformly aligned in a state in which the liquid crystal molecules are inclined at a certain angle from a normal direction to the substrates. When the angle between the liquid crystal molecules on the upper substrate and the orientation direction of the liquid crystal molecules on the lower substrate is θ (however, the counterclockwise direction as viewed from the molecules on the upper substrate is positive) , 0 ° ≦
θ ≦ 200 ° or 250 ° ≦ θ ≦ 360 ° and 20
A reflective liquid crystal display device, wherein 0 nm ≦ Δnd ≦ 650 nm.
いて、液晶の自然ピッチをｐ、液晶層厚をｄとした時の
｜ｄ／ｐ｜の値が、上基板上の液晶分子と下基板上の液
晶分子とのなす角度が２２５°よりも小さい場合には、
│ｄ／ｐ│＝−θ／１０００＋０．４０±０．１の関係
式を満たし、上基板上の液晶分子と下基板上の液晶分子
とのなす角度が２２５°よりも大きい場合には、│ｄ／
ｐ│＝−θ／１０００＋０．７６±０．１の関係式を満
たすことを特徴とする反射型液晶表示装置。7. The reflection type liquid crystal display device according to claim 6, wherein when the natural pitch of the liquid crystal is p and the thickness of the liquid crystal layer is d, the value of | d / p | When the angle between the substrate and the liquid crystal molecules is smaller than 225 °,
When the relational expression of | d / p | = −θ / 1000 + 0.40 ± 0.1 is satisfied and the angle between the liquid crystal molecules on the upper substrate and the liquid crystal molecules on the lower substrate is larger than 225 °, | d /
A reflection type liquid crystal display device which satisfies a relational expression of p│ = -θ / 1000 + 0.76 ± 0.1.
いて、前記第１と第２の両方の基板上の液晶分子が、基
板に対し法線方向からある一定角度傾いた状態で一様配
向性を有し、上基板上の液晶分子と、下基板上の液晶分
子の配向方向のなす角度をθとした（但し、上基板上の
分子からみて反時計回りの方向を正とする）時、２００
°≦θ≦２５０°であり、 ０．１≦｜ｄ／ｐ｜≦０．５ かつ ６００ｎｍ≦Δｎ
ｄ≦１２００ｎｍであることを特徴とする反射型液晶表
示装置。8. The reflection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal molecules on both the first and second substrates are uniformly aligned in a state where the liquid crystal molecules are inclined at a certain angle from a normal direction to the substrates. When the angle between the liquid crystal molecules on the upper substrate and the orientation direction of the liquid crystal molecules on the lower substrate is θ (however, the counterclockwise direction as viewed from the molecules on the upper substrate is positive) , 200
° ≦ θ ≦ 250 °, 0.1 ≦ | d / p | ≦ 0.5 and 600 nm ≦ Δn
A reflection type liquid crystal display device, wherein d ≦ 1200 nm.
いて、前記第２の基板の上に配置された前記複数の光学
位相差補償板のうち、少なくとも１枚の光学位相差補償
板の屈折率が、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙ（ｘ、ｙは各々直交す
るパネル面に平行な一方向、ｚはパネル面に垂直な方
向）であることを特徴とする反射型液晶表示装置。9. The reflection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein at least one of the plurality of optical phase difference compensating plates disposed on the second substrate is refracted. A reflection type liquid crystal display device, wherein the ratio is nx>nz> ny (x and y are one direction parallel to the panel surface orthogonal to each other, and z is a direction perpendicular to the panel surface).
おいて、屈折率差が負であり、位相差が１３５ｎｍから
１２００ｎｍで、かつ液晶の複屈折率差と液晶層厚の積
とほぼ同じであるような光学位相差補償板を、前記第２
の基板と、前記第２の基板の上に配置された前記複数の
光学位相差補償板との間に配置されていることを特徴と
する反射型液晶表示装置。10. The reflection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the refractive index difference is negative, the phase difference is from 135 nm to 1200 nm, and the product is substantially the same as the product of the birefringence difference of the liquid crystal and the thickness of the liquid crystal layer. An optical phase difference compensator such as
A reflective liquid crystal display device, which is disposed between the substrate and the plurality of optical phase difference compensating plates disposed on the second substrate.
示装置において、パネル面内の横方向をｘ（右向きを
正）、縦方向をｙ（上向きを正）、パネル面に垂直方向
をｚ（下基板から上基板向きを正）とし、かつ、液晶分
子の向きのｚ成分はをすべて正と定義した時、上下基板
のうち基板上の液晶分子が傾斜配向している方の基板上
の液晶分子の向きのｙ成分が正であることを特徴とする
反射型液晶表示装置。11. The reflection type liquid crystal display device according to claim 2, wherein the horizontal direction in the panel surface is x (positive in the right direction), the vertical direction is y (positive in the upward direction), and the vertical direction in the panel surface is z. When the orientation of the liquid crystal molecules is defined as positive from the lower substrate to the upper substrate, and the z component of the orientation of the liquid crystal molecules is defined as positive, the upper and lower substrates on which the liquid crystal molecules on the substrate are tilted are aligned. A reflective liquid crystal display device, wherein the y component of the direction of the liquid crystal molecules is positive.
示装置の上基板上に偏光板、半波長板、１／４波長板を
上から順に配置した反射型液晶表示装置において、偏光
板の透過軸を基準に反時計周りの向きを正として、１／
４波長板の遅相軸の向きθ２、半波長板の遅相軸の向き
θ３の設定に関して、 ７０°≦θ２≦８０° かつ １０°≦θ３≦２０°と
した時、偏光板の透過軸を基準に反時計周りの向きを正
として、上下基板のうち配向処理を施している側の基板
の配向処理方向θ１が −９０°≦θ１≦−６０° であることを特徴とする反射型液晶表示装置。12. A reflective liquid crystal display device according to claim 2, wherein a polarizing plate, a half-wave plate, and a quarter-wave plate are arranged on the upper substrate of the reflective liquid crystal display device in order from the top. With the counterclockwise direction as positive with respect to the transmission axis, 1 /
Regarding the setting of the direction θ2 of the slow axis of the four-wave plate and the direction θ3 of the slow axis of the half-wave plate, when 70 ° ≦ θ2 ≦ 80 ° and 10 ° ≦ θ3 ≦ 20 °, the transmission axis of the polarizing plate is A reflection type liquid crystal display characterized in that the orientation direction counterclockwise is defined as a positive direction, and the orientation processing direction θ1 of the substrate on the side on which the alignment process is performed is -90 ° ≦ θ1 ≦ −60 °. apparatus.
示装置の上基板上に偏光板、半波長板、１／４波長板を
上から順に配置した反射型液晶表示装置において、偏光
板の透過軸を基準に反時計周りの向きを正として、１／
４波長板の遅相軸の向きθ２、半波長板の遅相軸の向き
θ３の設定に関して、 １０°≦θ２≦２０° かつ ７０°≦θ３≦８０°と
した時、偏光板の透過軸を基準に反時計周りの向きを正
として、上下基板のうち配向処理を施している側の基板
の配向処理方向θ１が −６０°≦θ１≦０° であることを特徴とする反射型液晶表示装置。13. A reflective liquid crystal display device according to claim 2, wherein a polarizing plate, a half-wave plate, and a quarter-wave plate are arranged on the upper substrate of the reflective liquid crystal display device in order from the top. With the counterclockwise direction as positive with respect to the transmission axis, 1 /
Regarding the setting of the direction θ2 of the slow axis of the four-wave plate and the direction θ3 of the slow axis of the half-wave plate, when 10 ° ≦ θ2 ≦ 20 ° and 70 ° ≦ θ3 ≦ 80 °, the transmission axis of the polarizing plate is A reflection type liquid crystal display device characterized in that the counterclockwise direction is defined as a positive direction, and the alignment processing direction θ1 of the upper or lower substrate on the side on which the alignment processing is performed is −60 ° ≦ θ1 ≦ 0 °. .
示装置の上基板上に偏光板、半波長板、１／４波長板を
上から順に配置した反射型液晶表示装置において、偏光
板の透過軸を基準に反時計周りの向きを正として、１／
４波長板の遅相軸の向きθ２、半波長板の遅相軸の向き
θ３の設定に関して、 −８０°≦θ２≦−７０° かつ −２０°≦θ３≦−
１０°とした時、偏光板の透過軸を基準に反時計周りの
向きを正として、上下基板のうち配向処理を施している
側の基板の配向処理方向θ１が ３０°≦θ１≦６０° であることを特徴とする反射型液晶表示装置。14. A reflective liquid crystal display device according to claim 2, wherein a polarizing plate, a half-wave plate, and a quarter-wave plate are arranged on the upper substrate of the reflective liquid crystal display device in order from the top. With the counterclockwise direction as positive with respect to the transmission axis, 1 /
Regarding the setting of the direction θ2 of the slow axis of the four-wave plate and the direction θ3 of the slow axis of the half-wave plate, −80 ° ≦ θ2 ≦ −70 ° and −20 ° ≦ θ3 ≦ −
When the angle is set to 10 °, the counterclockwise direction is defined as positive with respect to the transmission axis of the polarizing plate. A reflective liquid crystal display device.
示装置の上基板上に偏光板、半波長板、１／４波長板を
上から順に配置した反射型液晶表示装置において、偏光
板の透過軸を基準に反時計周りの向きを正として、１／
４波長板の遅相軸の向きθ２、半波長板の遅相軸の向き
θ３の設定に関して、 −２０°≦θ２≦−１０° かつ −８０°≦θ３≦−
７０°とした時、偏光板の透過軸を基準に反時計周りの
向きを正として、上下基板のうち配向処理を施している
側の基板の配向処理方向θ１が ０°≦θ１≦３０° であることを特徴とする反射型液晶表示装置。15. The reflective liquid crystal display device according to claim 2, wherein a polarizing plate, a half-wave plate, and a quarter-wave plate are arranged on the upper substrate of the reflective liquid crystal display device in order from the top. With the counterclockwise direction as positive with respect to the transmission axis, 1 /
Regarding the setting of the direction θ2 of the slow axis of the four-wave plate and the direction θ3 of the slow axis of the half-wave plate, −20 ° ≦ θ2 ≦ −10 ° and −80 ° ≦ θ3 ≦ −
When the angle is set to 70 °, the counterclockwise direction is defined as positive with respect to the transmission axis of the polarizing plate, and the orientation processing direction θ1 of the substrate on the side of the upper and lower substrates on which the alignment process is performed is 0 ° ≦ θ1 ≦ 30 °. A reflective liquid crystal display device.
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