JP2000171788A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用者の観察方向の変化による表示の着色を
解消することができる液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 上基板２と、前記上基板２に対向する下
基板３と、前記上基板２及び下基板３との間に挟持され
る液晶層４と、を有し、前記上基板２には前記液晶層４
に接する側に透明電極５及び配向膜６が形成されると共
に、前記下基板３には前記液晶層４に接する側に反射電
極７及び配向膜６が形成され、前記上基板２の前記液晶
層４と反対側には１／２位相差フィルム９と１／４位相
差フィルム８とを有する積層型１／４波長板１０と、偏
光板１１とが形成されており、前記液晶層４の上基板２
側配向方向を基準とし、前記液晶層４の上基板２側から
下基板３側へたどったときの液晶のねじれ方向を正とし
た場合に、前記偏光板１１の偏光吸収軸の配置角αが５
度乃至３５度、前記１／２位相差フィルム９の光学軸の
配置角βが−１５度乃至１５度及び前記１／４位相差フ
ィルム８の光学軸の配置角γが−７５度乃至−４５度で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置に関し、特に、偏光板、１／２波長位相差フィルム及
び１／４波長位相差フィルムの光学軸の配置方向が液晶
層の視角変化によるリタデーションの変化と、各位相差
フィルムの視角変化によるリタデーションの変化とが、
総合的に打ち消しあうよう配置されている反射型液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、反射型の液晶表示装置（ＬＣＤ）
は、バックライトが不要で消費電力が小さく、バッテリ
ーにより駆動する携帯用機器に多用されている。反射型
の液晶表示装置の動作方式のうち、現在、最も一般的に
用いられている方式は、ツイステッド・ネマチック（以
下、ＴＮという。）方式と呼ばれるものである。以下、
図面を参照して従来の反射型液晶表示装置を説明する。

【０００３】図９は従来のＴＮ方式の第１の反射型液晶
表示装置の構成を示す側面断面図である。図９に示すよ
うに、従来の第１の反射型液晶表示装置１００は、間隔
が５μｍ程度の離隔して重ね合わせられた１対の透明基
板である上基板１０１及び下基板１０２と、両基板間
に、約９０度ねじれるように配向処理された液晶層１０
３を挟み込む構成になっている。

【０００４】１対の透明基板の液晶層と接していない外
側の表面には、夫々偏光板１５、１６が貼られている。
また、下基板１０２には、偏光板１０７の外側に反射板
１０８が形成されている。更に、上基板１０１及び下基
板１０２の液晶層と接する内側の表面には、夫々酸化イ
ンジウム錫（ＩＴＯ）等の透明導電性材料からなる透明
電極１０４が形成されている。この透明電極１０４の上
には、配向膜１０５が形成されている。そして、透明電
極１０４を介して液晶層１０３に電界を作用させること
により、液晶の配向状態が変化する。この液晶の配向状
態が変化することにより、入光する入射光が反射板１０
８で反射して使用者に届く光の強度が変化して表示を行
うことができる。

【０００５】しかし、従来のＴＮ方式の第１の反射型液
晶表示装置１００には、以下に示す問題点があった。入
射光が、片道２回、即ち、往復４回、２枚の偏光板１０
６、１０７を通過した後、出射する。２枚の偏光板１０
６、１０７は、吸収軸方向の偏光のみならず、それに垂
直な透過軸方向の偏光に対しても若干の吸収するするた
め、２枚の偏光板１０６、１０７を通過する毎に光の損
失が生じる。この損失により、明るさが不足して２枚の
偏光板１０６、１０７を使用した第１の反射型液晶表示
装置１００では、明るい表示を得ることが困難である。

【０００６】また、液晶層１０３と反射板１０８との間
に約１ｍｍ程度の厚さの透明基板である下基板１０２が
存在している。このため、斜めから観察した場合に、視
差により表示が二重に見えてしまう。なお、従来、液晶
層１０３のツイスト角を２００度程度まで大きくしたス
ーパー・ツイステッド・ネマティック（以下、ＳＴＮと
いう。）方式の反射型液晶表示装置も使用されている
が、この場合にも、２枚の偏光板を用いるため、ＴＮ方
式と同様、明るさの不足及び視差の点で好ましくない。

【０００７】これらの解決策として、プロシーディング
ズ・オブ・ジ・エスアイディー(Proceedings of the SI
D)２１巻２号６３〜６５頁（１９８０年）に掲載され
た、Ａ．Ｒ．クメッツ（A. R. Kmetz）の報告では、偏
光板を１枚だけ用いる反射型液晶表示装置の構成につい
て述べられている。この文献によると反射型液晶表示装
置は、入射光の偏光板を通過する回数が２回のみで済む
構成とすることができるため、従来の第１の反射型液晶
表示装置１００と比較して、光の損失を抑えることがで
きる。また、偏光板を液晶層の背面側に配置する必要が
ないので、入射側に対向する側の基板の電極を、金属等
を使用して形成して反射電極として利用することがで
き、視差の難点も解消される。

【０００８】また、特開平４−１１６５１５号公報に
は、上述のように偏光板を１枚だけ使用した反射型液晶
表示装置の構成が開示されている。、また、液晶層のツ
イスト角、液晶層の屈折率異方性と層厚（以下、セルギ
ャップという。）との積（以下、Δｎｄという。）及び
偏光板角の３つのパラメータの最適化について開示され
ている。ここで、偏光板角とは、偏光板の透過軸又は吸
収軸と入射側の液晶配向方位とのなす角である。図１０
は特開平４−１１６５１５号公報に開示されている第２
の反射型液晶表示装置の構成を示す側断面図である。図
１０に示すように、透明電極１０４及び配向膜１０５が
順次形成された上基板１０１と、反射電極１０９及び配
向膜１０５が順次形成された下基板１０２とが、液晶層
１０３を挟み込むように向かい合わせに重ねられてい
る。上基板１０１の入射側、即ち、透明電極１０４に対
向する側の表面に偏光板１０６が貼付されている。

【０００９】次に、特開平４−１１６５１５号公報に開
示された、最適化された設計パラメータの一例を示す。
この最適化された設計パラメータは、液晶層１０３のツ
イスト角が６３度、液晶層１０３のΔｎｄが０．２μ
ｍ、偏光板１０６角が０度である。

【００１０】上述のような設計パラメータで設計及び製
造された第２の反射型液晶表示装置１００において、液
晶層１０３に入射した直線偏光は、液晶層１０３透過後
の反射面で、ほぼ円偏光になり、更に、反射して液晶層
１０３を透過した後には、入射光とほぼ９０度その偏光
面が回転した直線偏光になる。従って、液晶層１０３に
よる偏光変換がきわめて高効率で行われる。

【００１１】更に、１９９７・エスアイディー・インタ
ーナショナル・シンポジウム・ダイジェスト・オブ・テ
クニカル・ペーパーズ(1997 SID International Sympos
iumDigestof Technical Papers)２８巻６４３〜６４６
頁（１９９７年）に掲載されたＳ．−Ｔ．ウー（S.-T.W
u）等の報告でも、従来の第２の液晶表示装置１００に
示すように、偏光板を１枚だけ使用した構成の反射型液
晶表示装置における最適化された設計パラメータが記載
されている。この文献に示された反射型液晶表示装置の
一例（例１）の設計パラメータを以下に示す。この設計
パラメータは、液晶層のツイスト角が９０度、液晶層の
Δｎｄが０．２５μｍ、偏光板角が２０度である。ま
た、この文献に示された反射型液晶表示装置の別の一例
（例２）の設計パラメータは、液晶層のツイスト角が７
０度、液晶層のΔｎｄが０．２８μｍ、偏光板角が２０
度である。

【００１２】上述の設計パラメータを使用して、図１０
に示すような構成の素子を設計及び製造すると、ノーマ
リーブラックの素子として動作する。即ち、電圧無印加
時に暗状態を表示し、電圧印加時に明状態を表示するこ
とができるものである。

【００１３】更にまた、図１１は従来の第３の反射型液
晶表示装置を示す側断面図である。図１１に示すよう
に、従来の第３の反射型液晶表示装置１００は、従来の
第２の反射型液晶表示装置１００と比較して、従来の第
２の反射型液晶表示装置１００の偏光板１０６と上基板
１０１との間に１／４波長板（λ／４板）１１０を追加
して配置したものであり、それ以外の構成は、従来の第
２の反射型液晶表示装置１００と同一構成である。この
構成とすることにより、ノーマリーホワイトの素子を製
造することができる。

【００１４】なお、１／４波長板１１０とは、互いに垂
直な方向に振動する直線偏光の間に１／４波長の光路差
を生ずるように厚さが決められた複屈折板のことであ
る。直線偏光は、１／４波長板１１０により右回り又は
左回りの円偏光に変換されるため、第３の反射型液晶表
示装置１００の構成によると、電圧無印加状態において
明状態、電圧印加状態において暗状態を夫々表示するこ
とができる。また、図１１に示すようにノーマリーホワ
イトの構成を有する素子は、暗状態表示時の反射率の、
セルギャップ及び波長に対する依存性が小さいので、図
１０に示すような第２の反射型液晶表示装置１００であ
るノーマリーブラックの構成の素子よりも好ましい。

【００１５】更にまた、特開平１０−２３２３９０号公
報には、偏光板を１枚だけ有し液晶層のツイスト角を１
８０度以上とし、好ましくは２４０度に設定したＳＴＮ
液晶層を使用した反射液晶表示装置の構成が開示されて
いる。この構成において、液晶層、位相差フィルム及び
偏光板の設計パラメータを最適化し、表示の無彩色化及
び高コントラスト化を図る技術について開示されてい
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、偏光板を１枚
だけ用いる反射型液晶表示装置１００においては、視角
方向の変化によって、液晶層又は位相差フィルムの実質
的なリタデーションの値が変化するため、表示を観察す
る方向によって表示が黄色っぽく着色して見え、使用者
に不快感を与えるという問題がある。

【００１７】また、特開平１０−２３２３９０号公報に
開示された技術においては、正面での観察においては、
無彩色の表示を行うことができるが、視角を傾けた場合
には、表示の着色が起こり、使用者に不快感を与えると
いう問題点がある。

【００１８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、液晶層の視角変化によるリタデーションの
変化と、位相差フィルムの視角変化によるリタデーショ
ンの変化とが、総合的に打ち消しあうように位相差フィ
ルムを配置することにより、使用者の観察方向の変化に
よる表示の着色を解消することができる液晶表示装置を
提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る反射型液晶
表示装置においては、上基板と、前記上基板に対向する
下基板と、前記上基板及び下基板との間に挟持される液
晶層と、を有し、前記上基板には前記液晶層に接する側
に透明電極及び配向膜が形成されると共に、前記下基板
には前記液晶層に接する側に反射電極及び配向膜が形成
され、前記上基板の前記液晶層と反対側には１／２位相
差フィルムと１／４位相差フィルムとを有する積層型１
／４波長板と、偏光板とが形成されており、前記液晶層
の上基板側配向方向を基準とし、前記液晶層の上基板側
から下基板側へたどったときの液晶のねじれ方向を正と
した場合に、前記偏光板の偏光吸収軸の配置角αが５度
乃至３５度、前記１／２位相差フィルムの光学軸の配置
角βが−１５度乃至１５度及び前記１／４位相差フィル
ムの光学軸の配置角γが−７５度乃至−４５度であるこ
とを特徴とする。

【００２０】本発明においては、前記液晶層のツイスト
角が６６度乃至７４度であり、前記液晶層の屈折率異方
性と前記液晶層の層厚との積が０．２１μｍ乃至０．３
１μｍであることが好ましい。

【００２１】また、本発明においては、前記積層型１／
４波長板は、位相差を与える複数の位相差フィルムから
なることが好ましい。

【００２２】更に、本発明においては、前記位相差フィ
ルム、前記１／２位相差フィルム及び前記１／４位相差
フィルムは、ポリカーボネート系高分子又はポリサルフ
ォン系高分子からなることが好ましい。また、前記反射
電極は、表面に凹凸が形成されていることが好ましい。

【００２３】更にまた、前記液晶層は、ツイステッド・
ネマチック液晶であることが好ましい。

【００２４】本発明においては、偏光板及び積層型１／
４波長板を設け、偏光板、１／２位相差フィルム及び１
／４位相差フィルムの光学軸の配置角度を規制すること
により、液晶層の視角変化によるリタデーションの変化
と、位相差フィルムの視角変化によるリタデーションの
変化が、総合的に打ち消し合うことができ、電圧無印加
時の彩度が全方位で正面から±６０度以内の視角範囲に
おいて、２０を超えないようにすることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
添付の図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の
第１実施例に係る反射型液晶表示装置を示す側断面図で
ある。図２は本発明の第１実施例に係る反射型液晶表示
装置の液晶の配向状態、偏光板、１／２波長位相差フィ
ルム及び１／４波長位相差フィルムの配置角を示す模式
図である。

【００２６】本発明の第１実施例に係る反射型液晶表示
装置１においては、透明電極５及び配向膜６が順次形成
されている上基板２と、反射電極７及び配向膜６が順次
形成されている下基板３とが、配向膜６を向かい合わせ
られている。この間には、ＴＮ液晶を有する液晶層４を
挟み込む構成になっている。

【００２７】上基板２ｂの液晶層４と接しない外側に
は、積層型１／４波長板１０及び偏光板１１が順次形成
されている。積層型１／４波長板１０は、単色光に対し
て１／２波長の位相差を与える延伸フィルムである１／
２波長位相差フィルム９と、同じく１／４波長の位相差
を与える延伸フィルムである１／４波長位相差フィルム
８との組みわせにより構成されている。

【００２８】本実施例の反射型液晶表示装置１において
は、電圧無印加時には、明状態を示すノーマリーホワイ
トの素子であり、入射した光は偏光板１１及び積層型１
／４波長板１０を順次通過することにより、円偏光又は
円偏光に近い偏光状態の光に変換され、液晶層４に入射
する。透明電極５を介して液晶層４に電界を作用させる
ことにより、液晶の配向状態を変化させて入射光が反射
電極７に反射されて使用者に届く光の強度が変化して表
示することができる。

【００２９】本実施例においては、図１に示すように、
１／２波長位相差フィルム９と、１／４波長位相差フィ
ルム８とを夫々１枚ずつ積層する構成を示したが、本発
明において、特にこれに限定されるものではなく、３枚
以上の延伸フィルムを使用して積層する構成とすること
もできる。また、これらの延伸フィルムを形成する材料
としては、例えば、ポリカーボネート系高分子又はポリ
サルフォン系高分子等を使用することができる。

【００３０】図２に示すように、液晶層４における液晶
の配向状態は、上基板２及び下基板３の配向膜６に対す
る配向処理方向によって決められ、上基板２界面から下
基板３界面に向けて連続的に捻れるように配向されてい
る。偏光板１１の偏光吸収軸Ａ、１／２波長位相差フィ
ルム８の光学軸Ｂ、１／４波長位相差フィルム９の光学
軸Ｃは、液晶層４の上基板側配向方向Ｄを基準（角度基
準）及び液晶層４の下基板側配向方向Ｅとし、上基板２
側から下基板３側へたどったときの液晶のねじれ方向を
正として、夫々、配置角α、β、γの角度となるように
配置されている。

【００３１】本実施例においては、入射した光が、偏光
板１１、１／２波長位相差フィルム９及び１／４波長位
相差フィルム８を順次通過した後に、円偏光又は円偏光
に近い偏光状態となるためには、上記の配置角α、β、
γの間に、概ね、下記数式１に示すような関係が成り立
つように構成する必要がある。

【００３２】

【数１】γ−α＝２（β−α）±４５度

【００３３】しかし、本願発明者等の検討によると、上
記数式１を満たす（α、β、γ）の組み合わせを使用し
て、正面からの入射光に対して円偏光が液晶層４に入射
するように構成しても、視角を傾けることによって液晶
層４、１／２波長位相差フィルム９及び１／４波長位相
差フィルム８の見かけのリタデーションが変化するため
に、見る方向によって本来の表示よりも黄色っぽく見え
たり、青っぽく見えてしまう場合がある。特に視角の変
化によって表示が黄色っぽく見えてしまう場合には、使
用者に強い不快感を与える。なお、数式１を満たす無数
の組み合わせのうち、可視波長域のほぼ全域に亘り円偏
光となる条件は、１／２波長位相差フィルム９及び１／
４波長位相差フィルム８に使用する材料によって異な
る。即ち、１／２波長位相差フィルム９及び１／４波長
位相差フィルム８に使用する材料の屈折率異方性の波長
依存性（波長分散特性）によって異なる。このように、
広帯域性に優れた反射型液晶表示装置１の構成とした場
合でも、視角を傾けた場合には、表示の色味の変化が生
じてしまう。

【００３４】上述の夫々の配置角α、β、γについて、
更に詳細な検討を加えて最適化して、液晶層４の視角変
化によるリタデーションの変化、１／２波長位相差フィ
ルム９及び１／４波長位相差フィルム８の視角変化によ
るリタデーションの変化が、総合的に打ち消しあうよう
に設定することにより、電圧無印加時の彩度（Ｌ^*ａ^*ｂ
^*表色系におけるＣ^*の値）が、全方位で極角±６０度以
内の視角範囲において、２０を超えないように構成す
る。このような構成にすることにより、従来の技術にお
ける問題点であった観察方向の変化による表示の着色を
解消することができる。

【００３５】また、液晶層４のツイスト角を約７０度と
し、液晶層４のΔｎｄの値を約０．２７μｍとすること
によって、表示の色付きが少ない反射型液晶表示装置１
を実現することができる。ツイスト角については±４度
程度、Δｎｄの値については、±０．４μｍ程度の許容
範囲がある。即ち、液晶層４のツイスト角は６６度乃至
７４度とすることができ、液晶層４のΔｎｄの値は、
０．２１μｍ乃至０．３１μｍとすることができる。

【００３６】更に、配置角αを５度乃至３５度、配置角
βを−１５度乃至１５度及び配置角γを−７５度乃至−
４５度とすることにより、全方位極角６０度以内の視角
範囲における表示色の彩度は２０を超えることがなくな
る。即ち、従来の技術における問題点であった、観察方
向の変化による表示の着色を解消することができる。

【００３７】本実施例において、反射型液晶表示装置１
は、セグメント型、単純マトリックス型又はアクティブ
マトリックス型とすることが可能である。また、モノク
ロ型又はカラーフィルタを使用してカラー型としてもよ
い。

【００３８】また、本実施例において反射電極７は、そ
の表面が微小な凹凸を有するように形成することができ
る。この微小な凹凸により、局所的なセルギャップの分
布が生じるが、この分布は微小な凹凸の平均値が所望の
セルギャップの値になるように形成することにより解消
される。この微小な凹凸により、適度な散乱性を持た
せ、メタリック感のない表示が可能になる。また、反射
電極７の表面が平坦な形状である場合には、例えば、上
基板２と積層型１／４波長板１０との間に拡散フィルム
を配置することにより、メタリック感のない表示とする
ことができる。

【００３９】次に、本実施例における第１解析計算例を
示す。本解析計算例は、本実施例の反射型液晶表示装置
１で、液晶層４のツイスト角を約７０度とし、液晶層４
のΔｎｄの値を約０．２７μｍとすることによって、表
示の色付きが少ない反射型液晶表示装置１が実現される
ことを示す解析計算例である。図３は、縦軸に反射率、
横軸にΔｎｄをとり、電圧を印加しない状態で液晶層の
ツイスト角をパラメータとして計算し、液晶層のΔｎｄ
に対する反射率の依存性を求めた結果を曲線で表した液
晶層のΔｎｄの反射率の依存性を示すグラフ図である。

【００４０】図３に示すように、液晶層４の夫々のツイ
スト角の曲線の極大点について比較すると、液晶層４の
ツイスト角を約８０度以下にすると高い反射率が得られ
る。ツイスト角６０度ではΔｎｄの２つの値に対して反
射率が極大となることがわかる。ツイスト角７０度でも
２つの極大を有するが、その間での反射率の低下を示す
曲線の窪みは、小さく曲線は平坦である。従って、ツイ
スト角を約７０度として、セルギャップ設計値をこの依
存性曲線の平坦な部分に対応する値に設定する。即ち、
Δｎｄが約０．２７μｍとなるように設定すれば、液晶
層４のΔｎｄに対する反射率の依存性が最小となる。ま
た、Δｎｄに対する依存性は、波長依存性と相関関係が
あるため、波長依存性について大幅に改善することがで
きる。即ち、着色が少ない表示を得ることができる。従
って、本解析計算例により、本実施例においては、液晶
層４のツイスト角を約７０度、液晶層４のΔｎｄの値を
約０．２７μｍとすることにより、着色の少ない表示を
得ることができる。また、図３から明らかなように、液
晶層４のΔｎｄの値を０．２１乃至０．３１μｍの範囲
としても、高い反射率を得ることができると共に、反射
率の液晶層４のΔｎｄの値の依存性も小さい。

【００４１】次に、本実施例における第２解析計算例に
ついて説明する。本解析計算例においては、図１に示す
第１実施例の反射型液晶表示装置１で、偏光板１１の配
置角α、１／２波長位相差フィルム９の配置角β及び１
／４波長位相差フィルム８の配置角γをパラメータとし
て変化させて、電圧無印加時の表示色の彩度（Ｃ^*）を
シミュレーション計算する。液晶層４のツイスト角を７
０度として、液晶層４のΔｎｄを０．２７μｍ（セルギ
ャップは４．０μｍである。）とする。

【００４２】また、１／２波長位相差フィルム９には、
ポリカーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで
波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／２波長（約２７
５ｎｍ）の位相差を与えるものを仮定し、１／４波長位
相差フィルム８には、ポリカーボネート系高分子の延伸
フィルムで波長約５５０ｎｍの単色光に対して１／４波
長（約１３８ｎｍ）の位相差を与えるものを仮定する。

【００４３】１／２波長位相差フィルム９及び１／４波
長位相差フィルム８の材料として上述のように、ポリカ
ーボネート系高分子を用いた場合には、概ね、下記数式
２乃至数式５が成り立つように構成する必要がある。

【００４４】

【数２】β＝α−１７．５度、γ＝α−８０度

【００４５】

【数３】β＝α＋１７．５度、γ＝α＋８０度

【００４６】

【数４】β＝α＋７２．５度、γ＝α＋１０度

【００４７】

【数５】β＝α−７２．５度、γ＝α−１０度

【００４８】上記数式１乃至数式５を満足すると、入射
光が、偏光板１１、１／２波長位相差フィルム９及び１
／４波長位相差フィルム８を順次通過した後に、可視波
長域のほぼ全域に亘って円偏光となる。

【００４９】図４は、縦軸に全方位極角６０度以内の視
角範囲における表示色の彩度の最大値Ｃ^*ｍａｘ、横軸
に配置角αの値をとり、上記数式１乃至数式５の関係を
満たす配置角α、β、γの組み合わせについてシミュレ
ーション計算を行った結果を示すグラフ図である。な
お、図４において、実線、点線、破線及び一点鎖線は、
夫々数式２、数式３、数式４及び数式５に対応してい
る。反射電極７における入射光の反射では反射率１００
％の鏡面反射を仮定し、光源は、ＪＩＳ Ｚ８７２０に
規定されているＤ６５光源を仮定とする。シミュレーシ
ョン計算において、反射型液晶表示装置１の表面での反
射は無視した。

【００５０】本解析計算例により、数式２の条件におい
て、配置角αを約５度乃至３５度の間とすることによ
り、即ち、配置角αを５度乃至３５度、配置角βを−１
５度乃至１５度及び配置角γを−７５度乃至−４５度と
することにより、全方位極角６０度以内の視角範囲にお
ける表示色の彩度は２０を超えることがない。即ち、従
来の技術における問題点であった、観察方向の変化によ
る表示の着色を解消することができる。従って、本解析
計算例により、本実施例においては、液晶層４のツイス
ト角を約７０度、液晶層４のΔｎｄの値を約０．２７μ
ｍとし、配置角αを５度乃至３５度、配置角βを−１５
度乃至１５度、配置角γを−７５度乃至−４５度とする
ことにより、着色の少ない表示を得ることができる。

【００５１】次に、本発明の第２実施例について、図５
に基づいて説明する。なお、図１に示す第１実施例と同
一構成物には同一符号を付してその詳細な説明は、省略
する。図５は本発明の第２実施例に係る反射型液晶表示
装置の構成を示す部分断面斜視図である。図６は本発明
の第２実施例に係る反射型液晶表示装置のアクティブマ
トリクス基板のＴＦＴ及び画素電極の構成を示す側面断
面図である。

【００５２】本実施例は、第１実施例と比較して、６．
１型の６４０×４８０画素のアクティブマトリックス型
のカラー表示可能な反射型液晶表示装置１（反射型カラ
ーＬＣＤ）であり、アクティブマトリクス基板１４とカ
ラーフィルタ基板１２とが対向している。この間に液晶
層４を挟み込む構成になっている点で異なり、それ以外
は、第１実施例と同一構成である。

【００５３】図５及び図６に示すように、アクティブマ
トリクス基板１４には、反射電極７が縦横のマトリクス
状に形成されている。基板１８の上に、例えば、クロム
からなるゲート電極１９が形成されている。このゲート
電極１９及び基板１８の上には、絶縁膜２０が形成され
ている。この絶縁膜２０の上には、ソース２１及びドレ
イン２２とが形成され、これらゲート２１及びドレイン
２２との間には、例えば、アモルファスシリコンからな
る島状のチャネル層２３が形成されている。この絶縁膜
２０の上には、樹脂層２４が形成されている。この樹脂
層２４の上には、例えば、アルミニウムからなる反射電
極７が形成されている。この反射電極７には、ドレイン
２２まで到達するコンタクト部２５が形成されている。
反射電極７は、コンタクト部２５を除いて樹脂層２４に
より下部構造と絶縁されている。

【００５４】夫々の反射電極７には薄膜トランジスタ
（以下、ＴＦＴという。）１７のドレイン２２が接続さ
れている。ＴＦＴ１７のゲート電極１９はゲートバスラ
イン１６に接続され、ソース２１は信号バスライン１５
に夫々接続されている。反射電極７の表面には入射光を
拡散して反射する微小な凹凸が形成されている。

【００５５】一方、カラーフィルタ基板１２には、赤、
緑、青の色層１３が、アクティブマトリクス基板１４側
の反射電極７に対応するようにストライプ状に形成され
ている。カラーフィルタ基板１２及びアクティブマトリ
クス基板１４の液晶層４に接する内側面には、例えば、
ポリイミド樹脂からなる配向膜（図示せず）が形成され
ており、液晶層４を所定の配向状態とするためのラビン
グ処理が施されている。

【００５６】また、カラーフィルタ基板１２の配向膜が
形成されている側の反対側には、積層型１／４波長板１
０及び偏光板１１とがこの順に貼り付けられている。積
層型１／４波長板１０は、１／２波長位相差フィルム９
（図示せず）と１／４波長位相差フィルム８（図示せ
ず）とを偏光板１１に近い側から、この順に１枚ずつ積
層したものである。

【００５７】なお、本実施例の反射型液晶表示装置１を
製造するに際し、液晶層４のツイスト角、液晶層のΔｎ
ｄ、偏光板配置角α、１／２位相差フィルム配置角β、
１／４位相差及びフィルム配置角γ等の光学設計パラメ
ータは、第１実施例に示した値と同一である。

【００５８】上述のように、本実施例の構成とすること
により、明るく、高コントラスト比で、ムラのなく、明
表示時において視角を変化させても、表示が黄色っぽく
着色することがない良好なフルカラー画像を表示するこ
とができる液晶表示装置１を得ることができる。

【００５９】

【実施例】以下に、本発明の実施例について、図１に示
す第１実施例の構造の反射型液晶表示装置を作成し、そ
の特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に
説明する。図７は縦軸に青から黄の色度（ｂ^*）、横軸
に緑から赤の色度（ａ^*）をとり、電圧無印加時の表示
（白表示）について、極角６０度にて観察方位角を０乃
至３６０度の範囲で変化させた場合における色度、即
ち、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系におけるａ^*及びｂ^*の値の変化の
軌跡を示すグラフ図である。なお、図７において、中心
からの距離は彩度Ｃ^*に相当する。

【００６０】先ず、実施例１について説明する。実施例
１は、図１に示す反射型液晶表示装置１と同一構成とし
た。図２に示すように、液晶層４の配向状態は、上基板
２から下基板３に向かって左回りにねじれており、液晶
層４中間付近における液晶の配向方向が反射型液晶表示
装置１の上下方向に平行になるようにした。

【００６１】１／２波長位相差フィルム９には、ポリカ
ーボネート系高分子を材料とする延伸フィルムで波長約
５５０ｎｍの単色光に対して１／２波長（約２７５ｎ
ｍ）の位相差を与えるものを使用し、１／４波長位相差
フィルム８には、ポリカーボネート系高分子を材料とす
る延伸フィルムで波長約５５０ｎｍの単色光に対して１
／４波長（約１３８ｎｍ）の位相差を与えるものを使用
した。

【００６２】実施例１における液晶層４のツイスト角、
Δｎｄ及び配置角α、β、γは、夫々液晶層４のツイス
ト角を７０度（左回り）、液晶層４のΔｎｄを０．２７
μｍ（セルギャップが４．０μｍである。）、配置角α
を２６度、配置角βを８度とし、配置角γを−５５度と
した。

【００６３】実施例１の反射型液晶表示装置１につい
て、電圧反射率特性の測定を行った。その測定結果は、
電圧無印加時において反射率が４０％であり、５Ｖ印加
時においてコントラスト比が４０であった。

【００６４】図７に示すように、全方位極角６０度以内
の視角範囲において２０を超えることがなく、観察方向
の変化による表示の着色を解消することができた。

【００６５】次に、実施例２について説明する。本実施
例においては、実施例１と同様の反射型液晶表示装置１
を、設計パラメータが液晶層４のツイスト角を７０度
（左回り）、液晶層４のΔｎｄを０．２７μｍ（セルギ
ャップ ４．０μｍ）、配置角αを１７度、配置角βを
−２度とし、配置角γを−６２度として作成した。

【００６６】実施例２の反射型液晶表示装置１につい
て、電圧反射率特性の測定を行った。その結果、電圧無
印加時において反射率が４０％であり、５Ｖ印加時にお
いてコントラスト比が４０であった。本実施例の構成に
おいても、視角を傾けた場合の表示の着色がないことを
確認することができた。

【００６７】次に、比較例３について説明する。図８は
縦軸に青から黄の色度（ｂ^*）、横軸に緑から赤の色度
（ａ^*）をとり、電圧無印加時の表示（白表示）につい
て、極角６０度にて観察方位角を０乃至３６０度の範囲
で変化させた場合における色度の変化の軌跡を示すグラ
フ図である。なお、図８において、中心からの距離は彩
度Ｃ^*に相当する。

【００６８】比較例３において、実施例１と同様の反射
型液晶表示装置１を、設計パラメータが液晶層４のツイ
スト角を７０度（左回り）、液晶層４のΔｎｄを０．２
７μｍ（セルギャップが４．０μｍである。）、配置角
αを２０度、配置角βを３７．５度とし、配置角γを１
００度として作成した。

【００６９】なお、比較例３の構成は、上述のＳ．−
Ｔ．ウー（S.-T. Wu）らの報告に基づいて、偏光板１１
の配置角αを従来技術のノーマリーブラックの構成にお
ける最適角として、１／２位相差フィルム９及び１／４
位相差フィルム８を数式３に基づいて挿入し、ノーマリ
ーホワイトの素子を構成したものである。

【００７０】比較例３の反射型液晶表示装置１につい
て、電圧反射率特性の測定を行った。その測定結果は、
電圧無印加時において反射率が４０％であり、５Ｖ印加
時において、コントラスト比が４０であった。図８に示
すように、視角方位の変化によって、表示の色味が大き
く変化することを確認することができた。特に、視角を
反射型液晶表示装置１の左右方向（図２の左右方向）に
傾けた場合には、表示が黄色く着色された。

【００７１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明においては、
液晶層の視角変化によるリタデーションの変化と、位相
差フィルムの視角変化によるリタデーションの変化と
が、総合的に打ち消しあうように配置することにより、
電圧無印加時の彩度を、全方位で極角±６０度以内の視
角範囲において、２０を以下とすることができる。従っ
て、観察方向の変化による表示の着色を解消することが
できる反射型液晶表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る反射型液晶表示装置
を示す側断面図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る反射型液晶表示装置
の液晶の配向状態、偏光板、１／２波長位相差フィルム
及び１／４波長位相差フィルムの配置角を示す模式図で
ある。

【図３】液晶層のΔｎｄに対する反射率の依存性を求め
た結果を曲線で示したグラフ図である。

【図４】配置角α、β、γの組み合わせについてシミュ
レーション計算を行った結果を示すグラフ図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る反射型液晶表示装置
の構成を示す分解斜視図である。

【図６】本発明の第２実施例に係る反射型液晶表示装置
のアクティブマトリクス基板のＴＦＴ及び画素電極の構
成を示す側面断面図である。

【図７】極角６０度にて観察方位角を０乃至３６０度の
範囲で変化させた場合における色度の変化の軌跡を示す
グラフ図である。

【図８】極角６０度にて観察方位角を０乃至３６０度の
範囲で変化させた場合における色度の変化の軌跡を示す
グラフ図である。

【図９】従来のＴＮ方式の第１の反射型液晶表示装置の
構成を示す側面断面図である。

【図１０】第２の反射型液晶表示装置の構成を示す側断
面図である。

【図１１】従来の第３の反射型液晶表示装置を示す側断
面図である。

【符号の説明】

１、１００；反射型液晶表示装置 ２、１０１；上基板 ３、１０２；下基板 ４、１０３；液晶層 ５、１０４；透明電極 ６、１０５；配向膜 ７、１０９；反射電極 ８；１／４位相差フィルム ９；１／２位相差フィルム １０；積層型１／４波長板 １１、１０６、１０７；偏光板 １２；カラーフィルタ基板 １３；色層 １４；アクティブマトリクス基板 １５；信号バスライン １６；ゲートバスライン １７；ＴＦＴ １８；基板 １９；ゲート電極 ２０；絶縁膜 ２１；ソース ２２；ドレイン ２３；チャネル層 ２４；樹脂層 ２５；コンタクト部 Ａ；偏光吸収軸 Ｂ、Ｃ；光学軸 Ｄ；上基板側配向方向（角度原点） Ｅ；下基板側配向方向 α、β、γ；配置角 １０８；反射板 １１０；１／４波長板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上基板と、前記上基板に対向する下基板
   と、前記上基板及び下基板との間に挟持される液晶層
   と、を有し、前記上基板には前記液晶層に接する側に透
   明電極及び配向膜が形成されると共に、前記下基板には
   前記液晶層に接する側に反射電極及び配向膜が形成さ
   れ、前記上基板の前記液晶層と反対側には１／２位相差
   フィルムと１／４位相差フィルムとを有する積層型１／
   ４波長板と、偏光板とが形成されており、前記液晶層の
   上基板側配向方向を基準とし、前記液晶層の上基板側か
   ら下基板側へたどったときの液晶のねじれ方向を正とし
   た場合に、前記偏光板の偏光吸収軸の配置角αが５度乃
   至３５度、前記１／２位相差フィルムの光学軸の配置角
   βが−１５度乃至１５度及び前記１／４位相差フィルム
   の光学軸の配置角γが−７５度乃至−４５度であること
   を特徴とする反射型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記液晶層のツイスト角が６６度乃至７
   ４度であり、前記液晶層の屈折率異方性と前記液晶層の
   層厚との積が０．２１μｍ乃至０．３１μｍであること
   を特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記積層型１／４波長板は、位相差を与
   える複数の位相差フィルムからなることを特徴とする請
   求項１又は２に記載の反射型液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記位相差フィルム、前記１／２位相差
   フィルム及び前記１／４位相差フィルムは、ポリカーボ
   ネート系高分子又はポリサルフォン系高分子からなるこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   反射型液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記反射電極は、表面に凹凸が形成され
   ていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項
   に記載の反射型液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記液晶層は、ツイステッド・ネマチッ
   ク液晶であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
   か１項に記載の反射型液晶表示装置。