JP2003114428A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JP2003114428A JP2003114428A JP2002261145A JP2002261145A JP2003114428A JP 2003114428 A JP2003114428 A JP 2003114428A JP 2002261145 A JP2002261145 A JP 2002261145A JP 2002261145 A JP2002261145 A JP 2002261145A JP 2003114428 A JP2003114428 A JP 2003114428A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反射型液晶表示装置は、周囲の光が暗い場合
に表示に用いる反射光が低下し視認性が極端に低下する
という欠点を有し、一方透過型液晶表示装置はこれとは
逆に周囲光が非常に明るい晴天下等での視認性が低下す
る問題がある。 【解決手段】 反射機能を有する領域と透過機能を有す
る領域とを有する一方基板1と対向電極4が形成された
他方基板2を有し、一方基板1と他方基板2の間に液晶
層5が挟持された液晶表示装置であって、他方基板2の
液晶層5とは反対の面に設けられた第1の偏光手段6
と、一方基板1の液晶層5とは反対の面に設けられた第
2の偏光手段9と、第1の偏光手段6と液晶層5との間
に設けられた第1の位相差板7と、第2の偏光手段9と
液晶層5との間に設けられた第2の位相差板10とを有
し、第1の位相差板7及び第2の位相差板10がλ/4
板からなり、第1の偏光手段6の透過軸と第1の位相差
板7の遅延軸とのなす角度が45°であり、かつ、第2
の偏光手段9の透過軸と第2の位相差板10の遅延軸と
のなす角度が45°である。
に表示に用いる反射光が低下し視認性が極端に低下する
という欠点を有し、一方透過型液晶表示装置はこれとは
逆に周囲光が非常に明るい晴天下等での視認性が低下す
る問題がある。 【解決手段】 反射機能を有する領域と透過機能を有す
る領域とを有する一方基板1と対向電極4が形成された
他方基板2を有し、一方基板1と他方基板2の間に液晶
層5が挟持された液晶表示装置であって、他方基板2の
液晶層5とは反対の面に設けられた第1の偏光手段6
と、一方基板1の液晶層5とは反対の面に設けられた第
2の偏光手段9と、第1の偏光手段6と液晶層5との間
に設けられた第1の位相差板7と、第2の偏光手段9と
液晶層5との間に設けられた第2の位相差板10とを有
し、第1の位相差板7及び第2の位相差板10がλ/4
板からなり、第1の偏光手段6の透過軸と第1の位相差
板7の遅延軸とのなす角度が45°であり、かつ、第2
の偏光手段9の透過軸と第2の位相差板10の遅延軸と
のなす角度が45°である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワードプロセッサ
やパーソナルコンピュータなどのOA機器や、電子手帳
等の携帯情報機器、あるいは、液晶モニターを備えたカ
メラ一体型VTR等に用いられる反射型液晶表示装置お
よび反射型と透過型と兼ね備えた液晶表示装置に関す
る。
やパーソナルコンピュータなどのOA機器や、電子手帳
等の携帯情報機器、あるいは、液晶モニターを備えたカ
メラ一体型VTR等に用いられる反射型液晶表示装置お
よび反射型と透過型と兼ね備えた液晶表示装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイは、CRT(ブラウン
管)やEL(エレクトロルミネッセンス)とは異なり自
らは発光しないため、バックライトを液晶表示素子の背
面に設置して照明する透過型液晶表示装置が用いられて
いる。
管)やEL(エレクトロルミネッセンス)とは異なり自
らは発光しないため、バックライトを液晶表示素子の背
面に設置して照明する透過型液晶表示装置が用いられて
いる。
【0003】しかしながら、バックライトは通常液晶デ
ィスプレイの全消費電力のうち50%以上を消費するた
め、戸外や常時携帯して使用する機会が多い携帯情報機
器ではバックライトの代わりに反射板を設置し、周囲光
のみで表示を行う反射型液晶表示装置も実現されてい
る。
ィスプレイの全消費電力のうち50%以上を消費するた
め、戸外や常時携帯して使用する機会が多い携帯情報機
器ではバックライトの代わりに反射板を設置し、周囲光
のみで表示を行う反射型液晶表示装置も実現されてい
る。
【0004】反射型液晶表示装置で用いられる表示モー
ドには、現在透過型で広く用いられているTN(ツイス
テッドネマティック)モード、STN(スーパーツイス
テッドネマティック)モードといった偏光板を利用する
タイプの他、偏光板を用いないために明るい表示が実現
できる相転移型ゲストホストモードも近年盛んに開発が
行われており、例えば特開平4−75022号公報及び
特願平7−228365号に開示されている。
ドには、現在透過型で広く用いられているTN(ツイス
テッドネマティック)モード、STN(スーパーツイス
テッドネマティック)モードといった偏光板を利用する
タイプの他、偏光板を用いないために明るい表示が実現
できる相転移型ゲストホストモードも近年盛んに開発が
行われており、例えば特開平4−75022号公報及び
特願平7−228365号に開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、相転移
型ゲストホストモードは、液晶分子と色素を分散させた
液晶層において色素の光吸収を用いて表示を行なうため
コントラストが十分とれず、TN(ツイステッドネマテ
ィック)モード及びSTN(スーパーツイステッドネマ
ティック)モードといった偏光板を利用するタイプの液
晶表示装置に比べて表示品位は著しく悪くなる。
型ゲストホストモードは、液晶分子と色素を分散させた
液晶層において色素の光吸収を用いて表示を行なうため
コントラストが十分とれず、TN(ツイステッドネマテ
ィック)モード及びSTN(スーパーツイステッドネマ
ティック)モードといった偏光板を利用するタイプの液
晶表示装置に比べて表示品位は著しく悪くなる。
【0006】また、平行配向若しくはツイスト配向の液
晶表示装置の場合には、液晶層の中心付近の液晶分子は
電圧印加時に基板面に対して垂直方向に傾くが、配向膜
表面付近の液晶分子は電圧を印加しても基板に対して垂
直にならないため液晶層の複屈折率は0には程遠く、電
圧印加時に黒表示を行う表示モードの場合、液晶層の複
屈折のため十分な黒が表示できず、十分なコントラスト
を得ることができない。
晶表示装置の場合には、液晶層の中心付近の液晶分子は
電圧印加時に基板面に対して垂直方向に傾くが、配向膜
表面付近の液晶分子は電圧を印加しても基板に対して垂
直にならないため液晶層の複屈折率は0には程遠く、電
圧印加時に黒表示を行う表示モードの場合、液晶層の複
屈折のため十分な黒が表示できず、十分なコントラスト
を得ることができない。
【0007】TNモード及びSTNモードの液晶表示装
置も現在では輝度やコントラストの点で十分な表示品位
を有するとは言い難く、更なる高輝度化及びコントラス
トの向上等の表示品位の向上が求められている。
置も現在では輝度やコントラストの点で十分な表示品位
を有するとは言い難く、更なる高輝度化及びコントラス
トの向上等の表示品位の向上が求められている。
【0008】また、反射型液晶表示装置は、周囲の光が
暗い場合に表示に用いる反射光が低下し視認性が極端に
低下するという欠点を有し、一方透過型液晶表示装置は
これとは逆に周囲光が非常に明るい晴天下等での視認性
が低下する問題があった。
暗い場合に表示に用いる反射光が低下し視認性が極端に
低下するという欠点を有し、一方透過型液晶表示装置は
これとは逆に周囲光が非常に明るい晴天下等での視認性
が低下する問題があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、反射機能を有
する領域と透過機能を有する領域とを有する一方基板と
対向電極が形成された他方基板を有し、前記一方基板と
前記他方基板の間に液晶層が挟持された液晶表示装置で
あって、前記他方基板の前記液晶層とは反対の面に設け
られた第1の偏光手段と、前記一方基板の前記液晶層と
は反対の面に設けられた第2の偏光手段と、前記第1の
偏光手段と前記液晶層との間に設けられた第1の位相差
板と、前記第2の偏光手段と前記液晶層との間に設けら
れた第2の位相差板とを有し、前記第1の位相差板及び
前記第2の位相差板がλ/4板からなり、前記第1の偏
光手段の透過軸と前記第1の位相差板の遅延軸とのなす
角度が45°であり、かつ、前記第2の偏光手段の透過
軸と前記第2の位相差板の遅延軸とのなす角度が45°
である液晶表示装置である。
する領域と透過機能を有する領域とを有する一方基板と
対向電極が形成された他方基板を有し、前記一方基板と
前記他方基板の間に液晶層が挟持された液晶表示装置で
あって、前記他方基板の前記液晶層とは反対の面に設け
られた第1の偏光手段と、前記一方基板の前記液晶層と
は反対の面に設けられた第2の偏光手段と、前記第1の
偏光手段と前記液晶層との間に設けられた第1の位相差
板と、前記第2の偏光手段と前記液晶層との間に設けら
れた第2の位相差板とを有し、前記第1の位相差板及び
前記第2の位相差板がλ/4板からなり、前記第1の偏
光手段の透過軸と前記第1の位相差板の遅延軸とのなす
角度が45°であり、かつ、前記第2の偏光手段の透過
軸と前記第2の位相差板の遅延軸とのなす角度が45°
である液晶表示装置である。
【0010】また、反射機能を有する領域と透過機能を
有する領域とを有する一方基板と対向電極が形成された
他方基板を有し、前記一方基板と前記他方基板の間に液
晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記他方基板
の前記液晶層とは反対の面に設けられた第1の偏光手段
と、前記一方基板の前記液晶層とは反対の面に設けられ
た第2の偏光手段と、前記第1の偏光手段と前記液晶層
との間に設けられた第1の位相差板と、前記第2の偏光
手段と前記液晶層との間に設けられた第2の位相差板と
を有し、前記第1の偏光手段の透過軸と前記第2の偏光
手段の透過軸とが同一方向に設定される液晶表示装置で
ある。
有する領域とを有する一方基板と対向電極が形成された
他方基板を有し、前記一方基板と前記他方基板の間に液
晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記他方基板
の前記液晶層とは反対の面に設けられた第1の偏光手段
と、前記一方基板の前記液晶層とは反対の面に設けられ
た第2の偏光手段と、前記第1の偏光手段と前記液晶層
との間に設けられた第1の位相差板と、前記第2の偏光
手段と前記液晶層との間に設けられた第2の位相差板と
を有し、前記第1の偏光手段の透過軸と前記第2の偏光
手段の透過軸とが同一方向に設定される液晶表示装置で
ある。
【0011】以下に本発明による作用について説明す
る。
る。
【0012】反射機能を有する領域と透過機能を有する
領域とを備えた液晶表示装置が第1の偏光手段と第2の
偏光手段と第1の位相差板と第2の位相差板とを有する
ことにより、反射機能を有する領域の反射光で表示を行
う反射モードでは、液晶層の観測者方向のリターデーシ
ョン(複屈折率)が0(垂直配向モードでは、初期配向
状態、平行配向モードでは電圧印加状態)であれば、第
1の偏光手段を透過した直線偏光が第1の位相差板と液
晶層を透過して反射し再び液晶層と第1の位相差板を通
過して第1の偏光手段に入射する際に、第1の偏光手段
の透過軸と直交する偏光成分が多いため暗表示が可能と
なり、また、観測者方向にリターデーションが生じれ
ば、第1の偏光手段を透過した直線偏光が第1の位相差
板と液晶層を透過して反射し再び液晶層と第1の位相差
板を通過して第1の偏光手段に入射する際に、第1の偏
光手段の透過軸と平行する偏光成分を有するため各々の
リターデーションに対応した階調を有する明表示が可能
となる。
領域とを備えた液晶表示装置が第1の偏光手段と第2の
偏光手段と第1の位相差板と第2の位相差板とを有する
ことにより、反射機能を有する領域の反射光で表示を行
う反射モードでは、液晶層の観測者方向のリターデーシ
ョン(複屈折率)が0(垂直配向モードでは、初期配向
状態、平行配向モードでは電圧印加状態)であれば、第
1の偏光手段を透過した直線偏光が第1の位相差板と液
晶層を透過して反射し再び液晶層と第1の位相差板を通
過して第1の偏光手段に入射する際に、第1の偏光手段
の透過軸と直交する偏光成分が多いため暗表示が可能と
なり、また、観測者方向にリターデーションが生じれ
ば、第1の偏光手段を透過した直線偏光が第1の位相差
板と液晶層を透過して反射し再び液晶層と第1の位相差
板を通過して第1の偏光手段に入射する際に、第1の偏
光手段の透過軸と平行する偏光成分を有するため各々の
リターデーションに対応した階調を有する明表示が可能
となる。
【0013】透過機能を有する領域の透過光で表示を行
う透過モードでは、液晶層の観測者方向のリターデーシ
ョンがほぼ0であれば、第2の偏光手段を通過した直線
偏光が、第2の位相差板、液晶層及び第1の位相差板を
通過して第1の偏光手段に入射する際に、第1の偏光手
段の透過軸と直交する偏光成分が多いため暗表示が可能
となり、また、観測者方向にリターデーションが大きく
なると、第2の偏光手段を通過した直線偏光が、第2の
位相差板、液晶層及び第1の位相差板を通過して第1の
偏光手段に入射する際に、第1の偏光手段の透過軸と平
行する偏光成分を有するため各々のリターデーションに
対応した階調を有する明表示が可能となる。
う透過モードでは、液晶層の観測者方向のリターデーシ
ョンがほぼ0であれば、第2の偏光手段を通過した直線
偏光が、第2の位相差板、液晶層及び第1の位相差板を
通過して第1の偏光手段に入射する際に、第1の偏光手
段の透過軸と直交する偏光成分が多いため暗表示が可能
となり、また、観測者方向にリターデーションが大きく
なると、第2の偏光手段を通過した直線偏光が、第2の
位相差板、液晶層及び第1の位相差板を通過して第1の
偏光手段に入射する際に、第1の偏光手段の透過軸と平
行する偏光成分を有するため各々のリターデーションに
対応した階調を有する明表示が可能となる。
【0014】よって、反射モードおよび透過モードを併
用した場合に同時に暗表示が可能となり両方併用しても
コントラストの高い表示が可能となる。さらに電圧によ
りリターデーション値を変化させることで階調表示が可
能となる。
用した場合に同時に暗表示が可能となり両方併用しても
コントラストの高い表示が可能となる。さらに電圧によ
りリターデーション値を変化させることで階調表示が可
能となる。
【0015】また、第1の位相差板と第2の位相差板の
リターデーションがλ/4条件に設定されていることに
より、反射機能を有する領域の反射光で表示を行う反射
モードでは、観測者方向に液晶層による複屈折がほとん
どない状態では、円偏光が入射し、反射機能を有する領
域で反射して回転方向が逆転した円偏光となり、第1の
位相差板を通過すると第1の偏光手段の透過軸と直交す
る直線偏光となる。この液晶表示装置の反射領域では光
アイソレーターとして働くので光漏れの少ない暗表示と
なる。
リターデーションがλ/4条件に設定されていることに
より、反射機能を有する領域の反射光で表示を行う反射
モードでは、観測者方向に液晶層による複屈折がほとん
どない状態では、円偏光が入射し、反射機能を有する領
域で反射して回転方向が逆転した円偏光となり、第1の
位相差板を通過すると第1の偏光手段の透過軸と直交す
る直線偏光となる。この液晶表示装置の反射領域では光
アイソレーターとして働くので光漏れの少ない暗表示と
なる。
【0016】また、観測者方向に液晶層による複屈折が
ある状態では、そのリタデーションを変化させること
で、第1の偏光手段に入射した光が反射して再び第1の
偏光手段に入射する際に、第1の偏光手段の透過軸と平
行な偏光成分が生じて入射されるため、階調表示か可能
な明表示となる。
ある状態では、そのリタデーションを変化させること
で、第1の偏光手段に入射した光が反射して再び第1の
偏光手段に入射する際に、第1の偏光手段の透過軸と平
行な偏光成分が生じて入射されるため、階調表示か可能
な明表示となる。
【0017】次ぎに透過機能を有する領域の透過光で表
示を行う透過モードでは、観測者方向に液晶層による複
屈折がほとんどない状態では、液晶層に円偏光が入射し
液晶層通過時には円偏光が保存され、第1の位相差板を
通過して第1の偏光手段の透過軸と直交する直線偏光と
なり光漏れの少ない暗表示となる。また、観測者方向に
液晶層による複屈折がある状態ではそのリターデーショ
ンが変化するため、第2の偏光手段から入射した光が第
1の偏光手段に入射する際に第1の偏光手段の透過軸と
平行な偏光成分となって入射されるため階調表示が可能
な明表示となる。
示を行う透過モードでは、観測者方向に液晶層による複
屈折がほとんどない状態では、液晶層に円偏光が入射し
液晶層通過時には円偏光が保存され、第1の位相差板を
通過して第1の偏光手段の透過軸と直交する直線偏光と
なり光漏れの少ない暗表示となる。また、観測者方向に
液晶層による複屈折がある状態ではそのリターデーショ
ンが変化するため、第2の偏光手段から入射した光が第
1の偏光手段に入射する際に第1の偏光手段の透過軸と
平行な偏光成分となって入射されるため階調表示が可能
な明表示となる。
【0018】したがって、反射モードおよび透過モード
を併用した場合でも暗表示時の液晶分子の状態が同じで
あり、同時に光漏れのない暗表示が可能となり、周囲光
強度がどのような状態であっても反射型、透過型或いは
両用型としてコントラストの高い表示が実現される。
を併用した場合でも暗表示時の液晶分子の状態が同じで
あり、同時に光漏れのない暗表示が可能となり、周囲光
強度がどのような状態であっても反射型、透過型或いは
両用型としてコントラストの高い表示が実現される。
【0019】また、反射領域の液晶層のリターデーショ
ンがαだけ残存する場合に第1の位相差板のリターデー
ションが(λ/4−α)条件に設定されていることによ
り、平行配向処理された表示モードや、垂直配向処理で
もプレチルト角が大きい場合など、残存するリターデー
ションが無視できない場合でも反射型としてコントラス
トの高い表示が実現される。反射モードでは、液晶層に
は、円偏光から残存しているリターデーション分ずれた
楕円偏光が入射する。液晶層を通過し、反射機能を有す
る領域で円偏光となり、反射して回転方向が逆転した円
偏光となる。液晶層を通過して液晶層から出射する時、
円偏光からずれた楕円偏光となる。このときの楕円偏光
は、入射時と位相が90度ずれた状態である。このた
め、第1の位相差板を通過すると第1の偏光手段の透過
軸と直交する直線偏光となる。この液晶表示装置の反射
領域では光アイソレーターとして働くので光漏れの少な
い暗表示となる。
ンがαだけ残存する場合に第1の位相差板のリターデー
ションが(λ/4−α)条件に設定されていることによ
り、平行配向処理された表示モードや、垂直配向処理で
もプレチルト角が大きい場合など、残存するリターデー
ションが無視できない場合でも反射型としてコントラス
トの高い表示が実現される。反射モードでは、液晶層に
は、円偏光から残存しているリターデーション分ずれた
楕円偏光が入射する。液晶層を通過し、反射機能を有す
る領域で円偏光となり、反射して回転方向が逆転した円
偏光となる。液晶層を通過して液晶層から出射する時、
円偏光からずれた楕円偏光となる。このときの楕円偏光
は、入射時と位相が90度ずれた状態である。このた
め、第1の位相差板を通過すると第1の偏光手段の透過
軸と直交する直線偏光となる。この液晶表示装置の反射
領域では光アイソレーターとして働くので光漏れの少な
い暗表示となる。
【0020】したがって、残存するリターデーションが
無視できない場合でも反射型としてコントラストの高い
表示が実現される。
無視できない場合でも反射型としてコントラストの高い
表示が実現される。
【0021】反射電極の面積が透過電極の面積より大き
い場合等、反射型表示がメインとなる場合、実施形態で
示す位相差板10はλ/4板のままでかまわない。
い場合等、反射型表示がメインとなる場合、実施形態で
示す位相差板10はλ/4板のままでかまわない。
【0022】また、反射領域の液晶層のリターデーショ
ンがαだけ残存し、透過領域の液晶層のリターデーショ
ンがβだけ残存する場合に、第1の位相差板のリターデ
ーションが(λ/4−α)条件に、第2の位相差板のリ
ターデーションが(λ/4−(β−α))条件に設定さ
れていることにより、平行配向処理された表示モード
や、垂直配向処理でもプレチルト角が大きい場合など、
残存するリターデーションが無視できない場合でも反射
型、透過型或いは両用型としてコントラストの高い表示
が実現される。反射モードでは、液晶層には、円偏光か
ら残存しているリターデーション分ずれた楕円偏光が入
射する。液晶層を通過し、反射機能を有する領域で円偏
光となり、反射して回転方向が逆転した円偏光となる。
液晶層を通過して液晶層から出射する時、円偏光からず
れた楕円偏光となる。このときの楕円偏光は、入射時と
位相が90度ずれた状態である。このため、第1の位相
差板を通過すると第1の偏光手段の透過軸と直交する直
線偏光となる。この液晶表示装置の反射領域では光アイ
ソレーターとして働くので光漏れの少ない暗表示とな
る。
ンがαだけ残存し、透過領域の液晶層のリターデーショ
ンがβだけ残存する場合に、第1の位相差板のリターデ
ーションが(λ/4−α)条件に、第2の位相差板のリ
ターデーションが(λ/4−(β−α))条件に設定さ
れていることにより、平行配向処理された表示モード
や、垂直配向処理でもプレチルト角が大きい場合など、
残存するリターデーションが無視できない場合でも反射
型、透過型或いは両用型としてコントラストの高い表示
が実現される。反射モードでは、液晶層には、円偏光か
ら残存しているリターデーション分ずれた楕円偏光が入
射する。液晶層を通過し、反射機能を有する領域で円偏
光となり、反射して回転方向が逆転した円偏光となる。
液晶層を通過して液晶層から出射する時、円偏光からず
れた楕円偏光となる。このときの楕円偏光は、入射時と
位相が90度ずれた状態である。このため、第1の位相
差板を通過すると第1の偏光手段の透過軸と直交する直
線偏光となる。この液晶表示装置の反射領域では光アイ
ソレーターとして働くので光漏れの少ない暗表示とな
る。
【0023】次に透過機能を有する領域の透過光で表示
を行う透過モードでは、観測者方向に液晶層による複屈
折がほとんどない状態では、液晶層を出射したとき反射
モードの出射光と同じ状態の楕円偏光となるように第2
の位相差板が設定され、その位相差を有した楕円偏光が
入射するので、第1の位相差板を通過した時、第1の偏
光手段の透過軸と直交する直線偏光となり光漏れの少な
い暗表示となる。
を行う透過モードでは、観測者方向に液晶層による複屈
折がほとんどない状態では、液晶層を出射したとき反射
モードの出射光と同じ状態の楕円偏光となるように第2
の位相差板が設定され、その位相差を有した楕円偏光が
入射するので、第1の位相差板を通過した時、第1の偏
光手段の透過軸と直交する直線偏光となり光漏れの少な
い暗表示となる。
【0024】したがって、残存するリターデーションが
無視できない場合でも反射型、透過型或いは両用型とし
てコントラストの高い表示が実現される。
無視できない場合でも反射型、透過型或いは両用型とし
てコントラストの高い表示が実現される。
【0025】また、第1の位相差板及び第2の位相差板
がλ/4板からなり、第1の偏光手段の透過軸と第1の
位相差板とのなす角度が45°かつ第2の偏光手段の透
過軸と第2の位相差板とのなす角度が45°であること
により、残存するリターデーションが無視できる場合、
最も簡単な構成で、液晶層に円偏光を入射させることが
できる。
がλ/4板からなり、第1の偏光手段の透過軸と第1の
位相差板とのなす角度が45°かつ第2の偏光手段の透
過軸と第2の位相差板とのなす角度が45°であること
により、残存するリターデーションが無視できる場合、
最も簡単な構成で、液晶層に円偏光を入射させることが
できる。
【0026】また、負の誘電率異方性を示す液晶材料を
用いた垂直配向液晶層を用いれば、液晶層の電圧無印加
時には液晶層の複屈折率はほぼ0であり、電圧無印加時
に良好な黒レベルが得られ、表示装置のコントラストが
向上する。
用いた垂直配向液晶層を用いれば、液晶層の電圧無印加
時には液晶層の複屈折率はほぼ0であり、電圧無印加時
に良好な黒レベルが得られ、表示装置のコントラストが
向上する。
【0027】また、液晶層の光の入射方向や視角方向で
発生する液晶分子の屈折率異方性に起因する影響を補償
するような光学補償層を設けることにより、液晶層の光
の入射方向や視角方向で発生する屈折率異方性を補償す
ることができ、光の入射方向や視角方向に依存するコン
トラストの低下を防止できる。
発生する液晶分子の屈折率異方性に起因する影響を補償
するような光学補償層を設けることにより、液晶層の光
の入射方向や視角方向で発生する屈折率異方性を補償す
ることができ、光の入射方向や視角方向に依存するコン
トラストの低下を防止できる。
【0028】また、負の誘電性異方性を示す液晶材料を
用いた垂直配向液晶層にカイラル材を添加し電圧印加時
に液晶分子を旋回させれば、電圧印加時の液晶分子の旋
回を安定したものとすることができる。更に上下基板の
ラビング方向を同一方向以外に施す場合、配向処理の軌
跡が同一方向でなくなるため筋目が目立ちにくくなる。
用いた垂直配向液晶層にカイラル材を添加し電圧印加時
に液晶分子を旋回させれば、電圧印加時の液晶分子の旋
回を安定したものとすることができる。更に上下基板の
ラビング方向を同一方向以外に施す場合、配向処理の軌
跡が同一方向でなくなるため筋目が目立ちにくくなる。
【0029】また、液晶層が90°ツイストしていれ
ば、電圧印加時のディスクリネーション防止のため基板
に対し数度傾斜して配向させた場合に液晶分子の傾斜方
向にリターデーションが発生するが、基板付近の液晶分
子の傾斜した方向が上下の基板付近で互いに90°の角
度をなしているため、発生するリターデーションを打ち
消すことができ、漏れ光が少ない黒表示が得られる。
ば、電圧印加時のディスクリネーション防止のため基板
に対し数度傾斜して配向させた場合に液晶分子の傾斜方
向にリターデーションが発生するが、基板付近の液晶分
子の傾斜した方向が上下の基板付近で互いに90°の角
度をなしているため、発生するリターデーションを打ち
消すことができ、漏れ光が少ない黒表示が得られる。
【0030】
【発明の実施の形態】(実施形態1)本発明の実施形態
1について図1を用いて説明する。
1について図1を用いて説明する。
【0031】基板1にAl、Ta等の反射率の高い材料
で反射電極3が形成され、基板2に対向電極4が形成さ
れ、反射電極3と対向電極4の間に負の誘電率異方性を
示す液晶材料からなる液晶層5が挟持されている。
で反射電極3が形成され、基板2に対向電極4が形成さ
れ、反射電極3と対向電極4の間に負の誘電率異方性を
示す液晶材料からなる液晶層5が挟持されている。
【0032】反射電極3及び対向電極4の液晶層5と接
する表面にはそれぞれ垂直配向性の配向膜(図示せず)
が形成されており、配向膜の塗布後、少なくとも一方の
配向膜にラビング等の配向処理を行っている。
する表面にはそれぞれ垂直配向性の配向膜(図示せず)
が形成されており、配向膜の塗布後、少なくとも一方の
配向膜にラビング等の配向処理を行っている。
【0033】液晶層5の液晶分子は垂直配向性の配向膜
に対するラビング等の配向処理により、基板面の垂直方
向に対して0.1゜から5゜程度のチルト角を持つ。
に対するラビング等の配向処理により、基板面の垂直方
向に対して0.1゜から5゜程度のチルト角を持つ。
【0034】液晶層5には負の誘電率異方性を示す液晶
材料が用いられているため、反射電極3と対向電極4の
間に電圧を印加すると、液晶分子が基板面と平行方向に
向かって傾く。
材料が用いられているため、反射電極3と対向電極4の
間に電圧を印加すると、液晶分子が基板面と平行方向に
向かって傾く。
【0035】ここで、反射電極3は液晶層5に電圧を印
加する電極として用いているが、反射電極と電極とは別
の膜、例えばAlの反射板とITOの透明電極の積層構
造としても良い。
加する電極として用いているが、反射電極と電極とは別
の膜、例えばAlの反射板とITOの透明電極の積層構
造としても良い。
【0036】液晶層5の液晶材料として、Ne(異常光
に対する屈折率)=1.5546、No(正常光に対す
る屈折率)=1.4773、ΔN(Ne−No)=0.
0773の屈折率異方性を有する液晶材料を用いた。
に対する屈折率)=1.5546、No(正常光に対す
る屈折率)=1.4773、ΔN(Ne−No)=0.
0773の屈折率異方性を有する液晶材料を用いた。
【0037】基板2の対向電極4が形成された側の反対
の面にλ/4板7が配置され、λ/4板7の遅延軸は、
液晶層5に電圧を印加した時の液晶分子の長軸方向に対
して45°傾けるように配置されている。
の面にλ/4板7が配置され、λ/4板7の遅延軸は、
液晶層5に電圧を印加した時の液晶分子の長軸方向に対
して45°傾けるように配置されている。
【0038】λ/4板7は直線偏光を円偏光に、円偏光
を直線偏光に変えるものである。
を直線偏光に変えるものである。
【0039】λ/4板7は、基板2の対向電極4が形成
された側の反対の面に形成したが、反射電極3と基板2
の間に設けてもよい。
された側の反対の面に形成したが、反射電極3と基板2
の間に設けてもよい。
【0040】また、λ/4板7は、基板面に貼り付けた
り、偏光板6と一体化したほうが製造コストを抑えるこ
とができる。
り、偏光板6と一体化したほうが製造コストを抑えるこ
とができる。
【0041】次に、λ/4板7の基板2とは反対側の面
に偏光板6が設けられ、偏光板6の透過軸をλ/4板7
の遅延軸に対して45゜傾けるように配置されている。
に偏光板6が設けられ、偏光板6の透過軸をλ/4板7
の遅延軸に対して45゜傾けるように配置されている。
【0042】図7(a)は実施形態1のアクティブマト
リクス基板の平面図を示し、図7(b)は図7(a)の
F−F断面の断面図を示す。
リクス基板の平面図を示し、図7(b)は図7(a)の
F−F断面の断面図を示す。
【0043】このアクティブマトリクス基板は、ゲート
配線21、データ配線22、駆動素子23、ドレイン電
極24、補助容量電極25、ゲート絶縁膜26、絶縁性
基板27、コンタクトホール28、層間絶縁膜29、反
射電極30を備えている。
配線21、データ配線22、駆動素子23、ドレイン電
極24、補助容量電極25、ゲート絶縁膜26、絶縁性
基板27、コンタクトホール28、層間絶縁膜29、反
射電極30を備えている。
【0044】補助容量電極25は、ドレイン電極24と
電気的に接続されており、ゲート絶縁膜26を介して補
助容量配線32と重畳し補助容量を形成している。
電気的に接続されており、ゲート絶縁膜26を介して補
助容量配線32と重畳し補助容量を形成している。
【0045】コンタクトホール28は、反射30と補助
容量電極25を接続するために層間絶縁膜29に設けら
れている。
容量電極25を接続するために層間絶縁膜29に設けら
れている。
【0046】図13を用いて実施形態1の液晶表示装置
における光の透過状態を説明する。
における光の透過状態を説明する。
【0047】図13(a)は液晶層に電圧が印加されて
いない黒表示の場合を示し、図13(b)は液晶層に電
圧が印加された白表示の場合を示し、それぞれの図にお
いて左の領域に反射電極3が形成されている。
いない黒表示の場合を示し、図13(b)は液晶層に電
圧が印加された白表示の場合を示し、それぞれの図にお
いて左の領域に反射電極3が形成されている。
【0048】図13(a)によって黒表示を説明する。
【0049】図13(a)の上側から偏光板6表面から
入った入射光は、偏光板6を通った後偏光板の透過軸に
一致した直線偏光となり、λ/4板7に入射される。
入った入射光は、偏光板6を通った後偏光板の透過軸に
一致した直線偏光となり、λ/4板7に入射される。
【0050】λ/4板7は、偏光板6の透過軸方向とλ
/4板7の遅延軸方向が45°になるように配置されて
おり、λ/4板7を通過した光は円偏光になる。
/4板7の遅延軸方向が45°になるように配置されて
おり、λ/4板7を通過した光は円偏光になる。
【0051】液晶層5に電界を印加していない場合は、
負の誘電率異方性を示す液晶材料を用いた液晶層5は液
晶分子が基板面からほぼ垂直に配向しており、入射する
光に対する液晶層5の屈折率異方性は極わずかであり、
光が液晶層5を透過することによって生じる位相差はほ
ぼ0である。
負の誘電率異方性を示す液晶材料を用いた液晶層5は液
晶分子が基板面からほぼ垂直に配向しており、入射する
光に対する液晶層5の屈折率異方性は極わずかであり、
光が液晶層5を透過することによって生じる位相差はほ
ぼ0である。
【0052】従って、λ/4板7を通過した円偏光の光
は、円偏光を崩さずに液晶層5を透過し、一方の基板1
上にある反射電極3にて反射される。
は、円偏光を崩さずに液晶層5を透過し、一方の基板1
上にある反射電極3にて反射される。
【0053】反射された円偏光の光は、液晶層5を基板
2方向に透過していき、円偏光のまま再びλ/4板7に
入射される。
2方向に透過していき、円偏光のまま再びλ/4板7に
入射される。
【0054】λ/4板7に入射された円偏光はλ/4板
7を通過した後には、偏光板6の透過軸方向と直交する
方向の直線偏光になり、偏光板6に入射される。
7を通過した後には、偏光板6の透過軸方向と直交する
方向の直線偏光になり、偏光板6に入射される。
【0055】λ/4板7を通過した直線偏光は、偏光板
6の透過軸と直交する方向の直線偏光であり、偏光板6
で吸収され透過しない。
6の透過軸と直交する方向の直線偏光であり、偏光板6
で吸収され透過しない。
【0056】この様に、液晶層5に電圧を印加しない場
合は黒表示となる。
合は黒表示となる。
【0057】次に図3(b)によって白表示を説明す
る。
る。
【0058】図3(b)は、液晶層5に電圧を印加する
場合であり、λ/4板7を通過するまでは図3(a)同
一であり説明は省略する。
場合であり、λ/4板7を通過するまでは図3(a)同
一であり説明は省略する。
【0059】液晶層5に電圧を印加すると、基板面から
垂直方向に配向していた液晶分子は基板面と水平方向に
傾き、液晶層5に入射したλ/4板7からの円偏光は、
液晶分子の複屈折により楕円偏光になり、反射電極3で
反射された後さらに液晶層5で偏光が変化し、λ/4板
7を通った後でも偏光板6の透過軸と直交する直線偏光
にはならず、偏光板6を通して光が透過する。
垂直方向に配向していた液晶分子は基板面と水平方向に
傾き、液晶層5に入射したλ/4板7からの円偏光は、
液晶分子の複屈折により楕円偏光になり、反射電極3で
反射された後さらに液晶層5で偏光が変化し、λ/4板
7を通った後でも偏光板6の透過軸と直交する直線偏光
にはならず、偏光板6を通して光が透過する。
【0060】この時の液晶層に印加される電圧を調整す
ることで、反射した後に偏光板6を透過できる光量を調
整することができ階調表示が可能になる。
ることで、反射した後に偏光板6を透過できる光量を調
整することができ階調表示が可能になる。
【0061】また、反射電極3と対向電極4から液晶層
5に電圧を印加し、液晶層5の位相差が1/4波長条件
になるように液晶分子の配向状態を変化させると、λ/
4板7を通った後の円偏光は液晶層5を通過して反射電
極3に達したときに偏光板6の透過軸と直交する直線偏
光になり、再び液晶層5を通過して円偏光になった後に
λ/4板7を通過し、偏光板6の透過軸と平行な直線偏
光になり、偏光板6を透過する反射光は最大になる。
5に電圧を印加し、液晶層5の位相差が1/4波長条件
になるように液晶分子の配向状態を変化させると、λ/
4板7を通った後の円偏光は液晶層5を通過して反射電
極3に達したときに偏光板6の透過軸と直交する直線偏
光になり、再び液晶層5を通過して円偏光になった後に
λ/4板7を通過し、偏光板6の透過軸と平行な直線偏
光になり、偏光板6を透過する反射光は最大になる。
【0062】従って、液晶層5に電圧が印加されていな
いときは、液晶層5に複屈折は無く黒表示が得られ、液
晶層5に電圧が印加するとその印加電圧によって光の透
過率が異なり階調表示が可能になる。
いときは、液晶層5に複屈折は無く黒表示が得られ、液
晶層5に電圧が印加するとその印加電圧によって光の透
過率が異なり階調表示が可能になる。
【0063】図4に、実施形態1の液晶表示装置におい
て、液晶層のセルギャップをd=3.56μm、液晶層
の位相差をdΔN=0.2752としたときの反射型液
晶表示装置の垂直入射垂直受光時の分光反射率特性を示
す。
て、液晶層のセルギャップをd=3.56μm、液晶層
の位相差をdΔN=0.2752としたときの反射型液
晶表示装置の垂直入射垂直受光時の分光反射率特性を示
す。
【0064】ここで、図4は反射板単体に対しての垂直
入射垂直受光時の分光反射を100としている。
入射垂直受光時の分光反射を100としている。
【0065】図4に示す様に、液晶層5に電圧を印加し
ていない暗表示と、電圧3.25V印加時の明表示にお
いて、400nmから700nmの波長域全域で50以
上という十分なコントラスト比が得られる。
ていない暗表示と、電圧3.25V印加時の明表示にお
いて、400nmから700nmの波長域全域で50以
上という十分なコントラスト比が得られる。
【0066】また、液晶層5の印加電圧が3.25Vの
場合、約40%の反射率が得られ、これは用いている偏
光板6の透過率とほぼ同等であり、光の利用効率が高く
反射型液晶表示装置に適している。
場合、約40%の反射率が得られ、これは用いている偏
光板6の透過率とほぼ同等であり、光の利用効率が高く
反射型液晶表示装置に適している。
【0067】図5は、実施形態1において液晶層のセル
ギャップをd=4.5μm、液晶層の位相差をdΔN=
0.3479としたときの反射型液晶表示装置の垂直入
射垂直受光時の分光反射率特性を示す。
ギャップをd=4.5μm、液晶層の位相差をdΔN=
0.3479としたときの反射型液晶表示装置の垂直入
射垂直受光時の分光反射率特性を示す。
【0068】従って図5に分光反射率特性を示す液晶の
セルギャップをd=4.5μmとした反射型液晶表示装
置では、液晶層5に電圧を印加していない暗表示と、電
圧3V印加時の明表示において、400nmから700
nmの波長域全域で50以上という十分なコントラスト
比が得られる。
セルギャップをd=4.5μmとした反射型液晶表示装
置では、液晶層5に電圧を印加していない暗表示と、電
圧3V印加時の明表示において、400nmから700
nmの波長域全域で50以上という十分なコントラスト
比が得られる。
【0069】また、液晶層5への印加電圧が3Vの場合
に、セルギャップd=3.56μmの反射型液晶表示装
置と同様に約40%の反射率が得られる。
に、セルギャップd=3.56μmの反射型液晶表示装
置と同様に約40%の反射率が得られる。
【0070】図6に実施形態1の反射型液晶表示装置の
垂直入射垂直受光時の波長550nmでのセルギャップ
とコントラスト比の関係を示す。
垂直入射垂直受光時の波長550nmでのセルギャップ
とコントラスト比の関係を示す。
【0071】図6は、液晶の位相差dΔnが1/4波長
条件を満たす電圧を印加して測定してる。
条件を満たす電圧を印加して測定してる。
【0072】図6に示すように、実施形態1の反射型表
示装置では、液晶層のセルギャップに関係無くコントラ
スト比500以上を維持している。
示装置では、液晶層のセルギャップに関係無くコントラ
スト比500以上を維持している。
【0073】よって、液晶層5に電圧を印加する場合
に、位相差dΔnが1/4波長条件を満たす限りコント
ラスト比の低下無しで表示でき、セルギャップdを任意
に設定することが可能である。
に、位相差dΔnが1/4波長条件を満たす限りコント
ラスト比の低下無しで表示でき、セルギャップdを任意
に設定することが可能である。
【0074】図12に、λ/4板7の遅延軸を偏光板6
の透過軸に45°傾けた場合を0°とした場合の、λ/
4板7の遅延軸の角度のずれとコントラスト比の関係を
示す。
の透過軸に45°傾けた場合を0°とした場合の、λ/
4板7の遅延軸の角度のずれとコントラスト比の関係を
示す。
【0075】ここで、λ/4板7の遅延軸の角度のずれ
が3°以内ならば、コントラスト比50以上が得られ、
良好な表示特性の反射型液晶表示装置を作ることができ
る。
が3°以内ならば、コントラスト比50以上が得られ、
良好な表示特性の反射型液晶表示装置を作ることができ
る。
【0076】従って、偏光板とλ/4板の張り合わせに
おいて、λ/4板7の遅延軸と偏光板6の透過軸の角度
が設定値から少しずれても高いコントラストの表示装置
が得られる。
おいて、λ/4板7の遅延軸と偏光板6の透過軸の角度
が設定値から少しずれても高いコントラストの表示装置
が得られる。
【0077】ここで、図6、図7はパネルの表面反射の
影響を除去しているが、実際の使用時にはパネルの表面
反射の影響を無視することはできず、その場合のコント
ラスト比は20程度であるが反射型液晶表示装置のコン
トラストとして良好な値となる。
影響を除去しているが、実際の使用時にはパネルの表面
反射の影響を無視することはできず、その場合のコント
ラスト比は20程度であるが反射型液晶表示装置のコン
トラストとして良好な値となる。
【0078】本実施形態で用いている垂直配向液晶材料
を用いた液晶表示装置は、電圧無印加時に液晶層のリタ
デーションをほぼ0にできるので、ノーマリーブラック
表示の場合、暗状態をより暗くすることができ、コント
ラストを高めることができる。
を用いた液晶表示装置は、電圧無印加時に液晶層のリタ
デーションをほぼ0にできるので、ノーマリーブラック
表示の場合、暗状態をより暗くすることができ、コント
ラストを高めることができる。
【0079】(実施形態2)本発明の実施形態2につい
て図2を用いて説明する。
て図2を用いて説明する。
【0080】実施形態1と同一の構成については同一の
符号を付加している。
符号を付加している。
【0081】一方の基板1にAl、Ta等の反射率の高
い材料で形成された反射電極3とITO等の透過率の高
い材料で形成された透明電極8とが設けられ、基板2に
対向電極4が設けられ、反射電極3及び透明電極8と対
向電極4との間に負の誘電性異方性を示す液晶材料から
なる液晶層5が挟持されている。
い材料で形成された反射電極3とITO等の透過率の高
い材料で形成された透明電極8とが設けられ、基板2に
対向電極4が設けられ、反射電極3及び透明電極8と対
向電極4との間に負の誘電性異方性を示す液晶材料から
なる液晶層5が挟持されている。
【0082】反射電極3、透明電極8及び対向電極4の
液晶層5と接する面にはそれぞれ垂直配向性の配向膜
(図示せず)が形成されており、配向膜の塗布後、少な
くとも一方の配向膜にラビング等の配向処理を行ってい
る。
液晶層5と接する面にはそれぞれ垂直配向性の配向膜
(図示せず)が形成されており、配向膜の塗布後、少な
くとも一方の配向膜にラビング等の配向処理を行ってい
る。
【0083】液晶層5の液晶分子は、垂直配向性の配向
膜に対するラビング等の配向処理により、基板面の垂直
方向に対して0.1゜から5゜程度のチルト角を持つ。
膜に対するラビング等の配向処理により、基板面の垂直
方向に対して0.1゜から5゜程度のチルト角を持つ。
【0084】ここで、反射電極3は液晶層に電圧を印加
する電極として用いているが、反射電極を電極として使
わずに、透明電極8を反射電極の上まで延ばして反射領
域での液晶層5に電圧を印加する電極としても良い。
する電極として用いているが、反射電極を電極として使
わずに、透明電極8を反射電極の上まで延ばして反射領
域での液晶層5に電圧を印加する電極としても良い。
【0085】液晶層5の液晶材料として、実施形態1と
同じNe=1.5546、No=1.4773の屈折率
異方性を有する液晶材料を用いた。
同じNe=1.5546、No=1.4773の屈折率
異方性を有する液晶材料を用いた。
【0086】基板2の対向電極4が形成された側の反対
面にλ/4板7が配置され、λ/4板7の遅延軸は、液
晶層5に電圧を印加したときに液晶分子の長軸方向に対
して45°傾けるように配置されている。
面にλ/4板7が配置され、λ/4板7の遅延軸は、液
晶層5に電圧を印加したときに液晶分子の長軸方向に対
して45°傾けるように配置されている。
【0087】基板1の反射電極3及び透明電極8が形成
された側の反対面にλ/4板10が配置され、λ/4板
10の遅延軸は、λ/4板7の遅延軸と同一方向に設定
されている。
された側の反対面にλ/4板10が配置され、λ/4板
10の遅延軸は、λ/4板7の遅延軸と同一方向に設定
されている。
【0088】λ/4板7の基板2とは反対側の面に偏光
板6が、λ/4板10の基板1とは反対側に偏光板9が
それぞれ設けらており、偏光板6と偏光板9の透過軸
は、λ/4板7とλ/4板10の遅延軸に対して45゜
傾けるように設定されている。
板6が、λ/4板10の基板1とは反対側に偏光板9が
それぞれ設けらており、偏光板6と偏光板9の透過軸
は、λ/4板7とλ/4板10の遅延軸に対して45゜
傾けるように設定されている。
【0089】図8(a)は本発明の実施形態2のアクテ
ィブマトリクス基板の平面図を示し、図8(b)は図8
(a)のA−A断面の断面図を示す。
ィブマトリクス基板の平面図を示し、図8(b)は図8
(a)のA−A断面の断面図を示す。
【0090】アクティブマトリクス基板は、ゲート配線
21、データ配線22、駆動素子23、ドレイン電極2
4、補助容量電極25、ゲート絶縁膜26、絶縁性基板
27、コンタクトホール28、層間絶縁膜29、反射用
絵素電極30と透過用絵素電極31を備えている。
21、データ配線22、駆動素子23、ドレイン電極2
4、補助容量電極25、ゲート絶縁膜26、絶縁性基板
27、コンタクトホール28、層間絶縁膜29、反射用
絵素電極30と透過用絵素電極31を備えている。
【0091】補助容量電極25は、ドレイン電極24と
電気的に接続されており、ゲート絶縁膜26を介してゲ
ート配線21と重畳し補助容量を形成している。
電気的に接続されており、ゲート絶縁膜26を介してゲ
ート配線21と重畳し補助容量を形成している。
【0092】コンタクトホール28は、透過用絵素電極
31と補助容量電極25を接続するために層間絶縁膜2
9に設けられている。
31と補助容量電極25を接続するために層間絶縁膜2
9に設けられている。
【0093】このアクティブマトリクス基板は一つの絵
素の中に反射用絵素電極30と透過用絵素電極31を備
えており、一つの絵素の中に外部からの光を反射する反
射用絵素電極30部分とバックライトの光を透過する透
過用絵素電極31部分を形成している。
素の中に反射用絵素電極30と透過用絵素電極31を備
えており、一つの絵素の中に外部からの光を反射する反
射用絵素電極30部分とバックライトの光を透過する透
過用絵素電極31部分を形成している。
【0094】図13を用いて実施形態2の液晶表示装置
における光の透過状態を説明する。
における光の透過状態を説明する。
【0095】図13(a)は液晶層5に電圧が印加され
いない黒表示の場合を示し、図13(b)は液晶層5に
電圧が印加された白表示の場合を示している。
いない黒表示の場合を示し、図13(b)は液晶層5に
電圧が印加された白表示の場合を示している。
【0096】図13で、反射電極3を有する領域は実施
形態1の反射型液晶表示装置と同じ構成であり、反射型
表示装置として用いる場合には第1の反射型液晶表示装
置と同様の原理で表示が可能であるので説明は省略す
る。
形態1の反射型液晶表示装置と同じ構成であり、反射型
表示装置として用いる場合には第1の反射型液晶表示装
置と同様の原理で表示が可能であるので説明は省略す
る。
【0097】図13(a)、及び図13(b)の右の領
域である透明電極8が形成された領域の光の状態を説明
する。
域である透明電極8が形成された領域の光の状態を説明
する。
【0098】図13(a)の下側から光源(図示せず)
によって出射された光は偏光板9で偏光板9の透過軸に
一致した直線偏光になる。
によって出射された光は偏光板9で偏光板9の透過軸に
一致した直線偏光になる。
【0099】λ/4板10は、λ/4板10と偏光板9
の透過軸方向の遅延軸方向が45゜になるように配置さ
れており、λ/4板10を通過した光は円偏光になる。
の透過軸方向の遅延軸方向が45゜になるように配置さ
れており、λ/4板10を通過した光は円偏光になる。
【0100】液晶層5に電界が発生していない場合は、
負の誘電率異方性を示す液晶材料を用いた液晶層5は液
晶分子が基板面からほぼ垂直に配向しており、入射する
光に対する液晶層5の屈折率異方性は極わずかであり、
光が液晶層5を透過することによって生じる位相差はほ
ぼ0である。
負の誘電率異方性を示す液晶材料を用いた液晶層5は液
晶分子が基板面からほぼ垂直に配向しており、入射する
光に対する液晶層5の屈折率異方性は極わずかであり、
光が液晶層5を透過することによって生じる位相差はほ
ぼ0である。
【0101】従って、λ/4板10から出射される円偏
光は、円偏光を崩さずに液晶層5を透過し、λ/4板7
に入射する。
光は、円偏光を崩さずに液晶層5を透過し、λ/4板7
に入射する。
【0102】λ/4板10の遅延軸方向とλ/4板7の
遅延軸方向が一致しており、λ/4板7に入射した円偏
光は、偏光板9の透過軸方向と直交する方向の直線偏光
になり、偏光板6に入射される。
遅延軸方向が一致しており、λ/4板7に入射した円偏
光は、偏光板9の透過軸方向と直交する方向の直線偏光
になり、偏光板6に入射される。
【0103】λ/4板7から出射された直線偏光は、偏
光板6の透過軸と直交する方向の直線偏光であり、偏光
板6で吸収され光は透過しない。
光板6の透過軸と直交する方向の直線偏光であり、偏光
板6で吸収され光は透過しない。
【0104】この様に、液晶層5に電圧を印加しない場
合は黒表示になる。
合は黒表示になる。
【0105】次に図13(b)によって白表示を説明す
る。
る。
【0106】図13(b)は液晶層に電圧を印加する場
合でありλ/4板10を光が通過するまでは図13
(a)と同一であり説明は省略する。
合でありλ/4板10を光が通過するまでは図13
(a)と同一であり説明は省略する。
【0107】液晶層5に電圧を印加すると、基板表面か
ら垂直方向に向いていた液晶層5の液晶分子は基板面と
水平方向に傾き、液晶層に入射したλ/4板10からの
円偏光は、液晶層5の複屈折により楕円偏光になり、λ
/4板7を通過した後でも偏光板6の透過軸と直交する
直線偏光にはならず、偏光板6を通して光が透過する。
ら垂直方向に向いていた液晶層5の液晶分子は基板面と
水平方向に傾き、液晶層に入射したλ/4板10からの
円偏光は、液晶層5の複屈折により楕円偏光になり、λ
/4板7を通過した後でも偏光板6の透過軸と直交する
直線偏光にはならず、偏光板6を通して光が透過する。
【0108】この時の液晶層5に印加される電圧を調整
することで、偏光板6に入射する光の偏光状態を変える
ことができ、偏光板6を透過する光量を調整し階調表示
が可能になる。
することで、偏光板6に入射する光の偏光状態を変える
ことができ、偏光板6を透過する光量を調整し階調表示
が可能になる。
【0109】また、液晶層5の位相差が1/2波長条件
になるように、液晶層5に電圧を印加すると、λ/4板
10を通った後の円偏光は液晶層5のセル厚の半分の地
点で偏光板9の透過軸に直交する直線偏光になり、残り
の液晶層5を通過すると円偏光になる。
になるように、液晶層5に電圧を印加すると、λ/4板
10を通った後の円偏光は液晶層5のセル厚の半分の地
点で偏光板9の透過軸に直交する直線偏光になり、残り
の液晶層5を通過すると円偏光になる。
【0110】液晶層5から出射される円偏光はλ/4板
7を通過すると偏光板6の透過軸と平行な直線偏光にな
るため、偏光板6に入射される光のほとんどが偏光板6
を透過するため偏光板6の透過光は最大になる。
7を通過すると偏光板6の透過軸と平行な直線偏光にな
るため、偏光板6に入射される光のほとんどが偏光板6
を透過するため偏光板6の透過光は最大になる。
【0111】よって、実施形態2では、反射電極3の領
域及び透明電極8の領域共に、液晶層5に電圧が印加さ
れていないときは、液晶層5に複屈折が無く黒表示が得
られ、液晶層5に電圧を印加することで光の透過量を調
整し階調表示が可能になる。
域及び透明電極8の領域共に、液晶層5に電圧が印加さ
れていないときは、液晶層5に複屈折が無く黒表示が得
られ、液晶層5に電圧を印加することで光の透過量を調
整し階調表示が可能になる。
【0112】図9に実施形態2において、液晶層のセル
ギャップd=3.56μm、液晶層の位相差dΔN=
0.2752の透過反射両用型液晶表示装置の透過領域
での垂直入射垂直受光時の分光透過率特性を示す。
ギャップd=3.56μm、液晶層の位相差dΔN=
0.2752の透過反射両用型液晶表示装置の透過領域
での垂直入射垂直受光時の分光透過率特性を示す。
【0113】ここで、反射電極3が有る領域での分光反
射率特性は図4と同様である。
射率特性は図4と同様である。
【0114】図9は、空気に対しての垂直入射垂直受光
時の分光透過を100としている。
時の分光透過を100としている。
【0115】図9に示す様に、液晶層5に電圧を印加し
ていない黒表示と、電圧5V印加時の明表示において、
400nmから700nmの波長域全域で十分なコント
ラスト比が得られる。
ていない黒表示と、電圧5V印加時の明表示において、
400nmから700nmの波長域全域で十分なコント
ラスト比が得られる。
【0116】また、液晶層5への印加電圧が5Vの場
合、約30%の反射率が得られ、これは用いている偏光
板6の透過率の8割程度である。
合、約30%の反射率が得られ、これは用いている偏光
板6の透過率の8割程度である。
【0117】このことからも、この表示方式は光の利用
効率が高く透過反射両用型液晶表示装置に適している。
効率が高く透過反射両用型液晶表示装置に適している。
【0118】図10は実施形態2の液晶表示装置におい
て、液晶層5のセルギャップをd=4.5μm、液晶層
5の位相差をdΔN=0.3479としたときの透過反
射両用型液晶表示装置の透過領域での垂直入射垂直受光
時の分光透過率特性を示す。
て、液晶層5のセルギャップをd=4.5μm、液晶層
5の位相差をdΔN=0.3479としたときの透過反
射両用型液晶表示装置の透過領域での垂直入射垂直受光
時の分光透過率特性を示す。
【0119】図9のセルギャップd=3.56μmの透
過反射両用型液晶表示装置と同様に、液晶層5に電圧を
印加していない黒表示と、電圧5V印加時の明表示にお
いて、400nmから700nmの波長域全域で十分な
コントラスト比が得られ、また、液晶層への印加電圧が
5Vの場合に約40%の透過率が得られる。
過反射両用型液晶表示装置と同様に、液晶層5に電圧を
印加していない黒表示と、電圧5V印加時の明表示にお
いて、400nmから700nmの波長域全域で十分な
コントラスト比が得られ、また、液晶層への印加電圧が
5Vの場合に約40%の透過率が得られる。
【0120】図11に実施形態2の透過反射両用型液晶
表示装置の透過領域での垂直入射垂直受光時の波長55
0nmでのセルギャップとコントラスト比の関係を示
す。
表示装置の透過領域での垂直入射垂直受光時の波長55
0nmでのセルギャップとコントラスト比の関係を示
す。
【0121】図11は、液晶の位相差dΔnが1/2波
長条件を満たす電圧を印加して測定してる。
長条件を満たす電圧を印加して測定してる。
【0122】この様に、セルギャップに関係無く透明電
極8の領域で透過型液晶表示装置として用いる場合コン
トラスト比800以上、反射電極3の領域で反射型液晶
表示装置として用いる場合コントラスト比500以上を
維持している。
極8の領域で透過型液晶表示装置として用いる場合コン
トラスト比800以上、反射電極3の領域で反射型液晶
表示装置として用いる場合コントラスト比500以上を
維持している。
【0123】よって液晶層5に電圧印加時に、位相差d
Δnが1/2波長条件を満たす限りコントラスト比の低
下無しで表示でき、セルギャップdを任意に設定するこ
とが可能である。
Δnが1/2波長条件を満たす限りコントラスト比の低
下無しで表示でき、セルギャップdを任意に設定するこ
とが可能である。
【0124】図12にλ/4板7の遅延軸を偏光板6の
透過軸に45°傾けた場合を0°とした場合のλ/4板
7の遅延軸の角度のずれとコントラスト比の関係を示
す。
透過軸に45°傾けた場合を0°とした場合のλ/4板
7の遅延軸の角度のずれとコントラスト比の関係を示
す。
【0125】ここで、λ/4板7の遅延軸の角度のずれ
が3°以内ならば、透明電極8の形成された透過領域で
透過型液晶表示装置として使用する場合や、反射電極3
の形成された反射領域で反射型液晶表示装置として使用
する場合、共にコントラスト比50以上が得られ、良好
な表示特性の反射型透過両用型液晶表示装置が得られ
る。
が3°以内ならば、透明電極8の形成された透過領域で
透過型液晶表示装置として使用する場合や、反射電極3
の形成された反射領域で反射型液晶表示装置として使用
する場合、共にコントラスト比50以上が得られ、良好
な表示特性の反射型透過両用型液晶表示装置が得られ
る。
【0126】従って、周囲の光が暗い場合はバックライ
トを用いて透明電極8を透過する光を利用して表示する
透過型液晶表示装置として使用し、周囲光が明るい場合
には、光反射率の比較的高い膜で形成した反射電極3で
の反射光を利用して表示する反射型液晶表示装置として
表示が可能になる。
トを用いて透明電極8を透過する光を利用して表示する
透過型液晶表示装置として使用し、周囲光が明るい場合
には、光反射率の比較的高い膜で形成した反射電極3で
の反射光を利用して表示する反射型液晶表示装置として
表示が可能になる。
【0127】従って、1枚のパネルで周囲の光が暗い場
合ではバックライトを用い、周囲光が明るい場合はバッ
クライトを使わずに周囲光を利用する、あるいは、バッ
クライトと反射光の両方を使用しても表示が可能な透過
反射両用型液晶表示装置として用いることが可能にな
る。
合ではバックライトを用い、周囲光が明るい場合はバッ
クライトを使わずに周囲光を利用する、あるいは、バッ
クライトと反射光の両方を使用しても表示が可能な透過
反射両用型液晶表示装置として用いることが可能にな
る。
【0128】よって、従来の透過型液晶表示装置よりも
周囲光が明るい場合にはバックライトを使わない分低消
費電力であり、周囲の光が暗い場合ではバックライトを
用いることで、従来の反射型液晶表示装置のように周囲
の光が暗いと十分な表示が得られないという欠点を克服
できる。
周囲光が明るい場合にはバックライトを使わない分低消
費電力であり、周囲の光が暗い場合ではバックライトを
用いることで、従来の反射型液晶表示装置のように周囲
の光が暗いと十分な表示が得られないという欠点を克服
できる。
【0129】本実施形態で用いている垂直配向液晶材料
を用いた液晶表示装置は、電圧無印加時に液晶層のリタ
デーションをほぼ0にできるので、ノーマリーブラック
表示の場合、透過表示および反射表示で暗状態をより暗
くすることができ、コントラストを高めることができ
る。
を用いた液晶表示装置は、電圧無印加時に液晶層のリタ
デーションをほぼ0にできるので、ノーマリーブラック
表示の場合、透過表示および反射表示で暗状態をより暗
くすることができ、コントラストを高めることができ
る。
【0130】(実施形態3)本発明の実施形態3につい
て図3の断面概略図を用いて説明する。
て図3の断面概略図を用いて説明する。
【0131】実施形態1及び実施形態2と共通の構成に
ついては説明を省略する。
ついては説明を省略する。
【0132】実施形態3の液晶表示装置は、基板1と偏
光板9の間にλ/4板10と光学補償板12を有し、基
板2と偏光板6の間にλ/4板7と光学補償板11を有
している。
光板9の間にλ/4板10と光学補償板12を有し、基
板2と偏光板6の間にλ/4板7と光学補償板11を有
している。
【0133】液晶層5に電圧が印加されていない場合
は、負の誘電率異方性を示す液晶材料を用いた液晶層5
の液晶分子は基板面からほぼ垂直に配向しており、基板
正面からは液晶層5による屈折率異方性は無い。
は、負の誘電率異方性を示す液晶材料を用いた液晶層5
の液晶分子は基板面からほぼ垂直に配向しており、基板
正面からは液晶層5による屈折率異方性は無い。
【0134】しかしながら、反射型液晶表示装置として
用いる場合には、光は基板面に対して垂直方向だけでな
く他の方向からの光も表示に利用するため、周囲光等の
基板面に対して斜め方向の光が液晶層5に入射する場合
には、屈折率異方性の影響を受ける。
用いる場合には、光は基板面に対して垂直方向だけでな
く他の方向からの光も表示に利用するため、周囲光等の
基板面に対して斜め方向の光が液晶層5に入射する場合
には、屈折率異方性の影響を受ける。
【0135】また、視角方向も基板表面に垂直とは限ら
ないため、視角方向が基板面の垂直方向からずれるにつ
れて液晶層5の液晶分子の屈折率異方性の影響を受ける
ようになり、コントラストの低下が発生する。
ないため、視角方向が基板面の垂直方向からずれるにつ
れて液晶層5の液晶分子の屈折率異方性の影響を受ける
ようになり、コントラストの低下が発生する。
【0136】そこで、液晶層5の光の入射方向や視角方
向で発生する液晶分子の屈折率異方性に起因する影響を
補償するような光学補償層11,12を設けることによ
り、液晶層5の光の入射方向や視角方向で発生する屈折
率異方性を補償することができ、光の入射方向や視角方
向に依存するコントラストの低下を防止できる。
向で発生する液晶分子の屈折率異方性に起因する影響を
補償するような光学補償層11,12を設けることによ
り、液晶層5の光の入射方向や視角方向で発生する屈折
率異方性を補償することができ、光の入射方向や視角方
向に依存するコントラストの低下を防止できる。
【0137】また垂直配向液晶層5で電圧印加時に液晶
分子が一方向に傾く様に液晶分子のプレティルトを基板
表面の垂直の方向から若干寝かしている場合には、垂直
配向液晶層5の電圧無印加時であっても基板に対して垂
直方向において若干の屈折率異方性が発生するので、こ
の屈折率異方性を補償する様に、光学補償層を設計する
ことにより、基板表面から垂直方向からみたコントラス
ト比もさらに向上する。
分子が一方向に傾く様に液晶分子のプレティルトを基板
表面の垂直の方向から若干寝かしている場合には、垂直
配向液晶層5の電圧無印加時であっても基板に対して垂
直方向において若干の屈折率異方性が発生するので、こ
の屈折率異方性を補償する様に、光学補償層を設計する
ことにより、基板表面から垂直方向からみたコントラス
ト比もさらに向上する。
【0138】実施形態3ではλ/4板と光学補償層を別
の層として説明したが、同一層に作り込んでも同様の効
果が得られる。
の層として説明したが、同一層に作り込んでも同様の効
果が得られる。
【0139】また、実施形態3では光学補償層11と光
学補償層12の2つの光学補償層を用いたが、光学補償
層11だけとしてもよい。
学補償層12の2つの光学補償層を用いたが、光学補償
層11だけとしてもよい。
【0140】実施形態3では透過反射両用型表示装置で
説明したが、実施形態1の反射型液晶表示装置におい
て、偏光板6と反射電極3の間に液晶層5の液晶分子の
屈折率異方性を補償するように光学補償層を設けること
によりコントラスト比の低下を防止できる。
説明したが、実施形態1の反射型液晶表示装置におい
て、偏光板6と反射電極3の間に液晶層5の液晶分子の
屈折率異方性を補償するように光学補償層を設けること
によりコントラスト比の低下を防止できる。
【0141】また、実施形態1乃至実施形態3では、白
表示と黒表示の場合について説明したが、反射領域や透
過領域の対応箇所に各色のカラーフィルターを設けてカ
ラー表示を行うこともできる。
表示と黒表示の場合について説明したが、反射領域や透
過領域の対応箇所に各色のカラーフィルターを設けてカ
ラー表示を行うこともできる。
【0142】実施形態1乃至実施形態3の負の誘電率異
方性を示す液晶材料を用いた垂直配向液晶層5にカイラ
ル材を添加することにより、電圧印加時に液晶分子を旋
回させて電圧印加時の液晶分子の旋回を安定したものと
することができる。
方性を示す液晶材料を用いた垂直配向液晶層5にカイラ
ル材を添加することにより、電圧印加時に液晶分子を旋
回させて電圧印加時の液晶分子の旋回を安定したものと
することができる。
【0143】その際に、液晶層が90°ツイストとなる
ように配向処理することにより、電圧印加時のディスク
リネーション防止のため基板面の法線方向に対し数度傾
斜して配向させた場合に液晶分子の傾斜方向にリターデ
ーションが発生するが、基板付近の液晶分子の傾斜した
方向が上下の基板付近で互いに90°の角度をなしてい
るため、発生するリターデーションを打ち消すことがで
き、漏れ光が少ない黒表示が得られる。
ように配向処理することにより、電圧印加時のディスク
リネーション防止のため基板面の法線方向に対し数度傾
斜して配向させた場合に液晶分子の傾斜方向にリターデ
ーションが発生するが、基板付近の液晶分子の傾斜した
方向が上下の基板付近で互いに90°の角度をなしてい
るため、発生するリターデーションを打ち消すことがで
き、漏れ光が少ない黒表示が得られる。
【0144】実施形態1乃至実施形態3は、負の誘電率
異方性を有する垂直配向性液晶を用いているが、平行配
向性液晶を用いても同様の表示が可能である。
異方性を有する垂直配向性液晶を用いているが、平行配
向性液晶を用いても同様の表示が可能である。
【0145】即ち、垂直配向性液晶の代わりに平行配向
性液晶を用いると、電圧無印加時に液晶分子が基板面に
平行に配置され、電圧印加時に液晶分子が基板面の法線
方向に傾くため、電圧無印加時に白表示、電圧印加時に
黒表示の液晶表示装置が得られる。
性液晶を用いると、電圧無印加時に液晶分子が基板面に
平行に配置され、電圧印加時に液晶分子が基板面の法線
方向に傾くため、電圧無印加時に白表示、電圧印加時に
黒表示の液晶表示装置が得られる。
【0146】この平行配向性液晶を用いた黒表示の場合
は基板付近の液晶分子により、垂直配向性液晶の場合よ
りも残存するリターデンションが多くなる。この為より
完全な黒表示を行う為にはこれを補償する位相差板を併
用すればよい。
は基板付近の液晶分子により、垂直配向性液晶の場合よ
りも残存するリターデンションが多くなる。この為より
完全な黒表示を行う為にはこれを補償する位相差板を併
用すればよい。
【0147】液晶分子が概ね基板面の垂直方向に向いて
いる状態の液晶層において、反射モードではαのリター
デーションが残存している場合、λ/4板7に代えて、
(λ/4−α)のリターデーションをもつ位相差板を配
置すればよい。
いる状態の液晶層において、反射モードではαのリター
デーションが残存している場合、λ/4板7に代えて、
(λ/4−α)のリターデーションをもつ位相差板を配
置すればよい。
【0148】反射モードでは、液晶層には、円偏光から
液晶層の残存しているリターデーション分ずれた楕円偏
光が入射する。液晶層を通過し、反射機能を有する領域
で円偏光となり、反射して回転方向が逆転した円偏光と
なる。液晶層を通過して液晶層から出射するとき、円偏
光からずれた楕円偏光となる。このときの楕円偏光は、
入射時位相が90度ずれた状態にある。位相差板を通過
すると偏光板6の透過軸と直交する直線偏光となる。
液晶層の残存しているリターデーション分ずれた楕円偏
光が入射する。液晶層を通過し、反射機能を有する領域
で円偏光となり、反射して回転方向が逆転した円偏光と
なる。液晶層を通過して液晶層から出射するとき、円偏
光からずれた楕円偏光となる。このときの楕円偏光は、
入射時位相が90度ずれた状態にある。位相差板を通過
すると偏光板6の透過軸と直交する直線偏光となる。
【0149】従って、液晶分子が基板面の垂直方向に向
いている状態の液晶層に残存するリターデーションが無
視できない場合でも、そのリターデーションを考慮した
位相差板を配置することにより反射モードでコントラス
トの高い表示が実現できる。
いている状態の液晶層に残存するリターデーションが無
視できない場合でも、そのリターデーションを考慮した
位相差板を配置することにより反射モードでコントラス
トの高い表示が実現できる。
【0150】更に、液晶層に反射モードではα、透過モ
ードではβのリターデーションが残存している場合、λ
/4板7に代えて(λ/4−α)のリターデーションを
もつ位相差板、λ/4板10に代えて(λ/4−(β−
α))のリターデーションをもつ位相差板を配置すれば
よい。
ードではβのリターデーションが残存している場合、λ
/4板7に代えて(λ/4−α)のリターデーションを
もつ位相差板、λ/4板10に代えて(λ/4−(β−
α))のリターデーションをもつ位相差板を配置すれば
よい。
【0151】透過機能を有する領域の透過光で表示を行
う透過モードでは、液晶分子が基板面の垂直方向に向い
ている状態では、液晶層を出射したとき反射モードの出
射光と同じ状態の楕円偏光となるように上記(λ/4−
(β−α))のリターデーションをもつ位相差板が設定
され、その位相差を有した楕円偏光が上記(λ/4−
α)のリターデーションをもつ位相差板に入射するの
で、上記(λ/4−α)のリターデーションをもつ位相
差板を通過したとき、偏光板6の透過軸と直交する直線
偏光となり光漏れの少ない暗表示となる。
う透過モードでは、液晶分子が基板面の垂直方向に向い
ている状態では、液晶層を出射したとき反射モードの出
射光と同じ状態の楕円偏光となるように上記(λ/4−
(β−α))のリターデーションをもつ位相差板が設定
され、その位相差を有した楕円偏光が上記(λ/4−
α)のリターデーションをもつ位相差板に入射するの
で、上記(λ/4−α)のリターデーションをもつ位相
差板を通過したとき、偏光板6の透過軸と直交する直線
偏光となり光漏れの少ない暗表示となる。
【0152】従って、液晶分子が基板面の垂直方向に向
いている状態の液晶層に残存するリターデーションが無
視できない場合でも、そのリターデーションを考慮した
位相差板を配置することにより反射モードでコントラス
トの高い表示が実現できる。
いている状態の液晶層に残存するリターデーションが無
視できない場合でも、そのリターデーションを考慮した
位相差板を配置することにより反射モードでコントラス
トの高い表示が実現できる。
【0153】
【発明の効果】反射機能を有する領域と透過機能を有す
る領域とを備えた液晶表示装置が第1の偏光手段と第2
の偏光手段と第1の位相差板と第2の位相差板とを有す
ることにより、反射モードおよび透過モードを備えた表
示装置においてコントラストの高い表示が可能となる。
また、反射モードおよび透過モードを併用した場合に同
時に暗表示が可能となり両方併用してもコントラストの
高い表示が可能となる。さらに電圧によりリターデーシ
ョン値を変化させることで階調表示が可能となる。
る領域とを備えた液晶表示装置が第1の偏光手段と第2
の偏光手段と第1の位相差板と第2の位相差板とを有す
ることにより、反射モードおよび透過モードを備えた表
示装置においてコントラストの高い表示が可能となる。
また、反射モードおよび透過モードを併用した場合に同
時に暗表示が可能となり両方併用してもコントラストの
高い表示が可能となる。さらに電圧によりリターデーシ
ョン値を変化させることで階調表示が可能となる。
【0154】また、第1の位相差板と第2の位相差板の
リターデーションがλ/4条件に設定されていることに
より、液晶層の液晶分子が概ね基板面の垂直方向に向い
ているときに、液晶層のリターデーションがほとんどな
い場合には、反射領域及び透過領域において、液晶層と
位相差板を通過し、第1の偏光板に入射する光が、偏光
板の透過軸と直交する直線偏光となるため光漏れの少な
い暗表示が得られる。
リターデーションがλ/4条件に設定されていることに
より、液晶層の液晶分子が概ね基板面の垂直方向に向い
ているときに、液晶層のリターデーションがほとんどな
い場合には、反射領域及び透過領域において、液晶層と
位相差板を通過し、第1の偏光板に入射する光が、偏光
板の透過軸と直交する直線偏光となるため光漏れの少な
い暗表示が得られる。
【0155】また、反射領域の液晶層のリターデーショ
ンがαだけ残存する場合に第1の位相差板のリターデー
ションが(λ/4−α)条件に設定されていることによ
り、液晶層の液晶分子が概ね基板面の垂直方向に向いて
いるときに、反射領域の液晶層のリターデーションがα
だけ残存していても、反射領域において、液晶層と位相
差板を通過し、第1の偏光板に入射する光が、偏光板の
透過軸と直交する直線偏光となるため光漏れの少ない暗
表示が得られる。
ンがαだけ残存する場合に第1の位相差板のリターデー
ションが(λ/4−α)条件に設定されていることによ
り、液晶層の液晶分子が概ね基板面の垂直方向に向いて
いるときに、反射領域の液晶層のリターデーションがα
だけ残存していても、反射領域において、液晶層と位相
差板を通過し、第1の偏光板に入射する光が、偏光板の
透過軸と直交する直線偏光となるため光漏れの少ない暗
表示が得られる。
【0156】また、反射領域の液晶層のリターデーショ
ンがαだけ残存し、透過領域の液晶層のリターデーショ
ンがβだけ残存する場合に、第1の位相差板のリターデ
ーションが(λ/4−α)条件に、第2の位相差板のリ
ターデーションが(λ/4−(β−α))条件に設定さ
れていることにより、液晶層の液晶分子が概ね基板面の
垂直方向に向いているときに、反射領域の液晶層のリタ
ーデーションがα、透過領域の液晶層のリターデーショ
ンがβだけ残存していても、反射領域及び透過領域にお
いて、液晶層と位相差板を通過し、第1の偏光板に入射
する光が、偏光板の透過軸と直交する直線偏光となるた
め光漏れの少ない暗表示が得られる。
ンがαだけ残存し、透過領域の液晶層のリターデーショ
ンがβだけ残存する場合に、第1の位相差板のリターデ
ーションが(λ/4−α)条件に、第2の位相差板のリ
ターデーションが(λ/4−(β−α))条件に設定さ
れていることにより、液晶層の液晶分子が概ね基板面の
垂直方向に向いているときに、反射領域の液晶層のリタ
ーデーションがα、透過領域の液晶層のリターデーショ
ンがβだけ残存していても、反射領域及び透過領域にお
いて、液晶層と位相差板を通過し、第1の偏光板に入射
する光が、偏光板の透過軸と直交する直線偏光となるた
め光漏れの少ない暗表示が得られる。
【0157】また、第1の位相差板及び第2の位相差板
がλ/4板からなり、第1の偏光手段の透過軸と第1の
位相差板とのなす角度が45°かつ第2の偏光手段の透
過軸と第2の位相差板とのなす角度が45°であること
により、反射モードおよび透過モードを併用した場合で
も暗表示時の液晶分子の状態が同じであり、同時に光漏
れのない暗表示が可能となり、周囲光強度がどのような
状態であっても反射型、透過型或いは両用型としてコン
トラストの高い表示が実現される。
がλ/4板からなり、第1の偏光手段の透過軸と第1の
位相差板とのなす角度が45°かつ第2の偏光手段の透
過軸と第2の位相差板とのなす角度が45°であること
により、反射モードおよび透過モードを併用した場合で
も暗表示時の液晶分子の状態が同じであり、同時に光漏
れのない暗表示が可能となり、周囲光強度がどのような
状態であっても反射型、透過型或いは両用型としてコン
トラストの高い表示が実現される。
【0158】また、負の誘電率異方性を示す液晶材料を
用いた垂直配向液晶層を用いれば、電圧無印加時の黒表
示の際に偏光板から漏れる光が少なく、電圧印加時の白
表示及びカラーフィルターによるカラー表示の際に光の
利用効率が高く、優れた表示品位を有する反射型液晶表
示装置を実現できる。
用いた垂直配向液晶層を用いれば、電圧無印加時の黒表
示の際に偏光板から漏れる光が少なく、電圧印加時の白
表示及びカラーフィルターによるカラー表示の際に光の
利用効率が高く、優れた表示品位を有する反射型液晶表
示装置を実現できる。
【0159】また、液晶層の光の入射方向や視角方向で
発生する液晶分子の屈折率異方性に起因する影響を補償
するような光学補償層を設けることにより、光の入射方
向や視角方向に依存するコントラストの低下を防止でき
る。
発生する液晶分子の屈折率異方性に起因する影響を補償
するような光学補償層を設けることにより、光の入射方
向や視角方向に依存するコントラストの低下を防止でき
る。
【0160】また、負の誘電性異方性を示す液晶材料を
用いた垂直配向液晶層にカイラル材を添加し電圧印加時
に液晶分子を旋回させれば、電圧印加時の液晶分子の旋
回を安定したものとすることができ、上下基板のラビン
グ方向を同一方向以外に施す場合、配向処理の軌跡が同
一方向でなくなるため筋目が目立ちにくくなる。
用いた垂直配向液晶層にカイラル材を添加し電圧印加時
に液晶分子を旋回させれば、電圧印加時の液晶分子の旋
回を安定したものとすることができ、上下基板のラビン
グ方向を同一方向以外に施す場合、配向処理の軌跡が同
一方向でなくなるため筋目が目立ちにくくなる。
【0161】また、液晶層が90°ツイストしていれ
ば、電圧印加時のディスクリネーション防止のため基板
の法線方向に対し数度傾斜して配向させた場合に液晶分
子の傾斜方向にリターデーションが発生するが、基板付
近の液晶分子の傾斜した方向が上下の基板付近で互いに
90°の角度をなしているため、発生するリターデーシ
ョンを打ち消すことができ、漏れ光が少ない黒表示が得
られる。
ば、電圧印加時のディスクリネーション防止のため基板
の法線方向に対し数度傾斜して配向させた場合に液晶分
子の傾斜方向にリターデーションが発生するが、基板付
近の液晶分子の傾斜した方向が上下の基板付近で互いに
90°の角度をなしているため、発生するリターデーシ
ョンを打ち消すことができ、漏れ光が少ない黒表示が得
られる。
【図1】本発明の実施形態1における反射型液晶表示装
置の断面構成図である。
置の断面構成図である。
【図2】本発明の実施形態2における透過反射両用型液
晶表示装置の断面構成図である。
晶表示装置の断面構成図である。
【図3】本発明の実施形態3における透過反射両用型液
晶表示装置の断面構成図である。
晶表示装置の断面構成図である。
【図4】本発明の実施形態1における反射型液晶表示装
置のセルギャップd=3.56μmの垂直入射垂直受光
時の分光反射率特性図である。
置のセルギャップd=3.56μmの垂直入射垂直受光
時の分光反射率特性図である。
【図5】本発明の実施形態1における反射型液晶表示装
置のセルギャップd=4.5μmの垂直入射垂直受光時
の分光反射率特性図である。
置のセルギャップd=4.5μmの垂直入射垂直受光時
の分光反射率特性図である。
【図6】本発明の実施形態1における反射型液晶表示装
置の垂直入射垂直受光時の波長550nmでのセルギャ
ップとコントラスト比の関係図である。
置の垂直入射垂直受光時の波長550nmでのセルギャ
ップとコントラスト比の関係図である。
【図7】本発明の実施形態1における反射型液晶表示装
置の電極構成を示した図である。
置の電極構成を示した図である。
【図8】本発明の実施形態2における反射型液晶表示装
置の電極構成を示した図である。
置の電極構成を示した図である。
【図9】本発明の実施形態2におけるセルギャップd=
3.56μmの透過反射両用型液晶表示装置の透過領域
での垂直入射垂直受光時の分光反射率特性図である。
3.56μmの透過反射両用型液晶表示装置の透過領域
での垂直入射垂直受光時の分光反射率特性図である。
【図10】本発明の実施形態2におけるセルギャップd
=4.5μmの透過反射両用型液晶表示装置の透過領域
での垂直入射垂直受光時の分光反射率特性図である。
=4.5μmの透過反射両用型液晶表示装置の透過領域
での垂直入射垂直受光時の分光反射率特性図である。
【図11】本発明の実施形態2における透過反射両用型
液晶表示装置の透過領域での垂直入射垂直受光時の波長
550nmでのセルギャップとコントラスト比の関係図
である。
液晶表示装置の透過領域での垂直入射垂直受光時の波長
550nmでのセルギャップとコントラスト比の関係図
である。
【図12】本発明の実施形態2における透過反射両用型
液晶表示装置の透過領域においてλ/4板の遅延軸を偏
光板の透過軸に45°傾けた場合を0°とした場合の、
λ/4板の遅延軸の角度のずれとコントラスト比の関係
図である。
液晶表示装置の透過領域においてλ/4板の遅延軸を偏
光板の透過軸に45°傾けた場合を0°とした場合の、
λ/4板の遅延軸の角度のずれとコントラスト比の関係
図である。
【図13】本発明の実施形態1及び実施形態2の液晶表
示装置における光の透過状態を説明する図である。
示装置における光の透過状態を説明する図である。
1、2 基板
3 反射電極
4 対向電極
5 液晶層(垂直配向)
6、9 偏光板
7、10 λ/4板
8 透明電極
11、12 光学補償層
フロントページの続き
(72)発明者 藤岡 正悟
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 丸山 裕子
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 島田 尚幸
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 吉村 洋二
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 片山 幹雄
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 石井 裕
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
Fターム(参考) 2H049 BA02 BA06 BA42 BB03 BC22
2H091 FA11 FA12 FA14Y FA41Z
FC10 FC26 FC29 FC30 FD04
FD10 FD12 FD22 FD23 LA03
LA11 LA12 LA13 LA18
Claims (2)
- 【請求項1】 反射機能を有する領域と透過機能を有す
る領域とを有する一方基板と対向電極が形成された他方
基板を有し、前記一方基板と前記他方基板の間に液晶層
が挟持された液晶表示装置であって、 前記他方基板の前記液晶層とは反対の面に設けられた第
1の偏光手段と、 前記一方基板の前記液晶層とは反対の面に設けられた第
2の偏光手段と、 前記第1の偏光手段と前記液晶層との間に設けられた第
1の位相差板と、 前記第2の偏光手段と前記液晶層との間に設けられた第
2の位相差板とを有し、 前記第1の位相差板及び前記第2の位相差板がλ/4板
からなり、前記第1の偏光手段の透過軸と前記第1の位
相差板の遅延軸とのなす角度が45°であり、かつ、前
記第2の偏光手段の透過軸と前記第2の位相差板の遅延
軸とのなす角度が45°である液晶表示装置。 - 【請求項2】 反射機能を有する領域と透過機能を有す
る領域とを有する一方基板と対向電極が形成された他方
基板を有し、前記一方基板と前記他方基板の間に液晶層
が挟持された液晶表示装置であって、 前記他方基板の前記液晶層とは反対の面に設けられた第
1の偏光手段と、 前記一方基板の前記液晶層とは反対の面に設けられた第
2の偏光手段と、 前記第1の偏光手段と前記液晶層との間に設けられた第
1の位相差板と、 前記第2の偏光手段と前記液晶層との間に設けられた第
2の位相差板とを有し、 前記第1の偏光手段の透過軸と前記第2の偏光手段の透
過軸とが同一方向に設定される液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002261145A JP2003114428A (ja) | 1997-12-26 | 2002-09-06 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35904797 | 1997-12-26 | ||
JP9-359047 | 1997-12-26 | ||
JP10-142412 | 1998-05-25 | ||
JP14241298 | 1998-05-25 | ||
JP2002261145A JP2003114428A (ja) | 1997-12-26 | 2002-09-06 | 液晶表示装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19846498A Division JP3410665B2 (ja) | 1997-12-26 | 1998-07-14 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003114428A true JP2003114428A (ja) | 2003-04-18 |
JP2003114428A5 JP2003114428A5 (ja) | 2004-12-09 |
Family
ID=27318446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002261145A Pending JP2003114428A (ja) | 1997-12-26 | 2002-09-06 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003114428A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7180561B2 (en) | 2004-01-05 | 2007-02-20 | Nec Lcd Technologies, Ltd. | Liquid crystal display device |
WO2023155243A1 (zh) * | 2022-02-17 | 2023-08-24 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 显示装置 |
-
2002
- 2002-09-06 JP JP2002261145A patent/JP2003114428A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7180561B2 (en) | 2004-01-05 | 2007-02-20 | Nec Lcd Technologies, Ltd. | Liquid crystal display device |
WO2023155243A1 (zh) * | 2022-02-17 | 2023-08-24 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 显示装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040629 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041026 |