JP2003149636A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関
し、特には反射型の液晶表示装置において、低電圧駆動
が可能な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 liquid crystal display device, and more particularly to a reflective liquid crystal display device which can be driven at a low voltage.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半透過反射型、さらには一部反射型を含
む反射型の液晶表示装置において、反射部の表示モード
には様々な方式がある。このうち、アクティブ駆動の液
晶表示装置においては、二重写りの問題がなく、高コン
トラストが得られる１枚偏光板の電界複屈折制御（Elec
trically Controlled Birefringence：ＥＣＢ）モード
が一般的に用いられている。2. Description of the Related Art In a reflective liquid crystal display device including a semi-transmissive reflective type and a partially reflective type, there are various types of display modes of a reflective portion. Among them, in the active-drive liquid crystal display device, there is no problem of double reflection, and electric field birefringence control (Elec
The Trically Controlled Birefringence (ECB) mode is commonly used.
【０００３】図７には、このような液晶表示装置の構成
図を示す。この図に示す晶表示装置は、反射型の液晶セ
ル１０１における表示面側に、位相差板１０３を設け、
この位相差板１０３の表示面側に直線偏光板１０５を配
置してなる。FIG. 7 shows a block diagram of such a liquid crystal display device. In the crystal display device shown in this figure, a retardation film 103 is provided on the display surface side of a reflective liquid crystal cell 101,
A linear polarization plate 105 is arranged on the display surface side of the retardation plate 103.
【０００４】液晶セル１０１は、それぞれ電極が設けら
れた光反射性基板１０１ａと光透過性基板１０１ｂとの
間に液晶相ＬＣを挟持してなる。この液晶セル１０１
は、液晶相ＬＣを構成する液晶分子の配向状態が飽和す
る電圧を印加した状態で、この液晶相ＬＣを通過する光
ｈに対してほぼ位相差０を与える一方、電圧無印加時に
おいては液晶相ＬＣを通過する光ｈに対して１／４波長
の位相差を与えるようなスイッチング素子として構成さ
れる。The liquid crystal cell 101 has a liquid crystal phase LC sandwiched between a light-reflective substrate 101a and a light-transmissive substrate 101b each having electrodes. This liquid crystal cell 101
Shows a phase difference of almost 0 with respect to the light h passing through the liquid crystal phase LC when a voltage is applied to saturate the alignment state of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal phase LC. The switching element is configured to give a phase difference of ¼ wavelength to the light h passing through the phase LC.
【０００５】そして、この液晶セル１０１の表示面側と
なる光透過性基板１０１ｂ上には、位相差板１０３とし
て１／４波長板（１０３）が設けられ、この上部に直線
偏光板１０５が積層されている。A quarter wave plate (103) is provided as a retardation plate 103 on the light transmitting substrate 101b on the display surface side of the liquid crystal cell 101, and a linear polarizing plate 105 is laminated on top of this. Has been done.
【０００６】このような構成の液晶表示装置１００で
は、直線偏光板１０５側から入射した光ｈは、１／４波
長板１０３、および液晶相ＬＣを通過することで偏光状
態を変化させながら光反射性基板１０１ａに達する。ま
た、光反射性基板１０１ａで反射された光ｈは、入射時
と逆の順序で偏光状態を変化させながら再び直線偏光板
１０５に達する。この際、直線偏光板１０５の透過方向
と平行な偏光のみが、表示光Ｈとして直線偏光板１０５
から放出される。In the liquid crystal display device 100 having such a structure, the light h incident from the side of the linear polarizing plate 105 is reflected while changing the polarization state by passing through the quarter wavelength plate 103 and the liquid crystal phase LC. The flexible substrate 101a. Further, the light h reflected by the light reflective substrate 101a reaches the linear polarizing plate 105 again while changing the polarization state in the order opposite to that at the time of incidence. At this time, only the polarized light parallel to the transmission direction of the linear polarizing plate 105 is used as the display light H.
Emitted from.
【０００７】このため、液晶セル１０１が電圧印加状態
にある場合には、直線偏光板１０５から入射した光ｈ
は、１／４波長板１０３および位相差０の液晶相ＬＣを
往復で通過することによって、偏光状態をλ／２だけ変
化させ、直線偏光板１０５の透過方位に対して９０度ず
れた直線偏光として直線偏光板１０５に戻されてこれに
吸収され、黒表示となる。一方、液晶セル１０１が電圧
無印加状態にある場合には、直線偏光板１０５から入射
した光ｈは、１／４波長板１０３および位相差λ／４の
液晶相ＬＣを往復で通過することによって、直線偏光板
１０５の透過方位と平行な直線偏光として直線偏光板１
０５に戻され、表示光Ｈとして放出されて白表示とな
る。Therefore, when the liquid crystal cell 101 is in a voltage applied state, the light h incident from the linear polarization plate 105 is received.
Is a linearly polarized light whose polarization state is changed by λ / 2 by passing through the quarter-wave plate 103 and the liquid crystal phase LC having no phase difference by λ / 2, and which is shifted by 90 degrees with respect to the transmission direction of the linearly polarizing plate 105. Is returned to the linear polarizing plate 105 and absorbed by the linear polarizing plate 105, resulting in black display. On the other hand, when the liquid crystal cell 101 is not applied with a voltage, the light h incident from the linear polarizing plate 105 passes back and forth through the quarter wavelength plate 103 and the liquid crystal phase LC having a phase difference λ / 4. , A linearly polarizing plate 1 as linearly polarized light parallel to the transmission direction of the linearly polarizing plate 105.
The display light is returned to 05 and emitted as display light H to display white.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成の液晶表示装置では、黒表示を行う場合に、液晶相Ｌ
Ｃの位相差がほぼ０になる電圧、すなわち液晶分子の配
向状態が飽和する電圧を印加している。このため、液晶
表示装置の駆動電圧は、液晶材料に依存した値となる。
したがって、液晶表示装置の駆動電圧を低く抑えるため
には、誘電率異方性の高い液晶材料を用いれば良いこと
になるが、一般的に、誘電率異方性の高い材料は極性が
高く、比抵抗などの信頼性に劣る。このため、アクティ
ブ駆動の液晶表示装置においては、シミが生じる等の表
示特性を劣化させる要因になる。However, in the liquid crystal display device having such a structure, when the black display is performed, the liquid crystal phase L
A voltage at which the phase difference of C becomes almost 0, that is, a voltage at which the alignment state of liquid crystal molecules is saturated is applied. Therefore, the drive voltage of the liquid crystal display device has a value that depends on the liquid crystal material.
Therefore, in order to keep the driving voltage of the liquid crystal display device low, it is sufficient to use a liquid crystal material having a high dielectric anisotropy. Generally, a material having a high dielectric anisotropy has a high polarity, Inferior in reliability such as resistivity. Therefore, in an active-drive liquid crystal display device, it becomes a factor that deteriorates the display characteristics such as a stain.
【０００９】そこで本発明は、表示特性を劣化させるこ
となく、より低い駆動電圧での駆動が可能で消費電力を
低下させ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。Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device which can be driven at a lower drive voltage and can reduce power consumption without deteriorating display characteristics.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明は、光透過性基板と光反射性基板との間
に液晶相を挟持してなる反射型の液晶セルと、当該液晶
セルの光透過性基板側に当該光透過性基板側から順に設
けられた位相差補償手段と直線偏光板とを備えた液晶表
示装置において、液晶セルは、液晶相を構成する液晶分
子の配向状態が飽和するよりも低い電圧を最高駆動電圧
としている。また、液晶セルは、最高駆動電圧よりも低
い最低駆動電圧が印加された場合に液晶相に生じる第１
の位相差と、最高駆動電圧が印加された場合に液晶相に
生じる第２の位相差との差が１／４波長程度になるよう
に構成されている。そして、位相差補償手段は、液晶相
に生じる第１の位相差と合わせて略１／４波長特性を示
すと共に、液晶相に生じる第２の位相差を補償するよう
に設けられている。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention for achieving the above object provides a reflective liquid crystal cell in which a liquid crystal phase is sandwiched between a light transmissive substrate and a light reflective substrate, and In a liquid crystal display device including a linearly polarizing plate and a phase difference compensating unit provided on the light-transmissive substrate side of the liquid crystal cell in order from the light-transmissive substrate side, the liquid crystal cell has an alignment of liquid crystal molecules constituting a liquid crystal phase. The maximum drive voltage is lower than the saturation voltage. In addition, the liquid crystal cell has a first liquid crystal phase that is generated in a liquid crystal phase when a lowest driving voltage lower than the highest driving voltage is applied.
And the second phase difference that occurs in the liquid crystal phase when the maximum drive voltage is applied is about ¼ wavelength. Then, the phase difference compensating unit is provided so as to exhibit a substantially quarter wavelength characteristic together with the first phase difference generated in the liquid crystal phase, and to compensate the second phase difference generated in the liquid crystal phase.
【００１１】このような液晶表示装置では、液晶セルに
最低駆動電圧が印加されている場合には、液晶相に生じ
る第１の位相差と位相差補償手段の位相差とを合わせて
略１／４波長特性を示すため、直線偏光板から入射して
光反射性基板で反射し再び直線偏光板に達した光は、直
線偏光板の吸収方位の直線偏光となって直線偏光板に再
入射され、黒表示が行われる。つまり、この液晶表示装
置は、ノーマリーブラックモードでの表示を行う構成と
なっている。一方、液晶セルに最高駆動電圧が印加され
ている場合には、液晶相に生じる第２の位相差が位相差
補償手段によって補償されるため、光反射性基板で反射
して再び直線偏光板に達した光は、直線偏光板の透過方
位の直線偏光の状態を保って直線偏光板に再入射され、
白表示が行われる。In such a liquid crystal display device, when the minimum drive voltage is applied to the liquid crystal cell, the first phase difference generated in the liquid crystal phase and the phase difference of the phase difference compensating means are combined to be about 1 /. Because of the four-wavelength characteristic, the light that enters from the linear polarizing plate, is reflected by the light reflecting substrate, and reaches the linear polarizing plate again becomes linearly polarized light in the absorption direction of the linear polarizing plate and is re-incident on the linear polarizing plate. , Black display is performed. That is, this liquid crystal display device is configured to display in a normally black mode. On the other hand, when the highest drive voltage is applied to the liquid crystal cell, the second phase difference generated in the liquid crystal phase is compensated by the phase difference compensating means, and thus is reflected by the light reflective substrate and again becomes the linear polarizing plate. The reached light is re-incident on the linear polarization plate while maintaining the linear polarization state of the transmission direction of the linear polarization plate,
White display is performed.
【００１２】そして特に、液晶相を構成する液晶分子の
配向状態が飽和するよりも低い電圧を最高駆動電圧とす
るように液晶セルが構成されているため、液晶分子の配
向状態が飽和する状態を最高駆動電圧とする従来の液晶
表示装置と比較して、液晶表示装置の駆動電圧が低く抑
えられる。また、このように設定されている最高駆動電
圧印加時においては、印加電圧に追従して液晶分子の配
向状態（位相差）が大きく変化するため、反射率（光の
取り出し効率）がばらつき易い。しかし、ノーマリーホ
ワイトモードにおける黒表示の際に反射率がばらつく場
合と比較して、ノーマリーブラックモードにおける白表
示の際の反射率のバラツキは、表示特性に対して及ぼす
影響が小さい。したがって、従来よりも低く設定された
最高駆動電圧であっても、安定した表示が行われる。In particular, since the liquid crystal cell is configured so that the maximum driving voltage is lower than the saturation state of the alignment state of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal phase, the alignment state of the liquid crystal molecules is saturated. The driving voltage of the liquid crystal display device can be suppressed lower than that of the conventional liquid crystal display device having the highest driving voltage. Further, when the maximum driving voltage set in this way is applied, the alignment state (phase difference) of the liquid crystal molecules changes greatly in accordance with the applied voltage, so that the reflectance (light extraction efficiency) easily varies. However, compared to the case where the reflectance varies during black display in the normally white mode, the variation in reflectance during white display in the normally black mode has a smaller effect on the display characteristics. Therefore, stable display is performed even with the highest drive voltage set lower than in the past.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した液晶表示
装置の各実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１４】（第１実施形態）図１は、第１実施形態の
液晶表示装置の断面構成図である。この図に示す液晶表
示装置Ａは、ＥＣＢモードでの表示を行う反射型の液晶
セル１の表示面側に、位相差補償手段３および直線偏光
板５を設けてなる。(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a liquid crystal display device according to the first embodiment. The liquid crystal display device A shown in this figure is provided with a phase difference compensating means 3 and a linear polarizing plate 5 on the display surface side of a reflective liquid crystal cell 1 for displaying in the ECB mode.
【００１５】液晶セル１は、反射電極（図示省略）が設
けられた光反射性基板１ａと、透明電極が設けられた光
透過性基板１ｂとにおける電極間に、液晶相ＬＣを挟持
してなる。また、電極間はセルギャップｄに設定され、
液晶相ＬＣがホモジニアス配向していることとする。The liquid crystal cell 1 has a liquid crystal phase LC sandwiched between electrodes of a light reflective substrate 1a provided with a reflective electrode (not shown) and a light transmissive substrate 1b provided with a transparent electrode. . In addition, a cell gap d is set between the electrodes,
It is assumed that the liquid crystal phase LC is homogeneously aligned.
【００１６】ここで、光反射性基板１ａは、ガラス基板
上の各画素に薄膜トランジスタ（thin film transisto
r：以下ＴＦＴと記す）が形成されており、これを覆う
状態で感光性の有機絶縁膜が形成されている。この有機
絶縁膜には拡散反射のための凹凸が形成されていると共
に、ＴＦＴに達する接続孔が設けられている。そして、
この有機絶縁膜上には、ＴＦＴに接続された状態で、ア
ルミニウムなどの光反射材料からなる画素電極（反射電
極）が設けられている。一方、光透過性基板１ｂは、ガ
ラス基板上にカラーフィルタが形成され、さらにこの上
部にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などからなる透明電極
が設けられている。Here, the light-reflecting substrate 1a has a thin film transistor (thin film transistor) for each pixel on the glass substrate.
r: hereinafter referred to as TFT) is formed, and a photosensitive organic insulating film is formed in a state of covering the same. The organic insulating film is provided with unevenness for diffuse reflection and a connection hole reaching the TFT. And
A pixel electrode (reflection electrode) made of a light-reflecting material such as aluminum is provided on the organic insulating film while being connected to the TFT. On the other hand, the light transmissive substrate 1b has a color filter formed on a glass substrate, and a transparent electrode made of ITO (Indium Tin Oxide) or the like is further provided on the color filter.
【００１７】また、このように構成された光反射性基板
１ａと光透過性基板１ｂとの電極上にはラビング処理が
施された配向膜が形成され、配向膜を対向させた状態で
セルギャップｄ形成用のスペーサを介して重ね合わさ
れ、液晶材料が真空注入されて封止され、これによって
液晶セル１が形成されている。液晶材料としては、誘電
率がΔε＝８〜１５の程度の材料を用いることが好まし
い。Further, a rubbing-treated alignment film is formed on the electrodes of the light-reflecting substrate 1a and the light-transmitting substrate 1b thus configured, and the cell gap is formed with the alignment films facing each other. A liquid crystal material is vacuum-injected and sealed by stacking via a spacer for forming d, thereby forming a liquid crystal cell 1. As the liquid crystal material, it is preferable to use a material having a dielectric constant of about Δε = 8 to 15.
【００１８】この液晶セル１は、最低駆動電圧ＶLと、
最高駆動電圧ＶHとの間で駆動される。This liquid crystal cell 1 has a minimum drive voltage VL and
It is driven between the maximum drive voltage VH.
【００１９】このうち最低駆動電圧ＶLは、最高駆動電
圧ＶHよりも低い値で、０Ｖまたは０Ｖ程度でこれより
も大きい電圧が設定されるが、通常は０Ｖ（電圧無印加
状態）に設定される。Of these, the lowest drive voltage VL is lower than the highest drive voltage VH, and is set to 0 V or a voltage higher than this, which is usually set to 0 V (no voltage applied). .
【００２０】一方、最高駆動電圧ＶHは、液晶相ＬＣを
構成する液晶分子の配向状態が飽和するよりも低い電圧
に設定される。図２には、液晶セルに印加する電圧と、
これによって液晶相に生じる位相差（リタデーション）
との関係（電圧−位相差特性：Ｖ−Retadatipn Curve）
を示す。尚、位相差は、視認性の高い波長λ＝５５０ｎ
ｍを目的波長とした場合の値であり、以下において位相
差は、波長λ＝５５０ｎｍを目的波長とした場合を示
す。On the other hand, the maximum drive voltage VH is set to a voltage lower than that at which the alignment state of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal phase LC is saturated. The voltage applied to the liquid crystal cell is shown in FIG.
This causes the phase difference (retardation) in the liquid crystal phase.
Relationship with (voltage-phase difference characteristics: V-Retadatipn Curve)
Indicates. It should be noted that the phase difference is the wavelength λ = 550n with high visibility.
This is a value when m is the target wavelength, and the phase difference below shows the case where the wavelength λ = 550 nm is the target wavelength.
【００２１】この図に示すように、液晶相に生じる位相
差（すなわち液晶相を構成する液晶分子の配向状態）
は、液晶セルに印加する電圧によって変化する。そこ
で、この図２に示すような電圧−位相差特性を有する液
晶セルの場合、印加電圧３Ｖ以上で位相差の変化がほぼ
０になるため、３Ｖよりも低い電圧が最高駆動電圧ＶH
として設定される。さらに、最低駆動電圧ＶLを印加し
た場合の液晶相を第１の位相差とし、最高駆動電圧ＶH
を印加した場合の液晶相の位相差を第２の位相差とする
場合、第２の位相差が、５０ｎｍ以上となる範囲で最高
駆動電圧ＶHが設定されることが望ましい。As shown in this figure, the phase difference generated in the liquid crystal phase (that is, the alignment state of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal phase)
Varies depending on the voltage applied to the liquid crystal cell. Therefore, in the case of the liquid crystal cell having the voltage-phase difference characteristic as shown in FIG. 2, the change in the phase difference becomes almost zero when the applied voltage is 3 V or more, and therefore a voltage lower than 3 V is the maximum drive voltage VH.
Is set as. Furthermore, the liquid crystal phase when the lowest drive voltage VL is applied is the first phase difference, and the highest drive voltage VH
When the phase difference of the liquid crystal phase when the voltage is applied is set to the second phase difference, it is desirable that the maximum drive voltage VH be set in the range where the second phase difference is 50 nm or more.
【００２２】また、最低駆動電圧ＶLが印加された場合
に液晶相ＬＣに生じる第１の位相差と、最高駆動電圧Ｖ
Hが印加された場合に液晶相ＬＣに生じる第２の位相差
との差がλ／４（λは波長５５０ｎｍ）となるように、
液晶セルが構成されていることとする。つまり、この液
晶セルは、液晶相ＬＣを構成する液晶分子の配向特性に
基づいて設定された最高駆動電圧ＶHから、第２の位相
差が［α］（≧５０ｎｍ）で有る場合、第１の位相差が
［λ／４＋α］となるように、そのセルギャップｄが設
定されている。尚、第１の位相差［λ／４＋α］は、第
２の位相差［α］に対して、ほぼλ／４程度の差を有し
ていれば良く、第１の位相差［λ／４＋α］と第２の位
相差［α］との差は、１２０ｎｍ〜１５５ｎｍの範囲で
適宜設定されることとする。In addition, when the lowest drive voltage VL is applied, the first phase difference generated in the liquid crystal phase LC and the highest drive voltage V
The difference from the second phase difference generated in the liquid crystal phase LC when H is applied is λ / 4 (λ is a wavelength of 550 nm),
It is assumed that the liquid crystal cell is configured. That is, in this liquid crystal cell, when the second phase difference is [α] (≧ 50 nm) from the highest drive voltage VH set based on the alignment characteristics of the liquid crystal molecules that form the liquid crystal phase LC, The cell gap d is set so that the phase difference becomes [λ / 4 + α]. The first phase difference [λ / 4 + α] has only to have a difference of about λ / 4 with respect to the second phase difference [α], and the first phase difference [λ / 4 + α]. ] And the second phase difference [α] is appropriately set in the range of 120 nm to 155 nm.
【００２３】例えば、図２に示すような電圧−位相差特
性を有する液晶セルにおいて、最低駆動電圧ＶL＝０Ｖ
の場合、第１の位相差は［λ／４＋α］＝３２５ｎｍで
あるため、第２の位相差は［α］＝１８０〜２０５ｎｍ
の範囲になれば良い。このため、このような第２の位相
差［α］＝１８０〜２０５ｎｍを与える最高駆動電圧Ｖ
Hは、１．５〜２．０Ｖ程度に設定される。For example, in a liquid crystal cell having a voltage-phase difference characteristic as shown in FIG. 2, the lowest drive voltage VL = 0V
In the case of, since the first phase difference is [λ / 4 + α] = 325 nm, the second phase difference is [α] = 180 to 205 nm.
It should be within the range. Therefore, the maximum drive voltage V that gives such a second phase difference [α] = 180 to 205 nm
H is set to about 1.5 to 2.0V.
【００２４】また、図１に示す位相差補償手段３は、液
晶相ＬＣが第１の位相差［λ／４＋α］を示す場合に
は、液晶相ＬＣと合わせて１／４波長特性を示すと共
に、液晶相ＬＣの位相差が第２の位相差［α］を示す場
合にこれを補償（キャンセル）するように設けられてい
る。第２の位相差［α］を補償（キャンセル）する場合
には、第１の位相差［α］と合わせた位相差が、λ／２
×ｎ（ｎ＝０，１，２，…）となれば良い。When the liquid crystal phase LC exhibits the first phase difference [λ / 4 + α], the phase difference compensating means 3 shown in FIG. 1 shows a quarter wavelength characteristic together with the liquid crystal phase LC. When the phase difference of the liquid crystal phase LC shows the second phase difference [α], it is provided so as to compensate (cancel) this. When compensating (canceling) the second phase difference [α], the phase difference combined with the first phase difference [α] is λ / 2.
It may be × n (n = 0, 1, 2, ...).
【００２５】このような位相差補償手段３の具体的な構
成としては、液晶相ＬＣが第１の位相差［λ／４＋α］
を示す場合に、液晶相ＬＣと合わせて「広帯域の１／４
波長特性」を示すように、第２の位相差［α］を補償す
る位相差補償板３ａと、１／２波長板３ｂとで構成され
ることが好ましい。しかし、第２の位相差［α］を補償
する位相差補償板３ａのみで構成されても良い。尚、視
認性の高い波長λ＝５５０ｎｍを目的波長とした場合、
λ／２の位相差とは２４０ｎｍ〜３１０ｎｍ程度の範囲
を示している。また、位相差０とは０±３０ｎｍ程度の
範囲を示している。さらに、λ／４の位相差とは、１２
０ｎｍ〜１５５ｎｍ程度の範囲を示していることとす
る。As a concrete constitution of such a phase difference compensating means 3, the liquid crystal phase LC has a first phase difference [λ / 4 + α].
, The liquid crystal phase LC is combined with “1/4 of the wide band.
As shown in "wavelength characteristic", it is preferable that the phase difference compensating plate 3a for compensating for the second phase difference [α] and the ½ wavelength plate 3b are used. However, it may be configured only with the phase difference compensating plate 3a that compensates for the second phase difference [α]. When the target wavelength is λ = 550 nm, which has high visibility,
The phase difference of λ / 2 indicates a range of about 240 nm to 310 nm. Further, the phase difference 0 indicates a range of about 0 ± 30 nm. Furthermore, the phase difference of λ / 4 is 12
The range is about 0 nm to 155 nm.
【００２６】そして特に、位相差補償板３ａは、その光
学軸が、液晶相ＬＣとの光学軸とほぼ垂直になるように
配置されることとする。例えば、液晶相ＬＣの遅相軸に
対して、位相差補償板３ａの遅相軸がほぼ垂直になるよ
うに配置されることとする。ただし、黒表示を行う際の
黒の色味などを考慮した場合、多少垂直からずらしたほ
うが良い場合もある。In particular, the phase difference compensating plate 3a is arranged so that its optical axis is substantially perpendicular to the optical axis of the liquid crystal phase LC. For example, the slow axis of the phase difference compensating plate 3a is arranged to be substantially perpendicular to the slow axis of the liquid crystal phase LC. However, in consideration of the tint of black when performing black display, it may be better to shift it slightly from the vertical.
【００２７】以上説明した構成の液晶表示装置Ａによれ
ば、直線偏光板５側から光ｈが入射した場合、光ｈの偏
光の直線成分のうちの１方向の直性成分のみが直線偏光
板５を通過し、他方向の偏光は直線偏光板５に吸収され
る。そして、直線偏光板５を通過した光ｈは、位相差補
償手段３（１／２波長板３ｂおよび位相差補償板３
ａ）、液晶相ＬＣを通過することで偏光状態を変化させ
ながら光反射性基板１ａに達する。また、光反射性基板
１ａで反射された光ｈは、入射時と逆の順序で偏光状態
を変化させながら直線偏光板５に達する。このため、直
線偏光板５側から入射した光ｈは、次のような経過を辿
ることになる。According to the liquid crystal display A having the above-described structure, when the light h is incident from the linear polarizing plate 5 side, only the linear component in one direction of the linear component of the polarized light h is linearly polarized. After passing through 5, the polarized light in the other direction is absorbed by the linear polarizing plate 5. Then, the light h that has passed through the linear polarizing plate 5 receives the phase difference compensating means 3 (1/2 wavelength plate 3b and phase difference compensating plate 3).
a), it reaches the light reflective substrate 1a while changing the polarization state by passing through the liquid crystal phase LC. Further, the light h reflected by the light-reflecting substrate 1a reaches the linear polarizing plate 5 while changing the polarization state in the order opposite to that at the time of incidence. Therefore, the light h incident from the linear polarizing plate 5 side follows the following process.
【００２８】すなわち、液晶セル１に最低駆動電圧を印
加した状態（ここでは電圧無印加状態）では、液晶相Ｌ
Ｃを通過する光ｈには第１の位相差［λ／４波長＋α］
が加わるが、このうち第２の位相差［α］分は位相差補
償板３ａによって補償（キャンセル）され、［λ／４］
の位相差分が加えられる。このため、この液晶相ＬＣ
と、位相差補償板３ａおよび１／２波長板３ａを往復す
ることによって、光ｈの偏光状態は［λ／２］分だけ変
化することになる。そして、液晶セル１の光反射性基板
１ａで反射した光ｈは、直線偏光板５の吸収方位の直線
偏光となって直線偏光板５に再入射され、直線偏光板５
で吸収されるため、表示光Ｈが直線偏光板５から放出さ
れることはない。したがって、液晶セル１が電圧無印加
状態にある場合に、黒表示が行われるノーマリーブラッ
ク表示が行われることになる。That is, when the lowest drive voltage is applied to the liquid crystal cell 1 (here, no voltage is applied), the liquid crystal phase L
The light h passing through C has a first phase difference [λ / 4 wavelength + α]
However, the second phase difference [α] is compensated (cancelled) by the phase difference compensating plate 3a, and [λ / 4] is added.
The phase difference of is added. Therefore, this liquid crystal phase LC
By reciprocating the phase difference compensation plate 3a and the half-wave plate 3a, the polarization state of the light h is changed by [λ / 2]. Then, the light h reflected by the light-reflecting substrate 1 a of the liquid crystal cell 1 becomes linearly polarized light in the absorption direction of the linearly polarizing plate 5 and is re-incident on the linearly polarizing plate 5.
Therefore, the display light H is not emitted from the linear polarizing plate 5. Therefore, when the liquid crystal cell 1 is not applied with a voltage, normally black display, which is black display, is performed.
【００２９】一方、液晶セル１に最高駆動電圧を印加し
た場合には、液晶相ＬＣを通過する光ｈには、第２の位
相差［α］が加わるが、この第２の位相差［α］は位相
差補償板３ａによって補償（キャンセル）される。この
ため、この液晶相ＬＣと、位相差補償板３ａおよび１／
２波長板３ａを往復することによって、光ｈの偏光状態
が変化することはない。そして、液晶セル１の光反射性
基板１ａで反射した光ｈが、再び円偏光手段５を通過す
る際には、直線偏光板５の透過方位の直線偏光となって
直線偏光板５に再入射され、この直線偏光板５から最大
限に表示光Ｈを射出させることができる。On the other hand, when the highest drive voltage is applied to the liquid crystal cell 1, the second phase difference [α] is added to the light h passing through the liquid crystal phase LC. ] Is compensated (cancelled) by the phase difference compensation plate 3a. Therefore, the liquid crystal phase LC and the phase difference compensating plates 3a and 1 /
By reciprocating the two-wave plate 3a, the polarization state of the light h does not change. Then, when the light h reflected by the light reflective substrate 1a of the liquid crystal cell 1 passes through the circular polarization means 5 again, it becomes linearly polarized light in the transmission direction of the linearly polarizing plate 5 and re-enters the linearly polarizing plate 5. Thus, the display light H can be emitted from the linear polarizing plate 5 to the maximum extent.
【００３０】ここで、液晶セル１は、液晶相ＬＣを構成
する液晶分子の配向状態が飽和するよりも低い電圧を最
高駆動電圧ＶHとするように構成されているため、液晶
分子の配向状態が飽和する状態を最高駆動電圧とする従
来の液晶表示装置と比較して、液晶表示装置の駆動電圧
が低く抑えられる。Here, since the liquid crystal cell 1 is constructed so that the maximum driving voltage VH is lower than a voltage at which the alignment state of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal phase LC is saturated, the alignment state of the liquid crystal molecules is The driving voltage of the liquid crystal display device can be kept low as compared with the conventional liquid crystal display device in which the saturated state is the highest driving voltage.
【００３１】また、このように設定された最高駆動電圧
付近においては、電圧のバラツキによって液晶分子の配
向状態（位相差）が大きく変化するため、この最高駆動
電圧付近においては、反射率（光の取り出し効率）がば
らつき易い。しかし、ノーマリーブラックモードにおい
ての最高駆動電圧付近、すなわち白表示におけるばらつ
きは、表示特性に対して及ぼす影響が小さい。図３に
は、ノーマリーブラックモード（ＮＢ ｍｏｄｅ）とノ
ーマリーホワイトモード（ＮＷ ｍｏｄｅ）とにおいて
の、駆動電圧と反射率（光の取り出し効率）との関係
（Ｖ−Ｒカーブ）を示す。この図に示すように、ノーマ
リーブラックモード（ＮＢ ｍｏｄｅ）、ノーマリーホ
ワイトモード（ＮＷ ｍｏｄｅ）共に、上述したように
設定された最高駆動電圧付近（１．５Ｖ〜２．０Ｖ）に
おいては、駆動電圧の変化に追従して反射率（光の取り
出し効率）がばらつき易く、この変化量は同程度であ
る。しかし、ノーマリーホワイトモード（ＮＷ ｍｏｄ
ｅ）における黒表示の際に反射率がばらつく場合と比較
して、ノーマリーブラックモード（ＮＢ ｍｏｄｅ）に
おける白表示の際の反射率のバラツキは、表示特性に対
して及ぼす影響が小さい。Further, in the vicinity of the maximum driving voltage thus set, the alignment state (phase difference) of the liquid crystal molecules largely changes due to the variation of the voltage, and therefore in the vicinity of the maximum driving voltage, the reflectance (light The extraction efficiency) tends to vary. However, the variation in the vicinity of the maximum drive voltage in the normally black mode, that is, the variation in white display has a small effect on the display characteristics. FIG. 3 shows the relationship (VR curve) between the drive voltage and the reflectance (light extraction efficiency) in the normally black mode (NB mode) and the normally white mode (NW mode). As shown in this figure, in both the normally black mode (NB mode) and the normally white mode (NW mode), driving is performed near the maximum driving voltage (1.5V to 2.0V) set as described above. The reflectance (light extraction efficiency) tends to vary in accordance with the change in voltage, and the amount of change is about the same. However, normally white mode (NW mod
Compared with the case where the reflectance varies during the black display in e), the variation in the reflectance during the white display in the normally black mode (NB mode) has less influence on the display characteristics.
【００３２】また、液晶材料としても誘電率がΔε＝８
〜１５の程度の材料を用いることができ、特に誘電率異
方性の高い液晶材料を用いる必要もないため、各画素に
ＴＦＴを設けたアクティブ駆動の液晶表示装置において
シミが生じることも無く、画質の良好な表示を行うこと
が可能である。Also, as a liquid crystal material, the dielectric constant is Δε = 8.
It is possible to use a material of about 15 to 15, and it is not necessary to use a liquid crystal material having a particularly high dielectric constant anisotropy, so that no stain occurs in an active drive liquid crystal display device in which a TFT is provided in each pixel. It is possible to perform display with good image quality.
【００３３】したがって、上述したように従来よりも低
く設定された最高駆動電圧であっても、安定した表示を
行うことが可能になり、液晶表示装置の低消費電力化を
実現することができるのである。Therefore, as described above, stable display can be performed even with the highest drive voltage set lower than in the prior art, and low power consumption of the liquid crystal display device can be realized. is there.
【００３４】以下に、上述した液晶表示装置Ａにおける
各部の光学パラメータの具体的な一例を示す。
ア）直線偏光板５：吸収軸角度＝７５°
イ）１／２波長板３ｂ：位相差＝２７０ｎｍ、遅相軸角
度＝０°
ウ）位相差補償板３ａ：位相差＝７０ｎｍ、遅相軸角度
＝１５０°
エ）液晶相ＬＣ：ホモジニアス配向、ラビング軸＝６０
°、複屈折異方性Δｎ＝０．０７５、誘電率異方性Δε
＝１１．５、セルギャップｄ＝３μｍSpecific examples of optical parameters of the respective parts in the above-described liquid crystal display device A will be shown below. A) Linear polarizing plate 5: Absorption axis angle = 75 ° b) Half-wave plate 3b: Phase difference = 270 nm, slow axis angle = 0 ° c) Phase difference compensating plate 3a: Phase difference = 70 nm, slow axis Angle = 150 ° d) Liquid crystal phase LC: homogeneous alignment, rubbing axis = 60
°, birefringence anisotropy Δn = 0.075, dielectric anisotropy Δε
= 11.5, cell gap d = 3 μm
【００３５】このように構成された液晶表示装置Ａで
は、最高駆動電圧ＶH＝１．８Ｖの印加電圧で十分に明
るい白表示を得ることができた。また、コントラスト比
は２５であり、黒表示時に散乱光下で観察した場合にい
も光漏れの少ない黒表示を行うことができた。In the liquid crystal display device A thus constructed, a sufficiently bright white display could be obtained with the applied voltage of the maximum driving voltage VH = 1.8V. Further, the contrast ratio was 25, and it was possible to perform black display with little light leakage when observed under scattered light during black display.
【００３６】尚、上述した第１実施形態においては、液
晶相ＬＣがホモジニアス配向である場合を説明した。し
かし、液晶相ＬＣは、液晶セル１が最低駆動電圧ＶLと
最高駆動電圧ＶHとの間で駆動された場合に、上述した
と同様の位相差を示すように構成されていれば、ツイス
ト配向であっても良く、同様の効果を得ることができ
る。ただし、液晶相ＬＣがツイスト配向である場合に
は、液晶相ＬＣによって生じる位相差は、単純に、液晶
分子の屈折率異方性Δｎとセルギャップｄとの積にはな
らない。In the above-described first embodiment, the case where the liquid crystal phase LC has a homogeneous alignment has been described. However, if the liquid crystal phase LC is configured to exhibit the same phase difference as described above when the liquid crystal cell 1 is driven between the lowest drive voltage VL and the highest drive voltage VH, the liquid crystal phase LC is in the twist orientation. It may be present and the same effect can be obtained. However, when the liquid crystal phase LC has a twist orientation, the retardation caused by the liquid crystal phase LC does not simply become the product of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal molecules and the cell gap d.
【００３７】以下に、液晶相ＬＣがツイスト配向である
場合の液晶表示装置Ａにおける各部の光学パラメータの
具体的な一例を示す。
ア）直線偏光板５：吸収軸角度＝７５°
イ）１／２波長板３ｂ：位相差＝２７０ｎｍ、遅相軸角
度＝０°
ウ）位相差補償板３ａ：位相差＝７０ｎｍ、遅相軸角度
＝１５０°
エ）液晶相ＬＣ：６３°ツイスト配向、複屈折異方性Δ
ｎ＝０．０７５、誘電率異方性Δε＝１１．５、セルギ
ャップｄ＝４．５μｍSpecific examples of the optical parameters of the respective parts in the liquid crystal display device A when the liquid crystal phase LC has a twist orientation will be shown below. A) Linear polarizing plate 5: Absorption axis angle = 75 ° b) Half-wave plate 3b: Phase difference = 270 nm, slow axis angle = 0 ° c) Phase difference compensating plate 3a: Phase difference = 70 nm, slow axis Angle = 150 ° d) Liquid crystal phase LC: 63 ° twist orientation, birefringence anisotropy Δ
n = 0.075, dielectric anisotropy Δε = 11.5, cell gap d = 4.5 μm
【００３８】このように構成された液晶表示装置Ａで
も、上述したホモジニアス配向の液晶表示装置と同様の
表示を行うことが可能であった。With the liquid crystal display device A thus constructed, it was possible to perform the same display as the above-mentioned homogeneously aligned liquid crystal display device.
【００３９】（第２実施形態）図４は、第２実施形態の
液晶表示装置の断面構成図である。この図に示す液晶表
示装置Ｂと、図１を用いて説明した第１実施形態の液晶
表示装置（Ａ）との異なることころは、液晶相に生じる
第１の位相差と合わせて「広帯域の１／４波長特性」を
示すと共に、液晶相に生じる第２の位相差を広帯域で補
償するための位相補償板の構成にあり、他の構成は第１
実施形態と同様であることとする。(Second Embodiment) FIG. 4 is a sectional structural view of a liquid crystal display device according to the second embodiment. The difference between the liquid crystal display device B shown in this figure and the liquid crystal display device (A) of the first embodiment described with reference to FIG. 1/4 wavelength characteristic ", and is in the configuration of the phase compensating plate for compensating the second phase difference occurring in the liquid crystal phase in a wide band, and the other configurations are the first.
It is assumed to be similar to the embodiment.
【００４０】すなわち、液晶相ＬＣと位相差補償手段
３’とは、液晶セル１’に最低駆動電圧ＶL（＝０Ｖ）
を印加した場合に、液晶相ＬＣと位相差補償手段３’と
を合わせて「広帯域の１／４波長特性」を示し、液晶セ
ル１’に最高駆動電圧ＶHを印加した場合に液晶相ＬＣ
に生じる第２の位相差［α］が広帯域で補償されるよう
に構成される。That is, the liquid crystal phase LC and the phase difference compensating means 3'include the lowest drive voltage VL (= 0V) in the liquid crystal cell 1 '.
When the liquid crystal phase LC is applied, the liquid crystal phase LC and the phase difference compensating means 3'are combined to exhibit "wideband quarter-wave characteristics", and the liquid crystal phase LC is applied when the highest drive voltage VH is applied to the liquid crystal cell 1 '.
The second phase difference [α] occurring at is compensated in a wide band.
【００４１】特にここでは、液晶相ＬＣの波長分散と、
位相差補償手段３’として用いる位相差板の波長分散と
を適宜調整することで、上述の構成を達成する。図５に
は、この液晶表示装置Ｂにおける、液晶相ＬＣおよび位
相差補償手段３’においての波長と位相差との関係を示
す。In particular, here, the wavelength dispersion of the liquid crystal phase LC,
The configuration described above is achieved by appropriately adjusting the wavelength dispersion of the retardation plate used as the retardation compensating means 3 '. FIG. 5 shows the relationship between the wavelength and the phase difference in the liquid crystal phase LC and the phase difference compensating means 3 ′ in the liquid crystal display device B.
【００４２】この図に示すように、通常、液晶相ＬＣ
は、正の波長分散を有しており、大きい波長ほどその位
相差Ｒ(LC)が大きくなる。ここでは特に、波長分散が大
きい液晶分子を用いて液晶セル１’を構成することで、
波長に対する位相差の値の差が大きくなることが好まし
く、［波長４００ｎｍに対する位相差］／［波長５００
ｎｍに対する位相差］＞１．１５程度となることが好ま
しい。そこで、一般的には、液晶分子は、複屈折異方性
Δｎが大きいほど波長分散が大きいと言った特徴が有る
ため、例えば複屈折異方性Δｎ＞０．１５程度の液晶分
子を用いることが好ましい。As shown in this figure, a liquid crystal phase LC is usually used.
Has a positive wavelength dispersion, and the larger the wavelength, the larger the phase difference R (LC). Here, in particular, by configuring the liquid crystal cell 1 ′ using liquid crystal molecules having large wavelength dispersion,
It is preferable that the difference in the value of the phase difference with respect to the wavelength be large.
Phase difference with respect to nm]> 1.15 is preferable. Therefore, in general, the liquid crystal molecule has a characteristic that the larger the birefringence anisotropy Δn, the larger the wavelength dispersion. Therefore, for example, the liquid crystal molecule having the birefringence anisotropy Δn> 0.15 should be used. Is preferred.
【００４３】また、位相差補償手段３’は、一枚の位相
差板からなり、液晶相ＬＣの光学軸に対してほぼ垂直に
配置される。この位相差補償手段３’は、波長分散が正
でかつ液晶相ＬＣの波長分散よりも十分に小さい波長分
散を有する材料を用いて構成され、波長に対する位相差
Ｒ(3')の値の差が小さいことが好ましい。このような材
料として、例えばシクロオレフィン系ポリマーを用いる
ことができる。Further, the phase difference compensating means 3'is composed of one phase difference plate and is arranged substantially perpendicular to the optical axis of the liquid crystal phase LC. The phase difference compensating means 3'is composed of a material having a positive wavelength dispersion and a wavelength dispersion sufficiently smaller than that of the liquid crystal phase LC, and the difference in the value of the phase difference R (3 ') with respect to the wavelength. Is preferably small. As such a material, for example, a cycloolefin polymer can be used.
【００４４】そして、このような液晶相ＬＣの位相差Ｒ
(LC)と位相差補償手段３’の位相差Ｒ(3')との差Ｒ(3'-
LC)が、可視領域における全波長領域（例えば波長４０
０ｎｍ〜７００ｎｍ）において１／４波長となるよう
に、液晶相ＬＣと位相差補償手段３’との光学パラメー
タが設定されていることとする。Then, the phase difference R of such a liquid crystal phase LC
(LC) and the phase difference R (3 ') of the phase difference compensating means 3', the difference R (3'-
LC) is the entire wavelength range in the visible range (eg wavelength 40
It is assumed that the optical parameters of the liquid crystal phase LC and the phase difference compensating means 3 ′ are set so that the wavelength becomes ¼ wavelength (0 nm to 700 nm).
【００４５】このような構成の液晶表示装置Ｂであって
も、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能であ
る。さらに、第１実施形態の液晶表示装置（Ａ）では、
広帯域性を得るために、位相差板を２枚積層した構成の
位相差補償手段としたが、本第２実施形態の液晶表示装
置Ｂでは、位相差補償手段３’が一枚の位相差板からな
るため、低コスト化に有利である。Even with the liquid crystal display device B having such a structure, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, in the liquid crystal display device (A) of the first embodiment,
In order to obtain a wide band property, the phase difference compensating means having a structure in which two phase difference plates are laminated is used. However, in the liquid crystal display device B of the second embodiment, the phase difference compensating means 3 ′ has one phase difference plate. Therefore, it is advantageous for cost reduction.
【００４６】尚、波長分散値は、ある程度限られている
ため、赤青緑の各画素のセルギャップｄ’を変化させて
マルチギャップ化することにより、可視領域における全
波長領域でほぼλ／４となるようにすることが可能であ
る。この際、カラーフィルタの膜厚を各色毎に適宜選択
することで、製造プロセスを増加させずにマルチギャッ
プ化を図ることが可能である。Since the chromatic dispersion value is limited to some extent, the cell gap d ′ of each pixel of red, blue, and green is changed to form a multi-gap, so that it is approximately λ / 4 in the entire visible wavelength region. It is possible to be At this time, by appropriately selecting the film thickness of the color filter for each color, it is possible to achieve a multi-gap without increasing the manufacturing process.
【００４７】以下に、上述した液晶表示装置における各
部の光学パラメータの具体的な一例を示す。
ア）直線偏光板５：吸収軸角度＝４５°
イ）位相差補償手段３’：位相差＝３８０ｎｍ、遅相軸
角度＝０°
ウ）液晶相ＬＣ：ホモジニアス配向、ラビング軸＝９０
°、複屈折異方性Δｎ＝０．１６、誘電率異方性Δε＝
１１．５、セルギャップｄ’＝１．６μｍSpecific examples of optical parameters of the respective parts in the above-mentioned liquid crystal display device will be shown below. A) Linear polarizing plate 5: absorption axis angle = 45 ° b) phase difference compensating means 3 ': phase difference = 380 nm, slow axis angle = 0 ° c) liquid crystal phase LC: homogeneous alignment, rubbing axis = 90
°, birefringence anisotropy Δn = 0.16, dielectric anisotropy Δε =
11.5, cell gap d ′ = 1.6 μm
【００４８】このように構成された液晶表示装置Ｂで
は、最高駆動電圧ＶH＝１．５Ｖの印加電圧で十分に明
るい白表示を得ることができた。また、コントラスト比
は１５以上であり、黒表示時に散乱光下で観察した場合
にいも光漏れの少ない黒表示を行うことができた。In the liquid crystal display device B thus constructed, a sufficiently bright white display could be obtained with an applied voltage of the maximum driving voltage VH = 1.5V. Further, the contrast ratio was 15 or more, and black display with little light leakage could be performed even when observed under scattered light during black display.
【００４９】また、上述した光学パラメータのうち、セ
ルギャップｄ’のみをＲ，Ｇ，Ｂの各色のフィルター膜
厚によって変化させた液晶表示装置Ｂを作製した。フィ
ルター膜厚は、Ｒを１．５μｍ、Ｇを１．６μｍ、Ｂを
１．４５μｍとした。このような液晶表意装置Ｂでは、
黒表示がよりニュートラルで鮮明な色味となった。Further, of the above-mentioned optical parameters, a liquid crystal display device B was manufactured in which only the cell gap d ′ was changed by the filter film thickness of each color of R, G and B. The filter thickness was such that R was 1.5 μm, G was 1.6 μm, and B was 1.45 μm. In such a liquid crystal display device B,
The black display became more neutral and vivid.
【００５０】（第３実施形態）図６は、第３実施形態の
液晶表示装置の要部断面構成図である。第３実施形態の
液晶表示装置は、反射表示部と共に透過表示部を備えた
液晶表示装置であり、図６にはこのうちの透過表示部の
断面構造を示している。(Third Embodiment) FIG. 6 is a sectional view showing the principal part of a liquid crystal display device according to the third embodiment. The liquid crystal display device of the third embodiment is a liquid crystal display device including a reflective display portion and a transmissive display portion, and FIG. 6 shows a cross-sectional structure of the transmissive display portion.
【００５１】反射表示部と透過表示部とを備えた液晶表
示装置においては、上述した第１実施形態または第２実
施形態の構造で反射表示部が構成されることとする。そ
して透過表示部は、反射表示部と同様の駆動電圧で駆動
可能なように、反射表示部を２段重ねにした構成とす
る。ここでは、第１実施形態で説明した構造で反射表示
部が構成される場合を説明する。In a liquid crystal display device having a reflective display section and a transmissive display section, the reflective display section is constructed by the structure of the above-described first embodiment or second embodiment. The transmissive display unit has a structure in which the reflective display units are stacked in two stages so that the transmissive display unit can be driven by the same drive voltage as that of the reflective display unit. Here, a case where the reflective display unit is configured with the structure described in the first embodiment will be described.
【００５２】この場合、図６に示す反射表示部は、第１
実施形態の反射表示部を重ねた構成となっている。すな
わち、この透過表示部は、一対の光透過性基板１ｂ，１
ｃ間に液晶相ＬＣを挟持してなる液晶セル１”を備えて
いる。表示面側の光透過性基板１ｂ上には、光透過性基
板１ｂ側から順に、位相差補償板３ａと１／２波長板３
ｂとからなる位相差手段３と、直線偏光板５とが順次設
けられている。また、もう一方の入射側の光透過性基板
１ｃ上には、光透過性基板１ｃ側から順に、位相差補償
板７ａと１／２波長板７ｂとからなる位相差手段７と、
直線偏光板９とが順次設けられている。尚、光透過性基
板１ｃは、第１実施形態で説明した反射性基板（１ａ）
において、反射電極を透明電極とした構成であることと
する。In this case, the reflective display section shown in FIG.
It has a configuration in which the reflective display portions of the embodiment are stacked. That is, the transmissive display unit includes a pair of light transmissive substrates 1b and 1b.
A liquid crystal cell 1 ″ having a liquid crystal phase LC sandwiched between c is provided. On the light transmissive substrate 1b on the display surface side, the phase difference compensating plates 3a and 1 / are sequentially arranged from the light transmissive substrate 1b side. 2 Wave plate 3
The phase difference means 3 including b and the linear polarizing plate 5 are sequentially provided. On the other side of the light-transmissive substrate 1c on the incident side, a phase-difference means 7 including a phase-difference compensating plate 7a and a half-wave plate 7b in order from the light-transmissive substrate 1c side,
A linear polarization plate 9 is sequentially provided. The light transmissive substrate 1c is the reflective substrate (1a) described in the first embodiment.
In the above, it is assumed that the reflective electrode is a transparent electrode.
【００５３】液晶セル１”は、反射表示部の液晶セル
（１）と同様の最低駆動電圧ＶLと、最高駆動電圧ＶHと
の間で駆動される。The liquid crystal cell 1 "is driven between the lowest drive voltage VL and the highest drive voltage VH, which is the same as the liquid crystal cell (1) of the reflective display section.
【００５４】そして、この液晶セル１”は、最低駆動電
圧ＶLが印加された場合に液晶相ＬＣに生じる第３の位
相差と、最高駆動電圧ＶHが印加された場合に液晶相Ｌ
Ｃに生じる第４の位相差との差がλ／２（λは波長５５
０ｎｍ）となるように構成されていることとする。つま
り、透過表示部の液晶セル１”は、第４の位相差が
［α”］で有る場合、第３の位相差が［λ／２＋α”］
となるように、そのセルギャップｄ”が設定されてい
る。尚、液晶表示装置の製造工程上、透過表示部のセル
ギャップｄ”は、各部の光学パラメータを調整すること
で反射表示部のセルギャップ（ｄ）と同程に設定される
ことが好ましい。また、第４の位相差［α”］は、第２
の位相差［α］×２程度であることとする。In the liquid crystal cell 1 ", the third phase difference generated in the liquid crystal phase LC when the lowest drive voltage VL is applied and the liquid crystal phase L when the highest drive voltage VH is applied.
The difference from the fourth phase difference occurring in C is λ / 2 (where λ is the wavelength 55
0 nm). That is, in the liquid crystal cell 1 ″ of the transmissive display unit, when the fourth phase difference is [α ″], the third phase difference is [λ / 2 + α ″].
The cell gap d ″ is set so that the cell gap d ″ of the transmissive display section is adjusted by adjusting optical parameters of each section in the manufacturing process of the liquid crystal display device. It is preferable that the gap is set to the same level as the gap (d). In addition, the fourth phase difference [α ″] is equal to the second
The phase difference [α] × 2 is about 2.
【００５５】位相差補償手段３，７は、液晶相ＬＣが第
３の位相差［λ／２＋α”］を示す場合には、位相差補
償手段３，７と液晶相ＬＣとを合わせて１／２波長特性
を示すと共に、液晶相ＬＣが第４の位相差［α”］を示
す場合にこれを補償（キャンセル）するように設けられ
ている。When the liquid crystal phase LC exhibits the third phase difference [λ / 2 + α "], the phase difference compensating means 3 and 7 combine the phase difference compensating means 3 and 7 with the liquid crystal phase LC to 1 /. The liquid crystal phase LC is provided so as to compensate (cancel) this when the liquid crystal phase LC exhibits the fourth phase difference [α ″] while exhibiting the two-wavelength characteristic.
【００５６】このような位相差補償手段３，７の具体的
な構成としては、液晶相ＬＣが第３の位相差［λ／２＋
α”］を示す場合に、位相差補償手段３，７のそれぞれ
が液晶相ＬＣと合わせて「広帯域の１／４波長特性」を
示すように、第４の位相差［α”］分を補償するための
位相差補償板３ａ，７ａと、１／２波長板３ｂ，７ｂと
で構成されることが好ましい。しかし、第４の位相差
［α”］を補償する位相差補償板３ａ，７ａのみで構成
されても良い。As a concrete structure of such phase difference compensating means 3 and 7, the liquid crystal phase LC is the third phase difference [λ / 2 +].
.alpha. "], each of the phase difference compensating means 3 and 7 compensates for the fourth phase difference [.alpha."] so as to show "wide band quarter wavelength characteristics" together with the liquid crystal phase LC. It is preferable that the phase difference compensating plates 3a and 7a and the half-wave plates 3b and 7b are provided to compensate for the phase difference compensating plates 3a and 7a. It may be configured with only.
【００５７】位相差補償手段３，７が位相差補償板３
ａ，７ａと、１／２波長板３ｂ，７ｂとで構成されてい
る場合には、位相差補償板３ａ，７ａは、これらの光学
軸が、液晶相ＬＣの光学軸に対してほぼ垂直となるよう
に設けられている。例えば、液晶相ＬＣの遅相軸に対し
て、位相差補償板３ａ，７ａの遅相軸がほぼ垂直になる
ように配置されることとする。ただし、黒表示を行う際
の黒の色味などを考慮した場合、多少垂直からずらした
ほうが良い場合もある。The phase difference compensating means 3 and 7 are the phase difference compensating plate 3.
a, 7a and half-wave plates 3b, 7b, the optical axes of the phase difference compensating plates 3a, 7a are substantially perpendicular to the optical axis of the liquid crystal phase LC. Is provided. For example, it is assumed that the slow axes of the phase difference compensating plates 3a and 7a are arranged substantially perpendicular to the slow axis of the liquid crystal phase LC. However, in consideration of the tint of black when performing black display, it may be better to shift it slightly from the vertical.
【００５８】以下に、上述した液晶表示装置の透過表示
部における各部の光学パラメータの具体的な一例を示
す。尚、反射表示部の光学パラメータは、第１実施形態
で示した値であることとする。
ア）直線偏光板５：吸収軸角度＝７５°
イ）１／２波長板３ｂ：位相差＝２７０ｎｍ、遅相軸角
度＝０°
ウ）位相差補償板３ａ：位相差＝７０ｎｍ、遅相軸角度
＝１５０°
エ）液晶相ＬＣ：ホモジニアス配向、ラビング軸＝６０
°、複屈折異方性Δｎ＝０．０７５、誘電率異方性Δε
＝１１．５、セルギャップｄ”＝５．８μｍ
オ）位相差補償板７ａ：位相差＝７０ｎｍ、遅相軸角度
＝１５０°
カ）１／２波長板７ｂ：位相差＝２７０ｎｍ、遅相軸角
度＝０°
キ）直線偏光板９：吸収軸角度＝７５°A specific example of optical parameters of each part in the transmissive display section of the above-mentioned liquid crystal display device will be shown below. The optical parameters of the reflective display unit are the values shown in the first embodiment. A) Linear polarizing plate 5: Absorption axis angle = 75 ° b) Half-wave plate 3b: Phase difference = 270 nm, slow axis angle = 0 ° c) Phase difference compensating plate 3a: Phase difference = 70 nm, slow axis Angle = 150 ° d) Liquid crystal phase LC: homogeneous alignment, rubbing axis = 60
°, birefringence anisotropy Δn = 0.075, dielectric anisotropy Δε
= 11.5, cell gap d ″ = 5.8 μm e) Phase difference compensating plate 7a: phase difference = 70 nm, slow axis angle = 150 °) 1/2 wave plate 7b: phase difference = 270 nm, slow axis Angle = 0 ° K) Linearly polarizing plate 9: Absorption axis angle = 75 °
【００５９】また、光透過率が僅かに低下するが、入射
側には、位相差補償板７ａを設けなくても良く、位相差
板を１枚減らすことができる。この場合であっても、最
低駆動電圧ＶLが印加された場合に液晶相ＬＣに生じる
第３の位相差と、最高駆動電圧ＶHが印加された場合に
液晶相ＬＣに生じる第４の位相差との差がλ／２（λは
波長５５０ｎｍ）となるように、液晶セル１”が構成さ
れていれば良い。Further, although the light transmittance is slightly lowered, the phase difference compensating plate 7a may not be provided on the incident side, and the number of phase difference plates can be reduced by one. Even in this case, the third phase difference produced in the liquid crystal phase LC when the lowest drive voltage VL is applied and the fourth phase difference produced in the liquid crystal phase LC when the highest drive voltage VH is applied. It suffices that the liquid crystal cell 1 ″ be configured such that the difference between the two is λ / 2 (where λ is the wavelength of 550 nm).
【００６０】この場合ような構成の液晶表示装置の透過
表示部における各部の光学パラメータの具体的な一例を
示す。尚、反射表示部の光学パラメータは、第１実施形
態で示した値であることとする。
ア）直線偏光板５：吸収軸角度＝７５°
イ）１／２波長板３ｂ：位相差＝２７０ｎｍ、遅相軸角
度＝０°
ウ）位相差補償板３ａ：位相差＝７０ｎｍ、遅相軸角度
＝１５０°
エ）液晶相ＬＣ：ホモジニアス配向、ラビング軸＝６０
°、複屈折異方性Δｎ＝０．０７５、誘電率異方性Δε
＝１１．５、セルギャップｄ”＝４．５μｍ
オ）位相差補償板７ａ：なし
カ）１／２波長板７ｂ：位相差＝２７０ｎｍ、遅相軸角
度＝０°
キ）直線偏光板９：吸収軸角度＝７５°A specific example of the optical parameters of each part in the transmissive display portion of the liquid crystal display device having such a configuration will be shown. The optical parameters of the reflective display unit are the values shown in the first embodiment. A) Linear polarizing plate 5: Absorption axis angle = 75 ° b) Half-wave plate 3b: Phase difference = 270 nm, slow axis angle = 0 ° c) Phase difference compensating plate 3a: Phase difference = 70 nm, slow axis Angle = 150 ° d) Liquid crystal phase LC: homogeneous alignment, rubbing axis = 60
°, birefringence anisotropy Δn = 0.075, dielectric anisotropy Δε
= 11.5, cell gap d ″ = 4.5 μm e) Phase difference compensating plate 7a: None f) Half wave plate 7b: Phase difference = 270 nm, slow axis angle = 0 ° Ki) Linear polarizing plate 9: Absorption axis angle = 75 °
【００６１】以上のような構成にすることで、反射表示
部と共に透過表示部を備えた液晶表示装置においても、
より低い駆動電圧での表示が可能になる。With the above-mentioned structure, even in the liquid crystal display device including the reflective display portion and the transmissive display portion,
It is possible to display at a lower driving voltage.
【００６２】上述した第３実施形態においては、第１実
施形態で説明した構成の液晶表示装置を反射表示部とし
た場合を説明したが、第２実施形態で説明した構成の液
晶表示装置を反射表示部とする構成にも適用可能であ
る。この場合、最低駆動電圧ＶLが印加された場合に液
晶相ＬＣに生じる第３の位相差と、最高駆動電圧ＶHが
印加された場合に液晶相ＬＣに生じる第４の位相差との
差がλ／２（λは波長５５０ｎｍ）となるように液晶セ
ルを構成する。また、位相差補償手段３，７は、液晶相
ＬＣが第３の位相差［λ／２＋α”］を示す場合には、
液晶相ＬＣと合わせて１／２波長特性を示すと共に、液
晶相ＬＣの位相差が第２の位相差［α”］を示す場合に
これを補償（キャンセル）するように構成することで、
第３実施形態と同様に、反射表示部と共に透過表示部を
備えた液晶表示装置において、より低い駆動電圧での表
示が可能になる。In the above-described third embodiment, the case where the liquid crystal display device having the structure described in the first embodiment is used as the reflective display portion has been described, but the liquid crystal display device having the structure described in the second embodiment is reflected. It can also be applied to the configuration of the display unit. In this case, the difference between the third phase difference generated in the liquid crystal phase LC when the lowest drive voltage VL is applied and the fourth phase difference generated in the liquid crystal phase LC when the highest drive voltage VH is applied is λ. The liquid crystal cell is configured so that the wavelength becomes / 2 (λ is a wavelength of 550 nm). Further, the phase difference compensating means 3 and 7, when the liquid crystal phase LC exhibits the third phase difference [λ / 2 + α ″],
By combining with the liquid crystal phase LC and exhibiting a half-wavelength characteristic, when the phase difference of the liquid crystal phase LC exhibits the second phase difference [α ″], it is configured to compensate (cancel) this.
Similar to the third embodiment, the liquid crystal display device including the reflective display portion and the transmissive display portion can display at a lower driving voltage.
【００６３】[0063]
【発明の効果】以上説明したように本発明の液晶表示装
置によれば、液晶相を構成する液晶分子の配向状態が飽
和するよりも低い電圧を最高駆動電圧として、ノーマリ
ーブラック表示を行う反射型の液晶セルを構成したこと
によって、誘電率異方性の高い液晶材料を用いることな
く、安定した表示特性を確保しつつもより低い最高駆動
電圧での駆動が可能になり、液晶表示装置の低消費電力
化を実現することができる。特に、誘電率異方性の高い
液晶材料を用いることでシミなどが発生するアクティブ
駆動の液晶表示装置に対しては、シミの発生を防止して
良好な表示特性を確保できるため、低消費電力化を図る
ために有効に適用することができる。As described above, according to the liquid crystal display device of the present invention, the reflection which performs normally black display is performed by using the voltage lower than the saturation voltage of the alignment state of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal phase as the maximum driving voltage. Type liquid crystal cell, it is possible to drive at a lower maximum drive voltage while ensuring stable display characteristics without using a liquid crystal material with high dielectric anisotropy. Low power consumption can be realized. In particular, for an active-drive liquid crystal display device in which spots and the like are generated by using a liquid crystal material having high dielectric anisotropy, it is possible to prevent the generation of spots and ensure good display characteristics, and thus low power consumption is achieved. It can be effectively applied to achieve
【図１】第１実施形態の液晶表示装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a liquid crystal display device of a first embodiment.
【図２】反射型の液晶セルの駆動電圧（電圧Ｖ）と位相
差（リタデーション）との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a driving voltage (voltage V) and a phase difference (retardation) of a reflective liquid crystal cell.
【図３】反射型の液晶セルの駆動電圧（電圧Ｖ）と反射
率との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a driving voltage (voltage V) and a reflectance of a reflective liquid crystal cell.
【図４】第２実施形態の液晶表示装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a liquid crystal display device of a second embodiment.
【図５】第２実施形態の液晶表示装置を構成する各部材
の波長と位相差との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a wavelength and a phase difference of each member constituting the liquid crystal display device of the second embodiment.
【図６】第３実施形態の液晶表示装置における透過表示
部の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a transmissive display unit in the liquid crystal display device of the third embodiment.
【図７】従来の液晶表示装置の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional liquid crystal display device.
１，１’…液晶セル、１ａ…光反射性基板、１ｂ…光透
過性基板、３…位相差補償手段、３ａ…位相差補償板、
３ｂ…１／２波長板、５…直線偏光板、Ａ，Ｂ…液晶表
示装置、ＬＣ…液晶相1, 1 '... Liquid crystal cell, 1a ... Light reflecting substrate, 1b ... Light transmitting substrate, 3 ... Phase difference compensating means, 3a ... Phase difference compensating plate,
3b ... 1/2 wave plate, 5 ... Linear polarizing plate, A, B ... Liquid crystal display device, LC ... Liquid crystal phase
フロントページの続き (72)発明者 石毛 理 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 小川 彩子 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA08X FA11X FA14Y FD06 GA02 GA11 HA09 LA30 Continued front page (72) Inventor Osamu Ishige 6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni -Inside the corporation (72) Inventor Ayako Ogawa 6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni -Inside the corporation F-term (reference) 2H091 FA08X FA11X FA14Y FD06 GA02 GA11 HA09 LA30
Claims (3)
晶相を挟持してなる反射型の液晶セルと、当該液晶セル
の光透過性基板側に当該光透過性基板側から順に設けら
れた位相差補償手段および直線偏光板とを備えた液晶表
示装置において、 前記液晶セルは、前記液晶相を構成する液晶分子の配向
状態が飽和するよりも低い電圧を最高駆動電圧とし、当
該最高駆動電圧よりも低い最低駆動電圧が印加された場
合に前記液晶相に生じる第１の位相差と、前記最高駆動
電圧が印加された場合に前記液晶相に生じる第２の位相
差との差が１／４波長程度になるように構成され、 前記位相差補償手段は、前記液晶相に生じる第１の位相
差と合わせて略１／４波長特性を示すと共に、当該液晶
相に生じる第２の位相差を補償するように設けられてい
ることを特徴とする液晶表示装置。1. A reflective liquid crystal cell having a liquid crystal phase sandwiched between a light transmissive substrate and a light reflective substrate, and a light transmissive substrate side of the liquid crystal cell in order from the light transmissive substrate side. In a liquid crystal display device provided with a phase difference compensating means and a linear polarizing plate provided, the liquid crystal cell, the maximum driving voltage is a voltage lower than the saturation state of the alignment state of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal phase, A difference between a first phase difference generated in the liquid crystal phase when a lowest drive voltage lower than the highest drive voltage is applied and a second phase difference generated in the liquid crystal phase when the highest drive voltage is applied. Is about 1/4 wavelength, and the phase difference compensating means exhibits a substantially 1/4 wavelength characteristic together with the first phase difference generated in the liquid crystal phase, and the second phase difference compensating means generates the second phase difference in the liquid crystal phase. Is provided to compensate for the phase difference of The liquid crystal display device according to claim.
相差を補償する位相差補償板とを積層してなり、当該位
相差補償板の光学軸を前記液晶セルの光学軸に対して垂
直に配置してなることを特徴とする液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the phase difference compensating unit is formed by laminating a half-wave plate and a phase difference compensating plate that compensates for the second phase difference. A liquid crystal display device, wherein an optical axis of a phase difference compensating plate is arranged perpendicular to an optical axis of the liquid crystal cell.
学軸に対して垂直に配置してなり、前記液晶相に生じる
第１の位相差と合わせて広帯域で略１／４波長特性を示
すと共に、当該液晶相に生じる第２の位相差を広帯域で
補償するように、当該液晶セルの波長分散値に対して当
該位相差補償手段の波長分散値が設定されていることを
特徴とする液晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the phase difference compensating means is arranged such that its optical axis is perpendicular to the optical axis of the liquid crystal cell, and is generated in the liquid crystal phase. The phase difference compensating means shows the approximately 1/4 wavelength characteristic in a wide band together with the phase difference and compensates the second phase difference generated in the liquid crystal phase in the wide band with respect to the chromatic dispersion value of the liquid crystal cell. The liquid crystal display device is characterized in that the wavelength dispersion value of is set.
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-
2001
- 2001-11-09 JP JP2001344302A patent/JP2003149636A/en active Pending
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