JP2004151333A

JP2004151333A - Liquid crystal display device

Info

Publication number: JP2004151333A
Application number: JP2002315962A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hayata; 祐二早田; Yukiko Goto; 由紀子後藤
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device which is bright and provides an excellent contrast ratio both in reflective and transmissive display, is excellent in the balance of visibility both in the reflective and transmissive display and in particular has a viewing angle widened in the up and down directions. <P>SOLUTION: Using an alignment axis of an alignment layer disposed on the viewer's side of a liquid crystal display panel 1 as the reference, representing axial angles of an axis of polarization of a first polarizing plate 2 and of stretch axes of first and second retardation plates 3 and 4 by θ1, θ2 and θ3 respectively, each of the angle being anticlockwise when observed from the viewer's side, and representing retardation values of the first and second retardation plates 3 and 4 by ΔnF1.dF1 and ΔnF2.dF2 respectively, θ1, θ2 and θ3 are set to be 120-150°, 100-130° and 75-105°and ΔnF1.dF1 and ΔnF2.dF2 are set to be 520-600 nm and 130-150 nm respectively. Representing refractive indexes of each of the retardation plates 3 and 4 in directions of the stretch axes, in directions vertical to the stretch axes and in thickness directions by nx, ny and nz respectively, equation (nx-nz)/(nx-ny) = 0.3-0.7 holds for the first retardation plate 3 and a relation (nx-nz)/(nx-ny) ≈ 1 holds for the second retardation plate 4 respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、特に、半透過反射型の液晶表示装置であって、反射表示時、透過表示時の双方において、良好なコントラストを示すことのできる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、外光を利用して表示を行なう反射領域とバックライトユニットからの照射光を利用して表示を行なう透過領域との双方を有する構成の半透過反射型の液晶表示装置は、携帯電話やＰＤＡ等の表示装置として広く利用されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１０７７２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記半透過反射型の液晶表示装置においては、前記反射領域をもって表示を行なう反射表示時および透過領域をもって表示を行う透過表示時の時の双方において、明るく、良好なコントラスト比を得て、しかも、反射表示時と透過表示時の視認性のバランスを良くすることが要求されていた。
【０００５】
また、前述のように、携帯電話やＰＤＡ等の表示装置として用いられる場合、その画面サイズが大きくなる（一般に、上下方向に表示画面のサイズを大きく確保する傾向がある）に従って広角視野化が要求されていた。
【０００６】
そこで、本発明はこのような点に鑑み、反射表示時および透過表示時の双方において、明るく、良好なコントラスト比が得られ、反射表示時と透過表示時の視認性のバランスも良く、また、特に、上下方向の広角視野化を図ることのできる液晶表示装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の液晶表示装置の特徴は、視認側から、第１偏光板、第１位相差板、第２位相差板、液晶表示パネル、および円偏光光源を順に配置させてなり、前記液晶表示パネルは、配向膜がそれぞれ配設された２枚の透明基板間に、２３０°〜２５０°のツイスト角で、位相差値（ΔｎＬＣ・ｄＬＣ）を８００〜９２０ｎｍに設定された液晶層を有し、前記液晶層の反視認側には半透過反射層が配置されている液晶表示装置において、前記液晶表示パネルの視認側に配置された配向膜の配向軸を基準とした際に視認側から観察して反時計回りの、前記第１偏光板の偏光軸の軸角をθ１、第１位相差板の延伸軸の軸角をθ２、第２位相差板の延伸軸の軸角をθ３とし、前記第１位相差板の位相差値をΔｎＦ１・ｄＦ１、前記第２位相差板の位相差値をΔｎＦ２・ｄＦ２とする場合の、前記θ１が１２０〜１５０°、前記θ２が１００〜１３０°、前記θ３が７５〜１０５°、前記ΔｎＦ１・ｄＦ１が５２０〜６００ｎｍ、前記ΔｎＦ２・ｄＦ２が１３０〜１５０ｎｍとされており、前記各位相差板の延伸軸方向の屈折率をｎｘ、延伸軸と直行する方向の屈折率をｎｙ、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合の、前記第１位相差板が（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝０．３〜０．７、前記第２位相差板が（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１とされている点にある。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の液晶表示装置の特徴は、請求項１に記載の液晶表示装置の前記円偏光光源が、視認側から順に配置された第３位相差板、第４位相差板、第２偏光板およびバックライトからなり、前記液晶表示パネルの反視認側に配置された配向膜の配向軸を基準とした際に視認側から観察して反時計回りとなる、前記第３位相差板の延伸軸の軸角をθ４、第４位相差板の延伸軸の軸角をθ５、第２偏光板の偏光軸の軸角をθ６とし、前記第３位相差板の位相差値をΔｎＦ３・ｄＦ３、前記第４位相差板の位相差値をΔｎＦ４・ｄＦ４とする場合の、前記θ４が３０〜６０°、前記θ５が１５０〜１８０°、前記θ６が５０〜８０°、前記ΔｎＦ３・ｄＦ３が１３０〜１５０ｎｍ、前記ΔｎＦ４・ｄＦ４が２６５〜２８５ｎｍとされており、前記各位相差板の延伸軸方向の屈折率をｎｘ、延伸軸と直行する方向の屈折率をｎｙ、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合の、前記第３位相差板および第４位相差板がそれぞれ、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１とされている点にある。
【０００９】
このような構成を採用することにより、反射表示時及び透過表示時において明るく、良好なコントラスト比が得られ、反射表示時の視認性と透過表示時の視認性のよいものとなり、さらに、広視野角が得られるものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の実施形態としての半透過反射型の液晶表示装置の積層構成を示す。
【００１１】
本実施形態の半透過反射型の液晶表示装置は液晶表示パネル１を有しており、その液晶表示パネル１の上方（視認側）には、視認側から順に、偏光板（第１偏光板２）と、２枚の位相差板（視認側から、第１位相差板３、第２位相差板４とする）、および拡散層５が配置されており、前記液晶表示パネル１の下面（反視認側）には、円偏光光源６が配置されている。
【００１２】
ここで、前記液晶表示パネル１は、間隔を隔ててほぼ平行に配置された２枚のガラスのような材質からなる透明基板（図示せず）を有しており、これらの両透明基板の外周は周辺シール材（図示せず）により密閉されている。
【００１３】
このうち、上方に位置する一方の透明基板の下方には、透明共通電極（図示せず）が密着するように配設されており、また、この透明共通電極の下方には、電極間に印加される電圧に応じて液晶分子の配向を制御する配向膜（図示せず）が密着するように配設されている。
【００１４】
一方、下方に位置する他方の透明基板の上方には半透過反射膜７が配設されている。この半透過反射膜７は、例えばハーフミラー層や完全反射膜に部分的な開口部を設けた孔あけミラー層に形成されており、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｇ合金などの金属薄膜を有し、前記金属薄膜に屈折率の大きなＴｉＯ_２及び屈折率の小さなＳｉＯ_２などの薄膜を積層し、これら各膜の厚みを調整して、透過率や色が調整されている。なお、この半透過反射膜７の前記透過率は１０〜６０％が好ましい。
【００１５】
さらに、前記半透過反射層の上方にはカラーフィルタ層（図示せず）が配設されており、このカラーフィルタ層の上方には、透明セグメント電極（図示せず）が配設され、その上方に配向膜（図示せず）が密着するように配設されている。
【００１６】
そして、前記両透明基板は各配向膜を対向させて貼り合わされており、当該両透明基板と前記周辺シール材により囲繞された密閉空間部には、ツイスト角が２３０°〜２５０°、その位相差値（ΔｎＬＣ・ｄＬＣ）が、８００〜９２０ｎｍ、好ましくは８２０〜９００ｎｍに設定された液晶が封入され、液晶層１５とされている。
【００１７】
なお、前記液晶表示パネル１の内部（例えば、下方に位置する前記透明基板と前記半透過反射膜７との間等）に微細な凹凸形状を表面に有する内部拡散層を配置する構成としてもよい。例えば、前記内部拡散層の微細な凹凸は、前記透明基板を構成するガラス基板をケミカルエッチングしたり、感光性樹脂の表面をフォトリソ法で粗面化する等の方法により得ることができる。
【００１８】
ここで、偏光板は光の振動方向を規制するためのものであり、位相差板は光が液晶層を通過するときに生じる干渉色を補償するためのものである。位相差板としては、例えば、ポリカーボネートなどの透明フィルムを延伸して形成したものを用いることができる。
【００１９】
そして、本実施形態において、前記拡散層５は、前記第２位相差板４を前記液晶表示パネル１の上面に貼付する機能をも有していることが望ましい。例えば、粘着剤を使用して前記貼付する機能を付与する場合は、前記粘着剤中にその屈折率とは異なるものを分散させるとよい。また、前記拡散層５のヘイズ値は、３０〜８２％が好ましく、液晶表示パネル１の内部に反射指向性を制御した内部拡散層が配置されていない場合には前記拡散層５のヘイズ値は６０〜８２％、前記内部拡散層が配置されている場合には前記拡散層５のヘイズ値は３０〜６０％が好ましい。
【００２０】
また、本実施形態において、前記円偏光光源６は、視認側から順に、２枚の位相差板（視認側から、第３位相差板８、第４位相差板９とする）、偏光板（第２偏光板１０）およびバックライト１１が配置されており、バックライト１１の直線偏光を前記第２偏光板１０において円偏光に変換し、その円偏光を、透過表示時の光源として前記液晶表示パネル１を透過させ得るように構成されている。
【００２１】
そして、本実施形態の液晶表示素子は、図２および図３に示すように、前記液晶表示パネル１の視認側に配置された配向膜の配向軸を基準とした際に視認側から観察して反時計回りの、前記第１偏光板２の偏光軸の軸角をθ１、第１位相差板３の延伸軸の軸角をθ２、第２位相差板４の延伸軸の軸角をθ３とし、前記液晶表示パネル１の反視認側に配置された配向膜の配向軸を基準とした際に反時計回りの、前記第３位相差板８の延伸軸の軸角をθ４、第４位相差板９の延伸軸の軸角をθ５、第２偏光板１０の偏光軸の軸角をθ６とし、前記第１位相差板３の位相差値をΔｎＦ１・ｄＦ１、前記第２位相差板４の位相差値をΔｎＦ２・ｄＦ２、前記第３位相差板８の位相差値をΔｎＦ３・ｄＦ３、前記第４位相差板９の位相差値をΔｎＦ４・ｄＦ４とする場合の、前記θ１は１２０〜１５０°、前記θ２は１００〜１３０°、前記θ３は７５〜１０５°、前記θ４は３０〜６０°、前記θ５は１５０〜１８０°、前記θ６は５０〜８０°であり、前記ΔｎＦ１・ｄＦ１は５２０〜６００ｎｍ、好ましくは、５３０〜５９０ｎｍ、前記ΔｎＦ２・ｄＦ２は１３０〜１５０ｎｍ、前記ΔｎＦ３・ｄＦ３は１３０〜１５０ｎｍ、前記ΔｎＦ４・ｄＦ４は２６５〜２８５ｎｍとされている。なお、前記θ１とθ６とを対で、９０°回転させてもよい。
【００２２】
なお、図４には本実施形態の液晶表示装置を構成する第１偏光板２の偏光軸、図５には第１位相差板３の延伸軸、図６には第２位相差板４の延伸軸、図８には第３位相差板８の延伸軸、図９には第４位相差板９の延伸軸、そして、図１０には第２偏光板１０の偏光軸を示す。また、図７は液晶表示パネル１の模式的平面図であり、視認側及び反視認側の配向膜のそれぞれの配向軸を示し、この液晶表示パネル１の主視角方向は時計の６時方向（図７の下方）である。
【００２３】
このように、軸角や位相差値を設定し、前記拡散層５を配置した液晶表示装置は、反射表示時及び透過表示時において明るく、良好なコントラスト比が得られ、反射表示時の視認性と透過表示時の視認性のよいものとなる。
【００２４】
また、図１１に示すように、前記各位相差板の延伸軸方向の屈折率をｎｘ、延伸軸と直行する方向の屈折率をｎｙ、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合に、前記第１位相差板３は、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝０．３〜０．７、好ましくは（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝０．４〜０．６、前記第２位相差板４乃至第４位相差板９は、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１とされている。
【００２５】
このように調整された位相差板を配置した液晶表示装置は、広視野角が得られるものとなる。
【００２６】
第１位相差板３が、仮に（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＞０．７の場合には、図７における上下方向の視野角の改善効果が小さく、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＜０．３の場合には、左右方向の視野角が悪くなるためである。
【００２７】
以下に、前述した本実施形態の液晶表示装置の具体的な実施例を示し、従来の仕様の液晶表示装置（比較例）と比較して説明する。
【００２８】
［実施例］
本実施例の液晶表示装置においては、前記液晶として、２４０°の左ツイスト角を有し、ΔｎＬＣ・ｄＬＣが８４０ｎｍに設定されたＳＴＮ液晶を用い、θ１＝１３５°、θ２＝１１２°、θ３＝９１°、θ４＝４８°、θ５＝１６６°、θ６＝６４°、ΔｎＦ１・ｄＦ１＝５５０ｎｍ、ΔｎＦ２・ｄＦ２＝１４０ｎｍ、ΔｎＦ３・ｄＦ３＝１４０ｎｍ、ΔｎＦ４・ｄＦ４＝２７５ｎｍ、第１位相差板３は（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝０．５、前記第２位相差板４乃至第４位相差板９は（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝１とし、半透過反射層の透過率を３０％、拡散層５のヘイズ値を８０％とした。
【００２９】
［比較例（従来仕様）］
本実施例の液晶表示装置においては、前記液晶として、２４０°の左ツイスト角を有し、ΔｎＬＣ・ｄＬＣが８４０ｎｍに設定されたＳＴＮ液晶を用い、θ１＝１３５°、θ２＝１１２°、θ３＝９１°、θ４＝４８°、θ５＝１６６°、θ６＝６４°、ΔｎＦ１・ｄＦ１＝５５０ｎｍ、ΔｎＦ２・ｄＦ２＝１４０ｎｍ、ΔｎＦ３・ｄＦ３＝１４０ｎｍ、ΔｎＦ４・ｄＦ４＝２７５ｎｍ、第１位相差板３は（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝１、前記第２位相差板４乃至第４位相差板９は（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝１とし、半透過反射層の透過率を３０％、拡散層５のヘイズ値を８０％とした。
【００３０】
これらの液晶表示装置を１／１６０Ｄｕｔｙの条件によって駆動させたところ、オフ電圧印加時には黒色表示、オン電圧印加時には白色表示となる、ネガ表示を行うことができた。
【００３１】
しかしながら、実施例の液晶表示装置は比較例の液晶表示装置と比較して、反射表示時においても、透過表示時においても、上下方向の広視野角化が得られるものとなった。
【００３２】
なお、図１２には、透過表示時における、前記実施例の液晶表示装置のコントラストの視野角依存性と反転領域（図中、網掛け部分）を示し、図１３には、同じく透過表示時における、前記比較例の液晶表示装置のコントラストの視野角依存性と反転領域（図中、網掛け部分）を示す。なお、ネガ表示を行う本実施例及び比較例において、反転とは、電圧ＯＮ時においても黒色表示となることを意味する。また、図１２及び図１３中、同心円とされ、１０°間隔で０〜５０°まで示された円状のラインは、液晶表示装置の表示面の法線からの傾き角（θ）を示しており、同図の中心点から放射線状に延在し、同図を１２分割するラインは、図７を参照して、液晶表示装置の表示面の３時方向を０°と仮定した場合における時計回りの角度（φ）を示している。
【００３３】
これらの図からわかるように、コントラスト比１：１以下の反転が始まる角度（反転領域の境界部分）が、上方向（１２時方向（φ９０°方向））では、従来例においては約３３°であったのに対し、実施例では約４３°となり、下方向（６時方向（φ２７０°方向））では、従来例においては約４８°であったのに対し、実施例では反転がなくなった。
【００３４】
また、コントラスト比２：１の領域（コントラスト２以上領域）が、上方向では、従来例においては約２９°であったのに対し、実施例では約３６°となり、下方向では、従来例においては約４５°であったのに対し、実施例では約６０°（図示せず）となった。
【００３５】
このように、本実施形態の液晶表示装置においては、反射表示時および透過表示時の双方において、良好なコントラスト比が得られ、反射表示時の視認性と透過表示時の視認性のバランスを良くすることができ、特に、表示面の上下方向において広視野角化が得られ、良好な視認性が得られるものとなった。
【００３６】
なお、本発明は、前述した実施形態および実施例に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００３７】
例えば、前記実施例においては、ツイスト角を２４０°とする液晶を用いたが、前記２４０°に限ることなく、いわゆるスーパーツイストの範疇に収まる２３０〜２５０°のツイスト角を有する液晶であればよい。また、液晶層を左ツイストとして説明しているが、右ツイストであってもよく、液晶層が右ツイストの場合には、各軸角θ１〜θ６を時計回りとすればよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、反射表示時および透過表示時の双方において、明るく、良好なコントラスト比が得られ、反射表示時と透過表示時の視認性のバランスも良い液晶表示装置となる。また、特に、上下方向の広角視野化を図ることができ、広角視野化が要求される携帯電話やＰＤＡ等の表示装置として最適なものとなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の液晶表示装置の積層構成を示す縦断面図
【図２】本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの視認側に配置される配向膜の配向軸を基準として求められるθ１乃至θ３の説明図
【図３】本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの反視認側に配置される配向膜の配向軸を基準として求められるθ４乃至θ６の説明図
【図４】本実施形態の液晶表示装置の第１偏光板の偏光軸を示す図
【図５】本実施形態の液晶表示装置の第１位相差板の延伸軸を示す図
【図６】本実施形態の液晶表示装置の第２位相差板の延伸軸を示す図
【図７】本実施形態の液晶表示装置の液晶表示パネルの模式的平面図
【図８】本実施形態の液晶表示装置の第３位相差板の延伸軸を示す図
【図９】本実施形態の液晶表示装置の第４位相差板の延伸軸を示す図
【図１０】本実施形態の液晶表示装置の第２偏光板の偏光軸を示す図
【図１１】位相差板の各屈折率の定義を示す説明図
【図１２】透過表示時における、本実施例の液晶表示装置のコントラストの視野角依存性と反転領域を示す図
【図１３】透過表示時における、比較例（従来仕様）の液晶表示装置のコントラストの視野角依存性と反転領域を示す図
【符号の説明】
１液晶表示パネル
２第１偏光板
３第１位相差板
４第２位相差板
５拡散層
６円偏光光源
７半透過反射膜
８第３位相差板
９第４位相差板
１０第２偏光板
１１バックライト
１５液晶層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a transflective liquid crystal display device, which can exhibit good contrast in both reflective display and transmissive display.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a transflective liquid crystal display device having a configuration having both a reflective area for performing display using external light and a transmissive area for performing display using light emitted from a backlight unit has been known as a mobile phone. It is widely used as a display device for PDA and PDA.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-107727 A
[Problems to be solved by the invention]
In the transflective liquid crystal display device, a bright and good contrast ratio is obtained both at the time of reflective display for displaying with the reflective region and at the time of transmissive display for displaying with the transmissive region, and It has been required to improve the balance between visibility during reflection display and transmission display.
[0005]
Further, as described above, when used as a display device of a mobile phone, a PDA, or the like, as the screen size increases (generally, there is a tendency to increase the size of the display screen in the vertical direction), a wider angle of view is required. It had been.
[0006]
In view of the above, the present invention provides a bright and favorable contrast ratio in both reflective display and transmissive display, has a good balance between visibility in reflective display and transmissive display, and In particular, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device that can achieve a wide angle view in the vertical direction.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the features of the liquid crystal display device according to claim 1 of the present invention include a first polarizing plate, a first retardation plate, a second retardation plate, a liquid crystal display panel, Circularly polarized light sources are sequentially arranged, and the liquid crystal display panel has a phase difference value (ΔnLC · dLC) at a twist angle of 230 ° to 250 ° between two transparent substrates each having an alignment film. In a liquid crystal display device having a liquid crystal layer set to 800 to 920 nm, and a semi-transmissive reflective layer disposed on the opposite viewing side of the liquid crystal layer, an alignment film disposed on the viewing side of the liquid crystal display panel When viewed from the viewing side with respect to the orientation axis of, the axis angle of the polarization axis of the first polarizing plate is θ1, the axis angle of the stretching axis of the first retardation plate is θ2, The axis angle of the stretching axis of the phase difference plate is θ3, and the phase difference value of the first phase difference plate is Δn. When the phase difference value of the second retardation plate is ΔnF2 · dF2, the θ1 is 120 to 150 °, the θ2 is 100 to 130 °, the θ3 is 75 to 105 °, and the ΔnF1 · dF1 is 520 to 600 nm, ΔnF2 · dF2 is 130 to 150 nm, the refractive index in the stretching axis direction of each of the retardation plates is nx, the refractive index in the direction perpendicular to the stretching axis is ny, and the refractive index in the thickness direction. Where nx is nz, the first retardation plate is (nx-nz) / (nx-ny) = 0.3 to 0.7, and the second retardation plate is (nx-nz) / (nx- ny) ≒ 1.
[0008]
The liquid crystal display device according to the second aspect of the present invention is characterized in that the circularly polarized light source of the liquid crystal display device according to the first aspect has a third retardation plate and a fourth retardation plate arranged in order from the viewing side. A phase difference plate, a second polarizing plate, and a backlight, which are counterclockwise as viewed from the viewing side with respect to the alignment axis of an alignment film disposed on the anti-viewing side of the liquid crystal display panel. The axis angle of the stretching axis of the third retardation plate is θ4, the axis angle of the stretching axis of the fourth retardation plate is θ5, the axis angle of the polarization axis of the second polarizing plate is θ6, and the phase difference of the third retardation plate is When the value is ΔnF3 · dF3 and the phase difference value of the fourth retardation plate is ΔnF4 · dF4, the θ4 is 30 to 60 °, the θ5 is 150 to 180 °, the θ6 is 50 to 80 °, ΔnF3 · dF3 is 130 to 150 nm, and ΔnF4 · dF4 is 265 to 285 nm. In the case where the refractive index in the stretching axis direction of each of the retardation plates is nx, the refractive index in the direction perpendicular to the stretching axis is ny, and the refractive index in the thickness direction is nz, the third retardation plate and the fourth The difference between the retardation plates is that (nx-nz) / (nx-ny) ≒ 1.
[0009]
By adopting such a configuration, a bright and favorable contrast ratio can be obtained at the time of reflective display and transmissive display, and the visibility at the time of reflective display and the visibility at the time of transmissive display are good. The corner will be obtained.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a laminated configuration of a transflective liquid crystal display device as an embodiment of the present invention.
[0011]
The transflective liquid crystal display device of the present embodiment has a liquid crystal display panel 1, and a polarizing plate (first polarizing plate 2) is provided above the liquid crystal display panel 1 (viewing side) in order from the viewing side. ), Two retardation plates (referred to as a first retardation plate 3 and a second retardation plate 4 from the viewer's side), and a diffusion layer 5. The circularly polarized light source 6 is disposed on the (viewing side).
[0012]
Here, the liquid crystal display panel 1 has two transparent substrates (not shown) made of a material such as glass, which are arranged substantially in parallel at an interval. Are sealed by a peripheral sealing material (not shown).
[0013]
A transparent common electrode (not shown) is disposed so as to be in close contact with one of the upper transparent substrates, and a voltage is applied between the electrodes below the transparent common electrode. An alignment film (not shown) for controlling the alignment of the liquid crystal molecules in accordance with the applied voltage is provided so as to be in close contact with each other.
[0014]
On the other hand, a transflective film 7 is provided above the other transparent substrate located below. The transflective film 7 is formed on a half mirror layer or a perforated mirror layer provided with a partial opening in a perfect reflection film, for example, and has a metal thin film of Al, an Al alloy, an Ag alloy, or the like. Thin films such as TiO ₂ having a large refractive index and SiO ₂ having a small refractive index are laminated on the metal thin film, and the transmittance and color are adjusted by adjusting the thickness of each of these films. The transmittance of the transflective film 7 is preferably 10 to 60%.
[0015]
Further, a color filter layer (not shown) is provided above the transflective layer, and a transparent segment electrode (not shown) is provided above the color filter layer. An alignment film (not shown) is provided so as to be in close contact with the substrate.
[0016]
The two transparent substrates are bonded to each other with the respective alignment films facing each other. A twist angle of 230 ° to 250 ° and a phase difference between the two transparent substrates and the sealed space surrounded by the peripheral sealing material are provided. The liquid crystal whose value (ΔnLC · dLC) is set to 800 to 920 nm, preferably 820 to 900 nm is sealed to form the liquid crystal layer 15.
[0017]
An internal diffusion layer having fine irregularities on the surface may be arranged inside the liquid crystal display panel 1 (for example, between the transparent substrate and the transflective film 7 positioned below). . For example, fine irregularities of the internal diffusion layer can be obtained by a method such as chemical etching of a glass substrate constituting the transparent substrate, or roughening the surface of a photosensitive resin by a photolithography method.
[0018]
Here, the polarizing plate is for regulating the vibration direction of the light, and the retardation plate is for compensating the interference color generated when the light passes through the liquid crystal layer. As the retardation plate, for example, a film formed by stretching a transparent film such as polycarbonate can be used.
[0019]
In the present embodiment, it is desirable that the diffusion layer 5 also has a function of attaching the second retardation plate 4 to the upper surface of the liquid crystal display panel 1. For example, when the function of sticking is provided by using an adhesive, it is preferable to disperse a material having a different refractive index from the adhesive in the adhesive. The haze value of the diffusion layer 5 is preferably 30% to 82%. When the internal diffusion layer whose reflection directivity is controlled is not disposed inside the liquid crystal display panel 1, the haze value of the diffusion layer 5 is The haze value of the diffusion layer 5 is preferably 30 to 60% when the internal diffusion layer is disposed.
[0020]
In the present embodiment, the circularly polarized light source 6 includes, in order from the viewing side, two retardation plates (a third retardation plate 8 and a fourth retardation plate 9 from the viewing side) and a polarizing plate ( A second polarizing plate 10) and a backlight 11 are arranged, and the linearly polarized light of the backlight 11 is converted into circularly polarized light by the second polarizing plate 10, and the circularly polarized light is used as a light source for transmissive display by the liquid crystal display. The panel 1 is configured to transmit light.
[0021]
As shown in FIGS. 2 and 3, the liquid crystal display element of the present embodiment is observed from the viewing side with respect to the alignment axis of the alignment film disposed on the viewing side of the liquid crystal display panel 1. In the counterclockwise direction, the axis angle of the polarization axis of the first polarizing plate 2 is θ1, the axis angle of the stretching axis of the first phase difference plate 3 is θ2, and the axis angle of the stretching axis of the second phase difference plate 4 is θ3. The axis angle of the stretching axis of the third retardation film 8 in the counterclockwise direction with respect to the orientation axis of the orientation film disposed on the anti-viewing side of the liquid crystal display panel 1 is θ4, and the fourth phase difference is The axis angle of the stretching axis of the plate 9 is θ5, the axis angle of the polarization axis of the second polarizing plate 10 is θ6, the phase difference value of the first phase difference plate 3 is ΔnF1 · dF1, and the phase difference value of the second phase difference plate 4 is The phase difference value is ΔnF2 · dF2, the phase difference value of the third phase difference plate 8 is ΔnF3 · dF3, and the phase difference value of the fourth phase difference plate 9 is ΔnF4 · dF4. In this case, the θ1 is 120 to 150 °, the θ2 is 100 to 130 °, the θ3 is 75 to 105 °, the θ4 is 30 to 60 °, the θ5 is 150 to 180 °, and the θ6 is 50 to 80. °, the ΔnF1 · dF1 is 520 to 600 nm, preferably 530 to 590 nm, the ΔnF2 · dF2 is 130 to 150 nm, the ΔnF3 · dF3 is 130 to 150 nm, and the ΔnF4 · dF4 is 265 to 285 nm. . Note that the above θ1 and θ6 may be rotated by 90 ° in pairs.
[0022]
4 shows the polarization axis of the first polarizing plate 2 constituting the liquid crystal display device of the present embodiment, FIG. 5 shows the stretching axis of the first retardation plate 3, and FIG. 8 shows the stretching axis of the third retardation plate 8, FIG. 9 shows the stretching axis of the fourth retardation plate 9, and FIG. 10 shows the polarization axis of the second polarizing plate 10. FIG. 7 is a schematic plan view of the liquid crystal display panel 1, showing the respective alignment axes of the alignment films on the viewing side and the anti-viewing side. The main viewing angle direction of the liquid crystal display panel 1 is at 6 o'clock ( 7 (below FIG. 7).
[0023]
As described above, the liquid crystal display device in which the axis angle and the phase difference value are set and the diffusion layer 5 is arranged is bright in the reflective display and the transmissive display, has a good contrast ratio, and has the visibility in the reflective display. And good visibility at the time of transmissive display.
[0024]
Further, as shown in FIG. 11, when the refractive index in the stretching axis direction of each of the retardation plates is nx, the refractive index in the direction perpendicular to the stretching axis is ny, and the refractive index in the thickness direction is nz, The retardation plate 3 has (nx-nz) / (nx-ny) = 0.3 to 0.7, preferably (nx-nz) / (nx-ny) = 0.4 to 0.6, The second to fourth retardation plates 4 to 9 satisfy (nx-nz) / (nx-ny) ≒ 1.
[0025]
The liquid crystal display device in which the retarder thus adjusted is arranged can obtain a wide viewing angle.
[0026]
If the first retardation plate 3 satisfies (nx−nz) / (nx−ny)> 0.7, the effect of improving the vertical viewing angle in FIG. 7 is small, and (nx−nz) / ( If (nx−ny) <0.3, the viewing angle in the left-right direction becomes worse.
[0027]
Hereinafter, specific examples of the above-described liquid crystal display device of the present embodiment will be described, and a description will be given in comparison with a liquid crystal display device of a conventional specification (comparative example).
[0028]
[Example]
In the liquid crystal display device of the present embodiment, an STN liquid crystal having a left twist angle of 240 ° and ΔnLC · dLC set to 840 nm is used as the liquid crystal, and θ1 = 135 °, θ2 = 112 °, θ3 = 91 °, θ4 = 48 °, θ5 = 166 °, θ6 = 64 °, ΔnF1 · dF1 = 550 nm, ΔnF2 · dF2 = 140 nm, ΔnF3 · dF3 = 140 nm, ΔnF4 · dF4 = 275 nm, the first retardation plate 3 is ( nx−nz) / (nx−ny) = 0.5, the second retardation plate 4 to the fourth retardation plate 9 are (nx−nz) / (nx−ny) = 1, and the transflective layer The transmittance was 30%, and the haze value of the diffusion layer 5 was 80%.
[0029]
[Comparative example (conventional specification)]
In the liquid crystal display device of the present embodiment, an STN liquid crystal having a left twist angle of 240 ° and ΔnLC · dLC set to 840 nm is used as the liquid crystal, and θ1 = 135 °, θ2 = 112 °, θ3 = 91 °, θ4 = 48 °, θ5 = 166 °, θ6 = 64 °, ΔnF1 · dF1 = 550 nm, ΔnF2 · dF2 = 140 nm, ΔnF3 · dF3 = 140 nm, ΔnF4 · dF4 = 275 nm, the first retardation plate 3 is ( nx−nz) / (nx−ny) = 1, the second retardation plate 4 to the fourth retardation plate 9 are (nx−nz) / (nx−ny) = 1, and the transmittance of the transflective layer is Was 30%, and the haze value of the diffusion layer 5 was 80%.
[0030]
When these liquid crystal display devices were driven under the condition of 1/160 Duty, negative display was achieved in which black display was obtained when an off voltage was applied and white display was obtained when an on voltage was applied.
[0031]
However, the liquid crystal display device of the example can obtain a wider viewing angle in the vertical direction both in the reflective display and in the transmissive display, as compared with the liquid crystal display device of the comparative example.
[0032]
FIG. 12 shows the viewing angle dependency of the contrast of the liquid crystal display device of the embodiment and the inversion area (shaded area in the figure) during the transmissive display, and FIG. 7 shows the viewing angle dependence of the contrast of the liquid crystal display device of the comparative example and the inversion region (shaded portion in the figure). In the present embodiment and the comparative example for performing the negative display, the inversion means that the display is black even when the voltage is ON. In FIGS. 12 and 13, circular lines which are concentric circles and are shown at 0 ° to 50 ° at intervals of 10 ° indicate inclination angles (θ) from the normal of the display surface of the liquid crystal display device. A line extending radially from the center point of the figure and dividing the figure into 12 parts is a clock assuming that the 3 o'clock direction of the display surface of the liquid crystal display device is 0 ° with reference to FIG. The angle of rotation (φ) is shown.
[0033]
As can be seen from these figures, the angle at which the inversion with a contrast ratio of 1: 1 or less (the boundary portion of the inversion area) is upward (12 o'clock direction (φ90 ° direction)) is about 33 ° in the conventional example. On the other hand, in the example, it was about 43 °, and in the downward direction (6 o'clock direction (φ270 ° direction)), it was about 48 ° in the conventional example, but in the example, there was no reversal.
[0034]
Also, the area of the contrast ratio of 2: 1 (contrast 2 or more area) is about 29 ° in the conventional example in the upward direction, is about 36 ° in the embodiment, and is about 36 ° in the downward direction in the conventional example. Was about 45 °, whereas in the example, it was about 60 ° (not shown).
[0035]
As described above, in the liquid crystal display device of the present embodiment, a good contrast ratio is obtained in both the reflective display and the transmissive display, and a good balance between the visibility in the reflective display and the visibility in the transmissive display is obtained. In particular, a wide viewing angle was obtained in the vertical direction of the display surface, and good visibility was obtained.
[0036]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various changes can be made as necessary.
[0037]
For example, in the above-described embodiment, a liquid crystal having a twist angle of 240 ° was used. However, the liquid crystal having a twist angle of 230 to 250 °, which is not limited to the above 240 ° and falls within a so-called super twist category, may be used. . Although the liquid crystal layer is described as a left twist, the liquid crystal layer may be a right twist. When the liquid crystal layer is a right twist, each of the axis angles θ1 to θ6 may be clockwise.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a liquid crystal display device that is bright and has a good contrast ratio in both reflective display and transmissive display and has a good balance between visibility in reflective display and transmissive display It becomes. Further, in particular, it is possible to achieve a wide-angle visual field in the vertical direction, which is advantageous in that the display device becomes optimal as a display device such as a mobile phone or a PDA that requires a wide-angle visual field.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a laminated structure of a liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 2 is based on an alignment axis of an alignment film arranged on a viewing side of a liquid crystal display panel constituting the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram of θ1 to θ3 obtained as a formula. FIG. 3 is an explanatory diagram of θ4 to θ6 obtained with reference to an alignment axis of an alignment film arranged on a non-viewing side of a liquid crystal display panel constituting the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 4 is a diagram showing a polarization axis of a first polarizing plate of the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a stretching axis of a first retardation plate of the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 7 is a view showing a stretching axis of a second retardation plate of the liquid crystal display device of the embodiment. FIG. 7 is a schematic plan view of a liquid crystal display panel of the liquid crystal display device of the embodiment. FIG. FIG. 9 is a view showing a stretching axis of a third retardation plate. FIG. 10 is a view showing a stretching axis of a phase difference plate. FIG. 10 is a view showing a polarization axis of a second polarizing plate of the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 11 is an explanatory view showing the definition of each refractive index of the phase difference plate. FIG. 13 is a diagram showing the viewing angle dependence of the contrast of the liquid crystal display device of the present embodiment and the inversion region during transmissive display. FIG. 13 is the view angle of the contrast of the liquid crystal display device of the comparative example (conventional specification) during transmissive display. Diagram showing dependence and inversion area [Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 liquid crystal display panel 2 first polarizing plate 3 first retardation plate 4 second retardation plate 5 diffusion layer 6 circularly polarized light source 7 transflective film 8 third retardation plate 9 fourth retardation plate 10 second polarizing plate 11 backlight 15 liquid crystal layer

Claims

視認側から、第１偏光板、第１位相差板、第２位相差板、液晶表示パネル、および円偏光光源を順に配置させてなり、前記液晶表示パネルは、配向膜がそれぞれ配設された２枚の透明基板間に、２３０°〜２５０°のツイスト角で、位相差値（ΔｎＬＣ・ｄＬＣ）を８００〜９２０ｎｍに設定された液晶層を有し、前記液晶層の反視認側には半透過反射層が配置されている液晶表示装置において、
前記液晶表示パネルの視認側に配置された配向膜の配向軸を基準とした際に視認側から観察して反時計回りの、前記第１偏光板の偏光軸の軸角をθ１、第１位相差板の延伸軸の軸角をθ２、第２位相差板の延伸軸の軸角をθ３とし、前記第１位相差板の位相差値をΔｎＦ１・ｄＦ１、前記第２位相差板の位相差値をΔｎＦ２・ｄＦ２とする場合の、前記θ１が１２０〜１５０°、前記θ２が１００〜１３０°、前記θ３が７５〜１０５°、前記ΔｎＦ１・ｄＦ１が５２０〜６００ｎｍ、前記ΔｎＦ２・ｄＦ２が１３０〜１５０ｎｍとされており、前記各位相差板の延伸軸方向の屈折率をｎｘ、延伸軸と直行する方向の屈折率をｎｙ、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合の、前記第１位相差板が（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）＝０．３〜０．７、前記第２位相差板が（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１とされていることを特徴とする液晶表示装置。From the viewing side, a first polarizing plate, a first retardation plate, a second retardation plate, a liquid crystal display panel, and a circularly polarized light source are arranged in this order, and the liquid crystal display panel is provided with an alignment film. A liquid crystal layer having a phase difference value (ΔnLC · dLC) of 800 to 920 nm at a twist angle of 230 ° to 250 ° between two transparent substrates, and a half of the liquid crystal layer on the opposite viewing side of the liquid crystal layer. In a liquid crystal display device in which a transmission reflection layer is disposed,
When viewed from the viewing side with respect to the alignment axis of the alignment film disposed on the viewing side of the liquid crystal display panel, the axis angle of the polarization axis of the first polarizing plate in the counterclockwise direction is θ1, The axis angle of the stretching axis of the phase difference plate is θ2, the axis angle of the stretching axis of the second phase difference plate is θ3, the phase difference value of the first phase difference plate is ΔnF1 · dF1, and the phase difference of the second phase difference plate is When the value is ΔnF2 · dF2, the θ1 is 120 to 150 °, the θ2 is 100 to 130 °, the θ3 is 75 to 105 °, the ΔnF1 · dF1 is 520 to 600 nm, and the ΔnF2 · dF2 is 130 to The first retardation plate when each of the retardation plates has a refractive index in the stretching axis direction of nx, a refractive index in a direction perpendicular to the stretching axis as ny, and a refractive index in the thickness direction as nz; Is (nx-nz) / (nx-ny) = 0.3-0.7, The liquid crystal display device characterized by 2 phase plate is a (nx-nz) / (nx-ny) ≒ 1.

前記円偏光光源が、視認側から順に配置された第３位相差板、第４位相差板、第２偏光板およびバックライトからなり、前記液晶表示パネルの反視認側に配置された配向膜の配向軸を基準とした際に視認側から観察して反時計回りとなる、前記第３位相差板の延伸軸の軸角をθ４、第４位相差板の延伸軸の軸角をθ５、第２偏光板の偏光軸の軸角をθ６とし、前記第３位相差板の位相差値をΔｎＦ３・ｄＦ３、前記第４位相差板の位相差値をΔｎＦ４・ｄＦ４とする場合の、前記θ４が３０〜６０°、前記θ５が１５０〜１８０°、前記θ６が５０〜８０°、前記ΔｎＦ３・ｄＦ３は１３０〜１５０ｎｍ、前記ΔｎＦ４・ｄＦ４は２６５〜２８５ｎｍとされており、前記各位相差板の延伸軸方向の屈折率をｎｘ、延伸軸と直行する方向の屈折率をｎｙ、厚み方向の屈折率をｎｚとした場合の、前記第３位相差板および第４位相差板がそれぞれ、（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）≒１とされていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。The circularly polarized light source comprises a third retardation plate, a fourth retardation plate, a second polarizing plate, and a backlight arranged in order from the viewing side, and an alignment film disposed on the anti-viewing side of the liquid crystal display panel. When viewed from the viewing side with respect to the orientation axis, when viewed from the viewing side, the axis angle of the stretching axis of the third retardation film is θ4, the axis angle of the stretching axis of the fourth retardation film is θ5, When the axis angle of the polarization axis of the two polarizers is θ6, the phase difference value of the third retardation plate is ΔnF3 · dF3, and the phase difference value of the fourth retardation plate is ΔnF4 · dF4, the θ4 is 30 to 60 °, the θ5 is 150 to 180 °, the θ6 is 50 to 80 °, the ΔnF3 · dF3 is 130 to 150 nm, the ΔnF4 · dF4 is 265 to 285 nm, and the stretching axis of each of the phase difference plates The refractive index in the direction is nx, and the refractive index in the direction perpendicular to the stretching axis is ny. When the refractive index in the thickness direction is nz, the third retardation plate and the fourth retardation plate each satisfy (nx-nz) / (nx-ny) ≒ 1. Item 2. The liquid crystal display device according to item 1.