JPH0784252A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0784252A
JPH0784252A JP5230581A JP23058193A JPH0784252A JP H0784252 A JPH0784252 A JP H0784252A JP 5230581 A JP5230581 A JP 5230581A JP 23058193 A JP23058193 A JP 23058193A JP H0784252 A JPH0784252 A JP H0784252A
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liquid crystal
polarizer
display device
crystal layer
crystal display
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JP5230581A
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Kozo Nakamura
浩三 中村
Seiichi Mitsui
精一 三ッ井
Ichiro Fukuda
一郎 福田
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Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高コントラストで明るく、しかも中間調にお
いても無彩色の表示が得られるようにする。 【構成】 液晶分子２０のねじれ角を２２０゜〜２６０
゜とし、偏光板１５を１枚にするので、そのことにより
光の吸収を少なくし、表示を明るくすることができ、さ
らに、電気光学特性の急峻性が増し、表示容量の増大が
実現できる。また、液晶層１３と光学位相補償フィルム
１４のリターデーションの値、さらに偏光板１５、光学
位相補償フィルム１４と液晶層１３のなす角度を最適化
するように規定しているので、そのことによりその表示
色を中間調を呈したときでも無彩色化できることとな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
更に詳しくはワードプロセッサ、ノート型パソコンなど
のＯＡ（オフィスオートメーション）機器や、各種映像
機器およびゲーム機器などに使用される反射型液晶表示
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ワードプロッセやラップトップ型
パソコン、あるいはポケットテレビと称される携帯型テ
レビジョン受信機などへの液晶表示装置（ＬＣＤ）の応
用が急速に進展している。かかる液晶表示装置には、従
来からＴＮ（ツイステッドネマティック）方式並びにＳ
ＴＮ（スーパーツイステッドネマテック）方式が用いら
れている。
【０００３】上記ＴＮモードは、一組の偏光板の間に液
晶表示素子（液晶パネル）を配置した構成となし、この
液晶表示素子の光学的性質、すなわち電圧無印加時の旋
光特性と、電圧印加時の偏光解消特性とを利用してモノ
クロ（白黒）表示を行うものである。
【０００４】一方、ＳＴＮモードは、ワードプロセッサ
用ディスプレイとして広く使用されている表示モードで
あり、上記ＴＮモードと類似の構成とされた液晶パネル
における液晶分子のねじれ角が１８０゜〜２７０゜度に
設定される。このＳＴＮモードの特徴は、液晶分子のね
じれ角の９０゜以上の増大と、偏光仮の設定角度の最適
化とによって、電圧印加に伴う急激な液晶分子の配向変
形を液晶の複屈折変化に反映させ、鋭いしきい値を有す
る電気光学特性を実現するものである。したがって、単
純マトリックス駆動に適する。このＳＴＮモードの短所
としては、液晶の複屈折により表示の背景色に黄緑や濃
紺の色付きを呈することである。この改善策として、Ｓ
ＴＮモードの液晶パネルに、光学補償用パネルやポリカ
ーボネイトなどの高分子で形成される位相差板を重ね合
わせることによって色補償を行い、白黒表示を可能とす
る液晶表示装置が提案されている。この構造の液晶表示
装置が、現在、いわゆるペーパーホワイトＬＣＤとして
市場に出回っている。なお、上述したＴＮモードやＳＴ
Ｎモードにおける詳細な動作原理は、日本芸術振興会第
１４２委員会編、「液晶デバイスハンドブック」１９８
９ Ｐ. ３２９〜３５２に記載されており、周知の技術
である。
【０００５】しかしながら、上記ＴＮモードやＳＴＮモ
ードの液晶表示装置においては、液晶パネルを挟んだ状
態で２枚の偏光板を使用するため、反射型の液晶表示装
置として用いる場合には表示が暗くなるという問題点が
あった。
【０００６】そこで、この問題点を解消すべく、偏光板
を１枚にしたＳＴＮモードの反射型液晶表示装置が提案
されている（特開平４−９７１２１、特開平４−２８９
８１８）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案の液晶表示装置では中間調表示を行った時の表示色の
無彩色化については言及されていない。また、液晶層の
リタデーションの値、光学位相補償板のリタデーション
の値、偏光板および光学位相補償板の設置関係も明確に
言及されていない。このため、中間調表示を行った時に
表示色を無彩色化することができないという問題があっ
た。
【０００８】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、高コントラストで明る
く、しかも中間調においても無彩色の表示が得られる液
晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、対向配置され、共に配向処理が施されている１対の
絶縁性基板と、該１対の絶縁性基板の間に設けられ、ら
せん構造を有すると共に両基板の近傍における方向を２
２０゜以上２６０゜以下の範囲で異ならせた液晶分子を
備えるネマテック液晶からなる液晶層と、該液晶層を挟
んで一方側に設けられた偏光子および他方側に設けられ
た反射板と、該偏光子と該液晶層の間に設けられた光学
位相補償部材とを具備する反射型の液晶表示装置であっ
て、該液晶層の光学異方性Δｎ1と膜厚ｄ1との積である
リターデーションΔｎ1ｄ1が０．５μｍ以上０．８μｍ
以下の範囲にあり、かつ、該光学位相補償部材の光学異
方性Δｎ2と膜厚ｄ2との積であるリターデーションΔｎ
2ｄ2が０．１５μｍ以上０．３８μｍ以下の範囲であ
り、更に、該偏光子の偏光軸と偏光子に隣接する液晶分
子の配列方向とのなす角度βと、該光学位相補償部材の
遅相軸と該配列方向とのなす角度γとが、ノーマリホワ
イトの場合 ０．５β＋４５゜ｍ−１５゜≦γ≦０．５β＋４５゜ｍ
＋５゜（ｍは整数） の関係式を満たし、ノーマリブラックの場合 ０．５β＋４５゜ｍ＋７．５゜≦γ≦０．５β＋４５゜
ｍ＋２７．５゜ の関係式を満たすので、そのことにより上記目的が達成
される。
【００１０】また、本発明の液晶表示装置は、対向配置
され、共に配向処理が施されている１対の絶縁性基板
と、該１対の絶縁性基板の間に設けられ、らせん構造を
有すると共に両基板の近傍における方向を２２０゜以上
２６０゜以下の範囲で異ならせた液晶分子を備えるネマ
テック液晶からなる液晶層と、該液晶層を挟んで一方側
に設けられた偏光子および他方側に設けられた反射板
と、該偏光子と該液晶層の間に設けられた光学位相補償
部材とを具備する反射型の液晶表示装置であって、該液
晶層の光学異方性Δｎ1と膜厚ｄ1との積であるリターデ
ーションΔｎ1ｄ1が０．５μｍ以上０．８μｍ以下の範
囲にあり、かつ、該光学位相補償部材の光学異方性Δｎ
2と膜厚ｄ2との積であるリターデーションΔｎ2ｄ2が
０．４３μｍ以上０．５５μｍ以下の範囲であり、更
に、該偏光子の偏光軸と偏光子に隣接する液晶分子の配
列方向とのなす角度βが、ノーマリホワイトの場合 ７０゜＋９０゜ｎ≦β≦１０５゜＋９０゜ｎ（ｎは整
数） の関係式を満たし、ノーマリブラックの場合 ２０゜＋９０゜ｎ≦β≦５０゜＋９０゜ｎ の関係式を満たすので、そのことにより上記目的が達成
される。
【００１１】また、本発明の液晶表示装置は、対向配置
され、共に配向処理が施されている１対の絶縁性基板
と、該１対の絶縁性基板の間に設けられ、らせん構造を
有すると共に両基板の近傍における方向を２２０゜以上
２６０゜以下の範囲で異ならせた液晶分子を備えるネマ
テック液晶からなる液晶層と、該液晶層を挟んで一方側
に設けられた偏光子および他方側に設けられた反射板
と、該偏光子と該液晶層の間に設けられた光学位相補償
部材とを具備する反射型の液晶表示装置であって、該液
晶層の光学異方性Δｎ1と膜厚ｄ1との積であるリターデ
ーションΔｎ1ｄ1が０．５μｍ以上０．８μｍ以下の範
囲にあり、かつ、該光学位相補償部材の光学異方性Δｎ
2と膜厚ｄ2との積であるリターデーションΔｎ2ｄ2が０
以上０．１５μｍ以下の範囲であり、更に、該偏光子の
偏光軸と偏光子に隣接する液晶分子の配列方向とのなす
角度βと、該光学位相補償部材の遅相軸と該配列方向と
のなす角度γとが、ノーマリホワイトの場合 ６５゜＋９０゜ｎ≦β≦１１０゜＋９０゜ｎ かつ −
２０゜＋９０゜ｍ≦γ≦１０゜＋９０゜ｍ（ｍ，ｎは整
数） の関係式を満たし、ノーマリブラックの場合 ３０゜＋９０゜ｎ≦β≦７０゜＋９０゜ｎ かつ −７
５゜＋１８０゜ｍ≦γ≦−４５゜＋１８０゜ｍ または、 ８０゜＋９０゜ｎ≦β≦１２０゜＋９０゜ｎ かつ ２
０゜＋１８０゜ｍ≦γ≦５０゜＋１８０゜ｍ の関係式を満たすので、そのことにより上記目的が達成
される。
【００１２】また、本発明の液晶表示装置は、対向配置
され、共に配向処理が施されている１対の絶縁性基板
と、該１対の絶縁性基板の間に設けられ、らせん構造を
有すると共に両基板の近傍における方向を２２０゜以上
２６０゜以下の範囲で異ならせた液晶分子を備えるネマ
テック液晶からなる液晶層と、該液晶層を挟んで一方側
に設けられた偏光子および他方側に設けられた反射板
と、該偏光子と該液晶層の間に設けられた光学位相補償
部材とを具備する反射型の液晶表示装置であって、該液
晶層の光学異方性Δｎ1と膜厚ｄ1との積であるリターデ
ーションΔｎ1ｄ１が０．５μｍ以上０．８μｍ以下の
範囲にあり、かつ、該光学位相補償部材の光学異方性Δ
ｎ２と膜厚ｄ2との積であるリターデーションΔｎ2ｄ2
が０．３８μｍ以上０．４３μｍ以下の範囲であり、更
に、該偏光子の偏光軸と偏光子に隣接する液晶分子の配
列方向とのなす角度βと、該光学位相補償部材の遅相軸
と該配列方向とのなす角度γとが、ノーマリホワイトの
場合 ５０゜＋９０゜ｎ≦β≦１１０゜＋９０゜ｎ かつ −
２０゜＋９０゜ｍ≦γ≦１０゜＋９０゜ｍ（ｍ，ｎは整
数） の関係式を満たし、ノーマリブラックの場合 ３０゜＋９０゜ｎ≦β≦８０゜＋９０゜ｎ かつ ２０
゜＋１８０゜ｍ≦γ≦６０゜＋１８０゜ｍ または、 ７０゜＋９０゜ｎ≦β≦１２０゜＋９０゜ｎ かつ −
７５゜＋１８０゜ｍ≦γ≦−５０゜＋１８０゜ｍ の関係式を満たすので、そのことにより上記目的が達成
される。
【００１３】本発明の液晶表示装置において、前記反射
板が反射膜を有し、該反射膜を前記液晶層側にして設置
されている構成とすることができる。また、前記反射板
は、液晶層側表面に段差が０．１μｍ以上１．５μｍ以
下である凹凸を有する構成とすることができる。また、
前記反射板が反射膜を有し、該反射膜が、該反射板とは
液晶層を挟んで反対側に設けられた電極に対向する電極
として機能する構成とすることができる。また、前記反
射板が反射膜を有し、該反射膜の上に凹凸を吸収する透
明な平坦膜層が設けられ、該平坦膜層の上に形成された
透明電極が、該反射板とは液晶層を挟んで反対側に設け
られた電極に対向する電極として機能する構成とするこ
とができる。更に、前記反射板とは液晶層を挟んで反対
側にカラーフィルタ層が形成されている構成とすること
ができる。
【００１４】
【作用】本発明にあっては、液晶分子のねじれ角を２２
０゜〜２６０゜とし、偏光板を１枚にするので、そのこ
とにより光の吸収を少なくし、表示を明るくすることが
でき、さらに、電気光学特性の急峻性が増し、表示容量
の増大が実現できる。また、液晶層および光学位相補償
部材のリターデーションの値、さらに偏光板、光学位相
補償板と液晶層のなす角度を最適化するように規定して
いるので、そのことによりその表示色を中間調を呈した
ときでも無彩色化できることとなる。
【００１５】
【実施例】以下に本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１６】図１は本実施例に係る液晶表示装置を示す
断面図である。この液晶表示装置１は、マルチプレック
ス駆動されるものであり、反射板８と上部基板１６との
間に液晶層１３が挟持された構成となっている。
【００１７】上記反射板８は、ガラス基板２の液晶層１
３側の上に合成樹脂材料からなる大突起４および小突起
５がそれぞれ多数形成されている。大突起４および小突
起５の底部直径Ｄ１、Ｄ２は、それぞれ例として１０μ
ｍおよび５μｍに定められ、これらの間隔Ｄ３は例とし
て少なくとも２μｍ以上に定められる。更に、これらの
突起４、５を被覆すると共に突起４、５の間の凹所を埋
めて上層膜６が形成され、この上層膜６の上にはアルミ
ニウム、ニッケル、クロム、銀または金などの金属材料
からなる反射膜７と、配向膜９とがこの順に形成されて
いる。上記反射膜７は、図２に示すように長手の帯状に
複数列に形成されており、反射電極を兼ねる。また、ガ
ラス基板２上の突起４、５、上層膜６及び反射膜７が、
光反射部材である反射板８を構成する。
【００１８】上記上部基板１６は、ガラス基板３の液晶
層１３側表面に、前記反射膜７の長手方向と直交する方
向に長手の帯状であって、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化
物）などからなる透明電極１０が複数列にわたって形成
され、更にこの透明電極１０が形成されたガラス基板３
を被覆して配向膜１１が形成されている。ガラス基板３
の液晶層１３とは反対側の表面に、光学位相補償部材と
しての光学位相補償フィルム１４が形成され、その上に
偏光子１５が配置されている。
【００１９】上記反射板８と上部基板１６とは相互に対
向配設され、反射板８と上部基板１６との間はガラス基
板２、３の周辺部において後述するシール剤１２で封止
されている。また、配向膜９、１１の間には、例えばメ
ルク社製の商品名ＺＬＩ４４２７の液晶を封入すること
により液晶層１３が形成されている。
【００２０】かかる構成の液晶表示装置は以下のように
して製造される。まず、図３（１）に示されるように、
厚さｔ１が１．１ｍｍのガラス基板２（コーニング社
製、商品名７０５９）の上に、商品名ＯＦＰＲ８００
（東京応化社製）などの感光性材料を５００ｒ．ｐ．ｍ
〜３０００ｒ．ｐ．ｍでスピンコートし、樹脂層２１を
形成する。本実施例では好適には２５００ｒ．ｐ．ｍで
３０秒間スピンコートし、厚さｔ２が１．５μｍの樹脂
膜２１を形成する。
【００２１】次に、樹脂膜２１が成膜されたガラス基板
２を９０℃で３０分間焼成し、次に図３（２）に示すよ
うに、後述する大小２種類の円形のパターンが多数形成
されたフォトマスク２２を配置して露光し、商品名ＮＭ
Ｄ−３（東京応化社製）の２．３８％溶液からなる現像
液で現像を行い、図３（３）に示されるようにガラス基
板２の表面に、高さの異なる大突起２３および小突起２
４を形成した。この高さの異なりは、露光時間と現像時
間を制御することにより実現できる。前記フォトマスク
２２は、これによって形成される図２に示す大突起４お
よび小突起５の配列状態に示すように、直径Ｄ１（例と
して１０μｍ）と直径Ｄ２（例として５μｍ）の円がラ
ンダムに配置された構成であり、各円の間隔Ｄ３は少な
くとも２μｍ以上であるように選ばれる。大突起２３と
小突起２４をこのように平面的にランダムに配置し、さ
らに突起の高さを変えることにより突起間の干渉色をな
くし、良好な白色面にできることを本願発明者らは見い
だした。なお、フォトマスク２２のパターンはこれに限
定されるものでない。
【００２２】次に、上記大突起２３および小突起２４が
形成されたガラス基板２を２００度で１時間加熱し、図
３（４）に示されるように突起２３、２４の頂部を若干
程度溶融して円弧状に形成した。このようにして円弧状
となった大突起２３および小突起２４が、図１に示す大
突起４および小突起５に該当する。
【００２３】次に、かかる状態のガラス基板２の上に、
図３（５）に示すように、前記感光性樹脂材料と同一の
材料を１０００ｒ．ｐ．ｍから３０００ｒ．ｐ．ｍの範
囲でスピンコートする。本実施例では好適には２０００
ｒ．ｐ．ｍでスピンコートする。これにより、各突起２
３、２４の間の凹所を埋め、かつ、比較的穏やかであっ
て滑らかな曲面状の表面を持つ上層膜６が形成される。
この上層膜６は、本実施例では感光性樹脂材料と同一の
樹脂を使用したが、異なる種類のものでもかまわない。
なお、形成されたなめらかな大突起の高さｔ４は０．７
μｍであり、なめらかな小突起の高さｔ５は０．５μｍ
であった。さらに、上層膜６の上に、アルミニウム、ニ
ッケル、クロム、銀または金などの金属薄膜を、膜厚ｔ
３を０．０１〜１．０μｍの範囲で形成することにより
反射膜７を設ける。本実施例ではアルミニウムをスパッ
タリングして反射膜７を設けた。この反射膜７は表面が
凹凸となっており、その段差としては０．５μｍとし
た。このようにして反射板８が作製される。この反射板
８の作製と前後して、所定の工程を経て上部基板１６を
作製する。
【００２４】次に、反射板８のガラス基板２と上部基板
１６のガラス基板３との上に、それぞれ配向膜９および
１１としてポリイミド樹脂膜を形成し、２２０度で１時
間焼成する。本実施例ではポリイミド樹脂膜として、商
品名サンエバー１５０（日産化学社製）を用いた。続い
て、このポリイミド樹脂膜に液晶分子２０を配向させる
ためのラビング処理を行う。これにより反射板８に配向
膜９が、上部基板１６に配向膜１１が形成される。
【００２５】次に、反射板８と上部基板１６とを、配向
膜９、１１を内側にして対向配設し、ガラス基板２、３
間をシール材１２により封止して、反射板８と上部基板
１６と貼り合わせる。シール材１２は、例として直径
６．５μｍのスペーサーを混入した接着性シール材を使
用してスクリーン印刷することによって形成される。
【００２６】次に、このようにして貼り合わされた反射
板８と上部基板１６との間に、真空脱気することにより
液晶を注入して液晶層１３を形成する。このとき、直径
５．８μｍのスペーサーを散布して、液晶層１３の厚み
の規制を行う。液晶層１３は、らせん構造を有すると共
に、両ガラス基板２、３の近傍における方向を２４０゜
ツイストした液晶分子２０を備え、かつ、正の誘電率異
方性を有すると共に旋光物質を添加したネマテック液晶
（例としてメルク社製、商品名ＺＬＩ４４２７）からな
る。この液晶層１３のリターデーションの値は０．６５
μｍである。また、上部基板１６に設けられた光学位相
補償フィルム１４のリターデーションは、本実施例では
０．３５μｍとした。
【００２７】ここで、このように構成された液晶表示装
置における偏光板１５、光学位相補償フィルム１４及び
液晶層１３の光学的構成を、図４に示すように規定す
る。なお、図４は液晶表示装置を図１の上方向から観察
した図である。すなわち、液晶層１３における上部基板
１６側の液晶分子の配向方向をＲ１とし、偏光板１５の
偏光軸（吸収軸あるいは透過軸）の軸方向Ｐ０が前記配
向方向Ｒ１に対して反時計回りになす角度をβ、光学位
相補償フィルム１４の遅相軸の軸方向Ｌ１が前記配向方
向Ｒ１に対して反時計回りになす角度をγとする。ま
た、配向方向Ｒ１（矢印の方向がラビング方向）と反射
板８側の液晶分子Ｒ２（矢印の方向がラビング方向）と
のねじれ角を反時計回りを正としてθとする。
【００２８】図５は、上記反射型液晶表示装置の印加電
圧−反射率特性を示すグラフである。反射率は視感度フ
ィルターを通して測定している。図中の特性５１はノー
マリホワイトであって、上記β＝５゜、上記γ＝−９０
゜の場合である。特性５２はノーマリホワイトであっ
て、β＝１０゜、γ＝−８５゜の場合である。特性５３
は、ノーマリブラックであって、β＝７０゜、γ＝４５
゜の場合である。特性５４はβ＝２０゜、γ＝−７５゜
の条件であり、コントラスト比が低い特性の一例であ
る。なお、測定条件は、液晶層１３のツイスト角を２４
０゜、液晶層１３のリタデーション△ｎ1ｄ1を０．６５
μｍ、光学位相補償フィルム１４のリタデーション△ｎ
2ｄ2を０．３５μｍとした。また、偏光板は平行透過率
が４７％であり、平行透過率の直交透過率に対するコン
トラスト比が８の明るいタイプのものを用いた。平行透
過率とはパラレルニコルの透過率であり、直交透過率と
はクロスニコルの透過率である。
【００２９】この図５より理解されるように、特性５
１，５２，５３においては、電圧無印加時、電圧印加
時、中間調において無彩色であり、明るくコントラスト
比が高く、さらに、電気光学特性が急峻であるため１／
２４０デューティ駆動が可能であり、さらに、反射板を
液晶セル内に設置しているので、像が二重に見えること
がなく視差のない鮮明な表示が得られる。
【００３０】また、本実施例の液晶表示装置について本
願発明者らは以下のことを確認した。液晶表示装置１の
法線方向に対して角度３０°だけ傾斜した方向から入射
した光における、前記法線方向の白色の反射率は約５０
％でコントラスト比６であった。なお、このときの反射
率を決定するための基準となる部材として酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ）の標準白色板を用いている。また、中間
調を表示しても色付きの無いことを確認している。
【００３１】このような表示を得ることができるのは限
られた条件の下であり、上述した実施例の液晶表示装置
に係る条件を図６に示す。すなわち、この図６は、ツイ
スト角を２４０°、液晶層のリタデーション△ｎ1ｄ1を
０．６５μｍ、光学位相補償フィルム１４のリタデーシ
ョン△ｎ2ｄ2を０．３５μｍとした場合である。この図
において、○はノーマリホワイトの最良好表示域、つま
り非選択時の反射率であるＲoff＞４５％、選択時の反
射率であるＲon＜１０％のときに無彩色となる表示域を
示し、●はノーマリブラックの最良好表示域（Ｒoff＜
１０％、Ｒon＞４５％のときに無彩色となる表示域）を
示す。さらに、×はノーマリホワイトおよびノーマリブ
ラックの最良好表示域の周囲の良好表示域を示す。図中
のｍ、ｎは整数であり、横軸の９０°ｎと９０°＋９０
°ｎとは等価であり、縦軸の９０°＋１８０°ｍと−９
０°＋１８０°ｍとは等価である。故に、例えばｎ、ｍ
が１増加しても同様の関係が得られる。
【００３２】図６から理解されるように、電圧無印加
時、電圧印加時、中間調において無彩色であり、明るく
コントラスト比が高い表示が得られるβ、γの条件とし
ては、所定の範囲に限定される。なお、良好表示域範囲
内であれば実用上問題ないことを確認している。また、
ツイスト角が２２０°以上２６０°以下であり、かつ、
△ｎ1ｄ1が０．５μｍ以上０．８μｍ以下であれば同様
の結果が得られることを確認している。
【００３３】図７から図１３は、図１に示す液晶表示装
置の光学位相補償フィルム１４のリターデーション△ｎ
2ｄ2を変化させた場合について良好な表示が得られる条
件を、図６と同様に示す図である。図７はツイスト角を
２４０°、△ｎ2ｄ2を０．１３μｍ、△ｎ1ｄ1を０．６
５μｍとした条件でのβ、γの各設定値による表示特性
を示す。図８はツイスト角を２４０°、△ｎ2ｄ2を０．
２０μｍ、△ｎ1ｄ1を０．６５μｍとした条件でのβ、
γの各設定値による表示特性を示す。図９はツイスト角
を２４０°、△ｎ2ｄ2を０．２５μｍ、△ｎ1ｄ1を０．
６５μｍとした条件でのβ、γの各設定値による表示特
性を示す。図１０はツイスト角を２４０°、△ｎ2ｄ2を
０．３０μｍ、△ｎ1ｄ1を０．６５μｍとした条件での
β、γの各設定値による表示特性を示す。図１１はツイ
スト角を２４０°、△ｎ2ｄ2を０．４０μｍ、△ｎ1ｄ1
を０．６５μｍとした条件でのβ、γの各設定値による
表示特性を示す。図１２はツイスト角を２４０°、△ｎ
2ｄ2を０．４５μｍ、△ｎ1ｄ1を０．６５μｍとした条
件でのβ、γの各設定値による表示特性を示す。図１３
はツイスト角を２４０°、△ｎ2ｄ2を０．５０μｍ、△
ｎ1ｄ1を０．６５μｍとした条件でのβ、γの各設定値
による表示特性を示す。各図中、全て○は図６と同様ノ
ーマホワイトの最良好表示域を示し、●はノーマリブラ
ックの最良好表示域を示す。さらに、×はノーマリホワ
イトおよびノーマリブラックの最良好表示域の周囲の良
好表示域を示す。
【００３４】以上の図６〜図１３より理解されるよう
に、良好な表示が得られる条件としては、上述のβ、γ
の他に△ｎ2ｄ2も該当する。△ｎ2ｄ2が０．２μｍ（図
８）、０．２５μｍ（図９）、０．３μｍ（図１０）お
よび０．３５μｍ（図６）のときに良好な表示を得るに
は、 ノーマリホワイトの場合 0.5β+45°ｍ-15°≦γ≦0.5β+45°ｍ+5°（ｍは整数）…（１） ノーマリブラックの場合 0.5β+45°ｍ+7.5°≦γ≦0.5β+45°ｍ+27.5°…（２） の関係式を満たす必要がある。好ましくは、図中の×付
近、さらに好ましくは、ノーマリホワイトの場合には○
付近、ノーマリブラックの場合には●付近を用いるのが
よい。
【００３５】なお、上記（１）（２）の関係式を満たす
場合に良好な表示が得られる△ｎ2ｄ2としては、０．１
５μｍ以上０．３８μｍ以下の範囲内であればよいこと
を確認している。
【００３６】また、△ｎ2ｄ2が０．４５μｍ以上（図１
２、図１３）のときには、徐々に上記関係式とは無関係
にβ依存性が強くなり、良好な表示を得るには、 ノーマリホワイトの場合、 70°+90゜ｎ≦β≦105°+90°ｎ（ｎは整数）…（３） ノーマリブラックの場合 20°+90°ｎ≦β≦50°+90°ｎ…（４） の関係式を満たす必要がある。好ましくは、図中の×付
近、さらに好ましくは、ノーマリホワイトの場合には○
付近、ノーマリブラックの場合には●付近を用いるのが
よい。
【００３７】なお、上記（３）（４）の関係式を満たす
場合に良好な表示が得られる△ｎ2ｄ2としては、０．４
３μｍ以上０．５５μｍ以下の範囲内であればよいこと
を確認している。
【００３８】また、△ｎ2ｄ2が０．１３μｍ（図７）、
０．４μｍ（図１１）のときには、上述した２つの場合
の中間状態を示し、△ｎ2ｄ2が０．１３μｍのときに良
好な表示を得るには、 ノーマリホワイトの場合 65°+90°ｎ≦β≦110°+90°ｎ、かつ、-20°+90°ｍ≦γ≦10°+90°ｍ …（５） の関係を満たし、 ノーマリブラックの場合 30°+90°ｎ≦β≦70°+90°ｎ、かつ、-75°+180°ｍ≦γ≦-45°+180°ｍ …（６） または、 80°+90°ｎ≦β≦120°+90°ｎ、かつ、20°+180°ｍ≦γ≦50°+180°ｍ …（７） の関係を満たす必要がある。
【００３９】一方、△ｎ2ｄ2が０．４μｍのときに良好
な表示を得るには、 ノーマリホワイトの場合 50°+90°ｎ≦β≦110°+90°ｎ、かつ、-20°+90°ｍ≦γ≦10°+90°ｍ …（８） の関係を満たし、 ノーマリブラックの場合 30°+90°ｎ≦β≦80°+90°ｎ、かつ、20°+180°ｍ≦γ≦60°+180°ｍ …（９） または、 70°+90°ｎ≦β≦120°+90°ｎ、かつ、-75°+180°ｍ≦γ≦-50°+180°ｍ …（１０） の関係を満たす必要がある。なお、△ｎ2ｄ2が０．１３
μｍ、０．４μｍのときにおいて、好ましくは図中の×
付近、さらに好ましくは、ノーマリホワイトの場合には
○付近、ノーマリブラックの場合には●付近を用いるの
がよい。
【００４０】なお、上記（５）〜（７）の関係式を満た
す場合に良好な表示が得られる△ｎ2ｄ2としては、０以
上０．１５μｍ以下の範囲内であればよいことを確認し
ている。また、上記（８）〜（１０）の関係式を満たす
場合に良好な表示が得られる△ｎ2ｄ2としては、０．３
８μｍ以上０．４３μｍ以下の範囲内であればよいこと
を確認している。上述した実施例においては２４０°ツ
イストした液晶セルを用いたが、本発明はこれに限定さ
れず、ツイスト角が２２０°以上２６０°以下の範囲で
あればいずれも同様の結果が得られ、本発明に適用可能
である。
【００４１】また、上述した実施例においては液晶層の
リターデーション△ｎ1ｄ1を０．６５μｍとしたが、こ
れは図１４に示すように△ｎ1ｄ1が０．６５μｍのとき
にコントラスト比が最大となるからである。本発明は、
△ｎ1ｄ1を０．６５μｍに限定する必要はなく、△ｎ1
ｄ1を０．５μｍ以上０．８μｍ以下の範囲、好ましく
は０．５８μｍ以上０．７８μｍ以下の範囲とすること
ができる。すなわち、図１４に示すように、コントラス
ト比が２．５以下となると良好な表示とはいい難く、ま
た、△ｎ1ｄ1＞０．８μｍとなると視角が極端に狭くな
るからである。上述のように△ｎ1ｄ1を０．５μｍ以上
０．８μｍ以下の範囲、好ましくは△ｎ1ｄ1を０．５８
μｍ以上０．７８μｍ以下の範囲とした場合には、コン
トラスト比が高く、視角の広い良好な表示が得られ、本
発明に適用可能である。
【００４２】上述した実施例では光学位相補償フィルム
１４をガラス基板３の外側に形成したが、本発明はこれ
に限らず、光学位相補償フィルム１４をガラス基板３よ
り内側に形成してもよく、その場合でも同様な効果が発
揮される。
【００４３】上述した実施例では光学位相補償フィルム
１４としてポリカーボネイト製の延伸フィルムを用いた
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ポリビニ
ルアルコールＰＶＡあるいはポリメチルメタアクリレー
トＰＭＭＡ等の延伸フィルムも使用することができる。
また、本発明は、光学位相補償部材として光学位相補償
フィルムを使用したが、光学位相補償フィルムに代え
て、斜め蒸着により形成した光学位相補償基板を使用す
ることができる。
【００４４】上述した実施例では反射膜を表示電極とし
ているが、反射膜上に凹凸を吸収する透明な平坦化膜を
塗布し、その上に透明電極を形成することにより、さら
に、急峻な電気光学特性を得ることができる。
【００４５】また、上述した実施例ではガラス基板２を
使用しているが、本発明はガラス基板２に代えて、例え
ばシリコン基板のような不透明基板を使用することもで
きる。この不透明基板を使用するでも同様な効果が発揮
できることが確認されている。また、シリコン基板を用
いる場合には回路素子をシリコン基板上に集積化して形
成できる利点がある。
【００４６】また、本発明は、反射板８または上部基板
１６側にカラーフィルタ層を形成することによりマルチ
カラー表示、フルカラー表示を実現することができる。
【００４７】また、本発明は、上述した実施例において
は反射板８の液晶層側表面の段差を０．５μｍとした
が、０．１μｍ以上１．５μｍ以下の段差としてもよ
く、その場合であれば良好な白色面を実現できることを
確認している。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、光学位相補償板のリタ
ーデーションの値、液晶層のリターデーションの値、光
学位相補償板および偏光板の設置角度の関係を明確にし
た結果、高コントラストで明るく、しかも中間調におい
ても無彩色の表示が得られる。また、反射型に適用した
場合には、光反射部材を液晶素子の内部に構成し、視差
を解消でき、高精細で表示品位の高い反射型液晶表示装
置を実現できる。さらに、本発明の液晶表示モードを用
いれば、電気光学特性が急峻であるため、高マルチプレ
ックス駆動が可能となり、表示容量を増大することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る液晶表示装置を示す断面図であ
る。
【図２】図１の液晶表示装置における反射板８を示す平
面図である。
【図３】（１）〜（５）は図２の反射板８の製造工程
（断面図）である。
【図４】本実施例に係る液晶表示装置の光学的配置を説
明する図である。
【図５】本実施例に係る液晶表示装置の電圧−反射率特
性を示す図である。
【図６】本実施例に係る液晶表示装置において△ｎ2ｄ2
が０．３５μｍの場合の表示特性を示す図である。
【図７】本実施例に係る液晶表示装置において△ｎ2ｄ2
が０．１３μｍの場合の表示特性を示す図である。
【図８】本実施例に係る液晶表示装置において△ｎ2ｄ2
が０．２μｍの場合の表示特性を示す図である。
【図９】本実施例に係る液晶表示装置において△ｎ2ｄ2
が０．２５μｍの場合の表示特性を示す図である。
【図１０】本実施例に係る液晶表示装置において△ｎ2
ｄ2が０．３μｍの場合の表示特性を示す図である。
【図１１】本実施例に係る液晶表示装置において△ｎ2
ｄ2が０．４μｍの場合の表示特性を示す図である。
【図１２】本実施例に係る液晶表示装置において△ｎ2
ｄ2が０．４５μｍの場合の表示特性を示す図である。
【図１３】本実施例に係る液晶表示装置において△ｎ2
ｄ2が０．５μｍの場合の表示特性を示す図である。
【図１４】△ｎ2ｄ2が０．３５μｍ、βが５°、γが−
９０°の場合におけるコントラスト比の△ｎ1ｄ1依存性
を示す図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置 ２、３ ガラス基板 ４ 大突起 ５ 小突起 ６ 上層膜 ７ 反射膜 ８ 反射板 ９ 、１１ 配向膜 １０ 透明電極 １２ シール剤 １３ 液晶層 １４ 光学補償部フィルム １５ 偏光板 １６ 上部基板 ２０ 液晶分子

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対向配置され、共に配向処理が施されて
    いる１対の絶縁性基板と、 該１対の絶縁性基板の間に設けられ、らせん構造を有す
    ると共に両基板の近傍における方向を２２０゜以上２６
    ０゜以下の範囲で異ならせた液晶分子を備えるネマテッ
    ク液晶からなる液晶層と、 該液晶層を挟んで一方側に設けられた偏光子および他方
    側に設けられた反射板と、 該偏光子と該液晶層の間に設けられた光学位相補償部材
    とを具備する反射型の液晶表示装置であって、 該液晶層の光学異方性Δｎ1と膜厚ｄ1との積であるリタ
    ーデーションΔｎ1ｄ1が０．５μｍ以上０．８μｍ以下
    の範囲にあり、かつ、該光学位相補償部材の光学異方性
    Δｎ2と膜厚ｄ2との積であるリターデーションΔｎ2ｄ2
    が０．１５μｍ以上０．３８μｍ以下の範囲であり、更
    に、該偏光子の偏光軸と偏光子に隣接する液晶分子の配
    列方向とのなす角度βと、該光学位相補償部材の遅相軸
    と該配列方向とのなす角度γとが、ノーマリホワイトの
    場合 ０．５β＋４５゜ｍ−１５゜≦γ≦０．５β＋４５゜ｍ
    ＋５゜（ｍは整数） の関係式を満たし、ノーマリブラックの場合 ０．５β＋４５゜ｍ＋７．５゜≦γ≦０．５β＋４５゜
    ｍ＋２７．５゜ の関係式を満たす液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 対向配置され、共に配向処理が施されて
    いる１対の絶縁性基板と、 該１対の絶縁性基板の間に設けられ、らせん構造を有す
    ると共に両基板の近傍における方向を２２０゜以上２６
    ０゜以下の範囲で異ならせた液晶分子を備えるネマテッ
    ク液晶からなる液晶層と、 該液晶層を挟んで一方側に設けられた偏光子および他方
    側に設けられた反射板と、 該偏光子と該液晶層の間に設けられた光学位相補償部材
    とを具備する反射型の液晶表示装置であって、 該液晶層の光学異方性Δｎ1と膜厚ｄ1との積であるリタ
    ーデーションΔｎ1ｄ1が０．５μｍ以上０．８μｍ以下
    の範囲にあり、かつ、該光学位相補償部材の光学異方性
    Δｎ2と膜厚ｄ2との積であるリターデーションΔｎ2ｄ2
    が０．４３μｍ以上０．５５μｍ以下の範囲であり、更
    に、該偏光子の偏光軸と偏光子に隣接する液晶分子の配
    列方向とのなす角度βが、ノーマリホワイトの場合 ７０゜＋９０゜ｎ≦β≦１０５゜＋９０゜ｎ（ｎは整
    数） の関係式を満たし、ノーマリブラックの場合 ２０゜＋９０゜ｎ≦β≦５０゜＋９０゜ｎ の関係式を満たす液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 対向配置され、共に配向処理が施されて
    いる１対の絶縁性基板と、 該１対の絶縁性基板の間に設けられ、らせん構造を有す
    ると共に両基板の近傍における方向を２２０゜以上２６
    ０゜以下の範囲で異ならせた液晶分子を備えるネマテッ
    ク液晶からなる液晶層と、 該液晶層を挟んで一方側に設けられた偏光子および他方
    側に設けられた反射板と、 該偏光子と該液晶層の間に設けられた光学位相補償部材
    とを具備する反射型の液晶表示装置であって、 該液晶層の光学異方性Δｎ1と膜厚ｄ1との積であるリタ
    ーデーションΔｎ1ｄ1が０．５μｍ以上０．８μｍ以下
    の範囲にあり、かつ、該光学位相補償部材の光学異方性
    Δｎ2と膜厚ｄ2との積であるリターデーションΔｎ2ｄ2
    が０以上０．１５μｍ以下の範囲であり、更に、該偏光
    子の偏光軸と偏光子に隣接する液晶分子の配列方向との
    なす角度βと、該光学位相補償部材の遅相軸と該配列方
    向とのなす角度γとが、ノーマリホワイトの場合 ６５゜＋９０゜ｎ≦β≦１１０゜＋９０゜ｎ かつ −
    ２０゜＋９０゜ｍ≦γ≦１０゜＋９０゜ｍ（ｍ，ｎは整
    数） の関係式を満たし、ノーマリブラックの場合 ３０゜＋９０゜ｎ≦β≦７０゜＋９０゜ｎ かつ −７
    ５゜＋１８０゜ｍ≦γ≦−４５゜＋１８０゜ｍ または、 ８０゜＋９０゜ｎ≦β≦１２０゜＋９０゜ｎ かつ ２
    ０゜＋１８０゜ｍ≦γ≦５０゜＋１８０゜ｍ の関係式を満たす液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 対向配置され、共に配向処理が施されて
    いる１対の絶縁性基板と、 該１対の絶縁性基板の間に設けられ、らせん構造を有す
    ると共に両基板の近傍における方向を２２０゜以上２６
    ０゜以下の範囲で異ならせた液晶分子を備えるネマテッ
    ク液晶からなる液晶層と、 該液晶層を挟んで一方側に設けられた偏光子および他方
    側に設けられた反射板と、 該偏光子と該液晶層の間に設けられた光学位相補償部材
    とを具備する反射型の液晶表示装置であって、 該液晶層の光学異方性Δｎ1と膜厚ｄ1との積であるリタ
    ーデーションΔｎ1ｄ1が０．５μｍ以上０．８μｍ以下
    の範囲にあり、かつ、該光学位相補償部材の光学異方性
    Δｎ2と膜厚ｄ2との積であるリターデーションΔｎ2ｄ2
    が０．３８μｍ以上０．４３μｍ以下の範囲であり、更
    に、該偏光子の偏光軸と偏光子に隣接する液晶分子の配
    列方向とのなす角度βと、該光学位相補償部材の遅相軸
    と該配列方向とのなす角度γとが、ノーマリホワイトの
    場合 ５０゜＋９０゜ｎ≦β≦１１０゜＋９０゜ｎ かつ −
    ２０゜＋９０゜ｍ≦γ ≦１０゜＋９０゜ｍ（ｍ，ｎは整数） の関係式を満たし、ノーマリブラックの場合 ３０゜＋９０゜ｎ≦β≦８０゜＋９０゜ｎ かつ ２０
    ゜＋１８０゜ｍ≦γ≦６０゜＋１８０゜ｍ または、 ７０゜＋９０゜ｎ≦β≦１２０゜＋９０゜ｎ かつ −
    ７５゜＋１８０゜ｍ≦γ≦−５０゜＋１８０゜ｍ の関係式を満たす液晶表示装置。
  5. 【請求項５】 前記反射板が反射膜を有し、該反射膜を
    前記液晶層側にして設置されている請求項１乃至４に記
    載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 前記反射板は、液晶層側表面に段差が
    ０．１μｍ以上１．５μｍ以下である凹凸を有する請求
    項１乃至５に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 前記反射板が反射膜を有し、該反射膜
    が、該反射板とは液晶層を挟んで反対側に設けられた電
    極に対向する電極として機能する請求項１乃至６に記載
    の液晶表示装置。
  8. 【請求項８】 前記反射板が反射膜を有し、該反射膜の
    上に凹凸を吸収する透明な平坦膜層が設けられ、該平坦
    膜層の上に形成された透明電極が、該反射板とは液晶層
    を挟んで反対側に設けられた電極に対向する電極として
    機能する請求項１乃至７に記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項９】 前記反射板とは液晶層を挟んで反対側に
    カラーフィルタ層が形成されている請求項１乃至８に記
    載の液晶表示装置。
JP5230581A 1993-09-16 1993-09-16 液晶表示装置 Withdrawn JPH0784252A (ja)

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