JP3410663B2 - Liquid crystal display - Google Patents
Liquid crystal displayInfo
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Description
【0001】[0001]
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶ディスプレイは、CRT(ブラウン
管)やEL(エレクトロルミネッセンス)とは異なり自
らは発光しないため、バックライトを液晶表示素子の背
面に設置して照明する透過型液晶表示装置が用いられて
いる。しかしながら、バックライトは通常液晶ディスプ
レイの全消費電力のうち50%以上を消費するため、戸
外や常時携帯して使用する機会が多い携帯情報機器では
バックライトの代わりに反射板を設置し、周囲光のみで
表示を行う反射型液晶表示装置も実現されている。2. Description of the Related Art A liquid crystal display, unlike a CRT (CRT) or an EL (electroluminescence), does not emit light by itself. Therefore, a transmissive liquid crystal display device is used in which a backlight is installed on the back surface of a liquid crystal display element to illuminate it. ing. However, since the backlight usually consumes 50% or more of the total power consumption of a liquid crystal display, a reflector is installed in place of the backlight in portable information devices that are often used outdoors or always carried around, and ambient light is used. A reflective liquid crystal display device that displays only by itself has also been realized.
【0003】反射型液晶表示装置で用いられる表示モー
ドには、現在透過型で広く用いられているTN(ツイス
テッドネマティック)モード、STN(スーパーツイス
テッドネマティック)モードといった偏光板を利用する
タイプの他、偏光板を用いないために明るい表示が実現
できる相転移型ゲストホストモードも近年盛んに開発が
行われており、例えば特開平4−75022号公報に開
示されている。As a display mode used in the reflection type liquid crystal display device, a polarizing plate such as a TN (twisted nematic) mode or an STN (super twisted nematic) mode, which is widely used in the transmission type at present, is used. A phase transition type guest-host mode capable of realizing a bright display without using a plate has been actively developed in recent years, and is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-75022.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、相転移
型ゲストホストモードは、液晶分子と色素を分散させた
液晶層において色素の光吸収を用いて表示を行なうため
コントラストが十分とれず、TN(ツイステッドネマテ
ィック)モード及びSTN(スーパーツイステッドネマ
ティック)モードといった偏光板を利用するタイプの液
晶表示装置に比べて表示品位は著しく悪くなる。また、
平行配向若しくはツイスト配向の液晶表示装置の場合に
は、液晶層の中心付近の液晶分子は電圧印加時に基板面
に対して垂直方向に傾くが、配向膜表面付近の液晶分子
は電圧を印加しても基板に対して垂直にならないため液
晶層の複屈折率は0には程遠く、電圧印加時に黒表示を
行う表示モードの場合、液晶層の複屈折のため十分な黒
が表示できず、十分なコントラストを得ることができな
い。However, in the phase transition type guest-host mode, since the liquid crystal layer in which the liquid crystal molecules and the dye are dispersed is used for display by using the light absorption of the dye, a sufficient contrast cannot be obtained, and TN (twisted) is used. The display quality is significantly deteriorated as compared with a liquid crystal display device of a type using a polarizing plate such as a nematic) mode and an STN (super twisted nematic) mode. Also,
In the case of a liquid crystal display device with parallel alignment or twist alignment, the liquid crystal molecules near the center of the liquid crystal layer are tilted in the direction perpendicular to the substrate surface when a voltage is applied, but the liquid crystal molecules near the alignment film surface do not receive a voltage. Since the liquid crystal layer is not perpendicular to the substrate, the birefringence of the liquid crystal layer is far from 0, and in the display mode in which black display is performed when a voltage is applied, sufficient black cannot be displayed due to the birefringence of the liquid crystal layer. I can't get the contrast.
【0005】TNモード及びSTNモードの液晶表示装
置も現在では輝度やコントラストの点で十分な表示品位
を有するとは言い難く、更なる高輝度化及びコントラス
トの向上等の表示品位の向上が求められている。また、
反射型液晶表示装置は、周囲の光が暗い場合に表示に用
いる反射光が低下し視認性が極端に低下するという欠点
を有し、一方透過型液晶表示装置はこれとは逆に周囲光
が非常に明るい晴天下等での視認性が低下する問題があ
った。従って、透過表示と反射表示を組み合わせた表示
装置が開発されているが、黒表示の場合に光漏れが発生
し十分な黒レベルが得られない問題点がある。It is hard to say that the liquid crystal display devices of TN mode and STN mode have sufficient display quality in terms of brightness and contrast at present, and further improvement in display quality such as higher brightness and improvement in contrast is required. ing. Also,
The reflective liquid crystal display device has a drawback that the reflected light used for display is reduced and the visibility is extremely deteriorated when the ambient light is dark. There was a problem that the visibility was reduced in extremely bright sunny weather. Therefore, although a display device in which transmissive display and reflective display are combined has been developed, there is a problem in that in the case of black display, light leakage occurs and a sufficient black level cannot be obtained.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、反射機能と透
過機能とを有する領域が形成された一方基板と対向電極
が形成された他方基板を有し、前記一方基板と前記他方
基板の間に液晶層が挟持された液晶表示装置において、
前記一方基板の前記液晶層とは反対の面に設けられた第
1の偏光手段と、前記他方基板の前記液晶層とは反対の
面に設けられた第2の偏光手段と、前記第1の偏光手段
と前記液晶層との間に設けられた第1の位相差板と、前
記第2の偏光手段と前記液晶層との間に設けられた第2
の位相差板を有し、前記第1の偏光手段の透過軸と前記
第2の偏光手段の透過軸が直交し、かつ、前記第1の位
相差板の遅相軸と前記第2の位相差板の遅相軸とが直交
しており、前記液晶層が負の誘電率異方性を有する垂直
配向液晶材料であることを特徴とする。According to the present invention, there is provided one substrate in which a region having a reflection function and a transmission function is formed and another substrate in which a counter electrode is formed, and between the one substrate and the other substrate. In a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between,
A first polarizing means provided on a surface of the one substrate opposite to the liquid crystal layer; a second polarizing means provided on a surface of the other substrate opposite to the liquid crystal layer; A first retardation plate provided between a polarizing means and the liquid crystal layer, and a second retardation plate provided between the second polarizing means and the liquid crystal layer.
And a transmission axis of the first polarizing means and a transmission axis of the second polarizing means are orthogonal to each other, and a slow axis of the first retardation plate and the second position The liquid crystal layer is perpendicular to the slow axis of the retardation plate and has a negative dielectric anisotropy.
It is characterized by being an oriented liquid crystal material .
【0007】また本発明は、前記液晶表示装置をノーマ
リブラックの表示モードとすることを特徴とする。The present invention is also characterized in that the liquid crystal display device is set to a normally black display mode.
【0008】以下に本発明による作用について説明す
る。位相差板を構成する複屈折性材料の常光及び異常光
の両者に対する屈折率は光の波長に強く依存しているた
め、特定の厚さの位相差板内で蓄積された位相遅れもま
た波長に依存する。つまり、ある特別の値の位相遅れ
(例えばλ/4)を入射光の直線偏光面に与えるには、
波長を特定した単波長の光線を入射させた場合のみに完
全に達成できる。よって、位相差板を構成する複屈折性
材料の屈折率異方性の波長依存性により、λ/4の位相
遅れが達成できない波長域では、出射側の偏光手段で遮
光されずに透過する光が発生し、暗表示に色づきが生じ
る。The operation of the present invention will be described below. Position the refractive index for both ordinary light and extraordinary light of the birefringent material forming the retardation plate is strongly dependent on the wavelength of light, the accumulated phase delay in the phase difference plate of a particular thickness also Wavelength Depends on. That is, in order to give a phase delay of a certain special value (for example, λ / 4) to the plane of linear polarization of incident light,
It can be completely achieved only when a single wavelength light beam having a specified wavelength is incident. Therefore, in the wavelength range where the phase delay of λ / 4 cannot be achieved due to the wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the birefringent material forming the retardation plate, the light transmitted without being blocked by the polarization means on the emission side. Occurs, and the dark display is colored.
【0009】本発明では、第1の位相差板と第2の位相
差板の遅相軸を直交させることで、第1の位相差板の屈
折率異方性の波長依存性を、第2の位相差板の屈折率異
方性の波長依存性で相殺することができ、光の波長帯全
域で一定の位相差を満たすようになる。このため暗表示
の色づきを改善できる。In the present invention, by making the slow axes of the first retardation plate and the second retardation plate orthogonal to each other, the wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the first retardation plate can be changed to the second one. This can be canceled by the wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the phase difference plate, and a constant phase difference can be satisfied over the entire wavelength band of light. Therefore, coloring of dark display can be improved.
【0010】また、液晶層に負の誘電率異方性を有する
垂直配向液晶材料を用いることで、液晶層のリターデシ
ョンがほぼ0である状態が実現されるので、暗状態がよ
り暗くなるので、コントラストが高くなる。例えば、液
晶層に平行配向液晶を用いると、電圧を印加して液晶分
子の長軸を電極と垂直方向に向けることで液晶層のリタ
ーデションを0にしようとしても、残留リターデション
が発生するため液晶層のリターデションは0にはならな
い。 Further, by using a vertical alignment liquid crystal material having negative dielectric anisotropy liquid crystal layer, and the state Ritadeshon of the liquid crystal layer is substantially 0 is achieved, since the dark state becomes darker , The contrast becomes higher. For example, when parallel-aligned liquid crystal is used for the liquid crystal layer, residual retardation occurs even if the retardation of the liquid crystal layer is set to 0 by applying a voltage to orient the long axis of the liquid crystal molecules in the direction perpendicular to the electrodes. The retardation of the liquid crystal layer does not become zero.
【0011】また、ノーマリブラック(以下NBとい
う)ではセルギャップ変化によるコントラスト比の変化
はほとんど発生せず、生産性の点でセルギャップ制御に
対するある程度の余裕がとれる。[0011] In addition, changes in the contrast ratio due to no (hereinafter referred to as NB) Mali black in the cell gap change hardly occurs, some margin can be taken for the cell gap control in terms of productivity.
【0012】液晶層に電圧無印加時に白表示を、電圧印
加時に黒表示を行なうノーマリホワイト(以下NWとい
う)ではセルギャップ変化に対して黒になる液晶層への
印加電圧が変化するのに対して、液晶層に電圧無印加時
に黒表示を、電圧印加時に白表示を行なうNBではセル
ギャップ変化に対して白になる液晶層への印加電圧が変
化する。そのため、NWではセルギャップ変化によりコ
ンラスト比が著しく変化するため、高精度のセルギャッ
プ制御が必要となる。また、NWでは輝点となっていた
点欠陥が、NBでは黒点となるため、製造上の良品率向
上が見込まれ、輝点フリーの高品位表示パネルが実現で
きる。これらのことからも、NWに比べてNBの方があ
らゆる環境下で使用可能な液晶表示装置の表示モードと
して優れている。In normally white (hereinafter referred to as NW) in which white display is performed when no voltage is applied to the liquid crystal layer, and black display is performed when voltage is applied, the voltage applied to the liquid crystal layer changes to black when the cell gap changes. On the other hand, in the NB that displays black when no voltage is applied to the liquid crystal layer and white when no voltage is applied, the applied voltage to the liquid crystal layer changes to white in response to the change in cell gap. Therefore, in the NW, since the contrast ratio changes remarkably due to the change of the cell gap, it is necessary to control the cell gap with high accuracy. In addition, since the point defect which has been a bright spot in NW becomes a black spot in NB, it is expected that the yield rate of manufacturing will be improved, and a bright spot-free high-quality display panel can be realized. From these facts as well, NB is superior to NW as a display mode of a liquid crystal display device that can be used in any environment.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】(実施形態1)実施形態1のアク
ティブマトリクス基板の構成について、図1を用いて説
明する。ガラス基板等の絶縁性の基板1にAl、Ta等
の反射率の高い材料で形成された反射電極3とITO等
の透過率の高い材料で形成された透明電極8とが設けら
れ、ガラス基板等の絶縁性の基板2にITO等の透過率
の高い材料で形成された対向電極4が設けられ、反射電
極3及び透明電極8と対向電極4との間に負の誘電異方
性を示す液晶材料からなる液晶層5が挟持されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) The structure of an active matrix substrate of Embodiment 1 will be described with reference to FIG. An insulating substrate 1 such as a glass substrate is provided with a reflective electrode 3 formed of a highly reflective material such as Al and Ta and a transparent electrode 8 formed of a highly transmissive material such as ITO. A counter electrode 4 formed of a material having a high transmittance such as ITO is provided on an insulating substrate 2 such as ITO, and exhibits negative dielectric anisotropy between the counter electrode 4 and the reflective electrode 3 and the transparent electrode 8. A liquid crystal layer 5 made of a liquid crystal material is sandwiched.
【0014】反射電極3、透明電極8及び対向電極4の
液晶層5と接する面にはそれぞれ垂直配向性の配向膜
(図示せず)が形成されており、配向膜の塗布後、少な
くとも一方の配向膜にラビング等の配向処理を行なって
いる。ラビングによる配向処理に代えて、光配向や電極
形状等で配向を規制しても良い。液晶層5の液晶分子
は、垂直配向性の配向膜に対するラビング等の配向処理
により、基板面の垂直方向に対して、概ね0度または
0.1度から5度程度のティルト角を持って配向され
る。Alignment films (not shown) having vertical alignment properties are formed on the surfaces of the reflective electrode 3, the transparent electrode 8 and the counter electrode 4 which are in contact with the liquid crystal layer 5. After the alignment film is applied, at least one of them is formed. The alignment film is subjected to an alignment treatment such as rubbing. Instead of alignment treatment by rubbing, alignment may be regulated by photo-alignment, electrode shape, or the like. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 5 are aligned with a tilt angle of approximately 0 ° or approximately 0.1 ° to 5 ° with respect to the vertical direction of the substrate surface by an alignment treatment such as rubbing on a vertically aligned alignment film. To be done.
【0015】ここで、反射電極3は液晶層に電圧を印加
する電極として用いられるが、反射電極3を電極として
使わずに反射板として用いてもよい。その場合、透明電
極8を反射板の領域まで延ばして、透明電極8を反射領
域で液晶層5に電圧を印加する電極としても良い。液晶
層5の液晶材料として、Ne=1.5546、No=
1.4773の屈折率異方性を有する液晶材料を用い
た。Here, the reflective electrode 3 is used as an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, but the reflective electrode 3 may be used as a reflective plate without being used as an electrode. In that case, the transparent electrode 8 may be extended to the region of the reflection plate, and the transparent electrode 8 may be used as an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer 5 in the reflection region. As the liquid crystal material of the liquid crystal layer 5, Ne = 1.5546, No =
A liquid crystal material having a refractive index anisotropy of 1.4773 was used.
【0016】基板2の対向電極4が形成された側の反対
面にλ/4板7が配置され、さらに基板1の反射電極3
及び透明電極8が形成された側の反対面にλ/4板10
が配置され、λ/4板10の遅相軸はλ/4板7の遅相
軸と直交するように設定されている。A λ / 4 plate 7 is arranged on the surface of the substrate 2 opposite to the side on which the counter electrode 4 is formed.
And the λ / 4 plate 10 on the surface opposite to the side where the transparent electrode 8 is formed.
Are arranged, and the slow axis of the λ / 4 plate 10 is set to be orthogonal to the slow axis of the λ / 4 plate 7.
【0017】λ/4板7の基板2とは反対側の面に偏光
板6が、λ/4板10の基板1とは反対側の面に偏光板
9がそれぞれ設けられており、偏光板6の透過軸はλ/
4板7の遅相軸に対して45度、偏光板9の透過軸はλ
/4板10の遅相軸に対して45度傾むくように、また
偏光板6の透過軸は偏光板9の透過軸に対して直交する
ように設定されている。この場合、偏光板の透過軸はλ
/4板の遅相軸に対し45度に設定されているが、その
角度の方向は+方向でも−方向でもどちらでもよい。A polarizing plate 6 is provided on the surface of the λ / 4 plate 7 opposite to the substrate 2, and a polarizing plate 9 is provided on the surface of the λ / 4 plate 10 opposite to the substrate 1, respectively. The transmission axis of 6 is λ /
4 plate 7 has a slow axis of 45 degrees and polarizing plate 9 has a transmission axis of λ
The / 4 plate 10 is set to be inclined at 45 degrees with respect to the slow axis, and the transmission axis of the polarizing plate 6 is set to be orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate 9. In this case, the transmission axis of the polarizing plate is λ
Although it is set to 45 degrees with respect to the slow axis of the / 4 plate, the direction of the angle may be either the + direction or the-direction.
【0018】図2(a)は実施形態1の液晶表示装置の
アクティブマトリクス基板の平面概略図を示し、図2
(b)は図2(a)のA−A断面図を示す。アクティブ
マトリクス基板は、ゲート配線21、データ配線22、
駆動素子23、ドレイン電極24、補助容量電極25、
ゲート絶縁膜26、絶縁性基板27、コンタクトホール
28、層間絶縁膜29、反射用絵素電極30と透過用絵
素電極31を備えている。FIG. 2A is a schematic plan view of the active matrix substrate of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
2B is a sectional view taken along line AA of FIG. The active matrix substrate includes a gate wiring 21, a data wiring 22,
Drive element 23, drain electrode 24, auxiliary capacitance electrode 25,
A gate insulating film 26, an insulating substrate 27, a contact hole 28, an interlayer insulating film 29, a reflective pixel electrode 30 and a transparent pixel electrode 31 are provided.
【0019】補助容量電極25は、ドレイン電極24と
電気的に接続されており、ゲート絶縁膜26を介してゲ
ート配線21と重畳し補助容量を形成している。コンタ
クトホール28は、透過用絵素電極31と補助容量電極
25を接続するために層間絶縁膜29に設けられてい
る。The auxiliary capacitance electrode 25 is electrically connected to the drain electrode 24 and overlaps the gate wiring 21 via the gate insulating film 26 to form an auxiliary capacitance. The contact hole 28 is provided in the interlayer insulating film 29 to connect the transmission pixel electrode 31 and the auxiliary capacitance electrode 25.
【0020】このアクティブマトリクス基板は一つの絵
素の中に反射用絵素電極30と透過用絵素電極31を備
えており、一つの絵素の中に外部からの光を反射する反
射用絵素電極30部分とバックライトの光を透過する透
過用絵素電極31部分を形成している。This active matrix substrate is provided with a reflective picture element electrode 30 and a transmissive picture element electrode 31 in one picture element, and a reflective picture element for reflecting light from the outside in one picture element. An elementary electrode 30 portion and a transmitting picture element electrode 31 portion that transmits the light of the backlight are formed.
【0021】ここで、図2(b)では反射用絵素電極3
0の表面形状を平面として図示しているが、反射特性を
向上するために表面形状を凹凸にしても良い。また、絵
素電極を反射用絵素電極30と透過用絵素電極31に分
割しているが、分割せずに半透過電極を用いても良い。Here, in FIG. 2B, the reflective picture element electrode 3 is used.
Although the surface shape of 0 is shown as a plane, the surface shape may be uneven in order to improve the reflection characteristics. Further, although the picture element electrode is divided into the reflection picture element electrode 30 and the transmission picture element electrode 31, a semi-transmission electrode may be used without dividing the picture element electrode.
【0022】図3、図4を用いて実施形態1の液晶表示
装置における反射モード及び透過モードの光の透過状態
を説明する。図3は反射電極を用いて表示を行う場合
(反射モード)を示し、図3(a)は垂直配向液晶層に
電圧が印加されていない暗表示の場合を示し、図3
(b)は垂直配向液晶層に電圧が印加された白表示の場
合を示している。また、図4は透過電極を用いて表示を
行う場合(透過モード)を示し、図4(a)は垂直配向
液晶層に電圧が印加されていない暗表示の場合を示し、
図4(b)は垂直配向液晶層に電圧が印加された白表示
の場合を示している。The transmission state of light in the reflection mode and the transmission mode in the liquid crystal display device of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. 3A and 3B show a case where display is performed using a reflective electrode (reflection mode), and FIG. 3A shows a case of dark display in which no voltage is applied to the vertically aligned liquid crystal layer.
(B) shows a case of white display in which a voltage is applied to the vertically aligned liquid crystal layer. Further, FIG. 4 shows a case where display is performed using a transmission electrode (transmission mode), and FIG. 4 (a) shows a case of dark display in which no voltage is applied to the vertical alignment liquid crystal layer,
FIG. 4B shows a case of white display in which a voltage is applied to the vertically aligned liquid crystal layer.
【0023】図3(a)によって反射モードの暗表示を
説明する。図3(a)の上側から偏光板6表面に入った
入射光は、偏光板6を通った後偏光軸が偏光板の透過軸
に一致した直線偏光となり、λ/4板7に入射される。
λ/4板7は、偏光板6の透過軸方向とλ/4板7の遅
相軸方向が45度になるように配置されており、λ/4
板7を通過した光は円偏光になる。Dark display in the reflection mode will be described with reference to FIG. Incident light entering the surface of the polarizing plate 6 from the upper side of FIG. 3A becomes linearly polarized light whose polarization axis matches the transmission axis of the polarizing plate after passing through the polarizing plate 6, and is incident on the λ / 4 plate 7. .
The λ / 4 plate 7 is arranged so that the transmission axis direction of the polarizing plate 6 and the slow axis direction of the λ / 4 plate 7 are 45 °, and λ / 4
The light passing through the plate 7 becomes circularly polarized light.
【0024】液晶層5に電界を印加していない場合は、
負の誘電異方性を示す液晶材料を用いた液晶層5は液晶
分子が基板面からほぼ垂直に配向しており、入射する光
に対する液晶層5の屈折率異方性は極わずかであり、光
が液晶層5を透過することによって生じる位相差はほぼ
0である。従って、λ/4板7を通過した円偏光の光線
は、円偏光をほとんど崩さずに液晶層5を透過し、一方
の基板1上にある反射電極3にて反射される。When no electric field is applied to the liquid crystal layer 5,
In the liquid crystal layer 5 made of a liquid crystal material exhibiting a negative dielectric anisotropy, liquid crystal molecules are aligned substantially vertically from the substrate surface, and the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer 5 with respect to incident light is extremely small. The phase difference caused by the light passing through the liquid crystal layer 5 is almost zero. Therefore, the circularly polarized light beam that has passed through the λ / 4 plate 7 is transmitted through the liquid crystal layer 5 without substantially degrading the circularly polarized light, and is reflected by the reflective electrode 3 on one of the substrates 1.
【0025】反射された光は回転方向が逆転した円偏光
となり、λ/4板7を通過して入射時と直交する直線偏
光となり、偏光板6に入射される。λ/4板7を通過し
た直線偏光は、偏光板6の透過軸と直交する方向の直線
偏光であり、偏光板6で吸収され透過しない。この様
に、液晶層5に電圧を印加しない場合は暗表示となる。The reflected light becomes circularly polarized light whose rotation direction is reversed, passes through the λ / 4 plate 7 and becomes linearly polarized light orthogonal to the time of incidence, and enters the polarizing plate 6. The linearly polarized light that has passed through the λ / 4 plate 7 is linearly polarized light in a direction orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate 6, and is absorbed by the polarizing plate 6 and does not pass therethrough. Thus, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 5, dark display is provided.
【0026】次に図3(b)によって反射モードの白表
示を説明する。図3(b)は、液晶層5に電圧を印加す
る場合であり、λ/4板7を通過するまでは図3(a)
と同一であり説明は省略する。Next, white display in the reflection mode will be described with reference to FIG. FIG. 3B shows a case where a voltage is applied to the liquid crystal layer 5, and FIG. 3A is shown until the voltage passes through the λ / 4 plate 7.
The description is omitted because it is the same.
【0027】液晶層5に電圧を印加すると、基板面から
垂直方向に配向していた液晶分子は基板面と水平方向に
幾分傾き、液晶層5に入射したλ/4板7からの円偏光
は、液晶分子の複屈折により楕円偏光になり、反射電極
3で反射された後さらに液晶層5で液晶分子の複屈折の
影響を受け、λ/4板7を通過した後には偏光板6の透
過軸と直交する直線偏光にはならず、偏光板6を幾分通
過する。こうして、液晶層に印加される電圧を調整する
ことで、反射した後に偏光板6を透過できる光量を調節
することができ、階調表示が可能になる。When a voltage is applied to the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules that are vertically aligned from the substrate surface are slightly tilted in the horizontal direction with respect to the substrate surface, and the circularly polarized light from the λ / 4 plate 7 incident on the liquid crystal layer 5 is incident. Is elliptically polarized due to the birefringence of the liquid crystal molecules, is reflected by the reflective electrode 3, and is further affected by the birefringence of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5. After passing through the λ / 4 plate 7, the It does not become linearly polarized light orthogonal to the transmission axis, and passes through the polarizing plate 6 somewhat. Thus, by adjusting the voltage applied to the liquid crystal layer, the amount of light that can be transmitted through the polarizing plate 6 after being reflected can be adjusted, and gradation display can be performed.
【0028】また、反射電極3と対向電極4から液晶層
5に電圧を印加し、液晶層5の位相差が1/4波長条件
になるように液晶分子の配向状態を変化させると、λ/
4板7を通過した後の円偏光は液晶層5を通過して反射
電極3に達したときに偏光板6の透過軸と直交する直線
偏光になり、再び液晶層5を通過して円偏光になった後
にλ/4板7を通過し、偏光板6の透過軸と平行な直線
偏光になり、偏光板6を通過する反射光は最大になる。Further, when a voltage is applied from the reflective electrode 3 and the counter electrode 4 to the liquid crystal layer 5 and the alignment state of the liquid crystal molecules is changed so that the phase difference of the liquid crystal layer 5 becomes a quarter wavelength condition, λ /
The circularly polarized light that has passed through the four plates 7 becomes linearly polarized light that is orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate 6 when passing through the liquid crystal layer 5 and reaches the reflective electrode 3, and then passes through the liquid crystal layer 5 again and becomes circularly polarized light. After that, the linearly polarized light passes through the λ / 4 plate 7 and is parallel to the transmission axis of the polarizing plate 6, and the reflected light passing through the polarizing plate 6 becomes maximum.
【0029】図3(b)には、反射電極3で反射された
光が最も偏光板6を透過する液晶層5のリタデーション
条件で図示しており、反射電極3上で偏光板6の透過軸
と直交する方向の直線偏光となっている。従って、液晶
層5に電圧が印加されないときは、液晶層5に複屈折は
ほとんど無く暗表示が得られ、液晶層5に電圧が印加す
るとその印加電圧によって光の透過率が変化し階調表示
が可能になる。FIG. 3B shows the retardation condition of the liquid crystal layer 5 in which the light reflected by the reflective electrode 3 is most transmitted through the polarizing plate 6, and the transmission axis of the polarizing plate 6 on the reflective electrode 3 is shown. It is a linearly polarized light in the direction orthogonal to. Therefore, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 5, there is almost no birefringence in the liquid crystal layer 5 and a dark display is obtained, and when a voltage is applied to the liquid crystal layer 5, the light transmittance changes due to the applied voltage, resulting in gradation display. Will be possible.
【0030】図4(a)によって透過モードの暗表示を
説明する。図4(a)の下側から光源(図示せず)によ
って出射された光は偏光板9を通過後、偏光板9の透過
軸に一致した直線偏光になる。λ/4板10は、λ/4
板10の遅相軸方向と偏光板9の透過軸方向が45度に
なるように配置されており、λ/4板10を通過した光
は円偏光になる。Dark display in the transmissive mode will be described with reference to FIG. Light emitted from a light source (not shown) from the lower side of FIG. 4A passes through the polarizing plate 9 and becomes linearly polarized light that coincides with the transmission axis of the polarizing plate 9. The λ / 4 plate 10 has a λ / 4
The plate 10 and the polarizing plate 9 are arranged so that the slow axis direction of the plate 10 and the transmission axis direction of the polarizing plate 9 are 45 degrees, and the light passing through the λ / 4 plate 10 is circularly polarized.
【0031】液晶層5に電界を印加しない場合は、負の
誘電異方性を示す液晶材料を用いた液晶層5は液晶分子
が基板面からほぼ垂直に配向しており、入射する光に対
する液晶層5の屈折率異方性は極わずかであり、光が液
晶層5を通過することによって生じる位相差はほぼ0で
ある。従って、λ/4板10から出射される円偏光は、
円偏光を崩さずに液晶層5を通過し、λ/4板7に入射
する。When no electric field is applied to the liquid crystal layer 5, the liquid crystal layer 5 made of a liquid crystal material exhibiting negative dielectric anisotropy has liquid crystal molecules aligned substantially vertically from the substrate surface, and the liquid crystal for incident light is used. The refractive index anisotropy of the layer 5 is extremely small, and the phase difference caused by the light passing through the liquid crystal layer 5 is almost zero. Therefore, the circularly polarized light emitted from the λ / 4 plate 10 is
It passes through the liquid crystal layer 5 without breaking the circularly polarized light and enters the λ / 4 plate 7.
【0032】λ/4板10の遅相軸方向とλ/4板7の
遅相軸方向は直交しており、λ/4板7に入射した円偏
光は、偏光板9の透過軸方向と直交する方向の直線偏光
になり、偏光板6に入射される。λ/4板7から出射さ
れた直線偏光は、偏光板6の透過軸と直交する方向の直
線偏光であり、偏光板6で吸収され光は透過しない。こ
の様に、液晶層5に電圧を印加しない場合は暗表示にな
る。次に図4(b)によって透過モードの明表示を説明
する。図4(b)は液晶層に電圧を印加する場合であり
λ/4板10を光が通過するまでは図3(a)と同一で
あり説明は省略する。The slow axis direction of the λ / 4 plate 10 and the slow axis direction of the λ / 4 plate 7 are orthogonal to each other, and the circularly polarized light incident on the λ / 4 plate 7 is in the transmission axis direction of the polarizing plate 9. It becomes a linearly polarized light in a direction orthogonal to each other and enters the polarizing plate 6. The linearly polarized light emitted from the λ / 4 plate 7 is linearly polarized light in a direction orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate 6, and is absorbed by the polarizing plate 6 and does not transmit light. Thus, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 5, a dark display is obtained. Next, the bright display in the transmission mode will be described with reference to FIG. FIG. 4B shows a case where a voltage is applied to the liquid crystal layer and is the same as FIG. 3A until the light passes through the λ / 4 plate 10, and the description thereof will be omitted.
【0033】液晶層5に電圧を印加すると、基板面から
垂直方向に配向していた液晶分子は基板面と水平方向に
幾分傾き、液晶層5に入射したλ/4板10からの円偏
光は、液晶分子の複屈折により楕円偏光になり、λ/4
板7を通過した後には偏光板6の透過軸と直交する直線
偏光にはならず、偏光板6を幾分通過する。こうして、
液晶層に印加される電圧を調整することで、反射した後
に偏光板6を透過する光量を調節することができ、階調
表示が可能になる。When a voltage is applied to the liquid crystal layer 5, the liquid crystal molecules that are vertically aligned from the substrate surface are slightly tilted in the horizontal direction with respect to the substrate surface, and the circularly polarized light from the λ / 4 plate 10 incident on the liquid crystal layer 5 is incident. Becomes elliptically polarized light due to birefringence of liquid crystal molecules, and λ / 4
After passing through the plate 7, it does not become linearly polarized light orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate 6, and passes through the polarizing plate 6 to some extent. Thus
By adjusting the voltage applied to the liquid crystal layer, the amount of light that passes through the polarizing plate 6 after being reflected can be adjusted, and gradation display is possible.
【0034】また、液晶層5に電圧を印加し、液晶層5
の位相差が1/2波長条件になるように液晶分子の配向
状態を変化させると、λ/4板7を通過した後の円偏光
は液晶層5のセル厚の半分の地点で直線偏光になり、残
りの液晶層5を通過すると円偏光になる。液晶層5から
出射される円偏光はλ/4板7を通過すると、偏光板6
の透過軸と平行な直線偏光になり、偏光板6を通過する
反射光は最大になる。Further, by applying a voltage to the liquid crystal layer 5, the liquid crystal layer 5
When the alignment state of the liquid crystal molecules is changed so that the phase difference of is equal to 1/2 wavelength condition, the circularly polarized light after passing through the λ / 4 plate 7 becomes linearly polarized light at a point half the cell thickness of the liquid crystal layer 5. Then, when it passes through the remaining liquid crystal layer 5, it becomes circularly polarized light. Circularly polarized light emitted from the liquid crystal layer 5 passes through the λ / 4 plate 7 and is then reflected by the polarizing plate 6
The linearly polarized light is parallel to the transmission axis of, and the reflected light passing through the polarizing plate 6 becomes maximum.
【0035】図3(b)には、偏光板9を通過した光が
最も偏光板6を透過する液晶層5のリタデーション条件
で図示している。従って、液晶層5に電圧が印加されて
ないときは、液晶層5に複屈折はほとんど無く暗表示が
得られ、液晶層5に電圧が印加するとその印加電圧によ
って光の透過率が変化し階調表示が可能になる。FIG. 3B shows the retardation condition of the liquid crystal layer 5 in which the light passing through the polarizing plate 9 is most transmitted through the polarizing plate 6. Therefore, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 5, there is almost no birefringence in the liquid crystal layer 5 and a dark display is obtained, and when a voltage is applied to the liquid crystal layer 5, the light transmittance changes due to the applied voltage. Key display becomes possible.
【0036】図5は、本実施形態の構成であるλ/4板
7とλ/4板10の遅相軸を直交に配置した場合と、比
較例としてλ/4板7とλ/4板10の遅相軸を平行に
配置した場合に、黒表示のときの光の波長と透過率の関
係を示す図である。本実施形態では、位相差板の遅相軸
を直交させることで、位相差板の屈折率異方性の波長依
存性を相殺することができ、光の波長帯全域で一定の位
相差を満たすようになり暗表示の色づきを改善できる。FIG. 5 shows a case in which the slow axes of the λ / 4 plate 7 and the λ / 4 plate 10 of the structure of this embodiment are arranged orthogonally to each other, and as a comparative example, the λ / 4 plate 7 and the λ / 4 plate. It is a figure which shows the wavelength of the light at the time of a black display, and the relationship of a transmittance | permeability when 10 slow axes are arrange | positioned in parallel. In the present embodiment, by making the slow axis of the retardation plate orthogonal to each other, it is possible to cancel the wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the retardation plate and satisfy a constant phase difference in the entire wavelength band of light. As a result, the coloring of the dark display can be improved.
【0037】ここで、反射モードの明状態で反射率が最
大となる液晶層5の位相差はλ/4であり、透過モード
の明状態で透過率が最大となる液晶層5の位相差はλ/
2であることから、反射モードとして用いる領域の液晶
層と透過モードとして用いる領域の液晶層の厚みが等し
い場合には、反射モードとして用いる領域の液晶層5の
位相差をλ/4、透過モードとして用いる領域の液晶層
5の位相差をλ/2という位相差を同時に満たすことは
できない。Here, the phase difference of the liquid crystal layer 5 having the maximum reflectance in the bright state of the reflection mode is λ / 4, and the phase difference of the liquid crystal layer 5 having the maximum transmittance in the bright state of the transmission mode is λ /
Therefore, when the liquid crystal layer in the region used as the reflection mode and the liquid crystal layer in the region used as the transmission mode have the same thickness, the phase difference between the liquid crystal layer 5 in the region used as the reflection mode is λ / 4 and the transmission mode is The retardation of the liquid crystal layer 5 in the region used as can not simultaneously satisfy the retardation of λ / 2.
【0038】つまり、反射モードとして用いる領域の液
晶層5の位相差が0からλ/4に変化することで階調表
示を行なう場合は、透過モードとして用いる領域の液晶
層5の位相差も0からλ/4までしか変化しないため
に、透過モードは効率良く光を利用することができな
い。That is, when gradation display is performed by changing the phase difference of the liquid crystal layer 5 in the region used as the reflection mode from 0 to λ / 4, the phase difference of the liquid crystal layer 5 in the region used as the transmission mode is also 0. To λ / 4, the transmission mode cannot use light efficiently.
【0039】よって、反射モードとして用いる領域の液
晶層と透過モードとして用いる領域の液晶層の厚みを変
えるか、反射モードとして用いる領域の液晶層と透過モ
ードとして用いる領域の液晶層に印加する電圧を変える
ことで、反射モード、透過モード共に効率良く光を利用
することができる。ここで、反射モードとして用いる領
域の液晶層と透過モードとして用いる領域の液晶層の厚
みを変える際に、透過モードとして用いる領域の液晶層
の厚みを反射モードとして用いる領域の液晶層の厚みの
2倍にすると、反射モードとして用いる領域の液晶層5
の位相差をλ/4、透過モードとして用いる領域の液晶
層5の位相差をλ/2という位相差を同時に満たすこと
ができる。また、透過モードとして用いる領域の液晶層
の厚みを反射モードとして用いる領域の液晶層の厚みの
2倍にしなくても、透過モードとして用いる領域の液晶
層の厚みを反射モードとして用いる領域の液晶層の厚み
の2倍を超えない範囲で、透過モードとして用いる領域
の液晶層の厚みを反射モードとして用いる領域の液晶層
の厚みより大きくすることで、光の利用効率は向上す
る。Therefore, the thickness of the liquid crystal layer in the region used as the reflection mode and the thickness of the liquid crystal layer in the region used as the transmission mode are changed, or the voltage applied to the liquid crystal layer in the region used as the reflection mode and the liquid crystal layer in the region used as the transmission mode is changed. By changing it, light can be efficiently used in both the reflection mode and the transmission mode. Here, when changing the thickness of the liquid crystal layer in the region used as the reflection mode and the thickness of the liquid crystal layer in the region used as the transmission mode, the thickness of the liquid crystal layer in the region used as the transmission mode is set to 2 of the thickness of the liquid crystal layer in the region used as the reflection mode. When doubled, the liquid crystal layer 5 in the region used as the reflection mode
It is possible to simultaneously satisfy the retardation of λ / 4 and the retardation of the liquid crystal layer 5 in the region used as the transmission mode of λ / 2. Even if the thickness of the liquid crystal layer in the region used as the transmission mode is not twice the thickness of the liquid crystal layer in the region used as the reflection mode, the thickness of the liquid crystal layer in the region used as the transmission mode is used as the reflection mode. The light utilization efficiency is improved by making the thickness of the liquid crystal layer in the region used as the transmission mode larger than the thickness of the liquid crystal layer in the region used as the reflection mode within a range not exceeding twice the thickness.
【0040】ここで、λ/4板7、10を構成する複屈
折性材料の常光及び異常光の両者に対する屈折率は波長
に強く依存しているため、特定の厚さの波長板内で蓄積
された位相遅れもまた波長に依存する。つまり、λ/4
の位相遅れを入射光の直線偏光面に与えるには、波長を
特定した単波長の光線を入射させた場合のみに完全に達
成できる。よって、λ/4板7、10を構成する複屈折
性材料の屈折率異方性の波長依存性により、λ/4の位
相遅れが達成できない波長域で偏光板6で遮光されずに
透過する光が発生し、暗表示に色づきが生じるが、λ/
4板10の遅相軸はλ/4板7の遅相軸と直交するよう
に、また偏光板6の透過軸は偏光板9の透過軸に対して
直交するように設定することで、透過モードにおいて、
λ/4板10の屈折率異方性の波長依存性を、λ/4板
7の屈折率異方性の波長依存性で相殺することができ、
波長帯全域でλ/4条件を満たすようになる。このため
暗表示の色づきを改善できる。Since the refractive index of the birefringent material forming the λ / 4 plates 7 and 10 for both ordinary light and extraordinary light strongly depends on the wavelength, it is accumulated in the wave plate having a specific thickness. The phase delay introduced is also wavelength dependent. That is, λ / 4
The phase delay of (1) can be completely achieved only when a single wavelength light beam with a specified wavelength is incident. Therefore, due to the wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the birefringent material forming the λ / 4 plates 7 and 10, the light is transmitted without being shielded by the polarizing plate 6 in the wavelength region where the phase delay of λ / 4 cannot be achieved. Light is generated and dark display is colored, but λ /
By setting the slow axis of the four plate 10 to be orthogonal to the slow axis of the λ / 4 plate 7 and the transmission axis of the polarizing plate 6 to be orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate 9, In mode,
The wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the λ / 4 plate 10 can be canceled by the wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the λ / 4 plate 7.
The λ / 4 condition is satisfied in the entire wavelength band. Therefore, coloring of dark display can be improved.
【0041】さらに、液晶層5の視角特性を改善させる
ため、偏光板6と液晶層5の間と偏光板9と液晶層5の
間の少なくとも一方に、別の位相差板を設置させること
で、広い視角範囲で良好な表示が実現される。Further, in order to improve the viewing angle characteristics of the liquid crystal layer 5, another retardation plate is provided on at least one of the polarizing plate 6 and the liquid crystal layer 5 and between the polarizing plate 9 and the liquid crystal layer 5. Good display is realized in a wide viewing angle range.
【0042】また、実施形態1では液晶層5に垂直配向
性液晶を用いているが、基板表面近傍の液晶分子の配向
が基板面の垂直方向に対してある程度のティルト角を持
つ場合には、液晶層5に電圧無印加時でも完全にリタデ
ーションは0にはならないため、その分を補償するため
λ/4板7を代えて位相差板のリタデーションを調整す
ればより良好な暗表示が得られる。In the first embodiment, the liquid crystal layer 5 is made of vertical alignment liquid crystal. However, when the alignment of liquid crystal molecules near the substrate surface has a certain tilt angle with respect to the vertical direction of the substrate surface, Even when no voltage is applied to the liquid crystal layer 5, the retardation does not completely become 0. Therefore, if the retardation of the retardation plate is adjusted by replacing the λ / 4 plate 7 in order to compensate for that, a better dark display can be obtained. .
【0043】液晶分子が概ね基板面の垂直方向に向いて
いる状態の液晶層において、反射モードではαのリター
デーションが残存している場合、λ/4板7に代えて、
(λ/4−α)のリターデーションをもつ位相差板を配
置すればよい。In the liquid crystal layer in which the liquid crystal molecules are oriented substantially in the direction perpendicular to the substrate surface, when the retardation of α remains in the reflection mode, instead of the λ / 4 plate 7,
A retardation plate having a retardation of (λ / 4−α) may be arranged.
【0044】反射モードでは、液晶層には、円偏光から
液晶層の残存しているリターデーション分ずれた楕円偏
光が入射する。液晶層を通過し、反射機能を有する領域
で円偏光となり、反射して回転方向が逆転した円偏光と
なる。液晶層を通過して液晶層から出射するとき、円偏
光からずれた楕円偏光となる。このときの楕円偏光は、
入射時位相が90度ずれた状態にある。位相差板を通過
すると偏光板6の透過軸と直交する直線偏光となる。In the reflection mode, elliptically polarized light, which is deviated from the circularly polarized light by the amount of the retardation remaining in the liquid crystal layer, is incident on the liquid crystal layer. The light passes through the liquid crystal layer and becomes circularly polarized light in a region having a reflection function, and is reflected to become circularly polarized light with its rotation direction reversed. When the light passes through the liquid crystal layer and exits from the liquid crystal layer, it becomes elliptically polarized light deviated from circularly polarized light. The elliptically polarized light at this time is
At the time of incidence, the phase is shifted by 90 degrees. When it passes through the retardation plate, it becomes linearly polarized light which is orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate 6.
【0045】反射用絵素電極が透過用絵素電極より大き
い場合など、反射型表示がメインとなる場合は透過モー
ドの表示に用いているλ/4板10はそのままでもよ
い。従って、液晶分子が基板面の垂直方向に向いている
状態の液晶層に残存するリターデーションが無視できな
い場合でも、そのリターデーションを考慮した位相差板
を配置することにより反射モードでコントラストの高い
表示が実現できる。If the reflective pixel electrode is larger than the transmissive pixel electrode, such as when the reflective pixel electrode is mainly used, the λ / 4 plate 10 used for the transmissive mode display may be left as it is. Therefore, even if the retardation remaining in the liquid crystal layer in the state where the liquid crystal molecules are oriented in the direction perpendicular to the substrate surface cannot be ignored, by arranging the retardation plate in consideration of the retardation, a high contrast display in the reflection mode can be obtained. Can be realized.
【0046】更に、液晶層に反射モードではα、透過モ
ードではβのリターデーションが残存している場合、λ
/4板7に代えて(λ/4−α)のリターデーションを
もつ位相差板、λ/4板10に代えて(λ/4−(β−
α))のリターデーションをもつ位相差板を配置すれば
よい。Furthermore, when the retardation of α in the reflection mode and β in the transmission mode remains in the liquid crystal layer, λ
In place of the / 4 plate 7, a retardation plate having a retardation of (λ / 4-α), and in place of the λ / 4 plate 10 (λ / 4- (β-
A retardation plate having a retardation of α)) may be arranged.
【0047】透過機能を有する領域の透過光で表示を行
う透過モードでは、液晶分子が基板面の垂直方向に向い
ている状態では、液晶層を出射したとき反射モードの出
射光と同じ状態の楕円偏光となるように上記(λ/4−
(β−α))のリターデーションをもつ位相差板が設定
され、その位相差を有した楕円偏光が上記(λ/4−
α)のリターデーションをもつ位相差板に入射するの
で、上記(λ/4−α)のリターデーションをもつ位相
差板を通過したとき、偏光板6の透過軸と直交する直線
偏光となり光漏れの少ない暗表示となる。In the transmissive mode in which display is performed by the transmitted light in the region having the transmissive function, when the liquid crystal molecules are oriented in the direction perpendicular to the substrate surface, when the liquid crystal layer is emitted, an ellipse in the same state as the emitted light in the reflective mode is emitted. The above (λ / 4-
A retardation plate having a retardation of (β−α) is set, and the elliptically polarized light having the retardation is (λ / 4−).
Since the light enters the retardation plate having the retardation of α), when it passes through the retardation plate having the retardation of (λ / 4-α), it becomes a linearly polarized light orthogonal to the transmission axis of the polarizing plate 6 and leaks light. There is little dark display.
【0048】従って、液晶分子が基板面の垂直方向に向
いている状態の液晶層に残存するリターデーションが無
視できない場合でも、そのリターデーションを考慮した
位相差板を配置することにより反射モードでコントラス
トの高い表示が実現できる。Therefore, even if the retardation remaining in the liquid crystal layer in the state where the liquid crystal molecules are oriented in the direction perpendicular to the substrate surface cannot be ignored, the retardation plate is arranged in consideration of the retardation to provide contrast in the reflection mode. High display can be realized.
【0049】また、実施形態1では液晶層5に垂直配向
性液晶を用いているが、平行配向性液晶を用いても同様
の原理で表示が可能である。但し、平行配向性液晶を用
いると電圧印加につれて液晶層5のリタデーションが小
さくなるが、電圧印加時に基板近傍以外の液晶分子が概
ね基板面の垂直方向に向いている状態でも、基板近傍の
液晶分子は電界によりほとんど動かないため、基板近傍
の液晶分子による残留リタデーションが生じる。そのた
め、垂直配向性液晶を用いた場合よりも平行配向性液晶
を用いると残留リタデーションの影響分、暗表示時に光
もれが発生し黒レベルが浮きコントラスト低下が発生す
る。そのため、平行配向性液晶を用いて垂直配向性液晶
同様の黒レベルを表示するには、残留リタデーションを
補償するように上下基板それぞれの近傍の液晶分子によ
る残留リタデーションを打ち消すように上下基板に液晶
分子を配向させるか、位相差板を追加する必要が有る。Further, although the vertical alignment liquid crystal is used for the liquid crystal layer 5 in the first embodiment, it is possible to display on the same principle by using the parallel alignment liquid crystal. However, when the parallel alignment liquid crystal is used, the retardation of the liquid crystal layer 5 becomes smaller as the voltage is applied. However, even when the liquid crystal molecules other than the vicinity of the substrate are oriented substantially in the vertical direction of the substrate surface when the voltage is applied, the liquid crystal molecules near the substrate are Since it hardly moves due to an electric field, residual retardation occurs due to liquid crystal molecules near the substrate. Therefore, when the parallel alignment liquid crystal is used as compared with the case where the vertical alignment liquid crystal is used, light leakage occurs at the time of dark display due to the effect of residual retardation, the black level floats, and the contrast lowers. Therefore, in order to display a black level similar to that of a vertically aligned liquid crystal using a parallel aligned liquid crystal, the liquid crystal molecules on the upper and lower substrates are set so as to cancel the residual retardation due to the liquid crystal molecules near the upper and lower substrates, respectively, so as to compensate the residual retardation. It is necessary to orient or to add a retardation plate.
【0050】[0050]
【発明の効果】本発明によれば、第1の位相差板と第2
の位相差板の遅相軸を直交させることで、第1の位相差
板の屈折率異方性の波長依存性を、第2の位相差板の屈
折率異方性の波長依存性で相殺することができ、光の波
長帯全域でλ/4条件を満たすようになり、反射機能と
透過機能を有する液晶表示装置において、透過モードで
も暗表示の色づきを改善できる。According to the present invention, the first retardation plate and the second retardation plate
The wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the first retardation plate is offset by the wavelength dependence of the refractive index anisotropy of the second retardation plate by orthogonalizing the slow axes of the phase retardation plates. Therefore, the λ / 4 condition is satisfied in the entire wavelength band of light, and in the liquid crystal display device having the reflection function and the transmission function, the coloring of dark display can be improved even in the transmission mode.
【0051】また、液晶層に負の誘電率異方性を有する
垂直配向液晶材料を用いることで、液晶層のリターデシ
ョンがほぼ0である状態が実現されるので、暗状態がよ
り暗くなるので、コントラストが高くなる。[0051] Further, by using a vertical alignment liquid crystal material having negative dielectric anisotropy liquid crystal layer, and the state Ritadeshon of the liquid crystal layer is substantially 0 is achieved, since the dark state becomes darker , The contrast becomes higher.
【0052】また、ノーマリブラック(以下NBとい
う)ではセルギャップ変化によるコントラスト比の変化
はほとんど発生せず、生産性の点でセルギャップ制御に
対するある程度の余裕がとれる。[0052] In addition, changes in the contrast ratio due to no (hereinafter referred to as NB) Mali black in the cell gap change hardly occurs, some margin can be taken for the cell gap control in terms of productivity.
【図1】本発明の実施形態1の液晶表示装置の断面模式
図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施形態1及び実施形態2の液晶表示
装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the liquid crystal display device according to the first and second embodiments of the present invention.
【図3】本発明の実施形態1の液晶表示装置の反射領域
での光の透過状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a light transmission state in a reflective region of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施形態1の液晶表示装置の透過領域
での光の透過状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a light transmission state in a transmission region of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
【図5】黒表示を行うときの光の波長と透過率の関係を
示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance when performing black display.
1、2 基板 3 反射電極 4 対向電極 5 液晶層 6、9 偏光板 7、10 λ/4板 8 透明電極 1, 2 substrate 3 Reflective electrode 4 Counter electrode 5 Liquid crystal layer 6, 9 Polarizer 7, 10 λ / 4 plate 8 transparent electrodes
フロントページの続き (72)発明者 吉村 洋二 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 片山 幹雄 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 石井 裕 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 国際公開99/040480(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1335 Front page continuation (72) Inventor Yoji Yoshimura 22-22 Nagaikecho, Naganocho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Sharp Corporation (72) Inventor Mikio Katayama 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture (72) ) Inventor Hiroshi Ishii 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka (56) References International Publication 99/040480 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) ) G02F 1/1335
Claims (2)
成された一方基板と対向電極が形成された他方基板を有
し、前記一方基板と前記他方基板の間に液晶層が挟持さ
れた液晶表示装置において、 前記一方基板の前記液晶層とは反対の面に設けられた第
1の偏光手段と、前記他方基板の前記液晶層とは反対の
面に設けられた第2の偏光手段と、前記第1の偏光手段
と前記液晶層との間に設けられた第1の位相差板と、前
記第2の偏光手段と前記液晶層との間に設けられた第2
の位相差板を有し、 前記第1の偏光手段の透過軸と前記第2の偏光手段の透
過軸が直交し、かつ、前記第1の位相差板の遅相軸と前
記第2の位相差板の遅相軸とが直交しており、 前記液晶層が負の誘電率異方性を有する垂直配向液晶材
料である ことを特徴とする液晶表示装置。1. A liquid crystal having one substrate in which a region having a reflection function and a transmission function is formed and another substrate in which a counter electrode is formed, and a liquid crystal layer sandwiched between the one substrate and the other substrate. In the display device, a first polarization unit provided on a surface of the one substrate opposite to the liquid crystal layer, and a second polarization unit provided on a surface of the other substrate opposite to the liquid crystal layer, A first retardation plate provided between the first polarizing means and the liquid crystal layer, and a second retardation plate provided between the second polarizing means and the liquid crystal layer.
The retardation plate of the first polarizing means and the transmission axis of the second polarizing means are orthogonal to each other, and the slow axis of the first retardation plate and the second position Vertically aligned liquid crystal material in which the slow axis of the phase difference plate is orthogonal to each other and the liquid crystal layer has negative dielectric anisotropy
Liquid crystal display device characterized by being a fee .
表示モードとすることを特徴とする請求項1に記載の液
晶表示装置。2. A liquid crystal display device according to claim 1, characterized in that a display mode of a normally black liquid crystal display device.
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