反射型液晶显示装置 本发明涉及反射型液晶显示装置。
随着手提电话、PHS、PDA(便携式信息终端)等信息通信设备的迅速普及，不论任何场所及时间都能轻松地存取信息及进行发送的基本设备正在完善。由于其前提是移动使用，这些设备要求薄、轻、显示部电耗低。现在，液晶显示装置为其主要部分，而其中不需要背光的反射型液晶显示装置正在成为主流。
已有的反射型彩色液晶显示装置基本上是由具备彩色滤色片的液晶单元和夹着该液晶单元配置的两片偏光片构成。彩色滤色片设在液晶单元一边的基板上，在基板上形成彩色滤色片，再在其上形成透明电极。在这一液晶单元上加电压，使液晶分子的取向状态发生变化，使各彩色滤色片的光透射率发生改变，进行彩色显示。但是，1片偏光片的透射率最多不过45％左右，若使用两片偏光片，则光线4次通过偏光片才出射，显示变得非常暗。
因此，为了使显示明亮，提出了只使用液晶单元上侧基板一侧的1片偏光片、用1片偏光片与反射片夹着液晶单元的结构(例如日本专利特开平7-146469号公报、特开平7-84252号公报)。这种情况下由于光线只通过偏光片两次，光的损失大大减小，可以得到明亮的显示。
但是，已有的使用1片偏光片的反射型液晶显示装置，特别是在使用彩色滤色片进行彩色显示的情况下存在下面的问题，即黑白显示即使没有色彩，中间色调也带有颜色，特别是在中间色调显出红色，有发暗的感觉，色彩再现区域减少，不能充分显示彩色滤色片规定地本来的颜色。
本发明鉴于这种情况，目的在于提供无着色，能够显示本来的彩色的反射型液晶显示装置。
为了实现上述目的，本发明的反射型液晶显示装置中，其形成反射电极的第1基板与形成透明电极的第2基板配置成使所述反射电极与所述透明电极相对，在所述第1与第2基板之间夹着液晶层，所述第2基板一侧配置着偏光片，在这一偏光片与所述第2基板之间插入相位差片，所述偏光片的吸收轴方向与最靠近所述第2基板的液晶分子的长轴方向不平行，其特征在于，在用Yxy色度图表示相应于加在所述液晶层上的电压而变化的反射光的色度时，表示所述反射光的x及y值满足x-y≤0的关系，并且x、y分别处于0.23≤x≤0.35,0.23≤y≤0.37的范围内。采取这样的结构，反射光的色度变化小，色度x、y存在于略微带蓝色到白色(无色形)一侧的区域，因此可以做成按目视评价的水平没有着色感的反射型液晶显示装置。
又，本发明液晶显示装置的另一种结构，形成反射电极的第1基板与形成透明电极的第2基板配置成使所述反射电极与所述透明电极相对，所述第1与第2基板之间夹着液晶层，所述第2基板一侧配置偏光片，这种反射型液晶显示装置的特征在于，在用Yxy色度图表示相应于加在所述液晶层上的电压而变化的反射光的色度时，表示所述反射光的x、y值满足x-y≤0的关系，并且x、y分别处于0.23≤x≤0.35,0.23≤y≤0.37的范围内。这样的结构也与上述结构一样，反射光的色度变化小，色度x、y存在于从略微带蓝到白(元色彩)色一侧的区域，因此可以做成按目视评价的水平没有着色感的反射型液晶显示装置。
在本发明的反射型液晶显示装置中，在用Yxy色度图的Y表示所述反射光的反射率时，将相应于所述电压而变化的Y八等分，从低的一方起依序记为Y1～Y8，则在所述Y处于Y1的范围时，表示所述反射光的x、y值分别处于0.23≤x≤0.32，0.23≤y≤0.30的范围内，并且在所述Y处于Y8的范围时表示所述反射光的x、y值最好是分别处于0.28≤x≤0.35,0.28≤y≤0.37的范围内。采取这一理想的例子，在显示光为黑或白或与其相近的状态下能够实现无色彩化。
在本发明的反射型液晶显示装置中，在用Yxy色度图的Y表示所述反射光的反射率时，将相应于所述电压而变化的Y八等分，从低的一方起依序记为Y1～Y8，则在所述Y处于Y2～Y7的范围时，表示所述反射光的x、y值最好是分别处于0.25≤x≤0.34及0.26≤y≤0.35的范围内。采用这样的理想的例子，在显示光处于中间色调的状态时，能够实现无色彩化。
又，在本发明的反射型液晶显示装置中，由于对反射光的色度变化作了规定，再采取在上述第2基板一侧具备彩色滤色片的反射型液晶显示装置，也就成了能显示用彩色滤色片规定的本来的颜色的反射型彩色液晶显示装置。
还有，所述反射型液晶显示装置，从确保显示亮度的观点出发，基本上如前所述，是使用只在所述第2基板一侧具备偏光片而在上述第1基板一侧不具备偏光片的形态得到的装置。
图1是本发明的反射型液晶显示装置的例子的剖面图。
图2表示图1所示的反射型液晶显示装置的光学结构的例子。
图3是表示图1所示的反射型液晶显示装置的反射光色变化例子的俯视图。
图4是本发明的反射型液晶显示装置的另一例子的剖面图。
图5是图2所示的反射型液晶显示装置的光学结构的例子。
图6是表示图2所示的反射型液晶显示装置的反射光色变化例子的俯视图。
下面参照附图对本发明的实施形态加以说明。
第1实施形态
图1是本发明第1实施形态的反射型液晶显示装置的剖面图。在图1中，11是使外来光线向1个方向偏振的偏光片，12是使偏振的光的相位改变的相位差板，13是使光散射的散射板，14～18是液晶单元的结构要素，14a是上侧玻璃基板，15是红、绿、蓝的彩色滤色片，16是透明电极，17是液晶层，18是反射电极，14b是下侧玻璃基板。
图2是本发明第1实施形态的反射型液晶显示装置在俯视时的光学结构图。在图2中，21是使外来光向1个方向偏振的偏光片，21a是偏光片的吸收轴方向，21b是偏光片的吸收轴与基准线所成的角度，22是使偏振的光线的相位发生变化的相位差板，22a是相位差板的滞相轴方向，22b是相位差板的滞相轴与基准线所成的角度，27是液晶层，27a是上侧玻璃基板抛光轴(rubbing axis)方向(最接近上侧基板的液晶分子的长轴方向)，27b是下侧玻璃基板抛光轴方向，27c是上侧玻璃基板抛光轴方向与基准线29构成的角度，27d是液晶的扭曲角度。又，29是在基板面内一定方向上确定的基准线。
图3采用的是从图1所示的结构中除去彩色滤色片15的结构，是在具有图2所示的光学结构的反射型液晶显示装置的液晶层上加电压时用Yxy色度图表示的反射光的色度变化。这时，在图2中，如下表所示，设定偏光片、相位差板、液晶层的角度及延迟(retardation)，实际加电压测定反射光的色度变化，得到图3的结果。
表1 Δn·d (nm) 角度 大小 图2符号偏光片相位差板液晶层 180 318 440 146.5° 21b 143.5° 22b 58.5° 27c 63.0° 27d偏光片相位差板液晶层 180 510 440 141.5° 21b 150.5° 22b 58.5° 27c 63.0° 27d
这里，Δn是各板或层的双折射率，d是各板或层的厚度。
结果，不规定反射光的色度变化的已有的结构，如图3所示在显示黑色时如果色度x=0.22、y=0.25则带蓝色，实际上即使按照目视评价也难以达到实际使用的水平。另一方面，规定反射光的色度变化的本发明的结构，色度x、y值满足x-y≤0的关系，并且分别处于0.23≤x≤0.35,0.23≤y≤0.3.7的范围内。并且在进行该测定时使用C光源为光源。
而且，在对液晶层加电压时，用Yxy色度图的Y表示反射率时把Y的变化八等分，从反射率低的一方起依序记作为Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8。具体地说，在将标准白板作为Y=100％时，本发明的液晶显示装置的最大反射率为Y=16％，因此0％≤Y1≤2％,2％≤Y2≤4％,4％≤Y36％,6％≤Y4≤8％,8％≤Y5≤10％,10％≤Y6≤12％,12％≤Y7≤14％,14％≤Y8≤16％。
这时，反射率Y在Y1范围内，Yxy色度图的x、y分别满足0.23≤x≤0.32,0.23≤y≤0.30，反射率Y在Y8范围内，则x、y分别满足0.28≤x≤0.35,0.28≤y≤0.37，反射光在黑和白的状态下没有色彩。
又，反射率Y在Y2≤Y≤Y7范围内时，x、y分别满足0.25≤x≤0.34,0.26≤y≤0.35，反射光即使是中间色调也是无色彩的。
又，虽然不是特别限定，但是对于上述图1的结构，最好是Δn·d为200～1500左右。而偏光片的吸收轴和相位差板的滞后轴与基准线构成的角度最好是0°～180°的范围内根据Δn·d的值确定。
采用上面所述方法，色度x、y的变化小，色度x、y处于无色彩范围，又实际目视评价表明，可以得到不附带色彩的反射型液晶显示装置。在这种反射型液晶显示装置中使用彩色滤色片，如果用彩色显示，则可以得到本来的以彩色滤色片规定的色显示。
还有，本实施例中，将扭曲角度定为63度，但是发明的效果不限于此，在扭曲角度从0度到90度的TN(扭曲向列型)液晶和扭曲角度从180度到270度的STN(超扭曲向列型)液晶的情况下也能得到同样的效果。
第2实施形态
图4是本发明第2实施形态的反射型液晶显示装置的剖面图。在图4中，41是使外来光线向1个方向偏振的偏光片，43是使光线散射的散射板，44～48是液晶单元的结构要素，44a是上侧玻璃基板，45是红、绿、蓝的彩色滤色片，46是透明电极，47是液晶层，48是反射电极，44b是下侧玻璃基板。
图5是本发明第2实施形态的反射型液晶显示装置俯视时的光学结构图。在图4中，51是使外来光向1个方向偏振的偏光片，51a是偏光片的吸收轴方向，51b是偏光片的吸收轴与基准线所成的角度，57是液晶层，57a是上侧玻璃基板抛光轴方向(最靠近上侧基板的液晶分子的长轴方向)，57b是下侧玻璃基板抛光轴方向，57c是上侧玻璃基板抛光轴方向与基准线所成的角度，57d是液晶的扭曲角度。又，59是在基板面内一定方向上确定的基准线。
图6采用的是从图4所示的结构中除去彩色滤色片45的结构，是在具有图4所示的光学结构的反射型液晶显示装置的液晶层上加电压时的反射光的角度变化。这时，在图5中，如下表所示设定偏光片、液晶层的角度及延迟(retardation)，实际施加电压测定反射光的色度变化，得出图6的结果。
表2 Δn·d (nm) 角度 大小 图5符号偏光片液晶层 180 430 58.5° 51b 58.5° 57c 63.0° 57d
这里与表1一样，Δn为各板或层的双折射率，d是各板或层的厚度。
其结果是，对反射光的色度变化作了规定的本发明的结构，色度x、y的值满足x-y≤0的关系，并且分别处于0.23≤x≤0.35,0.23≤y≤0.3.7的范围内。还有，在进行这一测定时以C光源为光源。
再者，在对液晶层加电压时，用Yxy色度图的Y表示反射率时，将该Y的变化八等分，从反射率低的一边起依序记为Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8。具体地说，在以标准白板作为Y=100％时，本发明的液晶显示装置的最大反射率为Y=16％，因此0％≤Y1≤2％,2％≤Y2≤4％,4％≤Y3≤6％,6％≤Y4≤8％,8％≤Y5≤10％,10％≤Y6≤12％,12％≤Y7≤14％,14％≤Y8≤16％。
这时，当反射率Y在Y1范围内，Yxy色度图的x、y分别满足0.23≤x≤0.32,0.23≤y≤0.30，当反射率Y在Y6范围内，则x、y分别满足0.28≤x≤0.35,0.28≤y≤0.37，反射光为黑和白的状态，没有色彩。
又，反射率Y在Y2≤Y≤Y7范围内时，x、y分别满足0.25≤x≤0.34,0.26≤y≤0.35，反射光即使是中间色调也是无色彩的。
又，虽然不是特别限定，但上述图4的结构，最好Δn·d为200～1500左右。又，偏光片的吸收轴和相位差板的滞后轴与基准线所成的角度为0°～180°的范围，最好根据Δn·d的值决定。
采用上述所述的方法，色度x、y变化小，色度x、y处于无色彩范围，而且实际上根据目视评价表明，可以得到不带色彩的反射型液晶显示装置。将彩色滤色片使用于这种反射型液晶显示装置，用彩色显示则可以得到本来的用彩色滤色片规定的颜色显示。
还有，在本实施形态中，扭曲角度取63度，但是发明的效果并非限于这一扭曲角度才能得到，在扭曲角度从0度到90度的TN液晶和扭曲角度从180度到270度的STN液晶也能得到同样的效果。
如上所述，采用本发明，形成反射电极的第1基板与形成透明电极的第2基板配置，使所述反射电极与所述透明电极相对，所述第1与第2基板间夹着液晶层，所述第2基板一侧配置着偏光片，该偏光片与上述第2基板之间插入相位差板，所述偏光片的吸收轴方向与最靠近所述第2基板的液晶分子的长轴方向不平行，在这样构成的反射型液晶显示装置中，或者，形成反射电极的第1基板与形成透明电极的第2基板配置成使所述反射电极与所述透明电极相对，所述第1与第2基板之间夹着液晶层，偏光片配置于所述第2基板一侧，在这样构成的反射型液晶显示装置中，在用Yxy色度图表示随着施加在所述液晶层上的电压而变化的反射光色度的情况下，借助于规定表示所述反射光的x、y值满足x-y≤0的关系，关且分别处于0.23≤x≤0.35，以及0.23≤y≤0.37的范围内，可以得到反射光的色度变化小、按目视评价水平没有着色感觉的反射型液晶显示装置。本发明的反射型液晶显示装置在作为具备彩色滤色片的反射型彩色液晶显示装置的情况下能够发挥其优异的特性，使得借助于彩色滤色片进行本来的色显示成为可能。