液晶显示装置和电子设备的制作方法

专利名称：液晶显示装置和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置和电子设备，特别是涉及在具备反射型与透射型两方的结构的半透射反射型的液晶显示装置中，可得到广视场角且高对比度的反射显示与透射显示的技术。
背景技术：
兼备反射型与透射型的显示方式的半透射反射型液晶显示装置通过根据周围的明亮度切换成反射模式或透射模式中的某种显示方式，既降低消耗电力又可以在周围昏暗的场合进行明了的显示。
作为这种半透射反射型的液晶显示装置，提出了具有液晶层夹持在透光性的上基板与下基板之间的构成，并且在下基板的内面上具备在例如铝等金属膜上形成透光用开口的反射膜，使该反射膜作为半透射反射膜发挥功能的液晶显示装置。在该场合，在反射模式下从上基板侧入射的外光在通过液晶层后被配置于下基板的内面的反射膜所反射，再通过液晶层从上基板侧供给显示。另一方面，在透射模式下从下基板侧入射的来自背光照明的光从在反射膜上所形成的开口通过液晶层后，可以从上基板侧对外部显示。因而，反射膜的开口所形成的区域是透射显示区，反射膜的未形成开口的区域是反射显示区(例如，参照专利文献1)。
此外，作为另一项现有技术，提出了改善液晶的视场角特性的垂直取向型液晶显示装置(例如，参照专利文献2)。
专利文献1特开平11-242226号公报(第61页，图1)专利文献2特开平5-113561号公报(第5页，图1)
历来的兼备反射型与透射型的显示方式的半透射反射型液晶显示装置，反射显示和透射显示全都视场角狭窄。这就在反射显示时不得不进行观察者侧(半透射反射型液晶显示装置的上侧)的偏振板与相位差板和入射光二次通过的反射显示区的液晶层的设计，在透射显示时不得不进行观察者侧(半透射反射型液晶显示装置的上侧)的偏振板与相位差板，照明机构侧(半透射反射型液晶显示装置的下侧)的偏振板与相位差板，入射光从照明机构一次通过的透射显示区的液晶层的设计。
因此，进行反射显示与透射显示全都广视场角且高对比度的设计是非常困难的。
此外，在搭载了历来的半透射反射型液晶显示装置的电子设备中，存在着视场角狭窄，可以辨别显示的范围有限这样的问题。

发明内容
因此，本发明的目的在于在具备反射型与透射型的两方的结构的半透射反射型的液晶显示装置中提供一种广视场角且高对比度的反射显示与透射显示。
此外，本发明的目的在于提供一种搭载了辨认性高的显示装置的电子设备。
为了解决上述课题，本发明的液晶显示装置，是液晶层夹持在第1基板与第2基板之间而成的液晶显示装置，其特征在于，一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，前述液晶层由对基板大致垂直地取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶组成，在前述第1基板的外侧依次配置第1相位差板、第1偏振板，在前述第2基板的外侧依次配置第2相位差板、第2偏振板、照明机构，前述第1相位差板与前述第2相位差板的至少某一方具有光学上的二轴性。
如果用上述构成，则靠第1偏振板、第1相位差板、垂直取向的液晶层可以实现高对比度的反射型的显示，靠第1偏振板、第1相位差板、垂直取向的液晶层、第2相位差板、第2偏振板可以实现高对比度的透射型的显示。进而，由于第1相位差板与第2相位差板的至少一方具有光学上的二轴性，所以补偿从斜方向观察时的垂直取向的液晶层的视角特性成为可能，可以实现广视场角的透射型显示。
本发明的液晶显示装置，是液晶层夹持在第1基板与第2基板之间而成的液晶显示装置，其特征在于，一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，前述液晶层由对基板大致垂直地取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶组成，在前述第1基板的外侧依次配置具有光学上的二轴性的第1相位差板、第1偏振板，在前述第2基板的外侧依次配置具有光学上的二轴性的第2相位差板、第2偏振板、照明机构。
如果用上述构成，则靠第1偏振板、第1相位差板、垂直取向的液晶层可以实现高对比度的反射型的显示，靠第1偏振板、第1相位差板、垂直取向的液晶层、第2相位差板、第2偏振板可以实现高对比度透射型的显示。进而，由于第1相位差板与第2相位差板具有光学上的二轴性，所以补偿从斜方向观察时的垂直取向的液晶层的视角特性成为可能，可以实现广视场角的反射型显示与透射型显示。
本发明的液晶显示装置，是液晶层夹持在第1基板与第2基板之间而成的液晶显示装置，其特征在于，一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，前述液晶层由对基板大致垂直地取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶组成，在前述第1基板的外侧依次配置具有光学上的二轴性的第1相位差板、第1偏振板，在前述第2基板的外侧依次配置具有光学上的负的一轴性的第3相位差板、具有光学上的正的一轴性的第4相位差板、第2偏振板、照明机构的构成。
此外，在液晶层夹持在第1基板与第2基板之间而成的液晶显示装置中，也可以取为一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，前述液晶层由对基板大致垂直地取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶组成，在前述第1基板的外侧依次配置具有光学上的二轴性的第1相位差板、第1偏振板，在前述第2基板的外侧依次配置具有光学上的正的一轴性的第4相位差板、第2偏振板、照明机构。
如果用上述构成，则靠第1偏振板、第1相位差板、垂直取向的液晶层可以实现高对比度的反射型的显示，靠第1偏振板、第1相位差板、垂直取向的液晶层、具有光学上的正的一轴性的第4相位差板、第2偏振板可以实现高对比度的透射型的显示。进而，由于第1相位差板具有光学上的二轴性，所以补偿从斜方向观察时的垂直取向的液晶层的视角特性成为可能，可以实现广视场角的反射型显示。
此外，除了二轴性的第1相位差板外，通过在具有光学上的正的一轴性的第4相位差板与液晶层之间配置具有光学上的负的一轴性的第3相位差板，补偿从斜方向观察时的垂直取向的液晶层的视角特性成为可能，可以实现广视场角的透射型显示。再者，把具有光学上的负的一轴性的第3相位差板的功能附加于具有光学上的二轴性的第1相位差板也是可能的。
本发明的液晶显示装置，是液晶层夹持在第1基板与第2基板之间而成的液晶显示装置，其特征在于，一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，前述液晶层由对基板大致垂直地取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶组成，在前述第1基板的外侧依次配置具有光学上的负的一轴性的第5相位差板、具有光学上的正的一轴性的第6相位差板、第1偏振板，在前述第2基板的外侧依次配置具有光学上的二轴性的第2相位差板、第2偏振板、照明机构。
此外，在液晶层夹持在第1基板与第2基板之间而成的液晶显示装置中，也可以取为一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，前述液晶层由对基板大致垂直地取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶组成，在前述第1基板的外侧依次配置具有光学上的正的一轴性的第6相位差板、第1偏振板，在前述第2基板的外侧依次配置具有光学上的二轴性的第2相位差板、第2偏振板、照明机构的构成。
如果用上述构成，则靠第1偏振板、具有光学上的正的一轴性的第6相位差板、垂直取向的液晶层可以实现高对比度的透射型的显示，靠第1偏振板、具有光学上的正的一轴性的第6相位差板、垂直取向的液晶层、具有光学上的二轴性的第2相位差板、第2偏振板可以实现高对比度的透射型的显示。进而，通过在具有光学上的正的一轴性的第6相位差板与液晶层之间配置具有光学上的负的一轴性的第5相位差板，补偿从斜方向观察时的液晶层的视角特性成为可能，可以实现广视场角的反射型显示。此外，除了具有光学上的负的一轴性的第5相位差板外，通过在液晶层与第2偏振板之间配置具有光学上的二轴性的第2相位差板，补偿从斜方向观察时的垂直取向的液晶层的视角特性成为可能，可以实现广视场角的透射型显示。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述反射显示区的液晶层厚小于前述透射显示区的液晶层厚。
如果用上述构成，则反射显示、透射显示全都可以实现明亮而高对比度的显示。在半透射反射型液晶显示装置中，例如如令液晶层的厚度为d，令液晶的折射率各向异性为Δn，令表达成这些之积的液晶的光程差(相位差)为Δnd，则进行反射显示的部分的液晶的光程差Δnd由于入射光两次通过液晶层到达观测者所以可以用2×Δnd来表示，但是进行透射显示的部分的液晶的光程差Δnd由于来自照明机构(背光照明)的光仅通过液晶层一次所以成为1×Δnd。通过反射显示区的液晶层厚小于透射显示区液晶层厚，由于反射区、透射区全都可以按Δnd优化，所以反射显示、透射显示全都可以实现明亮的高对比度的显示。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板与前述第2相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz1、nz2，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1、nx2，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1、ny2，令Z轴方向的厚度为d1、d2时，为nx1＞ny1＞nz1，nx2＞ny2＞nz2，前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1与前述第2相位差板的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2之和W1，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W1≤0.75×Rt。
如果用上述构成，则补偿从斜方向观察时的垂直取向的液晶层的视角特性成为可能，可以实现广视场角的透射型显示。通过把第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1与第2相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2取做本发明的范围，可以光学补偿透射区的垂直取向的液晶层的视角特性。第1相位差板和第2相位差板也可以用多张光学薄膜来构成。在该场合，多张薄膜的总和值满足本发明的范围就可以了。这里，作为液晶层的相位差值为Rt，在令液晶层的厚度为d、液晶层的折射率各向异性为Δn时，可以表达成这些之积Δn×d。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板与前述第3相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz1、nz3，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1、nx3，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1、ny3，令Z轴方向的厚度为d1、d3时，为nx1＞ny1＞nz1，nx3ny3＞nz3，前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1与前述第3相位差板的相位差值((nx3+ny3)/2-nz3)×d3之和W2，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W2≤0.75×Rt。
此外本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板、前述第3相位差板和前述第4相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz1、nz3、nz4，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1、nx3、nx4，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1、ny3、ny4，令Z轴方向的厚度为d1、d3、d4时，为nx1＞ny1＞nz1，nx3ny3＞nz3，nx4＞ny4nz4，前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1，前述第3相位差板的相位差值((nx3+ny3)/2-nz3)×d3，以及前述第4相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx4+ny4)/2-nz4)×d4之和W2，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W2≤0.75×Rt。
此外本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板与前述第4相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz1、nz4，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1、nx4，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1、ny4，令Z轴方向的厚度为d1、d4时，为nx1＞ny1＞nz1，nx4＞ny4nz4，前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1与前述第4相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx4+ny4)/2-nz4)×d4之和W2，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W2≤0.75×Rt。
如果用上述构成，则补偿从斜方向观察时的垂直取向的液晶层的视角特性成为可能，可以实现广视场角的透射型显示。通过把第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1与第3相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx3+ny3)/2-nz3)×d3取做本发明的范围，可以光学补偿透射区的垂直取向的液晶层的视角特性。进而通过把第4相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx4+ny4)/2-nz4)×d4加在本发明的范围，光学补偿透射区的垂直取向的液晶层的视角特性成为可能。再有，通过将第1相位差板的相位差值和第4相位差板的相位差值取在本发明的范围，光学补偿透射区域的垂直取向的液晶层的视角特性成为可能。第1相位差板也可以用多张光学薄膜来构成。第3相位差板也可以用多张光学薄膜来构成。在该场合，多张薄膜的总和值满足本发明的范围就可以了。这里，作为液晶层的相位差值Rt，在令液晶层的厚度为d、液晶层的折射率各向异性为Δn时，可以表达成这些之积Δn×d。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第2相位差板与前述第5相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz2、nz5，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx2、nx5，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny2、ny5，令Z轴方向的厚度为d2、d5时，为nx2＞ny2＞nz2，nx5ny5＞nz5，前述第2相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2与前述第5相位差板的相位差值((nx5+ny5)/2-nz5)×d5之和W3，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W3≤0.75×Rt。
此外本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第2相位差板、前述第5相位差板和前述第6相位差板，在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz2、nz5、nz6，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx2、nx5、nx6，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny2、ny5、ny6，令Z轴方向的厚度为d2、d5、d6时，为nx2＞ny2＞nz2，nx5ny5＞nz5，nx6＞ny6nz6，前述第2相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2、前述第5相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx5+ny5)/2-nz5)×d5以及前述第6相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx6+ny6)/2-nz6)×d6之和W3，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W3≤0.75×Rt。
此外本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第2相位差板与前述第6相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz2、nz6，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx2、nx6，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny2、ny6，令Z轴方向的厚度为d2、d6时，为nx2＞ny2＞nz2，nx6＞ny6nz6，前述第2相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2与前述第6相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx6+ny6)/2-nz6)×d6之和W3，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W3≤0.76×Rt。
如果用上述构成，则补偿从斜方向观察时的垂直取向的液晶层的视角特性成为可能，可以实现广视场角的透射型显示。通过把第2相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2与第5相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx5+ny5)/2-nz5)×d5取做本发明的范围，可以光学补偿透射区的垂直取向的液晶层的视角特性。进而通过把第6相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx6+ny6)/2-nz6)×d6加在本发明的范围，光学补偿透射区的垂直取向的液晶层的视角特性也是可能的。再有，通过将第2相位差板的相位差值与第6相位u差板的相位差值取作本发明的范围，光学补偿透射区域的垂直取向的液晶层的视角特性是可能的。第2相位差板也可以用多张光学薄膜来构成。第5相位差板也可以用多张光学薄膜来构成。在该场合，多张薄膜的总和值满足本发明的范围就可以了。这里，作为液晶层的相位差值Rt，在令液晶层的厚度为d、液晶层的折射率各向异性为Δn时，可以表达成这些之积Δn×d。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板与前述第2相位差板在把垂直于厚度方向(Z轴)的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1、nx2，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1、ny2(nx1＞ny1，nx2＞ny2＞)，令Z轴方向的厚度为d1、d2时，前述第1相位差板的X轴与前述第2相位差板的X轴处于正交关系，而且(nx1-ny1)×d1＝(nx2-ny2)×d2。
如果用上述构成，则液晶显示装置的面板面内(XY面)中的第1相位差板与第2相位差板引起的相位差值可以相互抵销，可以实现用第1偏振板与第2偏振板可以实现的限度的黑显示(第1偏振板的透射轴与第2偏振板的透射轴正交时)或白显示(第1偏振板的透射轴与第2偏振板的透射轴平行时)。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板与前述第4相位差板在把垂直于厚度方向(Z轴)的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1、nx4，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1、ny4(nx1＞ny1，nx4＞ny4＞)，令Z轴方向的厚度为d1、d4时，前述第1相位差板的X轴与前述第4相位差板的X轴处于正交关系，而且(nx1-ny1)×d1＝(nx4-ny4)×d4。
如果用上述构成，则液晶显示装置的面板面内(XY面)中的第1相位差板与第4相位差板引起的相位差值可以相互抵销，可以实现用第1偏振板与第2偏振板可以实现的限度的黑显示(第1偏振板的透射轴与第2偏振板的透射轴正交时)或白显示(第1偏振板的透射轴与第2偏振板的透射轴平行时)。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第2相位差板与前述第6相位差板在把垂直于厚度方向(Z轴)的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx2、nx6，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny2、ny6(nx2＞ny2，nx6＞ny6＞)，令Z轴方向的厚度为d2、d6时，前述第2相位差板的X轴与前述第6相位差板的X轴处于正交关系，而且(nx2-ny2)×d2＝(nx6-ny6)×d6。
如果用上述构成，则液晶显示装置的面板面内(XY面)中的第2相位差板与第6相位差板引起的相位差值可以相互抵销，可以实现用第1偏振板与第2偏振板可以实现的限度的黑显示(第1偏振板的透射轴与第2偏振板的透射轴正交时)或白显示(第1偏振板的透射轴与第2偏振板的透射轴平行时)。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板与前述第2相位差板为100nm≤(nx1-ny1)×d1＝(nx2-ny2)×d2≤160nm。
如果用上述构成，则靠第1偏振板与第1相位差板可以造成圆或椭圆偏振光，靠第2偏振板与第2相位差板可以造成圆或椭圆偏振光。借此，用圆或椭圆偏振光液晶显示装置的切换成为可能，可以实现高对比度的反射显示和透射显示。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板与前述第4相位差板为100nm≤(nx1-ny1)×d1＝(nx4-ny4)×d4≤160nm。
如果用上述构成，则靠第1偏振板与第1相位差板可以造成圆或椭圆偏振光，靠第2偏振板与第4相位差板可以造成圆或椭圆偏振光。借此，用圆或椭圆偏振光液晶显示装置的切换成为可能，可以实现高对比度的反射显示和透射显示。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第2相位差板与前述第6相位差板为100nm≤(nx2-ny2)×d2＝(nx6-ny6)×d6≤160nm。
如果用上述构成，则靠第1偏振板与第6相位差板可以造成圆或椭圆偏振光，靠第2偏振板与第2相位差板可以造成圆或椭圆偏振光。借此，用圆或椭圆偏振光液晶显示装置的切换成为可能，可以实现高对比度的反射显示和透射显示。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板、前述第2相位差板、前述第4相位差板、前述第6相位差板当中，至少一个450nm中的面内相位差值R(450)与590nm中的面内相位差值R(590)之比R(450)/R(590)小于1。
如果用上述构成，则由于通过把前述相位差板与第1偏振板或第2偏振板组合，可以实现波长分散的小的宽带宽的圆偏振光，所以可以实现高对比度，且不呈现不需要的着色的反射显示和透射显示。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1偏振板的透射轴与前述第2偏振板的透射轴处于正交关系。
如果用上述构成，则靠第1偏振板与第2偏振板可以实现能够实现的最佳黑显示。借此，可以实现高对比度的透射显示。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1与前述第2相位差板的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2大致相等。
如果用上述构成，则可以靠光学上呈现二轴性的第1相位差板进行从斜方向观察反射区中的液晶层时的视角补偿，靠光学上呈现二轴性的第1相位差板与第2相位差板进行从斜方向观察透射区中的液晶层时的视角补偿。由于在反射区中光两次通过液晶层，在透射区中光仅通过液晶层一次，所以透射区的液晶层厚成为反射区的大致两倍。因此，第1相位差板的相位差值与第2相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值大致相等就有必要了。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1与前述第3相位差板的相位差值((nx3+ny3)/2-nz3)×d3大致相等。
如果用上述构成，则可以靠光学上呈现二轴性的第1相位差板进行从斜方向观察反射区中的液晶层时的视角补偿，靠光学上呈现二轴性的第1相位差板与光学上呈现负的一轴性的第3相位差板进行从斜方向观察透射区中的液晶层时的视角补偿。由于在反射区中光两次通过液晶层，在透射区中光仅通过液晶层一次，所以透射区的液晶层厚成为反射区的大致两倍。因此，第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值与第3相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值大致相等就有必要了。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第5相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx5+ny5)/2-nz5)×d5与前述第2相位差板的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2大致相等。
如果用上述构成，则可以靠光学上呈现负的一轴性的第5相位差板进行从斜方向观察反射区中的液晶层时的视角补偿，靠光学上呈现负的一轴性的第5相位差板与光学上呈现二轴性的第2相位差板进行从斜方向观察透射区中的液晶层时的视角补偿。由于在反射区中光两次通过液晶层，在透射区中光仅通过液晶层一次，所以透射区的液晶层厚成为反射区的大致两倍。因此，第5相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值与第2相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值大致相等就有必要了。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz1，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1，令Z轴方向的厚度为d1时，为nx1＞ny1＞nz1，前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1，如令前述反射区中的液晶层的相位差值为Rr，则为0.5×Rr≤((nx1+ny1)/2-nz1)×d1≤0.75×Rr。
如果用上述构成，则靠光学上呈现二轴性的第1相位差板可以进行从斜方向观察反射区中的液晶层时的视角补偿。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第5相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz5，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx5，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny5，令Z轴方向的厚度为d5时，为nx5ny5＞nz5，前述第5相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx5+ny5)/2-nz5)×d5，如令前述反射区中的液晶层的相位差值为Rr，则为0.5×Rr≤((nx5+ny5)/2-nz5)×d5≤0.75×Rr。
此外本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第5相位差板与前述第6相位差板，在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz5、nz6，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx5、nx6，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny5、ny6，令Z轴方向的厚度为d5、d6时，为nx5ny5＞nz5，nx6＞ny6nz6，前述第5相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx5+ny5)/2-nz5)×d5，与前述第6相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx6+ny6)/2-nz6)×d6之和W4，如令前述反射区中的液晶层的相位差值为Rr，则为0.5×Rr≤W4≤0.75×Rr。
如果用上述构成，则靠光学上呈现负的一轴性的第5相位差板可以进行从斜方向观察反射区中的液晶层时的视角补偿。进而通过增加光学上呈现正的一轴性的第6相位差板，可以进行从斜方向观察反射区中的液晶层时的视角补偿。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中在前述反射显示区形成能够反射入射的光的反射层。
如果用上述构成，则由于靠反射层反射外光成为可能，所以可以实现反射显示。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述反射层具有能够漫反射入射的光的凹凸形状。
如果用上述构成，则由于入射光被具有凹凸形状的反射层漫反射，所以可以以广视场角观察反射显示。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第1相位差板与前述第2相位差板的X轴方向相互处于正交关系，而且前述第1相位差板与前述第2相位差板的X轴方向与第1偏振板的透射轴和第2偏振板的透射轴大致成45°角度。
如果用上述构成，则液晶显示装置的面板面内(XY面)中的第1相位差板与第2相位差板引起的相位差值可以相互抵销，用第1偏振板与第2偏振板可以实现能够实现的限度黑显示。此外，靠第1偏振板与第1相位差板，第2偏振板与第2相位差板可以造成圆偏振光。借此，用圆偏振光的液晶显示装置的切换成为可能，可以实现明亮而高对比度的反射显示和透射显示。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，第1相位差板与前述第4相位差板的X轴方向相互处于正交关系，而且前述第1相位差板与前述第4相位差板的X轴方向与第1偏振板的透射轴和第2偏振板的透射轴大致成45°角度。
如果用上述构成，则液晶显示装置的面板面内(XY面)中的第1相位差板与第4相位差板引起的相位差值可以相互抵销，用第1偏振板与第2偏振板可以实现能够实现的限度的黑显示。此外，靠第1偏振板与第1相位差板，第2偏振板与第4相位差板可以造成圆偏振光。借此，用圆偏振光的液晶显示装置的切换成为可能，可以实现明亮而高对比度的反射显示和透射显示。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中前述第2相位差板与前述第6相位差板的X轴方向相互处于正交关系，而且前述第2相位差板与前述第6相位差板的X轴方向与第1偏振板的透射轴和第2偏振板的透射轴大致成45°角度。
如果用上述构成，则液晶显示装置的面板面内(XY面)中的第2相位差板与第6相位差板引起的相位差值可以相互抵销，用第1偏振板与第2偏振板可以实现能够实现的限度的黑显示。此外，靠第1偏振板与第6相位差板，第2偏振板与第2相位差板可以造成圆偏振光。借此，用圆偏振光的液晶显示装置的切换成为可能，可以实现明亮而高对比度的反射显示和透射显示。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中在前述第1基板、前述第2基板中的至少一方的液晶层侧的内面上形成有开口部的液晶驱动用电极。
如果用上述构成，则由于斜的电场因液晶驱动用电极的开口部而在液晶层产生，所以可以在一个点内造成多个施加电压时的液晶分子的导向器(DIRECTOR)方向。借此，可以实现广视场角的半透射反射型液晶显示装置。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中在前述第1基板、前述第2基板中的至少一方的液晶层侧的内面上所形成的电极上形成突起。
如果用上述构成，则由于靠电极上所形成的突起可以控制液晶分子的倾倒方向，所以可以在一个点内造成多个施加电压时的导向器方向。借此，可以实现广视场角的半透射反射型液晶显示装置。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，其中由前述电极驱动液晶时液晶的导向器在一个点内至少有两个以上。
如果用上述构成，则可以实现广视场角的半透射反射型液晶显示装置。
本发明的电子设备，其特征在于，其中具备上述半透射反射型液晶显示装置。
如果用上述构成，则可以实现搭载了辨认性高的显示装置的电子设备。


图1是示意地表示根据本发明的第1实施例的液晶显示装置的部分断面结构的图。
图2是示意地表示根据本发明的第2实施例的液晶显示装置的部分断面结构的图。
图3是示意地表示根据本发明的第3实施例的液晶显示装置的部分断面结构的图。
图4是表示根据本发明的电子设备的例子的透视图。
图5是表示根据本发明的电子设备的例子的透视图。
图6是表示根据本发明的电子设备的例子的透视图。
图7是表示根据本发明的第1实施例的液晶显示装置的W1/Rt值与透射显示视角范围的关系的图。
图8是表示根据本发明的第2实施例的液晶显示装置的W2/Rt值与透射显示视角范围的关系的图。
图9是表示根据本发明的第3实施例的液晶显示装置的W3/Rt值与透射显示视角范围的关系的图。
图10是表示本发明的液晶显示装置的W4/Rr值与反射显示视角范围的关系的图。
图11是表示背光照明亮度与极角的关系的图。
图12是视角特性的补偿作用的说明图。
标号的说明101，117偏振板透射轴
102，116偏振板103，114二轴性相位差板201，302负的一轴性相位差板202，301正的一轴性相位差板105上侧基板106，112透明电极107突起108反射电极109丙烯酸类树脂110液晶111电极的开口部113下侧基板1000便携式电话1100手表型电子设备1200便携式信息处理装置1001，1101，1206液晶显示部具体实施方式
下面，基于附图就本发明的实施例进行说明。
〔第1实施例〕图1示出把本发明的构成运用于有源矩阵式液晶显示装置的第1实施例，本第1实施例的液晶显示装置，如图1中所示的断面结构具备液晶层110夹持在上下对向配置的由透明的玻璃等组成的基板105、113之间的基本结构。再者，虽然未画出，但是实际上在基板105、113的周缘部侧夹着密封件，通过靠基板105、113与密封件包围液晶层110液晶层110以被封入基板105、113间的状态被夹持着。此外，在下侧基板113的更下方侧虽然设有具备光源和导光板等的背光照明，但是图1中省略。
在上侧的基板105的上面侧(观测者侧)配置相位差板103与偏振板102，并且在下侧的基板113的下面侧也配置着相位差板114与偏振板116。偏振板102、116对从上面侧入射的外光，和从下面侧入射的背光照明的光仅透射一个方向的线偏振光，相位差板103、114把透射偏振板102、116的线偏振光变换成圆偏振光(包括椭圆偏振光)。因而，偏振板102、116和相位差板103、114作为圆偏振光入射机构发挥功能。再者，在本实施例中，以具备背光照明的一侧为下侧，以一方的外光入射的一侧为上侧，也把基板105称为上基板，把基板113称为下基板。
另一方面，在上基板105的液晶层110一侧形成由ITO(氧化铟锡)等组成的透明电极106，进而在透明电极106的液晶层110一侧以覆盖该透明电极106的形态形成垂直取向膜(图中省略)。此外，在下基板113的液晶层110一侧形成兼作反射层的反射电极108与透明电极112，反射电极部108作为反射显示区发挥功能，透明电极部112作为透射显示区发挥功能。再者，反射电极108由Al、Ag等光反射性的，也就是反射率高的金属材料构成为俯视矩形框状，在其液晶110侧的面上形成垂直取向膜(图中省略)。
此外，因丙烯酸类等树脂109，使反射电极108的凹凸形状与反射显示区的液晶厚小于透射显示区的液晶厚。这种构成可以通过进行光刻工序来形成。虽然在本实施例中，反射显示区的反射层与液晶驱动用电极被兼用，但是也可以分别设置。在成为下侧基板113的玻璃基板上涂布抗蚀剂后进行用氢氟酸的蚀刻处理，在蚀刻处理后通过进行剥离抗蚀剂的光刻工序形成微细的凹凸，可以在其上形成反射层而造成凹凸反射层。
在上基板105内面上所形成的透明电极106上形成由丙烯酸类树脂组成的介电体突起107，在液晶层110上施加与在下基板113内面上所形成的透明电极112的开口部111连同基板105、113面不正交的斜的电场。通过形成介电体突起107或透明电极112的开口部111，如果在电极106、108、112上施加电压则在一个点内可以造成多个液晶层110的导向器，可以实现没有视角依存性的液晶显示装置。
虽然图1中省略，但是在各点的周围的角部分上，形成作为用来驱动电极108、112的开关元件的薄膜晶体管，进而布线用来供电给薄膜晶体管的栅线和源线。再者，作为开关元件除了薄膜晶体管外，运用二端式线性元件，或者其他结构的开关元件也是可能的。
接下来就图1中所示的结构的半透射反射型液晶显示装置的作用效果进行说明。在进行反射显示的场合，从装置的外部侧入射的光被利用，该入射光经由偏振板102、相位差板103、上基板105、电极106引入液晶层110侧。
这里，在反射显示区中，上述入射光在通过液晶层110后，被反射电极108所反射。然后，所反射的光再次通过液晶层110后，进而经由电极106，上基板105，相位差板103，偏振板102返回到装置外部借此到达观察者而进行反射型的显示。在这种反射型的显示中，靠电极106、108取向控制液晶层110的液晶，借此改变通过液晶层110的光的偏振状态而进行明暗显示。
此外，在进行透射显示的场合，从背光照明(照明机构)所发出的光经由偏振板116、相位差板114、基板113入射。在该场合，在透射显示区中，从基板113入射的光按电极112、液晶层110、电极106、基板105、相位基板103、偏振板102的顺序透射进行透射显示。在这种透射型的显示中也是，靠电极106、112取向控制液晶层110的液晶，借此可以改变通过液晶层110的光的偏振状态而进行明暗显示。
在这些显示形态中，虽然在反射型的显示形态中入射光两次通过液晶层110，但是关于透射光从背光照明(照明机构)所发出的光仅通过液晶层110一次。这里如果考虑液晶层110的光程差(相位差值)，则在反射型的显示形态与透射型的显示形态中从电极施加同一电压取向控制的场合，因液晶的光程差的不同在液晶的透射率的状态方面产生不同。但是，在本实施例的结构中因为在进行反射显示的区域，也就是，图1中所示的作为具备反射电极108的区域的反射显示区上设有由丙烯酸类树脂组成的液晶层层厚控制层109，故进行透射显示的透射显示区的液晶层110的厚度大于该反射显示区的液晶层110的厚度，可以把反射显示区与透射显示区中的根据液晶层110的透射显示与反射显示的状态，也就是光通过各区域中的液晶层110的距离最佳化。因而，通过由丙烯酸类树脂组成的液晶层层厚控制层109的形成，谋求反射显示区与透射显示区中的光程差的最佳化成为可能，就可以得到反射显示和透射显示全都明亮而高对比度的显示。
相位差板103显现二轴性(nx1＞ny1＞nz1)，XY面内的相位差值约为140nm，相位差板103的X轴与偏振板102的透射轴101约成45°的角度。此外，相位差板114显现二轴性(nx2＞ny2＞nz2)，XY面内的相位差值约为140nm，相位差板114的X轴与偏振板116的透射轴117约成45°的角度。偏振板102的透射轴101与偏振板116的透射轴117处于正交关系，相位差板103的X轴与相位差板114的X轴也同样处于正交关系。进而，由于如果使相位差板103的相位差值与相位差板114的相位差值相等，则非驱动时可以把偏振板102、116的相位差值取为0，所以可以实现理想的黑显示。
相位差板103显现二轴性(nx1＞ny1＞nz1)，在XY面内与z轴方向约有120nm的平均相位差。此外，相位差板114显现二轴性(nx2＞ny2＞nz2)，在XY面内与Z轴方向约有120nm的平均相位差。这里，液晶层110中的透射区的相位差值为380nm，反射区中的相位差值为200nm。通过配置相位差板103、114，补偿从斜方向观察时产生的液晶层110的相位差成为可能。
图12是视角特性的补偿作用的说明图。从背光照明(未画出)沿斜方向所照射的光10通过第2相位差板114、液晶层110和第1相位差板103，到达观察者(未画出)。再者，由于在液晶层110中液晶分子110a垂直取向，所以液晶层110的XY面内的相位差几乎为0。此外第1相位差板和第2相位差板114的XY面内的相位差之和如上所述几乎为0。因而，光10在垂直方向上不产生相位差。可是，如果光从斜方向入射，则在Z轴方向上产生相位差。因此，通过配置相位差板103、114，补偿从斜方向观察时产生的液晶层110的相位差成为可能。
图7中示出W1/Rt值与透射显示视角范围的关系。图7(a)是透射区的相位差值Rt为300nm的场合，图7(b)是透射区的相位差值Rt为500nm的场合。Z轴方向的相位差之和W1是把第1相位差板103中的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1，与第2相位差板114中的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2相加者。此外透射显示视角范围表示可以得到30以上的高对比度的视角范围。如图7中所示，透射显示视角范围，在W1/Rt＝0.58附近取最大值。
图11是表示便携式电话等一般的液晶显示装置中的背光照明亮度与极角的关系的曲线图。再者极角为0°的场合，也就是从垂直方向看液晶显示装置的显示面的场合，背光照明的亮度成为最大。此外得到背光照明的高亮度(约1000cd/m2以上)者，是极角±35°的范围。另一方面在图7中，透射显示视角范围成为35°以上者，是0.5≤W1/Rt≤0.75的范围。因此，通过设定各相位差板以便成为0.5≤W1/Rt≤0.75，在透射区中在背光照明的高亮度范围以上确保高对比度成为可能。
图10(a)中示出W4/Rr值与反射显示视角范围的关系。图10(a)是反射区的相位差值Rr为180nm的场合。Z轴方向的相位差值之和W4为第1相位差板103中的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1。此外透射显示视角范围表示可以得到10以上的高对比度的视角范围。可是，历来的STN模式液晶显示装置的视角范围为30°左右。另一方面在图10(a)中，透射显示视角范围成为30°以上者是0.5≤W4/Rr≤0.75的范围。因此，通过设定各相位差板以便成为0.5≤W4/Rr≤0.75，在反射显示区中在历来的STN模式液晶显示装置的视角范围以上确保高对比度成为可能。
相位差板103、114也可以是叠层多个光学薄膜者。此外相位差板103、114的450nm中的XY面内相位差值R(450)与590nm中的XY面内相位差值R(590)之比R(450)/R(590)最好是小于1。这样一来，在可视光领域造成大致圆偏振光成为可能。
像上述这样，第1实施例的液晶显示装置可以实现高对比度且广视场角的显示。此外由于作为第1相位差板和第2相位差板采用具有光学上的二轴性的相位差板，所以与把具有光学上的正的一轴性的相位差板和具有负的一轴性的相位差板合起来用的场合相比，可以使液晶显示装置低成本化和薄型化。
〔第2实施例〕以下参照图2说明本发明的第2实施例。再者，关于与图1中所示的第1实施例相同的标号，除非特别指出作为具有同样的构成者而省略其说明。
在进行反射显示的场合，从装置的外侧入射的光被利用，该入射光经由偏振板102、相位差板103、上基板105、电极106引入液晶层110侧。在反射显示区中，上述入射光通过液晶层110后，被反射电极108所反射。然后，所反射的光再次通过液晶层110后，进而通过电极106、上基板105、相位差板103、偏振板102返回到装置外部借此到达观察者而进行反射型的显示。在这种反射型的显示中，通过靠电极106、108取向控制液晶层110的液晶，改变通过液晶层110的光的偏振状态进行明暗显示。
此外，在进行透射显示的场合，从背光照明(照明机构)所发出的光经由偏振板116，相位差板202、201，基板113入射。在该场合，在透射显示区中，从基板113入射的光透射电极112，液晶层110，电极106，基板105，相位差板103，偏振板102的顺序进行透射显示。在这种透射型的显示中也是，通过靠电极106、112取向控制液晶层110的液晶改变通过液晶层110的光的偏振状态可以进行明暗显示。
在这些显示形态中，虽然在反射型的显示形态中入射光两次通过液晶层110，但是关于透射光从背光照明(照明机构)所发出的光仅通过液晶层110一次。这里如果考虑液晶层110的光程差(相位差值)，则在反射型的显示形态与透射型的显示形态中从电极施加同一电压取向控制的场合，因液晶的光程差的不同在液晶的透射率的状态方面产生不同。但是，在本实施例的结构中因为在进行反射显示的区域，也就是，图2中所示的作为具备反射电极108的区域的反射显示区上设有由丙烯酸类树脂组成的液晶层层厚控制层109，故进行透射显示的透射显示区的液晶层110的厚度大于该反射显示区的液晶层110的厚度，可以把反射显示区与透射显示区中的关于液晶层110的透射显示与反射显示的状态，也就是光通过各区域中的液晶层110的距离最佳化。因而，通过由丙烯酸类树脂组成的液晶层层厚控制层109的形成，谋求反射显示区与透射显示区中的光程差的最佳化成为可能，就可以得到反射显示和透射显示全都明亮且高对比度的显示。
相位差板103显现二轴性(nx1＞ny1＞nz1)，XY面内的相位差值约为140nm，相位差板103的X轴与偏振板102的透射轴101约成45°的角度。此外，相位差板202显现正的一轴性(nx4＞ny4nz4)，XY面内的相位差值约为140nm，相位差板202的X轴与偏振板116的透射轴117约成45°的角度。偏振板102的透射轴101与偏振板116的透射轴117处于正交关系，相位差板103的X轴与相位差板202的X轴也同样处于正交关系。进而，由于如果使相位差板103的相位差值与相位差板202的相位差值相等，则非驱动时可以把偏振板102、116间的相位差值取为0，所以可以实现理想的黑显示。
相位差板103显现二轴性(nx1＞ny1＞nz1)，在XY面内与Z轴方向之间约有110nm的平均相位差。相位差板201显现负的一轴性(nx3ny3＞nz3)，XY面内的相位差值大致为0，Z轴方向上约有120nm的相位差。这里，液晶层110中的透射区的相位差值为380nm。通过配置相位差板103，补偿从斜方向观察反射显示时产生的液晶层110的相位差成为可能。通过配置相位差板103、201，补偿从斜方向观察透射显示时产生的液晶层110的相位差成为可能。
图8中示出W2/Rt值与透射显示视角范围的关系。图8是透射区的相位差值Rt为400nm的场合。Z轴方向的相位差之和W2是把第1相位差板103中的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1，第3相位差板201中的XY面内与Z轴方向的相位差值(nx3-nz3)×d3以及第4相位差板202中的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx4+ny4)/2-nz4)×d4相加者。此外透射显示视角范围表示可以得到30以上的高对比度的视角范围。可是，如图11中所示，得到背光照明的高亮度(约1000cd/m2以上)者，是极角±35°的范围。另一方面在图8中，透射显示视角范围成为35°以上者，是0.5≤W2/Rt≤0.75的范围。因此，通过设定各相位差板以便成为0.5≤W2/Rt≤0.75，在透射区中在背光照明的高亮度范围以上确保高对比度成为可能。
像上述这样，第2实施例的液晶显示装置可以实现高对比度且广视场角的显示。
〔第3实施例〕以下参照图3说明本发明的第3实施例。再者，关于与图1中所示的第1实施例相同的标号，除非特别指出作为具有同样的构成者而省略其说明。
在进行反射显示的场合，从装置的外部侧入射的光被利用，该入射光经由偏振板102，相位差板301、302，上基板105、电极106引入液晶层110侧。在反射显示区中，上述入射光通过液晶层110后，被反射电极108所反射。然后，所反射的光再次通过液晶层110后，进而通过电极106、上基板105、相位差板302、301，偏振板102返回到装置外部借此到达观察者而进行反射型的显示。在这种反射型的显示中，通过靠电极106、108取向控制液晶层110的液晶，改变通过液晶层110的光的偏振状态进行明暗显示。
此外，在进行透射显示的场合，从背光照明(照明机构)所发出的光经由偏振板116，相位差板114，基板113入射。在该场合，在透射显示区中，从基板113入射的光以透射电极112，液晶层110，电极106，基板105，相位差板302、301，偏振板102的顺序进行透射显示。在这种透射型的显示中也是，通过靠电极106、112取向控制液晶层110的液晶改变通过液晶层110的光的偏振状态可以进行明暗显示。
在这些显示形态中，虽然在反射型的显示形态中入射光两次通过液晶层110，但是关于透射光从背光照明(照明机构)所发出的光仅通过液晶层110一次。这里如果考虑液晶层110的光程差(相位差值)，则在反射型的显示形态与透射型的显示形态中从电极施加同一电压的取向控制场合，因液晶的光程差的不同在液晶的透射率的状态方面产生不同。但是，在本实施例的结构中因为在进行反射显示的区域，也就是，图3中所示的作为具备反射电极108的区域的反射显示区上设有由丙烯酸类树脂组成的液晶层层厚控制层109，故进行透射显示的透射显示区的液晶层110的厚度大于该反射显示区的液晶层110的厚度，可以把反射显示区与透射显示区中的关于液晶层110的透射显示与反射显示的状态，也就是光通过各区域中的液晶层110的距离最佳化。因而，通过由丙烯酸类树脂组成的液晶层层厚控制层109的形成，谋求反射显示区与透射显示区中的光程差的最佳化成为可能，就可以得到反射显示和透射显示全都明亮而高对比度的显示。
相位差板301显现正的一轴性(nx6＞ny6nz6)，XY面内的相位差值约为140nm，相位差板301的X轴与偏振板102的透射轴101约成45°的角度。此外，相位差板114显现二轴性(nx2＞ny2＞nz2)，XY面内的相位差值约为140nm，相位差板114的X轴与偏振板116的透射轴117约成45°的角度。偏振板102的反射轴101与偏振板116的透射轴117处于正交关系，相位差板301的X轴与相位差板114的X轴也同样处于正交关系。进而，由于如果使相位差板301的相位差值与相位差板114的XY面内的相位差值相等，则非驱动时可以把偏振板102、116间的相位差值取为0，所以可以实现理想的黑显示。
相位差板302显现负的一轴性(nx5ny5＞nz5)，在XY面内与Z轴方向的平均相位差值约为100nm。相位差板114显现二轴性(nx2＞ny2＞nz2)，XY面内与Z方向的平均相位差约为240nm。这里，液晶层110中的反射区的相位差值为200nm，透射区的相位差值为380nm。通过配置相位差板302，补偿从斜方向观察反射显示时产生的液晶层110的相位差成为可能。通过配置相位差板302、114，补偿从斜方向观察透射显示时产生的液晶层110的相位差成为可能。
图9中示出W3/Rt值与透射显示视角范围的关系。图9是透射区的相位差值Rt为380nm的场合。Z轴方向的相位差之和W3是把第2相位差板114中的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2，第5相位差板302中的XY面内与Z轴方向的相位差值(nx5-nz5)×d5以及第6相位差板301中的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx6+ny6)/2-nz6)×d6相加者。此外透射显示视角范围表示可以得到30以上的高对比度的视角范围。可是，如图11中所示，得到背光照明的高亮度(约1000cd/m3以上)者，是极角±35°的范围。另一方面在图9中，透射显示视角范围成为35°以上者，是0.5≤W3/Rt≤0.75的范围。因此，通过设定各相位差板以便成为0.5≤W3/Rt≤0.75，在透射区中在背光照明的高亮度范围以上确保高对比度成为可能。
图10(b)中示出W4/Rr值与反射显示视角范围的关系。图10(b)是反射区的相位差值Rr为200nm的场合。Z轴方向的相位差值之和W4为把第5相位差板302中的XY面内与Z轴方向的相位差值(nx5-nz5)×d5，与第6相位差板301中的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx6+ny6)/2-nz6)×d6相加者。此外透射显示视角范围表示可以得到10以上的高对比度的视角范围。可是，历来的STN模式液晶显示装置的视角范围为30°左右。另一方面在图10(b)中，透射显示视角范围成为30°以上者是0.5≤W4/Rr≤0.75的范围。因此，通过设定各相位差板以便成为0.5≤W4/Rr≤0.75，在反射显示区中在历来的STN模式液晶显示装置的视角范围以上确保高对比度成为可能。
像上述这样，第3实施例的液晶显示装置可以实现高对比度且广视场角的显示。
〔第4实施例〕就具备上述实施例的液晶显示装置的电子设备的例子进行说明。
图4是表示便携式电话之一例的透视图。在图4中，标号1000表示便携式电话主体。标号1001表示用上述第1～3实施例的液晶显示装置的液晶显示部。
图5是表示手表型电子设备之一例的透视图。在图5中，标号1100表示手表主体，标号1101表示用上述第1～3实施例的液晶显示装置的液晶显示部。
图6是表示文字处理机、个人计算机等便携式信息处理装置之一例的透视图。在图6中，标号1200表示信息处理装置，标号1202表示键盘等输入部，标号1204表示信息处理装置主体，标号1206表示用上述第1～3实施例的液晶显示装置的液晶显示部。
像这样图4至图6中所示的电子设备，由于具备用上述第1～3实施例的液晶显示装置的液晶显示部，所以在各种环境下可以实现具有广视场角和高对比度的显示部的电子设备。
像以上详细说明的这样，如果用本发明，则在具备反射型与透射型两方的结构的半透射反射型的液晶显示装置中，可以得到广视场角且高对比度的反射显示与透射显示。
权利要求
1.一种液晶显示装置，是液晶层夹持在第1基板与第2基板之间而成的液晶显示装置，其特征在于，在一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，前述液晶层由对基板大致垂直地取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶构成，在前述第1基板的外侧依次配置有第1相位差板、第1偏振板，在前述第2基板的外侧依次配置有第2相位差板、第2偏振板、照明机构，前述第1相位差板与前述第2相位差板的至少一方具有光学上的二轴性。
2.一种液晶显示装置，是液晶层夹持在第1基板与第2基板之间而成的液晶显示装置，其特征在于，在一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，前述液晶层由对基板大致垂直地取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶构成，在前述第1基板的外侧依次配置有具有光学上的二轴性的第1相位差板、第1偏振板，在前述第2基板的外侧依次配置有具有光学上的二轴性的第2相位差板、第2偏振板、照明机构。
3.一种液晶显示装置，是液晶层夹持在第1基板与第2基板之间而成的液晶显示装置，其特征在于，在一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，前述液晶层由对基板大致垂直地取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶构成，在前述第1基板的外侧依次配置有具有光学上的二轴性的第1相位差板、第1偏振板，在前述第2基板的外侧依次配置有具有光学上负的一轴性的第3相位差板、具有光学上的正的一轴性的第4相位差板、第2偏振板、照明机构。
4.一种液晶显示装置，是液晶层夹持在第1基板与第2基板之间而成的液晶显示装置，其特征在于，在一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，前述液晶层由对基板大致垂直地取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶构成，在前述第1基板的外侧依次配置有具有光学上的二轴性的第1相位差板、第1偏振板，在前述第2基板的外侧依次配置有具有光学上正的一轴性的第4相位差板、第2偏振板、照明机构。
5.一种液晶显示装置，是液晶层夹持在第1基板与第2基板之间而成的液晶显示装置，其特征在于，在一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，前述液晶层由对基板大致垂直地取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶构成，在前述第1基板的外侧依次配置有具有光学上的负的一轴性的第5相位差板、具有光学上的正的一轴性的第6相位差板、第1偏振板，在前述第2基板的外侧依次配置有具有光学上的二轴性的第2相位差板、第2偏振板、照明机构。
6.一种液晶显示装置，是液晶层夹持在第1基板与第2基板之间而成的液晶显示装置，其特征在于，在一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，前述液晶层由对基板大致垂直地取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶构成，在前述第1基板的外侧依次配置有具有光学上的正的一轴性的第6相位差板、第1偏振板，在前述第2基板的外侧依次配置有具有光学上的二轴性的第2相位差板、第2偏振板、照明机构。
7.如权利要求1至6中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述反射显示区的液晶层厚小于前述透射显示区的液晶层厚。
8.如权利要求1、2、7中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板与前述第2相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz1、nz2，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1、nx2，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1、ny2，令Z轴方向的厚度为d1、d2时，为nx1＞ny1＞nz1，nx2＞ny2＞nz2，前述第1相位差板的XY面内与z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1与前述第2相位差板的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2之和W1，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W1≤0.75×Rt。
9.如权利要求3或7中所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板与前述第3相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz1、nz3，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1、nx3，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1、ny3，令Z轴方向的厚度为d1、d3时，为nx1＞ny1＞nz1，nx3ny3＞nz3，前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1与前述第3相位差板的相位差值((nx3+ny3)/2-nz3)×d3之和W2，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W2≤0.75×Rt。
10.如权利要求3、4、7中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板、前述第3相位差板和前述第4相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz1、nz3、nz4，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1、nx3、nx4，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1、ny3、ny4，令Z轴方向的厚度为d1、d3、d4时，为nx1＞ny1＞nz1，nx3ny3＞nz3，nx4＞ny4nz4，前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1，前述第3相位差板的相位差值((nx3+ny3)/2-nz3)×d3，以及前述第4相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx4+ny4)/2-nz4)×d4之和W2，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W2≤0.75×Rt。
11.如权利要求4或7中所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板与前述第4相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz1、nz4，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1、nx4，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1、ny4，令Z轴方向的厚度为d1、d4时，为nx1＞ny1＞nz1，nx4＞ny4nz4，前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1与前述第4相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx4+ny4)/2-nz4)×d4之和W2，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W2≤0.75×Rt。
12.如权利要求5或7中所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第2相位差板与前述第5相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz2、nz5，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx2、nx5，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny2、ny5，令Z轴方向的厚度为d2、d5时，为nx2＞ny2＞nz2，nx5ny5＞nz5，前述第2相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2与前述第5相位差板的相位差值((nx5+ny5)/2-nz5)×d5之和W3，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W3≤0.75×Rt。
13.如权利要求5、6、7中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第2相位差板、前述第5相位差板和前述第6相位差板，在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz2、nz5、nz6，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx2、nx5、nx6，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny2、ny5、ny6，令Z轴方向的厚度为d2、d5、d6时，为nx2＞ny2＞nz2，nx5ny5＞nz5，nx6＞ny6nz6，前述第2相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2、前述第5相位差板的相位差值((nx5+ny5)/2-nz5)×d5以及前述第6相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx6+ny6)/2-nz6)×d6之和W3，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W3≤0.75×Rt。
14.如权利要求6或7中所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第2相位差板与前述第6相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz2、nz6，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx2、nx6，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny2、ny6，令Z轴方向的厚度为d2、d6时，为nx2＞ny2＞nz2，nx6＞ny6nz6，前述第2相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2与前述第6相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx6+ny6)/2-nz6)×d6之和W3，如令前述透射区中的液晶层的相位差值为Rt，则0.5×Rt≤W3≤0.75×Rt。
15.如权利要求2、7、8中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板与前述第2相位差板在把垂直于厚度方向(Z轴)的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1、nx2，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1、ny2(nx1＞ny1，nx2＞ny2)，令Z轴方向的厚度为d1、d2时，前述第1相位差板的X轴与前述第2相位差板的X轴处于正交关系，而且(nx1-ny1)×d1＝(nx2-ny2)×d2。
16.如权利要求3、4、7、9至11中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板与前述第4相位差板在把垂直于厚度方向(Z轴)的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1、nx4，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1、ny4(nx1＞ny1，nx4＞ny4)，令Z轴方向的厚度为d1、d4时，前述第1相位差板的X轴与前述第4相位差板的X轴处于正交关系，而且(nx1-ny1)×d1＝(nx4-ny4)×d4。
17.如权利要求5至7，12至14中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第2相位差板与前述第6相位差板在把垂直于厚度方向(Z轴)的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx2、nx6，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny2、ny6(nx2＞ny2，nx6＞ny6)，令Z轴方向的厚度为d2、d6时，前述第2相位差板的X轴与前述第6相位差板的X轴处于正交关系，而且(nx2-ny2)×d2＝(nx6-ny6)×d6。
18.如权利要求15所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板与前述第2相位差板为100nm≤(nx1-ny1)×d1＝(nx2-ny2)×d2≤160nm。
19.如权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板与前述第4相位差板为100nm≤(nx1-ny1)×d1＝(nx4-ny4)×d4≤160nm。
20.如权利要求17所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第2相位差板与前述第6相位差板为100nm≤(nx2-ny2)×d2＝(nx6-ny6)×d6≤160nm。
21.如权利要求1至20中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板、前述第2相位差板、前述第4相位差板、前述第6相位差板当中，至少一个在450nm中的面内相位差值R(450)与在590nm中的面内相位差值R(590)之比R(450)/R(590)小于1。
22.如权利要求1至21中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1偏振板的透射轴与前述第2偏振板的透射轴处于正交关系。
23.如权利要求1、2、7、8、15、18、21、22中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1与前述第2相位差板的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2大致相等。
24.如权利要求3、7、9、10、16、19、21、22中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1与前述第3相位差板的相位差值((nx3+ny3)/2-nz3)×d3大致相等。
25.如权利要求5、7、12、13、17、20、21、22中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第5相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx5+ny5)/2-nz5)×d5与前述第2相位差板的相位差值((nx2+ny2)/2-nz2)×d2大致相等。
26.如权利要求1至4、7至11、15、16、18、19、21至24中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz1，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx1，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny1，令Z轴方向的厚度为d1时，为nx1＞ny1＞nz1，前述第1相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx1+ny1)/2-nz1)×d1，如令前述反射区中的液晶层的相位差值为Rr，则为0.5×Rr≤((nx1+ny1)/2-nz1)×d1≤0.75×Rr。
27.如权利要求5、7、12、13、17、20至22、25中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第5相位差板在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz5，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx5，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny5，令Z轴方向的厚度为d5时，为nx5ny5＞nz5，前述第5相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx5+ny5)/2-nz5)×d5，如令前述反射区中的液晶层的相位差值为Rr，则为0.5×Rr≤((nx5+ny5)/2-nz5)×d5≤0.75×Rr。
28.如权利要求5、7、12、13、17、20至22、25中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第5相位差板与前述第6相位差板，在把厚度方向取为Z轴令该轴方向的折射率为nz5、nz6，把垂直于Z轴的面内的一个方向取为X轴令该轴方向的折射率为nx5、nx6，把垂直于Z轴与X轴的方向取为Y轴令该轴方向的折射率为ny5、ny6，令Z轴方向的厚度为d5、d6时，为nx5ny5＞nz5，nx6＞ny6nz6，前述第5相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx5+ny5)/2-nz5)×d5，与前述第6相位差板的XY面内与Z轴方向的相位差值((nx6+ny6)/2-nz6)×d6之和W4，如令前述反射区中的液晶层的相位差值为Rr，则为0.5×Rr≤W4≤0.75×Rr。
29.如权利要求1至28中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，在前述反射显示区形成能够反射入射的光的反射层。
30.如权利要求1至29中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述反射层具有能够漫反射入射的光的凹凸形状。
31.如权利要求1、2、7、8、15、18、21、22、23、26、29、30中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板与前述第2相位差板的X轴方向相互处于正交关系，而且前述第1相位差板与前述第2相位差板的X轴方向与第1偏振板的透射轴和第2偏振板的透射轴大致成45°角度。
32.如权利要求3、4、7、9至11、16、19、21、22、24、26、29、30中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第1相位差板与前述第4相位差板的X轴方向相互处于正交关系，而且前述第1相位差板与前述第4相位差板的X轴方向与第1偏振板的透射轴和第2偏振板的透射轴大致成45°角度。
33.如权利要求5至7、12至14、17、20、21、22、25、27至30中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，前述第2相位差板与前述第6相位差板的X轴方向相互处于正交关系，而且前述第2相位差板与前述第6相位差板的X轴方向与第1偏振板的透射轴和第2偏振板的透射轴大致成45°角度。
34.如权利要求1至33中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，在前述第1基板、前述第2基板中的至少一方的液晶层侧的内面上形成有具有开口部的液晶驱动用电极。
35.如权利要求1至34中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，在前述第1基板、前述第2基板中的至少一方的液晶层侧的内面上所形成的电极上形成有突起。
36.如权利要求1至35中的任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于，由前述电极驱动液晶时液晶的导向器在一个点内至少有两个或两个以上。
37.一种电子设备，其特征在于，具备如权利要求1至36中的任何一项所述的液晶显示装置。
全文摘要
在具备反射型与透射型两方的结构的半透射反射型的液晶显示装置中，提供广视场角且高对比度的反射显示与透射显示。在一个点内包括反射显示中所利用的反射显示区，与透射显示中所利用的透射显示区，液晶层由对基板大致垂直取向的具有负的介电系数各向异性的向列液晶组成，在上侧基板的外侧依次配置具有光学上的二轴性的第1相位差板、第1偏振板，在下侧基板的外侧依次配置具有光学上的二轴性的第2相位差板、第2偏振板、照明机构。
文档编号G02F1/1335GK1499253SQ200310103358
公开日2004年5月26日 申请日期2003年10月29日 优先权日2002年11月8日
发明者前田强 申请人:精工爱普生株式会社