(57)【要約】反射型又は半透過型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置（１００）には、少なくとも２つのモードで、即ち、アクティブモード及び電力節約待機モードで動作可能な駆動手段（１１０）が設けられる。本発明によれば、ＬＣＤは、ノーマリーブラック型のものであり、かかるＬＣＤでは、最小駆動電圧がダーク（暗い）状態に対応し、最大駆動電圧がブライト（明るい）状態に対応している。このために、待機モードでは、最大駆動電圧を変更でき、それによりブライト状態に影響を及ぼす。かくして、ＬＣＤのコントラスト比は、待機モードでも比較的高いままである。好ましくは、ＬＣＤは、垂直方向に整列した液晶材料の層（１３０）を有する。
2006510939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が反射型液晶セルとして配列されたノーマリーブラック型液晶セルを有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置であって、前記液晶ディスプレイ装置は、液晶セルを駆動する駆動手段を有し、前記駆動手段は、前記装置の通常の使用を可能にするアクティブモード及び前記装置の電力消費量を減少させる待機モードで動作できることを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項２】
待機モードにおいて駆動手段より発生する最大駆動電圧は、アクティブモードにおいて駆動手段により発生する最大駆動電圧よりも低いことを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３】
待機モードにおいて駆動手段により生じる駆動信号のフレーム周波数は、アクティブモードにおいて駆動手段により生じる駆動信号のフレーム周波数よりも低いことを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項４】
液晶セルは、垂直方向に整列した液晶材料の層を有することを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項５】
液晶セルは、半透過型液晶セルであることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項６】
液晶セルは、垂直方向に整列した液晶材料の層を有することを特徴とする請求項５記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項７】
垂直方向に整列した液晶材料の層は、第１の偏光板と第１の偏光板に対し直角に配向した第２の偏光板との間に配置されていることを特徴とする請求項６記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項８】
λ／４補償層は、液晶セルの少なくとも反射部分に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１又は５記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項９】
液晶セルの透過サブピクセルについてのセルギャップは、液晶セルの反射サブピクセルについてのセルギャップの１．６倍〜２倍であることを特徴とする請求項６記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１０】
透過サブピクセルについてのセルギャップは、反射サブピクセルについてのセルギャップの約１．８倍であることを特徴とする請求項９記載の液晶ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ装置に関する。
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、手持ち型装置、例えばＰＤＡ、移動電話等にますます多く用いられている。かかるモバイル用途に関し、ＬＣＤは、低電力消費量、高信頼性及び安価であることに起因して事実上標準のディスプレイ装置になっている。
【０００３】
ＬＣＤの動作は、液晶材料のアクティブ層を有する液晶（ＬＣ）セル中の光の変調に基づいている。電界をかけることにより、液晶層の光変調が変えられ、ＬＣ層を通過した光の特性が変えられる。
【０００４】
液晶ディスプレイは一般に、行及び列の状態で配列された複数の絵素（ピクセル）から成っている。ディスプレイの各ピクセルは、個々にアドレス指定可能であり、この目的のため、ＬＣセルを駆動する駆動手段は通常、ディスプレイの各絵素について別々のピクセルドライバを備えている。
【０００５】
ＬＣＤは一般に、２つのモード、即ち、透過モード及び反射モードのうちの一方又は両方で動作可能である。透過型ＬＣＤでは、バックライトから出た光は、ＬＣ層によって変調される。透過型ＬＣＤは一般に、良好なコントラスト比を持っているが、外部環境で用いられた場合、ディスプレイは、実際問題として読み取りができなくなる。より重要なこととして、バックライトは電力消費量が比較的高く、それにより、例えばモバイル装置の電池寿命が短くなる。
【０００６】
したがって、モバイル装置は一般に、少なくとも一部が反射モードに配列されたＬＣＤを有している。反射モードのＬＣ層は、ディスプレイに当たる周辺光を変調し、このＬＣ層は、変調された周辺光を反射して見る人に向かって戻す反射板を有し、それにより光は一般に、ＬＣ層を再度通過する。一般に、反射型ＬＣＤは、屋外でも十分に読み取り可能であるが、屋内ではこれらの反射輝度は、非常に低いので実際問題としては使用できない。
【０００７】
一般に充電可能な電源、例えば電池を備えたモバイル装置では、ＬＣＤの電力消費量をできるだけ少なくして電源を充電しないでモバイル装置を使用できる時間をできるだけ長くすることが望ましい。
【０００８】
この目的のため、反射型ＬＣＤをこのように駆動する駆動手段は、少なくとも２つのモード、即ち、視認特性が可能な限り良好であり、ユーザがモバイル装置を普通に使用できるようにするアクティブモード及びＬＣＤの電力消費量を減少させた待機モードのいずれかで動作可能であるのがよい。しかしながら、全ての従来の解決策では、ＬＣＤの視認特性、とりわけコントラスト比は、駆動手段が待機モードにあるとき、許容できないほど低い。これは、ユーザが待機モードにおいてＬＣＤ上に表示される情報を読み取ることが困難であるという結果をもたらす。
【０００９】
本発明の目的はとりわけ、電力消費量が少なく、他方良好な視認特性、特に比較的高いコントラスト比を常時維持するＬＣＤを提供することにある。
【００１０】
この目的は、独立形式の請求項１に記載されたＬＣＤ及び独立形式の請求項１１に記載されたモバイル装置によって達成される。ＬＣＤの更に有利な実施形態は、従属形式の請求項２〜１０に記載されている。
【００１１】
本発明は、反射型ＬＣＤでは、主としてＬＣＤがそのダーク状態にあるときに生じる反射光の量によってコントラスト比が決定されるという認識に立脚している。この反射光が比較的限定された量だけ増加した場合、これは、コントラスト比の比較的大きな変化として見る人に知覚されることになろう。
【００１２】
ノーマリーブラック型液晶セルでは、ダーク状態（黒色）は、最小駆動電圧に対応し、これは通常０（ゼロ）ボルトであり、ブライト状態（白色又はフルカラー）は、最大駆動電圧に対応している。ＬＣＤの電力消費量を減少させるためには、最小駆動電圧と最大駆動電圧の差を減少させると同時に最大駆動電圧をできるだけ低くする必要がある。
【００１３】
今やノーマリーブラック型液晶（ＬＣ）セルを用いることにより、ＬＣＤには駆動手段を動作させる電力節約待機モードを与えることができ、かかる待機モードでは、駆動手段により発生する最大駆動電圧を変更することにより電力消費量を減少させることができ、それによりＬＣＤのコントラスト比の劣化の度合いが低くなる。というのは、この変更された最大駆動電圧が今や、ブライト状態に影響を及ぼすからである。かくして、待機モードでは、ユーザは今や、良好な表示コントラストを知覚する。これは有利であるが、その理由は、今や一般的に、ユーザが待機モードにおいて表示される情報を読み取りやすくなるからである。
【００１４】
好ましくは、待機モードにおいて駆動手段により発生する最大駆動電圧は、アクティブモードにおいて駆動手段により発生する最大駆動電圧よりも低い。
【００１５】
駆動電圧の減少により、ピクセルドライバ中で消費される電力が減少する。この場合、ピクセルの輝度が減少するが、これは見る人にとっては比較的気付かない。というは、影響を受けるのはピクセルのブライト状態だからである。待機モードでは、表示された画像のコントラスト比は、依然として比較的高い。
【００１６】
代替的には、待機モードにおいて駆動手段により生じる駆動信号のフレーム周波数は、アクティブモードにおいて駆動手段により生じる駆動信号のフレーム周波数よりも低い。これは、ＬＣＤがいわゆるアクティブマトリクス方式のものである場合に特に有用であり、かかるアクティブマトリクス方式では、各ピクセルは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）から成り、薄膜トランジスタは、ピクセルドライバのスイッチオフ後においてピクセルドライバにより供給された電圧を保持する。
【００１７】
ピクセルドライバに送られる引き続く駆動パルス相互間において、ピクセルは、ディスプレイの残部から隔離される。液晶材料及びＴＦＴ中の欠陥により、電荷がピクセルのスイッチオフ後漏れ出てしまってピクセル電圧が低下し、ピクセルの知覚強度が変化するようになる。これは、フレーム周波数を下げた場合に特に著しい。
【００１８】
しかしながら、本発明のＬＣＤは、影響を受ける度合いが小さい。というのは、この場合も又、ピクセルのブライト状態が影響を受けるからである。先行技術のＬＣＤは、フレーム周波数を下げた場合にコントラスト比の顕著な劣化が生じるという欠点がある。というのは、暗色（ダークカラー）に設定されたピクセルは、次のアドレス指定パルス相互間ではかなり輝くからである。その結果、コントラスト比は、許容できないほど低下し、見る人にとって装置が読み取り不能になる。
【００１９】
本発明によれば、フレーム周波数の低下の結果として、輝度の低下が生じるが、表示される画像のコントラスト比は、依然として比較的高い。正味の効果として、見る人は、駆動手段を待機モードで動作させている間、ディスプレイ上の画像情報を読み取ることができる。
【００２０】
より好ましい実施形態は、両方の方法の組合せであり、即ち、待機モードでは、駆動手段は、減少したフレーム周波数を持つ低駆動電圧を発生させる。
【００２１】
モバイル装置を屋内環境と屋外環境の両方において用いることが望ましいので、技術の現状のモバイル装置は一般に、反射モードと透過モードの両方で同時に動作可能ないわゆる半透過型ＬＣＤを用いている。半透過型ＬＣＤでは、例えば、ＬＣセルの各ピクセルは、透過及び反射サブピクセルから成っている。
【００２２】
好ましくは、ＬＣＤの液晶セルは、垂直方向に整列した液晶（ＬＣ）材料の層を有している。また、かかるＬＣＤを以下の説明において垂直方向に整列した（ＶＡＮ）ＬＣＤとして示すことにする。
【００２３】
ＶＡＮ  ＬＣＤ中では、負の誘電率異方性を持つ液晶材料は、低電圧では、ホメオトロピカルに（homeotropically）配向する。しきい値電圧よりも高い電圧を印加した場合、液晶材料の配向は、平面整列状態に向かって変化し始める。反射板ＬＣＤをλ／４補償層と組み合わせた場合、ノーマリーブラック型ＬＣＤが得られる。かかる反射ノーマリーブラック型ＶＡＮ  ＬＣＤは、それ自体米国特許第６，１０８，０６４号明細書で知られている。
【００２４】
この構成は、ＬＣＤが半透過型ＬＣＤである場合に特に有利であることが分かった。好ましくは、この場合、ＬＣＤの垂直方向に整列した液晶材料の層は、第１の偏光板と第１の偏光板に対し直角に配向した第２の偏光板との間に配置される。
【００２５】
この場合、最小電圧では、バックライトから出た光は、第１の偏光板で偏光され、次に、偏光を生じることなく垂直方向に整列されたＬＣ層を通過し、そして配向状態が第１の偏光板に垂直な第２の偏光板により消される。かくして、これ又、ＬＣＤの透過サブピクセルは、ノーマリーブラック型のものである。
【００２６】
上述したように、四分の一波長（λ／４）補償層は一般に、反射ノーマリーブラック型ＶＡＮ  ＬＣＤの視認側上に配置される。従来型λ／４補償層を被着させると、透過サブピクセルに関し、この層のリターデーションは、補償されなければならない。かくして、別のλ／４補償層がバックライト側に必要である。
【００２７】
しかしながら、より好ましくは、視認側上の補償層は、本出願人の未公開国際出願第ＰＣＴ／ＩＢ２００２／０２９７１号（ＰＨＮＬ０１０６０３）明細書に記載されているようにセル内パターニング済補償層である。かかる層は、反射サブピクセルについてλ／４のリターデーションを有し、透過サブピクセルに関し、０（ゼロ）のリターデーションを有するように配置されるのがよい。
【００２８】
ノーマリーブラック半透過型ＬＣＤでは、反射サブピクセルについての最大駆動電圧と透過サブピクセルについての最大駆動電圧は、ほぼ等しいことが望ましい。かくして、反射サブピクセルについて最も高い反射率及び透過サブピクセルについて最も高い透過率を得るのに必要な電圧は、ほぼ同一であることが必要である。
【００２９】
この場合、ＬＣＤの駆動手段は、比較的単純であり、ＬＣＤの電力消費量は、一段と減少する。
【００３０】
反射サブピクセル及び透過サブピクセルのセルギャップを変更することによりそれぞれ、反射サブピクセルの駆動電圧−反射率特性及び透過サブピクセルの駆動電圧−透過率特性を調整することができる。セルギャップは、サブピクセル中の液晶層の厚さであると理解される。
【００３１】
好ましくは、この場合、液晶セルの透過サブピクセルについてのセルギャップは、液晶セルの反射サブピクセルについてのセルギャップの１．６倍〜２倍である。より好ましくは、透過サブピクセルについてのセルギャップは、反射サブピクセルについてのセルギャップの１．７倍〜１．９倍、最も好ましくは、透過サブピクセルについてのセルギャップは、反射サブピクセルについてのセルギャップの約１．８倍である。
【００３２】
次に、本発明の上記特徴及び他の特徴を添付の図面を参照して説明する。
【００３３】
液晶素子は、液晶材料のアクティブ層１３０を備えている液晶（ＬＣ）セルを有し、かかるセルの一ピクセルが図１に表示されている。液晶（ＬＣ）層１３０は、上部電極１２２と下部電極１２４とから成る２枚のガラス板相互間にサンドイッチされている。ＬＣ層１３０は、これを通過する光の性質を調整することができる。電極１２２，１２４に電圧差を印加することにより、電界をＬＣ層１３０上に発生させ、層による光変調が変化する。
【００３４】
電界は、当該ピクセル方向であり、即ち、液晶ディスプレイは、行及び列の状態に配列された複数の画素から成り、駆動電圧を各ピクセルについて別々に発生させることができる。この目的で、駆動手段１１０は、行ドライバ１１２及び列ドライバ１１４から成っている。
【００３５】
ＬＣＤがアクティブマトリクス方式のものである場合、各ピクセルは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１２０から成る。ＴＦＴのゲートは、例えば、対応の行ドライバ１１２に接続され、ＴＦＴのソースは、例えば、対応の列ドライバ１１４に接続される。この場合、ＴＦＴのドレーンは好ましくは、ＬＣセルの上部電極１２２に接続される。
【００３６】
本発明によれば、駆動手段１１０は、少なくとも２つのモード、即ち、ＬＣＤの通常の使用を可能にするアクティブモード及びＬＣＤの電力消費量を減少させる待機モードで動作可能である。
【００３７】
待機モードでは、最大駆動電圧をアクティブモードと比較して減少させることができる。例えば、アクティブモードでは、最大駆動電圧は、４．５ボルトであり、これに対し、待機モードでは、最大駆動電圧は、３ボルト又は３．５ボルトである。上述したように、ＬＣ層１３０は本発明のノーマリーブラック型ＬＣセルの一部なので、最大駆動電圧の減少は、ＬＣＤのブライト状態に影響を及ぼし、その結果、待機モードにおけるコントラスト比は依然として比較的高い。
【００３８】
これは、図２のグラフに示されており、図２は、ノーマリーホワイト（ＮＷ）ＬＣＤ及びノーマリーブラック（ＮＢ）ＬＣＤの両方に関する駆動電圧−反射率（Ｖdrive −Ｒ）を示している。これら曲線は、例示として与えられており、実際には、用いられる実際のディスプレイの特性で決まる。ブライト状態では、最も高い反射率が起こると仮定され、これは１００％に設定されている。ダーク状態における反射光は、ブライト状態における反射光の２％に達する。コントラスト比は、ブライト状態における反射率とダーク状態における反射率の商と定義され、かくして、本発明者の理解によれば主として後者によって定められる。
【００３９】
この例では、最大コントラスト比、即ち、アクティブモードにおけるコントラスト比は、５０である。アクティブモードにおける最大駆動電圧は、４．５ボルトである。
【００４０】
待機モードでは、最大駆動電圧は、例えば３．５ボルトに低下する。この場合、ノーマリーホワイト型ＬＣＤにおけるダーク状態の反射率は、約１９％であり、したがって、コントラスト比は、（１００／１９）＝５．３まで低下するようになる。ノーマリーブラック型ＬＣＤにおけるブライト状態の反射率は約８２％であり、したがってこの場合におけるコントラスト比は、（８２／２）＝４１に低下するに過ぎない。
【００４１】
これと同様に、最大駆動電圧は、３ボルトに減少し、ノーマリーホワイト型ＬＣＤのコントラスト比は、（１００／４２）＝２．４であり、これに対し、ノーマリーブラック型ＬＣＤのコントラスト比は、依然として（５８／２）＝２９である。
【００４２】
反射型ＬＣＤでは、見る人が比較的容易にＬＣＤ上に表示された情報を読み取ることができるようにするためには少なくとも１０のコントラスト比が必要である。かくして、ノーマリーホワイト型ＬＣＤでは、低い最大駆動電圧を用いる待機モードを用いることは不可能であるか、或いは殆ど可能ではない。というのは、これによりディスプレイが読み取りできないようになるからである。しかしながら、本発明によれば、かかる待機モードがノーマリーブラック型ＬＣＤで実現でき、他方、待機モードでは、依然として十分に高いコントラスト比が達成され、ＬＣＤを良好に使用することができる。
【００４３】
代替的には、待機モードでは、駆動信号のフレーム周波数は、アクティブモードと比較して待機モードでは低い場合がある。理想的には、ピクセルは、ＴＦＴ１２０により駆動手段１１０から隔離され、駆動パルス中に送られた電荷を維持する。しかしながら、ＴＦＴ１２０は理想的なトランジスタではなく、しかもＬＣ層１３０は或る程度のコンダクタンス値を持つので、実際には電荷が引き続く駆動パルス相互間で漏れてしまう。これは、ピクセル電圧が低下し、ピクセルの色が影響を受ける結果をもたらす。
【００４４】
本発明のノーマリーブラック型ＬＣＤでは、この問題が解決される。電荷が漏れると、この場合、再び電圧が減少することによりブライト状態が影響を受けてコントラスト比が依然として比較的高いままであることが可能である。
【００４５】
かくして、電荷の漏れが依然として生じても、これによりコントラスト比に与える影響は比較的僅かである。
【００４６】
この洞察は、有利に利用できる。ノーマリーブラック型ＬＣＤにより、駆動パルス相互間の時間を長くすることができ、かくして、駆動信号のフレーム周波数は低くてよい。結果的に電荷の漏れが増大しても、これによりＬＣＤのコントラスト比に及ぶ影響は比較的限定されている。
【００４７】
また、両方の特徴を組み合わせてもよく、即ち、ＬＣＤに印加される振幅の小さな駆動パルスを用いる低周波数駆動方式を用いてもよい。例えば、最大駆動電圧が３．５ボルトの駆動パルスが用いられる。電荷の漏れの影響は結果的に、ピクセル電圧を減少させてピクセル電圧が次の駆動パルスの到来直前においては約３ボルトである。
【００４８】
図１では、ＬＣ層１３０のピクセルが１つだけ、その対応のＴＦＴ１２０及びドライバ１１２，１１４を備えた状態で示されている。実際の液晶ディスプレイは、多数のピクセル、例えば７２０ｘ５７６のピクセルを有することは理解されるべきである。さらに、カラーＬＣＤでは、各ピクセルは一般に、３つのカラーサブピクセルから成り、各サブピクセルは、別々のピクセルドライバ及びＴＦＴを備えている。
【００４９】
上述したように、ＬＣ層に印加された電界により、層の光変調特性が変化する。
【００５０】
例えば、ねじれネマチック（ＴＮ）効果を利用したＬＣＤでは、液晶分子は、印加された電界と整列し、この電界は、ＬＣ層に垂直に差し向けられている。次に、図３を参照して従来型反射ノーマリーホワイト型ＴＮ液晶セルの動作原理を説明する。分かりやすくするために、機能層だけが図示されていて、ガラス板、カラーフィルタ、電極及びＴＦＴは図示されていない。
【００５１】
従来型の反射ＴＮ液晶セル３００では、ゼロ電圧又は最小駆動電圧では、非偏光周辺光が、ＬＣ層３３０に入射する前に、直線偏光板３４０及びλ／４補償層３４２を通過する。それにより、入射周辺光は、ＬＣ層３３０に入射する前に円偏光される。ＬＣ層３３０の他方の側には反射板３５４が設けられており、この反射板は、ＬＣ層３３０を通過した入射周辺光を反射して見る人に向かって戻す。
【００５２】
液晶分子の初期ねじれ角は、例えば９０゜である。電圧が印加されていない場合、ＬＣ層の複屈折により、光は、ＬＣ層３３０の通過後、直線偏光される。次に、光は、反射して戻され、λ／４補償層３４２に到達したときにはその元の円偏光状態にある。それにより、光は、戻って偏光板３４０を通過することができ、かくして、周辺光は、ＬＣセル３００を通過することができる。ゼロ電圧又は最小駆動電圧では、ノーマリーホワイト型ＬＣセル３００はかくして、そのブライト状態にある。
【００５３】
しかしながら、最大駆動電圧を電極相互間に印加すると、液晶セルは、図３Ｂに示すようにそのダーク状態３０１に変えられる。
【００５４】
液晶分子は、電気力線３２５によって指示された印加電界により整列し、分子の初期ねじれ角は消失する。かくして、改造されたＬＣ層３３１を通過した光は、低複屈折を効果的に生じ、その結果、光は、反射板３５２に到達したときは依然として円偏光状態にある。反射の際、円偏光は逆になり、それにより光はλ／４補償層３４２に到達したときには逆の円偏光状態になる。この場合、光は、偏光板３４０によって吸収される。
【００５５】
上述の例における反射型ＴＮ  ＬＣＤは、ノーマリーホワイト型ＬＣＤである。というのは、電圧が印加されない場合、最も多くの量の光が、ＬＣセルを通過することができ、ディスプレイは、そのブライト状態にある。
【００５６】
本発明は他方において、好ましくはいわゆる垂直方向に整列した（ＶＡＮ）液晶層を有するノーマリーブラック型液晶セルの使用に頼っている。これに利用されている液晶材料は、負の誘電率異方性を有し（Δε＜０）、電界が存在している場合、この材料は、電界の電気力線と直角に整列する傾向がある。ＬＣ層をサンドイッチしたガラス板の適当な処理により、液晶材料は当初、上記ガラス板に垂直に配向できる。それにより、ＶＡＮ液晶層が得られる。
【００５７】
図４は、垂直方向に整列した液晶材料の層を有する半透過ノーマリーブラック型液晶セル４００を示している。反射サブピクセル４００Ｒ及び透過サブピクセル４００Ｔから成るセルの単一のピクセルが示されている。実際の設計では、透過サブピクセルは通常、反射サブピクセルで包囲されるが、この場合そのようには示されていない。
【００５８】
垂直方向に整列した液晶材料の層４３０は、反射及び透過サブピクセルについて互いに異なる厚さを持っている。かくして、反射サブピクセルについてのセルギャップｄＲは、透過サブピクセルについてのセルギャップｄＴとは異なっている。
【００５９】
液晶材料は、前側ガラス板４２６と後側ガラス板４２８との間にサンドイッチされ、これらガラス板は、電界を液晶層４３０に印加する電極（図示せず）を有する。この目的のため、ＬＣＤでは、電極は、駆動手段１１０に接続され、これら駆動手段１１０は、本発明によれば、少なくともアクティブモードと電力節約待機モードで動作可能である。
【００６０】
電圧が印加されない場合、液晶分子は本質的に、垂直方向に整列し、即ち、ディスプレイの層に垂直に配向する。この場合、通過した光についての液晶層４３０の有効複屈折は、実質的にゼロである。
【００６１】
偏光板４４０，４５０が、各ガラス板の外部上に設けられ、これら偏光板の向きは、相互に垂直である。かくして、液晶層４３０は、交差状態の偏光板相互間に配置されている。
【００６２】
セル内パターニング済補償層４４２が、前側ガラス板４２６の液晶側上に設けられている。この補償層のリターデーションは、透過サブピクセル４００Ｔについて本質的にゼロであり、反射サブピクセル４００Ｒについて約λ／４である。かかるセル内パターン付け補償層及びその製造方法は、本出願人の未公開国際出願第ＰＣＴ／ＩＢ２００２／０２９７１号（ＰＨＮＬ０１０６０３）明細書に記載されている。この例では、補償層は、透過サブピクセル４００Ｔについて実質的に等方性の材料から成り、これによりリターデーション値がゼロになる。
【００６３】
反射サブピクセル４００Ｒに関しては、後側ガラス板４２８は、液晶材料の側が内部拡散反射板４５４で被覆されている。
【００６４】
後側ガラス板４２８の外部にはバックライト４６０が設けられ、このバックライトは、透過サブピクセル４００Ｔのための光を提供する。
【００６５】
液晶セルは、ノーマリーブラック型のものであり、したがってセルから出る光はほとんど存在しない。反射サブピクセル４００Ｒの場合、光吸収機構は、図３の記載に関して上述したように反射板４５４のところでの円偏光の復帰を利用している。透過サブピクセル４００Ｔの場合、バックライト４６０から出た光の吸収は、交差偏光板４４０，４５０によって引き起こされる。光は、後側の偏光板４５０によって直線偏光され、偏光を生じないでＬＣ層４３０を通過する。かくして、直線偏光は、後側偏光板４５０に対して垂直の向きを持つ前側偏光板４４０に到達し、効果的に吸収される。
【００６６】
他方、最大駆動電圧を前側ガラス板４２６及び後側ガラス板４２８の電極相互間に印加された場合、液晶セルは、そのブライト状態にある。今や、液晶分子は、ディスプレイ表面の平面内で実質的に整列し、即ち、ガラス板４２６，４２８に実質的に平行に整列する。この平面内では、液晶分子は一般に両方の偏光板４４０，４５０と４５゜の角度をなして配向したダイレクタに沿って整列する。それにより、ＬＣ層４３０を通過した光は、有効複屈折を生じ、前側偏光板４４０を通過し、ＬＣセルから出射できるよう変調される。
【００６７】
かくして、ダーク状態はゼロ電圧で達成され、ブライト状態は、最大駆動電圧で達成される。上述のＬＣセルは、本発明のＬＣＤ中に利用されるノーマリーブラック型ＬＣセルの好ましい実施形態である。特に、反射サブピクセルは、ダーク状態での反射率が低く、それによりコントラスト比は、待機モードとアクティブモードの両方において、特に高いことが可能である。
【００６８】
駆動電圧−反射率／透過率曲線が、上述したようなＬＣセルから得られ、それにより、ＬＣセルの幾つかの特性を以下のように選択した。
〔表１〕
ＬＣ材料の異方性（Δε）                      −６．７
ＬＣ材料の複屈折（Δｎ）                        ０．１
反射サブピクセルについてのセルギャップ（ｄＲ）  ２μｍ
透過サブピクセルについてのセルギャップ（ｄＴ）  様々
頂部偏光板の向き                                ０゜
底部偏光板の向き                              ９０゜
ＬＣダイレクタの向き                          ４５゜
λ／４補償層の向き                          −４５゜
λ／４補償層のリターデーション              １３８ｎｍ
【００６９】
上述したようなＬＣセルを用いると、図５に示す曲線が得られた。
【００７０】
Ｒによって示された曲線は、反射サブピクセルについての駆動電圧−反射率曲線であり、これは、２マイクロメートルの（固定）セルギャップｄＲを有している。他の曲線Ｔ１〜Ｔ５は、透過サブピクセルについての駆動電圧−透過率曲線であり、それにより、透過サブピクセルについて様々なセルギャップｄＴを次のように用いた。
〔表２〕
曲線            セルギャップ
Ｔ１            ３．５μｍ
Ｔ２            ３．６μｍ
Ｔ３            ３．７μｍ
Ｔ４            ３．８μｍ
Ｔ５            ４．０μｍ
【００７１】
図で観察できることとして、曲線の急峻度及び最も高い反射率及び透過率を得るのに必要な電圧に関し、Ｔ２で示された曲線は、反射率曲線Ｒの最良のものに匹敵している。かくして、好ましくは、透過サブピクセルのセルギャップｄＴは、反射サブピクセルのセルギャップｄＲが２マイクロメートルの場合、３．６マイクロメートルである。これにより、ＬＣＤの駆動方式が簡単になり、それにより電力消費量が比較的限られた比較的単純な駆動手段が必要になるに過ぎない。
【００７２】
図面は、概略的であって、縮尺通りには作成されていない。本発明を好ましい実施形態と関連して説明したが、本発明は、好ましい実施形態に限定されるものと解釈されてはならないことは理解されるべきである。それどころか、本発明は、当業者によって想到でき、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に属する全ての変形例を含む。液晶ディスプレイ装置に関する他の公知の電力節約技術を本発明の液晶ディスプレイ装置に容易に具体化できる。
【００７３】
以上要するに、反射型又は半透過型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置（１００）には、少なくとも２つのモードで、即ち、アクティブモード及び電力節約待機モードで動作可能な駆動手段（１１０）が設けられる。本発明によれば、ＬＣＤは、ノーマリーブラック型のものであり、かかるＬＣＤでは、最小駆動電圧がダーク（暗い）状態に対応し、最大駆動電圧がブライト（明るい）状態に対応している。このために、待機モードでは、最大駆動電圧を変更でき、それによりブライト状態に影響を及ぼす。かくして、ＬＣＤのコントラスト比は、待機モードでも比較的高いままである。好ましくは、ＬＣＤは、垂直方向に整列した液晶材料の層（１３０）を有する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】ＬＣＤ中のピクセルドライバの略図である。
【図２】ノーマリーホワイト及びノーマリーブラック型ＬＣＤに関する駆動電圧−反射率曲線を示す図である。
【図３Ａ】従来型の反射ノーマリーホワイト型液晶セルをブライト状態で示す図である。
【図３Ｂ】従来型の反射ノーマリーホワイト型液晶セルをダーク状態で示す図である。
【図４】半透過ノーマリーブラック型液晶セルの好ましい実施形態を示す図である。
【図５】本発明のノーマリーブラック半透過型ＬＣＤについての駆動電圧−反射率及び駆動電圧−透過率曲線を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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