JP2000066189A - 液晶表示装置及びそれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モノカラーの表示が可能で、意図しない着色
等がなく、しかも明るい表示が可能な液晶表示装置を提
供する。 【解決手段】 液晶セル１８の前面側に配置された偏光
子１４と、液晶セル１８の背面側に配置された反射偏光
子４０と、偏光子１４と液晶セル１８との間または液晶
セル１８と反射偏光子４０との間に配置されたカラーフ
ィルム３４とを備える液晶表示装置１０である。カラー
フィルム３４は屈折率異方性に伴う遅相軸を持ち、その
遅相軸が反射偏光子４０の反射軸または透過軸と平行な
状態で配置されている。また、液晶セル１８と反射偏光
子４０との間には、散乱層３８が配置されている。さら
に、反射偏光子４０の背面には、偏光子または光半吸収
体が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、明るいモノカラー
表示を行うことができる液晶表示装置及びそれを用いた
電子機器に関する。

【０００２】

【背景技術および発明が解決しようとする課題】モノカ
ラー表示の液晶表示装置においては、一般的に白または
グレー系色の背景に、黒い文字の表示が行われることが
多い。

【０００３】しかし、近年のファッション性重視の傾向
から、特に携帯型電子機器などではボディーのカラー化
が進んでいる。このカラー化の傾向に合わせて、モノカ
ラーの液晶表示装置においても、背景がカラー化された
ものを求める需要がある。液晶表示装置における背景の
カラー化は、白地の背景色を持つ液晶表示装置にカラー
フィルムを組み込むことによって可能ではある。しかし
ながら、カラーフィルムの挿入は光の吸収を伴うため、
表示が暗くなってしまうという問題がある。

【０００４】また、カラーフィルムは、一般的なフィル
ム材料と同様に延伸によって形成されるため、屈折率異
方性を持っている。そのため、意図しない着色などが発
生してしまうことがある。

【０００５】本発明は、上記のような点に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、モノカラーの表示が可能
で、意図しない着色等がなく、しかも明るい表示が可能
な液晶表示装置およびそれを用いた電子機器を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１） 本発明に係る液
晶表示装置は、内面側にそれぞれ透明電極が設けられた
一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セル
と、前記液晶セルの前面側に配置された偏光子と、前記
液晶セルの背面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有
する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の
透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子
と、前記偏光子と前記液晶セルとの間、または前記液晶
セルと前記反射偏光子との間に配置されたカラーフィル
ムと、を有し、前記カラーフィルムは屈折率異方性によ
る遅相軸を持ち、前記カラーフィルムが前記偏光子と前
記液晶セルとの間にあるときは、前記遅相軸が前記偏光
子の吸収軸または遅相軸と平行な状態で前記カラーフィ
ルムが配置されており、前記カラーフィルムが前記液晶
セルと前記反射偏光子との間にあるときは、前記遅相軸
が前記反射偏光子の反射軸または透過軸と平行な状態で
前記カラーフィルムが配置されていることを特徴とす
る。

【０００７】本発明の液晶表示装置は、偏光子と液晶セ
ルとの間、または液晶セルと反射偏光子との間にカラー
フィルムが配置されているため、モノカラー表示を行う
ことができる。

【０００８】また、本発明の液晶表示装置は、液晶セル
の背面側に用いる偏光子として反射偏光子（国際公開Ｗ
Ｏ９５／１７６９２）を用いているため、反射偏光子が
所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射することがで
き、液晶セルの被制御状態によっては液晶セル前面側の
偏光子および液晶セルを透過した光を、この反射偏光子
によって殆ど反射させることが可能である。したがっ
て、このように反射偏光子を用いた液晶表示装置は、背
面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面に
アルミニウム蒸着等による反射板を配置して反射型の液
晶表示装置を形成した場合に比べて、表示が明るい。こ
れは、アルミニウム蒸着等による反射板の反射率が９０
％弱にしかならないのに比し、反射偏光子による反射
は、入射する偏光の状態によっては殆ど１００％反射す
ることができるためである。さらに、通常の吸収型の偏
光板は、ヨウ素等のハロゲン物質や染料等の二色性色素
を利用しており、その二色比が必ずしも高くないために
１０％以上の光を無駄にしているが、反射偏光子では光
の無駄な吸収は殆ど起きないことにもよっている。

【０００９】また、モノカラー表示を行うために用いら
れているカラーフィルムは、延伸形成されるため、通
常、屈折率異方性を持つ。このカラーフィルムは、偏光
子と液晶セルとの間に配置された場合は、遅相軸が偏光
子の吸収軸または遅相軸と平行な状態とされており、液
晶セルと反射偏光子との間に配置された場合は、遅相軸
が反射偏光子の反射軸または透過軸と平行な状態とされ
ているため、カラーフィルムの屈折率異方性によって意
図しない着色などが起きない。

【００１０】（２） 本発明の液晶表示装置は、内面側
にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶
を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの前面
側に配置された偏光子と、前記液晶セルの背面側に配置
され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記
反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有
する偏光を透過する反射偏光子と、前記偏光子と前記液
晶セルとの間、または前記液晶セルと前記反射偏光子と
の間に配置されたカラーフィルムと、前記偏光子と前記
液晶セルとの間に配置された位相差板と、を有し、前記
カラーフィルムは屈折率異方性による遅相軸を持ち、前
記カラーフィルムが前記偏光子と前記液晶セルとの間に
あるときは、前記遅相軸が前記偏光子の吸収軸、透過
軸、前記位相差板の遅相軸、進相軸の少なくともいずれ
かと平行な状態で前記カラーフィルムが配置されてお
り、前記カラーフィルムが前記液晶セルと前記反射偏光
子との間にあるときは、前記遅相軸が前記反射偏光子の
反射軸または透過軸と平行な状態で前記カラーフィルム
が配置されていることを特徴とする。

【００１１】本発明の液晶表示装置は、偏光子と液晶セ
ルとの間、または液晶セルと反射偏光子との間にカラー
フィルムが配置されているため、表示がモノカラー化さ
れる。

【００１２】また、本発明の液晶表示装置は、前述した
発明の場合と同様に、液晶セルの背面側に用いる偏光子
として反射偏光子を用いているため、反射偏光子が所定
の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射することができ
る。したがって、背面側の偏光子として吸収型の偏光子
を用い、その背面にアルミニウム蒸着等による反射板を
配置して反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べ
て、明るい表示を行うことができる。

【００１３】さらに、モノカラー表示を行うために用い
られているカラーフィルムは延伸形成されるため、通
常、屈折率異方性を持つ。このカラーフィルムは、偏光
子と液晶セルとの間に配置された場合は、遅相軸が偏光
子の吸収軸、透過軸、位相差板の遅相軸、進相軸の少な
くともいずれかと平行な状態とされており、液晶セルと
反射偏光子との間にあるときは、遅相軸が反射偏光子の
反射軸または透過軸と平行な状態とされているため、カ
ラーフィルムの屈折率異方性によって意図しない着色な
どが起きない。

【００１４】（３） さらに好ましくは、本発明の液晶
表示装置は、前記液晶セルと前記反射偏光子との間に散
乱層が配置されていることを特徴とする。

【００１５】本発明によれば、反射偏光子によって反射
された光が散乱層によって散乱されるため、反射偏光子
によって反射された部分に対応する表示が、鏡面状では
なくペーパーホワイト状の見やすい表示となる。

【００１６】（４） 本発明に係る液晶表示装置は、内
面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に
液晶を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの
前面側に配置された偏光子と、前記液晶セルの背面側に
配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、
前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面
を有する偏光を透過する反射偏光子と、前記液晶セルと
前記反射偏光子との間に配置された着色散乱層と、を有
することを特徴とする。

【００１７】本発明の液晶表示装置は、液晶セルと反射
偏光子との間に着色散乱層が配置されているため、反射
偏光子によって反射された光が着色散乱層によって散乱
され、反射偏光子によって反射された部分に対応する表
示が、鏡面状ではなくペーパーホワイト状の見やすい表
示となる。さらに、着色散乱層の着色に対応して表示が
モノカラー化される。

【００１８】また、本発明の液晶表示装置は、前述した
発明の場合と同様に、液晶セルの背面側に用いる偏光子
として反射偏光子を用いているため、反射偏光子が所定
の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射することができ
る。したがって、背面側の偏光子として吸収型の偏光子
を用い、その背面にアルミニウム蒸着等による反射板を
配置して反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて
明るい表示を行うことができる。

【００１９】そして、本発明の液晶表示装置は、カラー
フィルムを用いることなくモノカラー化が行えるため、
カラーフィルムを用いる場合に比し、コストおよび組立
工数が削減される。

【００２０】（５） さらに好ましくは、本発明に係る
液晶表示装置は、前記反射偏光子の背面に配置された偏
光子をさらに有することを特徴とする。

【００２１】本発明によれば、反射偏光子の背面に配置
された偏光子の透過軸と、反射偏光子の透過軸または反
射軸との間の角度を調節することによって、液晶表示装
置の暗表示部分の暗さを調節することができる。

【００２２】（６） さらに好ましくは、本発明に係る
液晶表示装置は、前記反射偏光子の背面に配置された光
半吸収体をさらに有することを特徴とする。

【００２３】本発明によれば、光半吸収体の光吸収量を
調節することによって、液晶表示装置の暗表示部分の暗
さを調節することができる。

【００２４】（７） 本発明に係る液晶表示装置は、内
面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に
液晶を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの
前面側に配置された偏光子と、前記液晶セルの背面側に
配置されたカラー偏光子と、前記カラー偏光子の背面側
に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射
し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏
光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、を有するこ
とを特徴とする。

【００２５】本発明の液晶表示装置は、液晶セルと反射
偏光子との間に、特定の色に対して偏光性を持たないカ
ラー偏光子が配置されている。したがって、その特定の
色は液晶セルの被制御状態の違いに拘わらずカラー偏光
子を透過し、反射偏光子によって反射されて表示面に戻
るため、表示がモノカラー化される。また、反射偏光子
の反射軸の方向を調節することによって、反射偏光子に
よる反射率を調節することができるため、モノカラーの
領域の明るさを調節することができる。

【００２６】また、本発明の液晶表示装置は、前述した
発明の場合と同様に、液晶セルの背面側に反射偏光子を
用いているため、反射偏光子が所定の方向の偏光面を持
つ偏光を殆ど反射することができる。したがって、背面
側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にア
ルミニウム蒸着等による反射板を配置して反射型の液晶
表示装置を形成した場合に比べて、明るい表示を行うこ
とができる。

【００２７】（８） さらに好ましくは、本実施形態の
液晶表示装置は、最も背面側に配置されたバックライト
をさらに有することを特徴とする。

【００２８】本発明の液晶表示装置によれば、反射軸方
向の偏光面を有する偏光を反射し、反射軸の方向とは異
なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する
反射偏光子を用いることによって反射型の表示を行って
いるため、明るい反射型表示が可能であるにもかかわら
ず、最も背面にバックライトを配置することによって透
過型の表示も行うことができる。

【００２９】しかも、液晶セルの背面側に用いる偏光子
として反射偏光子を用いた半透過反射型（反射／透過両
用型）の液晶表示装置は、反射型として用いた場合、反
射偏光子が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射す
るため、液晶セルの被制御状態によっては前面側の偏光
子を透過した光を反射偏光子によって殆ど反射させるこ
とが可能である。したがって、このように反射偏光子を
用いた半透過反射型の液晶表示装置は、反射型として用
いた場合、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用
い、その背面にハーフミラーを配置して半透過反射型の
液晶表示装置を形成した場合に比べて、遙かに明るい表
示を行うことができる。

【００３０】（９） さらに好ましくは、本発明の液晶
表示装置は、前記（１）〜（４）のいずれかにおいて、
前記液晶セルと前記反射偏光子との間に配置された偏光
子と、最も背面側に配置されたバックライトと、をさら
に有することを特徴とする。

【００３１】本発明の液晶表示装置によれば、反射軸方
向の偏光面を有する偏光を反射し、反射軸の方向とは異
なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する
反射偏光子を用いることによって反射型の表示を行って
いるため、明るい反射型表示が可能であるにもかかわら
ず、最も背面にバックライトを配置することによって透
過型の表示も行うことができる。

【００３２】また、反射偏光子は、半透過反射板として
動作させればよいため、液晶セルの前面側に配置された
偏光子の透過軸と、液晶セルの背面側に配置された偏光
子の透過軸と、反射偏光子の反射軸または透過軸との間
の角度をそれぞれ適切に選べば、明るい光のもとで反射
型として用いる場合と、周囲が暗く透過型として用いる
場合とで、表示の明暗が反転することがない半透過反射
型液晶表示装置を形成することができる。

【００３３】（１０） 本発明の電子機器は、前述のい
ずれかに記載の液晶表示装置を表示手段として有するこ
とを特徴とする。 本発明によれば、前記各発明につい
て上述したいずれかの作用効果を持ち、反射型として用
いた場合は、明るくて低消費電力の液晶表示装置を有す
る電子機器が得られる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、図面を参照しながら、さらに具体的に説明す
る。

【００３５】〔第１実施形態〕 ＜液晶表示装置の構造＞図１は、本実施形態の液晶表示
装置１０を示す模式的な断面図である。この図に示すよ
うに、液晶表示装置１０は、液晶セル１８の前面側に吸
収型の偏光子１４を配置し、液晶セルの背面側には反射
偏光子４０を配置して形成されている。また、液晶セル
１８と反射偏光子４０との間には、カラーフィルム３４
および散乱層３８が配置されている。そして、反射偏光
子４０の背面には、バックライト４４が配置されてい
る。なお、図１および同様な他の図面においては、液晶
表示装置を構成する各要素間に隙間があるように描かれ
ているが、これは図示の便宜上のものであり、実際は各
要素が互いにほぼ密着される状態となっている。

【００３６】液晶セル１８は、ストライプ状の透明電極
２２が片面に形成された基板２０と、やはりストライプ
状の透明電極２６が片面に形成された基板２８とが、ギ
ャップ材（図示せず）などによって所定間隔離され、対
向する基板２０，２８の透明電極２２，２６同士が格子
状に対向する単純マトリックス型の液晶セル１８となっ
ている。これら一対の基板２０，２８の間にはＴＮ型の
液晶２４が充填され、それら基板２０，２８の対向する
周縁がシール材３０によって封止されている。なお、図
１においては、一対の基板の間を広く離して描いてある
が、これは図示を明確化するためであり、実際には一対
の基板は数μｍないし十数μｍの狭いギャップを隔てて
対向している。

【００３７】カラーフィルム３４は、例えば、ポリビニ
ールアルコール、ポリカーボネート、トリアセチルセル
ロース、ポリエステル、ポリメチルメタクリレートなど
に顔料または染料を混入させた材料を用いて、延伸成形
により形成される。液晶表示装置１０を反射モードで用
いる場合は、光がカラーフィルム３４を２度透過するこ
とになるため、カラーフィルム３４は、光透過率の高い
ものが好ましく、例えば図２に２種類のカラーフィルム
３４の白色光に対する透過分光スペクトルを示すよう
に、可視光領域の波長における最低の透過率が少なくと
も２０％以上であることが好ましい。なお、図１におい
ては、カラーフィルム３４が、液晶セル１８と散乱層３
８との間に配置された例を示したが、カラーフィルム３
４は、散乱層３８と反射偏光子４０との間に配置されて
もよいし、偏光子１４と液晶セル１８との間に配置され
てもよい。

【００３８】また、カラーフィルム３４は延伸形成され
るため、通常、その延伸方向が遅相軸となる屈折率異方
性を持つ。カラーフィルム３４は、液晶セル１８の背面
側に配置される場合には、カラーフィルム３４の遅相軸
が反射偏光子４０の反射軸または透過軸と平行な状態で
配置され、液晶セル１８の前面側に配置される場合に
は、カラーフィルム３４の遅相軸が偏光子１４の吸収軸
または透過軸と平行な状態で配置される。

【００３９】散乱層３８は、光を散乱させ拡散させる機
能を持っている。散乱層３８を省略することも可能では
あるが、これがない場合は、反射偏光子４０で反射され
た部分に対応する表示が、鏡面により反射された光との
印象を与える表示となってしまう。散乱層３８は、この
ような状態を防止し、反射偏光子４０で反射された部分
に対応する表示をペーパーホワイトに近い表示とする。
散乱層３８は、例えば、ビーズを分散させたプラスチッ
クフィルムとして形成されている。また、隣接する層同
士、例えばカラーフィルム３４と反射偏光子４０とを接
着する光学接着剤からなる接着層中にビーズを混入させ
て散乱層３８を形成してもよい。なお、散乱層３８は、
偏光子１４と液晶セル１８との間に設けてもよいし、偏
光子１４の前面に設けるようにしてもよい。

【００４０】バックライト４４は、図１に示すように光
源４６と導光板４８とを備えている。光源４６から出射
された光は、導光板４８によって、液晶セル１８の全画
素に光が入射するように導光され、拡散される。導光板
４８としては、通常、アクリル板が用いられ、アクリル
製導光板の上に拡散板や集光プリズムを積層したものを
用いてもよい。光源４６としては、ＬＥＤ（発光ダイオ
ード）などが用いられる。なお、バックライトとして
は、光源４６と導光板４８との組み合わせの代わりに、
面光源であるＥＬ（エレクトロルミネセント）等を用い
てもよい。

【００４１】反射偏光子４０は、国際公開（ＷＯ９５／
０１７６９２）や、特表平９−５０６９８５号公報など
に開示された偏光分離素子と同様のものであり、厚さと
屈折率特性についてそれぞれ所定の関係を満たす一対の
層が多重積層された構造となっている。反射偏光子４０
は、各層が１μｍに満たない程度の厚さの多くの層によ
って形成され、全体としても２００μｍ程度の厚さの薄
い板状である。反射偏光子４０は、透過軸方向の偏光面
を有する偏光を透過し、透過軸とほぼ直交する反射軸方
向の偏光面を持つ偏光を反射する性質を持っている。な
お、反射偏光子４０の透過軸と偏光子１４の透過軸と
は、ほぼ平行となるように反射偏光子４０と偏光子１４
とが配置されている。

【００４２】また、液晶表示装置１０は、図１に図示し
た構成要素以外にも、液晶２４に面して設けられる配向
膜、および駆動回路なども備えている。

【００４３】＜反射型の液晶表示装置としての動作＞上
記のように形成された液晶表示装置１０を、明るい光の
もとで反射型として用いる場合の動作を図３とともに説
明する。なお、この図において、左側半分の図３（Ａ）
は通過する光の偏光面を液晶セル１８が９０°旋光させ
るスイッチング状態である場合を示し、右側半分の図３
（Ｂ）は通過する光の偏光面を液晶セル１８が旋光させ
ないスイッチング状態である場合を示している。

【００４４】まず、液晶セル１８が光を９０°旋光させ
るスイッチング状態の領域に外光が入射した場合、すな
わち図３（Ａ）左側に示した場合について説明する。こ
の場合、入射した外光６０は、前面側の偏光子１４を透
過すると、その透過軸１４Ｔの方向の偏光面を持つ直線
偏光６０ａとなり、その直線偏光６０ａは液晶セル１８
を通過すると９０°旋光された直線偏光６０ｂとなる。
その直線偏光６０ｂは、カラーフィルム３４で着色さ
れ、散乱層３８で散乱されるが、偏光方向はそのままの
直線偏光６０ｃとして反射偏光子４０に入射する。入射
した直線偏光６０ｃは、その偏光方向が反射偏光子の反
射軸４０Ｒと同方向であるため、反射偏光子４０によっ
て反射される。反射されたその直線偏光６０ｄは、反射
偏光子４０の反射軸４０Ｒの方向の偏光面を持つ直線偏
光６０ｄであり、再び、散乱層３８で散乱され、カラー
フィルム３４で着色されるが偏光方向は変わらない直線
偏光６０ｅとして液晶セルに入射する。直線偏光６０ｅ
は液晶セル１８で９０°旋光されて前面側の偏光子１４
の透過軸１４Ｔと平行な偏光面を持つ偏光６０ｆとなる
ため、前面側の偏光子１４を透過して表示面に達する。

【００４５】このように、この液晶表示装置１０におい
ては、液晶セル１８が光を９０°旋光させるスイッチン
グ状態の時に液晶セル１８に入射した外光はその殆どが
反射偏光子４０で反射されて入射と逆の経路を辿って出
射するため、液晶セル１８が光を９０°旋光させるスイ
ッチング状態となっている領域は明るい表示となる。

【００４６】次に、液晶セル１８が光を旋光させないス
イッチング状態の領域に外光６５が入射した場合、すな
わち図３（Ｂ）左側に示した場合について説明する。こ
の場合、入射した外光６５は、前面側の偏光子１４を透
過すると、その透過軸１４Ｔの方向の偏光面を持つ直線
偏光６５ａとなる。その直線偏光６５ａは、そのままの
状態で液晶セル１８を通過し、カラーフィルム３４およ
び散乱層３８を透過して着色され散乱されるが偏光方向
は変わらない直線偏光６５ｂとして偏光子１４の透過軸
１４Ｔと平行な透過軸４０Ｔを持つ反射偏光子４０を透
過し、バックライトに到達する。バックライトの表面は
反射率が小さいため、殆どの光はそこで吸収される。

【００４７】このように、この液晶表示装置１０におい
ては、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状
態の時に液晶セル１８に入射した外光６５は、その殆ど
がバックライトの表面で吸収されて表示面側に戻らない
ため、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状
態となっている領域は暗い表示となる。

【００４８】なお、液晶セル１８は、光を９０°旋光す
る状態と、光を旋光しない状態との中間の状態もとるこ
とができ、このとき、中間調表示が行われる。

【００４９】＜透過型の液晶表示装置としての動作＞次
に、液晶表示装置１０を、周囲が暗く透過型として用い
る場合の動作を図３とともに説明する。

【００５０】まず、液晶セル１８が光を９０°旋光させ
るスイッチング状態の領域にバックライト４４からの光
７０が入射した場合、すなわち図３（Ａ）右側に示した
場合について説明する。この場合、バックライト４４か
ら出射された光７０は、反射偏光子４０を透過すると、
その透過軸４０Ｔの方向の偏光面を持つ直線偏光７０ａ
となる。反射偏光子４０を透過した直線偏光７０ａは、
散乱層３８およびカラーフィルム３４を透過して偏光方
向は変わらないが散乱され着色された直線偏光７０ｂと
して液晶セル１８に入射する。その直線偏光７０ｂは液
晶セル１８を通過すると９０°旋光された直線偏光７０
ｃとなる。その直線偏光７０ｃは、反射偏光子４０の透
過軸４０Ｔと直交する吸収軸１４Ａを持つ偏光子１４に
よって殆どが吸収される。

【００５１】このように、この液晶表示装置１０は、透
過型として用いた場合、液晶セルが９０°光を旋光させ
るスイッチング状態の領域にバックライト４４から液晶
セル１８に入射した光は偏光子１４によって吸収される
ため、暗い表示領域となる。

【００５２】次に、液晶セル１８が光を旋光させないス
イッチング状態の領域にバックライト４４からの光が入
射した場合、すなわち図３（Ｂ）右側に示した場合につ
いて説明する。この場合、バックライト４４から出射さ
れた光７５は、反射偏光子４０を透過すると、その透過
軸４０Ｔの方向の偏光面を持つ直線偏光７５ａとなる。
その直線偏光７５ａは、散乱層３８およびカラーフィル
ム３４を透過して偏光方向は変わらないが散乱され着色
された直線偏光７５ｂとして液晶セル１８に入射する。
その直線偏光７５ｂは、液晶セルが光を旋光させないス
イッチング状態であるため、そのままの直線偏光７５ｂ
として液晶セル１８を通過し、反射偏光子４０の透過軸
４０Ｔと平行な透過軸１４Ｔを持つ偏光子１４を透過し
て表示面に達する。

【００５３】このように、この液晶表示装置１０は、透
過型として用いた場合、液晶セル１８が光を旋光させな
いスイッチング状態の時に液晶セル１８に入射したバッ
クライト４４からの光は、反射偏光子４０を透過した光
の殆どが表示面に到達するため、液晶セル１８が光を旋
光させないスイッチング状態となっている領域は明るい
表示領域となる。

【００５４】なお、反射表示モードの場合と同様に、透
過表示モードにおいても液晶セル１８は光を９０°旋光
する状態と、光を旋光しない状態との中間の状態をとる
ことができ、このとき中間調表示が行われる。

【００５５】以上説明したように、本実施形態の液晶表
示装置１０は、液晶セル１８が光を９０°旋光させる領
域は、明るい外光のもとで液晶表示装置１０を反射型と
して使用した場合、明るい表示領域となり、周囲が暗く
液晶表示装置１０を透過型として使用した場合は、暗い
表示領域となる。また、本実施形態の液晶表示装置１０
は、液晶セル１８が光を旋光させない領域は、明るい外
光のもとで液晶表示装置１０を反射型として使用した場
合、暗い表示領域となり、周囲が暗く液晶表示装置１０
を透過型として使用した場合は明るい表示領域となる。

【００５６】＜その他の表示特性＞前述したように、本
実施形態の液晶表示装置１０は、明るい表示となる領域
の光がカラーフィルム３４を透過し着色されるため、明
るい表示の領域がモノカラー化される。

【００５７】また、カラーフィルム３４は、遅相軸３４
Ｄが反射偏光子４０の反射軸４０Ｒまたは透過軸４０Ｔ
と平行な状態で、液晶表示装置１０に組み込まれてい
る。（図３には遅相軸３４Ｄが反射偏光子４０の透過軸
４０Ｔと平行となっている例を示した。）したがって、
カラーフィルム３４の屈折率異方性によって意図しない
着色などが起きることがない。

【００５８】さらに、本発明の液晶表示装置１０は、液
晶セル１８の背面側に用いる偏光子として反射偏光子４
０を用いているため、反射偏光子４０が所定の方向の偏
光面を持つ偏光を殆ど反射することができ、液晶セル１
８の被制御状態によっては液晶セル１８前面側の偏光子
１４および液晶セル１８を透過した光を、この反射偏光
子によって殆ど反射させることが可能である。したがっ
て、このように反射偏光子４０を用いた液晶表示装置１
０は、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、そ
の背面にアルミニウム蒸着等による反射板を配置して反
射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて表示が明る
い。これは、アルミニウム蒸着等による反射板の反射率
が９０％弱にしかならないのに比し、反射偏光子４０に
よる反射は、入射する偏光の状態によっては殆ど１００
％反射することができるためである。さらに、通常の吸
収型の偏光板は、ヨウ素等のハロゲン物質や染料等の二
色性色素を利用しており、その二色比が必ずしも高くな
いために１０％以上の光を無駄にしているが、反射偏光
子４０では光の無駄な吸収は殆ど起きないことにもよっ
ている。

【００５９】また、本実施形態の液晶表示装置１０は、
半透過反射型（反射／透過両用型）として形成した場合
でも、反射型モードにおいて、反射偏光子４０が所定の
方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射するため、液晶セル
１８のスイッチング状態によっては前面側の偏光子１４
を透過した光を反射偏光子４０によって殆ど反射させる
ことが可能である。したがって、反射偏光子４０を用い
た半透過反射型の液晶表示装置１０は、背面側の偏光子
として吸収型の偏光子を用い、その背面にハーフミラー
を配置した従来の半透過反射型の液晶表示装置に比べ
て、反射型モードにおいて遙かに表示が明るい。

【００６０】このように、本実施形態の液晶表示装置１
０は、反射偏光子４０を用いているため、反射型として
使用した場合に、明るい表示が可能であり、カラーフィ
ルムによる光の吸収があるにも拘わらず、明るい表示を
行うことができる。

【００６１】なお、上記においては、液晶表示装置１０
を半透過反射型（反射／透過両用型）の液晶表示装置１
０として形成した例を示したが、本実施形態の液晶表示
装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表
示装置としてもよい。

【００６２】＜液晶表示装置を備えた電子機器＞図４
（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）は、本実施形態の液晶表
示装置１０を表示部として用いた電子機器の例を示す外
観図である。図４（Ａ）は、携帯電話機８８であり、そ
の前面上方に液晶表示装置１０を備えている。図４
（Ｂ）は、腕時計９２であり、本体の前面中央に液晶表
示装置１０を用いた表示部が設けられている。図４
（Ｃ）は、携帯情報機器９６であり、液晶表示装置１０
からなる表示部と入力部９８とを備えている。これらの
電子機器は、液晶表示装置１０の他に、図示しないが、
表示情報出力源、表示情報処理回路、クロック発生回路
などの様々な回路や、それらの回路に電力を供給する電
源回路などを含んで構成される。

【００６３】なお、本実施形態の液晶表示装置１０が組
み込まれる電子機器としては、携帯電話機、時計、およ
び携帯情報機器に限らず、ノート型パソコン、電子手
帳、ページャ、電卓、ＰＯＳ端末、ＩＣカード、ミニデ
ィスクプレーヤなど様々な電子機器が考えられる。

【００６４】これらの情報機器は、屋内屋外を問わずあ
らゆる環境で使用される。したがって、長時間の電池駆
動が可能であることが好ましい。そのため、これらの電
子機器の表示部として用いられる液晶表示装置１０は消
費電力が小さいことが求められる。消費電力の小さい表
示装置として外光を利用した反射型液晶表示装置がある
が、周囲が暗い場所での使用が殆どできないという問題
があった。本実施形態の液晶表示装置は、消費電力の小
さい反射型表示を従来の反射型液晶表示装置と遜色ない
明るさで行うことができると共に、周囲が暗いところで
の使用においては透過型表示を行うことができる。した
がって、これらの電子機器の表示部として用いること
で、低消費電力で良質の表示を行うことが可能な電子機
器を形成することができる。

【００６５】〔第２実施形態〕第２実施形態は、ＳＴＮ
型の液晶セルが用いられている点と、ＳＴＮ型の液晶セ
ルに付随して発生する着色を解消するための位相差板が
追加されている点が第１実施形態と異なる。それ以外の
点は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略す
る。また、図面において対応する部分には第１実施形態
と同一の符号を付す。

【００６６】図５は、本実施形態の液晶表示装置５０を
示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶
表示装置５０は、ＳＴＮ型の液晶５３を用いた液晶セル
５２を用い、偏光子１４と液晶セル１８との間に位相差
板５４を備えている。この位相差板５４によって、ＳＴ
Ｎ型の液晶セル５２に発生する着色を解消することがで
きる。なお、カラーフィルム３４が、偏光子１４と液晶
セル１８との間に配置された場合には、位相差板５４
は、カラーフィルム３４の前面側または背面側のいずれ
に配置してもよい。

【００６７】また、カラーフィルム３４は、偏光子１４
と液晶セル１８との間に配置された場合は、遅相軸３４
Ｄが、偏光子１４の吸収軸１４Ａ、透過軸１４Ｔ、位相
差板５４の遅相軸、進相軸の少なくともいずれかと平行
な状態とされており、液晶セル１８と反射偏光子４０と
の間に配置された場合は、遅相軸３４Ｄが反射偏光子４
０の反射軸４０Ｒまたは透過軸４０Ｔと平行とされて、
液晶表示装置５０に組み込まれている。したがって、カ
ラーフィルム３４の屈折率異方性によって意図しない着
色などが起きることがない。

【００６８】なお、本実施形態の液晶表示装置は、バッ
クライト４４を用いないで反射専用型の液晶表示装置と
して形成することもできる。

【００６９】〔第３実施形態〕第３実施形態は、散乱層
として着色散乱層を用い、カラーフィルムを用いてない
点が、第１実施形態と異なる。それ以外の点は第１実施
形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面
において対応する部分には第１実施形態と同一の符号を
付す。

【００７０】図６は、本実施形態の液晶表示装置５８を
示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶
表示装置５８は、液晶セル１８と反射偏光子４０との間
に着色散乱層６０が設けられ、カラーフィルムは用いら
れていない。なお、着色散乱層６０は、図６に示した位
置に限らず、偏光子１４と液晶セル１８との間に設けて
もよいし、偏光子１４の前面に設けるようにしてもよ
い。

【００７１】着色散乱層６０は、粘着剤中に粘着剤より
屈折率が大きいビーズ（数μｍ径）を入れ、さらに顔料
または染料等を混入させて形成される。また、着色散乱
層６０は、透明樹脂中に樹脂より屈折率が大きいビーズ
（数μｍ径）、および顔料または染料などを混入させて
形成することもできる。

【００７２】液晶表示装置５８を反射モードで用いる場
合は、光が着色散乱層６０を２度透過することになるた
め、第１実施形態におけるカラーフィルムの場合と同様
に、着色散乱層６０は、光透過率の高いものが好まし
く、例えば可視光領域の波長における最低の透過率が少
なくとも２０％以上であることが好ましい。

【００７３】着色散乱層６０によって、反射偏光子４０
によって反射された部分に対応する表示が鏡面状の表示
になることを防止し、ペーパーホワイトに近い表示とす
ることができるとともに、明るい表示となる領域の光が
着色散乱層６０を透過することによって着色されるた
め、明るい表示の領域がモノカラー化された表示が得ら
れる。

【００７４】そして、本実施形態の液晶表示装置５８
は、カラーフィルムを用いることなくモノカラー化が行
えるため、カラーフィルムを用いる場合に比し、コスト
および組立工数が削減される。

【００７５】なお、本実施形態は、第２実施形態の液晶
表示装置に対しても同様に適用することができる。

【００７６】また、本実施形態の液晶表示装置は、バッ
クライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置として
形成することもできる。

【００７７】〔第４実施形態〕第４実施形態は、反射偏
光子の背面にさらに偏光子または／および光半吸収体を
配置した点が第１実施形態とは異なる。それ以外の点は
第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。ま
た、図面において対応する部分には第１実施形態と同一
の符号を付す。

【００７８】図７は、本実施形態の液晶表示装置６４を
示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶
表示装置６４は、反射偏光子の背面にさらに偏光子６６
が設けられている。液晶表示装置６４を反射型として使
用する場合には、この偏光子６６の吸収軸の方向と反射
偏光子４０の透過軸の方向とを調節することによって、
反射偏光子４０を透過した光が再び反射偏光子４０に戻
る量を調節できるため、暗く表示される表示領域の暗さ
を調節することができる。また、液晶表示装置６４を透
過型として使用する場合には、この偏光子６６の吸収軸
の方向と反射偏光子４０の透過軸の方向とを調節するこ
とによって、バックライト４４からの光が反射偏光子４
０を透過する量を調節することができるため、明るく表
示される表示領域の明るさを調節することができる。

【００７９】なお、偏光子６６に代えて、または加え
て、光半吸収体を使用し、光半吸収体の光吸収率を選択
することによっても、液晶表示装置６４を反射型として
使用するときの暗く表示される領域の暗さ、および液晶
表示装置６４を透過型として使用するときの明るく表示
される領域の明るさを調節することができる。

【００８０】なお、本実施形態は、第２実施形態または
第３実施形態の液晶表示装置に対しても同様に適用する
ことができる。

【００８１】また、本実施形態の液晶表示装置は、バッ
クライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置として
形成することもできる。

【００８２】〔第５実施形態〕第５実施形態は、カラー
偏光子が液晶セルと反射偏光子との間に配置され、カラ
ーフィルムは用いない点が第１実施形態とは異なる。そ
れ以外の点は第１実施形態と同様であるのでその説明を
省略する。また、図面において第１実施形態と対応する
部分には同一の符号を付す。

【００８３】図８は、本実施形態の液晶表示装置７０を
示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶
表示装置７０は、液晶セル１８と反射偏光子４０との間
にカラー偏光子７２を備えて形成されている。また、こ
の図においてはカラー偏光子７２と反射偏光子４０との
間に散乱層３８が位置する例を示している。

【００８４】液晶表示装置７０は、液晶セル１８と反射
偏光子４０との間に、特定の色に対して偏光性を持たな
いカラー偏光子７２が配置されている。したがって、液
晶表示装置７０を反射型モードで使用した場合には、そ
の特定の色は液晶セル１８の被制御状態の違いに拘わら
ずカラー偏光子７２を透過し、反射偏光子４０によって
反射されて表示面に戻るため、表示がモノカラー化され
る。また、反射偏光子４０の反射軸の角度を調節するこ
とによって、反射偏光子４０による反射率を調節するこ
とができるため、背景色の明るさ、および背景色の色濃
度を調節することができる。

【００８５】また、本実施形態の液晶表示装置は、バッ
クライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置として
形成することもできる。

【００８６】〔第６実施形態〕第６実施形態は、液晶セ
ルと反射偏光子との間に、さらに偏光子が配置されてい
る点が点が第１実施形態とは異なる。なお、本実施形態
の液晶表示装置は、半透過反射型（反射／透過両用型）
の液晶表示装置として用いられ、常にバックライトが最
も背面側に配置されて形成される。それらの点および下
記以外の点は第１実施形態と同様であるのでその説明を
省略する。また、図面において対応する部分には第１実
施形態と同一の符号を付す。

【００８７】図９は、本実施形態の液晶表示装置７６を
示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶
表示装置７６は、液晶セル１８と反射偏光子４０との間
に、偏光子７８が配置されて形成されている。なお、こ
の図においては、カラーフィルム３４および散乱層３８
が偏光子７８と反射偏光子４０との間に設けられた例を
示している。

【００８８】液晶表示装置７６は、反射偏光子４０を用
いることによって反射型の表示を行っているため、明る
い反射型表示が可能であるにもかかわらず、最も背面に
バックライト４４を配置することによって透過型の表示
も行うことができる、モノカラーの液晶表示装置７６と
なる。

【００８９】また、反射偏光子４０は、半透過反射板と
して動作させればよいため、液晶セル１８の前面側に配
置された偏光子１４の透過軸と、液晶セルの背面側に配
置された偏光子７８の透過軸と、反射偏光子４０の反射
軸または透過軸との間の角度をそれぞれ適切に選べば、
明るい光のもとで反射型として用いる場合と、周囲が暗
く透過型として用いる場合とで、表示の明暗が反転する
ことがない半透過反射型（反射／透過両用型）液晶表示
装置を形成することができる。

【００９０】なお、本実施形態は、第２実施形態および
第３実施形態の液晶表示装置に対しても同様に適用する
ことができる。

【００９１】以上、本発明の実施形態を説明したが、本
発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内または特許請求の範囲の均等範囲
内で各種の変形実施が可能である。

【００９２】例えば、上記各実施形態では、単純マトリ
ックス型の液晶表示装置の例を示したが、液晶表示装置
は、セグメント表示等を行うスタティック駆動型の液晶
表示装置や、またＴＦＴで代表される三端子スイッチン
グ素子あるいはＭＩＭで代表される二端子スイッチング
素子を用いたアクティブマトリックス液晶表示装置であ
ってもよい。

【００９３】また、上記各実施形態では、反射偏光子と
して積層型のもの用いた例を示したが、反射偏光子はこ
のタイプに限らず、コレステリック液晶層と１／４波長
板とを組み合わせるもの（特開平８−２７１８９２号公
報）、ブリュースターの角度を利用して反射偏光と透過
偏光とに分離するもの（SID 92 DIGEST P.427-429）、
ホログラムを利用するもの等を用いることもできる。

【００９４】さらに、上記各実施形態では、反射偏光子
の透過軸と反射軸とが直交している例を示したが、透過
軸と反射軸とが異なる方向であれば必ずしも直交してい
る必要はない。

【００９５】また、上記各実施形態において、液晶セル
は明表示に対応するスイッチング状態における旋光性が
９０°で暗表示に対応するスイッチング状態における旋
光性が０°である例を示した。しかし、液晶セルの旋光
性は、これに限らず、明表示に対応するスイッチング状
態における旋光性と、暗表示に対応するスイッチング状
態における旋光性とがほぼ９０°異なっていればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な
断面図である。

【図２】２種類のカラーフィルムの透過分光スペクトル
を示すグラフである。

【図３】第１実施形態の液晶表示装置の動作を、反射お
よび透過モードとに場合分けして示す説明図であり、
（Ａ）は液晶セルが９０°光を旋光させる場合を示し、
（Ｂ）は液晶セルが光を旋光させない場合を示してい
る。

【図４】第１実施形態の液晶表示装置を用いた電子機器
を示す外観図であり、（Ａ）は携帯電話機であり、
（Ｂ）は腕時計であり、（Ｃ）は携帯情報機器である。

【図５】第２実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な
断面図である。

【図６】第３実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な
断面図である。

【図７】第４実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な
断面図である。

【図８】第５実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な
断面図である。

【図９】第６実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な
断面図である。

【符号の説明】

１０，５０，５８，６４，７０，７６ 液晶表示装置 １４，６６，７８ 偏光子 １８，５２ 液晶セル ２０，２８ 基板 ２２，２６ 透明電極 ２４ 液晶 ３４ カラーフィルム ３８ 散乱層 ４０ 反射偏光子 ４４ バックライト ５４ 位相差板 ６８ 光半吸収体 ７２ カラー偏光子 ８８ 携帯電話機（電子機器） ９２ 腕時計（電子機器） ９６ 携帯情報機器（電子機器）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/35 ３２１ Ｇ０９Ｆ 9/35 ３２１ Ｆターム(参考） 2H091 FA01Z FA08X FA08Z FA11Z FA14Z FA16Z FA21Z FA23Z FA32Z FA41Z FA44Z FB02 FD06 FD10 GA08 GA12 GA13 HA07 HA10 LA20 5C094 AA08 AA10 AA22 AA44 BA43 CA19 CA23 ED02 ED11 ED13 ED14 ED20 5G435 AA03 AA04 AA17 AA18 BB12 BB15 BB16 CC09 CC12 EE11 EE26 FF03 FF05 FF06 FF14 GG08 GG12 HH04 LL07

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面側にそれぞれ透明電極が設けられた
   一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セル
   と、 前記液晶セルの前面側に配置された偏光子と、 前記液晶セルの背面側に配置され、反射軸方向の偏光面
   を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方
   向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏
   光子と、 前記偏光子と前記液晶セルとの間、または前記液晶セル
   と前記反射偏光子との間に配置されたカラーフィルム
   と、 を有し、 前記カラーフィルムは屈折率異方性による遅相軸を持
   ち、 前記カラーフィルムが前記偏光子と前記液晶セルとの間
   にあるときは、前記遅相軸が前記偏光子の吸収軸または
   遅相軸と平行な状態で前記カラーフィルムが配置されて
   おり、前記カラーフィルムが前記液晶セルと前記反射偏
   光子との間にあるときは、前記遅相軸が前記反射偏光子
   の反射軸または透過軸と平行な状態で前記カラーフィル
   ムが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 内面側にそれぞれ透明電極が設けられた
   一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セル
   と、 前記液晶セルの前面側に配置された偏光子と、 前記液晶セルの背面側に配置され、反射軸方向の偏光面
   を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方
   向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏
   光子と、 前記偏光子と前記液晶セルとの間、または前記液晶セル
   と前記反射偏光子との間に配置されたカラーフィルム
   と、 前記偏光子と前記液晶セルとの間に配置された位相差板
   と、 を有し、 前記カラーフィルムは屈折率異方性による遅相軸を持
   ち、 前記カラーフィルムが前記偏光子と前記液晶セルとの間
   にあるときは、前記遅相軸が前記偏光子の吸収軸、透過
   軸、前記位相差板の遅相軸、進相軸の少なくともいずれ
   かと平行な状態で前記カラーフィルムが配置されてお
   り、前記カラーフィルムが前記液晶セルと前記反射偏光
   子との間にあるときは、前記遅相軸が前記反射偏光子の
   反射軸または透過軸と平行な状態で前記カラーフィルム
   が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 前記液晶セルと前記反射偏光子との間に散乱層が配置さ
   れていることを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】 内面側にそれぞれ透明電極が設けられた
   一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セル
   と、 前記液晶セルの前面側に配置された偏光子と、 前記液晶セルの背面側に配置され、反射軸方向の偏光面
   を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方
   向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏
   光子と、 前記液晶セルと前記反射偏光子との間に配置された着色
   散乱層と、 を有することを特徴とする液晶表示装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかにお
   いて、 前記反射偏光子の背面に配置された偏光子をさらに有す
   ることを特徴とする液晶表示装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかにお
   いて、 前記反射偏光子の背面に配置された光半吸収体をさらに
   有することを特徴とする液晶表示装置。
7. 【請求項７】 内面側にそれぞれ透明電極が設けられた
   一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セル
   と、 前記液晶セルの前面側に配置された偏光子と、 前記液晶セルの背面側に配置されたカラー偏光子と、 前記カラー偏光子の背面側に配置され、反射軸方向の偏
   光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異な
   る方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反
   射偏光子と、 を有することを特徴とする液晶表示装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれかにお
   いて、 最も背面側に配置されたバックライトをさらに有するこ
   とを特徴とする液晶表示装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項４のいずれかにお
   いて、 前記液晶セルと前記反射偏光子との間に配置された偏光
   子と、 最も背面側に配置されたバックライトと、 をさらに有することを特徴とする液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９のいずれかに
    記載の液晶表示装置を表示手段として有することを特徴
    とする電子機器。