JP2002040409A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型と透過型との切替えが可能であり、か
つ簡素な構成にて、反射時および透過時であってもネガ
ポジ反転しない、明るい表示装置を提供する。 【解決手段】 表示装置は、第１偏光分離部１１、ＴＮ
液晶パネル１２、ＴＮ液晶パネル１３、拡散板１４、第
２偏光分離部１５、およびバックライト２１が、表示面
側からこの順に配設され、上記ＴＮ液晶パネル１３は、
透過光の偏光軸を、上記第１の所定の方向と上記第２の
所定の方向との間で選択的に切替えることで透過モード
と反射モードとの切替えを行うようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型および透過
型の両方の機能を併せもつ表示装置に関するものであ
り、より詳しくは、透過偏光軸可変手段として、特に、
液晶素子を使用することで、光源点灯時には透過型の液
晶表示装置として機能し、光源消灯時には反射型の液晶
表示装置として機能する透過型反射型兼用液晶表示装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光源としてバックライトを使
用せず周囲光の反射を利用して表示を行う反射型の表示
装置が、薄型、低消費電力といった利点から、携帯情報
端末等の表示体として特に注目されている。しかしなが
ら、反射型の表示装置には、夜間等の周囲光が少ない暗
い場所での使用には適さないといった欠点がある。

【０００３】そこで、反射型と透過型との両方の機能を
併せもつ表示装置の研究開発が行われている。図４に、
反射型と透過型の両方の機能を併せもつ表示装置とし
て、ハーフミラーを用いた液晶表示装置の一構成例を示
す。この液晶表示装置は、ノーマリーホワイトモードで
駆動される。

【０００４】上記液晶表示装置は、直線偏光板１００、
液晶パネル１０２、直線偏光板１０１、ハーフミラー１
０３、およびバックライト１０４をこの順に積層した構
成を有している。

【０００５】また、上記液晶パネル１０２は、対向して
配される一対の前面側基板１０５と背面側基板１０６と
の間に液晶層１０７を挟んだ構成を有している。前面側
基板１０５は、ベースとなる透光性基板１０８の液晶層
１０７側の表面にＩＴＯ(Indium Tin Oxide)からなる透
明電極１１０が形成され、その上に配向膜１１２が形成
されている。背面側基板１０６は、ベースとなる透光性
基板１０９の液晶層１０７側の表面にＩＴＯからなる透
明電極１１１が形成され、その上に配向膜１１３が形成
されている。

【０００６】配向膜１１２・１１３は、液晶層１０７が
９０°捻じれ配向するように予めラビング処理され、配
向膜１１２の配向方向と配向膜１１３の配向方向とは、
互いに直交する方向に設定されている。

【０００７】ここで、直線偏光板１００と直線偏光板１
０１とは、ノーマリーホワイトモードであるので、相互
に透過軸が直交するように配置されている。そして、配
向膜１１２の配向方向と直線偏光板１００の透過軸とが
平行をなし、配向膜１１３の配向方向と直線偏光板１０
１の透過軸とが平行をなしている。

【０００８】このような構成の液晶表示装置において
は、周囲が明るい場合には、ハーフミラー１０３の反射
を利用した反射型の液晶表示装置として使用でき、周囲
が暗い場合には、バックライト１０４の光を透過するこ
とで透過型の液晶表示装置として使用することができ
る。

【０００９】図４の左側に反射モードの動作原理を示
す。周囲光である入射光Ｌ２０１は、直線偏光板１００
を通過することで、その透過軸方向の成分のみの直線偏
光Ｌ２０１ａとなり、液晶パネル１０２に入射する。

【００１０】このとき、液晶パネル１０２に電圧が印加
されていなければ、直線偏光Ｌ２０１ａは、液晶層１０
７を通過することで９０°回転した直線偏光Ｌ２０１ｂ
となり、直線偏光板１０１を通過してハーフミラー１０
３にてその半分が反射される。そして、再度、直線偏光
板１０１を経て液晶パネル１０２に入射し、再び９０°
回転して元の状態の直線偏光Ｌ２０１ａとなり、直線偏
光板１００を通過して出射する。これにより、明表示と
なる。

【００１１】一方、液晶パネル１０２に電圧が印加され
ていれば、直線偏光Ｌ２０１ａは、液晶層１０７を回転
することなくそのまま通過し、直線偏光板１０１に到達
して吸収或いは散乱される。これにより、暗表示とな
る。

【００１２】また、図４の右側に透過モードの動作原理
を示す。バックライト１０４からの出射光２０１は、ハ
ーフミラー１０３に入射し、その半分がハーフミラー１
０３を透過して直線偏光板１０１に入射する。そして、
直線偏光板１０１を通過することで、その透過軸方向の
成分のみの直線偏光Ｌ２０１ｂとなり、液晶パネル１０
２に入射する。

【００１３】このとき、液晶パネル１０２に電圧が印加
されていなければ、直線偏光Ｌ２０１ｂは、液晶層１０
７を通過することで９０°回転した直線偏光Ｌ２０１ａ
となり、直線偏光板１００を通過し、出射する。これに
より、明表示となる。

【００１４】一方、このとき液晶パネル１０２に電圧が
印加されていれば、直線偏光Ｌ２０１ｂは、液晶層１０
７を回転することなくそのまま通過し、直線偏光板１０
０に到達して吸収あるいは散乱される。これにより、暗
表示となる。

【００１５】しかしながら、このような構成の液晶表示
装置は、反射光による表示と透過光による表示とを両立
するために、入射する光の半分を透過させる一方、半分
を反射するハーフミラー１０３を使用しているため、反
射光の利用効率も、透過光の利用効率も、純粋な反射
型、透過型と比較して半分以下となる。

【００１６】同様に、アルミニウム等からなる反射板を
薄く形成したり、開口部を設けることにより反射型と透
過型との両方の機能を併せもつ半透過型の液晶表示装置
は、反射時の反射率と透過時の透過率とが低下し、明る
い表示を得ることができない。

【００１７】そこで、近年、反射時および透過時であっ
ても表示の明るい表示装置の開発が進められている。反
射時および透過時であっても表示の明るい表示装置とし
ては、例えば従来のＴＮ(Twisted Nematic）液晶やＳＴ
Ｎ(Super-Twisted Nematic）液晶等の、偏光軸を可変な
透過偏光軸可変光学素子を利用した液晶表示素子におい
て、この液晶表示素子を挟む２枚の偏光板のうち、一方
の偏光板の代わりに反射偏光板（偏光分離器）を用いる
ことによって反射効率を高め、それによって明るい表示
が得られるようにした液晶表示素子が提案されている。

【００１８】図５および図６に、上記反射偏光板を用い
た反射型透過型兼用液晶表示装置として、特開平１１−
２５８６０３号公報に記載の液晶表示装置について示
す。該液晶表示装置は、偏光板、液晶パネル、光散乱
体、反射偏光板、開閉手段、バックライトを表示面側か
らこの順に重ねて配置した構成を有し、図５は、二色性
色素を含有したゲスト・ホスト型の液晶パネルを上記開
閉手段として用いた構成を示している。また、図６は、
ＴＮ型の液晶パネルと偏光板との組み合わせからなる開
閉手段を用いた構成を示している。

【００１９】すなわち、図５に記載の液晶表示装置は、
偏光板３０１、液晶パネル３０２、光散乱体３０３、反
射偏光板３０４、二色性色素を含有したゲスト・ホスト
型の液晶パネル３０５、バックライト３０６をこの順に
重ねて配置した構成を有し、図６に記載の液晶表示装置
は、偏光板３０１、液晶パネル３０２、光散乱体３０
３、反射偏光板３０４、ＴＮ型の液晶パネル３０５ａ、
偏光板３０５ｂ、バックライト３０６を表示面側からこ
の順に重ねて配置した構成を有している。

【００２０】上記開閉手段は、バックライト３０６の非
点灯時には反射偏光板３０４を透過してきた光を吸収
し、バックライト３０６の点灯時にはバックライト３０
６のからの光を透過する機能を有し、上記二色性色素を
含有したゲスト・ホスト型の液晶パネル３０５やＴＮ型
の液晶パネル３０５ａの他、電気的もしくは機械的なシ
ャッタや開閉装置等が用いられる。

【００２１】先ず、上記液晶パネル３０２として、ガラ
ス等よりなる一対の基板３０２ａ・３０２ｂ間に液晶層
３０２ｃを介在させてなるＴＮ型の液晶パネルを使用
し、上記開閉手段として、二色性色素を含有したゲスト
・ホスト型の液晶パネル３０５を使用した場合の動作原
理を図５を参照して以下に説明する。

【００２２】図５の左側に反射モードの動作原理を示
す。液晶表示装置の外側から装置内に入射した光Ｌ（外
光）は、偏光板３０１によりその偏光軸（透過軸）と平
行な方向（紙面に平行な方向（図５における左右方
向））の直線偏光成分の光のみが透過して液晶パネル３
０２に入射する。

【００２３】このとき、液晶パネル３０２に電圧が印加
されていなければ、液晶パネル３０２に入射した直線偏
光成分の光は液晶パネル３０２によって偏光方向が９０
゜捻じられ、そのまま光散乱体３を通ったのち反射偏光
板４に入射する。このときの直線偏光成分は反射偏光板
３０４の反射軸方向と平行な方向（紙面に垂直な方向）
であり、反射偏光板３０４によって偏光方向を変えずに
反射され、再び液晶パネル３０２に入射する。そして、
液晶パネル３０２に入射した光は再度、９０゜偏光方向
が捻じられて偏光板３０１の偏光軸（透過軸）と平行な
方向の直線偏光成分の光となり、偏光板３０１を透過す
るので明るい表示となる。

【００２４】一方、液晶パネル３０２に電圧が印加され
ていれば、液晶パネル３０２に入射した直線偏光成分
は、偏光方向を変えずに液晶パネル３０２を透過し、さ
らに光散乱体３０３および反射偏光板３０４を透過した
後、上記液晶パネル３０５に入射する。ここで、上記液
晶パネル３０５は、二色性色素を含有させたネマチック
液晶が充填されてホモジニアス配向をしている。また、
二色性色素の光吸収軸方向は反射偏光板３０４の透過軸
方向と略平行となっている。従って、反射偏光板３０４
を透過して液晶パネル３０５に入射した直線偏光は二色
性色素により吸収されて暗い表示となる。

【００２５】また、図５の右側に透過モードの動作原理
を示す。透過モードでは、二色性色素の光吸収軸が液晶
パネル３０５に対して略垂直となるように液晶パネル３
０５に電圧を印加する。これにより、バックライト３０
６から出射された光は、二色性色素にほとんど吸収され
ることなく液晶パネル３０５を透過し、反射偏光板３０
４に入射する。反射偏光板３０４に入射した光は、反射
偏光板３０４の透過軸方向と平行な直線偏光成分のみが
透過し、光散乱体３０３を通って液晶パネル３０２に入
射する。

【００２６】このとき、液晶パネル３０２に電圧が印加
されていなければ、液晶パネル３０２に入射した光は、
該液晶パネル３０２によって偏光方向が略９０゜捻じら
れ、偏光方向が偏光板３０１の偏光軸と直交方向となっ
て偏光板３０１を通過することなく吸収されて暗い表示
となる。

【００２７】一方、液晶パネル３０２に電圧が印加され
ていれば、液晶パネル３０２に入射した光は、液晶パネ
ル３０２をそのまま透過し、さらに偏光板３０１をその
まま透過して明るい表示となる。

【００２８】次に、上記開閉手段にＴＮ液晶パネル３０
５ａを使用した場合の動作原理を図６を参照して以下に
説明する。図６においても、左側に反射モードの動作原
理を示し、右側に透過モードの動作原理を示す。ＴＮ液
晶パネル３０５ａは、反射モード時は電圧無印加状態に
あり、透過モード時には電圧印加状態にある。

【００２９】また、上記開閉手段にＴＮ型の液晶パネル
３０５ａを使用する場合、該ＴＮ型の液晶パネル３０５
ａの反射偏光板３０４側の基板表面の液晶分子は、反射
偏光板３０４の反射軸と略垂直な方向に配向し、偏光板
３０５ｂ側の基板表面の液晶分子は反射偏光板３０４の
反射軸と略平行な方向に配向した略９０°の捻じれ配向
をなしている。また偏光板３０５ｂの偏光軸は反射偏光
板３０４の反射軸と略平行になっている。

【００３０】反射モード時において、液晶パネル３０２
に電圧が印加されていない場合の動作原理は図５と同じ
である。一方、液晶パネル３０２に電圧が印加されてい
る場合、偏光板３０１、液晶パネル３０２、光散乱体３
０３、反射偏光板３０４を透過した光は、ＴＮ液晶パネ
ル３０５ａにより偏光方向を９０°捻じった後、その下
方に配置した下側の偏光板３０５ｂにより吸収されて暗
い表示になる。

【００３１】透過モードでは、ＴＮ液晶パネル３０５ａ
の液晶分子が基板面に対して略垂直となるようにＴＮ液
晶パネル３０５ａに電圧を印加する。これにより、バッ
クライト３０６から出射された光は、偏光板３０５ｂに
よりその偏光軸と平行な方向（図６中、左右方向）の直
線偏光成分の光のみが透過してＴＮ液晶パネル３０５ａ
および反射偏光板３０４をそのまま透過し、光散乱体３
０３を通って液晶パネル３０２に入射する。液晶パネル
３０２に入射した光は図５と略同様の作用により、液晶
パネル３０２に電圧が印加されていなければ暗い表示と
なり、液晶パネル３０２に電圧が印加されていれば明る
い表示となる。

【００３２】また、反射・透過モードでの光の利用効率
を高めることにより明るい表示を得ることができる液晶
表示装置として、本願出願人等は、先に、図７に示す液
晶表示装置を提案した（特開平１０−２０６８４４号公
報）。

【００３３】図７に示す液晶表示装置は、表示面側か
ら、第１偏光部４０１、液晶パネル４０２、選択光反射
部４０３、カラーフィルタ４０４、第２偏光部４０５、
およびバックライト４０６をこの順に積層した構成を有
している。

【００３４】上記液晶パネル４０２は、対向して配され
る前面側基板４０７と背面側基板４０８との間に液晶層
４０９を挟む構造を有しており、液晶層４０９は、入射
した直線偏光を右円偏光から左円偏光まで切替えるだけ
のリタデーション変化を行えるように設計されている。

【００３５】また、前面側基板４０７は、ベースとなる
透光性基板４０７ａの液晶層４０９側の表面に透明電極
４０７ｂ、配向膜４０７ｃが順に形成された構成であ
り、同様に背面側基板４０８は、ベースとなる透光性基
板４０８ａの液晶層４０９側の表面に透明電極４０８
ｂ、配向膜４０８ｃが順に形成された構成であり、透明
電極４０７ｂ・４０８ｂには、図示しない駆動回路より
表示のための電圧信号が印加されるようになっている。

【００３６】また、選択光反射部４０３は、ＩＴＯ(Ind
ium Tin Oxide)等からなる透明電極４０３ａ・４０３ｂ
と、これら透明電極４０３ａ・４０３ｂに挟持されたコ
レステリック液晶層４０３ｃより構成される。コレステ
リック液晶層４０３ｃは、透明電極４０３ａ・４０３ｂ
から電圧が印加されない状態において、入射光のうちの
特定の波長の特定回転方向の円偏光を選択的に反射し、
その他の光、すなわち、特定の波長以外の光、および特
定波長ではあるが特定回転方向とは異なる方向の円偏光
を透過させる。一方、コレステリック液晶層４０３ｃ
は、透明電極４０３ａ・４０３ｂから電圧が印加される
と、コレステリック相からネマチック相に相転移し、入
射光に影響を及ぼさない。したがって、選択光反射部４
０３においては、透過モード時に、透明電極４０３ａ・
４０３ｂを介してコレステリック液晶層４０３ｃに電圧
を印加するようになっている。透明電極４０３ａ・４０
３ｂには、ネマチック相への転移のための電圧信号が印
加されるようになっている。

【００３７】また、カラーフィルタ４０４は、透過モー
ドにて点灯されるバックライト４０６からの光を表示に
供する波長の光に決定するために配設され、上記の選択
光反射部４０３が選択的に反射する特定波長と同じ波長
の光を透過する構成とすることで、反射モードと透過モ
ードとで色再現性を一致させることが可能になってい
る。

【００３８】また、第２偏光部４０５は、透過モードに
て点灯されるバックライト４０６からの光のうちの特定
の偏光状態の光のみを透過させるもので、透過する光の
偏光が、上記の選択光反射部４０３により選択的に反射
される円偏光とほぼ等しい円偏光を透過させる円偏光板
から構成されている。

【００３９】上記液晶表示装置の第１偏光部４０１を直
線偏光板からなる構成とし、液晶パネル４０２における
表示モードにホモジニアス方式のＥＣＢ(Electrically
Controlled Birefringence) モードを用い、液晶層４０
９の光軸（液晶分子の長軸）と第１偏光部４０１の透過
軸とが−４５°の角度をなす構成とし、選択光反射部４
０３は特定波長の右円偏光を選択的に反射する構成と
し、第２偏光部４０５は、バックライト４０６からの出
射光の右円偏光のみを透過させる円偏光板からなるもの
としたときの動作原理を、図８および図９を用いて以下
に説明する。

【００４０】まず、図８を用いて反射モードについて説
明する。反射モード時、選択光反射部４０３のコレステ
リック液晶層４０３ｃ（図７参照）は電圧無印加状態に
ある。光Ｌ１は、第１偏光部４０１に入射し、これを透
過することで、液晶パネル４０２における液晶層４０９
の光軸に対し、−４５°の角度の直線偏光Ｌ２となり、
液晶パネル４０２に入射する。液晶パネル４０２に入射
した直線偏光Ｌ２は、液晶層４０９のリタデーションに
よる作用を受け、リタデーションに対応した偏光状態に
変化する。リタデーションが３λ／４のとき、液晶層４
０９を通過した直線偏光Ｌ２は、右円偏光Ｌ３となり、
リタデーションがλのときは液晶層４０９の作用を受け
ずそのまま透過して直線偏光Ｌ４となり、リタデーショ
ンが５λ／４のときは左円偏光Ｌ５となる。

【００４１】これら各偏光状態の光は、次に選択光反射
部４０３へと入射する。右円偏光Ｌ３のうち、選択光反
射部４０３にて選択される特定波長のものは、選択光反
射部４０３によって全て反射されて右円偏光Ｌ６とな
り、再度液晶パネル４０２に入射し、その他の波長のも
のは、選択光反射部４０３を透過する。一方、直線偏光
Ｌ４のうち特定波長のものの半分は反射されて右円偏光
Ｌ７となり、再度液晶パネル４０２に入射し、その他の
波長のもの、および特定波長ではあるが左円偏光のもの
は、選択光反射部４０３を透過する。左円偏光Ｌ５は選
択光反射部４０３を左円偏光Ｌ８としてそのまま透過す
る。

【００４２】再度液晶パネル４０２に入射した右円偏光
Ｌ６は、リタデーションが３λ／４の液晶層４０９によ
る作用を受け、入射時とは逆の行程を経て第１偏光部４
０１の透過軸に等しい偏波をもった直線偏光Ｌ９として
出力され、第１偏光部４０１を透過した直線偏光Ｌ１０
により明表示となる。

【００４３】また、再度液晶パネル４０２に入射した右
円偏光Ｌ７は、リタデーションがλであるため、液晶層
４０９の作用を受けずそのまま通過して右円偏光Ｌ１１
となり、右円偏光Ｌ１１は第１偏光部４０１に入射し、
ここで透過軸に等しい偏波をもった直線偏光Ｌ１２のみ
が出射される。このとき、明表示と暗表示との中間の明
度を有する中間調表示となる。一方、液晶層４０９のリ
タデーションが４λ／５の場合は、選択光反射部４０３
にて全ての光が透過されたため、暗表示となる。

【００４４】次に、図９を用いて透過モードについて説
明する。透過モード時、選択光反射部４０３のコレステ
リック液晶層４０３ｃは、電圧印加状態にある。バック
ライト４０６から出射した光Ｌ１５は、第２偏光部４０
５に入射し、これを透過することで、右円偏光Ｌ１６と
なる。この右円偏光Ｌ１６は、カラーフィルタ４０４を
透過することで前記選択光反射部４０３（図７参照）に
て特定波長が反射された右円偏光Ｌ１７となる。

【００４５】右円偏光Ｌ１７は、その後、前記選択光反
射部４０３（図７参照）を透過して、液晶パネル４０２
に入射する。このとき、液晶層４０９のリタデーション
が３λ／４の場合、液晶パネル４０２に入射した右円偏
光Ｌ１７は液晶層４０９による作用を受け、第１偏光部
４０１の透過軸に等しい偏波をもった直線偏光Ｌ１８と
して出力され、第１偏光部４０１を透過した直線偏光Ｌ
１９にて明表示となる。

【００４６】また、液晶層４０９のリタデーションがλ
である場合は、液晶パネル４０２に入射した右円偏光Ｌ
１７は、作用を受けずそのまま通過して右円偏光Ｌ２０
として出射して第１偏光部４０１に入射し、ここで透過
軸に等しい偏波をもった直線偏光Ｌ２１のみが出射され
る。このとき、明表示と暗表示との中間の明度を有する
中間調表示となる。

【００４７】一方、液晶層４０９のリタデーションが４
λ／５の場合、液晶パネル４０２に入射した右円偏光Ｌ
１７は液晶層４０９による作用を受け、第１偏光部４０
１の透過軸と異なる直線偏光Ｌ２２として出力され、第
１偏光部４０１を透過することができず、暗表示とな
る。

【００４８】このように、上記の液晶表示装置は、反射
板として、特定波長でかつ特定回転方向の円偏光を選択
的に反射する選択光反射部４０３を用いることで、反射
型の機能と透過型の機能とを併せ持ち、ハーフミラーと
比較して反射光並びに透過光の利用効率が高く、明るく
高コントラストな表示を実現できるようになっている。

【００４９】その他にも、明るい表示を実現できる液晶
表示装置としては、例えば、ＷＯ９８／１２５９４号に
記載の液晶表示装置が知られている。

【００５０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１１−２５８６０３号公報に記載の液晶表示装置で
は、図５および図６の何れの液晶表示装置においても、
反射偏光板３０４を光が通過するとき（液晶パネル３０
２への電圧印加時）には、反射モードでは暗い表示にな
るのに対し、バックライト３０６を点灯した透過モード
時には、明るい表示になる。これは、反射偏光板３０４
を透過する状態を黒表示にすべく反射モードでは反射偏
光板３０４で反射する光を明るいモードに使用するため
であり、前述した構成を有する特開平１１−２５８６０
３号公報に記載の液晶表示装置は、何れも、反射モード
と透過モードとで、明るい／暗いが反転する。

【００５１】同様に、ＷＯ９８／１２５９４号に記載の
液晶表示装置もまた、反射時と透過時とで両モードの表
示がネガポジ反転する表示となる。このように反射時と
透過時とで両モードの表示がネガポジ反転する場合、テ
レビ等の映像を表示する場合に不都合が生じる虞れがあ
る。

【００５２】また、特開平１０−２０６８４４号公報に
記載の液晶表示装置では、選択光反射部４０３に例えば
コレステリック液晶等を使用し、特定波長の特定回転方
向の円偏光を選択的に反射することで反射状態と透過状
態とを切替えているが、カラー化を行う場合、上記選択
光反射部４０３の反射とカラーフィルタ４０４との色あ
わせが必要であり、また、フルカラー化に際し、パネル
構造を変更する必要がある。

【００５３】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、その目的は、反射型と透過型との切替えが可能で
あり、かつ簡素な構成にて、反射時および透過時であっ
てもネガポジ反転しない、明るい表示装置を提供するこ
とにある。

【００５４】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる表示装置
は、上記の課題を解決するために、（１）表示面側（前
面側）から入射した光のうち、第１の所定の方向（つま
り、第１の偏光分離手段の偏光軸（透過軸）と平行な方
向であり、例えば、第１の透過偏光軸可変手段が液晶素
子からなる場合、第１の偏光分離手段側の液晶分子の長
軸方向に平行な方向）の直線偏光成分を背面側（つま
り、表示面とは反対側であり、照明装置（バックライ
ト）側）に透過させ、上記第１の所定の方向とは異なる
第２の所定の方向（つまり、第２の偏光分離手段の反射
軸に平行な方向であり、より具体的には、例えば第１の
透過偏光軸可変手段および第２の透過偏光軸可変手段、
並びに、第３の透過偏光軸可変手段が設けられている場
合にはさらに第３の透過偏光軸可変手段が、各々液晶素
子からなる場合、これら透過偏光軸可変手段における複
屈折や施光効果により上記第１の所定の方向の直線偏光
成分（透過光）が捻じられ、回転された偏光軸に平行な
方向であり、上記透過偏光軸可変手段が各々ＴＮ型の液
晶素子（ＴＮ液晶パネル）である場合、上記第１の所定
の方向と第２の方向とは、９０°直交する方向を示す）
の直線偏光成分を背面側に透過させず、背面側から入射
した光のうち、上記第１の所定の方向の直線偏光成分を
表示面側に透過させ、上記第２の所定の方向の直線偏光
成分を表示面側に透過させない（例えば吸収、反射、散
乱させる）第１の偏光分離手段と、（２）映像信号が入
力されると共に、透過光（第１の透過偏光軸可変手段に
入射された光）の偏光軸を、上記第１の所定の方向と第
２の所定の方向との間で選択的に切替えることが可能な
第１の透過偏光軸可変手段（例えばＴＮ液晶パネル等の
液晶素子に代表される透過偏光軸可変素子）と、（３）
透過光（第２の透過偏光軸可変手段に入射された光）の
偏光軸を、上記第１の所定の方向と上記第２の所定の方
向との間で選択的に切替えることで透過モードと反射モ
ードとの切替えを行う第２の透過偏光軸可変手段（例え
ばＴＮ液晶パネル等の液晶素子に代表される透過偏光軸
可変素子）と、（４）表示面側から入射した光のうち、
上記第１の所定の方向の直線偏光成分を背面側に透過さ
せ、上記第２の所定の方向の直線偏光成分を表示面側に
反射し、背面側から入射した光に対して上記第１の所定
の方向の直線偏光成分を表示面側に出射可能な第２の偏
光分離手段と、（５）照明手段（バックライト）とが、
表示面側からこの順に配設されていることを特徴として
いる。

【００５５】上記第２の偏光分離手段としては、好まし
くは、可視光領域のほぼ全波長範囲の光に対し表示面側
から入射した光のうち、上記第１の所定の方向の直線偏
光成分を背面側に透過させ、上記第２の所定の方向の直
線偏光成分を表示面側に反射し、可視光領域のほぼ全波
長範囲の光であって背面側から入射した光に対して上記
第１の所定の方向の直線偏光を表示面側に出射可能であ
る偏光分離手段が用いられる。

【００５６】また、上記第１の偏光分離手段は、偏光板
であることが好ましい。さらに、上記第１の透過偏光軸
可変手段および第２の透過偏光軸可変手段は、液晶素子
であることが好ましい。

【００５７】上記の構成によれば、上記表示装置は、外
光がある場所においては、外光の反射を利用し、例えば
第１の透過偏光軸可変手段としての液晶素子に、電圧無
印加時は明表示、電圧印加時は暗表示でき、外光がない
場所においても、照明手段からの光による透過型の表示
を、例えば第１の透過偏光軸可変手段としての液晶素子
に、電圧無印加時は明表示、電圧印加時は暗表示するこ
とができる。そして、上記の表示装置は、反射モードに
おいては、白色表示を行う場合、外光は第２の偏光分離
手段で全反射し、透過モードにおいても、第２の偏光分
離手段を透過した光は全て表示面に達する。

【００５８】従って、上記の構成によれば、反射型ある
いは透過型専用の液晶表示装置と比較しても遜色なく、
半透過型の液晶表示装置と比較して、明るい表示を達成
することができる表示装置を提供することができる。

【００５９】また、上記表示装置は、第２の偏光分離手
段と表示用の透過偏光軸可変手段、つまり、映像信号が
入力される第１の透過偏光軸可変手段との間に、偏光軸
を可変できる第２の透過偏光軸可変手段が配されている
ことで、反射モードおよび透過モードにて上記第２の透
過偏光軸可変手段を透過および反射する光の軸を制御
し、透過モードと反射モードとの切替えを行うことがで
き、両モードにてネガポジ反転することがない表示装置
を提供することができる。

【００６０】さらに、上記第１および第２の透過偏光軸
可変手段としては、ＡＶ（Audio Visual) 用途に通常用
いられている汎用の透過型液晶素子を使用することがで
きる。このため、カラー化は、同一のカラーフィルタに
よって実現されるため、例えば特開平１０−２０６８４
４号公報に記載の液晶表示装置のような色合わせの必要
はなく、また、液晶パネルの基本構造を変えることな
く、より簡素な構成にてフルカラー化を実現することが
できる。また、第２の透過偏光軸可変手段として液晶素
子を使用する場合、該液晶素子は偏光軸を変えることが
できさえすればよく、簡素な構成とすることができる。

【００６１】したがって、上記の構成によれば、反射型
と透過型との切替えが可能であり、かつ簡素な構成に
て、反射時および透過時であってもネガポジ反転しな
い、明るい表示装置を提供することができる。

【００６２】また、上記表示装置は、上記第２の透過偏
光軸可変手段と第２の偏光分離手段との間に（６）光拡
散手段（例えば拡散板）をさらに備えていることが好ま
しい。

【００６３】上記の構成によれば、上記第２の透過偏光
軸可変手段と第２の偏光分離手段との間に光拡散手段を
さらに備えていることで、該光拡散手段から出射する光
を散乱して曇らせることができる。したがって、より自
然な映像の表示を行うことができる。

【００６４】また、上記表示装置は、（７）透過光の偏
光軸を上記第１の所定の方向と上記第２の所定の方向と
の間で選択的に切替えることで、上記第２の透過偏光軸
可変手段とともに、透過モードと反射モードとの切替え
を行う第３の透過偏光軸可変手段（例えばＴＮ液晶パネ
ル等の液晶素子に代表される透過偏光軸可変素子）と、
（８）表示面側から入射した光のうち、上記第１の所定
の方向の直線偏光成分を背面側に透過させず、背面側か
ら入射した光に対して上記第２の所定の方向の直線偏光
を表示面側に出射することが可能な第３の偏光分離手段
（例えば偏光板）とを、さらに、上記第２の偏光分離手
段と照明装置との間に表示面側からこの順に備えている
ことが好ましい。

【００６５】さらに、上記表示装置は、上記第３の偏光
分離手段が偏光板であることが好ましく、上記第３の透
過偏光軸可変手段が液晶素子であることが好ましい。

【００６６】上記の構成によれば、上記表示装置は、外
光がある場所においては、外光の反射を利用し、例えば
第１の透過偏光軸可変手段としての液晶素子に、電圧無
印加時は明表示、電圧印加時は暗表示でき、外光がない
場所においても、照明手段からの光による透過型の表示
を、例えば第１の透過偏光軸可変手段としての液晶素子
に、電圧無印加時は明表示、電圧印加時は暗表示するこ
とができる。そして、上記の表示装置は、反射モードに
おいては、白色表示を行う場合、外光は第２の偏光分離
手段で全反射し、透過モードにおいては、第３の偏光分
離手段を透過した光は全て表示面に達する。

【００６７】従って、上記の構成によれば、反射型ある
いは透過型専用の液晶表示装置と比較しても遜色なく、
半透過型の液晶表示装置と比較して、明るい表示を達成
することができる表示装置を提供することができる。

【００６８】しかも、上記の構成によれば、反射モード
時において、第２の偏光分離手段を通り抜けた外光は、
第３の偏光分離手段に吸収される。このため、照明手段
内で反射され、再び表示面側に戻る光がなく、反射表示
時の暗い表示をより暗くするとができ、よりコントラス
トのよい表示を行うことができる。

【００６９】また、上記の構成によれば、例えば上記第
２および第３の透過偏光軸可変手段の電圧印加無印加を
切替えることで、透過型（透過モード）と反射型（反射
モード）との切替え機能を備え、両モードにてネガポジ
反転することがない表示装置を提供することができる。

【００７０】さらに、上記第１の透過偏光軸可変手段、
第２の透過偏光軸可変手段に加えて上記第３の透過偏光
軸可変手段もまた、ＡＶ用途に通常用いられている汎用
の透過型液晶素子を使用することができる。また、第２
の透過偏光軸可変手段および第３の透過偏光軸可変手段
として液晶素子を使用する場合、これら液晶素子は偏光
軸を変えることができさえすればよく、簡素な構成とす
ることができる。

【００７１】したがって、上記の構成によれば、反射型
と透過型との切替えが可能であり、かつ簡素な構成に
て、反射時および透過時であってもネガポジ反転しな
い、明るい表示装置を提供することができる。

【００７２】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明に係る実
施の一形態について、図１（ａ）・（ｂ）および図２に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００７３】本実施の形態にかかる表示装置は、外光が
ある場所においては、光源として照明装置（バックライ
ト）を消灯し、外光の反射を利用した反射型の表示を行
うことができると共に、外光がない場所においては、光
源として照明装置（バックライト）を点灯し、光源から
の光による透過型の表示を行うことができる、透過型と
反射型との切替え機能を備えた、反射型および透過型の
両方の機能を併せもつ表示装置である。

【００７４】以下、本実施の形態にかかる表示装置とし
て、透過偏光軸可変光学手段に、透過偏光軸可変光学素
子としてＴＮ(Twisted Nematic）液晶パネルを使用した
透過型反射型兼用液晶表示装置（以下、単に液晶表示装
置と記す）を例に挙げてその構造を説明する。

【００７５】本実施の形態にかかる液晶表示装置は、図
１（ａ）・（ｂ）に示すように、第１偏光分離部１１
（第１の偏光分離手段）、第１の透過偏光軸可変光学素
子としてのＴＮ液晶パネル１２（第１の透過偏光軸可変
手段）、第２の透過偏光軸可変光学素子としてのＴＮ液
晶パネル１３（第２の透過偏光軸可変手段）、拡散板１
４（光拡散手段）、第２偏光分離部１５（第２の偏光分
離手段）、および光源としてのバックライト２１（照明
手段）を、該液晶表示装置における表示面側（前面側）
からこの順に積層した構成を有している。

【００７６】上記第１偏光分離部１１は、入射した光の
うち特定の方向の偏光を透過させる機能を有している。
より詳しくは、上記第１偏光分離部１１は、表示面側と
なる該第１偏光分離部１１の外側、つまり、上面１１ａ
（第１面）側から入射した光のうち、第１の所定の方向
の直線偏光成分を、背面側（表示面側とは反対側であ
り、バックライト２１側）となる、上記第１偏光分離部
１１の第１面側と対向する第２面側としての裏面１１
ｂ、つまり、該第１偏光分離部１１のＴＮ液晶パネル１
２との対向面側に透過させ、上記第１の所定の方向とは
異なる第２の所定の方向の直線偏光成分を背面側に透過
させず、また、背面側から入射した光のうち、上記第１
の所定の方向の直線偏光成分を表示面側に透過させ、上
記第２の所定の方向の直線偏光成分を表示面側に透過さ
せないようになっている。

【００７７】ここで、上記第１の所定の方向とは、上記
第１偏光分離部１１の偏光軸（透過軸）と平行な方向で
あり、例えば、本実施の形態に示すように第１の透過偏
光軸可変手段が、ＴＮ液晶パネル１２のように液晶素子
からなる場合、第１の偏光分離手段側の液晶分子の長軸
方向に平行な方向を示す。

【００７８】また、上記第１の所定の方向とは異なる第
２の所定の方向とは、第２の偏光分離手段である第２偏
光分離部１５の反射軸に平行な方向であり、第１の偏光
分離手段である第１偏光分離部１１は、この方向に吸収
軸あるいは反射軸を備えていることを示す。

【００７９】上記第２の所定の方向とは、より具体的に
は、例えば第１の透過偏光軸可変手段および第２の透過
偏光軸可変手段、並びに、後述する実施の形態２に示す
ように第３の透過偏光軸可変手段が設けられている場合
には第１および第２の透過偏光軸可変手段に加えてさら
に第３の透過偏光軸可変手段が、各々液晶素子からなる
場合、これら透過偏光軸可変手段における複屈折や施光
効果により上記第１の所定の方向の直線偏光成分（透過
光）が捻じられ、回転された偏光軸に平行な方向であ
り、上記透過偏光軸可変手段が各々ＴＮ液晶素子である
場合、上記第１の所定の方向と第２の方向とは、９０°
直交する方向を示す。

【００８０】上記第１偏光分離部１１としては、可視光
領域のほぼ全波長範囲の光に対し表示面側から入射した
光のうち、上記第１の所定の方向の直線偏光成分を背面
側に透過させ、上記第２の所定の方向の直線偏光成分を
表示面側に反射し、可視光領域のほぼ全波長範囲の光で
あって背面側から入射した光に対して上記第１の所定の
方向の直線偏光を表示面側に出射可能である偏光分離手
段であることが望ましい。

【００８１】上記第１偏光分離部１１としては、例え
ば、従来公知の直線偏光板等の偏光板を使用することが
できる。直線偏光板は、偏光軸（透過軸）方向の偏光の
みを透過させ、それ以外の方向の偏光を、透過させな
い、具体的には吸収するものであり、例えば、２色性を
与えるヨウ素や染料と、それを配列（固定）させるため
のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）の基体と、この基体
を両側から保護するＴＡＣ（トリアセチルセルロース）
の基板とから構成されている。

【００８２】なお、上記第１偏光分離部１１としては、
本実施の形態に示すように、上記第２の所定の方向に吸
収軸を有し、第２の所定の方向の偏光を吸収するもの以
外に、上記第２の所定の方向に反射軸を備え、第２の所
定の方向の偏光を反射するものや、第２の所定の偏光を
散乱することによって上記第２の所定の方向の偏光の透
過を阻止するものであっても構わない。

【００８３】上記ＴＮ液晶パネル１２としては、例え
ば、図２に示すように、ガラス等よりなる透光性基板１
上に、図示しないＴＦＴ（Thin Firm Transister）等の
スイッチング素子が設けられ、その上に画素電極２が設
けられた電極基板３と、ガラス等よりなる透光性基板４
上に、赤、緑、青のカラーフィルタ層５が設けられ、そ
の上に対向電極として透明電極膜６が設けられた電極基
板７とが図示しないシール樹脂にて貼り合わされ、これ
ら一対の電極基板３・７と図示しないシール樹脂とによ
り形成される空間内に、誘電異方性を有するＴＮ液晶か
らなる液晶層８を封入したＴＦＴアクティブマトリクス
による液晶カラーディスプレイが用いられる。

【００８４】上記電極基板３・７は、その基板表面の配
向処理によって液晶の分子配向を９０°捻じらせてあ
る。上記ＴＮ液晶パネル１２に入射した光は、電圧無印
加状態においては、液晶分子の捻じれに沿って偏光面
（透過偏光軸）を９０°回転させ、両電極基板３・７間
に電圧を印加すると、捻じれが解けて液晶分子は電極基
板３・７に垂直な方向を向き、入射光は回転せずに上記
ＴＮ液晶パネル１２を通過する。これにより、上記ＴＮ
液晶パネル１２は、透過光（ＴＮ液晶パネル１２に入射
された光）の偏光軸、つまり、透過偏光軸を、上記第１
の所定の方向と上記第２の所定の方向との間で選択的に
切替えることができるようになっている。

【００８５】同様に、ＴＮ液晶パネル１３もまた、一対
の電極基板間に、誘電異方性を有するＴＮ液晶からなる
液晶層が封入された構成を有し、基板表面の配向処理に
よって液晶の分子配向を９０°捻じらせてある。但し、
上記ＴＮ液晶パネル１３としては、液晶の分子配向を捻
じらせることにより、透過光の偏光軸（透過偏光軸）を
回転させることができさえすればよく、ＴＦＴ等のスイ
ッチング素子を必要としない。

【００８６】上記ＴＮ液晶パネル１３においても、該Ｔ
Ｎ液晶パネル１３に入射した光は、電圧無印加状態にお
いては、液晶分子の捻じれに沿って偏光面を９０°回転
させ、両電極基板間に電圧を印加すると、捻じれが解け
て液晶分子は両電極基板に垂直な方向を向き、入射光は
回転せずに上記ＴＮ液晶パネル１３を通過することで、
上記ＴＮ液晶パネル１３は、透過光（ＴＮ液晶パネル１
3 に入射された光）の偏光軸、つまり、透過偏光軸を、
上記第１の所定の方向と上記第２の所定の方向との間で
選択的に切替えることができるようになっている。

【００８７】これにより、上記ＴＮ液晶パネル１３は、
例えば電圧の印加・除去（ＯＮ／ＯＦＦ）により、上記
ＴＮ液晶パネル１２から出射されたあるいは上記ＴＮ液
晶パネル１２に入射される直線偏光の偏光方向（偏光
軸）に応じて、透過偏光軸を、上記第１の所定の方向と
上記第２の所定の方向との間で選択的に切替えることで
透過モードと反射モードとの切替えを行うことができる
ようになっている。つまり、本実施の形態にかかる表示
装置としての上記液晶表示装置は、透過型と反射型との
切替え型であり、モード切替手段として機能する第２の
透過偏光軸可変手段であるＴＮ液晶パネル１３で、モー
ドの切替えを行うようになっている。

【００８８】なお、本実施の形態では、上記液晶層８お
よびＴＮ液晶パネル１３における液晶層としては、ＴＮ
型の液晶を使用しているが、例えばＳＴＮ（Super Twis
tednamatic)型等、ＴＮ型液晶以外にも、従来公知の各
種の液晶を使用することができ、透過偏光軸を可変する
ことが可能であれば、特に限定されない。

【００８９】さらに、上記ＴＮ液晶パネル１２・１３に
は、これらＴＮ液晶パネル１２・１３を駆動するための
図示しないドライバーＩＣ(Integrated Circuit)が接続
されている。また、ＴＮ液晶パネル１２には、図２に示
すように、図示しない駆動回路より表示のための映像信
号が入力され、入力された映像信号により、ＴＮ液晶パ
ネル１２は電圧が印加される領域と無印加領域とが生じ
るようになっている。また、上記ＴＮ液晶パネル１２に
は、映像表示が可能なようにマトリクス部（図示せず）
や、キャラクタ表示が可能なように複数のキャラクタ表
示部（図示せず）が設けられている。

【００９０】また、上記ＴＮ液晶パネル１２・１３の表
面には、例えばガラス基板（透光性基板）の鏡面反射を
防止するために、必要に応じて、反射防止膜が設けられ
ていてもよい。

【００９１】上記拡散板１４は、該拡散板１４から出射
する光を散乱して曇らせる働きがあり、必要に応じて設
けることで、曇った表示（白色表示）になり、より自然
な映像の表示を得ることができる。上記拡散板１４とし
ては、入射した光の偏光状態を極力解消させないで出射
することが可能な拡散板を使用することが望ましく、例
えば乳白色のプラスチックフィルムやシート等を用いる
ことができる。

【００９２】また、上記第２偏光分離部１５は、入射し
た光のうち特定方向の偏光のみを透過させ、それ以外の
方向の偏光を反射する機能を有したものであり、より詳
しくは、上記ＴＮ液晶パネル１３側から拡散板１４を介
して入射した光、つまり、表示面側から入射した光のう
ち、上記第１の所定の方向の直線偏光成分である、第１
偏光分離部１１の偏光軸（透過軸）と平行な直線偏光成
分を、背面側となるバックライト２１側に透過させ、第
１の所定の方向とは異なる第２の所定の方向の直線偏光
成分、つまり、第１の透過偏光軸可変手段であるＴＮ液
晶パネル１２による偏光方向の捻じれと同じ方向の直線
偏光成分を、表示面側である上記ＴＮ液晶パネル１３側
に反射し、バックライト２１側（背面側）から入射した
光に対して上記ＴＮ液晶パネル１３側（表示面側）に、
上記第１の所定の方向の直線偏光である、第２偏光分離
部１５の偏光軸（透過軸）と平行な直線偏光を出射する
ことができるようになっている。

【００９３】上記第２偏光分離部１５としては、可視光
領域のほぼ全波長範囲の光に対し上記ＴＮ液晶パネル１
３側（表示面側）から入射した光のうち、上記第１の所
定の方向の直線偏光成分をバックライト２１側（背面
側）に透過させ、上記第２の所定の方向の直線偏光成分
を上記ＴＮ液晶パネル１３側（表示面側）に反射し、可
視光領域のほぼ全波長範囲の光であってバックライト２
１側（背面側）から入射した光に対して上記第１の所定
の方向の直線偏光をＴＮ液晶パネル１３側（表示面側）
に出射可能である偏光分離手段であることが望ましい。

【００９４】このような第２偏光分離部１５としては、
例えば、透光性を有し、かつ複屈折性を有するフィルム
と複屈折性を有しないフィルムとを多数積層してなる偏
光分離器（米国特許第４，９７４，２１９号参照）を使
用することができる。上記のように複屈折性を有するフ
ィルムと複屈折性を有しないフィルムとを積層した偏光
分離器に光を入射させると、複屈折性を有するフィルム
の延伸方向に直交する方向の光は、両フィルム間に屈折
率の境界面がないため、そのまま透過（この方向を透過
軸と平行な方向と称す）し、上記の延伸方向と平行な方
向の光は、両フィルムの境界面で所定の波長のみが選択
的に反射（この方向を反射軸と平行な方向と称す）さ
れ、それ以外の光は透過する。

【００９５】上記の反射する光の波長は、各フィルムの
屈折率と厚さとによって決定される。従って、このよう
な偏光分離器では、各フィルムの屈折率と厚さの少なく
とも一方を適宜変更することによって、それぞれ異なる
波長の光を反射させることが可能であり、複屈折性を有
するフィルムと複屈折性を有しないフィルムとを積層す
る際に、屈折率と厚さとの少なくとも一方が異なる複数
種類のフィルムを積層することによって、複数種類の波
長（色）の光を反射させることができる。

【００９６】また、上記第２偏光分離部１５としては、
上述した偏光分離器以外に、ブリュースタの角度を利用
して反射偏光と透過偏光とに利用する偏光分離器（ＳＩ
Ｄ９２ ＤＩＧＥＳＴ 第４２７頁〜第４２９頁参照）
や、ホログラムを利用する偏光分離器、ＷＯ９５／２７
８１９号およびＷＯ９５／１７６９２号に開示された偏
光分離器等の、いわゆる反射偏光器（反射偏光板）を使
用することができる。

【００９７】なお、本実施の形態において、上記液晶表
示装置は、基本的にはＡＶ用途フルカラーに使用するた
め、上記第２偏光分離部１５は、可視光領域のほぼ全波
長範囲の光に対して上記の透過・反射が行われることが
好ましいが、マルチカラー等、一部の色だけで使用でき
る場合には、反射偏光器（第２偏光分離部１５）の反射
領域を限定することで、部材のコストダウンを図ること
が可能である。

【００９８】また、上記バックライト２１は、上記液晶
表示装置を透過モードで使用する際に用いられ、該液晶
表示装置における背面側から、表示面側、例えば第１お
よび第２の透過偏光軸可変手段である各ＴＮ液晶パネル
１２・１３、並びに、後述する実施の形態２に示すよう
に第３の透過偏光軸可変手段が設けられている場合に
は、第１および第２の透過偏光軸可変手段に加えてさら
に第３の透過偏光軸可変手段に光を照射するようになっ
ている。

【００９９】次に、上記第１偏光分離部１１に偏光板を
使用し、第２偏光分離部１５に偏光分離器（反射偏光
器）を使用した場合の本実施の形態にかかる液晶表示装
置の動作原理を、図１（ａ）・（ｂ）を用いて以下に説
明する。まず、図１（ａ）を用いて、上記液晶表示装置
におけるＴＮ液晶パネル１２の右側半分を電圧印加部と
し、左側半分を電圧無印加部として、外光が上記液晶表
示装置に入射した場合の反射型の表示（反射モードの動
作原理）について説明する。反射型の表示の場合には、
第２の透過偏光軸可変手段（モード切替手段）であるＴ
Ｎ液晶パネル１３は、常に電圧印加状態とする。

【０１００】図１（ａ）における左側の電圧無印加部に
おいては、外光（周囲光）が上記液晶表示装置に入射す
ると、その外光は、第１偏光分離部１１によって、その
偏光軸（透過軸）と平行な方向（ここでは、紙面に平行
な方向（図１（ａ）の左右方向）とする）の直線偏光と
なり、ＴＮ液晶パネル１２に入射する。

【０１０１】ＴＮ液晶パネル１２に入射した直線偏光
は、ＴＮ液晶パネル１２によって偏光方向が９０°捻じ
られて紙面に垂直な方向（紙面の表裏方向）の直線偏光
となり、そのままＴＮ液晶パネル１３を透過する。つま
り、ＴＮ液晶パネル１２を通ってＴＮ液晶パネル１３に
入射した直線偏光は、ＴＮ液晶パネル１３が電圧印加状
態にあり、液晶分子が電界方向、つまり、基板面に対し
て略垂直に配向して複屈折や施光効果が消失するので、
偏光方向は変わらず、偏光方向が紙面に垂直な方向の直
線偏光のままでＴＮ液晶パネル１３を透過する。

【０１０２】ＴＮ液晶パネル１３を透過した直線偏光
は、拡散板１４を通って第２偏光分離部１５に出射され
る。ここで、上記第２偏光分離部１５は、第１偏光分離
部１１の偏光軸（透過軸）と同じに、紙面に平行な方向
に透過軸を有すると共に、ＴＮ液晶パネル１２による偏
光方向の捻じれと同じ方向、つまり、紙面に垂直な方向
に反射軸を有していることから、ＴＮ液晶パネル１３か
ら第２偏光分離部１５に出射された直線偏光は、第２偏
光分離部１５で、偏光方向を変えることなく、紙面に垂
直な方向の直線偏光のまま反射され、再び拡散板１４を
通ってＴＮ液晶パネル１３に入射する。

【０１０３】ＴＮ液晶パネル１３に入射した直線偏光
は、ＴＮ液晶パネル１３が電圧印加状態にあることか
ら、その偏光方向を変えることなくそのままＴＮ液晶パ
ネル１３を通過し、ＴＮ液晶パネル１２に入射する。そ
して、ＴＮ液晶パネル１２で偏光方向が再度９０°捻じ
られて再び紙面に平行な方向、つまり、偏光軸と平行な
方向の直線偏光となり、第１偏光分離部１１を通って出
射される。

【０１０４】このように、ＴＮ液晶パネル１２が電圧無
印加状態にあるとき、入射した外光は第２偏光分離部１
５によって吸収されるのではなく反射されるので、明る
い反射型の表示（明表示）が得られる。

【０１０５】なお、第２偏光分離部１５とＴＮ液晶パネ
ル１３との間に拡散板１４を設けることで、第２偏光分
離部１５からの反射光が鏡面状から白色状になり、より
自然な映像表示を行うことができる。

【０１０６】一方、図１（ａ）における右側の電圧印加
部においては、外光（周囲光）が上記液晶表示装置に入
射すると、その外光は、第１偏光分離部１１によって、
その偏光軸（透過軸）と平行な方向、つまり、この場合
は紙面に平行な方向（図１（ａ）の左右方向）の直線偏
光となり、ＴＮ液晶パネル１２に入射する。ここまでは
電圧無印加部と同じである。

【０１０７】しかし、電圧印加部では、ＴＮ液晶パネル
１２に入射した直線偏光は、ＴＮ液晶パネル１２・１３
が共に電圧印加状態にあり、これらＴＮ液晶パネル１２
・１３の液晶分子が、各々、ＴＮ液晶パネル１２・１３
の基板面に対して略垂直に配向しているため、偏光方向
を変えずに、偏光方向が紙面に平行な方向の直線偏光の
ままでＴＮ液晶パネル１２・１３を透過し、さらに拡散
板１４、第２偏光分離部１５を、その偏光方向を変えず
に透過し、バックライト２１に到達する。

【０１０８】バックライト２１に適した光の大半はバッ
クライト２１を通過するか、あるいは、バックライト２
１に吸収されるので、暗い表示（暗表示）になる。

【０１０９】次に、図１（ｂ）を用いて、上記液晶表示
装置のＴＮ液晶パネル１３に電圧を印加することで、上
記液晶表示装置のモードを切替えたときの、上記バック
ライト２１からの光による透過型の表示（透過モードの
動作原理）について説明する。すなわち、透過型の表示
の場合には、第２の透過偏光軸可変手段（モード切替手
段）であるＴＮ液晶パネル１３は、常に電圧無印加状態
にある。また、図１（ｂ）に示す液晶表示装置において
も、ＴＮ液晶パネル１２の右側半分を電圧印加部とし、
左側半分を電圧無印加部として説明する。

【０１１０】図１（ｂ）における左側の電圧無印加部に
おいては、バックライト２１から出射された光は、第２
偏光分離部１５に入射し、該第２偏光分離部１５によっ
て、その偏光軸と平行な方向である紙面に平行な方向
（図１（ｂ）の左右方向）の直線偏光となり、続いて、
拡散板１４によって散乱光となり、ＴＮ液晶パネル１３
に入射する。

【０１１１】ＴＮ液晶パネル１３に入射した直線偏光
は、ＴＮ液晶パネル１３・１２が電圧無印加状態にある
ことから、先ず、ＴＮ液晶パネル１３で偏光方向が９０
°捻じられて紙面に垂直な方向の直線偏光となり、その
後、ＴＮ液晶パネル１２によって再び偏光方向が９０°
捻じられて紙面に平行な方向の直線偏光となる。

【０１１２】このため、ＴＮ液晶パネル１２から出射さ
れた直線偏光は、紙面に平行な方向、つまり、第１偏光
分離部１１の偏光軸方向に平行な方向の直線偏光として
第１偏光分離部１１に入射され、そのまま第１偏光分離
部１１を透過するため、明るい表示（明表示）となる。

【０１１３】図１（ｂ）における右側の電圧印加部にお
いては、バックライト２１から出射された光は、第２偏
光分離部１５に入射し、該第２偏光分離部１５によっ
て、その偏光軸と平行な方向である紙面に平行な方向
（図１（ｂ）の左右方向）の直線偏光となり、続いて、
拡散板１４によって散乱光となり、ＴＮ液晶パネル１３
に入射する。

【０１１４】ＴＮ液晶パネル１３に入射した直線偏光
は、ＴＮ液晶パネル１３が電圧無印加状態にあることか
ら、ＴＮ液晶パネル１３によって偏光方向が９０°捻じ
られて紙面に垂直な方向の直線偏光となり、ＴＮ液晶パ
ネル１２に入射する。ここで、ＴＮ液晶パネル１２は電
圧印加状態にあることから、ＴＮ液晶パネル１３からＴ
Ｎ液晶パネル１２に入射した直線偏光は、その偏光方向
を変えることなく、偏光方向が紙面に垂直な方向の直線
偏光、つまり、第１偏光分離部１１の吸収軸方向の直線
偏光としてそのままＴＮ液晶パネル１２を通過し、第１
偏光分離部１１によって例えば吸収されることにより暗
い表示となる。

【０１１５】以上のように、本実施の形態にかかる表示
装置は、透過偏光軸を可変な第１および第２の透過偏光
軸可変手段と、上記第１および第２の透過偏光軸可変手
段を挟んで両側に配置された第１および第２の偏光分離
手段とを備える表示装置であって、上記第１の偏光分離
手段が、上記第１の偏光分離手段の第１の側から入射し
た光のうち、第１の所定の方向の直線偏光成分を上記第
１の側と対向する第２の側に上記第１の所定の方向の直
線偏光として透過させ、上記第１の偏光分離手段の上記
第１の側から入射した光のうち、上記第１の所定の方向
とは異なる第２の所定の方向の直線偏光成分を上記第１
の側に上記第１の所定の方向の直線偏光として通過さ
せ、上記第１の偏光分離手段の上記第２の側から入射し
た光のうち上記第２の所定の方向の直線偏光成分を上記
第１の側には透過させない偏光分離手段であり、上記第
２の偏光分離手段が、上記第１の透過偏光軸可変手段側
から入射した光のうち第１の所定の方向とは異なる第２
の所定の方向の直線偏光成分を前記第１および第２の透
過偏光軸可変手段側に反射し、上記光源側から入射した
光に対して上記第１および第２の透過偏光軸可変手段側
に上記第１の所定の方向の直線偏光を出射可能な偏光分
離手段である構成を有している。

【０１１６】つまり、本実施の形態にかかる表示装置
は、以上のように、（１）表示面側から入射した光のう
ち、第１の所定の方向の直線偏光成分を背面側に透過さ
せ、上記第１の所定の方向とは異なる第２の所定の方向
の直線偏光成分を背面側に透過させず、背面側から入射
した光のうち、上記第１の所定の方向の直線偏光成分を
表示面側に透過させ、上記第２の所定の方向の直線偏光
成分を表示面側に透過させない第１の偏光分離手段と、
（２）映像信号が入力されると共に、透過光（第１の透
過偏光軸可変手段に入射された光）の偏光軸を、上記第
１の所定の方向と第２の所定の方向との間で選択的に切
替えることが可能な第１の透過偏光軸可変手段と、
（３）透過光（第２の透過偏光軸可変手段に入射された
光）の偏光軸を、上記第１の所定の方向と上記第２の所
定の方向との間で、例えば電圧の印加・除去（ＯＮ／Ｏ
ＦＦ）により、上記第１の透過偏光軸可変手段から出射
されたあるいは上記第１の透過偏光軸可変手段に入射さ
れる直線偏光の偏光方向（偏光軸）に応じて、選択的に
切替えることで透過モードと反射モードとの切替えを行
う第２の透過偏光軸可変手段と、（４）表示面側から入
射した光のうち、上記第１の所定の方向の直線偏光成分
を背面側に透過させ、上記第２の所定の方向の直線偏光
成分を表示面側に反射し、背面側から入射した光に対し
て上記第１の所定の方向の直線偏光成分を表示面側に出
射可能な第２の偏光分離手段と、（５）照明手段とが、
表示面側からこの順に配設されてなる構成を有してい
る。

【０１１７】上記の表示装置は、反射モードにおいて
は、白色表示を行う場合、外光は第２偏光分離部１５で
全反射し、透過モードにおいても、第２偏光分離部１５
を透過した光は全て表示面に達するので、反射型あるい
は透過型専用の液晶表示装置と比較しても遜色なく、半
透過型の液晶表示装置と比較して、明るい表示を達成す
ることができる。

【０１１８】これにより、上記の表示装置は、外光があ
る場所においては、外光の反射を利用し、例えば第１の
透過偏光軸可変手段としての液晶素子に、電圧無印加時
は明表示、電圧印加時は暗表示できる、明るい反射型の
表示を行うことができると共に、外光がない場所におい
ても、照明手段、つまり、バックライトからの光による
透過型の表示を、例えば第１の透過偏光軸可変手段とし
ての液晶素子に、電圧無印加時は明表示、電圧印加時は
暗表示することができる。

【０１１９】また、本実施の形態にかかる液晶表示装置
は、いわゆる反射偏光器と表示用の液晶パネル（映像信
号が入力される液晶素子）との間に、偏光軸を可変でき
るものを置くことで、反射モードおよび透過モードにて
反射偏光器を透過および反射する光の軸を制御し、表示
用の液晶パネルへの電圧の印加／無印加で、明るい／暗
いが変化しないようにすることができる。

【０１２０】つまり、上記の構成によれば、例えば第２
の透過偏光軸可変手段としての液晶素子に電圧印加無印
加を切替えることで、透過型（透過モード）と反射型
（反射モード）との切替え機能を備え、両モードにてネ
ガポジ反転することがない表示装置を提供することがで
きる。

【０１２１】しかも、本実施の形態において上述したＴ
Ｎ液晶パネル１２・１３にはＡＶ（Audio Visual) 用途
に通常用いられている汎用の透過型ＴＮ液晶パネルを使
用することができる。このため、カラー化は、同一のカ
ラーフィルタによって実現されるため、例えば図７に示
す従来の液晶表示装置のような色合わせの必要はなく、
また、液晶パネルの基本構造を変えることなくフルカラ
ー化を実現することができる。また、上述したように、
第２の透過偏光軸可変手段として液晶パネルを用いる場
合、該液晶パネルについては、偏光軸を変えるだけであ
るため、ＴＦＴ等のスイッチング素子を設ける必要はな
く、簡単な構造でよいという利点を有している。

【０１２２】〔実施の形態２〕本発明にかかる他の実施
の形態について、図３（ａ）・（ｂ）に基づいて説明す
れば以下の通りである。なお、本実施の形態において、
前記実施の形態１で用いた部材と同一の機能を有する部
材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
本実施の形態でも、本発明にかかる表示装置として、透
過偏光軸可変光学手段に、透過偏光軸可変光学素子とし
てＴＮ液晶パネルを使用した透過型反射型兼用液晶表示
装置（以下、単に液晶表示装置と記す）を例に挙げてそ
の構造を説明するものとし、本実施の形態では、主に、
実施の形態１との相違点について説明する。

【０１２３】本実施の形態にかかる液晶表示装置は、第
２偏光分離部１５とバックライト２１との間に、透過偏
光軸可変光学素子としてのＴＮ液晶パネル１６（第３の
透過偏光軸可変手段）と、第３偏光分離部１７（第３の
偏光分離手段）とが設けられた構成を有している。すな
わち、本実施の形態にかかる液晶表示装置は、第１の透
過偏光軸可変光学素子としてのＴＮ液晶パネル１２（第
１の透過偏光軸可変手段）、第２の透過偏光軸可変光学
素子としてのＴＮ液晶パネル１３（第２の透過偏光軸可
変手段）、拡散板１４（光拡散手段）、第２偏光分離部
１５（第２の偏光分離手段）、第３の透過偏光軸可変光
学素子としてのＴＮ液晶パネル１６（第３の透過偏光軸
可変手段）、第３偏光分離部１７（第３の偏光分離手
段）およびバックライト２１（バックライト（照明手
段））を、該液晶表示装置における表示面側からこの順
に積層した構成を有している。

【０１２４】上記ＴＮ液晶パネル１６としては、前記Ｔ
Ｎ液晶パネル１３と同様の構成のＴＮ液晶パネルを使用
することができ、上記ＴＮ液晶パネル１３もまた、液晶
の分子配向を捻じらせることにより、透過光の偏光軸
（透過偏光軸）を回転させることができさえすればよ
く、ＴＦＴ等のスイッチング素子を必要としない。

【０１２５】また、本実施の形態でも、上記第１の透過
偏光軸可変手段、第２の透過偏光軸可変手段、第３の透
過偏光軸可変手段としてＴＮ型の液晶素子（ＴＮ液晶パ
ネル）を使用しているが、第１偏光分離部１１、第２偏
光分離部１５、第３偏光分離部１７の偏光方向を調整す
ることにより、例えばＳＴＮ型等、ＴＮ型の液晶素子以
外の各種の液晶素子を使用してもよい。

【０１２６】上記ＴＮ液晶パネル１６においても、該Ｔ
Ｎ液晶パネル１６に入射した光は、電圧無印加状態にお
いては、液晶分子の捻じれに沿って偏光面を９０°回転
させ、両電極基板間に電圧を印加すると、捻じれが解け
て液晶分子は両電極基板に垂直な方向を向き、入射光は
回転せずに上記ＴＮ液晶パネル１６を通過することで、
上記ＴＮ液晶パネル１６は、透過光（ＴＮ液晶パネル１
６に入射された光）の偏光軸、つまり、透過偏光軸を、
上記第１の所定の方向と上記第２の所定の方向との間で
選択的に切替えることができるようになっている。

【０１２７】これにより、上記ＴＮ液晶パネル１６は、
例えば電圧の印加・除去（ＯＮ／ＯＦＦ）により、上記
ＴＮ液晶パネル１２およびＴＮ液晶パネル１３から出射
されたあるいは上記ＴＮ液晶パネル１２およびＴＮ液晶
パネル１３に入射される直線偏光の偏光方向（偏光軸）
に応じて、透過偏光軸を、上記第１の所定の方向と上記
第２の所定の方向との間で選択的に切替えることで、上
記ＴＮ液晶パネル１２とともに、透過モードと反射モー
ドとの切替えを行うことができるようになっている。つ
まり、本実施の形態にかかる表示装置としての上記液晶
表示装置もまた、透過型と反射型との切替え型であり、
本実施の形態において、上記第２、第３の透過偏光軸可
変手段であるＴＮ液晶パネル１３・１６は、これらＴＮ
液晶パネル１３・１６への電圧のＯＮ／ＯＦＦでモード
の切替えを行うモード切替手段（スイッチ手段）を兼ね
ている。

【０１２８】また、上記第３偏光分離部１６は、その偏
光軸（透過軸）方向の光のみを透過させ、それ以外の方
向の偏光を吸収する機能を有している。より詳しくは、
上記第３偏光分離部１７は、上記ＴＮ液晶パネル１６側
（表示面側）から入射した光のうち、上記第１の所定の
方向の直線偏光成分をバックライト２１側（背面側）に
透過させず、上記第２の所定の方向の直線偏光成分をバ
ックライト２１側（背面側）に透過させ、バックライト
２１側（背面側）から入射した光に対して上記第２の所
定の方向の直線偏光を上記ＴＮ液晶パネル１６側（表示
面側）に出射することができるようになっている。

【０１２９】上記第３偏光分離部１７としては、可視光
領域のほぼ全波長範囲の光に対し表示面側から入射した
光のうち、上記第１の所定の方向の直線偏光成分を背面
側に透過させず、上記第２の所定の方向の直線偏光成分
を背面側に透過させ、可視光領域のほぼ全波長範囲の光
であって背面側から入射した光に対して上記第２の所定
の方向の直線偏光を表示面側に出射可能である偏光分離
手段であることが望ましい。

【０１３０】但し、本実施の形態にかかる上記液晶表示
装置においては、該液晶表示装置に入射した外光は第２
偏光分離部１５で反射され、第３偏光分離部１７に入射
されることはない。

【０１３１】上記第３偏光分離部１７としては、例え
ば、従来公知の偏光板、例えば、前記第１偏光分離部１
１と同様の直線偏光板等の偏光板を使用することができ
る。但し、上記第３偏光分離部１７と第１偏光分離部１
１とは、使用する第１の透過偏光軸可変手段、第２の透
過偏光軸可変手段、および第３の透過偏光軸可変手段の
種類に応じて、互いに、その偏光軸（透過軸）が回転し
て配されており、本実施の形態では、上記第３偏光分離
部１７と第１偏光分離部１１とは、互いに、その偏光軸
（透過軸）が９０°回転するように配置されている。

【０１３２】次に、上記の構成を有する本実施の形態に
かかる液晶表示装置の動作原理を、図３（ａ）・（ｂ）
を用いて以下に説明する。なお、本実施の形態において
も、上記第１偏光分離部１１には偏光板を使用し、第２
偏光分離部１５には偏光分離器（反射偏光器）を使用す
るものとし、上記第３偏光分離部１７には偏光板を使用
するものとする。

【０１３３】まず、図３（ａ）を用いて、上記液晶表示
装置におけるＴＮ液晶パネル１２の右側半分を電圧印加
部とし、左側半分を電圧無印加部として、外光が上記液
晶表示装置に入射した場合の反射型の表示（反射モード
の動作原理）について説明する。反射型の表示を行う場
合には、第２および第３の透過偏光軸可変手段（モード
切替手段）であるＴＮ液晶パネル１３・１６は、常に電
圧印加状態とする。

【０１３４】図３（ａ）における左側の電圧無印加部に
おける動作原理は、前記実施の形態１に記載した液晶表
示装置と同じである。つまり、外光（周囲光）が上記液
晶表示装置に入射すると、その外光は、第１偏光分離部
１１によって、その偏光軸（透過軸）と平行な方向（本
実施の形態でも、紙面に平行な方向（図３（ａ）の左右
方向）とする）の直線偏光となり、ＴＮ液晶パネル１２
に入射する。ＴＮ液晶パネル１２に入射した直線偏光
は、ＴＮ液晶パネル１２によって偏光方向が９０°捻じ
られて紙面に垂直な方向の直線偏光となり、そのままＴ
Ｎ液晶パネル１３を透過する。

【０１３５】ＴＮ液晶パネル１３を透過した直線偏光
は、拡散板１４を通って第２偏光分離部１５に入射さ
れ、第２偏光分離部１５で、偏光方向を変えることな
く、紙面に垂直な方向の直線偏光のまま反射され、再び
拡散板１４を通ってＴＮ液晶パネル１３に入射する。

【０１３６】ＴＮ液晶パネル１３に入射した直線偏光
は、ＴＮ液晶パネル１３が電圧印加状態にあることか
ら、その偏光方向を変えることなくそのままＴＮ液晶パ
ネル１３を通過し、ＴＮ液晶パネル１２に入射する。

【０１３７】そして、ＴＮ液晶パネル１２で偏光方向が
再度９０°捻じられて再び紙面に平行な方向、つまり、
偏光軸と平行な方向の直線偏光となり、第１偏光分離部
１１を通って出射される。この結果、明るい反射型の表
示（明表示）が得られる。

【０１３８】一方、図３（ａ）における右側の電圧印加
部においては、外光（周囲光）が上記液晶表示装置に入
射すると、その外光は、第１偏光分離部１１によって、
その偏光軸（透過軸）と平行な方向、つまり、この場合
は紙面に平行な方向（図３（ａ）の左右方向）の直線偏
光となり、ＴＮ液晶パネル１２に入射する。

【０１３９】ＴＮ液晶パネル１２に入射した直線偏光
は、ＴＮ液晶パネル１２・１３が共に電圧印加状態にあ
り、これらＴＮ液晶パネル１２・１３の液晶分子が、各
々、ＴＮ液晶パネル１２・１３の基板面に対して略垂直
に配向しているため、偏光方向を変えずに、偏光方向が
紙面に平行な方向の直線偏光のままでＴＮ液晶パネル１
２・１３を透過し、さらに拡散板１４、第２偏光分離部
１５を、その偏光方向を変えずに透過する。ここまでは
前記実施の形態１に記載の液晶表示装置と同じである。

【０１４０】本実施の形態にかかる上記液晶表示装置で
は、第２偏光分離部１５を通り抜けた直線偏光は、ＴＮ
液晶パネル１６が電圧印加状態にあり、該ＴＮ液晶パネ
ル１６の液晶分子が該ＴＮ液晶パネル１６の基板面に対
して略垂直に配向しているため、そのままＴＮ液晶パネ
ル１６を透過し、第３偏光分離部１７に入射される。

【０１４１】ここで、第３偏光分離部１７は、その偏光
軸（透過軸）が紙面に垂直な方向となるように配置され
ていることから、第３偏光分離部１７に入射された直線
偏光は、該第３偏光分離部１７を通過せず、該第３偏光
分離部１７にて吸収される。このため、前記実施の形態
１における液晶表示装置のように、バックライト２１に
外光が到達せず、バックライト２１内で反射されて再び
表示面側に戻る光が無く、よりコントラストのある表示
を行うことができる。

【０１４２】次に、図３（ｂ）を用いて、上記液晶表示
装置のＴＮ液晶パネル１３に電圧を印加することで、上
記液晶表示装置のモードを切替えたときの、上記バック
ライト２１からの光による透過型の表示（透過モードの
動作原理）について説明する。すなわち、透過型の表示
の場合には、第２および第３の透過偏光軸可変手段（モ
ード切替手段）であるＴＮ液晶パネル１３・１６は、常
に電圧無印加状態にある。また、図３（ｂ）に示す液晶
表示装置においても、ＴＮ液晶パネル１２の右側半分を
電圧印加部とし、左側半分を電圧無印加部として説明す
る。

【０１４３】図３（ｂ）における左側の電圧無印加部に
おいては、バックライト２１から出射された光は、第３
偏光分離部１７に入射し、該第３偏光分離部１７におい
て、その偏光軸と平行な方向である紙面に垂直な方向の
直線偏光のみが該第３偏光分離部１７を通過し、ＴＮ液
晶パネル１６に入射される。

【０１４４】ＴＮ液晶パネル１６に入射された直線偏光
は、該ＴＮ液晶パネル１６が電圧無印加状態にあること
から、該ＴＮ液晶パネル１６で偏光方向が９０°捻じら
れて紙面に平行な方向の直線偏光として第２偏光分離部
１５に入射される。

【０１４５】第２偏光分離部１５は、その偏光軸（透過
軸）が紙面に平行な方向となるように設定されているた
め、第２偏光分離部１５に入射された直線偏光は、その
まま第２偏光分離部１５を透過し、拡散板１４によって
散乱光となり、ＴＮ液晶パネル１３に入射する。

【０１４６】以降は、前記実施の形態１に示す液晶表示
装置と同様、ＴＮ液晶パネル１３・１２が電圧無印加状
態にあることから、ＴＮ液晶パネル１３に入射した直線
偏光は、ＴＮ液晶パネル１３で偏光方向が９０°捻じら
れて再度、紙面に垂直な方向の直線偏光となり、その
後、ＴＮ液晶パネル１２によって再び偏光方向が９０°
捻じられて紙面に平行な方向の直線偏光となり、そのま
ま第１偏光分離部１１を透過して明るい表示（明表示）
となる。

【０１４７】これに対し、図３（ｂ）における右側の電
圧印加部においては、ＴＮ液晶パネル１２に電圧が印加
されていることから、バックライト２１から出射された
光は、図３（ｂ）における左側の電圧無印加部と同様に
してＴＮ液晶パネル１３を出射し、ＴＮ液晶パネル１２
に入射されるが、ＴＮ液晶パネル１２でその偏光方向を
変えることなく、偏光方向が紙面に垂直な方向の直線偏
光のままＴＮ液晶パネル１２を透過し、第１偏光分離部
１１によって例えば吸収されることにより暗い表示（暗
表示）となる。

【０１４８】以上のように、本実施の形態にかかる表示
装置は、第２の偏光分離手段と光源との間に、第２の偏
光分離手段側に第３の透過偏光軸可変手段と、光源側に
第３の偏光分離手段とをさらに備え、上記第３の偏光分
離手段が、上記第３の透過偏光軸可変手段側から入射し
た光のうち上記第１の所定の方向の直線偏光成分を上記
光源側に透過させず、上記光源側から入射した光に対し
て上記第３の透過偏光軸可変手段側に上記第２の所定の
方向の直線偏光を出射可能な偏光分離手段である構成を
有している。

【０１４９】つまり、本実施の形態にかかる表示装置
は、前記実施の形態１に記載の構成に加えて、（７）透
過光の偏光軸を、上記第１の透過偏光軸可変手段および
第２の透過偏光軸可変手段から出射されたあるいは上記
第１の透過偏光軸可変手段および第２の透過偏光軸可変
手段に入射される直線偏光の偏光方向（偏光軸）に応じ
て、上記第１の所定の方向と上記第２の所定の方向との
間で選択的に切替えることで、上記第２の透過偏光軸可
変手段とともに、透過モードと反射モードとの切替えを
行う第３の透過偏光軸可変手段と、（８）表示面側から
入射した光のうち、上記第１の所定の方向の直線偏光成
分を背面側に透過させず、背面側から入射した光に対し
て上記第２の所定の方向の直線偏光を表示面側に出射す
ることが可能な第３の偏光分離手段（例えば偏光板）と
を、さらに、上記第２の偏光分離手段と照明装置との間
に表示面側からこの順に備えている構成を有している。

【０１５０】本実施の形態においても、上記の表示装置
は、反射モードにおいては、白色表示を行う場合、外光
は第２偏光分離部１５で全反射し、透過モードにおいて
は、第３偏光分離部１７を透過した光は全て表示面に達
するので、反射型あるいは透過型専用の液晶表示装置と
比較しても遜色なく、半透過型の液晶表示装置と比較し
て、明るい表示を達成することができる。

【０１５１】これにより、上記の表示装置は、外光があ
る場所においては、外光の反射を利用し、例えば第１の
透過偏光軸可変手段としての液晶素子に、電圧無印加時
は明表示、電圧印加時は暗表示できる、明るい反射型の
表示を行うことができると共に、外光がない場所におい
ても、照明手段、つまり、バックライトからの光による
透過型の表示を、例えば第１の透過偏光軸可変手段とし
ての液晶素子に、電圧無印加時は明表示、電圧印加時は
暗表示することができる。

【０１５２】しかも、本実施の形態においては、図３
（ａ）の右側に示したように、反射モード時において、
第２の偏光分離手段である第２偏光分離部１５を通り抜
けた外光は、第３の偏光分離手段である第３偏光分離部
１７に吸収される。このため、前記実施の形態１のよう
に照明手段であるバックライト２１内で反射されて再び
表示面側に戻る光がなく、反射表示時の暗い表示をより
暗くするとができ、よりコントラストのよい表示を行う
ことができる。

【０１５３】また、本実施の形態にかかる液晶表示装置
においても、偏光軸を可変できる第２の透過偏光軸可変
手段および第３の透過偏光軸可変手段を、表示用の透過
偏光軸可変手段とは別に設けることで、反射モードおよ
び透過モードにて、反射偏光器からなる第２の偏光分離
手段を透過および反射する光の軸を制御し、表示用の透
過偏光軸可変手段への電圧の印加／無印加で、明るい／
暗いが変化しないようにすることができる。

【０１５４】つまり、上記の構成によれば、例えば第２
および第３の透過偏光軸可変手段としての各液晶素子の
電圧印加無印加を切替えることで、透過型（透過モー
ド）と反射型（反射モード）との切替え機能を備え、両
モードにてネガポジ反転することがない表示装置を提供
することができる。

【０１５５】また、本実施の形態においても上述したＴ
Ｎ液晶パネル１２・１３・１６としては、ＡＶ用途に通
常用いられている汎用の透過型ＴＮ液晶パネルを使用す
ることができ、カラー化は、同一のカラーフィルタによ
って実現されるため、液晶パネルの基本構造を変えるこ
となくフルカラー化を実現することができる。また、上
述したように、第２および第３の透過偏光軸可変手段と
して液晶パネルを用いる場合、これら液晶パネルについ
ては、偏光軸を変えるだけであるため、ＴＦＴ等のスイ
ッチング素子を設ける必要はなく、簡単な構造でよいと
いう利点を有している。

【０１５６】したがって、上記第１および第２の実施の
形態によれば、反射型と透過型との切替えが可能であ
り、かつ簡素な構成にて、反射時および透過時であって
もネガポジ反転しない、明るい表示装置を提供すること
ができる。

【０１５７】

【発明の効果】本発明にかかる表示装置は、以上のよう
に、（１）表示面側から入射した光のうち、第１の所定
の方向の直線偏光成分を背面側に透過させ、上記第１の
所定の方向とは異なる第２の所定の方向の直線偏光成分
を背面側に透過させず、背面側から入射した光のうち、
上記第１の所定の方向の直線偏光成分を表示面側に透過
させ、上記第２の所定の方向の直線偏光成分を表示面側
に透過させない第１の偏光分離手段と、（２）映像信号
が入力されると共に、透過光の偏光軸を、上記第１の所
定の方向と第２の所定の方向との間で選択的に切替える
ことが可能な第１の透過偏光軸可変手段と、（３）透過
光の偏光軸を、上記第１の所定の方向と上記第２の所定
の方向との間で選択的に切替えることで透過モードと反
射モードとの切替えを行う第２の透過偏光軸可変手段
と、（４）表示面側から入射した光のうち、上記第１の
所定の方向の直線偏光成分を背面側に透過させ、上記第
２の所定の方向の直線偏光成分を表示面側に反射し、背
面側から入射した光に対して上記第１の所定の方向の直
線偏光成分を表示面側に出射可能な第２の偏光分離手段
と、（５）照明手段とが、表示面側からこの順に配設さ
れている構成である。

【０１５８】また、本発明にかかる表示装置は、以上の
ように、上記第２の偏光分離手段が、可視光領域のほぼ
全波長範囲の光に対し表示面側から入射した光のうち、
上記第１の所定の方向の直線偏光成分を背面側に透過さ
せ、上記第２の所定の方向の直線偏光成分を表示面側に
反射し、可視光領域のほぼ全波長範囲の光であって背面
側から入射した光に対して上記第１の所定の方向の直線
偏光を表示面側に出射可能である構成である。

【０１５９】また、本発明にかかる表示装置は、以上の
ように、上記第１の偏光分離手段は、偏光板である構成
である。さらに、本発明にかかる表示装置は、以上のよ
うに、上記第１の透過偏光軸可変手段および第２の透過
偏光軸可変手段は、液晶素子である構成である。

【０１６０】それゆえ、上記表示装置は、反射モードに
おいては、白色表示を行う場合、外光は第２の偏光分離
手段で全反射し、透過モードにおいても、第２の偏光分
離手段を透過した光は全て表示面に達するため、反射型
あるいは透過型専用の液晶表示装置と比較しても遜色な
く、半透過型の液晶表示装置と比較して、明るい表示を
達成することができる表示装置を提供することができ
る。

【０１６１】また、上記表示装置は、第２の偏光分離手
段と第１の透過偏光軸可変手段との間に、偏光軸を可変
できる第２の透過偏光軸可変手段が配されていること
で、反射モードおよび透過モードにて上記第２の透過偏
光軸可変手段を透過および反射する光の軸を制御し、透
過モードと反射モードとの切替えを行うことができる。
このため、両モードにてネガポジ反転することがない表
示装置を提供することができる。

【０１６２】さらに、上記第１および第２の透過偏光軸
可変手段としては、汎用の透過型液晶素子を使用するこ
とができ、また、液晶パネルの基本構造を変えることな
くフルカラー化を実現することができる。

【０１６３】したがって、上記の構成によれば、反射型
と透過型との切替えが可能であり、かつ簡素な構成に
て、反射時および透過時であってもネガポジ反転しな
い、明るい表示装置を提供することができるという効果
を奏する。

【０１６４】また、上記表示装置は、以上のように、上
記第２の透過偏光軸可変手段と第２の偏光分離手段との
間に（６）光拡散手段をさらに備えている構成である。

【０１６５】それゆえ、該光拡散手段から出射する光を
散乱して曇らせることができるので、より自然な映像の
表示を行うことができるという効果を奏する。

【０１６６】また、上記表示装置は、以上のように、
（７）透過光の偏光軸を上記第１の所定の方向と上記第
２の所定の方向との間で選択的に切替えることで、上記
第２の透過偏光軸可変手段とともに、透過モードと反射
モードとの切替えを行う第３の透過偏光軸可変手段と、
（８）表示面側から入射した光のうち、上記第１の所定
の方向の直線偏光成分を背面側に透過させず、背面側か
ら入射した光に対して上記第２の所定の方向の直線偏光
を表示面側に出射することが可能な第３の偏光分離手段
とを、さらに、上記第２の偏光分離手段と照明装置との
間に表示面側からこの順に備えている構成である。

【０１６７】また、上記表示装置は、以上のように、上
記第３の偏光分離手段が偏光板である構成である。さら
に、上記表示装置は、以上のように、上記第３の透過偏
光軸可変手段が液晶素子である構成である。

【０１６８】それゆえ、上記の表示装置は、反射モード
においては、白色表示を行う場合、外光は第２の偏光分
離手段で全反射し、透過モードにおいては、第３の偏光
分離手段を透過した光は全て表示面に達するので、反射
型あるいは透過型専用の液晶表示装置と比較しても遜色
なく、半透過型の液晶表示装置と比較して、明るい表示
を達成することができる表示装置を提供することができ
る。

【０１６９】しかも、上記の構成によれば、反射モード
時において、第２の偏光分離手段を通り抜けた外光は、
第３の偏光分離手段に吸収される。このため、上記の構
成によれば、照明手段内で反射され、再び表示面側に戻
る光がなく、反射表示時の暗い表示をより暗くすること
ができ、よりコントラストのよい表示を行うことができ
る。

【０１７０】また、上記の構成によれば、例えば上記第
２および第３の透過偏光軸可変手段の電圧印加無印加を
切替えることで、透過型（透過モード）と反射型（反射
モード）との切替え機能を備え、両モードにてネガポジ
反転することがない表示装置を提供することができる。

【０１７１】さらに、上記第１の透過偏光軸可変手段、
第２の透過偏光軸可変手段および第３の透過偏光軸可変
手段としては、汎用の透過型液晶素子を使用することが
でき、また、第２の透過偏光軸可変手段および第３の透
過偏光軸可変手段として液晶素子を使用する場合、これ
ら液晶素子は偏光軸を変えることができさえすればよ
く、簡素な構成とすることができる。

【０１７２】したがって、上記の構成によれば、反射型
と透過型との切替えが可能であり、かつ簡素な構成に
て、反射時および透過時であってもネガポジ反転しな
い、明るくてコントラストのよい表示装置を提供するこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる液晶表示装置に
おける動作原理を示す説明図であり、（ａ）は反射モー
ドでの動作原理を示す説明図であり、（ｂ）は透過モー
ドでの動作原理を示す説明図である。

【図２】上記液晶表示装置における第１の透過偏光軸可
変光学素子の構成を概略的に示す断面図である。

【図３】本発明の他の実施の形態にかかる液晶表示装置
における動作原理を示す説明図であり、（ａ）は反射モ
ードでの動作原理を示す説明図であり、（ｂ）は透過モ
ードでの動作原理を示す説明図である。

【図４】従来の透過型反射型兼用液晶表示装置における
動作原理の一例を示す説明図である。

【図５】従来の他の透過型反射型兼用液晶表示装置にお
ける動作原理の一例を示す説明図である。

【図６】従来のさらに他の透過型反射型兼用液晶表示装
置における動作原理の一例を示す説明図である。

【図７】従来のさらに他の透過型反射型兼用液晶表示装
置の構成を示す分解断面図である。

【図８】図７に示す従来の透過型反射型兼用液晶表示装
置における反射モードでの動作原理を示す説明図であ
る。

【図９】図７に示す従来の透過型反射型兼用液晶表示装
置における透過モードでの動作原理を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 透光性基板 ２ 画素電極 ３ 電極基板 ４ 透光性基板 ５ カラーフィルタ層 ６ 透明電極膜 ７ 電極基板 ８ 液晶層 １１ 第１偏光分離部（第１の偏光分離手段、偏光
板） １２ ＴＮ液晶パネル（第１の透過偏光軸可変手段、
液晶素子） １３ ＴＮ液晶パネル（第２の透過偏光軸可変手段、
液晶素子） １４ 拡散板（光拡散手段） １５ 第２偏光分離部（第２の偏光分離手段） １６ ＴＮ液晶パネル（第３の透過偏光軸可変手段、
液晶素子） １７ 第３偏光分離部（第３の偏光分離手段、偏光
板） ２１ バックライト（照明手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 BA05 BA46 BC22 2H088 EA45 EA47 GA02 HA15 HA18 HA21 JA05 KA18 MA06 2H089 HA25 QA16 RA05 TA14 TA15 TA17 UA09 2H091 FA07Z FA08X FA08Z FA12X FA12Z FA14Y FA41Z FB02 FD06 FD08 FD10 HA07 LA18 5C094 AA06 AA10 AA45 AA56 BA43 DA01 DA03 DA12 EB02 ED11 ED13 ED14 ED20 FA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示面側から入射した光のうち、第１の所
   定の方向の直線偏光成分を背面側に透過させ、上記第１
   の所定の方向とは異なる第２の所定の方向の直線偏光成
   分を背面側に透過させず、背面側から入射した光のう
   ち、上記第１の所定の方向の直線偏光成分を表示面側に
   透過させ、上記第２の所定の方向の直線偏光成分を表示
   面側に透過させない第１の偏光分離手段と、 映像信号が入力されると共に、透過光の偏光軸を、上記
   第１の所定の方向と上記第２の所定の方向との間で選択
   的に切替えることが可能な第１の透過偏光軸可変手段
   と、 透過光の偏光軸を、上記第１の所定の方向と上記第２の
   所定の方向との間で選択的に切替えることで透過モード
   と反射モードとの切替えを行う第２の透過偏光軸可変手
   段と、 表示面側から入射した光のうち、上記第１の所定の方向
   の直線偏光成分を背面側に透過させ、上記第２の所定の
   方向の直線偏光成分を表示面側に反射し、背面側から入
   射した光に対して上記第１の所定の方向の直線偏光成分
   を表示面側に出射可能な第２の偏光分離手段と、 照明手段とが、表示面側からこの順に配設されているこ
   とを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】上記第２の偏光分離手段が、可視光領域の
   ほぼ全波長範囲の光に対し表示面側から入射した光のう
   ち、上記第１の所定の方向の直線偏光成分を背面側に透
   過させ、上記第２の所定の方向の直線偏光成分を表示面
   側に反射し、可視光領域のほぼ全波長範囲の光であって
   背面側から入射した光に対して上記第１の所定の方向の
   直線偏光を表示面側に出射可能であることを特徴とする
   請求項１記載の表示装置。
3. 【請求項３】上記第１の偏光分離手段が偏光板であるこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 【請求項４】上記第１の透過偏光軸可変手段および第２
   の透過偏光軸可変手段が液晶素子であることを特徴とす
   る請求項１〜３の何れか１項に記載の表示装置。
5. 【請求項５】上記第２の透過偏光軸可変手段と第２の偏
   光分離手段との間に光拡散手段をさらに備えていること
   を特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の表示装
   置。
6. 【請求項６】透過光の偏光軸を、上記第１の所定の方向
   と上記第２の所定の方向との間で選択的に切替えること
   で、上記第２の透過偏光軸可変手段とともに、透過モー
   ドと反射モードとの切替えを行う第３の透過偏光軸可変
   手段と、 表示面側から入射した光のうち、上記第１の所定の方向
   の直線偏光成分を背面側に透過させず、背面側から入射
   した光に対して上記第２の所定の方向の直線偏光を表示
   面側に出射することが可能な第３の偏光分離手段とを、
   さらに、上記第２の偏光分離手段と照明装置との間に表
   示面側からこの順に備えていることを特徴とする請求項
   １〜５の何れか１項に記載の表示装置。
7. 【請求項７】上記第３の偏光分離手段が偏光板であるこ
   とを特徴とする請求項６記載の表示装置。
8. 【請求項８】上記第３の透過偏光軸可変手段が液晶素子
   であることを特徴とする請求項６または７記載の表示装
   置。