JP2002098963A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】外光を利用する反射表示のときの液晶表示素子
を透過した光の反射率と、照明光を利用する透過表示の
ときの前記液晶表示素子への光の入射率をいずれも高く
し、反射表示のときも透過表示のときも明るい表示を得
ることができる反射／透過型の液晶表示装置を提供す
る。 【解決手段】液晶表示素子１の背後に、入射端面１５ａ
と、入射端面１５ａからの入射光を出射しかつ液晶表示
素子１を透過した光を入出射させる入出射面１５ｂとを
有する導光板１５と、その後側に設けられた反射板１６
と、導光板１５の入射端面１５ａに対向させて設けられ
た光源１７とからなり、表示の観察側である前側から入
射し、液晶表示素子１を透過してその後側に出射した外
部入射光を導光板１５を透過させて反射板１６により反
射するとともに、光源１７からの照明光を導光板１５に
より導いてその入出射面１５ｂから出射するバックライ
ト１４を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、外光を利用する
反射表示と照明光を利用する透過表示との両方の表示を
行なう反射／透過型の液晶表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置としては、対向配置された
前後一対の基板の内面にそれぞれ電極が設けられ、これ
らの基板間に液晶分子が所定のツイスト角でツイスト配
向した液晶層が設けられた液晶セルと、前記液晶セルの
前面と後面にそれぞれ透過軸を所定の方向に向けて設け
られた前側吸収偏光板および後側吸収偏光板とからなる
ＴＮ（ツイステッドネマティック）型またはＳＴＮ（ス
ーパーツイステッドネマティック）型のものが広く利用
されている。

【０００３】また、液晶表示装置には、その使用環境の
光である外光を利用する反射表示を行なう反射型のもの
と、後側から照明光を入射させてその照明光を利用する
透過表示を行なう透過型のものと、前記反射表示と透過
表示との両方の表示を行なう反射／透過型のものとがあ
り、前記反射／透過型の液晶表示装置は、液晶表示素子
の背後に、光の反射機能と照明光の出射機能とを有する
バックライトを配置した構成となっている。

【０００４】前記反射／透過型の液晶表示装置のバック
ライトは、従来、入射端面と、前記入射端面からの入射
光を出射する出射面とを有し、前記出射面を前記液晶表
示素子の後面に対向させて配置された導光板と、前記導
光板の入射端面に対向させて設けられた光源と、前記導
光板の出射面の前側に設けられた半透過反射板とからな
っている。

【０００５】この反射／透過型液晶表示装置は、充分な
明るさの外光が得られる環境下では外光を利用する反射
表示を行ない、充分な明るさの外光が得られない環境下
で使用されるときに、前記バックライトから照明光を出
射させて、その照明光を利用する透過表示を行なうもの
であり、反射表示のときは、表示の観察側である前側か
ら入射し、前記液晶表示素子を透過してその後側に出射
した光が、前記半透過反射板により反射され、その反射
光が前記液晶表示素子を透過して前側に出射する。

【０００６】また、透過表示のときは、前記光源から出
射した照明光が前記導光板にその入射端面から入射し、
この導光板内を導かれてその出射面から出射する。そし
て前記導光板の出射面から出射した光は、前記半透過反
射板を透過して前記液晶表示素子にその後側から入射
し、この液晶表示素子を透過して前側に出射する。

【０００７】この反射／透過型液晶表示装置は、充分な
明るさの外光が得られない環境下でも使用することがで
き、また、前記バックライトから照明光を出射させるの
は充分な明るさの外光が得られない環境下で使用すると
きだけでよいため、常に照明光を利用して表示する透過
型液晶表示装置に比べて消費電力が少ない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の反射／
透過型液晶表示装置は、そのバックライトが上記のよう
な構成であるため、外光を利用する反射表示のときは、
前側から入射し、液晶表示素子を透過してその後側に出
射した光のうち、前記半透過反射板の反射率に応じた量
の光が反射され、他の光は前記半透過反射板を透過する
か、あるいは前記半透過反射板により吸収されて無駄に
なる。

【０００９】また、照明光を利用する透過表示のとき
は、前記光源から出射し、前記導光板の出射面から出射
した光のうち、前記半透過反射板の透過率に応じた量の
光が前記半透過反射板を透過して前記液晶表示素子に入
射し、他の光は前記半透過反射板により後側に反射され
るか、あるいは前記半透過反射板により吸収されて無駄
になる。

【００１０】そのため、従来の反射／透過型液晶表示装
置は、外光を利用する反射表示のときの液晶表示素子を
透過した光の反射率と、照明光を利用する透過表示のと
きの前記液晶表示素子への光の入射率がいずれも悪く、
明るい表示が得られない。

【００１１】なお、照明光を利用する透過表示のときの
表示の明るさは、バックライトから出射させる照明光の
輝度を高くすることにより補うことができるが、バック
ライトから高輝度の照明光を出射させるようにしたので
は、消費電力が増大してしまう。

【００１２】この発明は、外光を利用する反射表示のと
きの液晶表示素子を透過した光の反射率と、照明光を利
用する透過表示のときの前記液晶表示素子への光の入射
率をいずれも高くし、反射表示のときも透過表示のとき
も明るい表示を得ることができる反射／透過型の液晶表
示装置を提供することを目的としたものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示装置
は、対向配置された前後一対の基板の内面にそれぞれ電
極が設けられ、これらの基板間に液晶分子が所定のツイ
スト角でツイスト配向した液晶層が設けられた液晶セル
と、前記液晶セルの前面と後面にそれぞれ透過軸を所定
の方向に向けて設けられた前側吸収偏光板および後側吸
収偏光板とからなる液晶表示素子と、入射端面と、前記
入射端面からの入射光を出射しかつ前側からの入射光を
入出射させる入出射面とを有し、前記入出射面を前記液
晶表示素子の後面に対向させて配置された導光板と、前
記導光板の後側に設けられた反射板と、前記導光板の入
射端面に対向させて設けられた光源とからなり、表示の
観察側である前側から入射し、前記液晶表示素子を透過
してその後側に出射した外部入射光を前記導光板を透過
させて前記反射板により前記液晶表示素子に向けて反射
するとともに、前記光源からの照明光を前記導光板によ
り導いてその入出射面から前記液晶表示素子に向けて出
射するバックライトとを備えていることを特徴とするも
のである。

【００１４】この液晶表示装置は、液晶表示素子の背後
に上記のような構成のバックライトを配置したものであ
るため、外光を利用する反射表示のときに、表示の観察
側である前側から入射し、前記液晶表示素子を透過して
その後側に出射した外部入射光のほとんどを前記反射板
により反射し、また、照明光を利用する透過表示のとき
に、前記光源から出射し、前記導光板の入出射面から出
射した照明光のほとんどを前記液晶表示素子に入射させ
ることができる。

【００１５】したがって、この液晶表示装置によれば、
外光を利用する反射表示のときの液晶表示素子を透過し
た光の反射率と、照明光を利用する透過表示のときの前
記液晶表示素子への光の入射率をいずれも高くし、反射
表示のときも透過表示のときも明るい表示を得ることが
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明の液晶表示装置は、上記
のように、液晶表示素子の背後に、入射端面と、前記入
射端面からの入射光を出射しかつ前記液晶表示素子を透
過した光を入出射させる入出射面とを有し、前記液晶表
示素子の背後に配置された導光板と、前記導光板の後側
に設けられた反射板と、前記導光板の入射端面に対向さ
せて設けられた光源とからなり、表示の観察側である前
側から入射し、前記液晶表示素子を透過してその後側に
出射した外部入射光を前記導光板を透過させて前記反射
板により前記液晶表示素子に向けて反射するとともに、
前記光源からの照明光を前記導光板により導いてその入
出射面から前記液晶表示素子に向けて出射するバックラ
イトを配置することにより、外光を利用する反射表示の
ときの液晶表示素子を透過した光の反射率と、照明光を
利用する透過表示のときの前記液晶表示素子への光の入
射率をいずれも高くし、反射表示のときも透過表示のと
きも明るい表示を得ることができるようにしたものであ
る。

【００１７】この発明の液晶表示装置は、前記液晶表示
素子と前記バックライトの導光板との間に、入射光の互
いに直交する２つの偏光成分のうち、一方の偏光成分を
反射する反射軸と、他方の偏光成分を透過させる透過軸
とをもち、前記透過軸を前記液晶表示素子の後側吸収偏
光板の透過軸とほぼ平行にして配置された反射偏光板
と、この反射偏光板と前記導光板との間に配置され、透
過光の偏光状態を変化させる光学手段とをさらに備え、
前記光学手段が、前記導光板の入出射面から出射して前
記反射偏光板にその後側から入射した照明光のうち、前
記反射偏光板により後側に反射され、この反射偏光板と
前記バックライトの反射板との間を往復する照明光を、
前記反射偏光板と前記反射板との間を奇数回往復する間
に、前記反射偏光板を透過する偏光状態の光に変換して
前記反射偏光板に入射させ、前記反射偏光板にその前側
から入射してこの反射偏光板を透過し、前記反射偏光板
と前記反射板との間を往復する外部入射光を、前記反射
偏光板と前記反射板との間を偶数回往復する間に、前記
反射偏光板を透過したときの偏光状態の光に戻して前記
反射偏光板に入射させる光学フィルムからなっている構
成のものが好ましい。

【００１８】その場合、前記光学フィルムは、透過光の
常光と異常光との間に１／４波長の位相差を与えるλ／
４位相板、あるいは、分子が一方の面から他方の面に向
かって捩れて配列した捩れ位相板が好ましい。

【００１９】前記光学フィルムを前記λ／４位相板とす
る場合は、このλ／４位相板を、その遅相軸を反射偏光
板の反射軸に対しほぼ４５°の角度で交差させて配置
し、前記反射偏光板により後側に反射された照明光の偏
光状態を、その照明光が前記反射偏光板とバックライト
の反射板との間を１回往復する間の前記λ／４位相板の
２回の透過により、偏光の振動面がほぼ９０度異なる偏
光状態の光に変化させ、前記反射偏光板にその前側から
入射してこの反射偏光板を透過した外部入射光の偏光状
態を、前記反射偏光板と前記反射板との間を２回往復す
る間の前記λ／４位相板の４回の透過により、前記反射
偏光板を透過したときの偏光状態の光に戻すようにすれ
ばよい。

【００２０】また、前記光学フィルムを前記捩れ位相板
とする場合は、この捩れ位相板を、その前面における分
子配向方向を前記反射偏光板の反射軸とほぼ平行にして
配置し、前記反射偏光板により後側に反射された照明光
の偏光状態を、その照明光が前記反射偏光板とバックラ
イトの反射板との間を１回往復する間の前記捩れ位相板
の２回の透過により、偏光の振動面がほぼ９０度異なる
偏光状態の光に変化させ、前記反射偏光板にその前側か
ら入射してこの反射偏光板を透過した外部入射光の偏光
状態を、前記反射偏光板と前記反射板との間を２回往復
する間の前記捩れ位相板の４回の透過により、前記反射
偏光板を透過したときの偏光状態の光に戻すようにすれ
ばよい。

【００２１】前記捩れ位相板は、その分子配列の捩れ角
θと、リタデーションの値Ｒｅが、θ＝６３°±５°，
Ｒｅ＝１９５ｎｍ±５ｎｍ、θ＝１９０°±１０°，Ｒ
ｅ＝５８３ｎｍ±１０ｎｍ、θ＝３１８°±１５°，Ｒ
ｅ＝９７２ｎｍ±１５ｎｍのいずれかに設定されている
ものが好ましい。

【００２２】また、この発明の液晶表示装置において
は、前記バックライトの反射板よりも前側で、前記液晶
表示素子の前側吸収偏光板よりも後側の任意の箇所に、
拡散層を設けるのが好ましい。

【００２３】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例を示す液晶表
示装置の一部分の断面図であり、この液晶表示装置は、
液晶表示素子１と、前記液晶表示素子１の背後に配置さ
れた、光の反射機能と照明光の出射機能とを有するバッ
クライト１４とを備えている。

【００２４】前記液晶表示素子１は、ＳＴＮ型のもので
あり、対向配置された前後一対の透明基板３，４との内
面にそれぞれ透明電極５，６が設けられ、これらの基板
３，４間に液晶分子が所定のツイスト角でツイスト配向
した液晶層１０が設けられた液晶セル２と、前記液晶セ
ル２の前面と後面にそれぞれ透過軸を所定の方向に向け
て設けられた前側吸収偏光板１１および後側吸収偏光板
１２とからなっている。

【００２５】なお、この液晶表示素子１は単純マトリッ
クス型のものであり、前記液晶セル２の一方の基板、例
えば前側基板３の内面に設けられた電極５は、行方向
（図１において紙面に垂直な方向）に沿わせて互いに平
行に形成された複数の走査電極、他方の基板である後側
基板４の内面に設けられた電極６は、列方向（図１にお
いて紙面に平行な方向）に沿わせて互いに平行に形成さ
れた複数の信号電極である。

【００２６】また、この液晶表示素子１は、フルカラー
画像等の多色カラー画像を表示するものであり、前記液
晶セル２のいずれか一方の基板、例えば後側基板４の内
面に、前記複数本の走査電極５と信号電極６とが互いに
対向する複数の画素領域にそれぞれ対応させて、複数の
色、例えば赤、緑、青のカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７
Ｂが設けられている。なお、前記カラーフィルタ７Ｒ，
７Ｇ，７Ｂは基板４上に形成されており、その上に前記
信号電極６が形成されている。

【００２７】さらに、前記一対の基板３，４の内面には
それぞれ前記電極５，６を覆って配向膜８，９が設けら
れており、これらの配向膜８，９は、その膜面を所定方
向にラビングすることにより配向処理されている。

【００２８】そして、前記一対の基板３，４は、その周
縁部において図示しない枠状のシール材を介して接合さ
れており、これらの基板３，４間の前記シール材で囲ま
れた領域に液晶層１０が設けられている。

【００２９】この液晶層１０の液晶分子は、前記配向膜
８，９によりそれぞれの基板３，４の近傍における配向
方向を規制され、両基板３，４間において１８０〜２７
０°の範囲の所定のツイスト角でツイスト配向してい
る。

【００３０】なお、この実施例では、前記液晶層１０の
液晶分子のツイスト角を約２５０°±１０°とするとと
もに、液晶表示素子１のΔｎｄ（液晶の屈折率異方性Δ
ｎと液晶層厚ｄとの積）の値を、９００ｎｍ±１００ｎ
ｍの範囲に設定している。

【００３１】また、この液晶表示素子１は、その表示の
帯色の補償とコントラストの向上および広視野角化のた
めの光学補償板１３を備えており、この光学補償板１３
は、前記液晶セル２の一対の基板３，４のいずれか一方
とその基板側の吸収偏光板との間、例えば前側基板３と
前側吸収偏光板１１との間に設けられている。

【００３２】前記光学補償板１３は、分子が一方の面か
ら他方の面に向かって前記液晶セル２の液晶分子のツイ
スト方向とは逆方向に捩れて配列した高分子液晶フィル
ムからなる捩れ位相板であり、この実施例では、分子配
列の捩れ角が２２０°±１０°、リタデーションの値
（位相値）が６１０ｎｍ±２０ｎｍのものを用いてい
る。

【００３３】図２は、前記液晶表示素子１の液晶セル２
の液晶分子の配向状態と前後の吸収偏光板１１，１２の
透過軸方向および光学補償板１３の分子配列状態を示し
ている。

【００３４】図２のように、前記液晶セル２の前側基板
３の近傍における液晶分子配向方向（配向膜８の配向処
理方向）３ａは、画面の横軸ｘに対し、前側から見て右
回りに３５°±５°の方向、後側基板３の近傍における
液晶分子配向方向（配向膜９の配向処理方向）４ａは、
前記横軸ｘに対し、前側から見て左回りに３５°±５°
の方向にあり、前記液晶層１０の液晶分子は、そのツイ
スト方向を図に破線矢印で示したように、後側基板４か
ら前側基板３に向かい、前側から見て右回りに２５０°
±１０°のツイスト角でツイスト配向している。

【００３５】そして、前側吸収偏光板１１は、その透過
軸１１ａを、前記横軸ｘに対し、前側から見て左回りに
４５°±１０°の方向、つまり、前記液晶セル２の前側
基板３の近傍における液晶分子配向方向３ａに対して前
側から見て左回りにほぼ９０°ずらした方向に向けて配
置され、後側吸収偏光板１２は、その透過軸１２ａを、
前記横軸ｘに対し、前側から見て左回りに８０°±１０
°の方向に向けて配置されている。

【００３６】すなわち、前側吸収偏光板１１の透過軸１
１ａは、前記液晶セル２の前側基板３の近傍における液
晶分子配向方向３ａに対し、前側から見て左回りにほぼ
８０°（８０°±１５°）ずれており、後側吸収偏光板
１２の透過軸１２ａは、前記前側吸収偏光板１１の透過
軸１１ａに対し、前側から見て左回りにほぼ３５°（３
５°±１５°）ずれている。

【００３７】また、前記光学補償板１３は、その分子
が、図に破線矢印で示したように、後面から前面に向か
い、前側から見て左回り（液晶セル２の液晶分子のツイ
スト方向とは逆方向）に、２２０°±１０°の捩れ角で
捩れて配列した捩れ位相板であり、この光学補償板１３
は、その前面における分子配列方向１３ａを、前記横軸
ｘに対し、前側から見て右回りに９０°±５°の方向に
向け、後面における分子配列方向１３ｂを、前記横軸ｘ
に対し、前側から見て左回りに５５°±５°の方向に向
けて配置されている。

【００３８】すなわち、この光学補償板１３は、その後
面（液晶セル２に対向する面）における分子配列方向１
３ｂを、前記液晶セル２の前側基板３の近傍における液
晶分子配向方向３ａに対し、前側から見て左回りにほぼ
８５°（８５°±５°）ずらし、前面（前側吸収偏光板
１１に対向する面）における分子配列方向１２ａを、前
記前側吸収偏光板１１の透過軸１１ａに対し、前側から
見て左回りにほぼ４５°（４５°±１５°）ずらして配
置されている。

【００３９】次に、前記液晶表示素子１の背後に配置さ
れたバックライト１４について説明すると、このバック
ライト１４は、図１に示したように、入射端面１５ａ
と、前記入射端面１５ａからの入射光を出射しかつ前側
からの入射光を入出射させる入出射面１５ｂとを有し、
前記入出射面１５ｂを前記液晶表示素子１の後面に対向
させて配置された導光板１５と、前記導光板１５の後側
に設けられた反射板１６と、前記導光板１５の入射端面
１５ａに対向させて設けられた光源１７とからなってい
る。

【００４０】前記導光板１５は、アクリル樹脂等からな
る透明板であり、その一端面が前記入射端面１５ａとさ
れ、前面全体が前記入出射面１５ｂとされている。

【００４１】また、前記反射板１６は、銀等の高反射率
の金属膜からなっており、この反射板１６は、前記導光
板１５の後面に蒸着またはメッキされるか、あるいは前
記導光板１５の後面に貼付けられている。

【００４２】さらに、前記光源１７は、例えばＬＥＤ
（発光ダイオード）アレイからなっており、前記導光板
１５の入射端面１５ａの側方に、前記入射端面１５ａの
全長に対向させて配置されている。

【００４３】このバックライト１４は、表示の観察側で
ある前側から入射し、前記液晶表示素子１を透過してそ
の後側に出射した外部入射光（外光の入射光）を前記導
光板１５を透過させて前記反射板１６により前記液晶表
示素子１に向けて反射するとともに、前記光源１７から
の照明光を前記導光板１５により導いてその前面の入出
射面１５ｂから前記液晶表示素子１に向けて出射する。

【００４４】また、この液晶表示装置は、透過光を拡散
させるための拡散層１８を備えており、この拡散層１８
は、前記液晶表示素子１と前記バックライト１４の導光
板１５との間に設けられている。この拡散層１８は、例
えば散乱フィラーを分散させた樹脂フィルムからなって
おり、前記液晶表示素子１の後側基板４の外面に貼付け
られている。

【００４５】この液晶表示装置は、充分な明るさの外光
が得られる環境下では、液晶表示装置の使用環境の光で
ある外光を利用する反射表示を行ない、充分な明るさの
外光が得られない環境下で使用されるときに、前記バッ
クライト１４から照明光を出射させて、その照明光を利
用する透過表示を行なうものであり、反射表示のとき
は、表示の観察側である前側から入射した光（外光）が
図１に実線で示した透過経路で前側に出射し、透過表示
のときは、バックライト１４からの照明光が図１に破線
で示した透過経路で前側に出射する。なお、反射表示の
ときも透過表示のときも、透過光が拡散層１８により拡
散されるが、図では便宜上、光の透過経路を簡略化して
示している。

【００４６】すなわち、外光を利用する反射表示のとき
は、表示の観察側である前側から入射した外部入射光
が、液晶表示素子１の前側吸収偏光板１１によりその吸
収軸（図示せず）に沿った偏光成分の光を吸収されて前
記前側吸収偏光板１１の透過軸１１ａに沿った直線偏光
となり、光学補償板１３を透過して液晶セル２に入射す
る。

【００４７】前記液晶セル２に入射した外部入射光は、
この液晶セル２を透過する過程で各画素領域の電極５，
６間に印加される電界により変化する液晶分子の配向状
態に応じた複屈折作用を受ける。

【００４８】そして、前記液晶セル２を透過した外部入
射光は、後側吸収偏光板１２に入射し、その光のうち、
前記後側吸収偏光板１２の吸収軸（図示せず）に沿った
偏光成分の光を吸収され、その画素領域の表示が暗表示
になる。

【００４９】また、前記後側吸収偏光板１２の透過軸１
２ａに沿った偏光成分の外部入射光は、この後側吸収偏
光板１２を透過してその後側に出射し、拡散層１８によ
り拡散されてバックライト１４に入射の導光板１５にそ
の前面の入出射面１５ｂから入射する。

【００５０】前記導光板１５にその前面の入出射面１５
ｂから入射した外部入射光は、この導光板１５を厚さ方
向に透過してその後側の反射板１６により反射され、前
記導光板１５を再び厚さ方向に透過してその前面の入出
射面１５ｂから出射する。

【００５１】このとき、前記反射板１６は、銀等の高反
射率の金属膜からなっているため、前記液晶表示素子１
を透過してその後側に出射した外部入射光のほとんどが
高い反射率で反射される。

【００５２】そして、前記導光板１５の入出射面１５ｂ
から出射した外部入射光は、前記拡散層１８により拡散
されて前記液晶表示素子１にその後側から入射し、その
光が、後側吸収偏光板１２と液晶セル２と光学補償板１
３と前側吸収偏光板１１とを順に透過して前記液晶表示
素子１の前側に出射し、その画素領域の表示が明表示に
なる。

【００５３】また、照明光を利用する透過表示のとき
は、前記バックライト１４の光源１７から出射した照明
光が、前記導光板１５にその入射端面１５ａから入射
し、この導光板１５の前面の入出射面１５ｂと外気（空
気）との界面での全反射と、導光板１５の後面での反射
板１６による反射とにより屈折を繰り返しながら導光板
１５内を導かれ、前記入出射面１５ｂのほぼ全域から出
射する。

【００５４】前記導光板１５の入出射面１５ｂから出射
した照明光は、拡散層１８により拡散されて液晶表示素
子１にその後側から入射し、その後側吸収偏光板１２に
よりその吸収軸（図示せず）に沿った偏光成分の光を吸
収され、前記後側吸収偏光板１２の透過軸１２に沿った
直線偏光となって液晶セル２に入射する。

【００５５】前記液晶セル２に入射した照明光は、この
液晶セル２を透過する過程で各画素領域の電極５，６間
に印加される電界により変化する液晶分子の配向状態に
応じた複屈折作用を受ける。

【００５６】そして、前記液晶セル２を透過した照明光
は、光学補償板１３を透過して前側吸収偏光板１１に入
射し、その光のうち、前記前側吸収偏光板１１の吸収軸
に沿った偏光成分の光がこの吸収偏光板１１により吸収
されてその画素領域の表示が暗表示になり、前記前側吸
収偏光板１１の透過軸１１ａに沿った偏光成分の光がこ
の偏光板１１を透過して前側に出射し、その画素領域の
表示が明表示になる。

【００５７】なお、前記液晶表示素子１は、液晶セル２
の一方の基板（後側基板）４の内面に、複数の画素領域
にそれぞれ対応させて、赤、緑、青のカラーフィルタ７
Ｒ，７Ｇ，７Ｂを設けたものであるため、外光を利用す
る反射表示のときも、照明光を利用する透過表示のとき
も、明表示の画素領域から出射する光は、その画素領域
に対応するカラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの色に着色
した光であり、各画素領域から出射する赤、緑、青の着
色光により、フルカラー等の多色カラー画像が表示され
る。

【００５８】上記のように、この液晶表示装置は、液晶
表示素子１の背後に、入射端面１５ａと、前記入射端面
１５ａからの入射光を出射しかつ前記液晶表示素子１を
透過した光を入出射させる入出射面１５ｂとを有し、前
記液晶表示素子１の背後に配置された導光板１５と、前
記導光板１５の後側に設けられた反射板１６と、前記導
光板１５の入射端面１５ａに対向させて設けられた光源
１７とからなり、表示の観察側である前側から入射し、
前記液晶表示素子１を透過してその後側に出射した外部
入射光を前記導光板１５を透過させて前記反射板１６に
より前記液晶表示素子１に向けて反射するとともに、前
記光源１７からの照明光を前記導光板１５により導いて
その入出射面１５ｂから前記液晶表示素子１に向けて出
射するバックライト１４を配置したものであるため、外
光を利用する反射表示のときに、表示の観察側である前
側から入射し、前記液晶表示素子１を透過してその後側
に出射した外部入射光のほとんどを前記反射板１７によ
り反射し、また、照明光を利用する透過表示のときに、
前記光源１７から出射し、前記導光板１５の入出射面１
５ａから出射した照明光のほとんどを前記液晶表示素子
１に入射させることができる。

【００５９】したがって、この液晶表示装置によれば、
外光を利用する反射表示のときの液晶表示素子１を透過
した光の反射率と、照明光を利用する透過表示のときの
前記液晶表示素子１への光の入射率をいずれも高くし、
反射表示のときも透過表示のときも明るい表示を得るこ
とができる。

【００６０】しかも、上記実施例では、前記液晶表示素
子１と前記バックライト１４の導光板１５との間に拡散
層１８を設けているため、外光を利用する反射表示のと
きも、バックライトからの照明光を利用する透過表示の
ときも、前記拡散層１８により拡散された均一な輝度分
布の光を前側に出射し、輝度むらの無い良好な表示を得
ることができる。

【００６１】図３および図４はこの発明の第２の実施例
を示しており、図３は、液晶表示装置の一部分の断面
図、図４は、液晶表示素子１の液晶セル２の液晶分子の
配向状態と前後の吸収偏光板１１，１２の透過軸方向お
よび捩れ位差板１３の分子配列状態と、液晶表示素子１
とバックライト１４の導光板１５との間に配置された反
射偏光板１９およびλ／４位相板２１の軸方向を示す図
である。

【００６２】この実施例の液晶表示装置は、上記第１の
実施例の液晶表示装置の液晶表示素子１とバックライト
１４の導光板１５との間に、反射偏光板１９と、透過光
の偏光状態を変化させる光学手段２０とをさらに配置し
たものであり、この実施例においても、前記液晶表示素
子１の後側基板４の外面に拡散層１８を設けている。

【００６３】なお、前記液晶表示素子１とバックライト
１４は、第１の実施例と同じものであり、また、前記液
晶表示素子１の液晶セル２の液晶分子の配向状態と前後
の吸収偏光板１１，１２の透過軸方向および捩れ位差板
１３の分子配列状態も第１の実施例と同じである。

【００６４】前記反射偏光板１９は、ポリエチレン・ナ
フタレート共重合体等からなる等方性薄膜（光学的に等
方性の薄膜）と異方性薄膜（光学的に異方性の薄膜）と
を、多数層、全ての異方性薄膜の屈折率が最大となる方
向を同じにして交互に積層した多層フィルムからなって
おり、入射光の互いに直交する２つの偏光成分のうち、
一方の偏光成分を反射する反射軸１９ｓと、他方の偏光
成分を透過させる透過軸１９ｐとをもっている。

【００６５】すなわち、この反射偏光板１９は、前記異
方性薄膜の屈折率が前記等方性薄膜の屈折率と異なる方
向に反射軸１９ｓをもち、前記異方性薄膜の屈折率が前
記等方性薄膜の屈折率と同じである方向（反射軸１９ｓ
に対して直交する方向）に透過軸１９ｐをもっており、
入射光の互いに直交する２つの偏光成分のうち、前記反
射軸１９ｓに沿った振動面を有する偏光成分の光を、多
数枚交互に積層された等方性薄膜と異方性薄膜とのそれ
ぞれの界面で反射し、前記透過軸１９ｐに沿った振動面
を有する偏光成分の光を、前記界面で反射することなく
透過させる。

【００６６】なお、この反射偏光板１９は、その前側か
らの入射光に対しても、後側からの入射光に対しても同
じ特性を示し、入射光が含む互いに直交する２つの偏光
成分のうち、前記反射軸１９ｓに沿った一方の偏光成分
の光を反射し、前記透過軸１９ｐに沿った他方の偏光成
分の光を透過させる。

【００６７】この反射偏光板１９は、前記液晶表示素子
１とバックライト１４の導光板１５との間に、その透過
軸１９ｐを前記液晶表示素子１の後側吸収偏光板１２の
透過軸１２ａとほぼ平行にして配置されている。

【００６８】すなわち、前記反射偏光板１９は、図４に
示したように、その反射軸１９ｐを、画面の横軸ｘに対
し、前側から見て右回りに１０°±１０°の方向に向
け、透過軸１９ｐを、前記横軸ｘに対し、前側から見て
左回りに８０°±１０°の方向に向けて配置されてい
る。

【００６９】また、前記光学手段２０は、前記反射偏光
板１９と前記導光板１５との間に配置されている。

【００７０】この光学手段２０は、前記導光板１５の入
出射面１５ｂから出射して前記反射偏光板１９にその後
側から入射した照明光のうち、前記反射偏光板１９によ
り後側に反射され、この反射偏光板１９と前記バックラ
イト１４の反射板１６との間を往復する照明光を、前記
反射偏光板１９と前記反射板１６との間を奇数回往復す
る間に、前記反射偏光板１９を透過する偏光状態の光に
変換して前記反射偏光板１９に入射させ、前記反射偏光
板１９にその前側から入射してこの反射偏光板１９を透
過し、前記反射偏光板１９と前記反射板１６との間を往
復する外部入射光を、前記反射偏光板１９と前記反射板
１６との間を偶数回往復する間に、前記反射偏光板１９
を透過したときの偏光状態の光に戻して前記反射偏光板
１９に入射させる光学フィルムからなっている。

【００７１】この実施例で用いた光学フィルムは、透過
光の常光と異常光との間に１／４波長の位相差を与える
λ／４位相板２１であり、このλ／４位相板２１は、そ
の遅相軸２１ａを前記反射偏光板１９の反射軸１９ｓに
対しほぼ４５°の角度で交差させて配置されている。

【００７２】すなわち、前記λ／４位相板２１は、図４
に示したように、その遅相軸２１ａを、画面の横軸ｘに
対し、前側から見て左回りに１２５°±１０°の方向に
向けて配置されている。

【００７３】このλ／４位相板２１は、バックライト１
４の導光板１５の入出射面１５ｂから出射して前記反射
偏光板１９により後側に反射された照明光の偏光状態
を、その照明光が前記反射偏光板１９とバックライト１
４の反射板１６との間を１回往復する間の前記λ／４位
相板２１の２回の透過により、偏光の振動面がほぼ９０
度異なる偏光状態の光に変化させ、前記反射偏光板１９
にその前側から入射してこの反射偏光板１９を透過した
外部入射光の偏光状態を、前記反射偏光板１９と前記反
射板１６との間を２回往復する間の前記λ／４位相板２
１の４回の透過により、前記反射偏光板１９を透過した
ときの偏光状態の光に戻す。

【００７４】この液晶表示装置の光の透過経路を説明す
ると、外光を利用する反射表示のときは、表示の観察側
である前側から入射し、液晶表示素子１の前側吸収偏光
板１１と光学補償板１３と液晶セル２とを透過して後側
吸収偏光板１２に入射した外部入射光のうち、前記後側
吸収偏光板１２の吸収軸（図示せず）に沿った偏光成分
の光が、上記第１の実施例と同様に前記後側吸収偏光板
１２により吸収され、その画素領域の表示が暗表示にな
る。

【００７５】一方、前記後側吸収偏光板１２の透過軸１
２ａに沿った偏光成分の外部入射光は、その透過経路を
図３に実線で示したように、前記後側吸収偏光板１２を
透過してその後側に出射し、拡散層１８により拡散さ
れ、透過軸１９ｐを前記後側吸収偏光板１２の透過軸１
２ａとほぼ平行にして配置された反射偏光板１９を透過
してλ／４位相板２１に入射する。

【００７６】前記λ／４位相板２１に入射した外部入射
光（反射偏光板１９の透過軸１９ｐに沿った偏光成分の
直線偏光）は、このλ／４位相板２１により常光と異常
光との間に１／４波長の位相差を与えられ、円偏光とな
ってλ／４位相板２１の後側に出射する。

【００７７】前記λ／４位相板２１の後側に出射した外
部入射光（円偏光）は、バックライト１４の反射板１６
により反射されて前記λ／４位相板２１を再び透過し、
前記反射偏光板１９を透過して前記λ／４位相板２１に
その前側から入射した外部入射光（反射偏光板１９の透
過軸１９ｐに沿った直線偏光）に対して偏光の振動面が
ほぼ９０度異なる偏光状態の光、つまり前記反射偏光板
１９の反射軸１９ｓに沿った直線偏光に変化して前記反
射偏光板１９にその後側から入射する。

【００７８】そのため、このときは、前記バックライト
１４の反射板１６により反射され、λ／４位相板２１を
再び透過して前記反射偏光板１９にその後側から入射し
た外部入射光は、前記反射偏光板１９により後側に反射
される。

【００７９】この反射偏光板１９により後側に反射され
た外部入射光（反射偏光板１９の反射軸１９ｐに沿った
直線偏光）は、前記λ／４位相板２１を透過して再び円
偏光となり、再びバックライト１４の反射板１６により
反射される。

【００８０】前記反射板１６により再反射された外部入
射光（円偏光）は、前記λ／４位相板２１を再び透過
し、前記反射偏光板１９により反射されて前記λ／４位
相板２１にその前側から入射した外部入射光（反射偏光
板１９の反射軸１９ｐに沿った直線偏光）に対して偏光
の振動面がほぼ９０度異なる偏光状態の光、つまり前記
反射偏光板１９の透過軸１９ｐに沿った直線偏光に変化
して前記反射偏光板１９にその後側から入射し、この反
射偏光板１９を透過してその前側に出射する。

【００８１】前記反射偏光板１９を透過してその前側に
出射した外部入射光は、拡散層１８により拡散されて前
記液晶表示素子１にその後側から入射し、その光が、後
側吸収偏光板１２と液晶セル２と光学補償板１３と前側
吸収偏光板１１とを順に透過して前記液晶表示素子１の
前側に出射し、その画素領域の表示が明表示になる。

【００８２】すなわち、外光を利用する反射表示のとき
は、表示の観察側である前側から入射し、前記液晶表示
素子１を透過してその後側に出射した外部入射光が、前
記反射偏光板１９を透過してこの反射偏光板１９とバッ
クライト１４の反射板１６との間を２回往復し、その間
に前記λ／４位相板２１の４回の透過により前記反射偏
光板１９を透過したときの偏光状態の光に戻り、その光
が前記反射偏光板１９を透過して前記液晶表示素子１に
その後側から入射し、この液晶表示素子１を透過して前
側に出射する。

【００８３】そして、この実施例では、前記反射偏光板
１９を、その透過軸１９ｐを前記液晶表示素子１の後側
吸収偏光板１２の透過軸１２ａをほぼ平行にして配置し
ているため、前記液晶表示素子１を透過してその後側に
出射した外部入射光（後側吸収偏光板１２の透過軸１２
ａに沿った偏光成分の直線偏光）を、ほとんどロスする
ことなく前記反射偏光板１９を透過させてその後側に出
射させるとともに、前記反射偏光板１９とバックライト
１４の反射板１６との間を２回往復し、前記反射偏光板
１９を透過して前記液晶表示素子１にその後側から入射
する外部入射光も、ほとんどロスすることなく前記後側
吸収偏光板１２を透過させて液晶セル２に入射させるこ
とができる。

【００８４】そのため、この実施例の液晶表示装置は、
液晶表示素子１とバックライト１４の導光板１５との間
に前記反射偏光板１９とλ／４位相板２１を配置したも
のであるが、反射表示のときの画面の明るさを、上述し
た第１の実施例の液晶表示装置とほとんど変わらない明
るさにすることができる。

【００８５】また、照明光を利用する透過表示のとき
は、前記バックライト１４の導光板１５の入出射面１５
ｂから出射した照明光が、前記λ／４位相板２１を透過
して前記反射偏光板１９にその後側から入射する。な
お、前記導光板１５の入出射面１５ｂから出射する照明
光は非偏光の光であり、前記λ／４位相板２１を透過し
てもその偏光状態は変わらない。

【００８６】そして、前記反射偏光板１９にその後側か
ら入射した照明光のうち、前記反射偏光板１９の透過軸
１９ｐに沿った偏光成分の光は、この反射偏光板１９を
透過してその前側に出射する。

【００８７】一方、前記反射偏光板１９の反射軸１９ｓ
に沿った偏光成分の光は、その透過経路を図３に破線で
示したように、前記反射偏光板１９により後側に反射さ
れ、λ／４位相板２１に入射する。

【００８８】前記λ／４位相板２１に入射した照明光
（反射偏光板１９の反射軸１９ｓに沿った偏光成分の直
線偏光）は、このλ／４位相板２１により常光と異常光
との間に１／４波長の位相差を与えられ、円偏光となっ
てλ／４位相板２１の後側に出射する。

【００８９】前記λ／４位相板２１の後側に出射した照
明光（円偏光）は、バックライト１４の反射板１６によ
り反射されて前記λ／４位相板２１を再び透過し、前記
反射偏光板１９を透過して前記λ／４位相板２１にその
前側から入射した照明光（反射偏光板１９の反射軸１９
ｓに沿った直線偏光）に対して偏光の振動面がほぼ９０
度異なる偏光状態の光、つまり前記反射偏光板１９の透
過軸１９ｐに沿った直線偏光に変化して前記反射偏光板
１９にその後側から入射し、この反射偏光板１９を透過
してその前側に出射する。

【００９０】すなわち、照明光を利用する透過表示のと
きは、バックライト１４の導光板１５の入出射面１５ｂ
から出射した照明光のうち、前記反射偏光板１９の透過
軸１９ｐに沿った偏光成分の光が、この反射偏光板１９
を透過してその前側に出射するとともに、前記反射偏光
板１９の反射軸１９ｓに沿った偏光成分の光が、この反
射偏光板１９により後側に反射されてこの反射偏光板１
９と前記バックライト１４の反射板１６との間を１回往
復し、その間に前記λ／４位相板２１の２回の透過によ
り偏光の振動面がほぼ９０度異なる偏光状態の光に変化
して前記反射偏光板１９にその後側から入射し、この反
射偏光板１９を透過してその前側に出射する。

【００９１】そのため、前記バックライト１４の導光板
１５の入出射面１５ｂから出射した照明光のほとんど
が、前記反射偏光板１９の透過軸軸１９ｐに沿った偏光
成分の直線偏光として前記反射偏光板１９の前側に出射
する。

【００９２】前記反射偏光板１９の前側に出射した照明
光は、拡散層１８により拡散されて液晶表示素子１にそ
の後側から入射し、その後側吸収偏光板１２によりその
吸収軸に沿った偏光成分の光を吸収され、前記後側吸収
偏光板１２の透過軸１２ａに沿った直線偏光となって液
晶セル２に入射する。

【００９３】このときも、前記反射偏光板１９の透過軸
１９ｐと前記液晶表示素子１の後側吸収偏光板１２の透
過軸１２ａとがほぼ平行であるため、前記反射偏光板１
９を透過して前記液晶表示素子１にその後側から入射し
た照明光のほとんどを、ロスすることなく前記後側吸収
偏光板１２を透過させて液晶セル２に入射させることが
できる。

【００９４】そして、前記液晶セル２に入射した照明光
は、この液晶セル２を透過し、さらに光学補償板１３を
透過して前側吸収偏光板１１に入射し、その光のうち、
前記前側吸収偏光板１１の吸収軸に沿った偏光成分の光
がこの吸収偏光板１１により吸収されてその画素領域の
表示が暗表示になり、前記前側吸収偏光板１１の透過軸
１１ａに沿った偏光成分の光がこの偏光板１１を透過し
て前側に出射し、その画素領域の表示が明表示になる。

【００９５】この実施例の液晶表示装置によれば、照明
光を利用する透過表示のときに、前記バックライト１４
の導光板１５の入出射面１５ｂから出射した照明光のほ
とんどが、前記反射偏光板１９の透過軸軸１９ｐに沿っ
た偏光成分の直線偏光となって前記反射偏光板１９の前
側に出射し、その照明光をほとんがロスすることなく液
晶表示素子１の後側吸収偏光板１２を透過させて液晶セ
ル２に入射するため、照明光の利用効率が１００％に近
く、したがって、上記第１の実施例の液晶表示装置に比
べ、前記バックライト１４から出射させる照明光の輝度
をあまり高くしなくても充分な明るさの画面を得ること
ができるとともに、上述したように、反射表示のときの
画面の明るさを、第１の実施例の液晶表示装置とほとん
ど変わらない明るさにすることができる。

【００９６】図５および図６はこの発明の第３の実施例
を示しており、図５は、液晶表示装置の一部分の断面
図、図６は、液晶表示素子１の液晶セル２の液晶分子の
配向状態と前後の吸収偏光板１１，１２の透過軸方向お
よび捩れ位差板１３の分子配列状態と、液晶表示素子１
とバックライト１４の導光板１５との間に配置された反
射偏光板１９および捩れ位差板２２の軸方向を示す図で
ある。

【００９７】この実施例の液晶表示装置は、上記第１の
実施例の液晶表示装置の液晶表示素子１とバックライト
１４の導光板１５との間に、反射偏光板１９を配置する
とともに、この反射偏光板１９と前記導光板１５との間
に、透過光の偏光状態を変化させる光学手段２０とし
て、捩れ位差板２２を配置したものであり、この実施例
においても、前記液晶表示素子１の後側基板４の外面に
拡散層１８を設けている。

【００９８】なお、前記液晶表示素子１とバックライト
１４は、第１の実施例と同じものであり、また、前記液
晶表示素子１の液晶セル２の液晶分子の配向状態と前後
の吸収偏光板１１，１２の透過軸方向および捩れ位差板
１３の分子配列状態も第１の実施例と同じである。

【００９９】また、前記反射偏光板１９は、上記第２の
実施例と同じものであり、この反射偏光板１９は、前記
液晶表示素子１とバックライト１４の導光板１５との間
に、その透過軸１９ｐを前記液晶表示素子１の後側吸収
偏光板１２の透過軸１２ａとほぼ平行にして配置されて
いる。

【０１００】前記反射偏光板１９とバックライト１４の
導光板１５との間に配置された捩れ位差板２２は、分子
が一方の面から他方の面に向かって捩れて配列した高分
子液晶フィルムからなっている。

【０１０１】この実施例で用いた捩れ位差板２２は、分
子配列の捩れ角θと、リタデーションの値Ｒｅとを、θ
＝６３°±５°，Ｒｅ＝１９５ｎｍ±５ｎｍに設定した
ものであり、その分子配列は、図６に破線矢印で示した
ように、後面から前面に向かい、前側から見て右回りに
捩じれている。

【０１０２】この捩れ位相板２２は、その前面（反射偏
光板１９に対向する面）における分子配列方向２２ａ
を、前記反射偏光板１９の反射軸１９ｓとほぼ平行にし
て配置されている。

【０１０３】すなわち、前記捩れ位相板２２は、図６に
示したように、前面における分子配列方向２２ａを、画
面の横軸ｘに対し、前側から見て右回りに１０°±１０
°の方向に向け、後面における分子配列方向２２ｂを、
前記横軸ｘに対し、前側から見て左回りに５３°±１０
°の方向に向けて配置されている。

【０１０４】この捩れ位相板２２は、バックライト１４
の導光板１５の入出射面１５ｂから出射して前記反射偏
光板１９により後側に反射された照明光の偏光状態を、
その照明光が前記反射偏光板１９とバックライト１４の
反射板１６との間を１回往復する間の前記捩れ位相板２
２の２回の透過により、偏光の振動面がほぼ９０度異な
る偏光状態の光に変化させ、前記反射偏光板１９にその
前側から入射してこの反射偏光板１９を透過した外部入
射光の偏光状態を、前記反射偏光板１９と前記反射板１
６との間を２回往復する間の前記捩れ位相板２２の４回
の透過により、前記反射偏光板１９を透過したときの偏
光状態の光に戻す。

【０１０５】この実施例の液晶表示装置の光の透過経路
を説明すると、外光を利用する反射表示のときは、表示
の観察側である前側から入射し、液晶表示素子１の前側
吸収偏光板１１と光学補償板１３と液晶セル２とを透過
して後側吸収偏光板１２に入射した外部入射光のうち、
前記後側吸収偏光板１２の吸収軸（図示せず）に沿った
偏光成分の光が、上記第１の実施例と同様に前記後側吸
収偏光板１２により吸収され、その画素領域の表示が暗
表示になる。

【０１０６】一方、前記後側吸収偏光板１２の透過軸１
２ａに沿った偏光成分の外部入射光は、その透過経路を
図５に実線で示したように、前記後側吸収偏光板１２を
透過してその後側に出射し、拡散層１８により拡散さ
れ、透過軸１９ｐを前記後側吸収偏光板１２の透過軸１
２ａとほぼ平行にして配置された反射偏光板１９を透過
して捩れ位相板２２に入射する。

【０１０７】前記捩れ位相板２２に入射した外部入射光
（反射偏光板１９の透過軸１９ｐに沿った偏光成分の直
線偏光）は、この捩れ位相板２２により偏光状態を変え
えられ、円偏光となって前記捩れ位相板２２の後側に出
射する。

【０１０８】前記捩れ位相板２２の後側に出射した外部
入射光（円偏光）は、バックライト１４の反射板１６に
より反射されて前記捩れ位相板２２を再び透過し、前記
反射偏光板１９を透過して前記捩れ位相板２２にその前
側から入射した外部入射光（反射偏光板１９の透過軸１
９ｐに沿った直線偏光）に対して偏光の振動面がほぼ９
０度異なる偏光状態の光、つまり前記反射偏光板１９の
反射軸１９ｓに沿った直線偏光に変化して前記反射偏光
板１９にその後側から入射する。

【０１０９】そのため、このときは、前記バックライト
１４の反射板１６により反射され、捩れ位相板２２を再
び透過して前記反射偏光板１９にその後側から入射した
外部入射光は、前記反射偏光板１９により後側に反射さ
れる。

【０１１０】この反射偏光板１９により後側に反射され
た外部入射光（反射偏光板１９の反射軸１９ｐに沿った
直線偏光）は、前記捩れ位相板２２を透過して再び円偏
光となり、再びバックライト１４の反射板１６により反
射される。

【０１１１】前記反射板１６により再反射された外部入
射光（円偏光）は、前記捩れ位相板２２を再び透過し、
前記反射偏光板１９により反射されて前記捩れ位相板２
２にその前側から入射した外部入射光（反射偏光板１９
の反射軸１９ｐに沿った直線偏光）に対して偏光の振動
面がほぼ９０度異なる偏光状態の光、つまり前記反射偏
光板１９の透過軸１９ｐに沿った直線偏光に変化して前
記反射偏光板１９にその後側から入射し、この反射偏光
板１９を透過してその前側に出射する。

【０１１２】前記反射偏光板１９を透過してその前側に
出射した外部入射光は、拡散層１８により拡散されて前
記液晶表示素子１にその後側から入射し、その光が、後
側吸収偏光板１２と液晶セル２と光学補償板１３と前側
吸収偏光板１１とを順に透過して前記液晶表示素子１の
前側に出射し、その画素領域の表示が明表示になる。

【０１１３】すなわち、外光を利用する反射表示のとき
は、表示の観察側である前側から入射し、前記液晶表示
素子１を透過してその後側に出射した外部入射光が、前
記反射偏光板１９を透過してこの反射偏光板１９とバッ
クライト１４の反射板１６との間を２回往復し、その間
に前記捩れ位相板２２の４回の透過により前記反射偏光
板１９を透過したときの偏光状態の光に戻り、その光が
前記反射偏光板１９を透過して前記液晶表示素子１にそ
の後側から入射し、この液晶表示素子１を透過して前側
に出射する。

【０１１４】そして、この実施例では、前記反射偏光板
１９を、その透過軸１９ｐを前記液晶表示素子１の後側
吸収偏光板１２の透過軸１２ａをほぼ平行にして配置し
ているため、前記液晶表示素子１を透過してその後側に
出射した外部入射光（後側吸収偏光板１２の透過軸１２
ａに沿った偏光成分の直線偏光）を、ほとんどロスする
ことなく前記反射偏光板１９を透過させてその後側に出
射させるとともに、前記反射偏光板１９とバックライト
１４の反射板１６との間を２回往復し、前記反射偏光板
１９を透過して前記液晶表示素子１にその後側から入射
する外部入射光も、ほとんどロスすることなく前記後側
吸収偏光板１２を透過させて液晶セル２に入射させるこ
とができる。

【０１１５】そのため、この実施例の液晶表示装置は、
液晶表示素子１とバックライト１４の導光板１５との間
に前記反射偏光板１９と捩れ位相板２２を配置したもの
であるが、反射表示のときの画面の明るさを、上述した
第１の実施例の液晶表示装置とほとんど変わらない明る
さにすることができる。

【０１１６】また、照明光を利用する透過表示のとき
は、前記バックライト１４の導光板１５の入出射面１５
ｂから出射した照明光が、前記捩れ位相板２２を透過し
て前記反射偏光板１９にその後側から入射する。なお、
前記導光板１５の入出射面１５ｂから出射する照明光は
非偏光の光であり、前記捩れ位相板２２を透過してもそ
の偏光状態は変わらない。

【０１１７】そして、前記反射偏光板１９にその後側か
ら入射した照明光のうち、前記反射偏光板１９の透過軸
１９ｐに沿った偏光成分の光は、この反射偏光板１９を
透過してその前側に出射する。

【０１１８】一方、前記反射偏光板１９の反射軸１９ｓ
に沿った偏光成分の光は、その透過経路を図５に破線で
示したように、前記反射偏光板１９により後側に反射さ
れ、捩れ位相板２２に入射する。

【０１１９】前記捩れ位相板２２に入射した照明光（反
射偏光板１９の反射軸１９ｓに沿った偏光成分の直線偏
光）は、この捩れ位相板２２により常光と異常光との間
に１／４波長の位相差を与えられ、円偏光となって捩れ
位相板２２の後側に出射する。

【０１２０】前記捩れ位相板２２の後側に出射した照明
光（円偏光）は、バックライト１４の反射板１６により
反射されて前記捩れ位相板２２を再び透過し、前記反射
偏光板１９を透過して前記捩れ位相板２２にその前側か
ら入射した照明光（反射偏光板１９の反射軸１９ｓに沿
った直線偏光）に対して偏光の振動面がほぼ９０度異な
る偏光状態の光、つまり前記反射偏光板１９の透過軸１
９ｐに沿った直線偏光に変化して前記反射偏光板１９に
その後側から入射し、この反射偏光板１９を透過してそ
の前側に出射する。

【０１２１】すなわち、照明光を利用する透過表示のと
きは、バックライト１４の導光板１５の入出射面１５ｂ
から出射した照明光のうち、前記反射偏光板１９の透過
軸１９ｐに沿った偏光成分の光が、この反射偏光板１９
を透過してその前側に出射するとともに、前記反射偏光
板１９の反射軸１９ｓに沿った偏光成分の光が、この反
射偏光板１９により後側に反射されてこの反射偏光板１
９と前記バックライト１４の反射板１６との間を１回往
復し、その間に前記捩れ位相板２２の２回の透過により
偏光の振動面がほぼ９０度異なる偏光状態の光に変化し
て前記反射偏光板１９にその後側から入射し、この反射
偏光板１９を透過してその前側に出射する。

【０１２２】そのため、前記バックライト１４の導光板
１５の入出射面１５ｂから出射した照明光のほとんど
が、前記反射偏光板１９の透過軸軸１９ｐに沿った偏光
成分の直線偏光として前記反射偏光板１９の前側に出射
する。

【０１２３】前記反射偏光板１９の前側に出射した照明
光は、拡散層１８により拡散されて液晶表示素子１にそ
の後側から入射し、その後側吸収偏光板１２によりその
吸収軸に沿った偏光成分の光を吸収され、前記後側吸収
偏光板１２の透過軸１２ａに沿った直線偏光となって液
晶セル２に入射する。

【０１２４】このときも、前記反射偏光板１９の透過軸
１９ｐと前記液晶表示素子１の後側吸収偏光板１２の透
過軸１２ａとがほぼ平行であるため、前記反射偏光板１
９を透過して前記液晶表示素子１にその後側から入射し
た照明光のほとんどを、ロスすることなく前記後側吸収
偏光板１２を透過させて液晶セル２に入射させることが
できる。

【０１２５】そして、前記液晶セル２に入射した照明光
は、この液晶セル２を透過し、さらに光学補償板１３を
透過して前側吸収偏光板１１に入射し、その光のうち、
前記前側吸収偏光板１１の吸収軸に沿った偏光成分の光
がこの吸収偏光板１１により吸収されてその画素領域の
表示が暗表示になり、前記前側吸収偏光板１１の透過軸
１１ａに沿った偏光成分の光がこの偏光板１１を透過し
て前側に出射し、その画素領域の表示が明表示になる。

【０１２６】この実施例の液晶表示装置によれば、照明
光を利用する透過表示のときに、前記バックライト１４
の導光板１５の入出射面１５ｂから出射した照明光のほ
とんどが、前記反射偏光板１９の透過軸軸１９ｐに沿っ
た偏光成分の直線偏光となって前記反射偏光板１９の前
側に出射し、その照明光をほとんがロスすることなく液
晶表示素子１の後側吸収偏光板１２を透過させて液晶セ
ル２に入射するため、照明光の利用効率が１００％に近
く、したがって、上記第１の実施例の液晶表示装置に比
べ、前記バックライト１４から出射させる照明光の輝度
をあまり高くしなくても充分な明るさの画面を得ること
ができるとともに、上述したように、反射表示のときの
画面の明るさを、第１の実施例の液晶表示装置とほとん
ど変わらない明るさにすることができる。

【０１２７】なお、前記捩れ位相板２２は、上記実施例
のように、分子配列の捩れ角θと、リタデーションの値
Ｒｅとを、θ＝６３°±５°，Ｒｅ＝１９５ｎｍ±５ｎ
ｍに設定したものが最も好ましいが、この捩れ位相板２
２の分子配列の捩れ角θと、リタデーションの値Ｒｅ
は、θ＝１９０°±１０°，Ｒｅ＝５８３ｎｍ±１０ｎ
ｍまたはθ＝３１８°±１５°，Ｒｅ＝９７２ｎｍ±１
５ｎｍに設定してもよく、その場合も、捩れ位相板をそ
の前面における分子配向方向を前記反射偏光板の反射軸
とほぼ平行にして配置することにより、上記実施例と同
等の効果を得ることができる。

【０１２８】また、上記第２および第３の実施例では、
反射偏光板１９とバックライト１４も導光板１５との間
に配置する光学手段２０を、λ／４位相板２１または捩
れ位相板２２としているが、前記光学手段２０は、前記
導光板１５の入出射面１５ｂから出射して前記反射偏光
板１９にその後側から入射した照明光のうち、前記反射
偏光板１９により後側に反射され、この反射偏光板１９
と前記バックライト１４の反射板１６との間を往復する
照明光を、前記反射偏光板１９と前記反射板１６との間
を奇数回往復する間に、前記反射偏光板１９を透過する
偏光状態の光に変換して前記反射偏光板１９に入射さ
せ、前記反射偏光板１９にその前側から入射してこの反
射偏光板１９を透過し、前記反射偏光板１９と前記反射
板１６との間を往復する外部入射光を、前記反射偏光板
１９と前記反射板１６との間を偶数回往復する間に、前
記反射偏光板１９を透過したときの偏光状態の光に戻し
て前記反射偏光板１９に入射させるものであれば、他の
光学フィルムでもよい。

【０１２９】その場合も、照明光の利用効率を高くし、
バックライトから出射させる照明光の輝度をあまり高く
しなくても充分な明るさの画面を得ることができるとと
もに、反射表示のときの画面の明るさも確保することが
できる。

【０１３０】また、上記第１〜第３の実施例では、拡散
層１８を、前記液晶表示素子１の後側基板４の外面に貼
付けているが、前記拡散層１８は、バックライト１４の
導光板１５の入出射面１５ｂに貼付けてもよい。

【０１３１】さらに、前記拡散層１８は、バックライト
１４の反射板１５よりも前側で、液晶表示素子１の前側
吸収偏光板１１よりも後側であれば、前記導光板１５の
後面とその後側の反射板１６との間、液晶表示素子１の
後側基板４と後側吸収偏光板１２との間、前記液晶表示
素子１の前側基板４と光学補償板１３との間、前記光学
補償板１３と前側吸収偏光板１２との間、反射偏光板１
９とλ／４位相板２１または捩れ位相板２２との間等の
任意の箇所に配置してもよい。

【０１３２】また、前記拡散層１８は、散乱フィラーを
分散させた粘着剤により形成し、その拡散層により前後
の部材（例えば反射偏光板１９とλ／４位相板２１また
は捩れ位相板２２）を貼合わせてもよい。

【０１３３】また、上記第１〜第３の実施例の液晶表示
装置は、ＳＴＮ型の単純マトリックス液晶表示素子１を
用いたものであるが、液晶表示素子は、液晶分子のツイ
スト角をほぼ９０°としたＴＮ型のものでもよく、ま
た、単純マトリックス型に限らず、アクティブマトリッ
クス型のものでもよい。

【０１３４】

【発明の効果】この発明の液晶表示装置は、液晶表示素
子の背後に、入射端面と、前記入射端面からの入射光を
出射しかつ前記液晶表示素子を透過した光を入出射させ
る入出射面とを有し、前記液晶表示素子の背後に配置さ
れた導光板と、前記導光板の後側に設けられた反射板
と、前記導光板の入射端面に対向させて設けられた光源
とからなり、表示の観察側である前側から入射し、前記
液晶表示素子を透過してその後側に出射した外部入射光
を前記導光板を透過させて前記反射板により前記液晶表
示素子に向けて反射するとともに、前記光源からの照明
光を前記導光板により導いてその入出射面から前記液晶
表示素子に向けて出射するバックライトを配置したもの
であるため、外光を利用する反射表示のときの液晶表示
素子を透過した光の反射率と、照明光を利用する透過表
示のときの前記液晶表示素子への光の入射率をいずれも
高くし、反射表示のときも透過表示のときも明るい表示
を得ることができる。

【０１３５】この発明の液晶表示装置は、前記液晶表示
素子と前記バックライトの導光板との間に、入射光の互
いに直交する２つの偏光成分のうち、一方の偏光成分を
反射する反射軸と、他方の偏光成分を透過させる透過軸
とをもち、前記透過軸を前記液晶表示素子の後側吸収偏
光板の透過軸とほぼ平行にして配置された反射偏光板
と、この反射偏光板と前記導光板との間に配置され、透
過光の偏光状態を変化させる光学手段とをさらに備え、
前記光学手段が、前記導光板の入出射面から出射して前
記反射偏光板にその後側から入射した照明光のうち、前
記反射偏光板により後側に反射され、この反射偏光板と
前記バックライトの反射板との間を往復する照明光を、
前記反射偏光板と前記反射板との間を奇数回往復する間
に、前記反射偏光板を透過する偏光状態の光に変換して
前記反射偏光板に入射させ、前記反射偏光板にその前側
から入射してこの反射偏光板を透過し、前記反射偏光板
と前記反射板との間を往復する外部入射光を、前記反射
偏光板と前記反射板との間を偶数回往復する間に、前記
反射偏光板を透過したときの偏光状態の光に戻して前記
反射偏光板に入射させる光学フィルムからなっている構
成のものが好ましく、このような構成とすることによ
り、照明光の利用効率を１００％に近くし、バックライ
トから出射させる照明光の輝度をあまり高くしなくても
充分な明るさの画面を得ることができるとともに、反射
表示のときの画面の明るさも確保することができる。

【０１３６】その場合、前記光学フィルムは、透過光の
常光と異常光との間に１／４波長の位相差を与えるλ／
４位相板、あるいは、分子が一方の面から他方の面に向
かって捩れて配列した捩れ位相板が好ましい。

【０１３７】前記光学フィルムを前記λ／４位相板とす
る場合は、このλ／４位相板を、その遅相軸を反射偏光
板の反射軸に対しほぼ４５°の角度で交差させて配置
し、前記反射偏光板により後側に反射された照明光の偏
光状態を、その照明光が前記反射偏光板とバックライト
の反射板との間を１回往復する間の前記λ／４位相板の
２回の透過により、偏光の振動面がほぼ９０度異なる偏
光状態の光に変化させ、前記反射偏光板にその前側から
入射してこの反射偏光板を透過した外部入射光の偏光状
態を、前記反射偏光板と前記反射板との間を２回往復す
る間の前記λ／４位相板の４回の透過により、前記反射
偏光板を透過したときの偏光状態の光に戻すようにすれ
ばよく、このようにすることにより、照明光の利用効率
を１００％に近くし、バックライトから出射させる照明
光の輝度をあまり高くしなくても充分な明るさの画面を
得ることができるとともに、反射表示のときの画面の明
るさも確保することができる。

【０１３８】また、前記光学フィルムを前記捩れ位相板
とする場合は、この捩れ位相板を、その前面における分
子配向方向を前記反射偏光板の反射軸とほぼ平行にして
配置し、前記反射偏光板により後側に反射された照明光
の偏光状態を、その照明光が前記反射偏光板とバックラ
イトの反射板との間を１回往復する間の前記捩れ位相板
の２回の透過により、偏光の振動面がほぼ９０度異なる
偏光状態の光に変化させ、前記反射偏光板にその前側か
ら入射してこの反射偏光板を透過した外部入射光の偏光
状態を、前記反射偏光板と前記反射板との間を２回往復
する間の前記捩れ位相板の４回の透過により、前記反射
偏光板を透過したときの偏光状態の光に戻すようにすれ
ばよい。

【０１３９】前記捩れ位相板は、その分子配列の捩れ角
θと、リタデーションの値Ｒｅが、θ＝６３°±５°，
Ｒｅ＝１９５ｎｍ±５ｎｍ、θ＝１９０°±１０°，Ｒ
ｅ＝５８３ｎｍ±１０ｎｍ、θ＝３１８°±１５°，Ｒ
ｅ＝９７２ｎｍ±１５ｎｍのいずれかに設定されている
ものが好ましく、このような捩れ位相板を用いることに
より、照明光の利用効率を１００％に近くし、バックラ
イトから出射させる照明光の輝度をあまり高くしなくて
も充分な明るさの画面を得ることができるとともに、反
射表示のときの画面の明るさも確保することができる。

【０１４０】また、この発明の液晶表示装置において
は、前記バックライトの反射板よりも前側で、前記液晶
表示素子の前側吸収偏光板よりも後側の任意の箇所に、
拡散層を設けるのが好ましく、この拡散層を設けること
により、外光を利用する反射表示のときも、バックライ
トからの照明光を利用する透過表示のときも、前記拡散
層１８により拡散された均一な輝度分布の光を前側に出
射し、輝度むらの無い良好な表示を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の断面図。

【図２】第１の実施例における液晶表示素子の液晶セル
の液晶分子の配向状態と前後の吸収偏光板の透過軸方向
および光学補償板の分子配列状態を示す図。

【図３】この発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の断面図。

【図４】第２の実施例における液晶表示素子の液晶セル
の液晶分子の配向状態と前後の吸収偏光板の透過軸方向
および光学補償板の分子配列状態と、前記液晶表示素子
とバックライトの導光板との間に配置された反射偏光板
およびλ／４位相板の軸方向を示す図。

【図５】この発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の断面図。

【図６】第３の実施例における液晶表示素子の液晶セル
の液晶分子の配向状態と前後の吸収偏光板の透過軸方向
および光学補償板の分子配列状態と、前記液晶表示素子
とバックライトの導光板との間に配置された反射偏光板
および捩れ位相板の軸方向を示す図。

【符号の説明】

１…液晶表示素子 ２…液晶セル ３，４…基板 ５，６…電極 １０…液晶層 １１，１２…吸収偏光板 １３…光学補償板 １４…バックライト １５…導光板 １５ａ…入射端面 １５ｂ…入出射面 １６…反射板 １７…光源 １８…拡散層 １９…反射偏光板 １９ｓ…反射軸 １９ｐ…透過軸 ２０…光学手段 １９…反射偏光板 ２１…λ／４位相板 ２１ａ…遅相軸 ２２…捩れ位相板 ２２ａ…捩れ位相板の前面における分子配列方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東山 浩 東京都八王子市石川町2951番地の５ カシ オ計算機株式会社八王子研究所内 (72)発明者 斉藤 洋志美 東京都八王子市石川町2951番地の５ カシ オ計算機株式会社八王子研究所内 Ｆターム(参考） 2H091 FA08X FA08Z FA11Z FA14Z FA23Z FA32Z FD08 FD09 FD10 KA02 LA16 LA18

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向配置された前後一対の基板の内面にそ
   れぞれ電極が設けられ、これらの基板間に液晶分子が所
   定のツイスト角でツイスト配向した液晶層が設けられた
   液晶セルと、前記液晶セルの前面と後面にそれぞれ透過
   軸を所定の方向に向けて設けられた前側吸収偏光板およ
   び後側吸収偏光板とからなる液晶表示素子と、 入射端面と、前記入射端面からの入射光を出射しかつ前
   側からの入射光を入出射させる入出射面とを有し、前記
   入出射面を前記液晶表示素子の後面に対向させて配置さ
   れた導光板と、前記導光板の後側に設けられた反射板
   と、前記導光板の入射端面に対向させて設けられた光源
   とからなり、表示の観察側である前側から入射し、前記
   液晶表示素子を透過してその後側に出射した外部入射光
   を前記導光板を透過させて前記反射板により前記液晶表
   示素子に向けて反射するとともに、前記光源からの照明
   光を前記導光板により導いてその入出射面から前記液晶
   表示素子に向けて出射するバックライトとを備えている
   ことを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】液晶表示素子とバックライトの導光板との
   間に、入射光の互いに直交する２つの偏光成分のうち、
   一方の偏光成分を反射する反射軸と、他方の偏光成分を
   透過させる透過軸とをもち、前記透過軸を前記液晶表示
   素子の後側吸収偏光板の透過軸とほぼ平行にして配置さ
   れた反射偏光板と、この反射偏光板と前記導光板との間
   に配置され、透過光の偏光状態を変化させる光学手段と
   をさらに備え、 前記光学手段は、前記導光板の入出射面から出射して前
   記反射偏光板にその後側から入射した照明光のうち、前
   記反射偏光板により後側に反射され、この反射偏光板と
   前記バックライトの反射板との間を往復する照明光を、
   前記反射偏光板と前記反射板との間を奇数回往復する間
   に、前記反射偏光板を透過する偏光状態の光に変換して
   前記反射偏光板に入射させ、前記反射偏光板にその前側
   から入射してこの反射偏光板を透過し、前記反射偏光板
   と前記反射板との間を往復する外部入射光を、前記反射
   偏光板と前記反射板との間を偶数回往復する間に、前記
   反射偏光板を透過したときの偏光状態の光に戻して前記
   反射偏光板に入射させる光学フィルムからなることを特
   徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】光学フィルムは、透過光の常光と異常光と
   の間に１／４波長の位相差を与えるλ／４位相板からな
   り、このλ／４位相板が、その遅相軸を反射偏光板の反
   射軸に対しほぼ４５°の角度で交差させて配置されてお
   り、 前記反射偏光板により後側に反射された照明光の偏光状
   態を、その照明光が前記反射偏光板とバックライトの反
   射板との間を１回往復する間の前記λ／４位相板の２回
   の透過により、偏光の振動面がほぼ９０度異なる偏光状
   態の光に変化させ、前記反射偏光板にその前側から入射
   してこの反射偏光板を透過した外部入射光の偏光状態
   を、前記反射偏光板と前記反射板との間を２回往復する
   間の前記λ／４位相板の４回の透過により、前記反射偏
   光板を透過したときの偏光状態の光に戻すことを特徴と
   する請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】光学フィルムは、分子が一方の面から他方
   の面に向かって捩れて配列した捩れ位相板からなり、こ
   の捩れ位相板が、その前面における分子配向方向を前記
   反射偏光板の反射軸とほぼ平行にして配置されており、 前記反射偏光板により後側に反射された照明光の偏光状
   態を、その照明光が前記反射偏光板とバックライトの反
   射板との間を１回往復する間の前記捩れ位相板の２回の
   透過により、偏光の振動面がほぼ９０度異なる偏光状態
   の光に変化させ、前記反射偏光板にその前側から入射し
   てこの反射偏光板を透過した外部入射光の偏光状態を、
   前記反射偏光板と前記反射板との間を２回往復する間の
   前記捩れ位相板の４回の透過により、前記反射偏光板を
   透過したときの偏光状態の光に戻すことを特徴とする請
   求項２に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】捩れ位相板の分子配列の捩れ角θと、リタ
   デーションの値Ｒｅが、θ＝６３°±５°，Ｒｅ＝１９
   ５ｎｍ±５ｎｍ、θ＝１９０°±１０°，Ｒｅ＝５８３
   ｎｍ±１０ｎｍ、θ＝３１８°±１５°，Ｒｅ＝９７２
   ｎｍ±１５ｎｍのいずれかに設定されていることを特徴
   とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】バックライトの反射板よりも前側で、液晶
   表示素子の前側吸収偏光板よりも後側の任意の箇所に、
   拡散層が設けられていることを特徴とする請求項１〜５
   のいずれかに記載の液晶表示装置。