JP2003207634A - Optical element and liquid crystal display device - Google Patents

Optical element and liquid crystal display device

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JP2003207634A
JP2003207634A JP2002006178A JP2002006178A JP2003207634A JP 2003207634 A JP2003207634 A JP 2003207634A JP 2002006178 A JP2002006178 A JP 2002006178A JP 2002006178 A JP2002006178 A JP 2002006178A JP 2003207634 A JP2003207634 A JP 2003207634A
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JP
Japan
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light
optical element
liquid crystal
polarizing element
reflective
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Application number
JP2002006178A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoo Takatani
知男 高谷
Hiroshi Yabuta
浩志 薮田
Hiroshi Fukushima
浩 福島
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To adjust a color tone of a semitransmissive liquid crystal display device only in a transmissive display mode. <P>SOLUTION: In the semitransmissive liquid crystal display device 21, an illumination part 33, an optical element 23, a semitransmissive reflection layer 32, a liquid crystal layer 30 and a first polarizing element 31 are laminated in this order. In the optical element 23 for chromaticity adjustment, a reflective polarizing element 25, an optical retardation plate 26 and a dichroic polarizing element 27 are laminated in this order from the illumination part 33 side. A polarized light transmission axis α1 of the reflective polarizing element 25 is in parallel with a polarized light transmission axis α2 of the dichroic polarizing element 27. Retardation of the optical retardation plate 26 of the optical element 23 is selected so as to be a wavelength of a color to color transmitted light from the optical element 23. Thereby in the liquid crystal display device 21, the chromaticity of a display screen in the transmissive display mode is freely adjusted without spoiling the chromaticity of the display screen in the reflective display mode. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光素子を含む光
学素子、および該光学素子を有する液晶表示装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element including a polarizing element and a liquid crystal display device having the optical element.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報技術(Information Technolo
gy:略称IT)の革新的な発展と共に、携帯電話をはじ
めとする携帯情報端末で使用される情報量が格段に増加
し、該携帯情報端末の用途も多様化している。これに伴
い、携帯情報端末の表示装置(ディスプレイ)に対する
利用者の要望も多様化している。前記要望は、低電圧化
はもちろんのこと、高精彩化、高遠応答化など、多岐に
わたっている。表示装置の表示色についても、色数が加
速度的に増加するのと同時に、輝度および色味について
の要望も多様化している。このため、たとえば半透過型
の表示装置では、外光を用いる反射表示時と自己が備え
る背面光源(バックライト)からの光を用いる透過表示
時との両方で、利用者の要望する輝度および色味を同時
に実現する事が必要不可欠である。
2. Description of the Related Art In recent years, information technology
With the revolutionary development of gy (abbreviated as IT), the amount of information used in mobile information terminals such as mobile phones has significantly increased, and the applications of the mobile information terminals have become diversified. Along with this, the demands of users for display devices (displays) of mobile information terminals are diversifying. The above-mentioned demands are wide-ranging, such as low voltage, high definition, and high distance response. Regarding the display colors of display devices, the number of colors is increasing at an accelerating rate, and at the same time, the demands for brightness and tint are diversifying. Therefore, for example, in a semi-transmissive display device, the brightness and the color desired by the user are displayed both in the reflective display using the external light and in the transmissive display using the light from the back light source (backlight) included in the display device. It is essential to realize the taste at the same time.

【0003】現在、携帯情報端末で用いられる表示装置
として、半透過型の液晶表示装置が広く用いられてい
る。半透過型の液晶表示装置は、明るい場所では、外光
を利用する反射型液晶表示装置として動作し、暗所で
は、該装置自体が備える光源を利用する透過型の液晶表
示装置として動作する。半透過型の液晶表示装置は、半
透過性を有する反射層を有する。半透過性の反射層は、
暗所では液晶表示装置の背面光源からの光を透過させる
とともに、外光があれば該外光を反射させるという、透
過および反射の双方の機能を備えている。また半透過型
の液晶表示装置は、半透過反射層の光の拡散性を向上さ
せるために、微細な凹凸構造を持ちたとえばえば透光性
樹脂から成る光拡散層を内部に設け、該光拡散層の上に
前記半透過反射層を形成している。これによって、半透
過型の液晶表示装置は、光の反射時の拡散性を向上し、
いわゆる文字ぼけおよびカラー表示時の混色を防止し、
さらに表示の視認性を向上している。
At present, a transflective liquid crystal display device is widely used as a display device used in a portable information terminal. The semi-transmissive liquid crystal display device operates as a reflective liquid crystal display device using external light in a bright place, and operates as a transmissive liquid crystal display device using a light source included in the device itself in a dark place. The transflective liquid crystal display device has a reflective layer having translucency. The semi-transmissive reflective layer is
In a dark place, the light from the back light source of the liquid crystal display device is transmitted, and if there is external light, it has the function of both transmission and reflection of reflecting the external light. Further, the transflective liquid crystal display device is provided with a light diffusing layer having a fine concavo-convex structure and made of, for example, a translucent resin in order to improve the light diffusing property of the transflective layer. The semi-transmissive reflective layer is formed on the layer. As a result, the transflective liquid crystal display device improves the diffusivity when light is reflected,
Prevents so-called character blurring and color mixing during color display,
Furthermore, the visibility of the display is improved.

【0004】前記半透過反射層は、たとえば、アルミニ
ウム等の金属材料を光の一部が透過可能な程度に薄く成
膜した金属薄膜からなる構成、または、光を全て反射可
能に成膜されている金属薄膜に開口部を設けた構成によ
って実現される。前者の構成の半透過反射層であれば金
属薄膜の膜厚を調整することによって、後者の構成の半
透過反射層であれば開口部の面積を調整することによっ
て、該半透過反射層を備える半透過型液晶表示装置の反
射表示時および透過表示時の表示面の輝度が調整可能で
ある。しかしながら、上述の金属薄膜の膜厚または開口
部の面積が調整される場合、反射表示時の輝度と透過表
示時の輝度とにはトレードオフの関係があるため、反射
表示時および透過表示時の輝度を同時に満足することは
難しい。
The semi-transmissive reflective layer is composed of a metal thin film formed of a metal material, such as aluminum, which is thin enough to allow a part of light to pass therethrough, or is formed to be capable of reflecting all light. This is realized by a structure in which an opening is provided in the existing metal thin film. In the case of the semi-transmissive reflective layer having the former configuration, the film thickness of the metal thin film is adjusted, and in the semi-transmissive reflective layer having the latter configuration, the area of the opening is adjusted to provide the semi-transmissive reflective layer. The brightness of the display surface during the reflective display and the transmissive display of the transflective liquid crystal display device can be adjusted. However, when the film thickness of the metal thin film or the area of the opening is adjusted, there is a trade-off relationship between the luminance during reflective display and the luminance during transmissive display. It is difficult to satisfy the brightness at the same time.

【0005】このような問題点を解決する為に、反射表
示時の表示面の輝度を損ねることなく透過表示時の表示
面の輝度を向上させるための半透過半反射性偏光素子、
および該半透過半反射性偏光素子を用いた半透過型液晶
表示装置の技術が、特開2001−215333号公報
に開示されている。半透過半反射性偏光素子は、吸収型
偏光素子である二色性偏光素子と、反射型偏光素子と、
半透過反射層とを有し、二色性偏光素子と反射型偏光素
子の偏光透過軸が平行となるように積層されている。前
記半透過性液晶表示装置において、液晶層を挟持する2
枚の基板のうちの背面光源側に配置された一方基板と背
面光源との間に、前記半透過半反射性偏光素子が配置さ
れる。すなわち、一方基板の液晶層とは異なる側に、二
色性偏光素子と反射型偏光素子と半透過反射層とが一方
基板に近い方からこの順に並ぶように配置される。
In order to solve such a problem, a semi-transmissive / semi-reflective polarizing element for improving the brightness of the display surface during transmissive display without impairing the brightness of the display surface during reflective display,
A technique of a semi-transmissive liquid crystal display device using the semi-transmissive / semi-reflective polarizing element is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-215333. The semi-transmissive / semi-reflective polarizing element is a dichroic polarizing element that is an absorbing polarizing element, and a reflective polarizing element,
It has a semi-transmissive reflective layer, and is laminated so that the polarization transmission axes of the dichroic polarizing element and the reflective polarizing element are parallel to each other. In the semi-transmissive liquid crystal display device, a liquid crystal layer is sandwiched 2
The semi-transmissive-semi-reflective polarizing element is disposed between one of the substrates, which is disposed on the side of the back light source, and the back light source. That is, the dichroic polarizing element, the reflective polarizing element, and the semi-transmissive reflective layer are arranged on the side of the one substrate different from the liquid crystal layer in this order from the side closer to the one substrate.

【0006】背面光源から出射した光は、まず半透過反
射層に至り、半透過反射層を透過した光は、反射型偏光
素子に至る。反射型偏光素子は、特定振動方向の偏光光
を透過し、それと直交する偏光光を反射する性質を持
つ。反射型偏光素子を透過した光は直線偏光化されてお
り、吸収型偏光素子である二色性偏光素子に供給され
る。これによって、二色性偏光素子の吸収ロス等が防止
され、輝度の向上を図られている。また、さらに輝度の
向上を図るために、反射型偏光素子の偏光透過軸と直交
する偏光成分は、反射型偏光素子で反射されて、半透過
反射層および背面光源に戻されて再利用される。上記の
ような反射型偏光素子としては、たとえば、特開平3−
45906号公報に開示されるような、コレステリック
液晶による選択反射特性を利用した反射型偏光素子、ま
たたとえば、特表平9−506837号公報に開示され
るような、二種の高分子フィルムを積層して屈折率異方
性による反射率の異方性を利用する反射型偏光素子が挙
げられる。
The light emitted from the back light source first reaches the semi-transmissive reflective layer, and the light transmitted through the semi-transmissive reflective layer reaches the reflective polarizing element. The reflective polarization element has a property of transmitting polarized light in a specific vibration direction and reflecting polarized light orthogonal thereto. The light transmitted through the reflective polarization element is linearly polarized and supplied to the dichroic polarization element which is an absorption polarization element. As a result, the absorption loss of the dichroic polarizing element is prevented and the brightness is improved. In order to further improve the brightness, the polarization component orthogonal to the polarization transmission axis of the reflective polarization element is reflected by the reflective polarization element and returned to the semi-transmissive reflective layer and the back light source for reuse. . As the reflective polarizing element as described above, for example, JP-A-3-
No. 45906, a reflective polarizing element utilizing selective reflection characteristics of cholesteric liquid crystal, and two kinds of polymer films laminated, for example, as disclosed in JP-A-9-506837. Then, a reflective polarizing element that utilizes the anisotropy of reflectance due to the anisotropy of refractive index can be given.

【0007】ところで、半透過反射層として金属薄膜を
用いる場合、半透過反射層の透過光が独特の色味を帯び
てしまう問題点がある。たとえば、半透過反射層として
アルミニウム薄膜が用いられる場合、半透過反射層の透
過光が青味を帯びてしまうため、該半透過反射層を備え
る液晶表示装置の透過表示時に、表示面内の白色表示す
べき箇所が青味を帯びてしまう問題点がある。透過光が
独特の色味を帯びる原因は、光源の短波長側の光は金属
薄膜を透過し易いが長波長側の光は透過しにくいという
透過光特性を金属薄膜が持つためであると考えられる。
いずれにしても、半透過反射層の透過光が青味を帯びる
と、該半透過反射層を備える液晶表示装置において、カ
ラー表示の際に色純度が低下してしまうことになる。
By the way, when a metal thin film is used as the semi-transmissive reflective layer, there is a problem that the transmitted light of the semi-transmissive reflective layer has a unique tint. For example, when an aluminum thin film is used as the semi-transmissive reflective layer, the transmitted light of the semi-transmissive reflective layer becomes bluish, so that white color in the display surface is displayed during transmissive display of a liquid crystal display device including the semi-transmissive reflective layer. There is a problem that the portion to be displayed becomes bluish. It is thought that the reason why the transmitted light has a unique tint is that the metal thin film has a transmitted light characteristic that light on the short wavelength side of the light source easily transmits through the metal thin film, but light on the long wavelength side does not easily transmit. To be
In any case, when the transmitted light of the semi-transmissive reflective layer is bluish, the color purity of the liquid crystal display device including the semi-transmissive reflective layer is lowered during color display.

【0008】半透過反射層の透過光の色補正は、たとえ
ば、該半透過反射層を備えるカラー表示可能な液晶表示
装置において、カラーフィルタ自体で行う。この場合、
透過表示時には該透過光がカラーフィルタを1回通過す
るのはもちろんのこと、反射表示時には外光が半透過反
射層の反射前後にカラーフィルタを2度透過する。この
ため、透過表示時のための色調補正が反射表示時の表示
面の色にも大きく影響を及ぼしてしまい、反射表示時の
色純度が低下してしまうので、好ましくない。また、透
過表示時の色調だけを補正するために、液晶表示装置の
背面光源側の基板に色を補正するフィルムを貼付けるこ
とも考えられる。この場合、液晶表示装置を高温高湿条
件で保存すると水分の影響で色補正フィルムの色が退色
および変色してしまうため、信頼性面での問題点があ
る。さらに、透過光を色補正するために偏光素子自体に
着色することも考えられるが、偏光素子の偏光度が低下
してしまうため、液晶表示装置のコントラストが低下し
てしまう問題点がある。
The color correction of the transmitted light of the semi-transmissive reflective layer is performed by the color filter itself in a liquid crystal display device capable of color display including the semi-transmissive reflective layer. in this case,
In the transmissive display, the transmitted light passes through the color filter once, and in the reflective display, external light is transmitted through the color filter twice before and after being reflected by the semi-transmissive reflective layer. Therefore, the color tone correction for the transmissive display greatly affects the color of the display surface during the reflective display, which lowers the color purity during the reflective display, which is not preferable. Further, in order to correct only the color tone at the time of transmissive display, it is conceivable to attach a color correcting film to the substrate on the back light source side of the liquid crystal display device. In this case, if the liquid crystal display device is stored under high temperature and high humidity conditions, the color of the color correction film is discolored or discolored due to the influence of moisture, which causes a problem in reliability. Further, it is conceivable to color the polarizing element itself in order to correct the color of transmitted light, but there is a problem that the degree of polarization of the polarizing element is lowered and the contrast of the liquid crystal display device is lowered.

【0009】このような問題点を解決する為に、半透過
反射層として金属薄膜7を用いる半透過型液晶表示装置
1において、光拡散層6に着色し、半透過反射層の透過
表示時の色補正を行う技術が、特開2001−1001
97号公報に開示されている。以下に、特開2001−
100197号公報の技術について詳細に説明する。
In order to solve such a problem, in the transflective liquid crystal display device 1 using the metal thin film 7 as the transflective layer, the light diffusing layer 6 is colored and the transflective layer is used for transmissive display. A technique for performing color correction is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-1001.
No. 97 publication. Below, JP-A-2001-
The technique of Japanese Patent No. 100197 will be described in detail.

【0010】特開2001−100197号公報の液晶
表示装置1は、概略的には、液晶層2と、液晶層2を挟
む一対の基板3,4と、背面光源5と、透光性樹脂から
なる光拡散層6と、半透過性の光反射層として機能すべ
き光半透過性の金属薄膜7とを含む。1対の基板3,4
のうちの背面光源5側に位置する基板4の液晶層2側に
光拡散層6が配置され、該光拡散層6の上に光半透過性
の金属薄膜7が形成されている。光半透過性の金属薄膜
7の透過光の色味を白色に補正するために、光拡散層6
を形成している透光性樹脂が、該金属薄膜7の透過光の
色と補色関係にある色に、着色されている。
The liquid crystal display device 1 of Japanese Patent Laid-Open No. 2001-100197 is generally composed of a liquid crystal layer 2, a pair of substrates 3 and 4 sandwiching the liquid crystal layer 2, a back light source 5, and a translucent resin. And a light semi-transmissive metal thin film 7 which should function as a semi-transmissive light reflection layer. A pair of substrates 3, 4
A light diffusing layer 6 is arranged on the liquid crystal layer 2 side of the substrate 4 located on the back light source 5 side, and a light semi-transparent metal thin film 7 is formed on the light diffusing layer 6. In order to correct the tint of the transmitted light of the light semi-transmissive metal thin film 7 to white, the light diffusion layer 6
The light-transmissive resin forming is colored in a color complementary to the color of the transmitted light of the metal thin film 7.

【0011】以下、図5を用いて、特開2001−10
0197号公報の液晶表示装置1を具体的に説明する。
液晶表示装置1において、上基板3および下基板4が、
所定のセル厚が形成されるように周辺シール材を介して
互いに圧着されている。液晶層2は、上基板3と下基板
4と周辺シール材とからなるセルの内部に封入される。
上基板3および下基板4と液晶層2との間には、透明電
極9,10および配向膜11,12が、それぞれ積層さ
れている。上基板3および下基板4の液晶層2とは反対
側の面には、光学補償用の位相差板13,14および偏
光素子15,16が、それぞれ積層されている。また下
基板4の液晶層2とは反対側には、背面光源5が設けら
れている。下基板4の液晶層2側の面には、透光性樹脂
から成る光拡散層6と、光反射層としての光半透過性金
属薄膜7とが、積層されている。光拡散層6の表面に
は、微細な凹凸が形成されている。光半透過性金属薄膜
7の材料にアルミニウムが用いられる場合、光半透過性
金属薄膜7の透過光の色が青色を帯びるために、該透過
光の色補正を行うため、青色の補色である黄色に光拡散
層6が予め着色されている。
Hereinafter, with reference to FIG.
The liquid crystal display device 1 of Japanese Patent Publication No. 0197 will be specifically described.
In the liquid crystal display device 1, the upper substrate 3 and the lower substrate 4 are
They are pressure-bonded to each other via a peripheral sealing material so that a predetermined cell thickness is formed. The liquid crystal layer 2 is sealed inside a cell composed of an upper substrate 3, a lower substrate 4, and a peripheral sealing material.
Transparent electrodes 9 and 10 and alignment films 11 and 12 are laminated between the upper substrate 3 and the lower substrate 4 and the liquid crystal layer 2, respectively. On the surfaces of the upper substrate 3 and the lower substrate 4 opposite to the liquid crystal layer 2, retardation plates 13 and 14 for optical compensation and polarizing elements 15 and 16 are laminated, respectively. A back light source 5 is provided on the side of the lower substrate 4 opposite to the liquid crystal layer 2. On the surface of the lower substrate 4 on the liquid crystal layer 2 side, a light diffusing layer 6 made of a light transmissive resin and a light semi-transparent metal thin film 7 as a light reflecting layer are laminated. Fine irregularities are formed on the surface of the light diffusion layer 6. When aluminum is used as the material of the light semi-transmissive metal thin film 7, since the color of the light transmitted by the light semi-transmissive metal thin film 7 is blue, the color of the transmitted light is corrected, and thus it is a complementary color of blue. The light diffusion layer 6 is colored yellow in advance.

【0012】図5の半透過型液晶表示装置1において
は、背面光源5から照射された光は、光拡散層6および
光半透過性金属薄膜7を透過して、表示面側にある上基
板3に至る。背面光源5からの光を用いる透過表示時に
は、背面光源5からの光LBは、光半透過性金属薄膜7
よりも黄色に着色された光拡散層6を先に透過するた
め、光半透過性金属薄膜7を透過する際に補色関係で色
補正され、ほぼ白色光として表示面を照らす。これに対
して、外光LFを利用する反射表示時には、外光LFは
光拡散層6を透過することなく半透過性金属薄膜7によ
って反射される。特開2001−100197号公報で
は、これによって、背面光源5使用時と外光LF使用時
とで、液晶表示装置1の表示面の色の違いが少なくな
り、違和感のない表示が得られるとされている。
In the semi-transmissive liquid crystal display device 1 of FIG. 5, the light emitted from the back light source 5 passes through the light diffusion layer 6 and the light semi-transmissive metal thin film 7, and the upper substrate on the display surface side. Up to 3. At the time of transmissive display using the light from the back light source 5, the light LB from the back light source 5 is the light semi-transmissive metal thin film 7.
Since the light diffusing layer 6 colored yellow is transmitted first, the light is transmitted through the light-semitransmissive metal thin film 7, color correction is performed in a complementary color relationship, and the display surface is illuminated as almost white light. On the other hand, during reflective display using the external light LF, the external light LF is reflected by the semitransparent metal thin film 7 without passing through the light diffusion layer 6. According to Japanese Patent Laid-Open No. 2001-100197, the difference in color of the display surface of the liquid crystal display device 1 between when the back light source 5 is used and when the external light LF is used is reduced, and a display with no discomfort is obtained. ing.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開200
1−100197号公報の半透過型の液晶表示装置1に
おいて、半透過反射層として半透過性金属薄膜7を用い
る場合、当然ながら該半透過反射層は光を透過すること
ができる。外光LFを用いる反射表示時には、図5に示
すように、外光LFが上基板3側の偏光素子15および
位相差板13を透過し、上基板3と上基板3側の透明電
極9と上基板3側の配向膜11と液晶層2を透過した後
に、半透過性金属薄膜7に至る。半透過性金属薄膜7に
至った光LFは、該半透過性金属薄膜7の表面で反射さ
れる光L0と該半透過性金属薄膜7を透過する光とに分
解される。半透過性金属薄膜7を透過した光は、該半透
過性金属薄膜7と光拡散層6との界面である第1界面1
7での反射光L1、光拡散層6と下基板4側の部材との
界面である第2界面18での反射光L2、および第2界
面18での透過光とに分解される。したがって反射表示
時の表示面で視認される光は、半透過性金属薄膜7での
反射光L0と第1界面17での反射光L1と第2界面1
8での反射光L2とが合成された色の光となる。
By the way, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
In the transflective liquid crystal display device 1 of JP-A 1-110097, when the transflective metal thin film 7 is used as the transflective layer, the transflective layer can naturally transmit light. During the reflective display using the external light LF, as shown in FIG. After passing through the alignment film 11 on the upper substrate 3 side and the liquid crystal layer 2, it reaches the semi-transparent metal thin film 7. The light LF reaching the semi-transparent metal thin film 7 is decomposed into light L0 reflected on the surface of the semi-transparent metal thin film 7 and light transmitted through the semi-transparent metal thin film 7. The light transmitted through the semi-transparent metal thin film 7 is the first interface 1 which is the interface between the semi-transparent metal thin film 7 and the light diffusion layer 6.
7 is reflected light L1, reflected light L2 at the second interface 18, which is the interface between the light diffusion layer 6 and the member on the lower substrate 4 side, and transmitted light at the second interface 18. Therefore, the light visually recognized on the display surface during the reflective display is the reflected light L0 from the semi-transparent metal thin film 7, the reflected light L1 from the first interface 17, and the second interface 1.
The reflected light L2 at 8 becomes a light of a color combined.

【0014】半透過性金属薄膜7を用いた液晶表示装置
1の光拡散層6が着色されている場合、透過表示時には
光拡散層6が色補正に有効に作用するが、上記に述べた
ように、反射表示時にも光拡散層6で着色された光がい
くらか反射されてしまう。このため、光拡散層6の色
が、透過表示時だけでなく、反射表示時の色度にも影響
を与えてしまう。さらに、アルミニウムまたは銀−パラ
ジウム等の金属を半透過性金属薄膜7の材料として用い
る場合、半透過性金属薄膜7の透過光は青色を帯びてい
るが、半透過性金属薄膜7の反射光は補色の黄色を帯び
ているために、反射表示時の表示面の表示色が黄色味を
若干帯びる。そのため、半透過性金属薄膜7の透過光の
色の補色を光拡散層6に着色すると、半透過性金属薄膜
7の反射光と同色であるために、反射表示時には光拡散
層6の着色によって表示面の表示色がさらに黄色味を帯
びてしまう。このように、透過表示時の色調を光拡散層
6への着色によって調整すると、トレードオフとして反
射表示時の色味を損ねてしまう問題点がある。
When the light diffusing layer 6 of the liquid crystal display device 1 using the semi-transparent metal thin film 7 is colored, the light diffusing layer 6 effectively works for color correction during the transmissive display, but as described above. In addition, some light colored by the light diffusion layer 6 is reflected during the reflective display. Therefore, the color of the light diffusion layer 6 affects not only the transmissive display but also the chromaticity during the reflective display. Furthermore, when a metal such as aluminum or silver-palladium is used as the material of the semi-transparent metal thin film 7, the transmitted light of the semi-transparent metal thin film 7 is blue, but the reflected light of the semi-transparent metal thin film 7 is Since the complementary color is yellow, the display color on the display surface during reflection display is slightly yellow. Therefore, if the light diffusion layer 6 is colored with a complementary color of the transmitted light of the semi-transparent metal thin film 7, it is the same color as the reflected light of the semi-transparent metal thin film 7. The display color on the display surface becomes more yellowish. As described above, when the color tone during transmissive display is adjusted by coloring the light diffusion layer 6, there is a trade-off problem that the tint during reflective display is impaired.

【0015】本発明の目的は、半透過型液晶表示装置の
反射表示時の色調を損ねることなく透過表示時の色調だ
けを自由に調整し、かつ良好な透過率を満たす光学素
子、および該光学素子を用いる半透過型液晶表示装置を
提供することである。
An object of the present invention is to provide an optical element that freely adjusts only the color tone during transmissive display without impairing the color tone during reflective display of a semi-transmissive liquid crystal display device, and that has a good transmittance. An object of the present invention is to provide a transflective liquid crystal display device using an element.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、予め定める基
準振動方向の偏光光を透過し、該基準振動方向と直交す
る偏光光を反射する反射型偏光素子と、反射型偏光素子
を通る光路上に、自身の偏光透過軸が反射型偏光素子の
偏光透過軸と平行になるように配置され、かつ、予め定
める基準振動方向の偏光光を透過し、該基準振動方向と
直交する偏光光を吸収する二色性偏光素子と、反射型偏
光素子と二色性偏光素子の間に配置される位相差板とを
含むことを特徴とする光学素子である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to a reflective polarizing element that transmits polarized light in a predetermined reference vibration direction and reflects polarized light orthogonal to the reference vibration direction, and light that passes through the reflective polarization element. It is arranged on the road so that its polarization transmission axis is parallel to the polarization transmission axis of the reflective polarizing element, and it transmits polarized light in a predetermined reference vibration direction and transmits polarized light orthogonal to the reference vibration direction. An optical element comprising: a dichroic polarizing element that absorbs light; and a retardation plate disposed between the reflective polarizing element and the dichroic polarizing element.

【0017】本発明に従えば、光学素子は、反射型偏光
素子と位相差板と二色性偏光素子との三層構造を有す
る。反射型偏光素子側から光学素子に入射した光のう
ち、反射型偏光素子の基準偏光方向の偏光光は、最初
に、反射型偏光素子を透過することによって直線偏光化
され、位相差板に供給される。位相差板に供給された直
線偏光は、位相差板のレタデーションに依存して楕円偏
光化されて、二色性偏光素子に供給される。このとき、
位相差板を出射する楕円偏光の状態に波長依存性が存在
するので、二色性偏光素子を透過する偏光光の透過率に
も波長依存性が発現するため、二色性偏光素子を透過し
た偏光光が着色される。これによって、光学素子は、反
射型偏光素子側から入射した外光を任意の色に着色して
出射させることができる。
According to the present invention, the optical element has a three-layer structure of a reflective polarizing element, a retardation plate and a dichroic polarizing element. Of the light entering the optical element from the reflective polarization element side, the polarized light in the reference polarization direction of the reflective polarization element is first linearly polarized by passing through the reflective polarization element and supplied to the retardation plate. To be done. The linearly polarized light supplied to the retardation plate is elliptically polarized depending on the retardation of the retardation plate and supplied to the dichroic polarizing element. At this time,
Since there is wavelength dependence in the state of elliptically polarized light that exits the retardation plate, the transmittance of polarized light that passes through the dichroic polarizing element also exhibits wavelength dependence, so it passes through the dichroic polarizing element. The polarized light is colored. Thereby, the optical element can color the external light incident from the reflective polarizing element side in an arbitrary color and emit the external light.

【0018】また、反射型偏光素子側から光学素子に入
射した光のうち、反射型偏光素子の基準偏光方向と直交
する方向の偏光光は、反射型偏光素子で反射され、入射
方向に戻される。入射光の光源に反射板等が設けられて
いれば、反射光は光学素子に再び供給される。これによ
って光源からの入射光を有効利用することが可能にな
る。これらによって光学素子は、光学素子全体を透過し
た光を任意の色に着色することができ、かつ、光学素子
を透過する光の輝度を向上させることができる。
Of the light incident on the optical element from the reflective polarizing element side, the polarized light in the direction orthogonal to the reference polarization direction of the reflective polarizing element is reflected by the reflective polarizing element and returned to the incident direction. . If the light source of the incident light is provided with a reflector or the like, the reflected light is supplied to the optical element again. This makes it possible to effectively use the incident light from the light source. By these, the optical element can color the light transmitted through the entire optical element in an arbitrary color, and can improve the brightness of the light transmitted through the optical element.

【0019】また本発明の光学素子は、前記位相差板の
レタデーションが、着色すべき色に対応する光の波長に
選ばれていることを特徴とする。
Further, the optical element of the present invention is characterized in that the retardation of the retardation plate is selected to a wavelength of light corresponding to a color to be colored.

【0020】本発明に従えば、光学素子において、反射
型偏光素子によって直線偏光化された光は、位相差板を
透過することによって楕円偏光化する。位相差板のレタ
デーションが着色すべき色に対応する波長に設定されて
いるならば、位相差板のレタデーションと等しい波長に
対応する色の光、すなわち着色すべき色の光は、着色す
べき色以外の他の色に対応する波長の光よりも、位相差
板の影響を受けにくい。このため、位相差板に入射した
光のうち、位相差板のレタデーションと等しい波長に対
応する色の光は、反射型偏光素子出射後の直線偏光の状
態を保ったまま二色性偏光素子に供給される。また、位
相差板に入射した光のうち、前記他の色に対応する波長
の光は、位相差板によって、着色すべき色の光よりもよ
り楕円偏光化された後に、二色性偏光素子へ供給され
る。これらの結果、位相差板から二色性偏光素子へ供給
される光の二色性偏光素子の透過率に波長依存性が発現
し、着色すべき色の波長の偏光の透過率が、着色すべき
色の波長以外の他の波長の偏光の透過率に比べて相対的
に高くなる。これによって、光学素子は、反射型偏光素
子側から入射して二色性偏光素子側から出射する光を、
着色すべき色に着色することができる。
According to the invention, in the optical element, the light linearly polarized by the reflective polarizing element is elliptically polarized by passing through the retardation plate. If the retardation of the retardation plate is set to the wavelength corresponding to the color to be colored, the light of the color corresponding to the wavelength equal to the retardation of the retardation plate, that is, the light of the color to be colored is the color to be colored. Is less affected by the retardation plate than light of wavelengths corresponding to other colors. Therefore, of the light incident on the retardation plate, the light of the color corresponding to the wavelength equal to the retardation of the retardation plate is converted into the dichroic polarizing element while maintaining the linearly polarized state after the reflection type polarizing element exits. Supplied. Further, of the light incident on the retardation plate, the light of the wavelength corresponding to the other color is elliptically polarized by the retardation plate than the light of the color to be colored, and then the dichroic polarizing element. Is supplied to. As a result, the wavelength dependency is exhibited in the transmittance of the dichroic polarizing element of the light supplied from the retardation plate to the dichroic polarizing element, and the transmittance of the polarized light of the wavelength of the color to be colored is It is relatively higher than the transmittance of polarized light of wavelengths other than the wavelength of the power color. As a result, the optical element emits light that enters from the reflective polarizing element side and exits from the dichroic polarizing element side.
It can be colored to be colored.

【0021】また本発明の光学素子は、前記位相差板の
レタデーションが、380nm以上440nm以下の波
長に選ばれていることを特徴とする。
Further, the optical element of the present invention is characterized in that the retardation of the retardation plate is selected to a wavelength of 380 nm or more and 440 nm or less.

【0022】本発明に従えば、光学素子において、位相
差板のレタデーションが、380nm以上440nm以
下の値、すなわち青色系の色の光の波長の範囲である4
10nm±30nmの範囲内の値に選ばれている。光学
素子において、反射型偏光素子によって直線偏光化され
た光は、位相差板を透過することによって楕円偏光化す
る。位相差板のレタデーションが青色系の色の光の波長
の範囲内の値に設定されていれば、青色系以外の他の色
に対応する波長の光よりも、青色系の色の光のほうが、
位相差板の影響を受けにくい。このため、位相差板に入
射した光のうち、青色系の色の光は、反射型偏光素子出
射後の直線偏光の状態を保ったまま二色性偏光素子に供
給される。また位相差板に入射した光のうち、青色系以
外の他の色の光は、位相差板によって、青色系の色の光
よりもより楕円偏光化された後に、二色性偏光素子へ供
給される。これらの結果、位相差板から二色性偏光素子
へ供給される光の二色性偏光素子の透過率に波長依存性
が発現し、青色系の色に対応する波長の偏光の透過率
が、青色系の以外の他の色に対応する波長の偏光の透過
率に比べて相対的に高くなる。これによって光学素子
は、反射型偏光素子側から入射して二色性偏光素子側か
ら出射する光を、青色化することができる。
According to the invention, in the optical element, the retardation of the retardation plate is a value of 380 nm or more and 440 nm or less, that is, a wavelength range of light of a blue color.
The value is selected within the range of 10 nm ± 30 nm. In the optical element, the light linearly polarized by the reflective polarization element is elliptically polarized by passing through the retardation plate. If the retardation of the retardation plate is set to a value within the wavelength range of light of blue color, light of blue color is better than light of wavelength corresponding to other colors other than blue color. ,
Hard to be affected by the retarder. For this reason, of the light that has entered the retardation plate, the light of a blue color is supplied to the dichroic polarizing element while maintaining the linearly polarized state after being emitted from the reflective polarizing element. Further, of the light incident on the retardation plate, the light of a color other than the blue color is supplied to the dichroic polarizing element after being made more elliptically polarized than the light of the blue color by the retardation plate. To be done. As a result of these, the wavelength dependence is exhibited in the transmittance of the dichroic polarizing element of the light supplied from the retardation plate to the dichroic polarizing element, and the transmittance of the polarized light of the wavelength corresponding to the blue color is The transmittance is relatively higher than the transmittance of polarized light of wavelengths corresponding to colors other than blue. This allows the optical element to blueize the light that enters from the reflective polarizing element side and that exits from the dichroic polarizing element side.

【0023】また本発明の光学素子は、前記位相差板の
レタデーションが、490nm以上550nm未満の波
長に選ばれていることを特徴とする。
Further, the optical element of the present invention is characterized in that the retardation of the retardation plate is selected to a wavelength of 490 nm or more and less than 550 nm.

【0024】本発明に従えば、光学素子において、位相
差板のレタデーションが、490nm以上550nm未
満の値、すなわち緑色系の色の光の波長の範囲である5
20nm±30nmの範囲内の値に選ばれている。光学
素子において、反射型偏光素子によって直線偏光化され
た光は、位相差板を透過することによって楕円偏光化す
る。位相差板のレタデーションが緑色系の色の光の波長
の範囲内の値に設定されていれば、緑色系以外の他の色
に対応する波長の光よりも、緑色系の色の光のほうが、
位相差板の影響を受けにくい。このため、位相差板に入
射した光のうち、緑色系の色の光は、反射型偏光素子出
射後の直線偏光の状態を保ったまま二色性偏光素子に供
給される。また位相差板に入射した光のうち、緑色系以
外の他の色の光は、位相差板によって、緑色系の色の光
よりもより楕円偏光化された後に、二色性偏光素子へ供
給される。これらの結果、位相差板から二色性偏光素子
へ供給される光の二色性偏光素子の透過率に波長依存性
が発現し、緑色系の色に対応する波長の偏光の透過率
が、緑色系の以外の他の色に対応する波長の偏光の透過
率に比べて相対的に高くなる。これによって光学素子
は、反射型偏光素子側から入射して二色性偏光素子側か
ら出射する光を、緑色化することができる。
According to the invention, in the optical element, the retardation of the retardation plate is a value of 490 nm or more and less than 550 nm, that is, a wavelength range of light of a greenish color.
The value is selected within the range of 20 nm ± 30 nm. In the optical element, the light linearly polarized by the reflective polarization element is elliptically polarized by passing through the retardation plate. If the retardation of the retardation plate is set to a value within the wavelength range of the light of the greenish color, the light of the greenish color is better than the light of the wavelength corresponding to other colors other than the greenish color. ,
Hard to be affected by the retarder. For this reason, of the light that has entered the retardation plate, the light of a greenish color is supplied to the dichroic polarizing element while maintaining the linearly polarized state after being emitted from the reflective polarizing element. Further, of the light incident on the retardation plate, light of a color other than green is supplied to the dichroic polarizing element after being made more elliptically polarized than light of a green color by the retardation plate. To be done. As a result of these, wavelength dependence is exhibited in the transmittance of the dichroic polarizing element of the light supplied from the retardation plate to the dichroic polarizing element, and the transmittance of the polarized light of the wavelength corresponding to the greenish color, The transmittance is relatively higher than the transmittance of polarized light of wavelengths corresponding to colors other than green. As a result, the optical element can green the light that enters from the reflective polarizing element side and exits from the dichroic polarizing element side.

【0025】また本発明の光学素子は、前記位相差板の
レタデーションが、550nm以上610nm未満の波
長に選ばれていることを特徴とする。
Further, the optical element of the present invention is characterized in that the retardation of the retardation plate is selected to be a wavelength of 550 nm or more and less than 610 nm.

【0026】本発明に従えば、光学素子において、位相
差板のレタデーションが、550nm以上610nm未
満の値、すなわち黄色系の色の光の波長の範囲である5
80nm±30nmの範囲内の値に選ばれている。光学
素子において、反射型偏光素子によって直線偏光化され
た光は、位相差板を透過することによって楕円偏光化す
る。位相差板のレタデーションが黄色系の色の光の波長
の範囲内の値に設定されていれば、黄色系以外の他の色
に対応する波長の光よりも、黄色系の色の光のほうが、
位相差板の影響を受けにくい。このため、位相差板に入
射した光のうち、黄色系の色の光は、反射型偏光素子出
射後の直線偏光の状態を保ったまま二色性偏光素子に供
給される。また位相差板に入射した光のうち、黄色系以
外の他の色の光は、位相差板によって、黄色系の色の光
よりもより楕円偏光化された後に、二色性偏光素子へ供
給される。これらの結果、位相差板から二色性偏光素子
へ供給される光の二色性偏光素子の透過率に波長依存性
が発現し、黄色系の色に対応する波長の偏光の透過率
が、黄色系の以外の他の色に対応する波長の偏光の透過
率に比べて相対的に高くなる。これによって光学素子
は、反射型偏光素子側から入射して二色性偏光素子側か
ら出射する光を、黄色化することができる。
According to the present invention, in the optical element, the retardation of the retardation plate is a value of 550 nm or more and less than 610 nm, that is, a wavelength range of yellowish light.
The value is selected within the range of 80 nm ± 30 nm. In the optical element, the light linearly polarized by the reflective polarization element is elliptically polarized by passing through the retardation plate. If the retardation of the retardation plate is set to a value within the wavelength range of light of yellowish color, light of yellowish color will be better than light of wavelengths corresponding to other colors other than yellowish. ,
Hard to be affected by the retarder. Therefore, of the light that has entered the retardation plate, the light of a yellowish color is supplied to the dichroic polarizing element while maintaining the linearly polarized state after being emitted from the reflective polarizing element. Also, of the light incident on the retardation plate, the light of a color other than the yellow color is supplied to the dichroic polarizing element after being made more elliptically polarized than the light of the yellow color by the phase difference plate. To be done. As a result of these, the wavelength dependence is exhibited in the transmittance of the dichroic polarizing element of the light supplied from the retardation plate to the dichroic polarizing element, and the transmittance of the polarized light of the wavelength corresponding to the yellowish color, It is relatively higher than the transmittance of polarized light of wavelengths corresponding to colors other than yellow. As a result, the optical element can yellow the light that enters from the reflective polarizing element side and exits from the dichroic polarizing element side.

【0027】また本発明の光学素子は、前記位相差板の
レタデーションが、610nm以上670nm以下の波
長に選ばれていることを特徴とする。
Further, the optical element of the present invention is characterized in that the retardation of the retardation plate is selected to a wavelength of 610 nm or more and 670 nm or less.

【0028】本発明に従えば、光学素子において、位相
差板のレタデーションが、610nm以上670nm以
下の値、すなわち赤色系の色の光の波長の範囲である6
40nm±30nmの範囲内の値に選ばれている。光学
素子において、反射型偏光素子によって直線偏光化され
た光は、位相差板を透過することによって楕円偏光化す
る。位相差板のレタデーションが赤色系の色の光の波長
の範囲内の値に設定されていれば、赤色系以外の他の色
に対応する波長の光よりも、赤色系の色の光のほうが、
位相差板の影響を受けにくい。このため、位相差板に入
射した光のうち、赤色系の色の光は、反射型偏光素子出
射後の直線偏光の状態を保ったまま二色性偏光素子に供
給される。また位相差板に入射した光のうち、赤色系以
外の他の色の光は、位相差板によって、赤色系の色の光
よりもより楕円偏光化された後に、二色性偏光素子へ供
給される。これらの結果、位相差板から二色性偏光素子
へ供給される光の二色性偏光素子の透過率に波長依存性
が発現し、赤色系の色に対応する波長の偏光の透過率
が、赤色系の以外の他の色に対応する波長の偏光の透過
率に比べて相対的に高くなる。これによって光学素子
は、反射型偏光素子側から入射して二色性偏光素子側か
ら出射する光を、赤色化することができる。
According to the present invention, in the optical element, the retardation of the retardation plate is a value of 610 nm or more and 670 nm or less, that is, the wavelength range of light of reddish color.
The value is selected within the range of 40 nm ± 30 nm. In the optical element, the light linearly polarized by the reflective polarization element is elliptically polarized by passing through the retardation plate. If the retardation of the retardation plate is set to a value within the wavelength range of the light of the red color, the light of the red color is better than the light of the wavelength corresponding to other colors other than the red color. ,
Hard to be affected by the retarder. Therefore, of the light incident on the retardation plate, the red-colored light is supplied to the dichroic polarizing element while maintaining the linearly polarized state after being emitted from the reflective polarizing element. Also, of the light incident on the retardation plate, the light of a color other than red is supplied to the dichroic polarizing element after being made more elliptically polarized than the light of red by the retardation plate. To be done. As a result of these, the wavelength dependency is exhibited in the transmittance of the dichroic polarizing element of the light supplied from the retardation plate to the dichroic polarizing element, and the transmittance of the polarized light of the wavelength corresponding to the red color is It is relatively higher than the transmittance of polarized light of wavelengths corresponding to colors other than red. As a result, the optical element can make the light incident from the reflective polarizing element side and emitted from the dichroic polarizing element side red.

【0029】また本発明の光学素子は、前記反射型偏光
素子および前記二色性偏光素子の偏光透過軸に対する前
記位相差板の遅相軸の成す角度が、前記反射型偏光素子
の透過光が直接前記二色性偏光素子に入射する場合の前
記二色性偏光素子の透過光の色のXYZ表色系のx値お
よびy値を基準値として、前記二色性偏光素子の透過光
の色のXYZ表色系のx値またはy値と基準値との差が
0.005以上0.02以下の範囲内になる場合の前記
偏光透過軸に対する前記遅相軸の成す角度に選ばれてい
ることを特徴とする。
Further, in the optical element of the present invention, the angle formed by the slow axis of the retardation plate with respect to the polarization transmission axes of the reflective polarizing element and the dichroic polarizing element is such that the transmitted light of the reflective polarizing element is The color of the transmitted light of the dichroic polarizing element with reference to the x and y values of the XYZ color system of the color of the transmitted light of the dichroic polarizing element when directly entering the dichroic polarizing element. Is selected as an angle formed by the slow axis with respect to the polarization transmission axis when the difference between the x value or the y value of the XYZ color system and the reference value is in the range of 0.005 or more and 0.02 or less. It is characterized by

【0030】本発明に従えば、光学素子において、光学
素子内の反射型偏光素子および二色性偏光素子の偏光透
過軸に対する位相差板の遅相軸の成す角度が、前記二色
性偏光素子の透過光、すなわち光学素子全体の透過光の
色のXYZ表色系のx値およびy値と基準値との差に基
いて、制限されている。前記基準値は、前記反射型偏光
素子の透過光が直接前記二色性偏光素子に入射する場合
の前記二色性偏光素子の透過光の色のXYZ表色系のx
値およびy値、すなわち、位相差板の無い光学素子の透
過光の色のXYZ表色系のx値およびy値である。前記
偏光透過軸に対する前記遅相軸の成す角度の許容範囲の
下限値は、前記二色性偏光素子の透過光の色のx値およ
びy値と基準値との差が0.005になる場合の前記偏
光透過軸に対する前記遅相軸の成す角度である。前記許
容範囲の上限値は、前記x値およびy値と基準値との差
が0.02になる場合の前記偏光透過軸に対する前記遅
相軸の成す角度である。このような許容範囲内の角度に
前記偏光透過軸に対する前記遅相軸の成す角度が選ばれ
ることによって、反射型偏光素子から入射して二色性偏
光素子を透過する光の着色の度合を、実用上必要充分な
程度に制御することができる。
According to the present invention, in the optical element, the angle formed by the slow axis of the retardation plate with respect to the polarization transmission axes of the reflective polarizing element and the dichroic polarizing element in the optical element is the dichroic polarizing element. Of the transmitted light, that is, the color of the transmitted light of the entire optical element, is limited based on the difference between the x value and the y value of the XYZ color system and the reference value. The reference value is x in the XYZ color system of the color of the transmitted light of the dichroic polarizing element when the transmitted light of the reflective polarizing element is directly incident on the dichroic polarizing element.
Value and y value, that is, the x value and the y value of the XYZ color system of the color of the transmitted light of the optical element having no retardation plate. The lower limit of the allowable range of the angle formed by the slow axis with respect to the polarization transmission axis is 0.005 when the difference between the x value and the y value of the color of the transmitted light of the dichroic polarizing element and the reference value is 0.005. Is an angle formed by the slow axis with respect to the polarization transmission axis of. The upper limit of the allowable range is an angle formed by the slow axis with respect to the polarization transmission axis when the difference between the x value and the y value and the reference value is 0.02. By selecting the angle formed by the slow axis with respect to the polarization transmission axis to an angle within such an allowable range, the degree of coloring of light that is incident from the reflective polarization element and transmitted through the dichroic polarization element, It can be controlled to a practically necessary and sufficient level.

【0031】また本発明は、上述の光学素子と、光学素
子の二色性偏光素子側に配置される液晶層と、液晶層の
光学素子とは反対側に配置される第1偏光素子と、光学
素子の二色性偏光素子と液晶層との間に配置される半透
過反射層と、光学素子の反射型偏光素子側に配置される
照明手段とを含むことを特徴とする液晶表示装置であ
る。
The present invention also includes the above-mentioned optical element, a liquid crystal layer disposed on the dichroic polarizing element side of the optical element, and a first polarizing element disposed on the opposite side of the liquid crystal layer from the optical element. A liquid crystal display device comprising: a transflective layer disposed between a dichroic polarizing element of an optical element and a liquid crystal layer; and an illuminating unit disposed on the reflective polarizing element side of the optical element. is there.

【0032】本発明に従えば、液晶表示装置は、半透過
型であり、かつ、照明手段、光学素子の反射型偏光素
子、光学素子の位相差板、光学素子の二色性偏光素子、
半透過反射層、液晶層、および第1偏光素子が、この順
で積層した構成を有する。照明手段からの光を表示に用
いる透過表示時には、照明手段から出射した光が光学素
子を通過して液晶層に至ることによって、所望の色に着
色された直線偏光が液晶層へ供給される。これによって
液晶表示装置の表示面の色度は、光学素子の位相差板の
レタデーションを用いて、自由に調整することができ
る。また、照明手段から出射して反射型偏光素子で反射
された光は、照明手段に再び戻されるので、照明手段で
反射光を再利用することができるため、液晶表示装置は
高い透過率を達成することができる。さらに、外光を表
示に利用する反射表示時には、色度を調整するための光
学素子が半透過反射層よりも照明手段側に配置されてい
るため、外光は該光学素子に到達する前に半透過反射層
によって反射されて、表示面側である第1偏光素子側に
戻される。これによって、液晶表示装置は、反射表示時
に色度調整用の光学素子の影響を全く受けることが無い
ため、反射表示時の色度を全く損ねることはない。これ
らによって液晶表示装置は、反射表示時の表示面の色度
を全く損ねることなく、透過表示時の表示面の色度を自
由に調整することができ、かつ透過率を向上させること
ができる。
According to the present invention, the liquid crystal display device is a semi-transmissive type, and includes illumination means, a reflective polarizing element of an optical element, a retardation plate of the optical element, a dichroic polarizing element of the optical element,
The transflective layer, the liquid crystal layer, and the first polarizing element are laminated in this order. During transmissive display in which light from the illuminating means is used for display, the light emitted from the illuminating means passes through the optical element and reaches the liquid crystal layer, whereby linearly polarized light colored in a desired color is supplied to the liquid crystal layer. Thereby, the chromaticity of the display surface of the liquid crystal display device can be freely adjusted by using the retardation of the retardation plate of the optical element. Further, since the light emitted from the illuminating means and reflected by the reflective polarization element is returned to the illuminating means again, the reflected light can be reused by the illuminating means, so that the liquid crystal display device achieves high transmittance. can do. Furthermore, during reflective display using external light for display, since the optical element for adjusting chromaticity is arranged closer to the illuminating device than the semi-transmissive reflective layer, external light does not reach before reaching the optical element. The light is reflected by the semi-transmissive reflective layer and returned to the first polarizing element side which is the display surface side. As a result, the liquid crystal display device is not affected by the chromaticity adjusting optical element at the time of reflective display, so that the chromaticity at the time of reflective display is not impaired at all. With these, the liquid crystal display device can freely adjust the chromaticity of the display surface during the transmissive display without improving the chromaticity of the display surface during the reflective display, and can improve the transmittance.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態で
ある液晶表示装置21の概略的な構成を示す断面図であ
る。図2は、図1の液晶表示装置21に用いられている
色度調整用の光学素子23の概略的な構成を示す断面図
である。図1と図2とを合わせて説明する。
1 is a sectional view showing a schematic structure of a liquid crystal display device 21 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the chromaticity adjusting optical element 23 used in the liquid crystal display device 21 of FIG. 1 and 2 will be described together.

【0034】色度調整用の光学素子23は、反射型偏光
素子25と位相差板26と二色性偏光素子27とを含
む。反射型偏光素子25は、予め定める基準振動方向の
偏光光を透過し、該基準振動方向と直交する方向の偏光
光を反射する。二色性偏光素子27は、予め定める基準
振動方向の偏光光を透過し、該基準振動方向と直交する
偏光光を吸収する。反射型偏光素子25および二色性偏
光素子27は、反射型偏光素子25の偏光透過軸α1と
二色性偏光素子27の偏光透過軸α2とが相互に平行に
なるように、配置されている。位相差板26は、反射型
偏光素子25と二色性偏光素子27との間に配置され
る。反射型偏光素子25と位相差板26と二色性偏光素
子27とは、1本の光路上に、光の入射側から光の出射
側に向って、この順で積層されている。本明細書におい
て、「偏光素子の偏光透過軸」とは、基準振動方向の偏
光光が該偏光素子の垂直方向から入射した時に透過率が
最大になる方向を指す。
The chromaticity adjusting optical element 23 includes a reflective polarizing element 25, a retardation plate 26 and a dichroic polarizing element 27. The reflective polarization element 25 transmits the polarized light in the predetermined reference vibration direction and reflects the polarized light in the direction orthogonal to the reference vibration direction. The dichroic polarizing element 27 transmits polarized light in a predetermined reference vibration direction and absorbs polarized light orthogonal to the reference vibration direction. The reflective polarization element 25 and the dichroic polarization element 27 are arranged such that the polarization transmission axis α1 of the reflection polarization element 25 and the polarization transmission axis α2 of the dichroic polarization element 27 are parallel to each other. . The retardation plate 26 is arranged between the reflective polarization element 25 and the dichroic polarization element 27. The reflective polarization element 25, the retardation film 26, and the dichroic polarization element 27 are laminated in this order on one optical path from the light incident side to the light emission side. In the present specification, the “polarization transmission axis of the polarizing element” refers to the direction in which the transmittance becomes maximum when polarized light in the reference vibration direction enters from the vertical direction of the polarizing element.

【0035】このように、図2の光学素子23は、反射
型偏光素子25と位相差板26と二色性偏光素子27と
の三層構造を有する。反射型偏光素子25側から光学素
子23に入射した光のうち、反射型偏光素子25の基準
偏光方向の偏光光は、最初に、反射型偏光素子25を透
過することによって直線偏光化され、位相差板26に供
給される。位相差板26に供給された直線偏光は、位相
差板26のレタデーションに依存して楕円偏光化され
て、二色性偏光素子27に供給される。このとき、位相
差板26を出射する楕円偏光の状態に波長依存性が存在
するので、二色性偏光素子27を透過する偏光光の透過
率にも波長依存性が発現する。このため、二色性偏光素
子27を透過した偏光光が着色される。これによって、
光学素子23は、反射型偏光素子25側から入射した光
を、任意の色に着色して出射させることができる。ま
た、反射型偏光素子25側から光学素子23に入射した
光のうち、反射型偏光素子25の基準偏光方向と直交す
る方向の偏光光は、反射型偏光素子25で反射され、入
射方向に戻される。入射光の光源に反射板等が設けられ
ていれば、反射光は光学素子23に再び供給される。こ
れによって、光源からの入射光を有効利用することが可
能になる。これらによって、光学素子23は、位相差板
26のレタデーションを調整するだけで、光学素子23
全体を透過した光を容易に着色することができ、かつ、
光学素子23を透過する光の輝度を向上させることがで
きる。
As described above, the optical element 23 of FIG. 2 has a three-layer structure of the reflection type polarizing element 25, the retardation plate 26 and the dichroic polarizing element 27. Of the light that has entered the optical element 23 from the reflective polarization element 25 side, the polarized light in the reference polarization direction of the reflective polarization element 25 is first linearly polarized by passing through the reflective polarization element 25, It is supplied to the phase difference plate 26. The linearly polarized light supplied to the retardation plate 26 is elliptically polarized depending on the retardation of the retardation plate 26, and then supplied to the dichroic polarizing element 27. At this time, since the state of the elliptically polarized light emitted from the retardation plate 26 has wavelength dependency, the transmittance of polarized light transmitted through the dichroic polarizing element 27 also exhibits wavelength dependency. Therefore, the polarized light transmitted through the dichroic polarizing element 27 is colored. by this,
The optical element 23 can color the light incident from the reflective polarizing element 25 side into an arbitrary color and emit the light. Of the light that has entered the optical element 23 from the reflective polarization element 25 side, the polarized light in the direction orthogonal to the reference polarization direction of the reflective polarization element 25 is reflected by the reflective polarization element 25 and returned to the incident direction. Be done. If the light source of the incident light is provided with a reflection plate or the like, the reflected light is supplied to the optical element 23 again. This makes it possible to effectively use the incident light from the light source. With these, the optical element 23 only needs to adjust the retardation of the retardation plate 26.
The light transmitted through the whole can be easily colored, and
The brightness of the light transmitted through the optical element 23 can be improved.

【0036】色度調整用の光学素子23を備えた図1の
液晶表示装置21は、基本的には、該光学素子23の他
に、液晶層30と、第1偏光素子31と、半透過反射層
32と、照明部33とを含む。液晶層30は、光学素子
23を通る光路上において、光学素子23の二色性偏光
素子27側に配置される。第1偏光素子31は、前記光
路上において、液晶層30の光学素子23とは反対側に
配置される。半透過反射層32は、前記光路上におい
て、光学素子23の二色性偏光素子27と液晶層30と
の間に配置される。照明部33は、所謂バックライトで
あり、前記光路上において、光学素子23の反射型偏光
素子25側に配置される。
The liquid crystal display device 21 of FIG. 1 equipped with the chromaticity adjusting optical element 23 is basically a liquid crystal layer 30, a first polarizing element 31, and a semi-transmissive element in addition to the optical element 23. The reflective layer 32 and the illumination part 33 are included. The liquid crystal layer 30 is arranged on the dichroic polarizing element 27 side of the optical element 23 on the optical path passing through the optical element 23. The first polarizing element 31 is arranged on the optical path on the opposite side of the liquid crystal layer 30 from the optical element 23. The semi-transmissive reflective layer 32 is arranged between the dichroic polarizing element 27 of the optical element 23 and the liquid crystal layer 30 on the optical path. The illuminating unit 33 is a so-called backlight, and is arranged on the optical path 23 on the reflective polarization element 25 side of the optical element 23.

【0037】液晶表示装置21において、照明部33、
光学素子23の反射型偏光素子25、光学素子23の位
相差板26、光学素子23の二色性偏光素子27、半透
過反射層32、液晶層30、および第1偏光素子31
が、1本の光路上に、この順で積層される。図1の液晶
表示装置21は、液晶層30と光学素子23の間に、位
相差板をさらに有していてもよい。たとえば、第1偏光
素子31、第1の位相差板、液晶層30、半透過反射層
32、第2の位相差板、光学素子23、および照明部3
3がこの順で並ぶ構成でも、本発明の効果が発揮され
る。図1の液晶表示装置21は、第1偏光素子31側
が、使用者に最近接して画像が表示される表示面にな
り、照明部33側が背面になる。
In the liquid crystal display device 21, the illumination unit 33,
The reflective polarizing element 25 of the optical element 23, the retardation plate 26 of the optical element 23, the dichroic polarizing element 27 of the optical element 23, the semi-transmissive reflective layer 32, the liquid crystal layer 30, and the first polarizing element 31.
Are laminated in this order on one optical path. The liquid crystal display device 21 of FIG. 1 may further include a retardation plate between the liquid crystal layer 30 and the optical element 23. For example, the first polarizing element 31, the first retardation plate, the liquid crystal layer 30, the semi-transmissive reflective layer 32, the second retardation plate, the optical element 23, and the illumination unit 3.
The effect of the present invention is exhibited even in the configuration in which 3 is arranged in this order. In the liquid crystal display device 21 of FIG. 1, the first polarizing element 31 side is the display surface on which the image is displayed closest to the user, and the illumination unit 33 side is the back surface.

【0038】このように、図1の液晶表示装置21は、
半透過型である。照明部33からの光を表示に用いる透
過表示時には、照明部33から出射した光が光学素子2
3を通過して液晶層30に至ることによって、所望の色
に着色された直線偏光が液晶層30へ供給される。これ
によって液晶表示装置21の表示面の色度は、光学素子
23の位相差板26のレタデーションを調整することに
よって、設計時に自由に調整することができる。また、
照明部33から出射して反射型偏光素子25で反射され
た光は照明部33に再び戻されるので、照明部33が備
える反射板等を用いて反射光を再び液晶層30側に反射
すれば、光の再利用が可能になる。このため、図1の液
晶表示装置21は高い透過率を達成することができる。
さらに、外光を表示に利用する反射表示時には、色度を
調整するための光学素子23が半透過反射層32よりも
照明部33側に配置されているため、外光は光学素子2
3に到達する前に半透過反射層32によって反射され
て、表示面側である第1偏光素子31側に戻される。こ
れによって、液晶表示装置21は、反射表示時に色度調
整用の光学素子23の影響を全く受けることが無いた
め、反射表示時の表示面の色度を全く損ねることはな
い。これらによって液晶表示装置21は、反射表示時の
表示面の色度を全く損ねることなく、透過表示時の表示
面の色度を自由に調整することができ、かつ透過率を向
上させることができる。
As described above, the liquid crystal display device 21 of FIG.
It is a semi-transmissive type. During the transmissive display in which the light from the illumination unit 33 is used for display, the light emitted from the illumination unit 33 is emitted from the optical element 2
By passing through 3 and reaching the liquid crystal layer 30, linearly polarized light colored in a desired color is supplied to the liquid crystal layer 30. Thereby, the chromaticity of the display surface of the liquid crystal display device 21 can be freely adjusted at the time of designing by adjusting the retardation of the retardation plate 26 of the optical element 23. Also,
The light emitted from the illuminating unit 33 and reflected by the reflective polarization element 25 is returned to the illuminating unit 33 again. Therefore, if the reflected light is reflected to the liquid crystal layer 30 side again by using a reflection plate or the like included in the illuminating unit 33. , Light can be reused. Therefore, the liquid crystal display device 21 of FIG. 1 can achieve high transmittance.
Furthermore, during reflection display using external light for display, the optical element 23 for adjusting chromaticity is arranged closer to the illumination unit 33 than the semi-transmissive reflective layer 32, and therefore external light is reflected by the optical element 2.
Before reaching 3, the light is reflected by the semi-transmissive reflective layer 32 and returned to the first polarizing element 31 side which is the display surface side. As a result, the liquid crystal display device 21 is not affected by the chromaticity adjusting optical element 23 at the time of the reflective display, so that the chromaticity of the display surface during the reflective display is not impaired at all. With these, the liquid crystal display device 21 can freely adjust the chromaticity of the display surface during the transmissive display without improving the chromaticity of the display surface during the reflective display, and can improve the transmittance. .

【0039】図1の例では、液晶表示装置21は、単純
マトリックス駆動型の超ねじれネマティック(Super Tw
isted Nematic:STN)型液晶表示装置21で実現されて
いる。図1の液晶表示装置21は、上述した構成に加え
て、第1基板35、第2基板36、第1位相差板37、
第2位相差板38、第3位相差板39、第4位相差板4
0、光拡散層41、カラーフィルタ42、保護層43、
第1電極45、第2電極46、第1配向膜47、および
第2配向膜48を含む。
In the example of FIG. 1, the liquid crystal display device 21 is a simple matrix drive type super twisted nematic (Super Tw).
This is realized by an isted Nematic (STN) type liquid crystal display device 21. The liquid crystal display device 21 of FIG. 1 has a first substrate 35, a second substrate 36, a first retardation plate 37, and
Second retardation plate 38, third retardation plate 39, fourth retardation plate 4
0, the light diffusion layer 41, the color filter 42, the protective layer 43,
The first electrode 45, the second electrode 46, the first alignment film 47, and the second alignment film 48 are included.

【0040】透明な第1基板35および透明な第2基板
36は、液晶層30を挟んで対向し、かつ各基板35,
36の一方面が相互に平行になるように、配置される。
第1偏光素子31は、第1基板35の液晶層30とは反
対側に配置される。色度調整用の光学素子23は、第2
基板36の液晶層30とは反対側に配置される。第1位
相差板37は、第1基板35と第1偏光素子31との間
に配置される。第2位相差板38は、第1位相差板37
と第1偏光素子31との間に配置される。第3位相差板
39は、第2基板36と光学素子23との間に配置され
る。第4位相差板40は、第3位相差板39と光学素子
23との間に配置される。第1〜第4位相差板37〜4
0は、光学補償用の位相差板であり、図1の例では2枚
を1組にして用いている。照明部33は、光学素子23
の液晶層30とは反対側に配置される。
The transparent first substrate 35 and the transparent second substrate 36 face each other with the liquid crystal layer 30 in between, and each substrate 35,
It is arranged so that one surface of 36 is parallel to each other.
The first polarizing element 31 is arranged on the side of the first substrate 35 opposite to the liquid crystal layer 30. The optical element 23 for chromaticity adjustment is the second
The substrate 36 is arranged on the opposite side of the liquid crystal layer 30. The first retardation plate 37 is arranged between the first substrate 35 and the first polarizing element 31. The second retardation plate 38 is the first retardation plate 37.
And the first polarization element 31. The third retardation plate 39 is arranged between the second substrate 36 and the optical element 23. The fourth retardation plate 40 is arranged between the third retardation plate 39 and the optical element 23. First to fourth retardation plates 37 to 4
Reference numeral 0 is a retardation plate for optical compensation, and two sheets are used as one set in the example of FIG. The illumination unit 33 includes the optical element 23.
Is arranged on the side opposite to the liquid crystal layer 30.

【0041】第2基板36の液晶層30側の一方面に
は、無色透明の材料から成る光拡散層41が設けられて
いる。光拡散層41の液晶層30側の表面は、たとえ
ば、凹凸が設けられている。光拡散層41の液晶層30
側には、半透過反射層32が設けられている。半透過反
射層32は、たとえば、アルミニウム(Al)、パラジ
ウム(Pd)、銀(Ag)、またはこれら金属の内の少
なくとも1つを含む合金等の金属材料から形成されてい
る。半透過反射層32の液晶層30側の表面は、光拡散
層41の液晶層30側の表面の凹凸に追従する形で、凹
凸が生じている。
A light diffusing layer 41 made of a colorless and transparent material is provided on one surface of the second substrate 36 on the liquid crystal layer 30 side. The surface of the light diffusion layer 41 on the liquid crystal layer 30 side is provided with, for example, irregularities. Liquid crystal layer 30 of light diffusion layer 41
The semi-transmissive reflective layer 32 is provided on the side. The semi-transmissive reflective layer 32 is formed of a metal material such as aluminum (Al), palladium (Pd), silver (Ag), or an alloy containing at least one of these metals. The surface of the semi-transmissive reflective layer 32 on the liquid crystal layer 30 side is uneven so as to follow the unevenness of the surface of the light diffusion layer 41 on the liquid crystal layer 30 side.

【0042】半透過反射層32の液晶層30側の面に
は、カラーフィルタ42が設けられている。カラーフィ
ルタ42は、具体的には、赤(R)緑(G)青(B)の
3色の着色層が、半透過反射層32の液晶層30側の面
内に、所定のパターンで配置されている。半透過反射層
32の液晶層30側の表面の凹凸は、カラーフィルタ4
2によって平坦化されている。カラーフィルタ42の液
晶層30側の面には、透明な保護層43が設けられてい
る。
A color filter 42 is provided on the surface of the semi-transmissive reflective layer 32 on the liquid crystal layer 30 side. In the color filter 42, specifically, three colored layers of red (R) green (G) blue (B) are arranged in a predetermined pattern on the surface of the semi-transmissive reflective layer 32 on the liquid crystal layer 30 side. Has been done. The unevenness on the surface of the semi-transmissive reflective layer 32 on the liquid crystal layer 30 side is caused by the color filter 4
2 is flattened. A transparent protective layer 43 is provided on the surface of the color filter 42 on the liquid crystal layer 30 side.

【0043】第1電極45および第2電極46は、それ
ぞれ透明かつ帯状であって、複数本ずつ用意されてい
る。複数本の第1電極45は、長さ方向が相互に平行に
なりかつ隣合う2つの第1電極45の間に所定の間隔が
空くように、第1基板35の液晶層30側の一方面上に
配置される。複数本の第2電極46は、長さ方向が相互
に平行になりかつ隣合う2つの第2電極46の間に所定
の間隔が空くように、保護層43の液晶層30側の面上
に配置される。第1基板35の一方面の法線方向から見
て、第1電極45の長さ方向は第2電極46の長さ方向
と直交する。液晶表示装置21内部において、第1基板
35の一方面の法線方向から見て第1電極45が第2電
極46と重なる部分が、液晶表示装置21の画素として
それぞれ機能する。
The first electrode 45 and the second electrode 46 are transparent and strip-shaped, and a plurality of them are prepared. The plurality of first electrodes 45 are arranged on one surface of the first substrate 35 on the liquid crystal layer 30 side so that the length directions thereof are parallel to each other and a predetermined space is provided between two adjacent first electrodes 45. Placed on top. The plurality of second electrodes 46 are provided on the surface of the protective layer 43 on the liquid crystal layer 30 side so that the length directions thereof are parallel to each other and a predetermined space is provided between two adjacent second electrodes 46. Will be placed. The length direction of the first electrode 45 is orthogonal to the length direction of the second electrode 46 when viewed from the normal direction of the one surface of the first substrate 35. Inside the liquid crystal display device 21, portions where the first electrode 45 overlaps the second electrode 46 when viewed from the normal direction of the one surface of the first substrate 35 respectively function as pixels of the liquid crystal display device 21.

【0044】第1配向膜47は、第1基板35と液晶層
30との間に配置されており、かつ、第1基板35と液
晶層30との間に配置される部品45,47のうちで液
晶層30に最も近接している。第2配向膜48は、第2
基板36と液晶層30との間に配置されており、かつ、
第2基板36と液晶層30との間に配置される部品4
1,32,42,43,46,48のうちで液晶層30
に最も近接している。第1配向膜47および第2配向膜
48は、それぞれ、ラビング等によって、所定の方向に
配向処理が施されている。液晶層30は、第1配向膜4
7と第2配向膜48との間に封入されたネマティック液
晶によって構成されている。液晶層30の周囲は、枠状
のシール層によって封止されている。第1および第2配
向膜47,48によって、240度以上260度以下の
ツイスト角が、液晶層30に与えられている。
The first alignment film 47 is disposed between the first substrate 35 and the liquid crystal layer 30, and of the components 45 and 47 disposed between the first substrate 35 and the liquid crystal layer 30. And is closest to the liquid crystal layer 30. The second alignment film 48 is the second
Is disposed between the substrate 36 and the liquid crystal layer 30, and
The component 4 arranged between the second substrate 36 and the liquid crystal layer 30.
The liquid crystal layer 30 among 1, 32, 42, 43, 46, 48
Is the closest to. The first alignment film 47 and the second alignment film 48 are each subjected to an alignment treatment in a predetermined direction by rubbing or the like. The liquid crystal layer 30 includes the first alignment film 4
7 and the second alignment film 48 are formed of nematic liquid crystal. The periphery of the liquid crystal layer 30 is sealed by a frame-shaped seal layer. The first and second alignment films 47 and 48 give the liquid crystal layer 30 a twist angle of 240 degrees or more and 260 degrees or less.

【0045】なお、本実施の形態の液晶表示装置21
は、上述したような光学素子23と液晶層30と第1偏
光素子31と半透過反射層32と照明部33とを含む基
本的な構成を備えていれば、色調の調整が難しい複屈折
性による表示を行う単純マトリックス型のSTN型液晶
表示装置に限らず、アクテイブマトリックス型の液晶表
示装置、セグメント型の液晶表示装置、または、その他
の駆動型の液晶表示装置によって実現することが可能で
ある。なお、図1の液晶表示装置21において、光の一
部を透過して残りを反射する半透過反射層32として、
半透過性の金属薄膜が用いられているが、開口部を有す
る金属薄膜を用いても良い。また図1の液晶表示装置2
1では、反射光の拡散性向上のために光拡散層41を用
いているが、反射率向上など必要に応じて、光拡散層4
1を除くことができる。
The liquid crystal display device 21 of the present embodiment
Has a basic configuration including the optical element 23, the liquid crystal layer 30, the first polarizing element 31, the semi-transmissive reflective layer 32, and the illumination section 33 as described above, it is difficult to adjust the color birefringence. The present invention is not limited to the STN type liquid crystal display device of the simple matrix type which performs display by, but can be realized by an active matrix type liquid crystal display device, a segment type liquid crystal display device, or another drive type liquid crystal display device. . In the liquid crystal display device 21 of FIG. 1, as the semi-transmissive reflective layer 32 that transmits a part of light and reflects the rest,
Although a semi-transparent metal thin film is used, a metal thin film having an opening may be used. In addition, the liquid crystal display device 2 of FIG.
1, the light diffusion layer 41 is used to improve the diffusivity of the reflected light.
1 can be excluded.

【0046】本発明の光学素子23および液晶表示装置
21に用いられる反射型偏光素子25とは、基準振動方
向の偏光光は透過し、基準振動方向と直交する偏光光は
反射する性質を持つ偏光素子である。このような反射型
偏光素子25として、たとえば、特表平9−50683
7号公報に開示されるような、二種の屈折率の異なる高
分子フィルムを積層することによって屈折率の異方性に
よる反射率の異方性を利用する偏光素子を、用いること
ができる。またたとえば、このような反射型偏光素子2
5として、特開平3−45906号公報に開示されるよ
うな、コレステリック液晶層30と四分の一波長板(1
/4λ板)と鏡とを組合わせることによって、コレステ
リック液晶による選択反射を利用する偏光素子を、用い
ることができる。
The polarizing element 25 used in the optical element 23 and the liquid crystal display device 21 of the present invention has a property of transmitting polarized light in the reference vibration direction and reflecting polarized light orthogonal to the reference vibration direction. It is an element. As such a reflective polarization element 25, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-50683 can be used.
A polarizing element utilizing the anisotropy of reflectance due to the anisotropy of refractive index by laminating two kinds of polymer films having different refractive indexes as disclosed in Japanese Patent No. 7 can be used. Further, for example, such a reflective polarization element 2
5, a cholesteric liquid crystal layer 30 and a quarter-wave plate (1) as disclosed in JP-A-3-45906.
A polarizing element utilizing selective reflection by a cholesteric liquid crystal can be used by combining a / 4λ plate) and a mirror.

【0047】本発明の光学素子23および液晶表示装置
21に用いられる二色性偏光素子27とは、基準振動方
向の偏光光は透過し、それと直交する偏光光は吸収する
性質をもつ偏光素子である。このような二色性偏光素子
27としては、たとえば、ヨウ素系偏光フィルム等で実
現される公知の二色性偏光素子を使用することができ
る。ヨウ素系偏光フィルムとは、延伸したポリビニルア
ルコールフィルムにヨウ素を吸着させたフィルムであ
る。
The dichroic polarizing element 27 used in the optical element 23 and the liquid crystal display device 21 of the present invention is a polarizing element having a property of transmitting polarized light in the reference vibration direction and absorbing polarized light orthogonal thereto. is there. As such a dichroic polarizing element 27, for example, a known dichroic polarizing element realized by an iodine-based polarizing film or the like can be used. The iodine-based polarizing film is a film obtained by adsorbing iodine on a stretched polyvinyl alcohol film.

【0048】液晶層30および位相差板26,37〜4
0等に代表される光学補償板は、複屈折性を有する板状
の部材である。このような光学補償板のレタデーション
Reは、たとえば、光学補償板の屈折率異方性Δnと光
学補償板の厚みdとの積によって、次式に示すように定
義される。 Re=d×Δn …(1)
Liquid crystal layer 30 and retardation plates 26, 37-4
The optical compensation plate represented by 0 and the like is a plate-shaped member having birefringence. The retardation Re of such an optical compensation plate is defined by the product of the refractive index anisotropy Δn of the optical compensation plate and the thickness d of the optical compensation plate as shown in the following equation. Re = d × Δn (1)

【0049】図1および図2に示す色度調整用の光学素
子23による透過光の着色についての原理を、以下に説
明する。なお、説明の便宜上、照明部33から出射する
光を、赤(R)と緑(G)と青(B)との三色にそれぞ
れ対応する波長の光の合成光として扱うものとする。
The principle of coloring the transmitted light by the chromaticity adjusting optical element 23 shown in FIGS. 1 and 2 will be described below. For convenience of description, the light emitted from the illumination unit 33 is treated as a combined light of wavelengths corresponding to the three colors of red (R), green (G), and blue (B).

【0050】照明部33から出射した光は、まず光学素
子23の反射型偏光素子25に至る。光学素子23の反
射型偏光素子25は、基準振動方向の偏光光は透過し、
基準振動方向と直交する偏光光は反射する。したがっ
て、反射型偏光素子25の偏光透過軸α1に平行な振動
方向をもつ偏光光だけが反射型偏光素子25を透過する
ので、反射型偏光素子25の偏光透過軸α1と平行な赤
(R)と緑(G)と青(B)とにそれぞれ対応する波長
の直線偏光が、光学素子23の位相差板26に供給され
る。位相差板26に供給される赤(R)と緑(G)と青
(B)とにそれぞれ対応する波長の直線偏光は、位相差
板26のレタデーションにしたがって、それぞれ異なる
楕円偏光状態を取る。また、赤(R)と緑(G)と青
(B)とにそれぞれ対応する波長の直線偏光の位相差板
26通過後の楕円偏光状態は、当然、位相差板26のレ
タデーションだけでなく、位相差板26の遅相軸β方向
にもそれぞれ依存する。
The light emitted from the illumination unit 33 first reaches the reflective polarization element 25 of the optical element 23. The reflective polarization element 25 of the optical element 23 transmits polarized light in the reference vibration direction,
The polarized light orthogonal to the reference vibration direction is reflected. Therefore, since only polarized light having an oscillation direction parallel to the polarization transmission axis α1 of the reflective polarization element 25 passes through the reflective polarization element 25, red (R) parallel to the polarization transmission axis α1 of the reflective polarization element 25 is transmitted. Linearly polarized light having wavelengths corresponding to green, green (G), and blue (B) are supplied to the retardation plate 26 of the optical element 23. The linearly polarized lights having wavelengths corresponding to red (R), green (G), and blue (B) supplied to the retardation plate 26 have different elliptically polarized states according to the retardation of the retardation plate 26. In addition, the elliptically polarized state of linearly polarized light having wavelengths corresponding to red (R), green (G), and blue (B) after passing through the retardation plate 26 is not limited to the retardation of the retardation plate 26 as a matter of course. It also depends on the slow axis β direction of the phase plate 26.

【0051】次に、位相差板26によって楕円偏光化さ
れた赤(R)と緑(G)と青(B)とにそれぞれ対応す
る波長の光は、光学素子23の二色性偏光素子27に供
給される。ここで、赤(R)の楕円偏光と緑(G)の楕
円偏光と青(B)の楕円偏光とは、偏光状態が相互に異
なり、かつ、二色性偏光素子27を光が透過する際の透
過率は光の偏光状態に依存する。このため、二色性偏光
素子27を透過した後の赤(R)と緑(G)と青(B)
とにそれぞれ対応する波長の光の強度には、相対的な強
弱が発生している。
Next, the lights of the wavelengths corresponding to red (R), green (G) and blue (B), which are elliptically polarized by the phase difference plate 26, are dichroic polarizing elements 27 of the optical element 23. Is supplied to. Here, red (R) elliptically polarized light, green (G) elliptically polarized light, and blue (B) elliptically polarized light have different polarization states from each other, and when light passes through the dichroic polarizing element 27. The transmissivity of depends on the polarization state of light. Therefore, red (R), green (G), and blue (B) after passing through the dichroic polarizing element 27.
Relative strengths are generated in the light intensity of the wavelengths corresponding to and.

【0052】この結果、たとえば、二色性偏光素子27
通過後の赤(R)に対応する波長の光の強度が、他の緑
(G)および青(B)にそれぞれ対応する波長の光の強
度よりも、相対的に強くなるように、位相差板26のレ
タデーションを選択することによって、二色性偏光素子
27を透過する光を赤(R)色に着色することができ
る。すなわち、緑(G)および青(B)にそれぞれ対応
する波長の光の強度よりも赤(R)に対応する波長の光
のほうが二色性偏光素子27の透過率が高くなるよう
に、位相差板26のレタデーションを選択することによ
って、光学素子23から出射する光を赤色に着色するこ
とができる。なお、二色性偏光素子27の透過光を緑
(G)または青(B)色に着色したい場合には、該透過
光を赤色に着色する場合と同様に、位相差板26のレタ
デーションを着色したい色に合わせて選べば良い。
As a result, for example, the dichroic polarizing element 27.
The phase difference is set so that the intensity of light having a wavelength corresponding to red (R) after passing is relatively stronger than the intensity of light having wavelengths corresponding to other green (G) and blue (B), respectively. By selecting the retardation of the plate 26, the light transmitted through the dichroic polarizing element 27 can be colored in red (R). That is, the transmittance of the dichroic polarizing element 27 is higher than that of the light of the wavelength corresponding to red (R) than the intensity of the light of the wavelength corresponding to green (G) and blue (B), respectively. By selecting the retardation of the phase difference plate 26, the light emitted from the optical element 23 can be colored in red. When the transmitted light of the dichroic polarizing element 27 is desired to be colored in green (G) or blue (B), the retardation of the retardation plate 26 is colored as in the case where the transmitted light is colored in red. Just choose the color that suits your needs.

【0053】着色すべき色の光の反射型偏光素子25出
射後の直線偏光状態を出来る限り保った状態のまま該着
色すべき光が二色性偏光素子27に供給される場合のほ
うが、反射型偏光素子25出射後の直線偏光状態が崩れ
た状態で該着色すべき光が二色性偏光素子27に供給さ
れる場合よりも、該着色すべき色の光の光学素子23全
体の透過強度が相対的に強くなる。このため、位相差板
26のレタデーションには、着色すべき色に対応する波
長をそのまま選択してやればよい。
When the light to be colored is supplied to the dichroic polarizing element 27 while keeping the linearly polarized state of the reflection type polarization element 25 of the color of the color to be emitted as much as possible, it is more reflected. Transmission intensity of the light of the color to be colored through the optical element 23 as compared with the case where the light to be colored is supplied to the dichroic polarizing element 27 in a state where the linearly polarized state after being emitted from the type polarization element 25 is broken. Becomes relatively stronger. Therefore, for the retardation of the retardation plate 26, the wavelength corresponding to the color to be colored may be selected as it is.

【0054】なお、上記のように、反射型偏光素子25
によって得られる所望の色に対応する波長の直線偏光が
位相差板26透過後も偏光状態を保持した状態で二色性
偏光素子27に供給されることが好ましいので、二色性
偏光素子27の偏光透過軸α2と反射型偏光素子25の
偏光透過軸α1とが平行であるとき、光学素子23全体
の透過率が最も高くなる。このため、反射型偏光素子2
5の偏光透過軸α1と二色性偏光素子27の偏光透過軸
α2とは、相互に平行であることが望ましい。
As described above, the reflective polarizing element 25
It is preferable that the linearly polarized light having the wavelength corresponding to the desired color obtained by the above is supplied to the dichroic polarizing element 27 in a state where the polarization state is maintained even after passing through the retardation plate 26. When the polarization transmission axis α2 and the polarization transmission axis α1 of the reflective polarization element 25 are parallel to each other, the transmittance of the entire optical element 23 is highest. Therefore, the reflective polarization element 2
The polarization transmission axis α1 of 5 and the polarization transmission axis α2 of the dichroic polarizing element 27 are preferably parallel to each other.

【0055】以上のような原理に基き、光学素子23に
おいて、位相差板26のレタデーションが、着色すべき
色の光の波長に選ばれることが好ましい。位相差板26
のレタデーションが着色すべき色に対応する波長に設定
されているならば、位相差板26のレタデーションと等
しい波長に対応する色の光、すなわち着色すべき色の光
は、着色すべき色以外の他の色に対応する波長の光より
も、位相差板26の影響を受けにくい。このため、位相
差板26に入射した光のうち、着色すべき色の光は、反
射型偏光素子25出射後の直線偏光の状態を保ったま
ま、位相差板26を通過して二色性偏光素子27に供給
され、前記他の色の光は、位相差板26によって着色す
べき色の光よりもより楕円偏光化された後に、二色性偏
光素子27へ供給される。この結果、二色性偏光素子2
7へ供給される光の二色性偏光素子27の透過率に波長
依存性が発現し、着色すべき色の波長の偏光の透過率の
ほうが前記他の波長の偏光の透過率よりも高くなる。こ
れによって、光学素子23は、反射型偏光素子25側か
ら入射して二色性偏光素子27側から出射する光を、着
色すべき色に着色することができる。
Based on the above principle, in the optical element 23, it is preferable that the retardation of the retardation plate 26 is selected to be the wavelength of the light of the color to be colored. Phase plate 26
If the retardation of is set to the wavelength corresponding to the color to be colored, the light of the color corresponding to the wavelength equal to the retardation of the retardation plate 26, that is, the light of the color to be colored is other than the color to be colored. It is less affected by the retardation plate 26 than the light of the wavelength corresponding to another color. Therefore, of the light that has entered the retardation plate 26, the light of the color to be colored passes through the retardation plate 26 while maintaining the linearly polarized state after being emitted from the reflective polarization element 25, and then dichroic. The light of the other color is supplied to the polarization element 27, is made more elliptically polarized than the light of the color to be colored by the retardation plate 26, and then is supplied to the dichroic polarization element 27. As a result, the dichroic polarizing element 2
7 shows wavelength dependency of the transmittance of the light supplied to the dichroic polarizing element 27, and the transmittance of polarized light of the wavelength of the color to be colored is higher than the transmittance of polarized light of the other wavelengths. . As a result, the optical element 23 can color the light that is incident from the reflective polarizing element 25 side and is emitted from the dichroic polarizing element 27 side to a color that should be colored.

【0056】また光学素子23において、位相差板26
のレタデーションを、着色すべき色の波長を含む所定範
囲内の値から選ぶことによって、光学素子23全体を透
過した光の色度を微調整することが可能になる。好まし
くは、着色すべき色の波長を中心として±30nmの範
囲内から位相差板26のレタデーションを選択すること
よって、実用上充分な範囲内で、光学素子23全体の透
過光を着色すべき色にほぼ着色しつつ、該透過光の色度
を必要充分に微調整することができる。
In the optical element 23, the retardation plate 26
It is possible to finely adjust the chromaticity of the light transmitted through the entire optical element 23 by selecting the retardation of the above from a value within a predetermined range including the wavelength of the color to be colored. Preferably, by selecting the retardation of the retardation plate 26 within a range of ± 30 nm centering on the wavelength of the color to be colored, the color of the transmitted light of the entire optical element 23 should be colored within a practically sufficient range. It is possible to finely adjust the chromaticity of the transmitted light while coloring almost completely.

【0057】これらの結果に基き、光学素子23を用い
て光を青色化するには、青色の光の波長である410n
mを中心として±30nmの範囲(410nm±30n
m)内、すなわち380nm以上440nm以下の範囲
内から、位相差板26のレタデーションが選ばれれば良
いことが解る。また光学素子23を用いて光を緑色化す
るには、緑色の光の波長である520nmを中心として
±30nmの範囲(520nm±30nm)内、すなわ
ち490nm以上550nm未満の範囲内から、位相差
板26のレタデーションが選ばれれば良いことが解る。
さらにまた光学素子23を用いて光を黄色化するには、
黄色の光の波長である580nmを中心として±30n
mの範囲(580nm±30nm)内、すなわち550
nm以上610nm未満の範囲内から、位相差板26の
レタデーションが選ばれれば良いことが解る。また光学
素子23を用いて光を赤色化するには、赤色の光の波長
である640nmを中心として±30nmの範囲(64
0nm±30nm)内、すなわち610nm以上670
nm以下の範囲内から、位相差板26のレタデーション
が選ばれれば良いことが解る。
Based on these results, in order to make light blue by using the optical element 23, the wavelength of blue light is 410n.
Range of ± 30 nm centered around m (410 nm ± 30 n
It is understood that the retardation of the retardation film 26 may be selected from within m), that is, within the range of 380 nm to 440 nm. Further, in order to make light green by using the optical element 23, the retardation plate is selected from within a range of ± 30 nm (520 nm ± 30 nm) centered around 520 nm which is the wavelength of green light, that is, within a range of 490 nm or more and less than 550 nm. It is understood that 26 retardations should be selected.
Furthermore, in order to make light yellow by using the optical element 23,
± 30n centered around the wavelength of 580nm of yellow light
Within the range of m (580 nm ± 30 nm), that is, 550
It is understood that the retardation of the retardation plate 26 may be selected from the range of not less than nm and less than 610 nm. In order to make light red using the optical element 23, a range of ± 30 nm (64 nm around the wavelength 640 nm of red light)
0 nm ± 30 nm), that is, 610 nm or more and 670
It is understood that the retardation of the retardation film 26 may be selected from the range of nm or less.

【0058】図2の光学素子23を備える図1の半透過
型液晶表示装置21において、透過表示時および反射表
示時の表示面の色度について、以下のような5通りの実
験および評価を行った。本明細書において、透過表示時
とは、半透過反射層32を透過して背面側から液晶層3
0に入射する光を表示に用いる場合であり、反射表示時
とは、表示面側から液晶層30に入射して半透過反射層
32で反射した光を表示に用いる場合である。以下の評
価では、光学素子23の位相差板26のレタデーショ
ン、ならびに光学素子23の反射型偏光素子25および
二色性偏光素子27の偏光透過軸α1,α2と光学素子
23の位相差板26の遅相軸βとの成す角度θの2つ
を、評価のパラメータとして用いる。
In the transflective liquid crystal display device 21 of FIG. 1 equipped with the optical element 23 of FIG. 2, the following five types of experiments and evaluations were conducted on the chromaticity of the display surface during transmissive display and reflective display. It was In the present specification, “transmissive display” means that the liquid crystal layer 3 is transmitted from the back side through the semi-transmissive reflective layer 32.
The light incident on 0 is used for display, and the reflective display is used when the light incident on the liquid crystal layer 30 from the display surface side and reflected by the semitransparent reflective layer 32 is used for display. In the following evaluation, the retardation of the retardation plate 26 of the optical element 23, the polarization transmission axes α1 and α2 of the reflective polarizing element 25 and the dichroic polarizing element 27 of the optical element 23, and the retardation plate 26 of the optical element 23 are evaluated. Two angles θ formed by the slow axis β are used as parameters for evaluation.

【0059】評価に用いた図1の構成の液晶表示装置2
1は、以下の手順で作成された。最初に、第2基板36
上に、アクリル樹脂からなるフィルム転写型の無着色の
光拡散層41が形成される。光拡散層41の膜厚は2.
5μmである。次に、アルミニウム−パラジウム化合物
(Ag-Pd)からなる金属薄膜が、半透過反射層32とし
て、スパッタリング法を用いて、光拡散層41の上に成
膜される。半透過反射層32の膜厚は、40nm(=4
00Å)である。
A liquid crystal display device 2 having the structure of FIG. 1 used for evaluation.
1 was created by the following procedure. First, the second substrate 36
A film transfer type uncolored light diffusing layer 41 made of an acrylic resin is formed thereon. The thickness of the light diffusion layer 41 is 2.
It is 5 μm. Next, a metal thin film made of an aluminum-palladium compound (Ag-Pd) is formed as the semi-transmissive reflective layer 32 on the light diffusion layer 41 by using the sputtering method. The thickness of the semi-transmissive reflective layer 32 is 40 nm (= 4
00Å).

【0060】次に、赤(R)の着色層と緑(G)の着色
層と青(B)の着色層とからなるカラーフィルタ42が
半透過反射層32の上に形成され、さらに保護層43が
カラーフィルタ42の上に成膜される。カラーフィルタ
の膜厚は0.8μmである。保護層43の上には、IT
O(Indium Tin Oxide:インジウム−錫酸化物)から成
る薄膜が成膜され、さらに、第2電極46として、IT
O薄膜がストライプ状にパターニングされる。第2電極
46の上面には、ポリイミドからなる第2配向膜48が
成膜されており、かつ、第2配向膜48の表面は、ラビ
ング等によって、250度ツイストとなるように配向処
理されている。
Next, a color filter 42 including a red (R) colored layer, a green (G) colored layer, and a blue (B) colored layer is formed on the semi-transmissive reflective layer 32, and a protective layer is further formed. 43 is deposited on the color filter 42. The film thickness of the color filter is 0.8 μm. IT is formed on the protective layer 43.
A thin film made of O (Indium Tin Oxide) is formed, and further, as the second electrode 46, IT
The O thin film is patterned into stripes. A second alignment film 48 made of polyimide is formed on the upper surface of the second electrode 46, and the surface of the second alignment film 48 is subjected to alignment treatment by rubbing or the like so as to have a twist of 250 degrees. There is.

【0061】次に、第1基板35の上面に、ITOから
成る薄膜が成膜され、さらに、第1電極45として、I
TO薄膜がストライプ状にパターニングされる。第1電
極45の上面には、ポリイミドからなる第1配向膜47
が成膜されており、かつ、第1配向膜47の表面は、ラ
ビング等によって、250度ツイストとなるように配向
処理されている。
Next, a thin film of ITO is formed on the upper surface of the first substrate 35, and further, as the first electrode 45, I
The TO thin film is patterned in a stripe shape. A first alignment film 47 made of polyimide is formed on the upper surface of the first electrode 45.
Is formed, and the surface of the first alignment film 47 is subjected to alignment treatment by rubbing or the like so as to have a twist of 250 degrees.

【0062】各配向膜形成後の第1基板35および第2
基板36のいずれか一方の配向膜側に、プラスチックビ
ーズが散布され、配向膜の周辺部にシール材が塗布され
る。次いで、配向膜同士が最近接するように位置合わせ
された状態で、第1基板35と第2基板36とが加圧封
着される。封着後の第1配向膜47と第2配向膜48と
の距離であるセル厚は、5μmである。封着後の第1基
板35と第2基板36との間隙には、250度のツイス
ト角と5μmのセル厚とを有する液晶表示装置21の構
成に最適化されたカイラル剤が添加されたネマティック
液晶が注入され、封止される。これによって、液晶セル
が完成する。
The first substrate 35 and the second substrate after the respective alignment films are formed.
Plastic beads are scattered on one of the substrates 36 on the side of the alignment film, and a sealing material is applied to the peripheral portion of the alignment film. Next, the first substrate 35 and the second substrate 36 are pressure-sealed in a state where the alignment films are aligned so that they are closest to each other. The cell thickness, which is the distance between the first alignment film 47 and the second alignment film 48 after sealing, is 5 μm. In the gap between the first substrate 35 and the second substrate 36 after sealing, a nematic containing a chiral agent optimized for the configuration of the liquid crystal display device 21 having a twist angle of 250 degrees and a cell thickness of 5 μm. Liquid crystal is injected and sealed. This completes the liquid crystal cell.

【0063】液晶セル完成後、第1基板35の液晶層3
0と反対側に、光学補償用の第1および第2位相差板3
7,38が配置され、第2位相差板38の液晶層30と
反対側に、第1偏光素子31が配置される。また、第2
基板36の液晶層30と反対側は、光学補償用の第3お
よび第4位相差板39,40が配置される。第4位相差
板40の液晶層30とは反対側に、図2の光学素子23
が、二色性偏光素子27、位相差板、反射型偏光素子2
5の順で第4位相差板40から遠ざかるように、配置さ
れる。光学素子23の液晶層30とは反対側には、白色
光を放射する光源が、照明部33として取り付けられ
る。以上の手順によって、評価用の液晶表示装置21が
得られる。
After completion of the liquid crystal cell, the liquid crystal layer 3 of the first substrate 35.
On the side opposite to 0, the first and second phase difference plates 3 for optical compensation are provided.
7 and 38 are arranged, and the first polarizing element 31 is arranged on the side of the second retardation plate 38 opposite to the liquid crystal layer 30. Also, the second
Third and fourth retardation plates 39 and 40 for optical compensation are arranged on the side of the substrate 36 opposite to the liquid crystal layer 30. On the opposite side of the fourth retardation plate 40 from the liquid crystal layer 30, the optical element 23 of FIG.
However, the dichroic polarizing element 27, the retardation plate, the reflective polarizing element 2
They are arranged in the order of 5 away from the fourth retardation plate 40. On the side of the optical element 23 opposite to the liquid crystal layer 30, a light source that emits white light is attached as an illumination unit 33. The liquid crystal display device 21 for evaluation is obtained by the above procedure.

【0064】評価に用いた5通りの液晶表示装置21に
備えられる各位相差板のレタデーションおよび軸角度、
ならびに各偏光素子の軸角度は、光学素子23の位相差
板26のレタデーションおよび軸角度だけが異なり、他
は相互に共通である。すなわち、第1〜第4位相差板3
7〜40と第1偏光素子31と光学素子23の二色性偏
光素子27と光学素子23の反射型偏光素子25との構
成は、評価に用いた5通りの液晶表示装置21のどれも
が、以下の構成になっている。なお、本明細書におい
て、各位相差板および各偏光素子の軸角度は、液晶分子
の配向方向、すなわち最寄りの配向膜のラビング方向を
基準の0度として、時計回りを正とし、反時計回りを負
として示す。また本明細書において、任意の2本の軸の
成す角度は、別途断らない限り、時計回りを正とし、反
時計回りを負として示す。
The retardation and the axial angle of each retardation plate provided in the five liquid crystal display devices 21 used for the evaluation,
Also, the axis angles of the respective polarization elements are different from each other only in the retardation and the axis angle of the retardation plate 26 of the optical element 23, and the others are common to each other. That is, the first to fourth retardation plates 3
7 to 40, the first polarizing element 31, the dichroic polarizing element 27 of the optical element 23, and the reflective polarizing element 25 of the optical element 23, all of the five types of liquid crystal display devices 21 used in the evaluation were used. , Has the following configuration. In the present specification, the axial angle of each retardation plate and each polarization element is positive in the clockwise direction and positive in the counterclockwise direction, with the alignment direction of the liquid crystal molecules, that is, the rubbing direction of the nearest alignment film as 0 degree. Show as negative. Further, in the present specification, an angle formed by any two axes is shown as positive clockwise and negative counterclockwise unless otherwise specified.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】第1基板35側の位相差板37,38およ
び偏光素子31の構成は、図3(A)および表1に示す
通りである。すなわち、第1基板35に最近接する液晶
分子の配向方向51を基準として、第1位相差板37の
遅相軸52の軸角度が−55度、第2位相差板38の遅
相軸53の軸角度が−5度、第1偏光素子31である二
色性偏光素子の偏光透過軸54の軸角度が62.5度と
なるように、第1位相差板37と第2位相差板38と第
1偏光素子31とがこの順で第1基板35側から順に貼
付けられている。なお、第1位相差板37のレタデーシ
ョンは180nmに選ばれ、第2位相差板38のレタデ
ーションは670nmに選ばれ、液晶層30のレタデー
ションは800nmに選ばれている。
The structures of the retardation plates 37 and 38 and the polarizing element 31 on the first substrate 35 side are as shown in FIG. 3 (A) and Table 1. That is, based on the alignment direction 51 of the liquid crystal molecules closest to the first substrate 35, the axis angle of the slow axis 52 of the first retardation plate 37 is −55 degrees and the slow axis 53 of the second retardation plate 38 is the slow axis 53. The first retardation plate 37 and the second retardation plate 38 have an axial angle of −5 degrees, and a polarization transmission axis 54 of the dichroic polarizing element that is the first polarizing element 31 has an axial angle of 62.5 degrees. And the first polarizing element 31 are attached in this order from the first substrate 35 side. The retardation of the first retardation plate 37 is selected to be 180 nm, the retardation of the second retardation plate 38 is selected to be 670 nm, and the retardation of the liquid crystal layer 30 is selected to be 800 nm.

【0067】[0067]

【表2】 [Table 2]

【0068】第2基板36側の位相差板38,39およ
び偏光素子27,25の構成は、図3(B)および表2
に示す通りである。すなわち、第2基板36に最近接す
る液晶分子の配向方向55を基準として、第3位相差板
39の遅相軸56の軸角度が70度、第4位相差板40
の遅相軸57の軸角度が−10度、光学素子23の反射
型偏光素子25および二色性偏光素子27の偏光透過軸
α1,α2の軸角度がそれぞれ0度となるように、第3
位相差板39と第4位相差板40と光学素子23の二色
性偏光素子27と光学素子23の位相差板26と光学素
子23の反射型偏光素子25とが、順に貼付けられてい
る。なお、第3位相差板39のレタデーションは140
nmに選ばれ、第4位相差板40のレタデーションは2
70nmに選ばれている。
The structures of the phase difference plates 38 and 39 and the polarizing elements 27 and 25 on the second substrate 36 side are shown in FIG.
As shown in. That is, the axis angle of the slow axis 56 of the third retardation plate 39 is 70 degrees, and the fourth retardation plate 40 is based on the alignment direction 55 of the liquid crystal molecules closest to the second substrate 36.
The slow axis 57 of the optical element 23 has an axis angle of −10 degrees, and the polarization transmission axes α1 and α2 of the reflective polarizing element 25 and the dichroic polarizing element 27 of the optical element 23 have respective axis angles of 0 degree.
The retardation plate 39, the fourth retardation plate 40, the dichroic polarizing element 27 of the optical element 23, the retardation plate 26 of the optical element 23, and the reflective polarizing element 25 of the optical element 23 are attached in this order. The retardation of the third retardation plate 39 is 140.
nm, the retardation of the fourth retardation plate 40 is 2
70 nm is selected.

【0069】なお、以下の5通りの評価例のうちの第1
〜第4実現例において、第1〜第4位相差板37〜40
として、株式会杜日東電工製の「NRF」(商品名)を用
いている。また第1〜第4実現例において、二色性偏光
素子27として、株式会杜日東電工製の「EG1425
DU」(商品名)を用いている。また第1〜第4実現例に
おいて、反射型偏光素子25として、株式会社住友3M
製の「DBEF」(商品名)を用いている。「DBE
F」は、二種の高分子フィルムを積層した構成であり、
屈折率異方性による反射率の異方性を利用している。
The first of the following five evaluation examples
-In the 4th example of realization, the 1st-4th phase difference plate 37-40
As an example, "NRF" (trade name) manufactured by Stock Association Morito Co., Ltd. is used. In addition, in the first to fourth examples, the dichroic polarizing element 27 may be the “EG1425” manufactured by Stock Association Nitto Denko.
DU "(trade name) is used. In addition, in the first to fourth examples, as the reflective polarizing element 25, Sumitomo 3M Co., Ltd.
The product "DBEF" (trade name) is used. "DBE
"F" is a constitution in which two kinds of polymer films are laminated,
The anisotropy of reflectance due to the anisotropy of refractive index is used.

【0070】以下の評価では、評価対象の液晶表示装置
21の透過白色表示時および反射白色表示時の表示面の
色度および透過率を、評価のパラメータとして用いる。
また、色度は、XYZ表示系で表し、かつ、x値とy値
とだけを評価する。またXYZ表示系のx値とy値と
を、「(x,y)=(p,q)」(p、qはそれぞれ数
値)として示すこともある。図4は、以下に説明する第
1〜第4実現例において、評価対象の液晶表示装置21
の透過白色表示のx−y色度図である。
In the following evaluation, the chromaticity and the transmittance of the display surface of the liquid crystal display device 21 to be evaluated during the transmissive white display and the reflective white display are used as the evaluation parameters.
The chromaticity is expressed by an XYZ display system, and only the x value and the y value are evaluated. In addition, the x value and the y value of the XYZ display system may be shown as “(x, y) = (p, q)” (p and q are numerical values). FIG. 4 shows a liquid crystal display device 21 to be evaluated in the first to fourth implementation examples described below.
FIG. 3 is an xy chromaticity diagram of the transparent white display of FIG.

【0071】以下の評価において、評価対象の液晶表示
装置21の反射白色色表示時の表示面の色度の測定に
は、ミノルタ製のCM−1000(C光源2度視野)を
用い、赤緑青の全画素がON状態の状況下にて、表示面
の色度を測定した。また、以下の評価において、評価対
象の液晶表示装置21の透過白色表示時の表示面の色度
の測定には、TOPCON製のBM−5を用い、赤緑青
の全画素がON状態の状況下にて、表示面の色度を測定
した。本評価実験において、液晶表示装置21の透過白
色表示時および反射白色表示時の表示面の色度は、該液
晶表示装置21内の光学素子23の透過光の色度に相当
する。
In the following evaluation, the chromaticity of the display surface of the liquid crystal display device 21 to be evaluated at the time of displaying the reflective white color was measured using a CM-1000 (C light source 2 degree visual field) manufactured by Minolta, and red, green and blue. The chromaticity of the display surface was measured under the condition that all the pixels were in the ON state. In the following evaluation, the chromaticity of the display surface at the time of displaying the transmissive white of the liquid crystal display device 21 to be evaluated was measured by using BM-5 made by TOPCON, and all the pixels of red, green and blue are in the ON state. Then, the chromaticity of the display surface was measured. In this evaluation experiment, the chromaticity of the display surface of the liquid crystal display device 21 during the transmissive white display and the reflective white display corresponds to the chromaticity of the transmitted light of the optical element 23 in the liquid crystal display device 21.

【0072】本明細書において、透過白色色表示時と
は、透過表示時において、赤の画素と緑の画素と青の画
素とが全てON状態になっている場合を指す。本明細書
において、反射白色色表示時とは、反射表示時におい
て、赤の画素と緑の画素と青の画素とが全てON状態に
なっている状態を指す。液晶表示装置21において、透
過白色表示時および反射白色表示時のどちらであって
も、赤の画素と緑の画素と青の画素とが全てON状態に
なっている状態では、赤緑青の全画素が全て光を透過し
ていて表示面全体の画面色が白色になる筈である。
In the present specification, "transmissive white color display" means a case where all red pixels, green pixels and blue pixels are in the ON state during transparent display. In the present specification, “displaying reflective white color” means a state in which all red pixels, green pixels, and blue pixels are in the ON state during reflective display. In the liquid crystal display device 21, all of the red, green, and blue pixels are displayed when the red pixel, the green pixel, and the blue pixel are all in the ON state regardless of whether the transmissive white display or the reflective white display is performed. Should transmit all light, and the screen color of the entire display surface should be white.

【0073】比較例について、以下に説明する。まず、
図2の光学素子23による透過表示時の色度変化を評価
する基準として、二色性偏光素子27と反射型偏光素子
25との間に配置されている位相差板を図2の光学素子
23から省いた構成の基準用の光学素子を備えた液晶表
示装置21に関して、透過白色色表示時および反射白色
表示時のXYZ表示系における色度および透過率につい
て評価を行った。この結果、透過白色表示時の表示面の
色度は、(x,y)=(0.310,0.330)であ
った。また透過率は、2.7%であった。なお、反射白
色表示時の表示面の色度は、(x,y)=(0.31
5,0.339)であった。
A comparative example will be described below. First,
As a reference for evaluating the chromaticity change at the time of transmissive display by the optical element 23 of FIG. 2, a retardation plate disposed between the dichroic polarizing element 27 and the reflective polarizing element 25 is used as the optical element 23 of FIG. With respect to the liquid crystal display device 21 including the reference optical element having the configuration omitted from the above, chromaticity and transmittance in the XYZ display system during transmission white color display and reflection white color display were evaluated. As a result, the chromaticity of the display surface during transmission white display was (x, y) = (0.310, 0.330). The transmittance was 2.7%. The chromaticity of the display surface during the reflective white display is (x, y) = (0.31
5, 0.339).

【0074】比較例の液晶表示装置21における透過白
色表示時および反射白色表示時の表示面の色度は、二色
性偏光素子27と反射型偏光素子25とだけを備える基
準用の光学素子の透過光の色度に相当する。以後の第1
〜第4実現例では、比較例において測定された透過白色
表示時および反射白色表示時の表示面の色度のx値およ
びy値を、透過白色表示時および反射白色表示時の色度
のx値およびy値の基準値としてそれぞれ用い、比較例
において測定された透過率を、透過率の基準値として用
いる。また以後の説明では、上述した色度のx値および
y値の基準値に対する測定された色度のx値およびy値
の差を、「白色のx値およびy値の色度変化」と称する
ことがある。
The chromaticity of the display surface in the transmissive white display and the reflective white display in the liquid crystal display device 21 of the comparative example is that of the reference optical element including only the dichroic polarizing element 27 and the reflective polarizing element 25. It corresponds to the chromaticity of transmitted light. The first after that
In the fourth implementation example, the x value and the y value of the chromaticity of the display surface during the transmissive white display and the reflective white display measured in the comparative example are calculated as x of the chromaticity during the transmissive white display and the reflective white display. The transmittance measured in the comparative example is used as a reference value of the transmittance and the reference value of the y value is used as a reference value of the transmittance. Further, in the following description, the difference between the measured chromaticity x and y values with respect to the reference values of the chromaticity x and y values described above is referred to as “white chromaticity change of x and y values”. Sometimes.

【0075】第1実現例について、以下に説明する。第
1実現例では、反射表示時の色度を変化させることな
く、透過表示時の色を青に着色することを目的に、光学
素子23の位相差板26の適当なレタデーションを選択
し、光学素子23の反射型偏光素子25および二色性偏
光素子27の偏光透過軸α1,α2と位相差板26の遅
相軸59のなす角度をパラメータとして、透過表示時の
色度変化について評価を行った。
The first implementation example will be described below. In the first implementation example, an appropriate retardation of the retardation plate 26 of the optical element 23 is selected for the purpose of coloring the color of the transmissive display to blue without changing the chromaticity of the reflective display. The chromaticity change at the time of transmissive display is evaluated using the angle formed by the polarization transmission axes α1 and α2 of the reflective polarization element 25 and the dichroic polarization element 27 of the element 23 and the slow axis 59 of the retardation plate 26 as a parameter. It was

【0076】まず、光学素子23の位相差板26のレタ
デーションは、青色光の波長に相当する410nmを選
択した。次に、光学素子23の反射型偏光素子25およ
び二色性偏光素子27の偏光透過軸α1,α2に対する
光学素子23の位相差板26の遅相軸βのなす角度θ
は、該偏光透過軸α1,α2を基準の0度として、0
度、10度、20度、および30度の4通りにそれぞれ
に設定した。以後、「光学素子23の反射型偏光素子2
5および二色性偏光素子27の偏光透過軸α1,α2に
対する光学素子23の位相差板26の遅相軸βのなす角
度θ」を「光学素子23の偏光素子−位相差板軸角度
θ」と略称する。
First, the retardation of the retardation film 26 of the optical element 23 was selected to be 410 nm, which corresponds to the wavelength of blue light. Next, an angle θ formed by the slow axis β of the retardation plate 26 of the optical element 23 with respect to the polarization transmission axes α1 and α2 of the reflective polarization element 25 and the dichroic polarization element 27 of the optical element 23.
Is 0 with reference to the polarization transmission axes α1 and α2 as 0 degrees.
It was set in each of four ways: 10 degrees, 20 degrees, and 30 degrees. After that, "the reflective polarization element 2 of the optical element 23
5 and the angle θ formed by the slow axis β of the retardation plate 26 of the optical element 23 with respect to the polarization transmission axes α1 and α2 of the dichroic polarizing element 27 is “the polarization element of the optical element 23-the retardation plate axis angle θ”. Is abbreviated.

【0077】[0077]

【表3】 [Table 3]

【0078】表3(a)は、第1実現例の液晶表示装置
21において、光学素子23の偏光素子−位相差板軸角
度θを上記4条件に設定した場合の透過白色表示時なら
びに反射白色表示時の白色表示の色度および透過率につ
いて測定を行った結果を示す。表3(b)は、色度の基
準値に対する表3(a)の色度の差、および透過率の基
準値に対する表3(a)の透過率の減少率を示す。表3
(c)は、第1実現例の液晶表示装置21の光学素子2
3の反射型偏光素子25を二色性偏光素子27に置換え
た構成の液晶表示装置21において、光学素子23の偏
光素子−位相差板軸角度θを上記4条件に設定した場合
の透過白色表示時の透過率を示す。図4の折線C1は、
第1実現例における液晶表示装置21の透過白色表示時
の表示面の色のx値およびy値の変化を示す。
In Table 3 (a), in the liquid crystal display device 21 of the first implementation example, when the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 is set to the above-mentioned four conditions, the transmission white display and the reflection white display are performed. The results of measurement of chromaticity and transmittance of white display at the time of display are shown. Table 3 (b) shows the difference in chromaticity of Table 3 (a) with respect to the reference value of chromaticity, and the reduction rate of the transmittance of Table 3 (a) with respect to the reference value of transmittance. Table 3
(C) is an optical element 2 of the liquid crystal display device 21 of the first implementation example.
In the liquid crystal display device 21 having a configuration in which the reflective polarization element 25 of No. 3 is replaced with the dichroic polarization element 27, the transmission element displays white when the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 is set to the above four conditions. The transmittance is shown. The polygonal line C1 in FIG.
9 shows changes in the x value and the y value of the color of the display surface during the transparent white display of the liquid crystal display device 21 in the first implementation example.

【0079】第1実現例の評価実験の結果、表3(a)
および表3(b)に示すように、光学素子23の反射型
偏光素子25および二色性偏光素子27の偏光透過軸α
1,α2に対する光学素子23の位相差板26の遅相軸
βのなす角度θが大きくなるにつれて、透過光の着色が
強くなり、透過白色表示時の表示面の色度が青に着色さ
れていることがわかる。さらに、反射白色表示時の色度
は、光学素子23の位相差板26の有無および光学素子
23の偏光素子−位相差板軸角度θに全く依存せず、変
化していないことがわかる。また、表3(c)に示すよ
うに、光学素子23の偏光素子−位相差板軸角度θの全
ての条件において、二色性偏光素子27に置換えたもの
を用いる場合よりも反射型偏光素子25を用いる場合の
ほうが、透過白色表示時の透過率が、約20%程度、よ
り向上していることがわかる。
As a result of the evaluation experiment of the first implementation example, Table 3 (a)
And as shown in Table 3 (b), the polarization transmission axis α of the reflective polarizing element 25 of the optical element 23 and the dichroic polarizing element 27.
As the angle θ formed by the slow axis β of the retardation plate 26 of the optical element 23 with respect to 1 and α2 increases, the coloring of the transmitted light becomes stronger, and the chromaticity of the display surface during transmission white display is colored blue. You can see that Furthermore, it can be seen that the chromaticity during the reflective white display does not depend on the presence or absence of the retardation plate 26 of the optical element 23 and the polarization element-retardation plate axis angle θ of the optical element 23 and does not change. Further, as shown in Table 3 (c), under all the conditions of the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23, a reflective polarization element is used as compared with the case where the dichroic polarization element 27 is replaced. It can be seen that when 25 is used, the transmittance at the time of displaying transparent white is further improved by about 20%.

【0080】このように、図2の光学素子23の位相差
板26のレタデーションを410nmに設定することに
よって、図1の液晶表示装置21の透過白色表示時の表
示面を青く着色することができる。すなわち、図1の液
晶表示装置21の透過白色表示時の表示面の色度が所望
の色度になるように、反射型偏光素子25および二色性
偏光素子27の偏光透過軸α1,α2と光学素子23の
位相差板26と遅相軸βのなす角度θを設定することに
よって、反射表示時の表示面の色度を全く損ねることな
く透過表示時の表示面の色度を自由に調整することがで
き、かつ高い透過率を得ることができる。
As described above, by setting the retardation of the retardation plate 26 of the optical element 23 of FIG. 2 to 410 nm, the display surface of the liquid crystal display device 21 of FIG. 1 during transmission white display can be colored blue. . That is, the polarization transmission axes α1 and α2 of the reflective polarization element 25 and the dichroic polarization element 27 are set so that the chromaticity of the display surface during the transmission white display of the liquid crystal display device 21 of FIG. By setting the angle θ formed by the retardation plate 26 of the optical element 23 and the slow axis β, the chromaticity of the display surface during transmissive display can be freely adjusted without impairing the chromaticity of the display surface during reflective display. And high transmittance can be obtained.

【0081】表3(b)を参照すると、光学素子23の
位相差板26による着色は、光学素子23の偏光素子−
位相差板軸角度θが0度から10度の範囲内では、透過
表示時の白色のx値またはy値の色度変化が小さく0.
005程度以下であるため、目視では、色度変化を識別
することは難しい。さらに光学素子23の偏光素子−位
相差板軸角度θが20度以上になると、反射表示時に対
する透過表示時の白色のx値またはy値の色度変化が大
きく、0.02程度以上になり、着色が非常に強くな
る。したがって、青色着色時の光学素子23の偏光素子
−位相差板軸角度θは、10度以上20度以下であるこ
とが望ましい。
Referring to Table 3 (b), the coloring by the retardation plate 26 of the optical element 23 depends on the polarization element of the optical element 23.
When the phase difference plate axis angle θ is in the range of 0 ° to 10 °, the change in chromaticity of the white x value or y value during transmissive display is small and 0.
Since it is about 005 or less, it is difficult to visually identify a change in chromaticity. Further, when the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 becomes 20 degrees or more, the chromaticity change of white x value or y value in transmissive display is larger than that in reflective display, which is about 0.02 or more. , The coloring becomes very strong. Therefore, it is desirable that the polarizing element-retarder plate axis angle θ of the optical element 23 during blue coloring is 10 degrees or more and 20 degrees or less.

【0082】第2実現例について、以下に説明する。第
2実現例では、反射表示時の色度を変化させることな
く、透過表示時の色を緑に着色することを目的に、第1
実現例と同等の手順で評価を行った。まず、光学素子2
3の位相差板26のレタデーションは、緑色光の波長に
相当する520nmを選択した。次に、光学素子23の
偏光素子−位相差板軸角度θは、第1実現例と同様に、
光学素子23の反射型偏光素子25および二色性偏光素
子27の偏光透過軸α1,α2を基準の0度として、0
度、10度、20度、および30度の4通りにそれぞれ
に設定した。
The second implementation example will be described below. In the second implementation example, the first embodiment is for the purpose of coloring the color in the transmissive display to green without changing the chromaticity in the reflective display.
The evaluation was performed in the same procedure as the implementation example. First, the optical element 2
As the retardation of the retardation film 26 of No. 3, 520 nm corresponding to the wavelength of green light was selected. Next, the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 is the same as in the first implementation example.
With the polarization transmission axes α1 and α2 of the reflective polarization element 25 and the dichroic polarization element 27 of the optical element 23 as 0 degrees of the reference,
It was set in each of four ways: 10 degrees, 20 degrees, and 30 degrees.

【0083】[0083]

【表4】 [Table 4]

【0084】表4(a)は、第2実現例の液晶表示装置
21において、光学素子23の偏光素子−位相差板軸角
度θを上記4条件に設定した場合の透過白色表示時なら
びに反射白色表示時の白色表示の色度および透過率につ
いて測定を行った結果を示す。表4(b)は、色度の基
準値に対する表4(a)の色度の差、および透過率の基
準値に対する表4(a)の透過率の減少率を示す。表4
(c)は、第2実現例の液晶表示装置21の光学素子2
3の反射型偏光素子25を二色性偏光素子27に置換え
た構成の液晶表示装置21において、光学素子23の偏
光素子−位相差板軸角度θを上記4条件に設定した場合
の透過白色表示時の透過率を示す。図4の折線C2は、
第2実現例における液晶表示装置21の透過白色表示時
の表示面の色のx値およびy値の変化を示す。
Table 4 (a) shows that in the liquid crystal display device 21 of the second implementation example, when the polarizing element of the optical element 23 and the retardation plate axis angle θ are set to the above-mentioned four conditions, transmission white display and reflection white. The results of measurement of chromaticity and transmittance of white display at the time of display are shown. Table 4 (b) shows the difference in chromaticity of Table 4 (a) with respect to the reference value of chromaticity, and the reduction rate of the transmittance of Table 4 (a) with respect to the reference value of transmittance. Table 4
(C) is an optical element 2 of the liquid crystal display device 21 of the second implementation example.
In the liquid crystal display device 21 having a configuration in which the reflective polarization element 25 of No. 3 is replaced with the dichroic polarization element 27, the transmission element displays white when the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 is set to the above four conditions. The transmittance is shown. The broken line C2 in FIG.
9 shows changes in the x value and the y value of the color of the display surface during transparent white display of the liquid crystal display device 21 in the second implementation example.

【0085】第2実現例の評価実験の結果、表4(a)
および表4(b)に示すように、光学素子23の偏光素
子−位相差板軸角度θが大きくなるにつれて、透過光の
着色が強くなり、透過白色表示時の表示面の色度が緑に
着色されていることがわかる。さらに、反射白色表示時
の色度は、光学素子23の位相差板26の有無および光
学素子23の偏光素子−位相差板軸角度θに全く依存せ
ず、変化していないことがわかる。また、表4(c)に
示すように、光学素子23の偏光素子−位相差板軸角度
θの全ての条件において、二色性偏光素子27に置換え
た場合よりも反射型偏光素子25を用いる場合のほう
が、透過白色表示時の透過率が、約20%程度、より向
上していることがわかる。
As a result of the evaluation experiment of the second implementation example, Table 4 (a)
As shown in Table 4 (b), as the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 increases, the transmitted light becomes more colored, and the chromaticity of the display surface during transmission white display becomes green. You can see that it is colored. Furthermore, it can be seen that the chromaticity during the reflective white display does not depend on the presence or absence of the retardation plate 26 of the optical element 23 and the polarization element-retardation plate axis angle θ of the optical element 23 and does not change. In addition, as shown in Table 4 (c), the reflective polarizing element 25 is used more than the case where the dichroic polarizing element 27 is substituted under all the conditions of the polarizing element of the optical element 23 and the retardation plate axis angle θ. It can be seen that in this case, the transmissivity during transmissive white display is improved by about 20%.

【0086】このように、図2の光学素子23の位相差
板26のレタデーションを520nmに設定することに
よって、図1の液晶表示装置21の透過白色表示時の表
示面の色度を緑色に着色することができる。すなわち、
図1の液晶表示装置21の透過白色表示時の表示面の色
度が所望の色度になるように、反射型偏光素子25およ
び二色性偏光素子27の偏光透過軸α1,α2と光学素
子23の位相差板26の遅相軸βのなす角度θを設定す
ることによって、反射表示時の表示面の色度を全く損ね
ることなく透過表示時の表示面の色度を自由に調整する
ことができ、かつ高い透過率を得ることができる。
As described above, by setting the retardation of the retardation film 26 of the optical element 23 of FIG. 2 to 520 nm, the chromaticity of the display surface of the liquid crystal display device 21 of FIG. can do. That is,
The polarization transmission axes α1 and α2 of the reflective polarizing element 25 and the dichroic polarizing element 27 and the optical element so that the chromaticity of the display surface during the transmission white display of the liquid crystal display device 21 of FIG. 1 becomes a desired chromaticity. By setting the angle θ formed by the slow axis β of the retardation plate 26 of 23, it is possible to freely adjust the chromaticity of the display surface during transmissive display without impairing the chromaticity of the display surface during reflective display. And high transmittance can be obtained.

【0087】表4(b)を参照すると、光学素子23の
位相差板26による着色は、光学素子23の偏光素子−
位相差板軸角度θが0度から20度の範囲内では、透過
表示時の白色のx値またはy値の色度変化が小さく0.
005程度以下であるため、目視では、色度変化を識別
することは難しい。したがって、緑色着色時の光学素子
23の偏光素子−位相差板軸角度θは、20度以上であ
ることが望ましい。緑色着色時の光学素子23の偏光素
子−位相差板軸角度θの上限は、たとえば、透過表示時
の白色のx値またはy値の色度変化が0.02程度以上
になり、着色が非常に強くなる角度である。
Referring to Table 4 (b), the coloring by the retardation plate 26 of the optical element 23 depends on the polarizing element of the optical element 23.
When the retardation plate axis angle θ is in the range of 0 ° to 20 °, the change in chromaticity of the white x value or y value during transmissive display is small and 0.
Since it is about 005 or less, it is difficult to visually identify a change in chromaticity. Therefore, it is desirable that the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 when green is colored is 20 degrees or more. The upper limit of the polarization element-retarder plate axis angle θ of the optical element 23 at the time of green coloring is, for example, about 0.02 or more in the chromaticity change of white x-value or y-value at the time of transmissive display. It is an angle that becomes stronger.

【0088】第3実現例について、以下に説明する。第
3実現例では、反射表示時の色度を変化させることな
く、透過表示時の色を黄色に着色することを目的に、第
1実現例と同等の手順で評価を行った。まず、光学素子
23の位相差板26のレタデーションは、黄色光の波長
に相当する580nmを選択した。次に、光学素子23
の偏光素子−位相差板軸角度θは、第1実現例と同様
に、光学素子23の反射型偏光素子25および二色性偏
光素子27の偏光透過軸α1,α2を基準の0度とし
て、0度、10度、20度、および30度の4通りにそ
れぞれに設定した。
A third implementation example will be described below. In the third implementation example, the evaluation was performed in the same procedure as in the first implementation example for the purpose of coloring the color in transmissive display to yellow without changing the chromaticity in reflective display. First, the retardation of the retardation film 26 of the optical element 23 was selected to be 580 nm corresponding to the wavelength of yellow light. Next, the optical element 23
The polarization element-retardation plate axis angle θ is set to 0 degrees with reference to the polarization transmission axes α1 and α2 of the reflective polarization element 25 of the optical element 23 and the dichroic polarization element 27, as in the first implementation example. It was set in four ways of 0 degree, 10 degrees, 20 degrees, and 30 degrees, respectively.

【0089】[0089]

【表5】 [Table 5]

【0090】表5(a)は、第3実現例の液晶表示装置
21において、光学素子23の偏光素子−位相差板軸角
度θを上記4条件に設定した場合の透過白色表示時なら
びに反射白色表示時の白色表示の色度および透過率につ
いて測定を行った結果を示す。表5(b)は、色度の基
準値に対する表5(a)の色度の差、および透過率の基
準値に対する表5(a)の透過率の減少率を示す。表5
(c)は、第3実現例の液晶表示装置21の光学素子2
3の反射型偏光素子25を二色性偏光素子27に置換え
た構成の液晶表示装置21において、光学素子23の偏
光素子−位相差板軸角度θを上記4条件に設定した場合
の透過白色表示時の透過率を示す。図4の折線C3は、
第3実現例における液晶表示装置21の透過白色表示の
表示面の色のx値およびy値の変化を示す。
Table 5 (a) shows that in the liquid crystal display device 21 of the third implementation example, when the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 is set to the above-mentioned four conditions, the display of transmitted white and the reflection white. The results of measurement of chromaticity and transmittance of white display at the time of display are shown. Table 5 (b) shows the difference in chromaticity of Table 5 (a) with respect to the reference value of chromaticity, and the reduction rate of the transmittance of Table 5 (a) with respect to the reference value of transmittance. Table 5
(C) is an optical element 2 of the liquid crystal display device 21 of the third implementation example.
In the liquid crystal display device 21 having a configuration in which the reflective polarization element 25 of No. 3 is replaced with the dichroic polarization element 27, the transmission element displays white when the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 is set to the above four conditions. The transmittance is shown. The broken line C3 in FIG.
9 shows changes in the x value and the y value of the color of the display surface of the transmissive white display of the liquid crystal display device 21 in the third implementation example.

【0091】第3実現例の評価実験の結果、表5(a)
および表5(b)に示すように、光学素子23の偏光素
子−位相差板軸角度θが大きくなるにつれて、透過光の
着色が強くなり、透過白色表示時の表示面の色度が黄色
に着色されていることがわかる。さらに、反射白色表示
時の色度は、光学素子23の位相差板26の有無および
光学素子23の偏光素子−位相差板軸角度θに全く依存
せず、変化していないことがわかる。また、表5(c)
に示すように、光学素子23の偏光素子−位相差板軸角
度θの全ての条件において、二色性偏光素子27に置換
えた場合よりも反射型偏光素子25を用いる場合のほう
が、透過白色表示時の透過率が、約20%程度、より向
上していることがわかる。
As a result of the evaluation experiment of the third implementation example, Table 5 (a)
Further, as shown in Table 5 (b), as the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 increases, the transmitted light becomes more colored, and the chromaticity of the display surface during transmission white display becomes yellow. You can see that it is colored. Furthermore, it can be seen that the chromaticity during the reflective white display does not depend on the presence or absence of the retardation plate 26 of the optical element 23 and the polarization element-retardation plate axis angle θ of the optical element 23 and does not change. Also, Table 5 (c)
As shown in, in all the conditions of the polarization element-the phase difference plate axis angle θ of the optical element 23, a transmissive white display is obtained when the reflective polarization element 25 is used as compared with the case where the dichroic polarization element 27 is replaced. It can be seen that the transmittance at that time is further improved by about 20%.

【0092】このように、図2の光学素子23の位相差
板26のレタデーションを580nmに設定することに
よって、図1の液晶表示装置21の透過白色表示時の表
示面の色度を黄色に着色することができる。すなわち、
図1の液晶表示装置21の透過白色表示時の表示面の色
度が所望の色度になるように、反射型偏光素子25およ
び二色性偏光素子27の偏光透過軸α1,α2と光学素
子23の位相差板26の遅相軸βのなす角度θを設定す
ることによって、反射表示時の表示面の色度を全く損ね
ることなく透過表示時の表示面の色度を自由に調整する
ことができ、かつ高い透過率を得ることができる。
As described above, by setting the retardation of the retardation film 26 of the optical element 23 of FIG. 2 to 580 nm, the chromaticity of the display surface of the liquid crystal display device 21 of FIG. can do. That is,
The polarization transmission axes α1 and α2 of the reflective polarizing element 25 and the dichroic polarizing element 27 and the optical element so that the chromaticity of the display surface during the transmission white display of the liquid crystal display device 21 of FIG. 1 becomes a desired chromaticity. By setting the angle θ formed by the slow axis β of the retardation plate 26 of 23, it is possible to freely adjust the chromaticity of the display surface during transmissive display without impairing the chromaticity of the display surface during reflective display. And high transmittance can be obtained.

【0093】表5(b)を参照すると、光学素子23の
位相差板26による着色は、光学素子23の偏光素子−
位相差板軸角度θが0度から10度の範囲内では、透過
表示時の白色のx値またはy値の色度変化が小さく0.
005程度以下であるため、目視では、色度変化を識別
することは難しい。さらに光学素子23の偏光素子−位
相差板軸角度θが30度以上になると、透過表示時の白
色のx値またはy値の色度変化が大きく、0.02程度
以上になり、着色が非常に強くなる。したがって、黄色
着色時の光学素子23の偏光素子−位相差板軸角度θ
は、10度以上30度以下であることが望ましい。
Referring to Table 5 (b), the coloring by the retardation plate 26 of the optical element 23 depends on the polarization element of the optical element 23.
When the phase difference plate axis angle θ is in the range of 0 ° to 10 °, the change in chromaticity of the white x value or y value during transmissive display is small and 0.
Since it is about 005 or less, it is difficult to visually identify a change in chromaticity. Further, when the polarization element-retardation plate axis angle θ of the optical element 23 becomes 30 degrees or more, the chromaticity change of the x value or y value of white during transmissive display becomes large, becomes about 0.02 or more, and coloring is extremely high. Become stronger. Therefore, the polarizing element of the optical element 23 at the time of yellow coloring-the retardation plate axis angle θ
Is preferably 10 degrees or more and 30 degrees or less.

【0094】第4実現例について、以下に説明する。第
4実現例では、反射表示時の色度を変化させることな
く、透過表示時の色を赤色に着色することを目的に、第
1実現例と同等の手順で評価を行った。まず、光学素子
23の位相差板26のレタデーションは、黄色光の波長
に相当する610nmを選択した。次に、光学素子23
の偏光素子−位相差板軸角度θは、第1実現例と同様
に、光学素子23の反射型偏光素子25および二色性偏
光素子27の偏光透過軸α1,α2を基準の0度とし
て、0度、10度、20度、および30度の4通りにそ
れぞれに設定した。
The fourth implementation example will be described below. In the fourth example of realization, evaluation was performed in the same procedure as in the first example of realization for the purpose of coloring the color in transmissive display to red without changing the chromaticity in reflective display. First, the retardation of the retardation plate 26 of the optical element 23 was selected to be 610 nm corresponding to the wavelength of yellow light. Next, the optical element 23
The polarization element-retardation plate axis angle θ is set to 0 degrees with reference to the polarization transmission axes α1 and α2 of the reflective polarization element 25 of the optical element 23 and the dichroic polarization element 27, as in the first implementation example. It was set in four ways of 0 degree, 10 degrees, 20 degrees, and 30 degrees, respectively.

【0095】[0095]

【表6】 [Table 6]

【0096】表6(a)は、第4実現例の液晶表示装置
21において、光学素子23の偏光素子−位相差板軸角
度θを上記4条件に設定した場合の透過白色表示時なら
びに反射白色表示時の白色表示の色度および透過率につ
いて測定を行った結果を示す。表6(b)は、色度の基
準値に対する表6(a)の色度の差、および透過率の基
準値に対する表6(a)の透過率の減少率を示す。表6
(c)は、第4実現例の液晶表示装置21の光学素子2
3の反射型偏光素子25を二色性偏光素子27に置換え
た構成の液晶表示装置21において、光学素子23の偏
光素子−位相差板軸角度θを上記4条件に設定した場合
の透過白色表示時の透過率を示す。図4の折線C4は、
第4実現例における液晶表示装置21の透過白色表示時
の表示面の色のx値およびy値の変化を示す。
Table 6 (a) shows that, in the liquid crystal display device 21 of the fourth implementation example, when the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 is set to the above-mentioned four conditions, a transmission white display and a reflection white display are performed. The results of measurement of chromaticity and transmittance of white display at the time of display are shown. Table 6 (b) shows the difference in chromaticity of Table 6 (a) with respect to the reference value of chromaticity, and the reduction rate of the transmittance of Table 6 (a) with respect to the reference value of transmittance. Table 6
(C) is an optical element 2 of the liquid crystal display device 21 of the fourth implementation example.
In the liquid crystal display device 21 having a configuration in which the reflective polarization element 25 of No. 3 is replaced with the dichroic polarization element 27, the transmission element displays white when the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 is set to the above four conditions. The transmittance is shown. The broken line C4 in FIG.
9 shows changes in the x value and the y value of the color of the display surface during the transparent white display of the liquid crystal display device 21 in the fourth implementation example.

【0097】第4実現例の評価実験の結果、表6(a)
および表6(b)に示すように、光学素子23の偏光素
子−位相差板軸角度θが大きくなるにつれて、透過光の
着色が強くなり、透過白色表示時の表示面の色度が赤色
に着色されていることがわかる。さらに、反射白色表示
時の色度は、光学素子23の位相差板26の有無および
光学素子23の偏光素子−位相差板軸角度θに全く依存
せず、変化していないことがわかる。また、表6(c)
に示すように、光学素子23の偏光素子−位相差板軸角
度θの全ての条件において、二色性偏光素子27に置換
えた場合よりも反射型偏光素子25を用いる場合のほう
が、透過白色表示時の透過率が、約20%程度、より向
上していることがわかる。
As a result of the evaluation experiment of the fourth implementation example, Table 6 (a)
Further, as shown in Table 6 (b), as the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 increases, the transmitted light becomes more colored, and the chromaticity of the display surface during transmission white display becomes red. You can see that it is colored. Furthermore, it can be seen that the chromaticity during the reflective white display does not depend on the presence or absence of the retardation plate 26 of the optical element 23 and the polarization element-retardation plate axis angle θ of the optical element 23 and does not change. Also, Table 6 (c)
As shown in, in all the conditions of the polarization element-the phase difference plate axis angle θ of the optical element 23, a transmissive white display is obtained when the reflective polarization element 25 is used as compared with the case where the dichroic polarization element 27 is replaced. It can be seen that the transmittance at that time is further improved by about 20%.

【0098】このように、図2の光学素子23の位相差
板26のレタデーションを610nmに設定することに
よって、図1の液晶表示装置21の透過白色表示時の表
示面の色度を赤色に着色することができる。また、図1
の液晶表示装置21の透過白色表示時の表示面の色度が
所望の色度になるように、反射型偏光素子25および二
色性偏光素子27の偏光透過軸α1,α2と光学素子2
3の位相差板26の遅相軸βのなす角度θを設定するこ
とによって、反射表示時の表示面の色度を全く損ねるこ
となく透過表示時の表示面の色度を自由に調整すること
ができ、かつ高い透過率を得ることができる。
As described above, by setting the retardation of the retardation plate 26 of the optical element 23 of FIG. 2 to 610 nm, the chromaticity of the display surface of the liquid crystal display device 21 of FIG. can do. Also, FIG.
The polarization transmission axes α1 and α2 of the reflective polarization element 25 and the dichroic polarization element 27 and the optical element 2 so that the chromaticity of the display surface of the liquid crystal display device 21 of FIG.
By setting the angle θ formed by the slow axis β of the retardation plate 26 of No. 3, it is possible to freely adjust the chromaticity of the display surface during transmissive display without impairing the chromaticity of the display surface during reflective display. And high transmittance can be obtained.

【0099】表6(b)を参照すると、光学素子23の
位相差板26による着色は、光学素子23の偏光素子−
位相差板軸角度θが0度以下範囲内では、透過表示時の
白色のx値またはy値の色度変化が小さく0.005程
度以下であるため、目視では、色度変化を識別すること
は難しい。さらに光学素子23の偏光素子−位相差板軸
角度θが20度以上になると、反射表示時に対する透過
表示時の白色のx値またはy値の色度変化が大きく、
0.02程度以上になり、着色が非常に強くなる。した
がって、赤色着色時の光学素子23の偏光素子−位相差
板軸角度θは、0度以上20度以下であることが望まし
い。
Referring to Table 6 (b), the coloring by the retardation plate 26 of the optical element 23 depends on the polarization element of the optical element 23.
When the phase difference plate axis angle θ is within a range of 0 degrees or less, the chromaticity change of the white x value or y value during transmissive display is small and is about 0.005 or less. Therefore, it is necessary to visually identify the chromaticity change. Is difficult Further, when the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23 becomes 20 degrees or more, the chromaticity change of the white x value or y value in the transmissive display with respect to the reflective display is large,
It becomes about 0.02 or more, and coloring becomes very strong. Therefore, it is desirable that the polarizing element-retarder plate axis angle θ of the optical element 23 at the time of red coloring is 0 degrees or more and 20 degrees or less.

【0100】以上説明した第1〜第4実現例において、
着色すべき色に対応する波長を中心として±30nmの
範囲内で、光学素子23の位相差板26のレタデーショ
ンを必要に応じて選択することによって、図2の光学素
子23の透過光の色度を微調整することができる。第1
〜第4実現例では、反射型偏光素子25として、二種の
高分子フィルムを積層した構造を有し、屈折率異方性に
よる反射率の異方性を利用する構成の偏光素子を用いた
が、コレステリック液晶層30と1/4λ板を用いた反
射型偏光素子25を代りに用いても、全く同等の効果が
得られる。
In the first to fourth examples of realization described above,
The chromaticity of the transmitted light of the optical element 23 of FIG. Can be fine-tuned. First
In the fourth implementation example, as the reflective polarization element 25, a polarization element having a structure in which two kinds of polymer films are laminated and using the anisotropy of reflectance due to the anisotropy of refractive index is used. However, even if the reflective polarizing element 25 using the cholesteric liquid crystal layer 30 and the ¼λ plate is used instead, the same effect can be obtained.

【0101】さらにまた、第1〜第4実現例において説
明したように、光学素子23の偏光素子−位相差板軸角
度θを調整することによって、液晶表示装置21の透過
表示時の表示面の着色の濃さ、すなわち光学素子23の
透過光の着色の濃さを、自由に調整することができる。
偏光素子−位相差板軸角度θの実用上必要充分な着色の
濃さが得られる許容範囲の下限値は、図2の光学素子2
3全体の透過光が目視では色度変化を識別することが難
しい程度の色度変化を起す角度である。前記許容範囲の
上限値は、図2の光学素子23の透過光の着色が非常に
濃くなるような色度変化を起す角度である。
Furthermore, as described in the first to fourth implementation examples, by adjusting the polarization element-phase difference plate axis angle θ of the optical element 23, the liquid crystal display device 21 displays a display surface during transmission display. The color depth, that is, the color intensity of the transmitted light of the optical element 23 can be freely adjusted.
The lower limit of the permissible range in which the practically necessary and sufficient coloring depth of the polarizing element-retarder axis angle θ is obtained is the optical element 2 of FIG.
3 is an angle at which the transmitted light of the whole 3 causes a chromaticity change to the extent that it is difficult to visually distinguish the chromaticity change. The upper limit of the allowable range is an angle that causes a chromaticity change such that the transmitted light of the optical element 23 shown in FIG.

【0102】具体的には、前記下限値は、透過光の色度
のx値の基準値に対する図2の光学素子23全体の透過
光の色のXYZ表色系のx値の差と透過光の色度のy値
の基準値に対する図2の光学素子23全体の透過光の色
のXYZ表色系のy値の差とのうちの少なくとも一方が
0.005になる場合の偏光素子−位相差板軸角度θで
ある。具体的には、前記上限値は、透過光の色度のx値
の基準値に対する図2の光学素子23全体の透過光の色
のXYZ表色系のx値の差と透過光の色度のy値の基準
値に対する図2の光学素子23全体の透過光の色のXY
Z表色系のy値の差とのうちの少なくとも一方が0.0
2になる場合の偏光素子−位相差板軸角度θである。こ
のように、光学素子23全体の透過光の色のXYZ表色
系のx値またはy値と基準値との差が0.005以上
0.02以下の範囲内になる場合の偏光素子−位相差板
軸角度θが光学素子23に採用されているならば、反射
型偏光素子から入射して二色性偏光素子を透過する光の
着色の度合を、実用上必要充分な程度に制御することが
できる。
Specifically, the lower limit is the difference between the x value of the XYZ color system of the transmitted light color of the entire optical element 23 of FIG. 2 and the transmitted light with respect to the reference value of the x value of the chromaticity of the transmitted light. Polarizing element-position when at least one of the difference in y value of the XYZ color system of the color of transmitted light of the entire optical element 23 of FIG. It is the phase difference plate axis angle θ. Specifically, the upper limit is the difference between the x value of the XYZ color system of the color of the transmitted light of the entire optical element 23 in FIG. 2 and the chromaticity of the transmitted light with respect to the reference value of the x value of the chromaticity of the transmitted light. XY of the color of the transmitted light of the entire optical element 23 of FIG. 2 with respect to the reference value of the y value of
At least one of the difference in y value of the Z color system is 0.0
It is the polarization element-retarder plate axis angle θ in the case of 2. In this way, the polarization element-position when the difference between the x value or the y value of the XYZ color system of the color of the transmitted light of the entire optical element 23 and the reference value is in the range of 0.005 or more and 0.02 or less. If the retardation plate axis angle θ is adopted for the optical element 23, the degree of coloring of light that is incident from the reflective polarization element and transmitted through the dichroic polarization element should be controlled to a practically necessary and sufficient degree. You can

【0103】本実施の形態の光学素子23および液晶表
示装置21は、それぞれ、本発明の光学素子および液晶
表示装置の例示であり、主要な構成および動作が等しけ
れば、他の様々な形で実現することができる。また、図
1の液晶表示装置21の各構成部品の詳細な構成および
動作は、同じ効果が得られるならば、上述の構成および
動作に限らず、他の構成および動作によって実現されて
もよい。さらにまた、図2の光学素子23の各構成部品
の詳細な構成および動作は、同じ効果が得られるなら
ば、上述の構成および動作に限らず、他の構成および動
作によって実現されてもよい。
The optical element 23 and the liquid crystal display device 21 of this embodiment are examples of the optical element and the liquid crystal display device of the present invention, respectively, and can be realized in various other forms as long as the main configurations and operations are the same. can do. Further, the detailed configuration and operation of each component of the liquid crystal display device 21 of FIG. 1 are not limited to the above-described configuration and operation as long as the same effect can be obtained, and may be realized by other configuration and operation. Furthermore, the detailed configuration and operation of each component of the optical element 23 of FIG. 2 are not limited to the above-described configurations and operations as long as the same effect can be obtained, and may be realized by other configurations and operations.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、色度調整
用の光学素子は、反射型偏光素子と位相差板と二色性偏
光素子とが同一光路上に積層され、かつ、反射型偏光素
子の偏光透過軸が二色性偏光素子の偏光透過軸と一致す
るように配置されている。これによって、光学素子は、
位相差板のレタデーションを調整するだけで、反射型偏
光素子側から入射して二色性偏光素子側に透過する光を
着色することができ、かつ、高い透過率を達成すること
ができる。
As described above, according to the present invention, the optical element for chromaticity adjustment is such that the reflection type polarizing element, the retardation plate and the dichroic polarizing element are laminated on the same optical path and The polarization transmission axis of the type polarization element is arranged to coincide with the polarization transmission axis of the dichroic polarization element. As a result, the optical element
Only by adjusting the retardation of the retardation plate, the light that enters from the reflective polarizing element side and is transmitted to the dichroic polarizing element side can be colored, and high transmittance can be achieved.

【0105】また本発明によれば、光学素子の位相差板
のレタデーションは、着色すべき色の波長と等しい値に
選ばれている。これによって,光学素子は、光学素子自
体を透過する光を、着色すべき色に着色することができ
る。さらにまた本発明によれば、光学素子には、レタデ
ーションが410±30nmの位相差板が用いられてい
る。これによって光学素子は、光学素子自体を透過する
光を、青色系の色に着色することができる。また本発明
によれば、光学素子には、レタデーションが520±3
0nmの位相差板が用いられている。これによって光学
素子は、光学素子自体を透過する光を、緑色系の色に着
色することができる。さらにまた本発明によれば、光学
素子には、レタデーションが580±30nmの位相差
板が用いられている。これによって光学素子は、光学素
子自体を透過する光を、黄色系の色に着色することがで
きる。また本発明によれば、光学素子には、レタデーシ
ョンが640±30nmの位相差板が用いられている。
これによって光学素子は、光学素子自体を透過する光
を、赤色系の色に着色することができる。
Further, according to the present invention, the retardation of the retardation plate of the optical element is selected to be equal to the wavelength of the color to be colored. As a result, the optical element can color the light transmitted through the optical element itself into a color to be colored. Furthermore, according to the present invention, a retardation plate having a retardation of 410 ± 30 nm is used for the optical element. As a result, the optical element can color light passing through the optical element itself into a bluish color. According to the invention, the optical element has a retardation of 520 ± 3.
A 0 nm retardation plate is used. As a result, the optical element can color light passing through the optical element itself into a greenish color. Furthermore, according to the present invention, a retardation plate having a retardation of 580 ± 30 nm is used for the optical element. As a result, the optical element can color the light transmitted through the optical element itself in a yellowish color. Further, according to the present invention, a retardation plate having a retardation of 640 ± 30 nm is used for the optical element.
As a result, the optical element can color the light transmitted through the optical element itself in a reddish color.

【0106】さらにまた本発明によれば、光学素子全体
の透過光の色のXYZ表色系のx値またはy値と基準値
との差が0.005以上0.02以下の範囲内になる場
合の前記反射型偏光素子および前記二色性偏光素子の偏
光透過軸に対する前記位相差板の遅相軸の成す角度が、
光学素子に採用されている。これによって光学素子は、
光学素子全体の透過光への着色の度合を、実用上必要充
分な程度に容易に制御することができる。
Furthermore, according to the present invention, the difference between the x value or the y value of the XYZ color system of the color of the transmitted light of the entire optical element and the reference value is within the range of 0.005 or more and 0.02 or less. In the case, the angle formed by the slow axis of the retardation plate with respect to the polarization transmission axis of the reflective polarizing element and the dichroic polarizing element,
Used in optical elements. This allows the optical element to
It is possible to easily control the degree of coloring of the transmitted light of the entire optical element to the extent necessary and sufficient for practical use.

【0107】また以上のように本発明によれば、半透過
型の液晶表示装置は、照明手段、光学素子の反射型偏光
素子、光学素子の位相差板、光学素子の二色性偏光素
子、半透過反射層、液晶層、および第1偏光素子が、1
本の光路上にこの順で積層した構成を有する。これによ
って液晶表示装置は、反射表示時の表示面の色度を全く
損ねることなく、透過時表示時の表示面の色度を独立し
て調整することができ、同時に高い透過率を得ることが
できる。
As described above, according to the present invention, the semi-transmissive liquid crystal display device includes an illumination means, a reflection type polarization element of an optical element, a retardation plate of the optical element, a dichroic polarization element of the optical element, The semi-transmissive reflective layer, the liquid crystal layer, and the first polarizing element are 1
It has a structure in which it is laminated in this order on the optical path of a book. As a result, the liquid crystal display device can independently adjust the chromaticity of the display surface during the transmissive display without impairing the chromaticity of the display surface during the reflective display, and at the same time obtain a high transmittance. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の一形態である液晶表示装置21
の概略的構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a liquid crystal display device 21 according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of FIG.

【図2】図1の液晶表示装置21に備えられる色度調整
用の光学素子23の概略的構成を示す断面図である。
2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a chromaticity adjusting optical element 23 provided in the liquid crystal display device 21 of FIG.

【図3】比較例ならびに第1〜第4実現例における図1
の液晶表示装置21の第1基板35側の位相差板37,
38および偏光素子31の軸角度の関係を示す図と、比
較例ならびに第1〜第4実現例における図1の液晶表示
装置21の第2基板36側の位相差板26,39,40
および偏光素子25,27の軸角度の関係を示す図とで
ある。
FIG. 3 is a diagram of a comparative example and first to fourth examples of implementation.
Of the liquid crystal display device 21 of the first substrate 35 side retardation plate 37,
38 showing the relationship between the axial angles of the polarizing element 31 and the polarization element 31, and the retardation plates 26, 39, 40 on the second substrate 36 side of the liquid crystal display device 21 of FIG. 1 in the comparative example and the first to fourth implementation examples.
3A and 3B are diagrams showing a relationship between axial angles of polarizing elements 25 and 27.

【図4】第1〜第4実現例における図1の液晶表示装置
21の透過白色表示時の表示面の色のx−y色度図であ
る。
FIG. 4 is an xy chromaticity diagram of colors on a display surface during transmission white display of the liquid crystal display device 21 of FIG. 1 in first to fourth implementation examples.

【図5】従来技術の液晶表示装置1の概略的構成を示す
断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional liquid crystal display device 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 液晶表示装置 23 光学素子 25 反射型偏光素子 26 位相差板 27 二色性偏光素子 30 液晶層 31 第1偏光素子 32 半透過反射層 33 照明部 α1 光学素子の反射型偏光素子の偏光透過軸 α2 光学素子の二色性偏光素子の偏光透過軸 β 光学素子の位相差板の遅相軸 θ 光学素子の反射型偏光素子および二色性偏光素子の
偏光透過軸に対する光学素子の位相差板の遅相軸のなす
角度
21 liquid crystal display device 23 optical element 25 reflective polarizing element 26 retardation plate 27 dichroic polarizing element 30 liquid crystal layer 31 first polarizing element 32 semi-transmissive reflective layer 33 illuminating part α1 polarization transmission axis of reflective polarizing element of optical element α 2 The polarization transmission axis of the dichroic polarizing element of the optical element β The slow axis of the retardation plate of the optical element θ The retardation plate of the optical element with respect to the polarization transmission axis of the reflective polarizing element of the optical element and the dichroic polarizing element Angle formed by slow axis

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) G02F 1/1335 510 G02F 1/1335 510 1/13363 1/13363 (72)発明者 福島 浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 2H042 BA03 BA20 DA01 DA02 DA04 DB01 DE00 2H049 BA02 BA06 BA17 BB03 BB62 BC22 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA41Z FD06 GA16 HA10 KA02 LA16 LA30 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02F 1/1335 510 G02F 1/1335 510 1/13363 1/13363 (72) Inventor Hiroshi Fukushima Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka No.22 No.22 F-term in Sharp Corporation (reference) 2H042 BA03 BA20 DA01 DA02 DA04 DB01 DE00 2H049 BA02 BA06 BA17 BB03 BB62 BC22 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA41Z FD06 GA16 HA10 KA02 LA16 LA30

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予め定める基準振動方向の偏光光を透過
し、該基準振動方向と直交する偏光光を反射する反射型
偏光素子と、 反射型偏光素子を通る光路上に、自身の偏光透過軸が反
射型偏光素子の偏光透過軸と平行になるように配置さ
れ、かつ、予め定める基準振動方向の偏光光を透過し、
該基準振動方向と直交する偏光光を吸収する二色性偏光
素子と、 反射型偏光素子と二色性偏光素子の間に配置される位相
差板とを含むことを特徴とする光学素子。
1. A reflective polarizing element that transmits polarized light in a predetermined reference vibration direction and reflects polarized light orthogonal to the reference vibration direction, and its own polarization transmission axis on an optical path passing through the reflective polarizing element. Is arranged so as to be parallel to the polarization transmission axis of the reflective polarizing element, and transmits polarized light in a predetermined reference vibration direction,
An optical element comprising: a dichroic polarizing element that absorbs polarized light orthogonal to the reference vibration direction; and a retardation plate disposed between the reflective polarizing element and the dichroic polarizing element.
【請求項2】 前記位相差板のレタデーションが、着色
すべき色に対応する光の波長に選ばれていることを特徴
とする請求項1記載の光学素子。
2. The optical element according to claim 1, wherein the retardation of the retardation plate is selected to a wavelength of light corresponding to a color to be colored.
【請求項3】 前記位相差板のレタデーションが、38
0nm以上440nm以下の波長に選ばれていることを
特徴とする請求項2記載の光学素子。
3. The retardation of the retardation plate is 38.
The optical element according to claim 2, wherein the wavelength is selected to be 0 nm or more and 440 nm or less.
【請求項4】 前記位相差板のレタデーションが、49
0nm以上550nm未満の波長に選ばれていることを
特徴とする請求項2記載の光学素子。
4. The retardation of the retardation plate is 49
The optical element according to claim 2, wherein the wavelength is selected to be 0 nm or more and less than 550 nm.
【請求項5】 前記位相差板のレタデーションが、55
0nm以上610nm未満の波長に選ばれていることを
特徴とする請求項2記載の光学素子。
5. The retardation of the retardation plate is 55.
The optical element according to claim 2, wherein the wavelength is selected to be 0 nm or more and less than 610 nm.
【請求項6】 前記位相差板のレタデーションが、61
0nm以上670nm以下の波長に選ばれていることを
特徴とする請求項2記載の光学素子。
6. The retardation of the retardation plate is 61.
The optical element according to claim 2, wherein the wavelength is selected to be 0 nm or more and 670 nm or less.
【請求項7】 前記反射型偏光素子および前記二色性偏
光素子の偏光透過軸に対する前記位相差板の遅相軸の成
す角度が、前記反射型偏光素子の透過光が直接前記二色
性偏光素子に入射する場合の前記二色性偏光素子の透過
光の色のXYZ表色系のx値およびy値を基準値とし
て、前記二色性偏光素子の透過光の色のXYZ表色系の
x値またはy値と基準値との差が0.005以上0.0
2以下の範囲内になる場合の前記偏光透過軸に対する前
記遅相軸の成す角度に選ばれていることを特徴とする請
求項1〜6のうちのいずれか1項記載の記載の光学素
子。
7. The angle formed by the slow axis of the retardation plate with respect to the polarization transmission axes of the reflective polarizing element and the dichroic polarizing element is such that the transmitted light of the reflective polarizing element is directly the dichroic polarized light. Using the x and y values of the XYZ color system of the color of the transmitted light of the dichroic polarizing element when entering the element, the XYZ color system of the color of the transmitted light of the dichroic polarizing element is used as a reference value. Difference between x value or y value and reference value is 0.005 or more 0.0
The optical element according to any one of claims 1 to 6, wherein an angle formed by the slow axis with respect to the polarization transmission axis when it is within a range of 2 or less is selected.
【請求項8】 請求項1〜7のうちのいずれか1項に記
載の光学素子と、 光学素子の二色性偏光素子側に配置される液晶層と、 液晶層の光学素子とは反対側に配置される第1偏光素子
と、 光学素子の二色性偏光素子と液晶層との間に配置される
半透過反射層と、 光学素子の反射型偏光素子側に配置される照明手段とを
含むことを特徴とする液晶表示装置。
8. The optical element according to claim 1, a liquid crystal layer disposed on the dichroic polarizing element side of the optical element, and a side of the liquid crystal layer opposite to the optical element. A first polarizing element, a transflective layer disposed between the dichroic polarizing element of the optical element and the liquid crystal layer, and an illuminating means disposed on the reflective polarizing element side of the optical element. A liquid crystal display device comprising:
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