JP2011128531A - 液晶表示素子および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各液晶パネルからの反射光量および透過光量の低下を防止することを課題とする。
【解決手段】第１の波長域および当該第１の波長域よりも長い第２の波長域の第１の偏光方向の光を入射される光からそれぞれ吸収し、当該第１の波長域および当該第２の波長域の第２の偏光方向の光を入射される光からそれぞれ透過する光吸収層と、前記光吸収層から透過される前記第１の波長域の前記第２の偏光方向の光を反射する第１の液晶反射層と、前記光吸収層から透過される前記第２の波長域の前記第２の偏光方向の光を反射する第２の液晶反射層とを有し、前記光吸収層を光が入射する側に設けるとともに、前記第２の液晶反射層を前記第１の液晶反射層よりも上層に設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、液晶表示素子および液晶表示装置に関する。

近年、反射型液晶表示素子の技術開発が盛んになってきている。例えば、反射型液晶表示素子の一例としては、電子ペーパーが挙げられる。反射型液晶表示素子は、コレステリック液晶を有する液晶パネルを積層した構造を有する。このコレステリック液晶は、入射される光が有する波長の中から所定の波長を選択的に反射するプレーナ（ＰＬ）という状態と、入射される光をそのまま透過させるフォーカルコーニック（ＦＣ）という状態とを有する。

例えば、反射型液晶表示素子の液晶パネルが有する電極に電圧を加えることで、コレステリック液晶の状態をプレーナあるいはフォーカルコーニックのいずれかに制御することができる。なお、コレステリック液晶は、再び電圧が加えられるまで、プレーナあるいはフォーカルコーニックの状態が維持される、いわゆるメモリ性を有する。

図２２および図２３は、従来の反射型液晶表示素子を示す図である。図２２は、反射型液晶表示素子１００を白色表示に設定した時の表示素子の断面を示す図である。図２３は、反射型液晶表示素子１００を黒色表示に設定した時の表示素子の断面を示す図である。

例えば、図２２に示すように、従来の反射型液晶表示素子１００は、三原色であるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各波長域の光の中から、Ｂ（青）の波長域の光を選択反射する液晶パネルＢ（ＲＨ：Ｒｉｇｈｔ Ｈａｎｄｌｅ）を有する。また、三原色であるＲＧＢの各波長域の光の中から、Ｇ（緑）の波長域の光を選択反射する液晶パネルＧ（ＬＨ：Ｌｅｆｔ Ｈａｎｄｌｅ）を有する。さらに、三原色であるＲＧＢの各波長域の光の中から、Ｒ（赤）の波長域の光を選択反射する液晶パネルＲ（ＲＨ：Ｒｉｇｈｔ Ｈａｎｄｌｅ）を有する。

そして、従来の反射型液晶表示素子１００は、例えば、図２２に示すように、液晶パネルＢ、液晶パネルＧおよび液晶パネルＲを光の入射側から順に積層する。また、例えば、図２２に示すＲＨは右回りの偏光方向を表し、ＬＨは左回りの偏光方向を表している。

また、例えば、図２２に示す液晶パネルＢ（ＲＨ）は、入射する自然光から、Ｂ（青）に対応する波長域の光のうち、右回りの偏光方向の光成分を選択的に反射することを示す。また、例えば、図２２に示す液晶パネルＧ（ＬＨ）は、入射する自然光から、Ｇ（緑）に対応する波長域の光のうち、左回りの偏光方向の光成分を選択的に反射することを示す。図２２に示す液晶パネルＲ（ＲＨ）は、入射する自然光から、Ｒ（赤）に対応する波長域の光のうち、右回りの偏光方向の光成分を選択的に反射することを示す。また、図２３に示す液晶パネルＢ、液晶パネルＧおよび液晶パネルＲも同様の機能を有する。なお、図２２および図２３に示すＸの層は、液晶パネルＲから透過される光を吸収する。また、角液晶パネルにより反射される光の偏光方向は、各液晶パネルに用いられるコレステリック液晶の螺旋構造のねじれ方向により決定される。コレステリック液晶の螺旋構造のねじれ方向は、コレステリック液晶を作成する際に、ネマティック液晶に添加されるカイラル剤の種類により決定される。

そして、例えば、図２２に示すように、従来の反射型液晶表示素子１００を白色表示させる場合には、各液晶パネルのコレステリック液晶をプレーナ（ＰＬ）に制御する。また、従来の反射型液晶表示素子１００を黒色表示させる場合には、例えば、図２３に示すように、各液晶パネルのコレステリック液晶をフォーカルコーニック（ＦＣ）に制御する。このように、従来の反射型液晶表示素子は、各液晶パネルが有するコレステリック液晶をプレーナ（ＰＬ）あるいはフォーカルコーニック（ＦＣ）に制御することにより液晶の色の表示を行っている。

特開２００３−５３３２７号公報

ところで、従来の反射型液晶表示素子は、各液晶パネルにて、選択反射の対象とされていない光の反射、いわゆる散乱が発生する。このため、従来の反射型液晶表示素子は、少なからず表示品質が低下する。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、表示品質の劣化を防止することが可能な液晶表示素子および液晶表示装置を提供することを目的とする。

本願の開示する技術は、一つの態様において、入射される光の中から、第１の波長域の第１の偏光方向の光および当該第１の波長域よりも長い第２の波長域の前記第１の偏光方向の光をそれぞれ吸収し、当該第１の波長域の第２の偏光方向の光および当該第２の波長域の第２の偏光方向の光をそれぞれ透過する光吸収層と、前記光吸収層から透過される前記第１の波長域の前記第２の偏光方向の光を反射する第１の液晶反射層と、前記光吸収層から透過される前記第２の波長域の前記第２の偏光方向の光を反射する第２の液晶反射層とを有し、前記光吸収層を前記第２の液晶反射層よりも光の入射側に設けるとともに、前記第２の液晶反射層を前記第１の液晶反射層よりも光の入射側に設ける。

本願の開示する技術の一つの態様によれば、表示品質の劣化を防止できる。

図１は、実施例１に係る液晶表示素子を示す図である。 図２は、実施例２に係る液晶表示素子を示す図である。 図３は、液晶表示素子の従来構造を示す図である。 図４は、円偏光吸収フィルタを用いた液晶表示素子の構造例を示す図である。 図５は、円偏光吸収フィルタの特性を示す図である。 図６は、液晶パネルの偏光透過特性を示す図である。 図７は、液晶パネルの偏光透過特性を示す図である。 図８は、円偏光吸収フィルタを用いた液晶表示素子の問題点を説明する図である。 図９は、円偏光吸収フィルタを用いた液晶表示素子の問題点を説明する図である。 図１０は、実施例２に係る液晶パネルの偏光透過特性を示す図である。 図１１は、実施例２に係る液晶パネルの偏光透過特性を示す図である。 図１２は、実施例２に係る液晶表示素子を説明する図である。 図１３は、実施例２に係る液晶表示素子を説明する図である。 図１４は、実施例３に係る液晶表示素子を示す図である。 図１５は、実施例３に係る液晶表示素子を示す図である。 図１６は、実施例４に係る液晶表示素子を示す図である。 図１７は、実施例４に係る液晶表示素子を示す図である。 図１８は、実施例５に係る液晶表示素子を示す図である。 図１９は、実施例６に係る液晶表示素子を示す図である。 図２０は、実施例７に係る円偏光吸収フィルタの特性例を示す図である。 図２１は、実施例７に係る円偏光吸収フィルタの特性例を示す図である。 図２２は、従来の反射型液晶表示素子を示す図である。 図２３は、従来の反射型液晶表示素子を示す図である。

以下に、図面を参照しつつ、本願の開示する液晶表示素子および液晶表示装置の一実施形態について詳細に説明する。なお、液晶表示素子および液晶表示装置の一実施形態として後述する以下の実施例により、本願が開示する技術が限定されるものではない。

図１は、実施例１に係る液晶表示素子を示す図である。図１に示すように、実施例１に係る液晶表示素子１は、光吸収層２、第１の液晶反射層３および第２の液晶反射層４を有する。

光吸収層２は、入射される光から、第１の波長域の第１の偏光方向の光を吸収する。また、光吸収層２は、入射される光から、第１の波長域よりも長い第２の波長域の第１の偏光方向の光を吸収する。

また、光吸収層２は、入射される光から、第１の波長域の第２の偏光方向の光を透過する。また、光吸収層２は、入射される光から、第２の波長域の第２の偏光方向の光を透過する。

また、第１の液晶反射層３は、光吸収層２から透過される第１の波長域の第２の偏光方向の光を反射する。さらに、第２の液晶反射層４は、光吸収層２から透過される第２の波長域の第２の偏光方向の光を反射する。

そして、液晶表示素子１は、光吸収層２を第２の液晶反射層４よりも光の入射側に設ける。さらに、液晶表示素子１は、第２の液晶反射層４を第１の液晶反射層３よりも光の入射側に設ける。

第２の液晶反射層から透過される光のうち、第１の液晶反射層３が光を反射する第１の波長域に属する光の内訳は、第２の液晶反射層４の特性により、第１の偏光方向よりも第２の偏光方向の光の方が多くなる。よって、液晶表示素子１は、第１の液晶反射層３に反射される光の強度を維持できる。このようなことから、液晶表示素子１は、液晶パネルからの反射光量が大幅に低下することを防止できる。この結果、液晶表示素子１は、表示品質の劣化を防止できる。

図２は、実施例２に係る液晶表示素子を示す図である。図２に示すように、実施例２に係る液晶表示素子５は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ６、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル８、およびＲ（ＲＨ／ＬＨ）の液晶パネル９を有する。

ここで、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ６は、Ｂ（青）およびＧ（緑）に対応する波長域の光のうち、右回り（ＲＨ：Ｒｉｇｈｔ Ｈａｎｄｌｅ）の偏光方向の光成分を入射される光の中から吸収する。また、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７は、Ｇ（緑）に対応する波長域の光のうち、左回り（ＬＨ：Ｌｅｆｔ Ｈａｎｄｌｅ）の偏光方向の光成分を入射する光の中から反射する。

また、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル８は、Ｂ（青）に対応する波長域の光のうち、左回りの偏光方向の光成分を入射する光の中から反射する。Ｒ（ＲＨ／ＬＨ）の液晶パネル９は、Ｒ（赤）に対応する波長域の光のうち、右回り（ＲＨ：Ｒｉｇｈｔ Ｈａｎｄｌｅ）および左回り（ＬＨ：Ｌｅｆｔ Ｈａｎｄｌｅ）の各偏光方向の光成分を入射する光から反射する。

なお、液晶パネル７〜９は、所定の波長帯域について所定の円偏光の光を透過させるように、どのような周知技術を利用して作成してもよい。例えば、液晶パネル７〜８に用いられるコレステリック液晶は、通常、液晶パネルの基板に対して垂直方向を螺旋軸とし、棒状の分子が幾重にも重なった各層が一定周期でねじれた螺旋状の構造を有する。コレステリック液晶が有する螺旋状の構造は、層状の構造を持たずに平行配列しているネマティック液晶に、カイラル剤とよばれる添加剤を加えて旋光性を持たせることにより作製される。なお、ネマティック液晶に添加するカイラル剤の種類により、コレステリック液晶の分子が幾重にも重なった各層の螺旋軸を中心としてねじれ方向が決定され、反射する円偏光の光の方向も決定される。

そして、図２に示すように、液晶表示素子５は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ６を光の入射側に設ける。ここで、光の入射側とは、液晶表示素子５の表示面側に相当する。さらに、液晶表示素子５は、Ｂ（青）よりも波長域の長いＧ（緑）に対応する液晶パネル７をＢ（青）に対応する液晶パネル８よりも上層に設ける。液晶表示素子５が、図２に示すような構造を有する理由を以下に説明する。

図３は、液晶表示素子の従来構造を示す図である。図３に示すように、従来の液晶表示素子２００は、Ｂ（ＲＨ）の液晶パネル、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル、ＧカットフィルタおよびＲ（ＲＨ）の液晶パネルを有する。そして、従来の液晶表示素子２００は、Ｂ（ＲＨ）の液晶パネル、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル、ＧカットフィルタおよびＲ（ＲＨ）の液晶パネルを光の入射側から順に積層した構造を有する。

Ｂ（ＲＨ）の液晶パネルは、上述した液晶表示素子５が有する液晶パネルと同様の機能を有し、Ｂ（青）に対応する波長域の光のうち、右回りの偏光方向の光成分を入射する光の中から反射する。Ｇ（ＬＨ）の液晶パネルは、上述した液晶表示素子５が有する液晶パネルと同様の機能を有し、Ｇ（緑）に対応する波長域の光のうち、左回りの偏光方向の光成分を入射する光の中から反射する。Ｇカットフィルタは、Ｇ（緑）に対応する波長域の光を入射する光の中から吸収する。Ｒ（ＲＨ）は、上述した液晶表示素子５が有する液晶パネルと同様の機能を有し、Ｒ（赤）に対応する波長域の光のうち、右回りの偏光方向の光成分を入射する光の中から反射する。

従来の液晶表示素子２００は、図３に示すように、Ｇの液晶パネルとＲの液晶パネルとの間にＧカットフィルタＹを設ける。よって、従来の液晶表示素子２００は、ＧカットフィルタＹにより、Ｇの液晶パネルからＲの液晶パネルに入射される光の中から、Ｇ（緑）に対応する波長域の光を吸収する。このようにして、従来の液晶表示素子２００は、赤色表示時に、光の入射角度によって緑色が混入するのを防止する。

しかし、従来の液晶表示素子２００は、例えば、図３に示すＳのように、各液晶パネルが反射対象としていない光の反射、いわゆる散乱を引き起こすという問題がある。例えば、図３に示すように、Ｂ（ＲＨ）、Ｇ（ＬＨ）およびＲ（ＲＨ）の各液晶パネルは、反射対象としていない波長域の各偏光方向（ＬＨ＋ＲＨ）の光をわずかに反射させる散乱を引き起こしている。そこで、この散乱を防止することを目的として、例えば、偏光吸収フィルタを光の入射側に設ける液晶表示素子が提案されている。

図４は、円偏光吸収フィルタを用いた液晶表示素子の構造例を示す図である。図４には、図３に示す液晶表示素子とは異なる他の構造例を示す。図４に示すように、液晶表示素子２００は、例えば、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネルおよびＲ（ＲＨ）の液晶パネルを順に積層した構造を有する。そして、図４に示す液晶表示素子２００は、円偏光吸収フィルタとして、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタＺを光の入射側に設ける。ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタＺは、上述した実施例２に係る液晶表示素子５と同様に、Ｂ（青）およびＧ（緑）に対応する波長域の光のうち、右回り（ＲＨ：Ｒｉｇｈｔ Ｈａｎｄｌｅ）の偏光方向の光成分を入射される光の中から吸収する。

図５は、円偏光吸収フィルタの特性を示す図である。図５の横軸は、光の波長を示し、Ｂは「青」に対応する光の波長域、Ｇは「緑」に対応する光の波長域、Ｒは「赤」に対応する光の波長域を示し、図５の縦軸は透過される光の強度を示す。図５内のＲＨは、右回りの偏光方向の光成分を示し、図５内のＬＨは、左回りの偏光方向の光成分を示す。

図４に示すＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタＺは、図５に示すように、Ｂ（青）およびＧ（緑）に対応する波長域の右回り（ＲＨ）の偏光方向の光成分を吸収し、左回り（ＬＨ）の偏光方向の光成分を透過する特性を有する。また、図４に示す液晶表示素子２００に設けられるＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタは、図５に示すように、Ｒ（赤）に対応する波長域の右回り（ＲＨ）および左回り（ＬＨ）の偏光方向の光成分をともに透過する特性を有する。

そして、図４に示す液晶表示素子２００は、光の入射側にＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタＺを設けるので、Ｂ（青）および（緑）の右回り（ＲＨ）の偏光方向の光成分を入射される光の中から吸収できる。よって、図４に示す液晶表示素子２００は、各液晶パネルによる光の散乱を、左回り（ＬＨ）の偏光方向の光成分による散乱のみに抑制できる。

しかしながら、図４に示す液晶表示素子２００は、液晶パネルが有するコレステリック液晶の偏光透過特性により、液晶パネルからの反射光量が大幅に低下する場合がある。ここで、偏光透過特性とは、例えば、偏光方向が右回り（ＲＨ）の光成分を選択的に反射する液晶パネルが、右回り（ＲＨ）の光成分を透過する場合に、右回り（ＲＨ）とは反対の左回り（ＬＨ）の偏光方向の光に反転させて透過させる特性のことをいう。

図６は、液晶パネルの偏光透過特性を示す図である。図６は、プレーナ（ＰＬ）状態に制御されたＢ（青）の液晶パネルの偏光透過特性を表し、図６に示す横軸は光の波長域を示し、図６に示す縦軸は光の反射強度（Ｔ）を示す。

また、図６に示す「ＲＨ→ＲＨ」は、偏光方向が右回り（ＲＨ）の光を入射して、そのまま右回り（ＲＨ）の光を透過するパターンを表す。また、図６に示す「ＬＨ→ＲＨ」は、偏光方向が左回り（ＬＨ）の光を入射して、右回り（ＲＨ）に反転させた光を透過するパターンを表す。また、図６に示す「ＬＨ→ＬＨ」は、偏光方向が左回り（ＬＨ）の光を入射して、そのまま左回り（ＬＨ）の光を透過するパターンを表す。また、図６に示す「ＲＨ→ＬＨ」は、偏光方向が右回り（ＲＨ）の光を入射して、左回り（ＬＨ）に反転させた光を透過するパターンを表す。

本願の発明者は、図６に示すように、プレーナ（ＰＬ）状態に制御されたＢ（青）の液晶パネルに右回り（ＲＨ）の光が入射された場合に、Ｇ（緑）に対応する光の波長域で、左回り（ＬＨ）に反転されて透過される光の割合が多くなることを新たに発見した。なお、緑色に対応する光の波長域は約５００〜６００ｎｍとする。同様に、本願の発明者は、プレーナ（ＰＬ）状態に制御されたＢ（青）の液晶パネルに左回り（ＬＨ）の光が入射された場合に、Ｇ（緑）に対応する光の波長域で、右回り（ＲＨ）に反転されて透過される光の割合が多くなることを発見した。

また、フォーカルコーニック（ＦＣ）状態に制御されたＢ（青）の液晶パネルは、プレーナ状態の時と同様の特性を有する。図７は、液晶パネルの偏光透過特性を示す図である。

図７は、フォーカルコーニック（ＦＣ）状態に制御されたＢ（青）の液晶パネルの偏光透過特性を表し、図６と同様に、図７に示す横軸は光の波長域を示し、図７に示す縦軸は光の反射強度を示す。また、図６と同様に、図７に示す「ＲＨ→ＲＨ」は、偏光方向が右回り（ＲＨ）の光を入射して、そのまま右回り（ＲＨ）の光を透過するパターンを表す。

また、図６と同様に、図７に示す「ＬＨ→ＲＨ」は、偏光方向が左回り（ＬＨ）の光を入射して、右回り（ＲＨ）に反転させた光を透過するパターンを表す。また、図６と同様に、図７に示す「ＬＨ→ＬＨ」は、偏光方向が左回り（ＬＨ）の光を入射して、そのまま左回り（ＬＨ）の光を透過するパターンを表す。また、図７に示す「ＲＨ→ＬＨ」は、偏光方向が右回り（ＲＨ）の光を入射して、左回り（ＬＨ）に反転させた光を透過するパターンを表す。

本願の発明者は、図７に示すように、フォーカルコーニック（ＦＣ）状態に制御されたＢ（青）の液晶パネルが、図６に示すプレーナ状態と同傾向の偏光透過特性を有することを新たに発見した。つまり、本願の発明者は、図７に示すように、Ｂ（青）の液晶パネルに右回り（ＲＨ）の光が入射された場合に、Ｇ（緑）に対応する光の波長域で、左回り（ＬＨ）に反転されて透過される光の割合が多くなることを発見した。同様に、本願の発明者は、図７に示すように、Ｂ（青）の液晶パネルに左回り（ＬＨ）の光が入射された場合に、Ｇ（緑）に対応する光の波長域で、右回り（ＲＨ）に反転されて透過される光の割合が多くなることを新たに発見した。

図６および７を用いて上述したように、本願の発明者が新たに発見した液晶パネルの偏光透過特性により、液晶パネルからの反射光量が大幅に低下してしまうという問題が引き起こされる。図８は、円偏光吸収フィルタを用いた液晶表示素子の問題点を説明する図である。

図８に示すように、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタＺを透過した左回り（ＬＨ）の偏光方向の光は、プレーナ（ＰＬ）状態に制御されたＢ（ＬＨ）の液晶パネルを透過する場合に、右回り（ＲＨ）に反転されて透過される光の割合が多くなる。Ｇ（ＬＨ）の液晶パネルは、左回り（ＬＨ）の偏光方向の光を反射するので、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネルを透過してきた光の中にわずかに含まれる左回り（ＬＨ）の偏光方向の光を反射する。

さらに、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネルは、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネルから反射される左回り（ＬＨ）の偏光方向の光を透過するが、偏光透過特性に従った挙動の結果、右回り（ＲＨ）に反転して透過される光の割合が多くなる。よって、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネルを透過してきたＧ（ＬＨ）の液晶パネルによる反射光は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタＺによりさらに吸収されるので、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネルからの反射光量が大幅に低減してしまう。

また、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネルがフォーカルコーニック（ＦＣ）状態に制御されている場合にも、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネルの偏光透過特性によって、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネルからの反射光量の大幅な低下が考えられる。図９は、円偏光吸収フィルタを用いた液晶表示素子の問題点を説明する図である。

図９に示すように、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタＺを透過した左回り（ＬＨ）の偏光方向の光は、フォーカルコーニック（ＦＣ）状態に制御されたＢ（ＬＨ）の液晶パネルを透過する場合に、右回り（ＲＨ）に反転されて透過される光の割合が多くなる。Ｇ（ＬＨ）の液晶パネルは、左回り（ＬＨ）の偏光方向の光を反射するので、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネルを透過してきた光の中にわずかに含まれる左回り（ＬＨ）の偏光方向の光を反射する。

さらに、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネルは、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネルから反射される左回り（ＬＨ）の偏光方向の光を透過するが、偏光透過特性に従った挙動の結果、右回り（ＲＨ）に反転して透過される光の割合が多くなる。よって、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネルを透過してきたＧ（ＬＨ）の液晶パネルによる反射光は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタＺによりさらに吸収されるので、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネルからの反射光量が大幅に低減してしまう。

上述してきたように、図４に示す液晶表示素子２００は、液晶パネルが有するコレステリック液晶の偏光透過特性により、液晶パネルからの反射光量が大幅に低下する場合があるという問題がある。例えば、図４に示すように、光の入射側に設けられたＢの液晶パネルが選択反射する光の偏光方向と、光の入射方向から見てＢの液晶パネルの直下に設けられたＧの液晶パネルが選択反射する光の偏光方向とが同一であるとする。この場合には、Ｇの液晶パネルからの反射光量が大幅に低減してしまう。すなわち、液晶パネルからの反射光量の大幅な低下は、表示品質の劣化に繋がる。

そこで、実施例２に係る液晶表示素子５は、図２に示すように、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ６を光が入射する側に設けた場合に、Ｂ（青）よりも波長域の長いＧ（緑）に対応する液晶パネル７をＢ（青）に対応する液晶パネル８よりも上層に設ける。実施例２に係る液晶表示素子５は、図２に示すような構造を有することにより、液晶パネルからの反射光量が大幅に低下することを防止する。

図１０は、実施例２に係る液晶パネルの偏光透過特性を示す図である。図１０には、プレーナ（ＰＬ）状態に制御されたＧ（緑）に対応する液晶パネル７の偏光透過特性を表し、図１０の横軸は光の波長域を示し、図１０の縦軸は光の反射強度（Ｔ）を示す。

図１０に示すように、プレーナ（ＰＬ）状態に制御されたＧ（緑）の液晶パネル７は、右回り（ＲＨ）の光を入射した場合に、Ｂ（青）に対応する光の波長域で、そのまま右回り（ＲＨ）の偏光方向で透過される光の割合が多くなるという特性を有する。なお、青色に対応する光の波長域は約４００〜５００ｎｍであるものとする。同様に、プレーナ（ＰＬ）状態に制御されたＧ（緑）の液晶パネル７は、左回り（ＬＨ）の光を入射した場合に、Ｂ（青）に対応する光の波長域で、そのまま左回り（ＬＨ）の偏光方向で透過される光の割合が多くなるという特性を有する。

また、フォーカルコーニック（ＦＣ）状態に制御されたＧ（緑）の液晶パネル７は、プレーナ状態の時と同様の特性を有する。図１１は、実施例２に係る液晶パネルの偏光透過特性を示す図である。図１１は、フォーカルコーニック（ＦＣ）状態に制御されたＧ（緑）の液晶パネル７の偏光透過特性を表し、図１０と同様に、図１１の横軸は光の波長域を示し、図１１の縦軸は光の反射強度（Ｔ）を示す。

図１１に示すように、フォーカルコーニック（ＦＣ）状態に制御されたＧ（緑）の液晶パネル７は、図１０に示すプレーナ状態の時と同様の特性を有する。つまり、図１１に示すように、右回り（ＲＨ）の光を入射した場合に、Ｂ（青）に対応する光の波長域で、そのまま右回り（ＲＨ）の偏光方向で透過される光の割合が多くなるという特性を有する。同様に、左回り（ＬＨ）の光を入射した場合に、Ｂ（青）に対応する光の波長域で、そのまま左回り（ＬＨ）の偏光方向で透過される光の割合が多くなるという特性を有する。

Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７が、上述した図１０および図１１に示すような偏光透過特性を有することを利用して、実施例２に係る液晶表示素子５は、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７をＢ（ＬＨ）の液晶パネル８よりも上層に設ける構造を採用する。これにより、実施例２に係る液晶表示素子５は、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７からＢ（ＬＨ）の液晶パネル８に到達する光の強度を維持でき、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル８からの反射光量が大幅に低下することを防止できる。

図１２は、実施例２に係る液晶表示素子を説明する図である。図１２は、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７がプレーナ（ＰＬ）状態に制御されている場合の光の反射の様子を表している。図１２に示すように、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ６から入射される左回り（ＬＨ）の偏光方向の光の中から、Ｇ（緑）に対応する波長域の左回り（ＬＨ）の偏光方向の光を反射する。

また、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ６から入射される左回り（ＬＨ）の光を透過する場合に、左回り（ＬＨ）の偏光方向の光をより多く透過する。Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル８は、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７から透過されてきた光の大部分を占める左回り（ＬＨ）の偏光方向の光の中から、Ｂ（青）に対応する波長域の左回り（ＬＨ）の偏光方向の光を反射する。

さらに、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７は、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル８から反射される左回り（ＬＨ）の偏光方向の光を透過するが、偏光透過特性に従った挙動の結果、左回り（ＬＨ）の偏光方向の光をより多く透過する。よって、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７を透過してきたＢ（ＬＨ）の液晶パネル８による反射光は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ６により吸収されることがないので、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル８からの反射光量が大幅に低減することを防止できる。

Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７がフォーカルコーニック（ＦＣ）状態に制御されている場合にも、プレーナ状態の時と同様の挙動を示す。図１３は、実施例２に係る液晶表示素子を説明する図である。図１３は、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７がフォーカルコーニック（ＦＣ）状態に制御されている場合の光の反射の様子を表している。図１３に示すように、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ６から入射される左回り（ＬＨ）の光を透過する場合に、左回り（ＬＨ）の偏光方向の光をより多く透過する。

Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル８は、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７から透過されてきた光の大部分を占める左回り（ＬＨ）の偏光方向の光の中から、Ｂ（青）に対応する波長域の左回り（ＬＨ）の偏光方向の光を反射する。

さらに、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７は、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル８から反射される左回り（ＬＨ）の偏光方向の光を透過するが、偏光透過特性に従った挙動の結果、左回り（ＬＨ）の偏光方向の光をより多く透過する。よって、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７を透過してきたＢ（ＬＨ）の液晶パネル８による反射光は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ６により吸収されることがないので、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル８からの反射光量が大幅に低減することを防止できる。

上述してきたように、実施例２に係る液晶表示素子５は、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７をＢ（ＬＨ）の液晶パネル８よりも上層に設ける構造を採用する。これにより、実施例２に係る液晶表示素子５は、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル７からＢ（ＬＨ）の液晶パネル８に到達する光の強度を維持でき、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル８からの反射光量が大幅に低下することを防止できる。結果として、実施例２に係る液晶表示素子５は、表示品質の劣化を防止できる。

上述した実施例２において、液晶表示素子が有するＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタを、２色性偏光板およびλ／４の位相差板を積層した構造としてもよい。図１４および図１５は、実施例３に係る液晶表示素子を示す図である。

図１４および図１５に示すように、実施例３に係る液晶表示素子１０は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ１１、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル１２、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル１３、およびＲ（ＲＨ）の液晶パネル１４を有する。例えば、実施例３に係る液晶表示素子１０は、図１４に示すように、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ１１を、２色性偏光板１４ａおよびλ／４の位相差板１４ｂを積層した構造とする。なお、図１４に示す１４ｃは、２色性偏光板１４ａによる光の吸収軸を表し、図１４に示す１４ｄは、λ／４の位相差板１４ｂによる光の遅相軸を表す。

また、例えば、図１５に示すように、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ１１を、２色性偏光板１５ａおよびλ／４の位相差板１５ｂを積層した構造とする。なお、図１５に示す１５ｃは、２色性偏光板１５ａによる光の吸収軸を表し、図１５に示す１５ｄは、λ／４の位相差板１５ｂによる光の遅相軸を表す。

実施例３に係る液晶表示素子１０は、実施例２に係る液晶表示素子５と基本的に同様の構成を有するが、Ｒ（ＲＨ）の液晶パネル２４により反射させる光の偏光方向だけが異なる。

実施例３に係る液晶表示素子１０では、２色性偏光板を透過してきた直線偏光の光が、λ／４の位相差板１４ｂを透過することにより、右回り（ＲＨ）の偏光方向の光、あるいは左回り（ＬＨ）の偏光方向の光に変換される。また、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ１１により吸収されずに透過されてくる偏光方向の光を反射するように、Ｇ（緑）の液晶パネル１２およびＢ（青）１３に反射させる光の偏光方向を設定する。

例えば、図１４に示すように、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ１１により吸収される光の偏光方向が右回り（ＲＨ）である場合には、Ｇ（緑）の液晶パネル１２およびＢ（青）の液晶パネル１３に反射させる光の偏光方向を左回り（ＬＨ）に設定する。

また、例えば、図１５に示すように、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ１１により吸収される光の偏光方向が左回り（ＬＨ）である場合には、Ｇ（緑）の液晶パネル１２およびＢ（青）の液晶パネル１３に反射させる光の偏光方向を右回り（ＲＨ）に設定する。

上述してきた図１４または図１５に示すように、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタを、２色性偏光板およびλ／４の位相差板を積層した構造とすることにより、実施例２に係る効果を保持しつつ、さらに液晶表示素子の設計の自由度を高めることができる。

上述した実施例２に係る液晶表示素子を２層構造としてもよい。図１６および図１７は、実施例４に係る液晶表示素子を示す図である。

例えば、図１６に示すように、実施例４に係る液晶表示素子１５は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ１６、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル１７、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル１８、および複数のＲ（ＲＨ）の液晶パネル１９を有する。

そして、液晶表示素子１５は、各液晶パネルに反射させる光の偏光方向が同一である場合には、次のような構造を有する２層構造を採用する。すなわち、液晶表示素子１５は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ１６により吸収される光のうち、波長域が長い方の光を反射する液晶パネルが、波長域が短い方の光を反射する液晶パネルよりも少なくとも下にならないような２層構造を採用する。

例えば、図１６に示すように、液晶表示素子１５は、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル１７に反射させる光の偏光方向と、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル１８に反射させる光の偏光方向とが、ともに左回り（ＬＨ）で同一である。よって、液晶表示素子１５は、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル１８よりも反射する光の波長域が長いＧ（ＬＨ）の液晶パネル１７を、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル１８よりも上に設けた２層構造を採用する。

また、例えば、図１７に示すように、実施例４に係る液晶表示素子１５は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ１６、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル１７、複数のＢ（ＬＨ）の液晶パネル１８、およびＲ（ＲＨ）の液晶パネル１９を有する。そして、図１７に示すように、液晶表示素子１５は、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル１７に反射させる光の偏光方向と、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル１８に反射させる光の偏光方向とが、ともに左回り（ＬＨ）で同一である。よって、液晶表示素子１５は、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル１８よりも反射する光の波長域が長いＧ（ＬＨ）の液晶パネル１７が、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル１８よりも少なくとも下にならないような２層構造を採用する。

図１６および図１７に示すような２層構造を採用することにより、実施例４に係る液晶表示素子１５は、３層構造よりも液晶パネルの物理量を減らすことで、実施例２に係る効果を保持しつつ、さらに製造コストを抑えることができる。

上述した実施例２において、液晶表示素子が有するＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタに拡散板を設けた構造としてもよい。図１８は、実施例５に係る液晶表示素子を示す図である。図１８に示すように、実施例５に係る液晶表示素子２０は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ２１、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル２２、Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル２３、およびＲ（ＲＨ）の液晶パネル２４を有する。そして、実施例５に係る液晶表示素子２０は、図１８に示すように、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ２１の光の入射側に拡散板２５を設ける。

拡散板２５を設けることにより、実施例５に係る液晶表示素子２０は、実施例２に係る効果を保持しつつ、さらに視認範囲を拡大することができる。なお、実施例５に係る液晶表示素子２０は、実施例２に係る液晶表示素子５と基本的に同様の構成を有するが、Ｒの液晶パネル２４により反射させる光の偏光方向が右回り（ＲＨ）のみである点だけが実施例２とは異なる。

上述した実施例２において、Ｇの液晶パネルが反射する光の偏光方向とＢの液晶パネルが反射する光の偏光方向が異なる場合に、Ｇの液晶パネルとＢの液晶パネルとの間にλ／２の位相差板３１を設けるようにしてもよい。図１９は、実施例６に係る液晶表示素子を示す図である。

図１９に示すように、実施例６に係る液晶表示素子２６は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ２７、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル２８、Ｂ（ＲＨ）の液晶パネル２９、およびＲ（ＲＨ）の液晶パネル３０を有する。そして、実施例６に係る液晶表示素子２６は、図１９に示すように、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル２８と、Ｂ（ＲＨ）の液晶パネル２９との間にλ／２の位相差板３１を設ける。

実施例６に係る液晶表示素子２６は、Ｇの液晶パネル２８から透過する光がＢの液晶パネル２９で反射されるように、Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル２８とＢ（ＲＨ）の液晶パネル２９との間に、λ／２の位相差板３１を設ける。すなわち、Ｇの液晶パネルから透過する光の偏光方向を、λ／２の位相差板３１により、左回り（ＬＨ）から右回り（ＲＨ）に反転させる。よって、実施例６に係る液晶表示素子２６は、実施例２に係る効果を保持しつつ、さらに液晶表示素子の製造コストを抑えることができる。すなわち、λ／２の位相差板３１があれば、反射偏光方向が左回り（ＬＨ）のＢの液晶パネルを新たに用意することなく、Ｇの液晶パネル２８から透過する光をＢの液晶パネル２９で反射させられる。よって、反射偏光方向が左回り（ＬＨ）のＢの液晶パネル２９を新たに用意するコストを抑えつつ、実施例２に係る効果を発揮する液晶表示素子を製造できる。

（１）色純度調整
上述した実施例において、円偏光吸収フィルタとして用いたＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタの特性、すなわちＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタが有する偏光板の色素を変えて、液晶表示素子の表示色を調整するようにしてもよい。図２０は、実施例７に係る円偏光吸収フィルタの特性例を示す図である。図２０は、例えば、上述した図５に示す円偏光吸収フィルタよりも、液晶表示素子の表示色に関し、青の割合を強くした場合の円偏光吸収フィルタの特性を示す。このようにすることで、例えば、ユーザの好みに白色となるように液晶表示素子の表示色を調整できる。

（２）濃度調整
上述した実施例において、円偏光吸収フィルタとして用いたＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタの特性、すなわちＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタが有する偏光板の色素濃度を変えて、液晶表示素子の表示色を調整するようにしてもよい。図２１は、実施例７に係る円偏光吸収フィルタの特性例を示す図である。図２１は、ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタが有する偏光板の色素濃度を変えることにより、例えば、上述した図２０に示す円偏光吸収フィルタよりも、液晶表示素子の表示色に関し、青の割合をさらに強くした場合の円偏光吸収フィルタの特性を示す。このようにすることで、上述した色純度の調整でユーザの好みに白色にとなるように液晶表示素子の表示色を調整できなかった場合に、さらに、ユーザの好みに白色となるように液晶表示素子の表示色を調整できる。

また、上述した液晶表示素子は、電車やバスなど、交通機関の運行時刻を表示する時刻表や、物販を行う店舗にて物の価格を表示する価格表示タグに利用される電子ペーパーなどに広く適用することができる。この電子ペーパーは、例えば、所定の制御回路により液晶パネルに電圧を供給することで、各液晶パネルを光の透過または反射のいずれかの状態に制御し、電子ペーパーの表示色を調整する。

１ 液晶表示素子
２ 光吸収層
３ 第１の液晶反射層
４ 第２の液晶反射層
５ 液晶表示素子
６ ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ
７ Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル
８ Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル
９ Ｒ（ＲＨ／ＬＨ）の液晶パネル
１０ 液晶表示素子
１１ ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ
１２ Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル
１３ Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル
１４ Ｒ（ＲＨ）の液晶パネル
１５ 液晶表示素子
１６ ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ
１７ Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル
１８ Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル
１９ Ｒ（ＲＨ）の液晶パネル
２０ 液晶表示素子
２１ ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ
２２ Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル
２３ Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル
２４ Ｒ（ＲＨ）の液晶パネル
２５ 拡散板
２６ 液晶表示素子
２７ ＢＧ−ＲＨ偏光吸収フィルタ
２８ Ｇ（ＬＨ）の液晶パネル
２９ Ｂ（ＬＨ）の液晶パネル
３０ Ｒ（ＲＨ）の液晶パネル
３１ λ／２位相差板
１００，２００ 液晶表示素子

Claims (5)

1. 入射される光の中から、第１の波長域の第１の偏光方向の光および当該第１の波長域よりも長い第２の波長域の前記第１の偏光方向の光をそれぞれ吸収し、当該第１の波長域の第２の偏光方向の光および当該第２の波長域の第２の偏光方向の光をそれぞれ透過する光吸収層と、
   前記光吸収層から透過される前記第１の波長域の前記第２の偏光方向の光を反射する第１の液晶反射層と、
   前記光吸収層から透過される前記第２の波長域の前記第２の偏光方向の光を反射する第２の液晶反射層とを有し、
   前記光吸収層を前記第２の液晶反射層よりも光の入射側に設けるとともに、前記第２の液晶反射層を前記第１の液晶反射層よりも光の入射側に設けることを特徴とする液晶表示素子。
2. 前記光吸収層は、前記第１の液晶反射層および前記第２の液晶反射層から反射される光を透過するように、当該反射されてきた光の位相を変える位相差層を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
3. 前記第２の液晶反射層は、前記第２の波長域の第２の偏光方向の光を反射する液晶反射層および前記第１の波長域の第２の偏光方向の光を反射する液晶反射層、または前記第２の波長域より大きな波長の光を反射する液晶反射層を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
4. 前記光吸収層は、入射される光を拡散させる拡散層を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
5. 入射される光の中から、第１の波長域の第１の偏光方向の光および当該第１の波長域よりも長い第２の波長域の前記第１の偏光方向の光をそれぞれ吸収し、当該第１の波長域の第２の偏光方向の光および当該第２の波長域の第２の偏光方向の光をそれぞれ透過する光吸収層と、
   前記光吸収層から透過される前記第１の波長域の前記第２の偏光方向の光を反射する第１の液晶反射層と、
   前記光吸収層から透過される前記第２の波長域の前記第２の偏光方向の光を反射する第２の液晶反射層とを有し、
   前記光吸収層を前記第２の液晶反射層よりも光の入射側に設けるとともに、前記第２の液晶反射層を前記第１の液晶反射層よりも光の入射側に設ける液晶表示素子と、
   前記第１の液晶反射層および前記第２の液晶反射層に、光の反射または透過を実行させるように制御する制御部と
   を有することを特徴とする液晶表示装置。

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