JP3419317B2 - 液晶表示装置およびそれを用いた電子機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置およ
びそれを用いた電子機器に関する。

【０００２】

【背景技術および発明が解決しようとする課題】液晶セ
ルの両側に偏光子を配置して形成される液晶表示装置に
おいて、背面側に用いる偏光子として反射偏光子（国際
公開ＷＯ９７／０１７８８）を用いた半透過反射型（反
射／透過両用型）の液晶表示装置は、反射型として用い
た場合、反射偏光子が所定の方向の偏光面を持つ偏光を
殆ど反射するため、液晶セルのスイッチング状態によっ
ては前面側の偏光子を透過した光を反射偏光子によって
殆ど反射させることが可能である。

【０００３】したがって、このように反射偏光子を用い
た半透過反射型の液晶表示装置は、反射型として用いた
場合、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、そ
の背面にハーフミラーを配置して半透過反射型の液晶表
示装置を形成した場合に比べて、表示が明るいという利
点がある。しかし、反射偏光子を用いたこのような半透
過反射型の液晶表示装置は、明るい光のもとで反射型と
して用いる場合と、周囲が暗く透過型として用いる場合
とで、表示の明暗が反転してしまうという問題があっ
た。

【０００４】そこで、図３に模式的な断面図として示す
ように、液晶セル１８の両側には吸収型の偏光子１４，
３４を配置し、背面側の偏光子３４のさらに背面に反射
偏光子４０を配置して、背面側の偏光子３４の透過軸と
反射偏光子４０の反射軸との間の角度を適切な値とした
構成とすることが考えられた。この構成の液晶表示装置
とすることによって、明るい光のもとで反射型として用
いる場合と、周囲が暗く透過型として用いる場合とで、
表示の明暗の反転が起きない液晶表示装置を形成するこ
とが可能である。なお、この液晶表示装置においては、
図３に示したように、背面側の偏光子３４の透過軸と反
射偏光子４０の透過軸とが直交から若干ずれた状態とな
るように、背面側の偏光子３４と反射偏光子４０とが配
置されている。

【０００５】しかしながら、このような半透過反射型の
液晶表示装置は、使用条件によっては、特に周囲が暗い
状況において透過型の液晶表示装置として使用した場合
に、色むらが発生しやすいという問題があることが本願
発明者によって確認された。

【０００６】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的は、反射表示モードで用
いた場合には、背面側の偏光子として吸収型偏光子を用
いた半透過反射型液晶表示装置より遙かに明るい表示が
可能で、反射モード表示と透過モード表示との間で表示
の明暗に反転がなく、しかも、色むらが少ない半透過反
射型の液晶表示装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１）本発明の液晶表示
装置は、一対の基板の間に液晶が封入された液晶セル
と、前記液晶セルの前面側に配置された第１の吸収型偏
光子と、前記液晶セルの背面側に配置された第２の吸収
型偏光子と、前記第２の吸収型偏光子の背面側に配置さ
れ、反射軸方向の偏光面を有する光を反射し、前記反射
軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する
光を透過する反射偏光子と、前記反射偏光子の背面側に
配置されるバックライトと、を有し、前記第２の吸収型
偏光子の透過軸と、前記反射偏光子の反射軸とのなす角
度が５〜３０°程度であり、前記バックライトの分光ス
ペクトルは、半値幅が２０ｎｍ程度以下のスパイクがな
いことを特徴とする。

【０００８】本発明の液晶表示装置によれば、第２の吸
収型偏光子の透過軸と反射偏光子の反射軸のなす角度が
５〜３０°程度であるため、第２の吸収型偏光子を透過
した偏光の大部分が反射偏光子によって反射され、明る
い反射型の液晶表示を行うことができる。

【０００９】また、本発明の液晶表示装置は、バックラ
イトの波長表示における分光スペクトルが、半値幅２０
ｎｍ程度以下のスパイクのない連続スペクトルであるた
め、反射偏光子の偏光度の面内むら等によって、バック
ライトからの光の透過率の波長特性が表示面内で不均一
であっても、透過型の液晶表示装置として使用した場合
の色むら発生が少ない。したがって、色むらが顕著に現
れやすい周囲が暗い状況における透過型の液晶表示装置
として使用の場合でも、色むらの発生が少ない。

【００１０】（２） さらに好ましくは、本発明の液晶
表示装置は、前記第２の吸収型偏光子は、偏光度が７５
〜９５％程度であることを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、第２の吸収型偏光子の偏
光度が一般的に液晶パネルに用いられる偏光子に比べて
低いため、反射偏光子の偏光度の面内におけるばらつき
に起因する色むらの発生が少ない液晶表示装置が得られ
る。

【００１２】（３） また、さらに好ましくは、本発明
の液晶表示装置は、前記第２の吸収型偏光子は、単体と
しての光透過率が４３〜４９％程度であることを特徴と
する。

【００１３】本発明によれば、色むらの発生が少なく明
るい表示となることが確認された液晶表示装置が得られ
る。

【００１４】（４） そして、さらに好ましくは、本発
明の液晶表示装置は、前記第２の吸収型偏光子と前記反
射偏光子との間に光散乱層が設けられていることを特徴
とする。

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

【００１６】（５） また、さらに好ましくは、本発明
の液晶表示装置は、前記液晶セルはＳＴＮ型の液晶セル
であり、前記第１の吸収型偏光子と前記液晶セルとの間
に、位相差板が配置されていることを特徴とする。

【００１７】本発明によれば、第１の吸収型偏光子と反
射偏光子との間に位相差板が配置されているため、ＳＴ
Ｎ液晶などによる液晶表示に対する着色が解消された液
晶表示装置が得られる。

【００１８】（６） 本発明の電子機器は、前述したい
ずれかの液晶表示装置を表示手段として有することを特
徴とする。

【００１９】本発明によれば、前記各発明について上述
したいずれかの作用効果を持つ液晶表示装置を有する電
子機器が得られる。

【００２０】

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

【００２１】＜液晶表示装置の構造＞図１は、本実施形
態の液晶表示装置１０を示す模式的な断面図である。こ
の図に示すように、液晶表示装置１０は、液晶セル１８
の前面側および背面側に吸収型の偏光子１４，３４すな
わち第１および第２の吸収型偏光子を配置し、第２の吸
収型偏光子としての背面側の偏光子３４のさらに背面に
反射偏光子４０を配置して形成されている。また、背面
側の偏光子３４と反射偏光子４０との間には光散乱層３
８が配置されている。そして、反射偏光子４０の背面に
は、バックライト４４が配置されている。なお、図１に
おいては、液晶表示装置１０を構成する各要素間に隙間
があるように描かれているが、これは図示の便宜上のも
のであり、実際は各要素が互いにほぼ密着される状態と
なっている。

【００２２】液晶セル１８は、ストライプ状の透明電極
２２が片面に形成された基板２０と、やはりストライプ
状の透明電極２６が片面に形成された基板２８とが、ギ
ャップ材（図示せず）などによって所定間隔離され、対
向する基板２０，２８の透明電極２２，２６同士が格子
状に対向する単純マトリックス型の液晶セル１８となっ
ている。これら一対の基板２０，２８の間にはＴＮ型ま
たはＳＴＮ型の液晶２４が充填され、それら基板２０，
２８の対向する周縁がシール材３０によって封止されて
いる。なお、図１においては、一対の基板の間を広く離
して描いてあるが、これは図示を明確化するためであ
り、実際には一対の基板は数μｍないし十数μｍの狭い
ギャップを隔てて対向している。

【００２３】光散乱層３８は、光を散乱させ拡散させる
機能を持っている。光散乱層３８を省略することも可能
ではあるが、これがない場合は、反射偏光子４０で反射
された部分に対応する表示が、鏡面により反射された光
との印象を与える表示となってしまう。光散乱層３８
は、このような状態を防止し、反射偏光子４０で反射さ
れた部分に対応する表示をペーパーホワイトに近い表示
とすることができる。光散乱層３８は、例えば、ビーズ
を分散させたプラスチックフィルムとして形成されてい
る。また、背面側の偏光子３４と反射偏光子４０とを光
学接着剤を用いて接着し、その接着層中にビーズを混入
させて光散乱層３８を形成してもよい。なお、光散乱層
３８は、前面側の偏光子１４と液晶セル１８との間に設
けてもよいし、液晶セル１８と背面側の偏光子３４との
間、あるいは、前面側の偏光子１４の前面に設けるよう
にしてもよい。

【００２４】バックライト４４は、図１に示すように光
源４６と導光板４８とを備えている。光源４６から出射
された光は、導光板４８によって、液晶セル１８の全画
素に光が入射するように導光され、拡散される。導光板
４８としては、通常アクリル板が用いられるが、アクリ
ル製の導光板の上に拡散板や集光プリズムを積層したも
のを用いてもよい。光源４６としては、ＬＥＤ（発光ダ
イオード）などが用いられる。なお、バックライトとし
ては、光源４６と導光板４８との組み合わせの代わり
に、面光源であるＥＬ（エレクトロルミネセント）等を
用いてもよい。

【００２５】また、液晶表示装置１０は、図１に図示し
た構成要素以外にも、カラーフィルタ、液晶２４に面し
て設けられる配向膜、および駆動回路なども備えてい
る。

【００２６】さらに、図示はしていないが、本実施形態
の液晶セル１８としてＳＴＮ型の液晶セルを用いる場合
は、前面側の偏光子１４と液晶セル１８との間に、位相
差板を配置する。これによって、ＳＴＮ液晶などの特性
に起因する液晶表示に対する着色を解消することができ
る。

【００２７】反射偏光子４０は、国際公開（ＷＯ９５／
０１７６９２）や、特表平９−５０６９８５号公報など
に開示された偏光分離素子と同様のものであり、厚さと
屈折率特性についてそれぞれ所定の関係を満たす一対の
層が多重積層された構造となっている。反射偏光子４０
は、各層が１μｍに満たない程度の厚さの多くの層によ
って形成され、全体としても２００μｍ程度の厚さの薄
い板状である。反射偏光子４０は、透過軸方向の偏光面
を有する偏光を透過し、透過軸とほぼ直交する反射軸方
向の偏光面を持つ偏光を反射する性質を持っている。

【００２８】なお、この反射偏光子４０は、偏光度が完
全でないが、反射軸に平行な偏光方向の直線偏光成分の
反射率は約５０％であり、透過軸に平行な偏光方向の直
線偏光成分の透過率も約５０％であり吸収がない。ま
た、反射偏光子４０は、反射軸以外の偏光方向の直線偏
光成分の一部も反射し、透過軸以外の偏光方向の直線偏
光成分の一部も透過する。

【００２９】図２は、前面側の偏光子１４の透過軸１４
Ｔと、背面側の偏光子３４の透過軸３４Ｔと、反射偏光
子４０の反射軸４０Ｒおよび透過軸４０Ｔとの間の軸関
係を示す説明図である。この図に示すように、前面側の
偏光子１４の透過軸１４Ｔと、背面側の偏光子３４の透
過軸３４Ｔとは互いに直交するように配置されている。
なお、前面側の偏光子１４は、その透過軸１４Ｔが、図
中の水平方向（ｘ方向）から反時計回りに４５°傾いた
方向となるよう配置されている。そして、反射偏光子４
０の反射軸４０Ｒは、背面側の偏光子３４の透過軸３４
Ｔから時計回りにθａｘだけ回転した向きとなってい
る。本実施形態において、θａｘは５°〜３０°の範囲
で選択されている。また、反射偏光子４０の透過軸４０
Ｔは、反射軸４０Ｒと直交している。

【００３０】このように、本実施形態の液晶表示装置１
０は、背面側の偏光子３４の透過軸３４Ｔと反射偏光子
４０の反射軸４０Ｒとのなす角度θａｘが５°〜３０°
程度となるように、すなわち、背面側の偏光子３４の透
過軸３４Ｔと反射偏光子４０の透過軸４０Ｔとが直角か
ら幾分ずれた状態となるように、背面側の偏光子３４と
反射偏光子４０とが配置されている。背面側の偏光子３
４と反射偏光子４０とをこのような関係で配置すること
によって、明るい光のもとで反射型として用いる場合
と、周囲が暗く透過型として用いる場合とで、表示の明
暗の反転が起きない液晶表示装置１０を形成することが
可能である。このような液晶表示装置１０における表示
について以下に説明する。

【００３１】＜反射型の液晶表示装置としての動作＞上
記のように形成された液晶表示装置１０を、明るい光の
もとで反射型として用いる場合の動作を図３とともに説
明する。なお、この図において、左側半分の図３（Ａ）
は通過する光の偏光面を液晶セル１８が９０°旋光させ
るスイッチング状態である場合を示し、右側半分の図３
（Ｂ）は通過する光の偏光面を液晶セル１８が旋光させ
ないスイッチング状態である場合を示している。

【００３２】まず、液晶セル１８が光を９０°旋光させ
るスイッチング状態の領域に外光が入射した場合、すな
わち図３（Ａ）左側に示した場合について説明する。こ
の場合、入射した外光６０は、前面側の偏光子１４を透
過すると、その透過軸１４Ｔの方向の偏光面を持つ直線
偏光６０ａとなり、その直線偏光６０ａは液晶セル１８
を通過すると９０°旋光された直線偏光６０ｂとなる。
その直線偏光６０ｂは、前面側の偏光子１４の透過軸１
４Ｔと直交する透過軸３４Ｔを持つ背面側の偏光子３４
を透過し、背面側の偏光子３４の透過軸３４Ｔに近い方
向の反射軸４０Ｒを持つ反射偏光子４０によって殆どが
反射され、幾分かが反射偏光子４０を透過する。反射さ
れたその直線偏光６０ｃは、反射偏光子４０の反射軸４
０Ｒの方向の偏光面を持つ直線偏光６０ｃであり、反射
偏光子４０の反射軸４０Ｒと背面側の偏光子３４の透過
軸３４Ｔとが平行に近い関係となっているため、その偏
光６０ｃは、背面側の偏光子３４の透過軸３４Ｔの方向
と平行に近い偏光面を持っており、殆どが背面側の偏光
子３４を透過する。そして、透過した偏光６０ｄは液晶
セル１８で９０°旋光されて前面側の偏光子１４の透過
軸１４Ｔと平行な偏光面を持つ偏光６０ｅとなるため、
前面側の偏光子１４を透過して表示面に達する。

【００３３】このように、この液晶表示装置１０におい
ては、液晶セル１８が光を９０°旋光させるスイッチン
グ状態の時に液晶セル１８に入射した外光はその殆どが
反射偏光子４０で反射されて入射と逆の経路を辿って出
射するため、液晶セル１８が光を９０°旋光させるスイ
ッチング状態となっている領域は明るい表示となる。

【００３４】次に、液晶セル１８が光を旋光させないス
イッチング状態の領域に外光６５が入射した場合、すな
わち図３（Ｂ）左側に示した場合について説明する。こ
の場合、入射した外光６５は、前面側の偏光子１４を透
過すると、その透過軸１４Ｔの方向の偏光面を持つ直線
偏光６５ａとなる。その直線偏光６５ａはそのままの状
態で液晶セル１８を通過し、前面側の偏光子１４の透過
軸１４Ｔと平行な吸収軸３４Ａを持つ背面側の偏光子３
４によって殆ど吸収される。

【００３５】このように、この液晶表示装置１０におい
ては、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状
態の時に液晶セル１８に入射した外光６５は、その殆ど
が背面側の偏光子３４で吸収されて表示面側に戻らない
ため、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状
態となっている領域は暗い表示となる。

【００３６】なお、液晶セル１８は光を９０°旋光する
状態と、光を旋光しない状態との中間の状態をとり、こ
のとき、中間調表示が行われる。

【００３７】＜透過型の液晶表示装置としての動作＞次
に、液晶表示装置１０を、周囲が暗く透過型として用い
る場合の動作を図３とともに説明する。

【００３８】まず、液晶セル１８が光を９０°旋光させ
るスイッチング状態の領域にバックライト４４からの光
７０が入射した場合、すなわち図３（Ａ）右側に示した
場合について説明する。この場合、バックライト４４か
ら出射された光７０は、反射偏光子４０を透過すると、
その透過軸４０Ｔの方向の偏光面を持つ直線偏光７０ａ
となる。前述したように、反射偏光子４０の透過軸４０
Ｔと背面側の偏光子３４の透過軸３４Ｔとは直角とは幾
分ずれた状態となっており、反射偏光子４０を透過した
直線偏光７０ａの一部分は背面側の偏光子３４を透過し
直線偏光７０ｂとして出射する。その直線偏光７０ｂは
液晶セル１８を通過すると９０°旋光された直線偏光７
０ｃとなる。その直線偏光７０ｃは、背面側の偏光子３
４の透過軸３４Ｔと直交する透過軸１４Ｔを持つ前面側
の偏光子１４を透過して表示面に達する。

【００３９】このように、この液晶表示装置１０におい
ては、液晶セルが９０°光を旋光させるスイッチング状
態の時にバックライト４４から液晶セル１８に入射した
光はその幾分かが、背面側の偏光子３４、液晶セル１
８、および前面側の偏光子１４を透過して表示面から出
射するため、液晶セル１８が９０°光を旋光させるスイ
ッチング状態となっている領域は、周囲が暗い状態では
比較的明るい表示領域となる。

【００４０】次に、液晶セル１８が光を旋光させないス
イッチング状態の領域にバックライト４４からの光が入
射した場合、すなわち図３（Ｂ）右側に示した場合につ
いて説明する。この場合、バックライト４４から出射さ
れた光７５は、反射偏光子４０を透過すると、その透過
軸４０Ｔの方向の偏光面を持つ直線偏光７５ａとなる。
前述したように、反射偏光子４０の透過軸４０Ｔと背面
側の偏光子３４の透過軸３４Ｔとは直角とは幾分ずれた
状態となっているため、反射偏光子４０を透過した直線
偏光７５ａの一部分は背面側の偏光子３４を透過し直線
偏光７５ｂとして出射する。その直線偏光７５ｂはその
ままの直線偏光７５ｂとして液晶セル１８を通過し、背
面側の偏光子３４の透過軸３４Ｔと平行な吸収軸１４Ａ
を持つ前面側の偏光子１４によってほぼ完全に吸収さ
れ、表示面に達する光は殆どなくなる。

【００４１】このように、この液晶表示装置１０におい
ては、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状
態の時に液晶セル１８に入射したバックライト４４から
の光は、その殆どが背面側および前面側の偏光子３４，
１４で吸収されて表示面側に戻らないため、液晶セル１
８が光を旋光させないスイッチング状態となっている領
域は暗い表示となる。

【００４２】なお、反射表示モードの場合と同様に、液
晶セル１８は光を９０°旋光する状態と、光を旋光しな
い状態との中間の状態をとり、このとき中間調表示が行
われる。

【００４３】以上説明したように、本実施形態の液晶表
示装置１０は、液晶セル１８が光を９０°旋光させる領
域は、明るい外光のもとで液晶表示装置１０を反射型と
して使用した場合、および周囲が暗く透過型として使用
した場合のいずれの場合も明るい表示領域となる。ま
た、本実施形態の液晶表示装置１０は、液晶セル１８が
光を旋光させない領域は、明るい外光のもとで液晶表示
装置１０を反射型として使用した場合、および、周囲が
暗く透過型として使用した場合のいずれの場合も暗い表
示領域となる。したがって、明るい外光のもとで反射型
として使用した場合と、周囲が暗くバックライト４４を
用いた透過型として使用した場合のいずれも、明るく表
示される領域は液晶セル１８が光を９０°旋光させる領
域であり、暗く表示される領域は液晶セル１８が光を旋
光させない領域である。その結果、この液晶表示装置１
０においては、明るい外光のもとで反射型として使用し
た場合と、周囲が暗くバックライトを用いた透過型とし
て使用した場合とで、表示の明暗に反転が起きない。

【００４４】図４は、液晶表示装置１０を反射表示モー
ドで使用した場合の反射率と、透過表示モードで使用し
た場合の透過率とを示す説明図である。この図におい
て、横軸は、背面側の偏光子３４の透過軸３４Ｔと反射
偏光子４０の反射軸４０Ｒとのなす角度θａｘであり、
縦軸は、液晶セル１８が光を９０°旋光するスイッチン
グ状態とした場合、すなわち白色表示をした場合におけ
る反射率および透過率である。本実施形態の場合、前述
したようにθａｘは、５°〜３０°の範囲で選択されて
いる。なお、この測定結果は、前面側および背面側の偏
光子１４，３４として日東電工株式会社製のＮＰＦ−Ｅ
Ｇ１２２８ＤＵを用い、反射偏光子４０および光散乱層
３８として３Ｍ社製のＲＤＦ−Ｃを用いて液晶表示装置
１０を形成した場合のものである。３Ｍ社製のＲＤＦ−
Ｃは、図１に示した反射偏光子と光散乱層とが一体化さ
れた製品である。ここで、反射率は、標準光源Ｃから所
定の距離の位置に置かれた標準白色板からの反射光の強
度を基準とし、同じ位置に置かれた液晶表示装置１０の
相対強度比として定義されている。

【００４５】例えば、前面側の偏光子１４の透過軸１４
Ｔと反射偏光子４０の反射軸４０Ｒとのなす角度θａｘ
を２０°に設定すると、図４から明らかなように、約２
２．４％の反射率で、約２．１％の透過率を持つ液晶表
示装置１０が形成できることがわかる。一方、反射偏光
子４０の代わりに半透過反射板（例えばＡｌ／Ａｇ蒸着
膜）を用いて半透過反射型（反射透過両用型）の液晶表
示装置を形成すると、反射率は高々１５％程度である。
このように、本実施形態の液晶表示装置１０は反射モー
ドにおいて明るい表示を行うことができる。

【００４６】＜透過型としての液晶表示装置の表示特性
＞図５は、本実施形態の液晶表示装置１０を、背面側の
偏光子３４の透過軸３４Ｔと反射偏光子４０の反射軸４
０Ｒとの間の角度θａｘを２０°とし、バックライト４
４として白色光を用いた場合の、ある表示領域における
透過光の分光スペクトルである。この図に示すように、
本実施形態の液晶表示装置１０を透過型として用いた場
合は、その透過率は透過させる光の波長によって大きく
異なる場合があり、特定の波長付近で透過率がスパイク
状に大きくなる部分（半値幅１０ｎｍ程度）があること
がわかる。また、この分光スペクトルは、液晶表示装置
１０の表示領域によっても異なったものとなる。これ
は、主に液晶表示装置１０に用いている反射偏光子４０
が、前述したように、偏光度が完全ではなく、また、面
内において特性にばらつきがあることなどによるもので
ある。

【００４７】図６は、従来の液晶表示装置においてバッ
クライトの光源として用いられることのある冷陰極管の
分光スペクトル特性のグラフである。この図から明らか
なように、冷陰極管の分光スペクトルにも大きなスパイ
クとなる部分、すなわち他の波長領域に比べて強度が極
端に大きくなる狭い波長領域の部分（半値幅１０ｎｍ程
度）がある。図５と図６とを比較すると明らかなよう
に、バックライトからの光が大きなスパイクとなる波長
領域と、液晶表示装置の透過分光特性が大きいスパイク
の波長領域が重なると、液晶表示装置から出射する光
は、色づくことが容易に想像できる。このように、液晶
表示装置１０のある表示領域において、透過分光スペク
トルのスパイク部分と光源の分光スペクトルのスパイク
部分とが重なる状態となると、その表示領域において
は、特定の波長領域すなわち色の光が特に強く射出され
る。しかも液晶表示装置１０の透過分光スペクトル特性
は表示領域によってばらつきがある。その結果、例え
ば、ある表示領域においては５４０ｎｍ波長領域の光が
強く放射され、隣接する別の表示領域においては６１０
ｎｍ波長領域の光が強く放射されるといったことが発生
する。これは、液晶表示装置１０を透過型として用いた
場合の色むらとなって現れることになる。

【００４８】そこで、本実施形態の液晶表示装置１０に
おいては、分光スペクトルにスパイクの少ない光源、例
えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＥＬ（エレクトロル
ミネセンス）光源、またはハロゲンランプなどを、バッ
クライト４４の光源として用いている。図７は白系ＬＥ
Ｄバックライトの分光スペクトルであり、図８は白色Ｅ
Ｌおよび緑色ＥＬの分光スペクトルを示している。これ
らの図から明らかなように、これらの光源の分光スペク
トルは、冷陰極管バックライトの分光スペクトルに比べ
てスパイク（半値幅２０ｎｍ以下程度）が殆どない連続
的なスペクトルとなっている。したがって、このような
分光スペクトルを有する光源は、図５に示したようにス
パイクを持った透過スペクトル特性を持ち、しかも表示
領域によってスパイクが現れる波長領域が異なる液晶表
示装置１０に用いた場合でも、冷陰極管の光源をバック
ライト４４に用いる場合のように透過表示モードにおい
て大きな色むらが発生することがない。

【００４９】さらに、本実施形態の液晶表示装置１０に
は、背面側の偏光子３４として、偏光度が７５〜９５％
程度のものが用いられている。この偏光度は、一般的な
液晶表示装置に用いられる偏光子の偏光度が９９％以上
であることに比べると、かなり低い。したがって、反射
偏光子４０とともに、この偏光子３４を用いることによ
って、透過モードで使用した場合における液晶表示装置
１０の透過光の分光スペクトルが図５で示した場合ほど
大きなスパイクを持ったものでなくなる。その結果、反
射偏光子４０の偏光度の面内におけるばらつきに起因す
る色むらの発生が少ない液晶表示装置１０が得られる。

【００５０】しかも、背面側の偏光子３４は、単体の光
透過率が４３〜４９％程度のものが用いられている。こ
の透過率は一般的な液晶表示装置に用いられる吸収型偏
光子の透過率に比べてかなり高い。本願発明者は、この
ように、単体の光透過率が４３〜４９％程度の吸収型偏
光子を背面側の偏光子として用いることによって、色む
らの発生が少なく明るい表示となることが確認した。

【００５１】＜電子機器＞図９（Ａ）、（Ｂ）、および
（Ｃ）は、本実施形態の液晶表示装置１０を表示部とし
て用いた電子機器の例を示す外観図である。図９（Ａ）
は、携帯電話機８８であり、その前面上方に液晶表示装
置１０を備えている。図９（Ｂ）は、腕時計９２であ
り、本体の前面中央に液晶表示装置１０が設けられてい
る。図９（Ｃ）は、携帯情報機器９６であり、液晶表示
装置１０からなる表示部と入力部９８とを備えている。
これらの電子機器は、液晶表示装置１０の他に、図示し
ないが、表示情報出力源、表示情報処理回路、クロック
発生回路などの様々な回路や、それらの回路に電力を供
給する電源回路などを含んで構成される。

【００５２】なお、本実施形態の液晶表示装置１０が組
み込まれる電子機器としては、携帯電話機、時計、およ
び携帯情報機器に限らず、ノート型パソコン、電子手
帳、ページャ、電卓、ＰＯＳ端末、ＩＣカード、ミニデ
ィスクプレーヤなど様々な電子機器が考えられる。

【００５３】これらの情報機器は、屋内屋外を問わずあ
らゆる環境で使用される。したがって、長時間の電池駆
動が可能であることが好ましい。そのため、これらの電
子機器の表示部として用いられる液晶表示装置１０は消
費電力が小さいことが求められる。消費電力の小さい表
示装置として外光を利用した反射型液晶表示装置がある
が、周囲が暗い場所での使用が殆どできないという問題
があった。本実施形態の液晶表示装置は、消費電力の小
さい反射型表示を従来の反射型液晶表示装置と遜色ない
明るさで行うことができると共に、周囲が暗いところで
の使用においては透過型表示を行うことができる。しか
も、反射表示モードと透過表示モードとの間で表示の明
暗に反転が起きることがなく、色むらも小さい。したが
って、これらの電子機器の表示部として用いることで、
低消費電力で良質の表示を行うことが可能な電子機器を
形成することができる。

【００５４】以上、本発明の実施形態を説明したが、本
発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内または特許請求の範囲の均等範囲
内で各種の変形実施が可能である。

【００５５】例えば、上記実施形態では、バックライト
に用いられる光源として、白系ＬＥＤ、ハロゲンラン
プ、あるいはバックライトとして白色または緑色のＥＬ
を用いる例を示したが、分光スペクトルにおいて、半値
幅が２０ｎｍ程度以下のスパイクがなく、目的に応じて
色バランスのとれた光源を用いたバックライトであって
もよい。あるいはスパイクの存在する波長域をカットす
るような色フィルタ―をバックライト上に用いてもよ
い。

【００５６】また、上記実施形態では、反射偏光子とし
て積層型のもの用いた例を示したが、反射偏光子はこの
タイプに限らず、コレステリック液晶層と１／４波長板
とを組み合わせるもの（特開平８−２７１８９２号公
報）、ブリュースターの角度を利用して反射偏光と透過
偏光とに分離するもの（SID 92 DIGEST P.427-429）、
ホログラムを利用するもの等を用いることもできる。

【００５７】そして、上記実施形態では、前面側の偏光
子の透過軸と背面側の偏光子の透過軸とが直交するよう
に、前面側の偏光子と背面側の偏光子とを配置した例を
示したが、前面側の偏光子の透過軸と背面側の偏光子の
透過軸とが平行となるように、前面側および背面側の偏
光子を配置してもよい。なお、この場合は、液晶セルが
光を旋光しないスイッチング状態において明表示とな
り、９０°または２７０°光を旋光するスイッチング状
態において暗表示となる液晶表示となる。

【００５８】さらに、上記実施形態では、反射偏光子の
透過軸と反射軸とが直交している例を示したが、透過軸
と反射軸とは必ずしも直交している必要はない。

【００５９】また、上記実施形態において、液晶セルは
明表示に対応するスイッチング状態における旋光性が９
０°で暗表示に対応するスイッチング状態における旋光
性が０°である例を示した。しかし、液晶セルの旋光性
は、これに限らず、明表示に対応するスイッチング状態
における旋光性と、暗表示に対応するスイッチング状態
における旋光性とがほぼ９０°異なっていればよい。

【００６０】さらに、上記実施形態においては、単純マ
トリクス型の液晶セルを持つ液晶表示装置の例を示した
が、アクティブマトリクス型の液晶セルを用いた液晶表
示装置であってもよい。

【００６１】また、液晶表示装置は、カラー表示可能な
ものであっても、モノクロ表示のものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の液晶表示装置を示す模式的な断面図
である。

【図２】前面側の偏光子、背面側の偏光子、および反射
偏光子の軸関係を示す説明図である。

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

【図４】実施形態の液晶表示装置を反射表示モードで使
用した場合の反射率と、透過表示モードで使用した場合
の透過率とを示す説明図である。

【図５】実施形態の液晶表示装置を透過表示モードで使
用した場合において、ある表示領域における透過光の分
光スペクトルを示すグラフである。

【図６】陰冷極管バックライトの分光スペクトルを示す
グラフである。

【図７】白系ＬＥＤバックライトの分光スペクトルを示
すグラフである。

【図８】白色ＥＬおよび緑色ＥＬの分光スペクトルを示
すグラフである。

【図９】実施形態の液晶表示装置を用いた電子機器を示
す外観図であり、（Ａ）は携帯電話機であり、（Ｂ）は
腕時計であり、（Ｃ）は携帯情報機器である。

【符号の説明】

１０ 液晶表示装置 １４ 偏光子（第１の吸収型偏光子） １８ 液晶セル ２０，２８ 基板 ２２，２６ 透明電極 ２４ 液晶 ３４ 偏光子（第２の吸収型偏光子） ３８ 光散乱層 ４０ 反射偏光子 ４４ バックライト ８８ 携帯電話機（電子機器） ９２ 腕時計（電子機器） ９６ 携帯情報機器（電子機器）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1335 510 G02F 1/1335 520 G02F 1/13357 G02B 5/22 G02B 5/30 G04G 9/00 301

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の基板の間に液晶が封入された液晶セ
   ルと、 前記液晶セルの前面側に配置された第１の吸収型偏光子
   と、 前記液晶セルの背面側に配置された第２の吸収型偏光子
   と、 前記第２の吸収型偏光子の背面側に配置され、反射軸方
   向の偏光面を有する光を反射し、前記反射軸の方向とは
   異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する光を透過する
   反射偏光子と、 前記反射偏光子の背面側に配置されるバックライトと、 を有し、 前記第２の吸収型偏光子の透過軸と、前記反射偏光子の
   反射軸とのなす角度が５〜３０°程度であり、前記バッ
   クライトの分光スペクトルは、半値幅が２０ｎｍ程度以
   下のスパイクがないことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記第２の吸収型偏光子と前記反射偏光
   子との間に光散乱層が設けられていることを特徴とする
   請求項１に記載の液晶表示装置。