JP3479977B2 - 表示装置及びそれを用いた電子機器 - Google Patents

表示装置及びそれを用いた電子機器

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JP3479977B2
JP3479977B2 JP50399898A JP50399898A JP3479977B2 JP 3479977 B2 JP3479977 B2 JP 3479977B2 JP 50399898 A JP50399898 A JP 50399898A JP 50399898 A JP50399898 A JP 50399898A JP 3479977 B2 JP3479977 B2 JP 3479977B2
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polarized light
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liquid crystal
linearly polarized
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千代明 飯島
俊彦 土橋
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Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は表示装置及びその表示装置を組み込んだ電子
機器に関し、特に反射型液晶表示装置及びその反射型液
晶表示装置を組み込んだ電子機器に関する。
［背景技術］ 従来のTN（Twisted Nematic）液晶やSTN（Super−Twi
sted Nematic）液晶等の偏光軸を回転させる透過偏光軸
可変光学素子を利用した液晶表示装置においては、この
透過偏光軸可変光学素子を２枚の偏光板で挟んだ構造を
採用していたので、光の利用効率が悪く、特に反射型と
すると暗い表示となり問題となっていた。
また、従来、暗い所でも見えるようにするために、液
晶表示装置の下側に半透過反射板を用い、その下側より
光を照射していた。すると、半透過反射板を用いるた
め、光がかなり遮光され暗くなってしまっていた。
従って、本発明の目的は透過偏光軸可変光学素子を利
用する表示装置において、明るい表示が得られる表示装
置を提供することにある。
［発明の開示］ まず、第１図乃至第12図を参照して本発明の原理を説
明する。
第１図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図であり、第１図Ａ、1B及び1Cは本発明の表示装置
の原理を説明するための断面図であり、第１図Ｄは比較
のための表示装置の原理を説明するための断面図であ
る。第３図乃至第12図は、本発明の表示装置の原理を説
明するための断面図である。なお、これらの図に示した
液晶表示装置は、本発明の原理を説明するためのもので
あり、本発明がこれらの図に示した液晶表示装置に限定
されるものでないことはいうまでもない。
まず、第１図Ｄを参照すると、この比較のための液晶
表示装置においては、液晶表示装置を観察する側の偏光
分離器（以下、上偏光分離器という。）として偏光板13
5を使用している。従って、光源190からの光であって、
紙面に平行な方向の直線偏光成分の光は偏光板135を観
察側に透過するが、紙面に垂直な方向の直線偏光成分の
光は偏光板135によって吸収されてしまい、光源190から
の光による表示が暗いものとなる。
これに対して、本発明の一表示装置においては、ま
ず、第１図Ａを参照すると、STN液晶143を挟持する一方
のガラス基板142上に、STN液晶143で発生する着色を補
正するための位相差フィルム141が設けられ、この位相
差フィルム141上に上偏光分離器130が設けられている。
上偏光分離器130は（1/4）λ板132とコレステリック
液晶層134とを備えている。コレステリック液晶は、そ
の液晶のピッチと同一の波長を有する光であってその液
晶と同一の回転方向の円偏光の光を反射し、その他の光
を透過する性質を有する。従って、例えば、コレステリ
ック液晶層134に、ピッチが5000オングストロームで左
回転のコレステリック液晶を用いると、波長5000オング
ストロームの左円偏光の光は反射し、右円偏光の光や他
の波長の左円偏光の光は透過する素子が得られる。さら
に、左回転のコレステリック液晶を用い、そのピッチを
可視光の全波長範囲にわたってコレステリック液晶内で
変化させることにより、単一色だけでなく白色光全部に
わたって左円偏光の光を反射し、右円偏光の光を透過す
る素子が得られる。
このようなコレステリック液晶層134と（1/4）λ板13
2とを組み合わせた上偏光分離器130においては、（1/
4）λ板132の側から所定の第１の方向の直線偏光の光が
入射すると（1/4）λ板132によって左円偏光の光とな
り、コレステリック液晶層134で反射され、（1/4）λ板
132によって再び所定の第１の方向の直線偏光の光とな
って出射する。また、第１の方向と直交する第２の方向
の直線偏光の光が入射すると、（1/4）λ板132によって
右円偏光の光となり、コレステリック液晶層134を透過
する。また、コレステリック液晶層134の上側から入射
した光に対しては、（1/4）λ板132の下方に第２の方向
の直線偏光の光を出射する。
このように、コレステリック液晶層134と（1/4）λ板
132とを組み合わせた上偏光分離器130は、（1/4）λ板1
32側から入射した光のうち所定の第２の方向の直線偏光
成分の光を透過させ、所定の第２の方向と直交する第１
の方向の直線偏光成分の光を反射し、コレステリック液
晶層134側から入射した光に対して（1/4）λ板132側に
前記第２の方向の直線偏光の光を出射可能な偏光分離手
段である。なおこの機能を備える偏光分離手段として
は、このコレステリック液晶層134と（1/4）λ板132と
を組み合わせた偏光分離器130以外に、多層膜を積層し
たフィルムを利用するもの（USP4,974,219）、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 第427頁乃至第429頁）、ホ
ログラムを利用するものがある。
再び、第１図Ａを参照すると、光源190からの光であ
って紙面に平行な方向の直線偏光成分の光191は、（1/
4）λ板132によって右円偏光となり、コレステリック液
晶層134を観察側に透過する。一方、光源190からの光で
あって紙面に垂直な方向の直線偏光成分の光192は、（1
/4）λ板132によって左円偏光の光となり、コレステリ
ック液晶層134によって反射されて再び（1/4）λ板132
に入射し、（1/4）λ板132によって紙面に垂直な方向の
直線偏光の光となり、液晶表示装置内部に向かって進
む。そして、液晶表示装置の内部には屈折率の不連続な
境界面が種々存在するので、そのような屈折率が不連続
な境界面で、例えば、空気と位相差フィルム141との境
界面や位相差フィルム141とガラス基板142との境界面
で、この紙面に垂直な方向の直線偏光の光は反射され
て、その後液晶表示装置内で反射を繰り返しいずれは上
偏光分離器130を通って観察側に出射することになるの
で、光源190からの光を利用して表示を行う場合に、上
偏光分離器として偏光板を使用する場合と比べて、明る
い表示が得られる。
次に、第１図Ｂを参照すると、上偏光分離器130は（1
/4）λ板132とコレステリック液晶層134と（1/4）λ板1
36とを備えている。
このようなコレステリック液晶層134の両側に（1/4）
λ板132、136を設けた上偏光分離器130においては、（1
/4）λ板132の側から所定の第１の方向の直線偏光の光
が入射すると（1/4）λ板132によって左円偏光の光とな
り、コレステリック液晶層134で反射され、（1/4）λ板
132によって再び所定の第１の方向の直線偏光の光とな
って出射する。また、第１の方向と直交する第２の方向
の直線偏光の光が入射すると、（1/4）λ板132によって
右円偏光の光となり、コレステリック液晶層134を透過
し、（1/4）λ板136によって再び第２の方向の直線偏光
の光となって出射する。また、（1/4）λ板136の上側か
ら入射した光に対しては、（1/4）λ板132の下方に第２
の方向の直線偏光の光を出射する。
このように、コレステリック液晶層134と（1/4）λ板
132、136とを組み合わせた上偏光分離器130は、（1/4）
λ板132側から入射した光のうち所定の第２の方向の直
線偏光成分の光を第２の方向の直線偏光の光として透過
させ、所定の第２の方向と直交する第１の方向の直線偏
光成分の光を反射し、（1/4）λ板136側から入射した光
に対して（1/4）λ板132側に前記第２の方向の直線偏光
の光を出射可能な偏光分離手段である。なおこの機能を
備える偏光分離手段としては、このコレステリック液晶
層134と（1/4）λ板132、136とを組み合わせた上偏光分
離器130以外に、多層膜を積層したフィルムを利用する
もの（USP4,974,219）、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 DIG
EST 第427頁乃至第429頁）、ホログラムを利用するも
のや国際公開された特許出願（国際公開の番号:WO95/17
692及びWO95/27919）に、reflective polarizerとして
開示されたものがある。
再び、第１図Ｂを参照すると、光源190からの光であ
って紙面に平行な方向の直線偏光成分の光191は、（1/
4）λ板132によって右円偏光の光となり、コレステリッ
ク液晶層134を透過し、コレステリック液晶層134を透過
した右円偏光の光は、（1/4）λ板136によって紙面に平
行な方向の直線偏光の光となって観察側に出射する。一
方、光源190からの光であって紙面に垂直な方向の直線
偏光成分の光192は、（1/4）λ板132によって左円偏光
の光となり、コレステリック液晶層134によって反射さ
れて再び（1/4）λ板132に入射し、（1/4）λ板132によ
って紙面に垂直な方向の直線偏光の光となり、液晶表示
装置内部に向かって進む。そして、液晶表示装置の内部
には屈折率の不連続な境界面が種々存在するので、その
ような屈折率が不連続な境界面で、例えば、空気と位相
差フィルム141との境界面や位相差フィルム141とガラス
基板142との境界面で、この紙面に垂直な方向の直線偏
光の光は反射されて、その後液晶表示装置内で反射を繰
り返しいずれは上偏光分離器130を通って観察側に出射
することになるので、光源190からの光を利用して表示
を行う場合に、上偏光分離器として偏光板を使用する場
合と比べて、明るい表示が得られる。
次に、第１図Ｃを参照すると、上偏光分離器300は第
２図に示されたように 異なる２つの層301（Ａ層）び3
02（Ｂ層）とが交互に積層された構造を有している。Ａ
層301のＸ軸方向の屈折率（nAX）とＹ軸方向の屈折率と
は異なる。Ｂ層302の屈折率（nBX）とＹ軸方向の屈折率
（nBY）とは等しい。また、Ａ層301のＹ軸方向の屈折率
（nAY）とＢ層302のＹ軸方向の屈折率（nBY）とは等し
い。
したがって、この上偏光分離器200に入射した光のう
ちＹ軸方向の直線偏光の光はこの偏光分離器を通過し、
Ｙ軸方向の直線偏光の光として出射する。
一方、Ａ層301のＺ軸方向における厚みをtA、Ｂ層52
のＺ軸方向における厚みをtBとするとし、入射光の波長
をλとすると、 tA・nAX＋tB・nBX＝λ/2 （１） となるようにすることによって波長λの光であって上偏
光分離器300に入射した光のうちＸ軸方向の直線偏光の
光は、この上偏光分離器300によってＸ軸方向の直線偏
光の光として反射される。
そしてＡ層301のＺ軸方向における厚みtAおよびＢ層3
02のＺ軸方向における厚みtBを種々変化させて、全可視
波長範囲にわたって上記式（１）が成立するようにする
ことにより、単一色だけでなく白色光全部にわたってＸ
軸方向の直線偏光の直線偏光の光をＸ軸方向の直線偏光
の光として反射し、Ｙ軸方向の光をＹ軸方向の直線偏光
の光として透過させる上偏光分離器が得られる。尚、こ
のような偏光分離器は、国際公開公報（WO95/17692）
に、reflective polarizerとして開示されている。
この第２図に示されたような上偏光分離器300におい
ては、光源190の側から所定の第１の方向の直線偏光の
光が入射するとその光は上偏光分離器によって反射され
第１の方向の直線偏光のまま光源190の側に出射する。
また、第１の方向と直交する第２の方向の直線偏光の光
源190の側から入射すると、その光は上偏光分離器300を
透過し第２の方向の直線偏光の光となって上偏光分離器
300の上側に出射する。また、偏光分離器300の上側から
入射した光については光源190の側に第２の方向の直線
偏光の光を出射する。
このように、第２図に示されたような上偏光分離器30
0は、光源190の側から入射した光のうち所定の第２の方
向の直線偏光成分の光を第２の方向の直線偏光の光とし
て透過させ、所定の第２の方向と直交する第１の方向の
直線偏光成分の光を反射し、上側から入射した光ににつ
いては光源190の側に前記第２の方向の直線偏光の光を
出射可能な偏光分離手段である。なおこの機能を備える
偏光分離手段としては、このコレステリック液晶層134
と（1/4）λ板132、136とを組み合わせた上偏光分離器1
30以外に、多層膜を積層したフィルムを利用するもの
（USP4,974,219）、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
第427頁乃至第429頁）、ホログラムを利用するものが
ある。
再び、第１図Ｃを参照すると、光源190からの光であ
って紙面に平行な方向の直線偏光成分の光191は、上偏
光分離器300を透過し紙面に平行な方向の直線偏光の光
のまま観察側に出射する。一方、光源190からの光であ
って紙面に垂直な方向の直線偏光成分の光192は、上偏
光分離器300によって反射され紙面に垂直な方向の直線
偏光の光のまま、液晶表示装置内部に向かって進む。そ
して、液晶表示装置の内部には屈折率の不連続な境界面
が種々存在するので、そのような屈折率が不連続な境界
面で、例えば、空気と位相差フィルム141との境界面や
位相差フィルム141とガラス基板142との境界面で、この
紙面に垂直な方向の直線偏光の光は反射されて、その後
液晶表示装置内で反射を繰り返しいずれは上偏光分離器
300を通って観察側に出射することになるので、光源190
からの光を利用して表示を行う場合に、上偏光分離器と
して偏光板を使用する場合と比べて、明るい表示が得ら
れる。
次に、第３図、第４図を参照すると、この液晶表示装
置においては、透過偏光軸可変光学素子としてTN液晶14
0を使用し、TN液晶140の上側には、（1/4）λ板132とコ
レステリック液晶層134とを備える上偏光分離器130が設
けられ、TN液晶140の下側には、偏光板165、着色層170
および反射板180がこの順に設けられている。この液晶
表示装置の左側を電圧印加部110とし、右側を電圧無印
加部120として説明する。
まず、第３図を参照して、光源190からの光による表
示を説明する。
光源190から上偏光分離器130に到達する自然光につい
ては、第１図Ａを参照して説明したとおりであり、上偏
光分離器として偏光板を使用した場合よりも明るい表示
が得られるのも第１図Ａを参照して説明したとおりであ
る。
次に、光源190からの自然光がTN液晶140等を通過する
ことによって生じる表示について説明する。
右側の電圧無印加部120においては、光源190からの自
然光121がTN液晶140を透過し、TN液晶140を透過した自
然光は偏光板165によって紙面に平行な方向の直線偏光
の光となる。偏光板165を透過した紙面に平行な方向の
直線偏光の光の一部は、着色層170によって反射されて
再び偏光板165に入射し、偏光板165を透過した紙面に平
行な方向の直線偏光の光はTN液晶140によって偏光方向
が90゜捻られて紙面に垂直な方向の直線偏光の光とな
り、（1/4）λ板132によって左円偏光の光となり、コレ
ステリック液晶層134によって反射されて再び（1/4）λ
板132に入射し、（1/4）λ板132によって紙面に垂直な
方向の直線偏光の光となり、液晶表示装置内部に向かっ
て進む反射光123となる。また、偏光板165を透過した紙
面に平行な方向の直線偏光の光の一部は、着色層170に
よって吸収されつつ着色層170を透過し、反射板180によ
って反射され、その後、再び着色層170によって吸収さ
れつつ着色層170を透過し、その後、再び偏光板165に入
射し、偏光板165を透過した紙面に平行な方向の直線偏
光の光はTN液晶140によって偏光方向が90゜捻られて紙
面に垂直な方向の直線偏光の光となり、（1/4）λ板132
によって左円偏光の光となり、コレステリック液晶層13
4によって反射されて再び（1/4）λ板132に入射し、（1
/4）λ板132によって紙面に垂直な方向の直線偏光の光
となり、液晶表示装置内部に向かって進む反射光123と
なる。
左側の電圧印加部110においては、光源190からの自然
光111がTN液晶140を透過し、TN液晶140を透過した自然
光は偏光板165によって紙面に平行な方向の直線偏光の
光となる。偏光板165を透過した紙面に平行な方向の直
線偏光の光の一部は、着色層170によって反射されて再
び偏光板165に入射し、偏光板165を透過した紙面に平行
な方向の直線偏光の光はTN液晶140を偏光方向を変えず
に透過し、TN液晶140を透過した紙面に平行な方向の直
線偏光の光は（1/4）λ板132によって右円偏光の光とな
り、コレステリック液晶層134を透過して、観察側に向
かって進む出射光112となる。また、偏光板165を透過し
た紙面に平行な方向の直線偏光の光の一部は、着色層17
0によって吸収されつつ着色層170を透過し、反射板180
によって反射され、その後、再び着色層170によって吸
収されつつ着色層170を透過し、その後、再び偏光板165
に入射し、偏光板165を透過した紙面に平行な方向の直
線偏光の光はTN液晶140を偏光方向を変えずに透過し、T
N液晶140を透過した紙面に平行な方向の直線偏光の光は
（1/4）λ板132によって右円偏光の光となり、コレステ
リック液晶層134を透過して、観察側に向かって進む出
射光112となる。
次に、第４図を参照して、外光が液晶表示装置に入射
した場合の反射型の表示について説明する。
右側の電圧無印加部120においては、外光の自然光125
が液晶表示装置に入射すると、その自然光125は、上偏
光分離器130によって紙面に平行な方向の直線偏光の光
となり、その後、TN液晶140によって偏光方向が90゜捻
られて紙面に垂直な方向の直線偏光の光となり、偏光板
165で吸収される。
左側の電圧印加部110においては、外光の自然光115が
液晶表示装置に入射すると、その自然光115は、上偏光
分離器130によって紙面に平行な方向の直線偏光の光と
なり、その後、TN液晶140を偏光方向を変えずに透過
し、TN液晶140を透過した紙面に平行な方向の直線偏光
の光は偏光板165を透過し、偏光板165を透過した紙面に
平行な方向の直線偏光の光の一部は、着色層170によっ
て反射されて再び偏光板165に入射し、偏光板165を透過
した紙面に平行な方向の直線偏光の光はTN液晶140を偏
光方向を変えずに透過し、TN液晶140を透過した紙面に
平行な方向の直線偏光の光は（1/4）λ板132によって右
円偏光の光となり、コレステリック液晶層134を透過し
て、観察側向かって進む出射光116となる。また、偏光
板165を透過した紙面に平行な方向の直線偏光の光の一
部は、着色層170によって吸収されつつ着色層170を透過
し、反射板180によって反射され、その後、再び着色層1
70によって吸収されつつ着色層170を透過し、その後、
再び偏光板165に入射し、偏光板165を透過した紙面に平
行な方向の直線偏光の光はTN液晶140を偏光方向を変え
ずに透過し、TN液晶140を透過した紙面に平行な方向の
直線偏光の光は（1/4）λ板132によって右円偏光とな
り、コレステリック液晶層134を透過して、観察側に向
かって進む出射光116となる。
このように、右側の電圧無印加部120においては、光
源190からの自然光121は上偏光分離器130で液晶表示装
置内部に向かって反射され、外光の自然光125は偏光板1
35で吸収され、いずれの場合も液晶表示装置から観察者
側に射出されず、左側の電圧印加部110においては、光
源190からの自然光111は上偏光分離器130から出射光112
として出射され、外光の自然光115は上偏光分離器130か
ら出射光116として出射され、いずれの場合も液晶表示
装置から観察者側に出射されるので、TN液晶140のオ
ン、オフの状態に応じて得られる表示状態は、外光によ
る表示と、光源190からの光による表示とでは同じとな
り、その結果、外光による表示と、光源190からの光に
よる表示との間では、いわゆるポジネガ反転の問題は生
じない。
次に、第５図、第６図を参照すると、この液晶表示装
置においては、透過偏光軸可変光学素子としてTN液晶14
0を使用し、TN液晶140の上側には、（1/4）λ板132、13
6とコレステリック液晶層134とを備える上偏光分離器13
0が設けられ、TN液晶140の下側には、偏光板165、着色
層170および反射板180がこの順に設けられている。この
液晶表示装置の左側を電圧印加部110とし、右側を電圧
無印加部120として説明する。
まず、第５図を参照して、光源190からの光による表
示を説明する。
光源190から上偏光分離器130に到達する自然光につい
ては、第１図Ｂを参照して説明したとおりであり、上偏
光分離器として偏光板を使用した場合よりも明るい表示
が得られるのも第１図Ｂを参照して説明したとおりであ
る。
次に、光源190からの自然光がTN液晶140等を通過する
ことによって生じる表示について説明する。
右側の電圧無印加部120においては、光源190からの自
然光121がTN液晶140を透過し、偏光板165によって紙面
に平行な方向の直線偏光の光となり、着色層170で着色
され、上側に折り返し、その後、偏光板165、TN液晶140
を透過し、上偏光分離器130によって紙面に垂直な方向
の直線偏光の光として液晶表示装置内部側に反射され
て、液晶表示装置内部に向かって進む反射光123となる
が、その詳細は第３図を参照して説明した液晶表示装置
の右側の電圧無印加部120と同じであるので、ここでは
その説明は省略する。
左側の電圧印加部110においては、光源190からの自然
光111がTN液晶140を透過し、TN液晶140を透過した自然
光は偏光板165によって紙面に平行な方向の直線偏光の
光となる。偏光板165を透過した紙面に平行な方向の直
線偏光の光の一部は、着色層170によって反射されて再
び偏光板165に入射し、偏光板165を透過した紙面に平行
な方向の直線偏光の光はTN液晶140を偏光方向を変えず
に透過し、TN液晶140を透過した紙面に平行な方向の直
線偏光の光は（1/4）λ板132によって右円偏光となりコ
レステリック液晶層134を透過し、コレステリック液晶
層134を透過した右円偏光の光は、（1/4）λ板136によ
って紙面に平行な直線偏光の光となって観察側に向かっ
て進む出射光112となる。また、偏光板165を透過した紙
面に平行な方向の直線偏光の光の一部は、着色層170に
よって吸収されつつ着色層170を透過し、反射板180によ
って反射され、その後、再び着色層170によって吸収さ
れつつ着色層170を透過し、その後、再び偏光板165に入
射し、偏光板165を透過した紙面に平行な方向の直線偏
光の光はTN液晶140を偏光方向を変えずに透過し、TN液
晶140を透過した紙面に平行な方向の直線偏光の光は（1
/4）λ板132によって右円偏光となりコレステリック液
晶層134を透過し、コレステリック液晶層134を透過した
右円偏光の光は、（1/4）λ板136によって紙面に平行な
直線偏光の光となって観察側に向かって進む出射光112
となる。
次に、第６図を参照して、外光が液晶表示装置に入射
した場合の反射型の表示について説明する。
右側の電圧無印加部120においては、外光の自然光125
が液晶表示装置に入射すると、その自然光125は、上偏
光分離器130によって紙面に平行な方向の直線偏光の光
となり、その後、TN液晶140によって偏光方向が90゜捻
られて紙面に垂直な方向の直線偏光の光となり、偏光板
165で吸収される。
左側の電圧印加部110においては、外光の自然光115が
液晶表示装置に入射すると、その自然光115は、上偏光
分離器130によって紙面に平行な方向の直線偏光の光と
なり、その後、TN液晶140を偏光方向を変えずに透過
し、TN液晶140を透過した紙面に平行な方向の直線偏光
の光は偏光板165を透過し、偏光板165を透過した紙面に
平行な方向の直線偏光の光の一部は、着色層170によっ
て反射されて再び偏光板165に入射し、偏光板165を透過
した紙面に平行な方向の直線偏光の光はTN液晶140を偏
光方向を変えずに透過し、TN液晶140を透過した紙面に
平行な方向の直線偏光の光は（1/4）λ板132によって右
円偏光の光となり、コレステリック液晶層134を透過
し、コレステリック液晶層134を透過した右円偏光の光
は、（1/4）λ板136によって紙面に平行な直線偏光の光
となって観察側に向かって進む出射光116となる。ま
た、偏光板165を透過した紙面に平行な方向の直線偏光
の光の一部は、着色層170によって吸収されつつ着色層1
70を透過し、反射板180によって反射され、その後、再
び着色層170によって吸収されつつ着色層170を透過し、
その後、再び偏光板165に入射し、偏光板165を透過した
紙面に平行な方向の直線偏光の光はTN液晶140を偏光方
向を変えずに透過し、TN液晶140を透過した紙面に平行
な方向の直線偏光の光は（1/4）λ板132によって右円偏
光の光となり、コレステリック液晶層134を透過し、コ
レステリック液晶層134を透過した右円偏光の光は、（1
/4）λ板136によって紙面に平行な直線偏光の光となっ
て観察側に向かって進む出射光116となる。
この場合においても、右側の電圧無印加部120におい
ては、光源190からの自然光121は上偏光分離器130で液
晶表示装置内部に向かって反射され、外光の自然光125
は偏光板165で吸収され、いずれの場合も液晶表示装置
から観察者側に射出されず、左側の電圧印加部110にお
いては、光源190からの自然光111は上偏光分離器130か
ら出射光112として出射され、外光の自然光115は上偏光
分離器130から出射光116として出射され、いずれの場合
も液晶表示装置から観察者側に出射されるので、TN液晶
140のオン、オフの状態に応じて得られる表示状態は、
外光による表示と、光源190からの光による表示とでは
同じとなり、その結果、外光による表示と、光源190か
らの光による表示との間では、いわゆるポジネガ反転の
問題は生じない。
次に、第７図、第８図を参照すると、この液晶表示装
置においては、透過偏光軸可変光学素子としてTN液晶14
0を使用し、TN液晶140の上側には、第２図に示した上偏
光分離器300が設けられ、TN液晶140の下側には、偏光板
165、着色層170および反射板180がこの順に設けられて
いる。この液晶表示装置の左側を電圧印加部110とし、
右側を電圧無印加部120として説明する。
まず、第７図を参照して、光源190からの光による表
示を説明する。
光源190から上偏光分離器300に到達する自然光につい
ては、第１図Ｃを参照して説明したとおりであり、上偏
光分離器として偏光板を使用した場合よりも明るい表示
が得られるのも第１図Ｃを参照して説明したとおりであ
る。
次に、光源190からの自然光がTN液晶140等を通過する
ことによって生じる表示について説明する。
右側の電圧無印加部120においては、光源190からの自
然光121がTN液晶140を透過し、TN液晶140を透過した自
然光は偏光板165によって紙面に平行な方向の直線偏光
の光となる。偏光板165を透過した紙面に平行な方向の
直線偏光の光の一部は、着色層170によって反射されて
再び偏光板165に入射し、偏光板165を透過した紙面に平
行な方向の直線偏光の光はTN液晶140によって偏光方向
が90゜捻られて紙面に垂直な方向の直線偏光の光とな
り、上偏光分離器300によって反射されて紙面に垂直な
方向の直線偏光の光のまま、液晶表示装置内部に向かっ
て進む反射光123となる。また、偏光板165を透過した紙
面に平行な方向の直線偏光の光の一部は、着色層170に
よって吸収されつつ着色層170を透過し、反射板180によ
って反射され、その後、再び着色層170によって吸収さ
れつつ着色層170を透過し、その後、再び偏光板165に入
射し、偏光板165を透過した紙面に平行な方向の直線偏
光の光はTN液晶140によって偏光方向が90゜捻られて紙
面に垂直な方向の直線偏光の光となり、上偏光分離器30
0によって反射されて紙面に垂直な方向の直線偏光の光
のまま、液晶表示装置内部に向かって進む反射光123と
なる。
左側の電圧印加部110においては、光源190からの自然
光111がTN液晶140を透過し、TN液晶140を透過した自然
光は偏光板165によって紙面に平行な方向の直線偏光の
光となる。偏光板165を透過した紙面に平行な方向の直
線偏光の光の一部は、着色層170によって反射されて再
び偏光板165に入射し、偏光板165を透過した紙面に平行
な方向の直線偏光の光はTN液晶140を偏光方向を変えず
に透過し、TN液晶140を透過した紙面に平行な方向の直
線偏光の光は上偏光分離器300を透過し紙面に平行な直
線偏光の光のまま観察側に向かって進む出射光112とな
る。また、偏光板165を透過した紙面に平行な方向の直
線偏光の光の一部は、着色層170によって吸収されつつ
着色層170を透過し、反射板180によって反射され、その
後、再び着色層170によって吸収されつつ着色層170を透
過し、その後、再び偏光板165に入射し、偏光板165を透
過した紙面に平行な方向の直線偏光の光はTN液晶140を
偏光方向を変えずに透過し、TN液晶140を透過した紙面
に平行な方向の直線偏光の光は上偏光分離器300を透過
し紙面に平行な直線偏光の光のまま観察側に向かって進
む出射光112となる。
次に、第８図を参照して、外光が液晶表示装置に入射
した場合の反射型の表示について説明する。
右側の電圧無印加部120においては、外光の自然光125
が液晶表示装置に入射すると、その自然光125は、紙面
に平行な方向の直線偏光の光のまま上偏光分離器300を
透過し、その後、TN液晶140によって偏光方向が90゜捻
られて紙面に垂直な方向の直線偏光の光となり、偏光板
165で吸収される。
左側の電圧印加部110においては、外光の自然光115が
液晶表示装置に入射すると、その自然光115は、紙面に
平行な方向の直線偏光の光のまま上偏光分離器300を透
過し、その後、TN液晶140を偏光方向を変えずに透過
し、TN液晶140を透過した紙面に平行な方向の直線偏光
の光は偏光板165を透過し、偏光板165を透過した紙面に
平行な方向の直線偏光の光の一部は、着色層170によっ
て反射されて再び偏光板165に入射し、偏光板165を透過
した紙面に平行な方向の直線偏光の光はTN液晶140を偏
光方向を変えずに透過し、TN液晶140を透過した紙面に
平行な方向の直線偏光の光は偏光分離器200を透過し紙
面に平行な直線偏光の光のまま観察側に向かって進む出
射光116となる。また、偏光板165を透過した紙面に平行
な方向の直線偏光の光の一部は、着色層170によって吸
収されつつ着色層170を透過し、反射板180によって反射
され、その後、再び着色層170によって吸収されつつ着
色層170を透過し、その後、再び偏光板165に入射し、偏
光板165を透過した紙面に平行な方向の直線偏光の光はT
N液晶140を偏光方向を変えずに透過し、TN液晶140を透
過した紙面に平行な方向の直線偏光の光は上偏光分離器
300によって紙面に平行な直線偏光の光のまま観察側に
向かって進む出射光116となる。
この場合においても、右側の電圧無印加部120におい
ては、光源190からの自然光121は上偏光分離器300で液
晶表示装置内部に向かって反射され、外光の自然光125
は偏光板165で吸収され、いずれの場合も液晶表示装置
から観察者側に射出されず、左側の電圧印加部110にお
いては、光源190からの自然光111は上偏光分離器300か
ら出射光112として出射させ、外光の自然光115は上偏光
分離器300から出射光116として出射され、いずれの場合
も液晶表示装置から観察者側に出射されるので、TN液晶
140のオン、オフの状態に応じて得られる表示状態は、
外光による表示と、光源190からの光による表示とでは
同じとなり、その結果、外光による表示と、光源190か
らの光による表示との間では、いわゆるポジネガ反転の
問題は生じない。
なお、第３図、第４図に示した液晶表示装置、第７
図、第８図に示した液晶表示装置および第５図、第６図
に示した液晶表示装置においては、着色層170を省略し
てもよく、その場合には、偏光板165を透過した紙面に
平行な方向の直線偏光の光は、着色層170によって着色
されることはなく、直接反射板180によって反射され、
その後、再び偏光板165を透過し、最終的には、上偏光
分離器130、300を透過して、観察側向かって進む出射光
112または116となる。
次に、第９図、第10図を参照すると、この液晶表示装
置においては、透過偏光軸可変光学素子としてTN液晶14
0を使用し、TN液晶140の上側には、（1/4）λ板132とコ
レステリック液晶層134とを備える上偏光分離器130が設
けられ、TN素子140の下側には、光散乱層150、（1/4）
λ板162とコレステリック液晶層164とを備える下偏光分
離器160、着色層170および反射板180がこの順に設けら
れている。
上偏光分離器130は、第１図Ａを参照して説明した上
偏光分離器130と同じである。下偏光分離器160は上偏光
分離器130と同じ機能を有しており、下偏光分離器160
は、（1/4）λ板162側から入射した光のうち所定の第２
の方向の直線偏光成分の光を透過させ、所定の第２の方
向と直交する第１の方向の直線偏光成分の光を反射し、
コレステリック液晶層164側から入射した光に対して（1
/4）λ板162側に前記第２の方向の直線偏光の光を出射
可能な偏光分離手段である。なおこの機能を備える偏光
分離手段としては、このコレステリック液晶層164と（1
/4）λ板162とを組み合わせた下偏光分離器160以外に、
多層膜を積層したフィルムを利用するもの（USP4,974,2
19）、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 第427頁乃至
第429頁）、ホログラムを利用するものや、国際公開さ
れた特許出願（国際公開の番号:WO95/17692及びWO95/27
919）に、reflective polarizerとして開示されたもの
がある。
この液晶表示装置の左側を電圧印加部110とし、右側
を電圧無印加部120として説明する。
まず、第９図を参照して、光源190からの光による表
示を説明する。
光源190から上偏光分離器130に到達する自然光につい
ては、第１図Ａを参照して説明したとおりであり、上偏
光分離器として偏光板を使用した場合よりも明るい表示
が得られるのも第１図Ａを参照して説明したとおりであ
る。
次に、光源190からの自然光がTN液晶140等を通過する
ことによって生じる表示について説明する。
右側の電圧無印加部120においては、光源190からの自
然光121がTN液晶140および光散乱層150を透過し、TN液
晶140および光散乱層150を透過した自然光は（1/4）λ
板162によって右円偏光成分の光と左円偏光成分の光と
なる。
（1/4）λ板162を射出した左円偏光成分の光は、コレ
ステリック液晶層164で反射されて再び（1/4）λ板162
に入射し、（1/4）λ板162によって紙面に垂直な方向の
直線偏光の光となり、TN液晶140によって偏光方向が90
゜捻られて紙面に平行な方向の直線偏光の光となり、TN
液晶140を射出した紙面に平行な方向の直線偏光の光は
（1/4）λ板132によって右円偏光の光となり、コレステ
リック液晶層134を透過して、観察側に向かって進む出
射光122となる。
（1/4）λ板162を射出した右円偏光成分の光は、コレ
ステリック液晶層164を透過する。コレステリック液晶
層164を透過した右円偏光の光の一部は、着色層170によ
って反射され、その後コレステリック液晶層164で反射
され、その後着色層170によって再び反射等された後、
コレステリック液晶層164を透過して（1/4）λ板162に
入射し、（1/4）λ板162によって紙面に平行な方向の直
線偏光の光となり、光散乱層150を透過し、TN液晶140に
よって偏光方向が90゜捻られて紙面に垂直な方向の直線
偏光の光となり、（1/4）λ板132によって左円偏光の光
となり、コレステリック液晶層134によって反射されて
再び（1/4）λ板132に入射し、（1/4）λ板132によって
紙面に垂直な方向の直線偏光の光となり、液晶表示装置
内部に向かって進む反射光123となる。また、コレステ
リック液晶層164を透過した右円偏光の光の一部は、着
色層170によって吸収されつつ着色層170を透過し、反射
板180によって反射され、その後、着色層170によって吸
収されつつ着色層170を透過し、コレステリック液晶層1
64で反射され、着色層170によって吸収されつつ着色層1
70を透過し、反射板180によって再び反射され、着色層1
70によって吸収されつつ着色層170を透過等し、コレス
テリック液晶層164を透過して（1/4）λ板162に入射
し、（1/4）λ板162によって紙面に平行な方向の直線偏
光の光となり、光散乱層150を透過し、TN液晶140によっ
て偏光方向が90゜捻られて紙面に垂直な方向の直線偏光
の光となり、（1/4）λ板132によって左円偏光の光とな
り、コレステリック液晶層134によって反射されて再び
（1/4）λ板132に入射し、（1/4）λ板132によって紙面
に垂直な方向の直線偏光の光となり、液晶表示装置内部
に向かって進む反射光123となる。
このように、電圧無印加時においては、光源190から
の光は偏光分離器160によって反射されて、出射光122と
して出射されるので明るい表示が得られる。なお、（1/
4）λ板162とTN液晶140との間には光散乱層150を設けて
いるので、下偏光分離器160からの反射光が鏡面状から
白色状になる。
左側を電圧印加部110においては、光源190からの自然
光111がTN液晶140および光散乱層150を透過し、TN液晶1
40および光散乱層150を透過した自然光は（1/4）λ板16
2によって右円偏光成分の光と左円偏光成分の光とな
る。
（1/4）λ板162を射出した左円偏光成分の光は、コレ
ステリック液晶層164で反射されて再び（1/4）λ板162
に入射し、（1/4）λ板162によって紙面に垂直な方向の
直線偏光の光となり、TN液晶140を偏光方向を変えずに
透過し、TN液晶140を透過した紙面に垂直な方向の直線
偏光の光は（1/4）λ板132によって左円偏光となり、コ
レステリック液晶層134によって反射されて再び（1/4）
λ板132に入射し、（1/4）λ板132によって紙面に垂直
な方向の直線偏光の光となり、液晶表示装置内部に向か
って進む反射光113となる。
（1/4）λ板162を射出した右円偏光成分の光は、コレ
ステリック液晶層164を透過する。コレステリック液晶
層164を透過した右円偏光の光の一部は、着色層170によ
って反射され、その後コレステリック液晶層164で反射
され、その後着色層170によって再び反射等された後、
コレステリック液晶層164を透過して（1/4）λ板162に
入射し、（1/4）λ板162によって紙面に平行な方向の直
線偏光の光となり、光散乱層150を透過し、TN液晶140を
偏光方向を変えずに透過し、TN液晶140を透過した紙面
に平行な方向の直線偏光の光は（1/4）λ板132によって
右円偏光となり、コレステリック液晶層134を透過し
て、観察側に向かって進む出射光112となる。また、コ
レステリック液晶層164を透過した右円偏光の光の一部
は、着色層170によって吸収されつつ着色層170を透過
し、反射板180によって反射され、その後、着色層170に
よって吸収されつつ着色層170を透過し、コレステリッ
ク液晶層164で反射され、着色層170によって吸収されつ
つ着色層170を透過し、反射板180によって再び反射さ
れ、着色層170によって吸収されつつ着色層170を透過等
し、コレステリック液晶層164を透過して（1/4）λ板16
2に入射し、（1/4）λ板162によって紙面に平行な方向
の直線偏光の光となり、光散乱層150を透過し、TN液晶1
40を偏光方向を変えずに透過し、TN液晶140を透過した
紙面に平行な方向の直線偏光の光は（1/4）λ板132によ
って右円偏光の光となり、コレステリック液晶層134を
透過して、観察側に向かって進む出射光112となる。
次に、第10図を参照して、外光が液晶表示装置に入射
した場合の反射型の表示について説明する。
右側の電圧無印加部120においては、外光の自然光125
が液晶表示装置に入射すると、その自然光125は、上偏
光分離器130によって紙面に平行な方向の直線偏光の光
となり、その後、TN液晶140によって偏光方向が90゜捻
られて紙面に垂直な方向の直線偏光の光となり、TN液晶
140から射出した紙面に垂直な方向の直線偏光の光は（1
/4）λ板162によって左円偏光の光となり、（1/4）λ板
162を射出した左円偏光成分の光は、コレステリック液
晶層164で反射されて再び（1/4）λ板162に入射し、（1
/4）λ板162によって紙面に垂直な方向の直線偏光の光
となり、TN液晶140によって偏光方向が90゜捻られて紙
面に平行な方向の直線偏光の光となり、TN液晶140を射
出した紙面に平行な方向の直線偏光の光は（1/4）λ板1
32によって右円偏光の光となり、コレステリック液晶層
134を透過して、観察側に向かって進む出射光126とな
る。
左側の電圧印加部110においては、外光の自然光115が
液晶表示装置に入射すると、その自然光115は、上偏光
分離器130によって紙面に平行な方向の直線偏光の光と
なり、その後、TN液晶140を偏光方向を変えずに透過
し、TN液晶140を透過した紙面に平行な方向の直線偏光
の光は、（1/4）λ板162によって右円偏光の光となり、
（1/4）λ板162を射出した右円偏光の光は、コレステリ
ック液晶層164を透過する。コレステリック液晶層164を
透過した右円偏光の光の一部は、着色層170によって反
射され、その後コレステリック液晶層164で反射され、
その後着色層170によって再び反射等された後、コレス
テリック液晶層164を透過して（1/4）λ板162に入射
し、（1/4）λ板162によって紙面に平行な方向の直線偏
光の光となり、光散乱層150を透過し、TN液晶140を偏光
方向を変えずに透過し、TN液晶140を透過した紙面に平
行な方向の直線偏光の光は（1/4）λ板132によって右円
偏光となり、コレステリック液晶層134を透過して、観
察側に向かって進む出射光116となる。また、コレステ
リック液晶層164を透過した右円偏光の光の一部は、着
色層170によって吸収されつつ着色層170を透過し、反射
板180によって反射され、その後、着色層170によって吸
収されつつ着色層170を透過し、コレステリック液晶層1
64で反射され、着色層170によって吸収されつつ着色層1
70を透過し、反射板180によって再び反射され、着色層1
70によって吸収されつつ着色層170を透過等し、コレス
テリック液晶層164を透過して（1/4）λ板162に入射
し、（1/4）λ板162によって紙面に平行な方向の直線偏
光の光となり、光散乱層150を透過し、TN液晶140を偏光
方向を変えずに透過し、TN液晶140を透過した紙面に平
行な方向の直線偏光の光は（1/4）λ板132によって右円
偏光の光となり、コレステリック液晶層134を透過し
て、観察側に向かって進む出射光116となる。
このように、右側の電圧無印加部120においては、光
源190からの自然光121は、下偏光分離器160で液晶表示
装置外部に向かって反射され、上偏光分離器130を透過
して、上偏光分離器130から出射光122として出射され、
外光の自然光125は、下偏光分離器160で液晶表示装置外
部に向かって反射され、上偏光分離器130を透過して、
上偏光分離器130から出射光126として出射され、いずれ
の場合も、光散乱層150によって鏡面状から白色状にな
って上偏光分離器130から観察者側に出射され、左側の
電圧印加部110においては、光源190からの自然光111
は、下偏光分離器160を透過し、着色層170で着色され、
下偏光分離器160を再び透過し、上偏光分離器130を透過
して上偏光分離器130から出射光112として出射され、外
光の自然光115は、上偏光分離器130および下偏光分離器
160を透過し、着色層170で着色され、下偏光分離器160
および上偏光分離器130を再び透過して上偏光分離器130
から出射光116として出射され、いずれの場合も、着色
層170によって着色されて上偏光分離器130から観察者側
に出射されるので、TN液晶140のオン、オフの状態に応
じて得られる表示状態は、外光による表示と、光源190
からの光による表示とでは同じとなり、その結果、外光
による表示と、光源190からの光による表示との間で
は、いわゆるポジネガ反転の問題は生じない。
また、電圧無印加時においては、光源190からの光は
下偏光分離器160によって反射されて出射光122として出
射され、外光の自然光125も下偏光分離器160によって反
射されて出射光126として出射されるので明るい表示が
得られる。なお、（1/4）λ板162とTN液晶140との間に
は光散乱層150を設けているので、下偏光分離器160から
の反射光が鏡面状から白色状になる。
また、上述のように、電圧無印加部120においては、
下偏光分離器160によって反射された光が光散乱層150に
よって散乱されて白色状の出射光122または126となり、
電圧印加部110においては、下偏光分離器160を透過した
光が着色層170で着色されてカラーの出射光112または11
6となって、白地にカラーの表示が得られるが、着色層1
70に黒を使用すれば可視光領域の全波長が吸収されるの
で、白地に黒表示となる。
また、反射板180を設けているので、着色層170によっ
て着色されたカラーの出射光112または116が明るくな
る。
次に、第11図、第12図を参照すると、この液晶表示装
置においては、透過偏光軸可変光学素子としてTN液晶14
0を使用し、TN液晶140の上側には、（1/4）λ板132、13
6とコレステリック液晶層134とを備える上偏光分離器13
0が設けられ、TN素子140の下側には、光散乱層150、（1
/4）λ板162、166とコレステリック液晶層164とを備え
る下偏光分離器160、着色層170および反射板180がこの
順に設けられている。
上偏光分離器130は、第１図Ｂを参照して説明した上
偏光分離器130と同じである。下偏光分離器160はこの上
偏光分離器130と同じ機能を有しており、下偏光分離器1
60は、（1/4）λ板162側から入射した光のうち所定の第
２の方向の直線偏光成分の光を第２の方向の直線偏光の
光として透過させ、所定の第２の方向と直交する第１の
方向の直線偏光成分の光を反射し、（1/4）λ板166側か
ら入射した光に対して（1/4）λ板162側に前記第２の方
向の直線偏光の光を出射可能な偏光分離手段である。な
おこの機能を備える偏光分離手段としては、このコレス
テリック液晶層164と（1/4）λ板162、166とを組み合わ
せた下偏光分離器160以外に、多層膜を積層したフィル
ムを利用するもの（USP4,974,219）、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 第427頁乃至第429頁）、ホログラ
ムを利用するものや、国際公開された特許出願（国際公
開の番号:WO95/17692及びWO95/27919）に、reflective
polarizerとして開示されたものがある。
この液晶表示装置の左側を電圧印加部110とし、右側
を電圧無印加部120として説明する。
まず、第11図を参照して、光源190からの光による表
示を説明する。
光源190から上偏光分離器130に到達する自然光につい
ては、第１図Ｂを参照して説明したとおりであり、上偏
光分離器として偏光板を使用した場合よりも明るい表示
が得られるのも第１図Ｂを参照して説明したとおりであ
る。
次に、光源190からの自然光がTN液晶140等を通過する
ことによって生じる表示について説明する。
右側の電圧無印加部120においては、光源190からの自
然光121がTN液晶140および光散乱層150を透過し、TN液
晶140および光散乱層150を透過した自然光は（1/4）λ
板162によって右円偏光成分の光と左円偏光成分の光と
なる。
（1/4）λ板162を射出した左円偏光成分の光は、コレ
ステリック液晶層164で反射されて再び（1/4）λ板162
に入射し、（1/4）λ板162によって紙面に垂直な方向の
直線偏光の光となり、TN液晶140によって偏光方向が90
゜捻られて紙面に平行な方向の直線偏光の光となり、TN
液晶140を射出した紙面に平行な方向の直線偏光の光
は、（1/4）λ板132によっても右円偏光の光となり、コ
レステリック液晶層134を透過し、コレステリック液晶
層134を透過した右円偏光の光は、（1/4）λ板136によ
って再び紙面に平行な方向の直線偏光の光となり、観察
側に向かって進む出射光122となる。
（1/4）λ板162を射出した右円偏光成分の光は、コレ
ステリック液晶層164を透過する。コレステリック液晶
層164を透過した右円偏光の光は、（1/4）λ板166によ
って紙面に平行な方向の直線偏光の光となり、（1/4）
λ板166から射出された紙面に平行な方向の直線偏光の
光の一部は、着色層170によって反射され、その後、（1
/4）λ板166を透過し、（1/4）λ板166を透過した紙面
に平行な方向の直線偏光の光は、（1/4）λ板166によっ
て右円偏光の光となり、コレステリック液晶層164を透
過し、コレステリック液晶層164を透過した右円偏光の
光は、（1/4）λ板162によって再び紙面に平行な方向の
直線偏光の光となり、光散乱層150を透過し、TN液晶140
によって偏光方向が90゜捻られて紙面に垂直な方向の直
線偏光の光となり、（1/4）λ板132によって左円偏光の
光となり、コレステリック液晶層134によって反射され
て再び（1/4）λ板132に入射し、（1/4）λ板132によっ
て紙面に垂直な方向の直線偏光の光となり、液晶表示装
置内部に向かって進む反射光123となる。また、（1/4）
λ板166から射出された紙面に平行な方向の直線偏光の
光の一部は、着色層170によって吸収されつつ着色層170
を透過し、反射板180によって反射され、その後、再び
着色層170によって吸収されつつ着色層170を透過し、そ
の後、（1/4）λ板166を透過し、（1/4）λ板166を透過
した紙面に平行な方向の直線偏光の光は、（1/4）λ板1
66によって右円偏光の光となり、コレステリック液晶層
164を透過し、コレステリック液晶層164を透過した右円
偏光の光は、（1/4）λ板162によって再び紙面に平行な
方向の直線偏光の光となり、光散乱層150を透過し、TN
液晶140によって偏光方向が90゜捻られて紙面に垂直な
方向の直線偏光の光となり、（1/4）λ板132によって左
円偏光の光となり、コレステリック液晶層134によって
反射されて再び（1/4）λ板132に入射し、（1/4）λ板1
32によって紙面に垂直な方向の直線偏光の光となり、液
晶表示装置内部に向かって進む反射光123となる。
このように、電圧無印加時においては、光源190から
の光は下偏光分離器160によって反射されて、出射光122
として出射されるので明るい表示が得られる。なお、
（1/4）λ板162とTN液晶140との間には光散乱層150を設
けているので、下偏光分離器160からの反射光が鏡面状
から白色状になる。
左側の電圧印加部110においては、光源190からの自然
光111がTN液晶140および光散乱層150を透過し、TN液晶1
40および光散乱層150を透過した自然光は（1/4）λ板16
2によって右円偏光成分の光と左円偏光成分の光とな
る。
（1/4）λ板162を射出した左円偏光成分の光は、コレ
ステリック液晶層164で反射されて再び（1/4）λ板162
に入射し、（1/4）λ板162によって紙面に垂直な方向の
直線偏光の光となり、光散乱層150を透過した後、TN液
晶140を偏光方向を変えずに透過し、TN液晶140を透過し
た紙面に垂直な方向の直線偏光の光は（1/4）λ板132に
よって左円偏光の光となり、コレステリック液晶層134
によって反射されて再び（1/4）λ板132に入射し、（1/
4）λ板132によって紙面に垂直な方向の直線偏光の光と
なり、液晶表示装置内部に向かって進む反射光123とな
る。
（1/4）λ板162を射出した右円偏光成分の光は、コレ
ステリック液晶層164を透過する。コレステリック液晶
層164を透過した右円偏光の光は、（1/4）λ板166によ
って紙面に平行な方向の直線偏光の光となり、（1/4）
λ板166から射出された紙面に平行な方向の直線偏光の
光の一部は、着色層170によって反射され、その後、（1
/4）λ板166を透過し、（1/4）λ板166を透過した紙面
に平行な方向の直線偏光の光は、（1/4）λ板166によっ
て右円偏光の光となり、コレステリック液晶層164を透
過し、コレステリック液晶層164を透過した右円偏光の
光は、（1/4）λ板162によって再び紙面に平行な方向の
直線偏光の光となり、光散乱層150を透過し、TN液晶140
を偏光方向を変えずに透過し、TN液晶140を透過した紙
面に平行な方向の直線偏光の光は（1/4）λ板132によっ
て右円偏光の光となり、コレステリック液晶層134を透
過し、コレステリック液晶層134を透過した右円偏光の
光は、（1/4）λ板136によって再び紙面に平行な方向の
直線偏光の光となり、観察側に向かって進む出射光112
となる。また、（1/4）λ板166から射出された紙面に平
行な方向の直線偏光の光の一部は、着色層170によって
吸収されつつ着色層170を透過し、反射板180によって反
射され、その後、再び着色層170によって吸収されつつ
着色層170を透過し、その後、（1/4）λ板166を透過
し、（1/4）λ板166を透過した紙面に平行な方向の直線
偏光の光は、（1/4）λ板166によって右円偏光の光とな
り、コレステリック液晶層164を透過し、コレステリッ
ク液晶層164を透過した右円偏光の光は、（1/4）λ板16
2によって再び紙面に平行な方向の直線偏光の光とな
り、光散乱層150を透過し、TN液晶140を偏光方向を変え
ずに透過し、TN液晶140を透過した紙面に平行な方向の
直線偏光の光は（1/4）λ板132によって右円偏光の光と
なり、コレステリック液晶層134を透過し、コレステリ
ック液晶層134を透過した右円偏光の光は、（1/4）λ板
136によって再び紙面に平行な方向の直線偏光の光とな
り、観察側に向かって進む出射光112となる。
次に、第12図を参照して、外光が液晶表示装置に入射
した場合の反射型の表示について説明する。
右側の電圧無印加部120においては、外光の自然光125
が液晶表示装置に入射すると、その自然光125は、上偏
光分離器130によって紙面に平行な方向の直線偏光の光
となり、その後、TN液晶140によって偏光方向が90゜捻
られて紙面に垂直な方向の直線偏光の光となり、TN液晶
140から射出した紙面に垂直な方向の直線偏光の光は、
光散乱層150を透過して、（1/4）λ板162によって左円
偏光の光となり、（1/4）λ板162を射出した左円偏光成
分の光は、コレステリック液晶層164で反射されて再び
（1/4）λ板162に入射し、（1/4）λ板162によって紙面
に垂直な方向の直線偏光の光となり、光散乱層150を透
過し、TN液晶140によって偏光方向が90゜捻られて紙面
に平行な方向の直線偏光の光となり、TN液晶140を射出
した紙面に平行な方向の直線偏光の光は、（1/4）λ板1
32によって右円偏光の光となり、コレステリック液晶層
134を透過し、コレステリック液晶層134を透過した右円
偏光の光は、（1/4）λ板136によって再び紙面に平行な
方向の直線偏光の光となり、観察側向かって進む出射光
126となる。
このように、電圧無印加時においては、外光の自然光
125からの光は下偏光分離器160によって反射されて、出
射光126として出射されるので明るい表示が得られる。
なお、（1/4）λ板162とTN液晶140との間には光散乱層1
50を設けているので、下偏光分離器160からの反射光が
鏡面状から白色状になる。
左側の電圧印加部110においては、外光の自然光115が
液晶表示装置に入射すると、その自然光115は、上偏光
分離器130によって紙面に平行な方向の直線偏光の光と
なり、その後、TN液晶140および光散乱層150を偏光方向
を変えずに透過して、（1/4）λ板162によって右円偏光
の光となり、（1/4）λ板162を射出した右円偏光成分の
光は、コレステリック液晶層164を透過し、コレステリ
ック液晶層164を透過した右円偏光の光は、（1/4）λ板
166によって紙面に平行な方向の直線偏光の光となり、
（1/4）λ板166から射出された紙面に平行な方向の直線
偏光の光の一部は、着色層170によって反射され、その
後、（1/4）λ板166を透過し、（1/4）λ板166を透過し
た紙面に平行な方向の直線偏光の光は、（1/4）λ板166
によって右円偏光の光となり、コレステリック液晶層16
4を透過し、コレステリック液晶層164を透過した右円偏
光の光は、（1/4）λ板162によって再び紙面に平行な方
向の直線偏光の光となり、光散乱層150を透過し、TN液
晶140を偏光方向を変えずに透過し、TN液晶140を透過し
た紙面に平行な方向の直線偏光の光は（1/4）λ板132に
よって右円偏光の光となり、コレステリック液晶層134
を透過し、コレステリック液晶層134を透過した右円偏
光の光は、観察側に向かって進む出射光116となる。ま
た、（1/4）λ板166から射出された紙面に平行な方向の
直線偏光の光の一部は、着色層170によって吸収されつ
つ着色層170を透過し、反射板180によって反射され、そ
の後、再び着色層170によって吸収されつつ着色層170を
透過し、その後、（1/4）λ板166を透過し、（1/4）λ
板166を透過した紙面に平行な方向の直線偏光の光は、
（1/4）λ板166によって右円偏光の光となり、コレステ
リック液晶層164を透過し、コレステリック液晶層164を
透過した右円偏光の光は、（1/4）λ板162によって再び
紙面に平行な方向の直線偏光の光となり、光散乱層150
を透過し、TN液晶140を偏光方向を変えずに透過し、TN
液晶140を透過した紙面に平行な方向の直線偏光の光は
（1/4）λ板132によって右円偏光の光となり、コレステ
リック液晶層134を透過し、コレステリック液晶層134を
透過した右円偏光の光は、観察側に向かって進む出射光
116となる。
このように、右側の電圧無印加部120においては、光
源190からの自然光121は、下偏光分離器160で液晶表示
装置外部に向かって反射され、上偏光分離器130を透過
して、上偏光分離器130から出射光122として出射され、
外光の自然光125は、下偏光分離器160で液晶表示装置外
部に向かって反射され、上偏光分離器130を透過して、
上偏光分離器130から出射光126として出射され、いずれ
の場合も、光散乱層150によって鏡面状から白色状にな
って偏光分離器130から観察者側に出射され、左側の電
圧印加部110においては、光源190からの自然光111は、
下偏光分離器160を透過し、着色層170で着色され、下偏
光分離器160を再び透過し、上偏光分離器130を透過して
上偏光分離器130から出射光112として出射され、外光の
自然光115は、上偏光分離器130および下偏光分離器160
を透過し、着色層170で着色され、下偏光分離器160およ
び上偏光分離器130を再び透過して上偏光分離器130から
出射光116として出射され、いずれの場合も、着色層170
によって着色されて上偏光分離器130から観察者側に出
射されるので、TN液晶140のオン、オフの状態に応じて
得られる表示状態は、外光による表示と、光源190から
の光による表示とでは同じとなり、その結果、外光によ
る表示と、光源190からの光による表示との間では、い
わゆるポジネガ反転の問題は生じない。
また、電圧無印加時においては、光源190からの光121
は下偏光分離器160によって反射されて出射光122として
出射され、外光の自然光125も偏光分離器160によって反
射されて出射光126として出射されるので明るい表示が
得られる。なお、（1/4）λ板162とTN液晶140との間に
は光散乱層150を設けているので、下偏光分離器160から
の反射光が鏡面状から白色状になる。
また、上述のように、電圧無印加部120においては、
下偏光分離器160によって反射された光が光散乱層150に
よって散乱されて白色状の出射光122または126となり、
電圧印加部110においては、下偏光分離器160を透過した
光が着色層170で着色されてカラーの出射光112または11
6となって、白地にカラーの表示が得られるが、着色層1
70に黒を使用すれば可視光領域の全波長が吸収されるの
で、白地に黒表示となる。
また、反射板180を設けているので、着色層170によっ
て着色されたカラーの出射光112または116が明るくな
る。
次に、第13図、第14図を参照すると、この液晶表示装
置においては、透過偏光軸可変光学素子としてTN液晶14
0を使用し、TN液晶140の上側には、第１図Ｃに示した上
偏光分離器300が設けられ、TN素子140の下側には、光散
乱層150、下偏光分離器310、着色層170および反射板180
がこの順に設けられている。尚、下偏光分離器310には
上偏光分離器300と同様のものを用いている。
上偏光分離器300は、第１図Ｃを参照して説明した上
偏光分離器300と同じである。下偏光分離器310はこの上
偏光分離器300と同じ機能を有している。なおこの機能
を備える偏光分離手段としては、このコレステリック液
晶層164と（1/4）λ板162、166とを組み合わせた下偏光
分離器160以外に、多層膜を積層したフィルムを利用す
るもの（USP4,974,219）、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 D
IGEST 第427頁乃至第429頁）、ホログラムを利用する
ものがある。
この液晶表示装置の左側を電圧印加部110とし、右側
を電圧無印加部120として説明する。
まず、第13図を参照して、光源190からの光による表
示を説明する。
光源190から上偏光分離器300に到達する自然光につい
ては、第１図Ｃを参照して説明したとおりであり、上偏
光分離器として偏光板を使用した場合よりも明るい表示
が得られるのも第１図Ｃを参照して説明したとおりであ
る。
次に、光源190からの自然光がTN液晶140等を通過する
ことによって生じる表示について説明する。
右側の電圧無印加部120においては、光源190からの自
然光121がTN液晶140および光散乱層150を透過する。
光散乱層150を透過した自然光のうち紙面に垂直な偏
光成分の光は、下偏光分離器310で反射されて紙面に垂
直な方向の直線偏光の光のまま、TN液晶140によって偏
光方向が90゜捻られて紙面に平行な方向の直線偏光の光
となり、光散乱層150を透過した紙面に平行な方向の直
線偏光の光は、下偏光分離器310を透過し紙面に平行な
方向の直線偏光の光のまま、観察側に向かって進む出射
光122となる。
下偏光分離器310を透過した紙面に平行な方向の直線
偏光の光の一部は、着色層170によって反射され、下偏
光分離器310を透過し、TN液晶140によって偏光方向が90
゜捻られて紙面に垂直な方向の直線偏光の光となり、上
偏光分離板200によって反射されて再び紙面に垂直な方
向の直線偏光の光のまま、液晶表示装置内部に向かって
進む反射光123となる。また、下偏光分離器310を透過し
た紙面に平行な方向の直線偏光の光の一部は、着色層17
0によって吸収されつつ着色層170を透過し、反射板180
によって反射され、再び着色層170によって吸収されつ
つ着色層170を透過し、その後、下偏光分離器310を透過
し、紙面に平行な方向の直線偏光の光のまま、光散乱層
150を透過し、TN液晶140によって偏光方向が90゜捻られ
て紙面に垂直な方向の直線偏光の光となり、上偏光分離
器300によって反射されて紙面に垂直な方向の直線偏光
の光のまま、液晶表示装置内部に向かって進む反射光12
3となる。
このように、電圧無印加時においては、光源190から
の光は下偏光分離器310によって反射されて、出射光122
として出射されるので明るい表示が得られる。なお、下
偏光分離器310とTN液晶140との間には光散乱層150を設
けているので、下偏光分離器310からの反射光が鏡面状
から白色状になる。
左側の電圧印加部110においては、光源190からの自然
光111がTN液晶140および光散乱層150を透過する。
TN液晶140及び光散乱層150を射出した紙面に垂直な方
向の直線偏光の光は、下偏光分離器310で反射されて紙
面に垂直な方向の直線偏光の光のまま、光散乱層150を
透過した後、TN液晶140を偏光方向を変えずに透過し、
上偏光分離器300によって紙面に垂直な方向の直線偏光
の光のまま反射され、液晶表示装置内部に向かって進む
反射光113となる。
下偏光分離器310を透過した紙面に平行な方向の直線
偏光成分の光の一部は、着色層170によって反射され、
その後、下偏光分離器310を紙面に平行な方向の直線偏
光の光のまま透過し、そして光散乱層150を透過し、TN
液晶140を偏光方向を変えずに透過し、上偏光分離器300
を紙面に平行な方向の直線偏光の光のまま透過し、観察
側に向かって進む出射光112となる。また、下偏光分離
器310から射出された紙面に平行な方向の直線偏光の光
の一部は、着色層170によって吸収されつつ着色層170を
透過し、反射板180によって反射され、その後、再び着
色層170によって吸収されつつ着色層170を透過し、その
後、下偏光分離器310を紙面に平行な直線偏光の光のま
ま透過し、光散乱層150を透過し、TN液晶140を偏光方向
を変えずに透過し、上偏光分離器300を紙面に平行な方
向の直線偏光の光のまま透過し、観察側に向かって進む
出射光112となる。
次に、第14図を参照して、外光が液晶表示装置に入射
した場合の反射型の表示について説明する。
右側の電圧無印加部120においては、外光の自然光125
が液晶表示装置に入射すると、その自然光125は、上偏
光分離器300によって紙面に平行な方向の直線偏光の光
となり、その後、TN液晶140によって偏光方向が90゜捻
られて紙面に垂直な方向の直線偏光の光となり、TN液晶
140から射出した紙面に垂直な方向の直線偏光の光は、
光散乱層150を透過して、下偏光分離器310で反射されて
紙面に垂直な方向の直線偏光の光のまま、光散乱層150
を透過し、TN液晶140によって偏光方向が90゜捻られて
紙面に平行な方向の直線偏光の光となり、TN液晶140を
射出した紙面に平行な方向の直線偏光の光は、下偏光分
離器310を紙面に平行な方向の直線偏光の光のまま透過
し、観察側向かって進む出射光126となる。
このように、電圧無印加時においては、外光の自然光
125からの光は下偏光分離器310によって反射されて、出
射光126として出射されるので明るい表示が得られる。
なお、下偏光分離器310とTN液晶140との間には光散乱層
150を設けているので、下偏光分離器310からの反射光が
鏡面状から白色状になる。
左側の電圧印加部110においては、外光の自然光115が
液晶表示装置に入射すると、その自然光115は、上偏光
分離器300によって紙面に平行な方向の直線偏光の光と
なり、その後、TN液晶140および光散乱層150を偏光方向
を変えずに透過して、下偏光分離器310を紙面に平行な
方向の直線偏光の光のまま透過し、その一部は、着色層
170によって反射され、その後、下偏光分離器310を紙面
に平行な方向の直線偏光の光のまま透過し、光散乱層15
0を透過し、TN液晶140を偏光方向を変えずに透過し、紙
面に平行な方向の直線偏光の光のまま上偏光分離器300
を透過し、観察側に向かって進む出射光116となる。ま
た、紙面に平行な方向の直線偏光の光の一部は、着色層
170によって吸収されつつ着色層170を透過し、反射板18
0によって反射され、その後、再び着色層170によって吸
収されつつ着色層170を透過し、その後、下偏光分離器3
10を紙面に平行な方向の直線偏光の光のまま透過し、光
散乱層150を透過し、TN液晶140を偏光方向を変えずに透
過し、紙面に平行な方向の直線偏光成分の光のまま上偏
光分離器を透過し、観察側に向かって進む出射光116と
なる。
このように、右側の電圧無印加部120においては、光
源190からの自然光121は、下偏光分離器310で液晶表示
装置外部に向かって反射され、上偏光分離器300を透過
して、上偏光分離器300から出射光122として出射され、
外光の自然光125は、下偏光分離器310で液晶表示装置外
部に向かって反射され、上偏光分離器300を透過して、
上偏光分離器300から出射光126として出射され、いずれ
の場合も、光散乱層150によって鏡面状から白色状にな
って上偏光分離器300から観察者側に出射され、左側の
電圧印加部110においては、光源190からの自然光111
は、下偏光分離器310を透過し、着色層170で着色され、
下偏光分離器310を再び透過し、上偏光分離器300を透過
して上偏光分離器300から出射光112として出射され、外
光の自然光115は、上偏光分離器300および下偏光分離器
310を透過し、着色層170で着色され、下偏光分離器310
および上偏光分離器300を再び透過して上偏光分離器300
から出射光116として出射され、いずれの場合も、着色
層170によって着色されて上偏光分離器300から観察者側
に出射されるので、TN液晶140のオン、オフの状態に応
じて得られる表示状態は、外光による表示と、光源190
からの光による表示とでは同じとなり、その結果、外光
による表示と、光源190からの光による表示との間で
は、いわゆるポジネガ反転の問題は生じない。
また、電圧無印加時においては、光源190からの光121
は下偏光分離器310によって反射されて出射光122として
出射され、外光の自然光125も下偏光分離器310によって
反射されて出射光126として出射されるので明るい表示
が得られる。なお、下偏光分離器310とTN液晶140との間
には光散乱層150を設けているので、下偏光分離器310か
らの反射光が鏡面状から白色状になる。
また、上述のように、電圧無印加部120においては、
下偏光分離器310によって反射された光が光散乱層150に
よって散乱されて白色状の出射光122または126となり、
電圧印加部110においては、下偏光分離器310を透過した
光が着色層170で着色されてカラーの出射光112または11
6となって、白地にカラーの表示が得られるが、着色層1
70に黒を使用すれば可視光領域の全波長が吸収されるの
で、白地に黒表示となる。
また、反射板180を設けているので、着色層170によっ
て着色されたカラーの出射光112または116が明るくな
る。
なお、上記においては、TN液晶140を例にとって説明
したが、TN液晶140に代えてSTN液晶やECB（Electricall
y Controlled Birefringence）液晶等の他の透過偏光軸
を電圧等によって変えられるものを用いても基本的な動
作原理は同一である。
本発明は上記原理に基づくものであり、本発明によれ
ば、 透過偏光軸を可変な透過偏光軸可変手段と、 前記透過偏光軸可変手段を挟んで前記透過偏光軸可変
手段の両側にそれぞれ配置された第１の偏光分離手段と
光学手段と、 前記第１の偏光分離手段と前記光学手段との間に光を
入射可能な光源と、を備える表示装置であって、 前記第１の偏光分離手段が、前記透過偏光軸可変手段
側から入射した光のうち第１の所定の方向の直線偏光成
分の光を前記透過偏光軸可変手段側とは反対側に透過さ
せ、前記第１の所定の方向と直交する第２の所定の方向
の直線偏光成分の光を前記透過偏光軸可変手段側に反射
し、前記透過偏光軸可変手段とは反対側から前記第１の
偏光分離手段に入射した光に対して前記透過偏光軸可変
手段側に前記第１の所定の方向の直線偏光の光を出射可
能な偏光分離手段であり、 前記光学手段が、前記透過偏光軸可変手段側から入射
した光を第３の所定の方向の直線偏光成分の光と前記第
３の所定の方向と直交する第４の所定の方向の直線偏光
成分の光とに分離可能であって、前記第３の所定の方向
の直線偏光成分の光および前記第４の所定の方向の直線
偏光成分の光のうちの少なくとも一方を前記透過偏光軸
可変手段側に出射可能な光学手段であることを特徴とす
る表示装置が提供される。
本発明においては、第１の偏光分離手段が、透過偏光
軸可変手段側から入射した光のうち第１の所定の方向の
直線偏光成分の光を前記透過偏光軸可変手段側とは反対
側に透過させ、また第１の所定の方向と直交する第２の
所定の方向の直線偏光成分の光を吸収するのではなく透
過偏光軸可変手段側に反射するので、光源からの光のう
ち、第１の所定の方向の直線偏光成分の光は透過偏光軸
可変手段側とは反対側に透過し、さらに、第１の所定の
方向と直交する第２の所定の方向の直線偏光成分の光
も、表示装置内で反射を繰り返しいずれは第１の偏光分
離手段を通って透過偏光軸可変手段側とは反対側に出射
されることになるので、光源からの光を使用して表示を
行う場合に、第１の偏光分離手段として偏光板を使用し
た場合と比べて明るい表示が得られる。
また、光源は第１の偏光分離手段と光学手段との間に
光を入射可能であるので、透過偏光軸可変手段の透過偏
光軸の第１と第２の状態とにそれぞれ応じて得られる２
つの表示の状態（明と暗）は、第１の偏光分離手段の外
側から入射された光による表示と、光源からの光による
表示とでは同じであり、すなわち、透過偏光軸可変手段
の透過偏光軸が前記第１の状態の場合に第１の偏光分離
手段の外側から入射された光による表示が明であれば光
源からの光による表示も明であり、透過偏光軸可変手段
の透過偏光軸が前記第２の状態の場合に第１の偏光分離
手段の外側から入射された光による表示が暗であれば光
源からの光による表示も暗であるので、第１の偏光分離
手段の外側から入射された光による表示と、光源からの
光による表示との間では、いわゆるポジネガ反転の問題
は生じない。
好ましくは、前記第１の偏光分離手段が、可視光領域
のほぼ全波長範囲の光に対して、前記透過偏光軸可変手
段側から入射した光のうち前記第１の所定の方向の直線
偏光成分の光を前記透過偏光軸可変手段側とは反対側に
透過させ、前記第２の所定の方向の直線偏光成分の光を
前記透過偏光軸可変手段側に反射し、可視光領域のほぼ
全波長範囲の光であって前記透過偏光軸可変手段側とは
反対側から入射した光に対して前記透過偏光軸可変手段
側に前記第１の所定の方向の直線偏光の光を出射可能な
偏光分離手段である。
このようにすれば、透明表示または白表示を得ること
ができ、可視光領域の全波長範囲において任意の色の表
示を得ることもできるようになる。
そして、好ましくは、前記第１の偏光分離手段が、前
記透過偏光軸可変手段側から入射した光のうち前記第１
の所定の方向の直線偏光成分の光を前記透過偏光軸可変
手段側とは反対側に前記第１の所定の方向の直線偏光の
光として透過させる偏光分離手段である。
また、好ましくは前記第１の偏光分離手段は、複数の
層が積層された積層体であって、前記複数の層の屈折率
が、前記層相互間で、前記第１の所定の方向においては
実質的に等しく、前記第２の所定の方向では異なる前記
積層体である。
また、好ましくは、前記光学手段が、前記透過偏光軸
可変手段側に配置された第２の偏光分離手段と、前記第
２の偏光分離手段に対して前記透過偏光軸可変手段と反
対側に配置された光学素子とを備え、 前記光源が、前記第１の偏光分離手段と第２の偏光分
離手段との間に光を入射可能な光源であり、 前記第２の偏光分離手段が、前記透過偏光軸可変手段
側から入射した光のうち前記第３の所定の方向の直線偏
光成分の光を前記光学素子側に透過させ、前記第３の所
定の方向と直交する前記第４の所定の方向の直線偏光成
分の光を前記透過偏光軸可変手段側に反射し、前記光学
素子側から入射した光に対して前記透過偏光軸可変手段
側に前記第３の所定の方向の直線偏光の光を出射可能な
偏光分離手段であり、 前記光学素子が、前記第２の偏光分離手段側からの光
に対して所定の波長領域の光を前記第２の偏光分離手段
に向かって出射可能な光学素子である。そして好ましく
は、前記第２の偏光分離手段は、複数の層が積層された
積層体であって、前記複数の層の屈折率が、前記層相互
間で、前記第３の所定の方向においては実質的に等し
く、前記第４の所定の方向では異なる前記積層体であ
る。
このようにすれば、透過偏光軸可変手段の透過偏光軸
の状態に応じて、前記第２の偏光分離手段から反射され
た光による第１の表示状態と、前記光学素子からの所定
の波長領域の光であって、前記第２の偏光分離手段を透
過した所定の波長領域の光による第２の表示状態との２
つの表示状態が得られる。そして、第１の表示状態は、
第２の偏光分離手段によって吸収されるのではなく反射
された光による表示状態であるので明るい表示となる。
また、カラー表示も可能となる。
このように、前記光学手段が上記第２の偏光分離手段
と光学素子とを備える場合には、好ましくは、前記光学
素子が、前記第２の偏光分離手段側からの光のうち前記
所定の波長領域以外の可視光領域の光を吸収し、前記所
定の波長領域の光を前記第２の偏光分離手段に向かって
反射可能であると共に前記所定の波長領域の光を透過可
能な光学素子であり、さらに、好ましくは、前記光学素
子がカラーフィルタである。
また、このように、前記光学手段が上記第２の偏光分
離手段と光学素子とを備える場合であって、特に、前記
光学素子が、第２の偏光分離手段側からの光のうち前記
所定の波長領域以外の可視光領域の光を吸収し、前記所
定の波長領域の光を前記第２の偏光分離手段に向かって
反射可能であると共に前記所定の波長領域の光を透過可
能な光学素子である場合には、好ましくは、 前記光学素子に対して前記第２の偏光分離手段と反対
側に配置された反射手段をさらに備え、 前記反射手段を、少なくとも前記所定の波長領域の光
を前記光学素子に向かって反射可能とする。
このようにすれば、光学素子からの光による上記第２
の表示状態を明るくできる。
また、好ましくは、 前記光学手段が、前記透過偏光軸可変手段側に配置さ
れた第２の偏光分離手段と、前記第２の偏光分離手段に
対して前記透過偏光軸可変手段と反対側に配置された光
学素子とを備え、 前記光源が、前記第１の偏光分離手段と第２の偏光分
離手段との間に光を入射可能な光源であり、 前記第２の偏光分離手段が、前記透過偏光軸可変手段
側から入射した光のうち前記第３の所定の方向の直線偏
光成分の光を前記光学素子側に透過させ、前記第３の所
定の方向と直交する前記第４の所定の方向の直線偏光成
分の光を前記透過偏光軸可変手段側に反射し、前記光学
素子側から入射した光に対して前記透過偏光軸可変手段
側に前記第３の所定の方向の直線偏光の光を出射可能な
偏光分離手段であり、 前記光学素子が、前記第２の偏光分離手段側からの光
に対して可視光領域のほぼ全波長範囲の光を吸収する光
学素子である。
このようにすれば、透過偏光軸可変手段の透過偏光軸
の状態に応じて、前記第２の偏光分離手段から反射され
た光による第３の表示状態と、前記光学素子によって可
視光領域のほぼ全波長範囲の光が吸収されることによる
第４の表示状態である黒表示が得られる。そして、第３
の表示状態は、第２の偏光分離手段によって吸収される
のではなく反射された光による表示状態であるので明る
い表示となる。そして、この場合に、前記光学素子は、
好ましくは、黒色の光吸収体である。
また、好ましくは、前記第２の偏光分離手段が、可視
光領域のほぼ全波長範囲の光に対して、前記透過偏光軸
可変手段側から入射した光のうち前記第３の所定の方向
の直線偏光成分の光を前記光学素子側に透過させ、前記
第４の所定の方向の直線偏光成分の光を前記透過偏光軸
可変手段側に反射し、可視光領域のほぼ全波長範囲の光
であって前記光学素子側から入射した光に対して前記透
過偏光軸可変手段側に前記第３の所定の方向の直線偏光
の光を出射可能な偏光分離手段である。
このようにすれば、透明表示または白表示を得ること
ができ、可視光領域の全波長範囲において任意の色の表
示を得ることもできるようになる。
そして、この場合に、好ましくは、前記第２の偏光分
離手段が、前記透過偏光軸可変手段側から入射した光の
うち前記第３の所定の方向の直線偏光成分の光を前記光
学素子側に前記第３の所定の方向の直線偏光の光として
透過させる偏光分離手段である。
また、好ましくは、 前記光学手段が、前記透過偏光軸可変手段側に配置さ
れた第２の偏光分離手段と、前記第２の偏光分離手段に
対して前記透過偏光軸可変手段と反対側に配置された光
学素子とを備え、 前記光源が、前記第１の偏光分離手段と第２の偏光分
離手段との間に光を入射可能な光源であり、 前記第２の偏光分離手段が、前記透過偏光軸可変手段
側から入射した光のうち前記第３の所定の方向の直線偏
光成分の光を前記光学手段側に透過させ、前記第３の所
定の方向と直交する前記第４の所定の方向の直線偏光成
分の光を吸収し、前記光学素子側から入射した光に対し
て前記透過偏光軸可変手段側に前記第３の所定の方向の
直線偏光の光を出射可能な偏光分離手段であり、 前記光学素子が、前記第２の偏光分離手段側からの光
を前記第２の偏光分離手段側に反射可能な光学素子であ
る。
このような構成によれば、透過偏光軸可変手段の透過
偏光軸の状態に応じて、前記第２の偏光分離手段を透過
し前記光学素子によって反射された光による第５の表示
状態と、前記第２の偏光分離手段によって光が吸収され
ることによる第６の表示状態が得られる。そして、この
場合に、好ましくは、前記第２の偏光分離手段が偏光板
である。
前記透過偏光軸可変手段としては、好ましくは、液晶
素子が使用され、特に好ましくは、TN液晶素子、STN液
晶素子またはECB液晶素子が用いられる。なお、このSTN
液晶素子には、色補償用光学異方体を用いるSTN液晶素
子も含んでいる。
また、本発明は、前記第１の偏光分離手段が前記表示
装置の観察側に配置されている場合に、特に好適に適用
される。
好ましくは、前記光源が、前記第１の偏光分離手段と
前記透過偏光軸可変手段との間に光を入射可能な位置に
配置されている。
また、前記光源を、前記透過偏光軸可変手段内に光を
入射可能な位置に配置することも好ましい。
さらには、前記光源を、前記透過偏光軸可変手段と前
記第２の偏光分離手段との間に光を入射可能な位置に配
置してもよい。
また、好ましくは、前記光源の光を前記表示装置内部
に向かって反射可能な第２の反射手段をさらに備える。
このようにすれば、光源からの光による表示を明るく
することができる。
また、好ましくは、前記光源および前記第２の反射手
段が、前記第１の偏光分離手段と前記透過偏光軸可変手
段との間に配置され、前記第２の反射手段が前記光源か
らの光を前記透過偏光軸可変手段側に反射可能な反射領
域を備えており、光源からの光による表示を明るくする
ことができる。
そして、この場合には、好ましくは、前記反射領域
が、前記表示装置を平面図的にみて、前記表示装置の表
示領域よりも外側の周囲に設けられている。
また、好ましくは、前記第２の反射手段が、前記表示
装置の内側に向かって傾斜した反射板を備える。
このようにすれば、光源からの光による表示を明るく
でき、特に、表示装置の表示領域の中央部の表示の明る
さの改善に効果がある。
また、好ましくは、前記第１の偏光分離手段の中央部
が前記第１の偏光分離手段の端部よりも前記透過偏光軸
可変手段から遠くなるように湾曲している。
このようにすれば、光源からの光による表示を明るく
でき、特に、表示装置の表示領域の中央部の表示の明る
さの改善に効果がある。
また、好ましくは、前記第１の偏光分離手段に対して
前記透過偏光軸可変手段と反対側に設けられたアンチグ
レア層またはアンチレフレクター層をさらに備える。
このようにすれば、第１の偏光分離手段の表面でのぎ
らつきやてかりが抑制され、外光の写り込みが抑制され
る。
また、好ましくは、前記第１の偏光分離手段に対して
前記透過偏光軸可変手段と反対側に設けられた偏光板を
さらに備え、さらに、好ましくは、第１の偏光分離手段
の偏光軸と偏光板の偏光軸とをほぼ一致させる。
このようにすれば、第１の偏光分離手段の偏光分離度
が十分でない場合にも、偏光度を高めることができ、表
示装置のコントラストを高くすることができる。
また、好ましくは、前記光源からの光を前記表示装置
内部に導く導光板をさらに備える。
このようにすれば、光源からの光による表示を明るく
できる。なお、この場合に、好ましくは、導光板の中央
部に口の字型の開口部を設け、表示装置の表示領域を導
光板の開口部から露出させる。
また、好ましくは、前記光源からの光を反射して前記
第１の偏光分離手段と前記光学手段との間に光を入射可
能な第３の反射手段をさらに備える。
このようにすれば、光源を配置する位置の自由度が大
きくなり、設計の自由度が大きくなる。
また、好ましくは、前記第１の偏光分離手段の内側に
光学的に等方な透明板をさらに設ける。
このようにすれば、この透明板を前記第１の偏光分離
手段の支持部材等として使用でき、しかも、この透明板
は光学的に等方なので、表示装置の光学的特性に影響を
与えることはない。
また、好ましくは、光拡散手段をさらに設ける。この
ようにすれば、透明光による表示を白色状とすることが
できる。
なお、本発明の表示装置においては、TFTやMIM等のア
クティブ素子を設けてもよい。
また、本発明によれば、上記各表示装置を内蔵し、表
示用カバーを備える電子装置であって、前記第１の偏光
分離手段が、前記表示用カバーの内側に固着されている
ことを特徴とする電子装置が提供される。
［図面の簡単な説明］ 第１図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図であり、第１図Ａ、1B、第１図Ｃは本発明の表示
装置の原理を説明するための断面図であり、第１図Ｄは
比較のための表示装置の原理を説明するための断面図で
ある。
第２図は、本発明の表示装置に用いる偏光分離器の拡
大斜視図である。
第３図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図である。
第４図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図である。
第５図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図である。
第６図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図である。
第７図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図である。
第８図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図である。
第９図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図である。
第10図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図である。
第11図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図である。
第12図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図である。
第13図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図である。
第14図は、本発明の表示装置の原理を説明するための
断面図である。
第15図は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
第16図は、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
第17図は、本発明の第３の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
第18図は、本発明の第４の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
第19図は、本発明の第５の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための図であり、第19第７図は分解断面図、
第19第８図は平面図である。
第20図は、本発明の第６の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
第21図は、本発明の第７の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
第22図は、本発明の第８の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
第23図は、本発明の第９の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
第24図は、本発明の第10の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための平面図である。
第25図は、本発明の第11の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
第26図は、本発明の第12の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
第27図は、本発明の第13の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
第28図は、本発明の第14の実施の形態の液晶表示装置
を使用した携帯電話を説明するための断面図である。
第29図は、本発明の第15の実施の形態の液晶表示装置
を使用した携帯電話を説明するための断面図である。
［発明を実施するための最良の形態］ 次に本発明の実施するための形態を図面を参照して説
明する。
（第１の実施の形態） 第15図は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
本実施の形態の液晶表示装置１においては、透過偏光
軸可変光学素子としてTNやSTN等からなる液晶セル30を
使用している。液相セル30の上側には上偏光分離器10が
設けられている。液晶セル30の下側には、偏光板55、反
射板65がこの順に設けられている。液晶表示装置１の側
面側であって偏光分離器10と液相セル30との間には、ラ
イト80が設けられている。液晶セル30においては、２枚
のガラス基板31、32とシール部材33とによって構成され
るセル内にTNやSTN等の液晶34が封入されている。
本実施の形態における上偏光分離器10としては、第１
図Ｂ、第１図Ｃ、第２図、第５図、第６図、第７図、第
８図、第11図、第12図、第13図、第14図を用いて説明し
た上偏光分離器と同じ機能を有する偏光分離器、すなわ
ち、液晶セル30側から入射した光のうち所定の第２の方
向の直線偏光成分を第２の方向の直線偏光として透過さ
せ、所定の第２の方向と直交する第１の方向の直線偏光
成分を反射し、上偏光分離器30の上側から入射した光に
対して液晶セル30側に前記第２の方向の直線偏光を出射
可能な偏光分離器を使用する。
この機能を備える偏光分離器としては、２枚の（1/
4）λ板の間にコレステリック液晶層を挟んだもの、多
層膜を積層したフィルムを利用するもの、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、ホログラムを利用するものや、国際公開された特許
出願（国際公開の番号:WO95/17692及びWO95/27919））
にreflective polarizerとして開示された偏光分離器を
使用できるが、本実施の形態では、WO95/17692及びWO95
/27919）にreflective polarizerとして開示された偏光
分離器つまりは第１図Ｃ、第２図、第７図、第８図、第
13図、第14図を用いて説明した偏光分離器を使用する。
なお、本実施の形態における上偏光分離器10として、
第１図Ａ、第３図、第４図、第９図、第10図を用いて説
明した上偏光分離器と同じ機能を有する偏光分離器、す
なわち、液晶セル30側から入射した光のうち所定の第２
の方向の直線偏光成分を透過させ、所定の第２の方向と
直交する第１の方向の直線偏光成分を反射し、上偏光分
離器10の上側から入射した光に対して液晶セル30側に前
記第２の方向の直線偏光を出射可能な偏光分離器を使用
することもできる。
本実施の形態の液晶表示装置１の動作は、第５図、第
６図、第７図、第８図を参照して説明した液晶表示装置
と同様であるので、ここではその説明は省略する。
本実施の形態の液晶表示装置１においては、上偏光分
離器10は、液晶セル30側から入射した光のうち所定の第
２の方向の直線偏光成分を第２の方向の直線偏光として
透過させ、所定の第２の方向と直交する第１の方向の直
線偏光成分を吸収するのではなく、反射するので、ライ
ト80からの光のうち、第１の所定の方向の直線偏光成分
の光は上偏光分離器10の上側に透過し、さらに、第１の
所定の方向と直交する第２の所定の方向の直線偏光成分
の光も、液晶表示装置１内で反射を繰り返しいずれは上
偏光分離器10を通ってその上側に出射されることになる
ので、ライト80からの光を使用して表示を行う場合に、
上偏光分離器10として偏光板を使用した場合と比べて明
るい表示が得られる。
また、ライト80は上偏光分離器10と液晶セル30との間
に光を入射可能であるので、液晶セル30のオン、オフの
状態に応じて得られる表示状態は、外光による表示と、
ライト80からの光による表示とでは同じとなり、その結
果、外光による表示と、ライト80からの光による表示と
の間では、いわゆるポジネガ反転の問題は生じない。
（第２の実施の形態） 第16図は、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
本実施の形態の液晶表示装置１においては、透過偏光
軸可変光学素子としてTNやSTN等からなる液晶セル30を
使用している。液晶セル30の上側には上偏光分離器10が
設けられている。液晶セル30の下側には、拡散板40、下
偏光分離器50、黒色吸収板60がこの順に設けられてい
る。液晶表示装置１の側面側であって上偏光分離器10と
液相セル30との間には、ライト80が設けられている。液
晶セル30においては、２枚のガラス基板31、32とシール
部材33とによて構成されるセル内にTNやSTN等の液晶34
が封入されている。
本実施の形態における上偏光分離器10としては、第１
図Ｂ、第１図Ｃ、第２図、第５図、第６図、第７図、第
８図、第11図、第12図、第13図、第14図を用いて説明し
た上偏光分離器と同じ機能を有する偏光分離器、と同じ
機能を有する偏光分離器、すなわち、液晶セル30側から
入射した光のうち所定の第２の方向の直線偏光成分を第
２の方向の直線偏光として透過させ、所定の第２の方向
と直交する第１の方向の直線偏光成分を反射し、上偏光
分離器30の上側から入射した光に対して液晶セル30側に
前記第２の方向の直線偏光を出射可能な偏光分離器を使
用する。
また、下偏光分離器50としては、第11図、第12図、第
13図、第14図を用いて説明した下偏光分離器と同じ機能
を有する偏光分離器、すなわち、液晶セル30側から入射
した光のうち所定の第２の方向の直線偏光成分を第２の
方向の直線偏光として透過させ、所定の第２の方向と直
交する第１の方向の直線偏光成分を反射し、下偏光分離
器30の下側から入射した光に対して液晶セル30側に前記
第２の方向の直線偏光を出射可能な偏光分離器を使用す
る。
この機能を備える偏光分離器としては、２枚の（1/
4）λ板の間にコレステリック液晶層を挟んだもの、多
層膜を積層したフィルムを利用するもの、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、ホログラムを利用するものや、国際公開された特許
出願（国際公開の番号:WO95/17692及びWO95/27919））
にreflective polarizerとして開示された偏光分離器を
使用できるが、本実施の形態では、第１図Ｃ、第２図、
第７図、第８図、第13図、第14図を用いて説明した偏光
分離器つまりはWO95/17692及びWO95/27919）にreflecti
ve polarizerとして開示された偏光分離器を使用する。
なお、本実施の形態における上偏光分離器10として、
第１図Ａ、第３図、第４図、第９図、第10図を用いて説
明した上偏光分離器と同じ機能を有する偏光分離器、す
なわち、液晶セル30側から入射した光のうち所定の第２
の方向の直線偏光成分を透過させ、所定の第２の方向と
直交する第１の方向の直線偏光成分を反射し、上偏光分
離器10の上側から入射した光に対して液晶セル30側に前
記第２の方向の直線偏光を出射可能な偏光分離器を使用
することもできる。
また、本実施の形態における下偏光分離器50として、
第９図、第10図を用いて説明した下偏光分離器と同じ機
能を有する偏光分離器、すなわち、液晶セル30側から入
射した光のうち所定の第２の方向の直線偏光成分を透過
させ、所定の第２の方向と直交する第１の方向の直線偏
光成分を反射し、下偏光分離器50の下側から入射した光
に対して液晶セル30側に前記第２の方向の直線偏光を出
射可能な偏光分離器を使用することもできる。
本実施の形態の液晶表示装置１の動作は、第13図、第
14図を参照して説明した液晶表示装置と同様であるの
で、ここではその説明は省略する。
本実施の形態の液晶表示装置１では、電圧無印加部に
おいては、下偏光分離器50によって反射された光が拡散
板40によって散乱されて白色状の出射光となり、電圧印
加部においては、下偏光分離器50を透過した光が黒色吸
収板60で吸収されるので、白地に黒表示となる。
本実施の形態の液晶表示装置１においては、上偏光分
離器10は、液晶セル30側から入射した光のうち所定の第
２の方向の直線偏光成分を第２の方向の直線偏光として
透過させ、所定の第２の方向と直交する第１の方向の直
線偏光成分を吸収するのではなく、反射するので、ライ
ト80からの光のうち、第１の所定の方向の直線偏光成分
の光は上偏光分離器10の上側に透過し、さらに、第１の
所定の方向と直交する第２の所定の方向の直線偏光成分
の光も、液晶表示装置１内で反射を繰り返しいずれは上
偏光分離器10を通ってその上側に出射されることになる
ので、ライト80からの光を使用して表示を行う場合に、
上偏光分離器10として偏光板を使用した場合と比べて明
るい表示が得られる。
また、ライト80は上偏光分離器10と液晶セル30との間
に光を入射可能であるので、液晶セル30のオン、オフの
状態に応じて得られる表示状態は、外光による表示と、
ライト80からの光による表示とでは同じとなり、その結
果、外光による表示と、ライト80からの光による表示と
の間では、いわゆるポジネガ反転の問題は生じない。
さらに、下偏光分離器50は、液晶セル30側から入射し
た光のうち所定の第２の方向の直線偏光成分を第２の方
向の直線偏光として透過させ、所定の第２の方向と直交
する第１の方向の直線偏光成分を吸収するのではなく反
射するので、電圧無印加部においては、ライト80からの
光は下偏光分離器50によって吸収されるのではなく反射
されて液晶表示装置１から出射され、外光も下偏光分離
器50によって吸収されるのではなく反射されて液晶表示
装置１から出射されるので明るい表示が得られる。
（第３の実施の形態） 第17図Ａは、本発明の第３の実施の形態の液晶表示装
置を説明するための分解断面図である。
上記第２の実施の形態においては、下偏光分離器50の
下側に黒色吸収板60を配置したが、本実施の形態におい
ては、この黒色吸収板60に代えて、PET（ポリエチレン
テレフタラート）フィルム74上に印刷により形成したカ
ラーフィルタ72を使用し、また、液晶セル30に使用する
液晶としてSTN液晶35を使用し、ガラス基板31上に位相
差フィルム20を使用した点が第２の実施の形態と異なる
が、他の点は同様である。なお、位相差フィルム20は、
色補償用の光学異方体として用いており、STN液晶35で
発生する着色を補償するために使用している。
本実施の形態の液晶表示装置１では、電圧無印加部に
おいては、下偏光分離器50によって反射された光が拡散
板40によって散乱されて白色状の出射光となり、電圧印
加部においては、下偏光分離器50を透過した光がカラー
フィルター72で着色されるので、白地にカラー表示とな
る。
（変形例） 第17図Ａに示した液晶表示装置においては、ガラス基
板31上に位相差フィルム20を使用しているが、第17図Ｂ
に示した変形例においては、位相差フィルム20と上偏光
分離器10とを一体とし、位相差フィルムと液晶セル30と
の間から光を入射している。
（第４の実施の形態） 第18図は、本発明の第４の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
本実施の形態では上記第３の実施の形態のPETフィル
ム74の裏面側にAl（アルミニウム）蒸着膜76を設けた点
が第３の実施の形態と異なるが、他の点は同様である。
このAl蒸着膜76は反射手段として機能し、カラーフィ
ルタ72によるカラー表示が明るくなる。もちろん、第３
の実施の形態の変形例のように、位相差フィルム20と上
偏光分離器10とを一体とし、位相差フィルムと液晶セル
30との間から光を入射してもよい。
（第５の実施の形態） 第19図は、本発明の第５の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
本実施の形態では、ライト80からの光を液晶表示装置
１の内部に反射可能な反射板82を設けた点が第２の実施
の形態と異なるが、他の点は同様である。
このように、反射板82を設ければ、ライト80からの光
による表示を明るくすることができる。
なお、反射板82は、平面図的にみて、液晶表示装置１
の表示部Ａよりも外側の周囲に口の字状に設けられてい
る。
（第６の実施の形態） 第20図は、本発明の第６の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
本実施の形態では、ライト80からの光を液晶表示装置
１の内部に反射可能な反射板84に傾斜を設けた点が第５
の実施の形態と異なるが、他の点は同様である。
このように、反射板84に傾斜を設ければ、ライト80か
らの光を表示領域Ａの中央部に反射させることができ、
表示領域Ａの中央部の表示の明るさの改善に効果があ
る。
なお、反射板84の傾斜は、光のあたり方を考慮して、
傾斜角を部分的に異ならせることが好ましい。
（第７の実施の形態） 第21図は、本発明の第７の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
本実施の形態では、上偏光分離器10を曲げ、その形状
を中央部が端部よりも液晶セル30から遠ざかる形状と
し、PCTフィルム74上のカラーフィルタ72に代えて黒色
吸収体60を使用した点が第３の実施の形態と異なるが、
他の点は同様である。
このように上偏光分離器10を曲げることによって、ラ
イト80からの光を表示領域の中央部に反射させることが
でき、表示領域の中央部の表示の明るさの改善に効果が
ある。
（第８の実施の形態） 第22図は、本発明の第８の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
本実施の形態では、上偏光分離器10の上部に、アンチ
グレアフィルム90またはアンチリフレクターフィルム90
を設けた点が第２の実施の形態と異なるが、他の点は同
様である。
このようにすれば、上偏光分離器10の表面でのぎらつ
きやてかりが抑制され、外光の写り込みが抑制される。
（第９の実施の形態） 第23図Ａは、本発明の第９の実施の形態の液晶表示装
置を説明するための分解断面図である。
本実施の形態では、上偏光分離器10の上部に、偏光板
95を設け、この偏光板95の偏光軸と上偏光分離器10の偏
光軸とをほぼ一致させた点が第２の実施の形態と異なる
が、他の点は同様である。
このようにすれば、上偏光分離器10の偏光分離度が十
分でない場合にも、偏光度を高めることができ、液晶表
示装置１のコントラストを高くすることができる。ま
た、上偏光分離器10の機械的強度が十分でない場合に
は、そのささえとすることもできる。
（変形例） 第23図Ｂは、本発明の第９の実施の形態の液晶表示装
置の変形例を示している。本変形例においては、液晶セ
ル30に使用する液晶としてSTN液晶35を使用し、ガラス
基板31上に位相差フィルム20を使用した点が第２の実施
の形態と異なるが、他の点は同様である。なお、位相差
フィルム20は、色補償用の光学異方体として用いてお
り、STN液晶35で発生する着色を補償するために使用し
ている。第23図Ｂにおいては、位相差フィルム20と上偏
光分離器10及び偏光板95とを一体とし、位相差フィルム
と液晶セル30との間から光を入射しているが、位相差フ
ィルム20と、上偏光分離器との間から光を入射してもか
まわない。
（第10の実施の形態） 第24図は、本発明の第10の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
本実施の形態では、ライト80からの光を液晶表示装置
１の内部に導く導光板86を備えている。
このようにすれば、ライト80からの光による表示を明
るくすることができる。なお、本実施の形態において
は、導光板の中央に口の字型の開口部を設け、液晶表示
装置１の表示部を導光板の開口部から露出させている。
なお、本実施の形態では、導光板として、液晶表示装置
のバックライトに使用されている導光板を加工して用い
る。
（第11の実施の形態） 第25図は、本発明の第11の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
上述の第１の実施の形態では、液晶表示装置１の側面
側であって偏光分離器10と液相セル30との間にライト80
を設けたが、本実施の形態では、液晶表示装置１の側面
側であって液晶セル30と偏光板55との間にライト80を設
けた点が第１の実施の形態と異なるが、他の点は同様で
ある。
なお、このライト80を設ける位置は、上述の第２乃至
第10の実施の形態および後に述べる第13、14の実施の形
態にも適用可能である。
（第12の実施の形態） 第26図は、本発明の第12の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
上述の第１の実施の形態では、液晶表示装置１の側面
側であって偏光分離器10と液相セル30との間にライト80
を設けたが、本実施の形態では、液晶表示装置１の側面
側であって液晶セル内に光が入射可能な位置にライト80
を設けた点が第１の実施の形態と異なるが、他の点は同
様である。
なお、このライト80を設ける位置は、上述の第２乃至
第10の実施の形態および後に述べる第13、14の実施の形
態にも適用可能である。
（第13の実施の形態） 第27図は、本発明の第13の実施の形態の液晶表示装置
を説明するための分解断面図である。
本実施の形態では、ライト80からの光を液晶表示装置
１の内部に反射可能な反射板82を設けた点が第４の実施
の形態と異なるが、他の点は同様である。
このように、反射板82を設ければ、ライト80からの光
による表示を明るくすることができる。
なお、反射板82は、平面図的にみて、液晶表示装置１
の表示部よりも外側の周囲に口の字状に設けられてい
る。
（第14の実施の形態） 第28図は、本発明の第14の実施の形態の液晶表示装置
を使用した携帯電話200を説明するための断面図であ
る。
この携帯電話200においては、携帯電話本体220内に、
第４の実施の形態の液晶表示装置１が内蔵されており、
液晶表示装置１の上偏光分離器10は、携帯電話200の透
明カバーフィルム210の内側に固着されている。また、
透明カバーフィルム210上にはアンチグレアフィルム90
またはアンチリフレクターフィルム90が設けられてい
る。
（第15の実施の形態） 第29図は、本発明の第15の実施の形態の液晶表示装置
を使用した携帯電話200を説明するための断面図であ
る。なお、この断面図は、携帯電話200の長手方向に直
角な平面に沿って切断した断面図である。
この携帯電話200においては、透明カバーフィルム210
を備える携帯電話本体ケース230内に、液晶表示装置１
が内蔵されている。本実施の形態で使用する液晶表示装
置１は、上偏光分離器10上に、第９の実施の形態のよう
に、偏光板95を設け、この偏光板95の偏光軸と上偏光分
離器10の偏光軸とをほぼ一致させた点、上偏光分離器10
と位相差フィルム20との間に光学的に等方なアクリル板
240を設け、偏光板95および上偏光分離器10を固定した
点、第４の実施の形態のランプ80に代えてLED250を液晶
表示装置１の下側の携帯電話本体のPCB基板270に設けた
点、およびこのLED250からの光を液晶表示装置１の側面
に導くための反射板260を設けた点が、第４の実施の携
帯の液晶表示装置１と異なるが、他の点は同様である。
なお、上偏光分離器10と位相差フィルム20との間の間
隔を、約0.5乃至1.5mmとし、反射板260で反射されたLED
250からの光が上偏光分離器10、特にその中央部にも十
分に達するようにした。また、反射板260は携帯電話本
体ケース230に取り付けられている。
発明の効果 本発明においては、第１の偏光分離手段が、透過偏光
軸可変手段側から入射した光のうち第１の所定の方向の
直線偏光成分の光を前記透過偏光軸可変手段側とは反対
側に透過させ、また第１の所定の方向と直交する第２の
所定の方向の直線偏光成分の光を吸収するのではなく透
過偏光軸可変手段側に反射するので、光源からの光のう
ち、第１の所定の方向の直線偏光成分の光は透過偏光軸
可変手段側とは反対側に透過し、さらに、第１の所定の
方向と直交する第２の所定の方向の直線偏光成分の光
も、表示装置内で反射を繰り返しいずれは第１の偏光分
離手段を通って透過偏光軸可変手段側とは反対側に出射
されることになるので、光源からの光を使用した場合
に、第１の偏光分離手段として偏光板を使用した場合と
比べて明るい表示が得られる。
また、光源は第１の偏光分離手段と光学手段との間に
光を入射可能であるので、透過偏光軸可変手段の透過偏
光軸の第１と第２の状態とにそれぞれ応じて得られる２
つの表示の状態（明と暗）は、第１の偏光分離手段の外
側から入射された光による表示と、光源からの光による
表示とでは同じであり、第１の偏光分離手段の外側から
入射された光による表示と、光源からの光による表示と
の間では、いわゆるポジネガ反転の問題は生じない。
また、光学手段が透過偏光軸可変手段側に配置された
第２の偏光分離手段と、第２の偏光分離手段に対して透
過偏光軸可変手段と反対側に配置された光学素子とを備
えるようにし、光源を第１の偏光分離手段と第２の偏光
分離手段との間に光を入射可能な光源とし、第２の偏光
分離手段を、透過偏光軸可変手段側から入射した光のう
ち第３の所定の方向の直線偏光成分の光を光学素子側に
透過させ、第３の所定の方向と直交する第４の所定の方
向の直線偏光成分の光を透過偏光軸可変手段側に反射
し、光学素子側から入射した光に対して透過偏光軸可変
手段側に第３の所定の方向の直線偏光の光を出射可能な
偏光分離手段とし、光学素子を第２の偏光分離手段側か
らの光に対して所定の波長領域の光を前記第２の偏光分
離手段に向かって出射可能な光学素子とすることによっ
て、 透過偏光軸可変手段の透過偏光軸の状態に応じて、第
２の偏光分離手段から反射された光による第１の表示状
態と、光学素子からの所定の波長領域の光であって、第
２の偏光分離手段を透過した所定の波長領域の光による
第２の表示状態の２つの表示状態が得られ、そして、第
１の表示状態は、第２の偏光分離手段によって吸収され
るのではなく反射された光による表示状態であるので明
るい表示となり、また、カラー表示も可能となる。
また、光学手段が、透過偏光軸可変手段側に配置され
た第２の偏光分離手段と、第２の偏光分離手段に対して
透過偏光軸可変手段と反対側に配置された光学素子とを
備えるようにし、光源を、前記第１の偏光分離手段と第
２の偏光分離手段との間に光を入射可能な光源とし、第
２の偏光分離手段を、透過偏光軸可変手段側から入射し
た光のうち第３の所定の方向の直線偏光成分の光を光学
素子側に透過させ、第３の所定の方向と直交する第４の
所定の方向の直線偏光成分の光を透過偏光軸可変手段側
に反射し、光学素子側から入射した光に対して透過偏光
軸可変手段側に第３の所定の方向の直線偏光の光を出射
可能な偏光分離手段とし、光学素子を、第２の偏光分離
手段側からの光に対して可視光領域のほぼ全波長範囲の
光を吸収する光学素子とすることによって、 透過偏光軸可変手段の透過偏光軸の状態に応じて、第
２の偏光分離手段から反射された光による第３の表示状
態と、光学素子によって可視光領域のほぼ全波長範囲の
光が吸収されることによる第４の表示状態である黒表示
とが得られ、そして、第３の表示状態は、第２の偏光分
離手段によって吸収されるのではなく反射された光によ
る表示状態であるので明るい表示となる。
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (32)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透過偏光軸を可変な透過偏光軸可変手段
    と、 前記透過偏光軸可変手段を挟んで前記透過偏光軸可変手
    段の両側にそれぞれ配置された第１の偏光分離手段と光
    学手段と、 前記第１の偏光分離手段と前記光学手段との間に光を入
    射可能な光源と、を備える表示装置であって、 前記第１の偏光分離手段が、前記透過偏光軸可変手段側
    から入射した光のうち第１の所定の方向の直線偏光成分
    の光を前記透過偏光軸可変手段側とは反対側に透過さ
    せ、前記第１の所定の方向と直交する第２の所定の方向
    に直線偏光成分の光を前記透過偏光軸可変手段側に反射
    し、前記透過偏光軸可変手段とは反対側から前記第１の
    偏光分離手段に入射した光に対して前記透過偏光軸可変
    手段側に前記第１の所定の方向の直線偏光の光を出射可
    能な偏光分離手段であり、 前記光学手段が、前記透過偏光軸可変手段側から入射し
    た光を第３の所定の方向の直線偏光成分の光と前記第３
    の所定の方向と直交する第４の所定の方向の直線偏光成
    分の光とに分離可能であって、前記第３の所定の方向の
    直線偏光成分の光および前記第４の所定の方向の直線偏
    光成分の光のうちの少なくとも一方を前記透過偏光軸可
    変手段側に出射可能な光学手段であることを特徴とする
    表示装置。
  2. 【請求項２】前記第１の偏光分離手段が、可視光領域の
    ほぼ全波長範囲の光に対して、前記透過偏光軸可変手段
    側から入射した光のうち前記第１の所定の方向の直線偏
    光成分の光を前記透過偏光軸可変手段側とは反対側に透
    過させ、前記第２の所定の方向の直線偏光成分の光を前
    記透過偏光軸可変手段側に反射し、可視光領域のほぼ全
    波長範囲の光であって前記透過偏光軸可変手段側とは反
    対側から入射した光に対して前記透過偏光軸可変手段側
    に前記第１の所定の方向の直線偏光の光を出射可能な偏
    光分離手段であることを特徴とする請求項１記載の表示
    装置。
  3. 【請求項３】前記第１の偏光分離手段が、前記透過偏光
    軸可変手段側から入射した光のうち前記第１の所定の方
    向の直線偏光成分の光を前記透過偏光軸可変手段側とは
    反対側に前記第１の所定の方向の直線偏光の光として透
    過させる偏光分離手段であることを特徴とする請求項１
    または２記載の表示装置。
  4. 【請求項４】前記第１の偏光分離手段は、複数の層が積
    層された積層体であって、前記複数の層の屈折率が、前
    記層相互間で、前記第１の所定の方向においては実質的
    に等しく、前記第２の所定の方向では異なる前記積層体
    であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
    載の表示装置。
  5. 【請求項５】前記光学手段が、前記透過偏光軸可変手段
    側に配置された第２の偏光分離手段と、前記第２の偏光
    分離手段に対して前記透過偏光軸可変手段と反対側に配
    置された光学素子とを備え、 前記光源が、前記第１の偏光分離手段と第２の偏光分離
    手段との間に光を入射可能な光源であり、 前記第２の偏光分離手段が、前記透過偏光軸可変手段側
    から入射した光のうち前記第３の所定の方向の直線偏光
    成分の光を前記光学素子側に透過させ、前記第３の所定
    の方向と直交する前記第４の所定の方向の直線偏光成分
    の光を前記透過偏光軸可変手段側に反射し、前記光学素
    子側から入射した光に対して前記透過偏光軸可変手段側
    に前記第３の所定の方向の直線偏光の光を出射可能な偏
    光分離手段であり、 前記光学素子が、前記第２の偏光分離手段側からの光に
    対して所定の波長領域の光を前記第２の偏光分離手段に
    向かって出射可能な光学素子であることを特徴とする請
    求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置。
  6. 【請求項６】前記第２の偏光分離手段は、複数の層が積
    層された積層体であって、前記複数の層の屈折率が、前
    記層相互間で、前記第３の所定の方向においては実質的
    に等しく、前記第４の所定の方向では異なる前記積層体
    であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
  7. 【請求項７】前記光学素子が、前記第２の偏光分離手段
    側からの光のうち前記所定の波長領域以外の可視光領域
    の光を吸収し、前記所定の波長領域の光を前記第２の偏
    光分離手段に向かって反射可能であると共に前記所定の
    波長領域の光を透過可能な光学素子であることを特徴と
    する請求項５記載の表示装置。
  8. 【請求項８】前記光学素子がカラーフィルタであること
    を特徴とする請求項７記載の表示装置。
  9. 【請求項９】前記光学素子に対して前記第２の偏光分離
    手段と反対側に配置された反射手段をさらに備え、 前記反射手段が、少なくとも前記所定の波長領域の光を
    前記光学素子に向かって反射可能であることを特徴とす
    る請求項５乃至８のいずれかに記載の表示装置。
  10. 【請求項１０】前記光学手段が、前記透過偏光軸可変手
    段側に配置された第２の偏光分離手段と、前記第２の偏
    光分離手段に対して前記透過偏光軸可変手段と反対側に
    配置された光学素子とを備え、 前記光源が、前記第１の偏光分離手段と第２の偏光分離
    手段との間に光を入射可能な光源であり、 前記第２の偏光分離手段が、前記透過偏光軸可変手段側
    から入射した光のうち前記第３の所定の方向の直線偏光
    成分の光を前記光学素子側に透過させ、前記第３の所定
    の方向と直交する前記第４の所定の方向の直線偏光成分
    の光を前記透過偏光軸可変手段側に反射し、前記光学素
    子側から入射した光に対して前記透過偏光軸可変手段側
    に前記第３の所定の方向の直線偏光の光を出射可能な偏
    光分離手段であり、 前記光学素子が、前記第２の偏光分離手段側からの光に
    対して可視光領域のほぼ全波長範囲の光を吸収する光学
    素子であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
    に記載の表示装置。
  11. 【請求項１１】前記光学素子が、黒色の光吸収体である
    ことを特徴とする請求項10記載の表示装置。
  12. 【請求項１２】前記第２の偏光分離手段が、可視光領域
    のほぼ全波長範囲の光に対して、前記透過偏光軸可変手
    段側から入射した光のうち前記第３の所定の方向の直線
    偏光成分の光を前記光学素子側に透過させ、前記第４の
    所定の方向の直線偏光成分の光を前記透過偏光軸可変手
    段側に反射し、可視光領域のほぼ全波長範囲の光であっ
    て前記光学素子側から入射した光に対して前記透過偏光
    軸可変手段側に前記第３の所定の方向の直線偏光の光を
    出射可能な偏光分離手段であることを特徴とする請求項
    ５乃至11のいずれかに記載の表示装置。
  13. 【請求項１３】記第２の偏光分離手段が、前記透過偏光
    軸可変手段側から入射した光のうち前記第３の所定の方
    向の直線偏光成分の光を前記光学素子側に前記第３の所
    定の方向の直線偏光の光として透過させる偏光分離手段
    であることを特徴とする請求項５乃至12のいずれかに記
    載の表示装置。
  14. 【請求項１４】前記光学手段が、前記透過偏光軸可変手
    段側に配置された第２の偏光分離手段と、前記第２の偏
    光分離手段に対して前記透過偏光軸可変手段と反対側に
    配置された光学手段とを備え、 前記光源が、前記第１の偏光分離手段と第２の偏光分離
    手段との間に光を入射可能な光源であり、 前記第２の偏光分離手段が、前記透過偏光軸可変手段側
    から入射した光のうち前記第３の所定の方向の直線偏光
    成分の光を前記光学手段側に透過させ、前記第３の所定
    の方向と直交する前記第４の所定の方向の直線偏光成分
    の光を吸収し、前記光学素子側から入射した光に対して
    前記透過偏光軸可変手段側に前記第３の所定の方向の直
    線偏光の光を出射可能な偏光分離手段であり、 前記光学素子が、前記第２の偏光分離手段側からの光を
    前記第２の偏光分離手段側に反射可能な光学素子である
    ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
  15. 【請求項１５】前記第２の偏光分離手段が偏光板である
    ことを特徴とする請求項14記載の表示装置。
  16. 【請求項１６】前記透過偏光軸可変手段が、液晶素子で
    あることを特徴とする請求項１乃至115のいずれかに記
    載の表示装置。
  17. 【請求項１７】前記第１の偏光分離手段が、前記表示装
    置の観察側に配置されていることを特徴とする請求項１
    乃至16のいずれかに記載の表示装置。
  18. 【請求項１８】前記光源が、前記第１の偏光分離手段と
    前記透過偏光軸可変手段との間に光を入射可能な位置に
    配置されていることを特徴とする請求項１乃至17のいず
    れかに記載の表示装置。
  19. 【請求項１９】前記光源が、前記透過偏光軸可変手段内
    に光を入射可能な位置に配置されていることを特徴とす
    る請求項１乃至17のいずれかに記載の表示装置。
  20. 【請求項２０】前記光源が、前記透過偏光軸可変手段と
    前記第２の偏光分離手段との間に光を入射可能な位置に
    配置されていることを特徴とする請求項５乃至17のいず
    れかに記載の表示装置。
  21. 【請求項２１】前記光源の光を前記表示装置内部に向か
    って反射可能な第２の反射手段をさらに備えることを特
    徴とする請求項１乃至20のいずれかに記載の表示装置。
  22. 【請求項２２】前記光源および前記第２の反射手段が、
    前記第１の偏光分離手段と前記透過偏光軸可変手段との
    間に配置され、前記第２の反射手段が前記光源からの光
    を前記透過偏光軸可変手段側に反射可能な反射領域を備
    えていることを特徴とする請求項21記載の表示装置。
  23. 【請求項２３】前記反射領域が、前記表示装置を平面図
    的にみて、前記表示装置の表示領域よりも外側の周囲に
    設けられていることを特徴とする請求項22記載の表示装
    置。
  24. 【請求項２４】前記第２の反射手段が、前記表示装置の
    内側に向かって傾斜した反射板を備えることを特徴とす
    る請求項21乃至23のいずれかに記載の表示装置。
  25. 【請求項２５】前記第１の偏光分離手段の中央部が前記
    第１の偏光分離手段の端部よりも前記透過偏光軸可変手
    段から遠くなるように湾曲していることを特徴とする請
    求項１乃至24のいずれかに記載の表示装置。
  26. 【請求項２６】前記第１の偏光分離手段に対して前記透
    過偏光軸可変手段と反対側に設けられたアンチグレア層
    またはアンチレフレクター層をさらに備えることを特徴
    とする請求項１乃至25のいずれかに記載の表示装置。
  27. 【請求項２７】前記第１の偏光分離手段に対して前記透
    過偏光軸可変手段と反対側に設けられた偏光板をさらに
    備えることを特徴とする請求項１乃至26のいずれかに記
    載の表示装置。
  28. 【請求項２８】前記光源からの光を前記表示装置内部に
    導く導光板をさらに備えることを特徴とする請求項１乃
    至27のいずれかに記載の表示装置。
  29. 【請求項２９】前記光源からの光を反射して前記第１の
    偏光分離手段と前記光学手段との間に光を入射可能な第
    ３の反射手段をさらに備えることを特徴とする請求項１
    乃至28のいずれかに記載の表示装置。
  30. 【請求項３０】前記第１の偏光分離手段の内側に光学的
    に等方な透明板をさらに設けたことを特徴とする請求項
    １乃至29のいずれかに記載の表示装置。
  31. 【請求項３１】光拡散手段をさらに備えることを特徴と
    する請求項１乃至30のいずれかに記載の表示装置。
  32. 【請求項３２】請求項１乃至31のいずれかに記載の前記
    表示装置を内蔵し、表示用カバーを備える電子装置であ
    って、前記第１の偏光分離手段が、前記表示用カバーの
    内側に固着されていることを特徴とする電子装置。
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