JP3526250B2

JP3526250B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3526250B2
Application number: JP33901299A
Authority: JP
Inventors: 昌彦富川; 正之岡本; 俊植木; 精一三ツ井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2004-05-10
Anticipated expiration: 2019-11-30
Also published as: JP2001154180A

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に関
し、特に透過型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コレステリック液晶を応用した液
晶表示装置について、英メルク社がバックライトから出
射される光の利用効率を改善する目的として、IDW'９６
（Vol.2の309-312頁）『Advances In Reflective Polar
isers』、SID'９６ APPLICATIONS DIGEST（67-70頁）
A４．３『High−Perfomance Wide−Bandwidth Refl
ective Cholesteric Polarizers』に報告を行なって
いる。

【０００３】この液晶表示装置の原理について、図５を
用いて説明する。この図５を参照すると、左側は液晶層
７５に電圧を印加した場合、右側は液晶層７５に電圧を
印加しない場合であり、この液晶表示装置においては、
バックライト１００から出射される非偏光の光は、コレ
ステリック層９０に入ると５０％の右円偏光成分は透過
し、残り５０％の左円偏光成分は反射される。透過した
右円偏光成分は、つぎの１／４λ板で直線偏光に変換さ
れる。反射された左円偏光成分はバックライトに戻り、
バックライトの構成部材である散乱板、プリズムシー
ト、反射板などで拡散、反射されるので、位相がくずれ
て非偏光の光となり、大部分の光は、再度コレステリッ
ク層９０に入射する。これを繰り返すことにより、バッ
クライト１００から出射される光の利用効率を改善して
いる。

【０００４】変換された直線偏光の光は、偏光板８０、
液晶層７５を通り、この液晶層７５に電圧を印加しない
場合は、偏光板７０から出射される。液晶層７５に電圧
を印加した場合は、偏光板７０から出射されない。しか
し、カラー表示を行う場合は、この液晶層７５に、さら
に、吸収型カラーフィルタ層を用いるので、偏光板７０
から出射される光は、１／３に低下してしまう。

【０００５】外光７１からの光は、液晶層７５に電圧を
印加した場合は、偏光板８０で吸収され、液晶層７５に
電圧を印加しない場合は、バックライト１００まで透過
して、バックライト１００から出射される非偏光の光と
混合される。

【０００６】すなわち、この液晶表示装置においては、
外光の影響を受けない表示ができるが、カラー表示をす
る場合において、吸収型のカラーフィルタ層を用いるた
め、明るさの低下が問題となっていた。

【０００７】コレステリック液晶を応用した液晶表示装
置について、セイコーエプソンが半透過型ＬＣＤ構造
として、特開平１０−３３３１７５号公報にその構造を
開示している。このような半透過型タイプは、反射モー
ドの場合に、透過モードで表示される色の補色を表示に
使う。その為、透過モードで使う場合に、外光の影響で
透過色と補色が混ざったような表示になってしまい、表
示は見づらくなってしまう。

【０００８】更に、コレステリック液晶を応用した液晶
表示装置については、米CLCEO社がSID'９９（1063〜106
5頁）５１．３『Cholesteric Color Filters：Optical
Characteristics，Light Recycling，and Brightness E
nhancement』で発表している。

【０００９】この液晶表示装置の原理について、図６を
用いて説明する。この図６を参照すると、左側は液晶層
１２０に電圧を印加した場合、右側は液晶層１２０に電
圧を印加しない場合であり、この液晶表示装置において
は、バックライト１６０の上に、右回りの広帯域コレス
テリック・フィルム１５０、特定の波長のみを反射する
左回りのコレステリックＣＦ（カラーフィルター）層１
４０、１／４λ板１３０、ＴＮ液晶層１２０、偏光板１
１０の順で積層されている。

【００１０】まず、バックライト１６０からの非偏光１
６２は、右回りの広帯域コレステリック・フィルム１５
０に入射し、右回りの円偏光の光は、反射されバックラ
イト１６０に戻り、拡散、反射し、非偏光光に変換さ
れ、再度右回りの広帯域コレステリック・フィルム１５
０に入射する。

【００１１】透過した左回りの円偏光の光は、特定の波
長のみを反射する左回りのコレステリックＣＦ層１４０
に入射し、例えば、左回りのレッド（Ｒ）の円偏光の光
を透過する層では、左回りのシアン（Ｃ）の円偏光の光
は反射され、右回りの広帯域コレステリック・フィルム
１５０を透過し、バックライト１６０に戻り、拡散、反
射し、シアン（Ｃ）の非偏光光に変換され、再度右回り
の広帯域コレステリック・フィルム１５０に入射する。
透過した左回りのシアン（Ｃ）の円偏光の光は、次に左
回りのグリーン（Ｇ）の円偏光の光を透過する層に入射
すると、左回りのブルー（Ｂ）の円偏光の光は反射さ
れ、右回りの広帯域コレステリック・フィルム１５０を
透過し、バックライト１６０に戻り、拡散、反射し、ブ
ルー（Ｂ）の非偏光光に変換され、再度右回りの広帯域
コレステリック・フィルム１５０に入射する。透過した
左回りのブルー（Ｂ）の円偏光の光は、次に左回りのブ
ルー（Ｂ）の円偏光の光を透過する層に入射すると、全
ての左回りの円偏光を透過させることができる。

【００１２】この透過した全左回りのＲ、Ｇ、Ｂそれぞ
れの円偏光は、１／４λ板１３０に入射し、Ｒ、Ｇ、Ｂ
それぞれの直線偏光に変換され、ＴＮ液晶層１２０に入
射する。その直線偏光の光は、ＴＮ液晶層１２０に電圧
を印加しない場合には、ＴＮ液晶層１２０で施光され、
偏光板１１０から出射される。ＴＮ液晶層１２０に電圧
を印加した場合には、ＴＮ液晶層１２０を透過し、偏光
板１１０で吸収される。

【００１３】外光１１１は、偏光板１１０で一方の直線
偏光のみ透過する。ＴＮ液晶層１２０に電圧を印加しな
い場合には、ＴＮ液晶層１２０で施光され、１／４λ板
１３０で左回りの円偏光の光に変換され、特定の波長の
みを反射する左回りのコレステリックＣＦ層１４０に入
射する。このコレステリックＣＦ層１４０で、例えば、
Ｒを出射する層なら、左回りのＣの円偏光の光は反射さ
れ、１／４λ板１３０で直線偏光に変換され、ＴＮ液晶
層１２０で施光され、偏光板１１０から出射される
（Ｍ、Ｙについても同様）。

【００１４】ＴＮ液晶層１２０に電圧を印加する場合に
は、ＴＮ液晶層１２０を通過し、１／４λ板１３０で右
回りの円偏光の光に変換され、左回りのコレステリック
ＣＦ層１４０を透過し、右回りの広帯域コレステリック
・フィルム１５０に入射する。このコレステリック・フ
ィルム１５０で、反射された右回りの円偏光の光は、左
回りのコレステリックＣＦ層１４０を透過し、１／４λ
板１３０で直線偏光に変換され、ＴＮ液晶層１２０を通
過し、偏光板１１０から出射される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述するように、従来
の透過型液晶表示装置では、カラー表示を行う場合にお
いて、特に外光による表面反射や表示コントラストの低
下が問題となっていた。

【００１６】そこで、本発明はコレステリックフィルタ
を利用する透過型液晶装置において、外光による影響が
無く、明るい表示が得られる液晶表示装置を提供するを
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による液晶表示装置は、透過型の液晶表示装
置において、液晶層と、該液晶層を挟んで前記液晶層の
上方および下方に配置された第１および第２の円偏光層
と、特定偏光成分の光のみ選択的に反射し、それ以外の
光を透過する光学選択層と、前記光学選択層で反射され
た特定波長域の光を吸収する吸収層とを備え、前記液晶
層が、入力信号に応じてｎ＋１／２λとｎλ（ｎ＝０，
１，２，…、λは液晶層に入射する光の全波長である）
条件であり、前記光学選択層が前記液晶層と前記第２の
円偏光層との間に配置されてなることを特徴とする。

【００１８】より好ましくは、前記吸収層は、前記光学
選択層と同じ波長域の光を透過することを特徴とし、前
記光学選択層および前記吸収層は、ピクセル化されてい
ることを特徴とする。

【００１９】また、好ましくは、前記第２の円偏光層
と、バックライト光源との間に、偏光分離層が配置され
たことを特徴とし、前記第１および第２の円偏光層は、
偏光板と少なくとも一枚の位相差フィルムを用いて構成
されたことを特徴とする。

【００２０】さらに、好ましくは、前記光学選択層とし
て、コレステリック液晶またはカイラルネマティック液
晶またはカイラルスメクティック液晶を含み、該材料を
フィルム化あるいはマイクロカプセル化した液晶あるい
は液晶性高分子を用いることを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】まず、図１、図2を参照して本発
明の原理を説明する。図１は本発明に係る液晶表示装置
において、液晶層に電圧を印加する場合の説明図であ
り、図２は同じ表示装置の液晶層に電圧を印加しない場
合の説明図である。

【００２２】図１に示す液晶表示装置において、コレス
テリックカラーフィルタ層４０の上側には吸収型カラー
フィルタ層３０、液晶層２０（電圧印加）および第１の
円偏光層１０をこの順に設け、下側には、第２の円偏光
層５０およびバックライト６０をこの順に設けている。

【００２３】第１の円偏光層１０及び第２の円偏光層５
０は、それぞれ偏光板と１／４波長板とを備えている。
これらの円偏光層１０、５０は、それぞれ左回り円偏光
の光になるように、偏光板の吸収軸と１／４波長板の遅
相軸とを配置させている。

【００２４】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回転方
向の円偏光を反射し、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に、ピッチ
が５００ｎｍで左回りのコレステリック液晶を用いる
と、波長５００ｎｍ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は透過する液晶素子となる。

【００２５】さらに、左回りのコレステリック液晶を用
い、そのピッチをシアンの色成分の波長範囲にわたっ
て、コレステリック液晶内で変化させることにより、シ
アンの左円偏光の光を反射し、右円偏光の光やレッドの
色成分の左円偏光の光を透過する層が得られる。

【００２６】同様にマゼンタ、イエローそれぞれの波長
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、左円偏光のＣ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ
(イエロー)の光を反射し、右円偏光の光や左円偏光のＲ
（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の光を透過
するコレステリックカラーフィルタ層４０が得られる。
吸収型カラーフィルタ層３０は、バックライト６０から
の光を透過させるとＲ、Ｇ、Ｂ、３つの光に分離され
る。液晶層２０は、電圧を印加しない時に１／２波長条
件になるものである。

【００２７】次に、この液晶表示装置の光源からの光に
ついて説明する。ＢＬ（バックライト）光源６１からの
散乱光６２は、第２の円偏光層５０に入射され、左円偏
光の光のみを透過する（バックライトからの光利用効率
５０％）。透過した左円偏光の光は、左回りのコレステ
リックカラーフィルタ層４０に入射され、例えば、左回
りのレッド（Ｒ）の円偏光の光を透過する領域では、レ
ッド（Ｒ）の左円偏光の光のみ透過する。その左回転の
コレステリックカラーフィルタ層４０で反射されたシア
ン（Ｃ）の左円偏光の光は、第２の円偏光層５０を透過
し、直線偏光に変換され、バックライト６０で散乱さ
れ、シアン（Ｃ）の散乱光になる。このシアン（Ｃ）の
散乱光は、再び第２の円偏光層５０に入射し、左回りの
シアン（Ｃ）の円偏光のみを透過し、左回りのコレステ
リックカラーフィルタ層４０に入射する。次にグリーン
（Ｇ）の円偏光の光を透過する領域に入射すると、グリ
ーン（Ｇ）の左円偏光の光のみ透過する。この領域で反
射されたブルー（Ｂ）の左円偏光の光は、第２の円偏光
層５０を透過し、直線偏光に変換され、バックライト６
０で散乱され、ブルー（Ｂ）の散乱光になる。このブル
ー（Ｂ）の散乱光は、再び第２の円偏光層５０に入射
し、左回りのブルー（Ｂ）の円偏光のみを透過し、左回
りのコレステリックカラーフィルタ層４０に入射する。
次にブルー（Ｂ）の円偏光の光を透過する領域に入射す
ると、ブルー（Ｂ）の左円偏光の光のみ透過する。

【００２８】すなわち、この左回りのコレステリックカ
ラーフィルタ層は、各領域で反射されたＣ、Ｍ、Ｙの左
円偏光の光をリサイクルすることができ、光の利用効率
を、従来の液晶表示装置より向上することができる。

【００２９】ここで、第２の円偏光層５０の下側に、左
偏光の光は透過し、右偏光の光は反射する光学部材を設
けると、右偏光の光も有効に利用されるので、光の利用
効率は、更に向上する。

【００３０】透過したＲ、Ｇ、Ｂの左円偏光の光は、吸
収型カラーフィルタ層３０、及び液晶層２０を、そのま
ま通過し、第１の円偏光層１０に入射される。第１の円
偏光に入射されるＲ、Ｇ、Ｂの左円偏光の光は直線偏光
に変換され出射する。つまり、バックライト６０からの
光は、この液晶表示装置の表面に出射される。

【００３１】外光１１は、第１の円偏光層１０に入射さ
れ、左円偏光の光のみを透過する。この左円偏光の光
は、液晶層２０をそのまま透過し、吸収型カラーフィル
タ層３０に入射され、Ｒ、Ｇ、Ｂの左円偏光の光に分離
される。例えばレッド（Ｒ）の左円偏光の光に分離され
た光は、左回りのコレステリックカラーフィルタ層４０
をそのまま透過し、第２の円偏光層５０に入射され、そ
こで、レッド（Ｒ）の直線偏光の光に変換される。この
レッド（Ｒ）の直線偏光の光は、バックライト６０で散
乱、反射され、レッド（Ｒ）の散乱光になり、再び第２
の円偏光層５０に入射される。この第２の円偏光層５０
を透過したレッド（Ｒ）の左回り円偏光の光は、左回り
のコレステリックカラーフィルタ層４０のレッド（Ｒ）
を透過する領域に入射すると、左回りのコレステリック
カラーフィルタ層４０、吸収型カラーフィルタ層３０、
液晶層２０を透過し、第１の円偏光層１０に入射する。
この第１の円偏光層１０に入射したレッド（Ｒ）の左回
り円偏光の光は、レッド（Ｒ）の直線偏光に変換され出
射する。（Ｇ、Ｂについても同様）つまり、外光１１からの光も、この液晶表示装置の表面
に、色反転せずに出射される。よって、液晶層２０に電
圧を印加した場合は、外光に影響されない、十分に明る
い表示が可能となる。

【００３２】つぎに、図２を参照すると、液晶表示装置
は、図１と同じである。この液晶表示装置の光源からの
光について説明する。バックライト６０からの散乱光
は、図１と同様に変換、分離され液晶層２０に入射され
る。この液晶層２０に入射されたＲ、Ｇ、Ｂの左円偏光
の光は、液晶層２０（１／２λ条件）を透過すると、
Ｒ、Ｇ、Ｂの右円偏光の光に変換される。このＲ、Ｇ、
Ｂの右円偏光の光は、第１の円偏光層に入射し、そこで
吸収されるため、バックライト６０からの光は、この液
晶表示装置の表面には出射されない。

【００３３】外光１１は、第１の円偏光層に入射され、
左円偏光の光のみを透過する。この左円偏光の光は、液
晶層２０（１／２λ条件）に入射され、右円偏光の光に
変換される。この右円偏光の光は、吸収型カラーフィル
タ層により図１の時と同様に第２の円偏光層５０に入射
される。この第２の円偏光層５０に入射されたＲ、Ｇ、
Ｂの右円偏光の光は、そこで、吸収されるため、外光の
光は、この液晶表示装置の表面には出射されない。

【００３４】以上のことから、液晶層２０に電圧を印加
しない場合（１／２λ条件）は、外光に影響されない、
十分に暗い表示が可能となる。すなわち、この液晶表示
装置により、外光に影響されない、高コントラスト表示
が可能な明るい液晶表示装置を提供することができる。

【００３５】次に、本発明の実施の形態について、図面
を参照して説明する。

【００３６】＜第１の実施の形態＞図３は、第１の実施
の形態に係る液晶表示装置の分解断面図であり、液晶パ
ネル２４５（１／２λ条件）を使用している。液晶パネ
ル２４５の上側には、吸収フィルタ２５０が設けられて
おり、その上側には、１／４λ板２２０と偏光板２１０
が左円偏光の光を透過するように配置し、且つこの順に
設けられている。液晶パネル２４５の下側には、左回り
のコレステリックカラーフィルタ層２６６、１／４λ板
２７０、偏光板２８０、バックライト２９０がこの順に
設けられている。尚、１／４λ板２７０と偏光板２８０
が左円偏光の光を透過するように配置されている。

【００３７】液晶パネル２４５（セル厚：３μｍ、液晶
のΔｎ０．０９）においては、２７０ｎｍのリタデーシ
ョンをもつように作製している。液晶を挟持するガラス
基板には、コーニング社製の７０５９を使った。この液
晶パネル２４５のガラス基板２３０の下面とガラス基板
２４０の上面には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）や酸化
錫等からなる透明電極２３１、２３５が設けられてい
る。今回はガラス基板２３０、２４０とに、下地膜とし
てＳｉＯ₂を２００Åスパッタで成膜し、その膜の上に
ＩＴＯを連続して１０００Åスパッタで成膜し、４０℃
の臭酸（４８％）を使ってパターニングを行った。

【００３８】この透明電極２３１の下面と透明電極２３
５の上面とにポリイミドの配向膜２３２、２３４を設
け、ラビング処理を施した。このガラス基板２３０と２
４０とをラビングの方向が平行（アンチパラレル）にな
るように固定し、シール材（３μｍ粒子含有）を用い、
貼り合わせ、メルク社のネマティック液晶２３３（ＭＬ
Ｃ−６２２１ Δｎ＝０．０９１）を注入し、封止し
た。

【００３９】コレステリック液晶ポリマー層２６５の材
料としては、光重合可能なＷａｃｋｅｒ−Ｃｈｅｍｉｅ
ＧｍｂＨ社製のＴＣ３９５１Ｌを使用する。このＴＣ
３９５１Ｌは、カイラル材料のヘリカルツイストパワー
の温度依存性によるコレステリック相のサーモクロミズ
ム効果により特定の温度で反射スペクトルを変化させる
ことができる。

【００４０】まず、ガラス基板２５２の上にＴＣ３９５
１Ｌからなる膜を形成する。ガラス基板２５２の温度を
７６℃（緑の光の反射に対応）に設定し、ＵＶ照射して
グリーン反射フィルタ層を固定する。続いて、ガラス基
板２５２の温度を１０５℃（青の光の反射に対応）に設
定し、ＵＶ照射してブルー反射フィルタ層を固定する。
以上の様にしてシアンの光反射タイプのコレステリック
フィルタ２６６が形成される。本実施例においては、左
回りの円偏光を反射するように設定した。

【００４１】第１の実施の形態の液晶表示装置は、前記
液晶パネル２４５の下方に、コレステリックカラーフィ
ルタ２６６を貼り合わせ、この液晶パネル２４５の上方
とコレステリックカラーフィルタ２６６の下方とに、左
円偏光の光を透過するように設定した広帯域１／４λ板
２２０、２７０と偏光板２１０、２８０を配置した。バ
ックライト２９０は、バックライト光源２９１から出射
される光を、ライトガイドにて上方に光を出射してい
る。

【００４２】従来のコレステリック反射層を用いた透過
型液晶表示装置では吸収層を用いていない為、外光が入
射した場合に補色が反射され、表示が見にくい（二重映
り）、黒表示が出来ない（低コントラスト）等の問題が
あった。しかしながら、（第１の実施の形態）で作製し
た液晶表示装置では、液晶層２３３に電圧をかけた場合
と、かけない場合とで、外光の影響を受けない構成た
め、表示が見やすく、黒表示が可能（高コントラスト表
示）になることを確認した。

【００４３】＜第２の実施の形態＞図４は、第２の実施
の形態の液晶表示装置の分解断面図である。本実施の形
態の液晶表示装置における第１の実施の形態との違い
は、液晶層２３３のガラス基板２３０側にピクセル化し
た吸収カラーフィルタ２５５を設ける点と、カラー液晶
パネル２４６の下方に、ピクセル化したコレステリック
カラーフィルタ２６０を設けた点と、バックライト２９
０側から左円偏光の光を透過するように設定した広帯域
１／４λ板２２０と偏光板２１０の下方に、偏光分離層
２８５を配置した点である。

【００４４】カラー液晶パネル２４６（セル厚：３μ
ｍ、液晶のΔｎ０．０９）においては、（第１の実施の
形態）と同様に２７０ｎｍのリタデーションをもつよう
に作製し、高明度化されたカラーフィルタ２５５を配置
した。そして、光吸収タイプのカラーフィルタ２５５の
一例として、顔料分散方式のカラーフィルタを以下のよ
うにして作製した。

【００４５】まず、透明な感光性樹脂の中に赤色の顔料
が均一に分散された感光性着色レジストをガラス基板２
３０上に塗布する。具体的には、富士ハントエレクトロ
ニクステクノロジー（株）社製のＣＲ２０００を用い、
スピンコート法により６５０回転／分で２．０μｍ厚の
膜を形成する。その後、８０℃でプリベークし、所定の
マスクを用いて露光、現像し、最後に２２０℃で３０分
間ベークし、レッドのパターンを形成する。さらに、富
士ハントエレクトロニクステクノロジー（株）社製のＣ
Ｇ２０００、ＣＢ２０００、ＣＫ２０００を同じプロセ
スにて、それぞれグリーン、ブルー及びブラックのパタ
ーンを形成し、カラーフィルタ層２５５を形成する。さ
らに、カラーフィルタ層２５５として用いた吸収タイプ
のカラーフィルタには、ゼラチン染色方法、電着法、印
刷法などの各種方式が適応可能である。

【００４６】また、ピクセル化したコレステリックカラ
ーフィルタ２６０の一例として、第１の実施の形態と同
様に、コレステリック液晶ポリマー層２６５を用いて作
製した。まず、ガラス基板２５２の上にＴＣ３９５１か
らなる膜を形成し、画素に対応した所定のマスクを配置
する。レッドの光を透過させる領域を作製するには、レ
ッド領域の一層目として、ガラス基板の温度を７６℃
（緑の光の反射に対応）に設定し、画素に対応した所定
のマスクを配置し、ＵＶ照射して緑反射フィルタの領域
部分を固定化する。次に、二層目として、再度ＴＣ３９
５１Ｌからなる膜を形成し、ガラス基板の温度を１０５
℃（青の光の反射に対応）と変えて画素に対応した所定
のマスクを配置し、ＵＶ照射して青反射フィルタの領域
部分を固定化すると、レッドを透過する（シアンの光反
射タイプ）コレステリック領域が形成される。更に、同
じプロセスで、グリーン（一層目：レッド、二層目：ブ
ルー）とブルー（一層目：レッド、二層目：グリーン）
の光を透過させる領域を作製した。以上の様にしてシア
ン、マゼンタ、イエローの光反射タイプのコレステリッ
クカラーフィルタ２６０を形成される。

【００４７】尚、ＴＣ３９５１Ｌからなる膜は、ガラス
基板を２５℃に熱するとレッドの光に対応し、ガラス基
板の温度を７６℃に熱するとグリーンの光に対応し、ガ
ラス基板の温度を１０５℃に熱するとブルーの光に対応
する。本実施の形態においては、左回りの円偏光を反射
するように設定した。

【００４８】偏光分離層２８５の一例として、住友３Ｍ
社製のＤＢＥＦを用いた。このＤＢＥＦは、バックライ
ト２９０側から透過する直線偏光と、偏光板２８０の透
過軸とが、平行になるように配置した。

【００４９】第２の実施の形態の液晶表示層装置を駆動
し、その輝度を、輝度計（ＢＭ−７）にて測定したとこ
ろ、従来の吸収型ＬＣＤに比べて、約６倍の明るさ（米
ＣＬＣＥＯ社の液晶表示装置と同等の値）を示した。ま
た、液晶層に電圧をかけた場合と、かけない場合とで、
外光の影響を受けない表示が得られることも確認した。

【００５０】＜第３の実施の形態＞第３の実施の形態の
液晶表示装置には、第２の円偏光層として、広帯域１／
４λ板２２０と偏光板２１０の変わりに、メルク社のT
ｒａｎｓmax（広帯域コレステリック液晶層（左回りを
反射））を設けた。この作製した液晶表示装置を駆動
し、その輝度を、輝度計（ＢＭ−７）にて測定すると、
従来の吸収型ＬＣＤに比べて、約６倍の明るさ（米ＣＬ
ＣＥＯ社の液晶表示装置と同等の値）を示した。また、
液晶層に電圧をかけた場合と、かけない場合とで、外光
の影響を受けない表示が得られることも確認した。

【００５１】上記実施の形態１〜３は、ＮＢ（ノーマリ
ーブラック）モードに設定したが、第１の円偏光層を、
右円偏光を透過するように、配置すれば、ＮＷ（ノーマ
リーホワイト）モードにも設定できる。

【００５２】また、実施の形態１〜３は、コレステリッ
ク液晶ポリマーを光学選択層に用いたが、コレステリッ
ク液晶またはカイラルネマティック液晶またはカイラル
スメクティック液晶を含み、それをフィルム化あるいは
マイクロカプセル化した上記液晶あるいは液晶性高分子
を用いても同様な効果が得られることを確認した。

【００５３】上記実施の形態では、複屈折量を外場によ
って制御できる液晶表示方式として、平行配向したＥＣ
Ｂ方式の液晶セルを採用したが、同様の効果を有する液
晶表示方式として垂直配向やＳＴＮ方式を用いても同様
の効果が得られ、単純マトリクス駆動による大容量表示
が可能になるという優れた効果を発揮する。

【００５４】また、複屈折性を示し、複屈折量を外場に
よって制御できるものであれば液晶に限らず、例えばＰ
ＬＺＴやニオブ酸リチウムなどの光学結晶に透明電極を
形成し、電圧を印加して複屈折量を可変することで同様
の効果が得られる。さらにこの場合は、高速で動作させ
ることが可能となり、また、メモリ性も有するという優
れた特徴をも発揮する。

【００５５】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置においては、外光
の影響が無い構造を提供することができ、さらに、高コ
ントラスト表示をすることができる。また、光学選択層
で、反射された光、または、光源からの光をリサイクル
することができ、光の利用効率を向上させることが可能
となる。

【００５６】更なる発明においては、透過する光を広帯
域化することができ、光のロスを少なくすることができ
る。すなわち、本発明による液晶表示装置は、外光に影
響されないので、明るい環境下においても表示が見易い
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の液晶層に電圧をかけた
場合の原理説明図である。

【図２】本発明の液晶表示装置の液晶層に電圧をかけな
い場合の原理説明図である。

【図３】第１の実施の形態の液晶表示装置を説明図であ
る。

【図４】第２の実施の形態の液晶表示装置を説明図であ
る。

【図５】従来の液晶表示装置を説明図である。

【図６】従来の液晶表示装置を説明図である。

【符号の説明】

１０円偏光層（左回り）１１、７１、１１１外光２０液晶層３０吸収型カラーフィルタ層４０、９０、１４０コレステリック液晶層（左回りを
反射）５０円偏光層（左回り）６０、１００、１６０ＢＬシステム６１、１０１、１６１ＢＬ光源６２、１０２、１６２ＢＬ光源からの光７０、８０、１１０偏光板７５、１２０ＴＮ液晶層８５、１３０１／４λ板１５０広帯域コレステリック液晶フィルム（右回りを
反射）２１０、２８０偏光板２２０、２７０１／４λ板２３０、２４０、２５２ガラス基板２３１、２３５透明電極２３２、２３４配向膜２３３液晶層２３６シール部材２４５液晶パネル２５０吸収フィルタ２５５吸収カラーフィルタ２６０コレステリックカラーフィルタ２６５コレステリック液晶ポリマー層２６６コレステリックフィルタ２８５光学フィルム２９０ＢＬシステム２９１ＢＬ光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三ツ井精一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 (56)参考文献特開平６−130424（ＪＰ，Ａ) 特開平11−44890（ＪＰ，Ａ) 特開平11−326896（ＪＰ，Ａ) 特開2000−258760（ＪＰ，Ａ) 特表平４−502524（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透過型の液晶表示装置において、液晶層
と、該液晶層を挟んで前記液晶層の上方および下方に配
置された第１および第２の円偏光層と、特定偏光成分の
光のみ選択的に反射し、それ以外の光を透過する光学選
択層と、前記光学選択層で反射された特定波長域の光を
吸収する吸収層とを備え、前記液晶層が、入力信号に応
じてｎ＋１／２λとｎλ（ｎ＝０，１，２，…、λは液
晶層に入射する光の全波長である）条件であり、前記光
学選択層が前記液晶層と前記第２の円偏光層との間に配
置されてなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記吸収層は、前記光学選択層と同じ波長
域の光を透過することを特徴とする請求項１記載の液晶
表示装置。
【請求項３】前記光学選択層および前記吸収層は、ピク
セル化されていることを特徴とする請求項１又は２記載
の液晶表示装置。
【請求項４】前記第２の円偏光層と、バックライト光源
との間に、偏光分離層が配置されたことを特徴とする請
求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記第１および第２の円偏光層は、偏光板
と少なくとも一枚の位相差フィルムを用いて構成された
ことを特徴とする請求項１、４記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記光学選択層として、コレステリック液
晶またはカイラルネマティック液晶またはカイラルスメ
クティック液晶を含み、該材料をフィルム化あるいはマ
イクロカプセル化した液晶あるいは液晶性高分子を用い
ることを特徴とする請求項１または３記載の液晶表示装
置。