JP3760656B2 - Liquid crystal device and electronic device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置、特に透過型カラー液晶装置の構造に関する。また、この液晶装置を用いた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
透過型カラー液晶装置は、パーソナル・コンピュータやカー・ナビゲーション、小型テレビ等の表示部に広く利用されている。
【０００３】
図１６に、従来の代表的な透過型カラー液晶装置の構造を示す。図１６において、１６０１は第１偏光板、１６０２は第１基板、１６０３は液晶、１６０４は第２基板、１６０５は第２偏光板、１６０６と１６０７は照明装置であって、１６０６が導光体、１６０７が光源である。また第１基板の内面に、カラーフィルタ１６０８、ブラックマスク１６０９、透明電極からなる走査線１６１０を設け、第２基板の内面に、透明電極からなる画素電極１６１１、信号線１６１２、ＭＩＭ素子１６１３を設ける。ＭＩＭ素子の代わりにＴＦＴ素子を利用した構造もよく利用されている。こうした従来の透過型カラー液晶装置の構造ならびに駆動原理については、共立出版株式会社発行、ＳＥＭＩスタンダードＦＰＤテクノロジー部会編「カラーＴＦＴ液晶ディスプレイ」（１９９６年初版１刷）に詳しい。
【０００４】
透過型カラー液晶装置は、コントラストが高く、しかも表示色が鮮やかで、ＣＲＴを凌ぐ高画質な表示を特長としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来の透過型カラー液晶装置には、透過率が低いという大きな課題があった。従来の透過型カラー液晶装置の透過率は、解像度によっても異なるが、大半は５％前後に過ぎない。このように透過率が低い理由は、偏光板の透過率が約４０％、カラーフィルタの透過率が約３０％、開口率が約６０％であって、この３者を掛け合わせるだけで、４０％×３０％×６０％≒７％まで、透過率が低下するからである。
【０００６】
低透過率を補うために明るいバックライトを利用すると、液晶装置の低消費電力という特長が大きく損なわれる。それでも、電灯線が利用できる環境にあるＯＡ用や車載用に限れば大きな不都合は生じないが、電源をバッテリーに頼る携帯用途には向かない。そのため、従来の携帯機器には、画質に劣る反射型液晶装置が多く利用されていた。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するものであり、明るく消費電力が小さい透過型カラー液晶装置を提供することを目的とする。またこの液晶装置を用いた電子機器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、以下の通りである。
【０００９】
本発明の液晶装置は、第１基板及び第２基板と、前記第１基板と第２基板に挟持された液晶と、前記第１基板の前記液晶側に形成された透明電極と、前記第２基板の前記液晶側に形成された透明電極及びカラーフィルタと、前記第１基板の前記液晶側と異なる側に配置された第１偏光板と、前記第２基板の前記液晶側と異なる側に配置された第２偏光板と、前記第２偏光板の前記第２基板側と異なる側に配置された照明装置と、前記液晶に電圧を印加する手段とを備えた液晶装置であって、前記カラーフィルタが、所定の円偏光成分の所定の波長範囲の光を選択的に反射する性質を有し、前記第２基板の前記液晶側に、前記カラーフィルタが反射する円偏光成分と同じ回転方向の円偏光成分を反射するブラックマスクを設けたことを特徴とする。
【００１０】
所定の円偏光成分とは、円偏光の回転方向、即ち光の電場ベクトルの回転方向が左回りである左円偏光か、右まわりである右円偏光か、そのいずれかを指すものである。従って、「所定の円偏光成分の所定の波長範囲の光を選択的に反射する」とは、例えば「波長４００ｎｍ〜５８０ｎｍの左円偏光を選択的に反射する」といった性質を意味する。この手段によれば、照明装置を発した光のうち該画素で利用しない色の光が、カラーフィルタで反射されて再利用されるために、明るい透過表示が可能になる。理想的には、従来約３０％だったカラーフィルタの透過率が１００％になるため、約３．３倍の透過率改善が期待できる。
【００１１】
本発明の液晶装置は、前記カラーフィルタが、ツイスト方向が等しく選択反射波長範囲が異なる複数のコレステリック液晶高分子層を積層してなること特徴とする。この手段によれば、鮮やかなカラーフィルタを容易に得ることが出来る。他にも、コレステリック液晶層のピッチを膜厚方向に連続的に変化させる方法によっても、鮮やかなカラーフィルタを得ることが出来る。
【００１２】
本発明の液晶装置は、前記カラーフィルタの液晶側に、前記カラーフィルタが反射する波長範囲の光を吸収する層を設けたことを特徴とする。この手段によれば、前記第１基板側から入射する外光によるコントラスト低下を抑制することが出来る。
【００１３】
また、本発明の、前記第２基板の前記液晶側の画素外領域に、前記カラーフィルタが反射する円偏光成分と同じ回転方向の円偏光成分を反射するブラックマスクを設けた構成によれば、照明装置を発した光のうち該画素で利用しない光が、ブラックマスクで反射されて再利用されるために、明るい透過表示が可能になる。理想的には、従来約６０％だった開口率が見かけ上１００％になるため、約１．７倍の透過率改善が期待できる。
【００１４】
本発明の液晶装置は、前記ブラックマスクの液晶側に、白色光を吸収する層を設けたこと特徴とする。この手段によれば、前記第１基板側から入射する外光によるコントラスト低下を抑制することが出来る。
【００１５】
本発明の液晶装置は、前記第２偏光板が、前記カラーフィルタが反射する円偏光成分と同じ回転方向の円偏光成分の光を透過し、それ以外の光を反射する反射型円偏光板であること特徴とする。この手段によれば、照明装置を発した光のうち本来なら利用しない偏光成分が、反射型円偏光板で反射されて再利用されるために、明るい透過表示が可能になる。理想的には、従来約４０％だった偏光板の透過率が１００％になるため、約２．５倍の透過率改善が期待できる。
【００１６】
本発明の液晶装置は、第１基板及び第２基板と、前記第１基板と第２基板に挟持された液晶と、前記第１基板の前記液晶側に形成された透明電極と、前記第２基板の前記液晶側に形成された透明電極及びカラーフィルタと、前記第１基板の前記液晶側と異なる側に配置された第１偏光板と、前記第２基板の前記液晶側と異なる側に配置された第２偏光板と、前記第２偏光板の前記第２基板側と異なる側に配置された照明装置と、前記液晶に電圧を印加する手段とを備えた液晶装置であって、前記カラーフィルタが、所定の円偏光成分の所定の波長範囲の光を選択的に反射する性質を有し、前記第２偏光板が、１枚の吸収型直線偏光板と少なくとも１枚の位相差板の積層体からなる円偏光板であって、前記照明装置が発する光を、前記カラーフィルタが反射する円偏光成分と同じ回転方向の円偏光に変換する機能を有し、前記吸収型直線偏光板の前記照明装置側に、前記吸収型直線偏光板と透過軸が一致した反射型直線偏光板を備えたことを特徴とする。
【００１７】
光を円偏光に変換する方法は多数あるが、直線偏光板と１／４波長板を用いる方法が最も簡単である。また、特開平５−１００１１４号公報に開示されているように、直線偏光板と１／２波長板と１／４波長板を積層した広帯域円偏光板を用いても良い。この手段によれば、前記第１基板側から入射する外光によるコントラスト低下を抑制することが出来る。
【００１８】
また、本発明の、前記吸収型直線偏光板の前記照明装置側に、前記吸収型直線偏光板と透過軸が一致した反射型直線偏光板を備えた構成によれば、照明装置を発した光のうち本来なら利用しない偏光成分が、反射型直線偏光板で反射されて再利用されるために、明るい透過表示が可能になる。理想的には、従来約４０％だった偏光板の透過率が１００％になるため、約２．５倍の透過率改善が期待できる。
【００１９】
本発明の液晶装置は、第１基板及び第２基板と、前記第１基板と第２基板に挟持された液晶と、前記第１基板の前記液晶側に形成された透明電極及びカラーフィルタと、前記第２基板の前記液晶側に形成された透明電極と、前記第１基板の前記液晶側と異なる側に配置された第１偏光板と、前記第２基板の前記液晶側と異なる側に配置された第２偏光板と、前記第２偏光板の前記第２基板側と異なる側に配置された照明装置と、前記液晶に電圧を印加する手段とを備えた液晶装置であって、前記カラーフィルタが、所定の円偏光成分の所定の波長範囲の光を選択的に反射する性質を有し、前記第１基板の前記液晶側に、前記カラーフィルタが反射する円偏光成分と同じ回転方向の円偏光成分を反射するブラックマスクを設けたことを特徴とする。この手段によれば、明るい透過表示が可能になるとともに、前記第１基板側から入射する外光によるコントラスト低下を抑制することも出来る。
【００２０】
本発明の液晶装置は、第１基板及び第２基板と、前記第１基板と第２基板に挟持された液晶と、前記第１基板の前記液晶側に形成された透明電極及びカラーフィルタと、前記第２基板の前記液晶側に形成された透明電極と、前記第１基板の前記液晶側と異なる側に配置された第１偏光板と、前記第２基板の前記液晶側と異なる側に配置された第２偏光板と、前記第２偏光板の前記第２基板側と異なる側に配置された照明装置と、前記液晶に電圧を印加する手段とを備えた液晶装置であって、前記カラーフィルタが、所定の円偏光成分の所定の波長範囲の光を選択的に反射する性質を有し、前記第２偏光板が、１枚の吸収型直線偏光板と少なくとも１枚の位相差板の積層体からなる円偏光板であって、前記照明装置が発する光を、前記カラーフィルタが反射する円偏光成分と同じ回転方向の円偏光に変換する機能を有し、前記吸収型直線偏光板の前記照明装置側に、前記吸収型直線偏光板と透過軸が一致した反射型直線偏光板を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の電子機器は、上記液晶装置を搭載したことを特徴とする。この手段によれば、液晶装置の透過率が理想的には１００％に達するため、極めて明るく屋外でも視認可能で、かつ消費電力も小さい電子機器を提供することが出来る。
【００２２】
本発明の電子機器は、前記液晶装置に入射する外光を遮る手段を備えたことを特徴とする。この手段によれば、前記第１基板側から入射する外光によるコントラスト低下が抑えられるため、コントラストの高い表示装置を備えた電子機器を提供することが出来る。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
（実施例１）
図１は本発明に係る液晶装置の構造を示す図である。本実施例では、アクティブマトリクス型の液晶装置を例示して説明するが、同様の構成を単純マトリクス型の液晶装置に適用することも可能である。
【００２５】
図１に基づいて構造を説明する。１０１は第１偏光板、１０２は位相差板、１０３は第１基板、１０４は液晶層、１０５は第２基板、１０６は第２偏光板、１０７と１０８は照明装置であって、１０７が導光体、１０８が光源である。また第１基板の内面に、信号線１０９、ＭＩＭ素子１１０、透明電極からなる画素電極１１１を設け、第２基板の内面に、カラーフィルタ１１２、ブラックマスク１１３、透明電極からなる走査線１１４を設ける。ここで第１基板１０３と第２基板１０５の間を広く離して描いてあるが、これは図を明解にするためであって、実際には数μｍから十数μｍの狭いギャップを保って対向している。なお図示した構成要素以外にも、液晶配向膜や上下ショート防止膜、カラーフィルタのオーバーコート膜、スペーサーボール、シール剤、アンチグレア膜、液晶ドライバーＩＣ、駆動回路等の要素が必要な場合があるが、これらは図を煩雑にするばかりで、本発明の特徴を説明する上で特に必要が無いため、省略した。
【００２６】
次に各構成要素について説明する。
【００２７】
第１偏光板１０１は、所定の直線偏光成分を吸収し、それ以外の光を透過する機能を有する吸収型直線偏光板である。第２偏光板１０６は、所定の円偏光成分を反射し、それ以外の光を反射する反射型円偏光板である。実施例１においては、白色光のほぼ全ての右円偏光成分を反射する反射型円偏光板を採用した。
【００２８】
位相差板１０２は、例えばポリカーボネート樹脂の一軸延伸フィルムであるが、ポリカーボネート樹脂の代わりにポリビニルアルコール樹脂やポリスルフォン樹脂、シクロオレフィン系樹脂、液晶性高分子等を利用しても良い。
【００２９】
第１基板１０３と第２基板１０５には、透明なガラス基板が適する。ガラス基板の代わりにプラスチック基板を用いて、軽量かつ割れにくい液晶装置とすることも可能である。
【００３０】
液晶１０４は０°〜１２０°ねじれたネマチック液晶組成物から成る。本実施例においては、２０°ねじれたフッ素系１２成分ネマチック液晶組成物を利用した。単純マトリクス型の液晶装置で表示容量が大きい場合には、２１０°〜２７０°ねじれたネマチック液晶組成物を用いることが望ましい。ねじれ角は上下ガラス基板における配向処理の方向と、液晶組成物に添加するカイラル剤の種類と分量で決定する。
【００３１】
照明装置としては、導光板１０７と光源１０８の組み合わせが最も一般的である。導光板上には拡散板や集光プリズムを積層してもよい。光源には冷陰極管やＬＥＤ（発光ダイオード）が利用できる。このような導光体を利用した照明装置の代わりに、面光源であるＥＬ（エレクトロルミネセント）等を利用してもよい。導光体を利用する場合にも、面光源を利用する場合にも、その表面において偏光解消が伴うような強い散乱が生じることが望ましい。実施例１においては、導光板に強い拡散板を積層した。
【００３２】
第１基板内面に設けた信号線１０９は金属Ｔａで、画素電極１１１は透明電極ＩＴＯでそれぞれ形成した。またＭＩＭ素子１１０は絶縁膜Ｔａ２Ｏ５を金属ＴａとＣｒで挟んだ金属／絶縁膜／金属構造の薄膜ダイオードである。
【００３３】
第２基板内面に設けた走査線１１４には、透明電極ＩＴＯを用いて、これをストライプ状に形成した。アクティブ素子としてＭＩＭの代わりにＴＦＴを用いる場合には、走査線を第１基板側に設け、第２基板にはＩＴＯからなる共通電極を設ける。
【００３４】
カラーフィルタ１１２とブラックマスク１１３は、本発明の重要要素であるから、図２乃至図４を用いて詳しく説明する。
【００３５】
図２は、実施例１で利用したカラーフィルタとブラックマスクの断面図である。２０１は配向膜、２０２は透明電極からなる走査線、２０３はオーバーコート膜、２０４は第１カラーフィルタ層、２０５は第２カラーフィルタ層、２０６は第２基板である。第１カラーフィルタ層には、赤色左円偏光を選択的に反射する層（以下「Ｒ層」と呼ぶ）と緑色左円偏光を選択的に反射する層（以下「Ｇ層」と呼ぶ）を設けた。一方の第２カラーフィルタ層には、Ｇ層と青色左円偏光を選択的に反射する層（以下「Ｂ層」と呼ぶ）を設けた。
【００３６】
このように構成すると、Ｒ層とＢ層が重なった領域を透過する光２１１は、緑色左円偏光と白色右円偏光だけを含む。ところが白色右円偏光は、あらかじめ第２偏光板によってカットされているから、光２１１は緑色左円偏光である。同様にして、Ｒ層とＧ層が重なった領域を通過する光２１２は青色左円偏光であり、Ｇ層とＢ層が重なった領域を通過する光２１３は赤色左円偏光である。このようにして３原色円偏光カラーフィルタが得られた。
【００３７】
一方、ドット外に設けたＲ層とＧ層が重なった領域を通過する光２１４は青色左円偏光であり、青色光に対する人間の視感度が低いことから、この領域はブラックマスクとして機能する。より高コントラストかつ明るい表示を得るためには、さらにＢ層を重ねれば良い。
【００３８】
カラーフィルタは、例えば次のようにして製造することができる。まず第２基板上にポリイミドを薄く塗布し、その表面を一方向にラビングする。次にポリシロキサン系のコレステリック液晶モノマーと光重合開始剤を混合した液を、ポリイミド上に塗布する。厚みはおよそ２〜５μｍが適当である。このコレステリック液晶モノマーは、２５℃で青、３５℃で緑、５０℃で赤の左円偏光を選択的に反射する性質を有する。そこで、前記コレステリック液晶モノマー層を２５℃に保ち、必要な部分をマスクＵＶ露光して、Ｂ層を得る。続いて３５℃に保ち、ＵＶ露光してＧ層を得る。これで第２カラーフィルタ層２０５が出来上がった。第１カラーフィルタ層２０４も同様にして、ラビング処理、コレステリック液晶モノマー層形成の後、３５℃でマスクＵＶ露光してＧ層を、５０℃でＵＶ露光してＲ層を得て、形成する。最後に表面の平坦化と保護のために、アクリル系透明樹脂を塗布、焼成してオーバーコート膜２０３を形成すれば、カラーフィルタの出来上がりである。
【００３９】
図３は、実施例１で利用したカラーフィルタを反射する光の分光特性を示す図であり、横軸が光の波長、縦軸が左円偏光の反射率を示す。３０１の実線はＲ層とＢ層が重なった領域を反射する左円偏光の分光特性、３０２の点線はＲ層とＧ層が重なった領域を反射する左円偏光の分光特性、３０３の破線はＧ層とＢ層が重なった領域を反射する左円偏光の分光特性である。
【００４０】
図４は、実施例１で利用したカラーフィルタを透過する光の分光特性を示す図であり、横軸が光の波長、縦軸が左円偏光あるいは右円偏光の透過率を示す。４０１の実線はＲ層とＢ層が重なった領域を透過する左円偏光の分光特性、４０２の点線はＲ層とＧ層が重なった領域を透過する左円偏光の分光特性、４０３の破線はＧ層とＢ層が重なった領域を透過する左円偏光の分光特性である。また４０４の細線は上記いずれかの領域を透過する右円偏光の分光特性である。
【００４１】
次に図５に基づいて、実施例１の液晶装置のセル条件を説明する。図５において、積層された４枚の長方形は、上から順に第１偏光板、位相差板、液晶セル、第２偏光板の各層を示し、各長方形上に描いた矢印によって軸方向を示した。
【００４２】
第１偏光板の吸収軸方向５０１は、パネル長手方向に対して左１１０度である。位相差板の遅延軸方向５０２は、パネル長手方向に対して左３５度であり、そのリターデーションは２００ｎｍである。液晶セルの第１基板のラビング方向５０３は、パネル長手方向に対して左８０度である。液晶セルの第２基板のラビング方向５０４は、パネル長手方向に対して右８０度である。液晶は、第１基板から第２基板に向かって左周りに２０度ツイストしている。また液晶の複屈折Δｎとセルギャップｄの積は０．４０μｍである。第２偏光板は反射型円偏光板であり、白色光の右円偏光成分５０５を選択的に反射する。
【００４３】
次に図６に基づいて、実施例１の液晶装置の表示原理を説明する。６０１は第１偏光板、６０２は位相差板、６０３は第１基板、６０４はカラーフィルタ、６０５はブラックマスク、６０６は第２基板、６０７は第２偏光板、６０８は照明装置である。
【００４４】
照明装置を発した光６０９のうち、左円偏光成分は第２偏光板を透過し、右円偏光成分は反射される。反射された右円偏光成分６１０は照明装置表面で散乱されて、再びその左円偏光成分は第２偏光板を透過し、右円偏光成分は反射される。これを繰り返すことによって、大部分の光が左円偏光に変換され、第２偏光板を透過する。即ち、従来約４０％だった偏光板の透過率が、理想的には１００％になると期待できる。
【００４５】
第２偏光板を透過した左円偏光は、カラーフィルタ６０４あるいはブラックマスク６０５に入射する。
【００４６】
ブラックマスクに入射した左円偏光は、その大部分が反射される。金属鏡面を用いる従来のブラックマスクでは、左円偏光が反射されて右円偏光に変換されるが、本実施例のように円偏光反射板をブラックマスクに用いると、左円偏光を左円偏光のままで反射する。反射された左円偏光６１２は、右円偏光反射板である第２偏光板を素通りし、照明装置表面で散乱される。こうしてブラックマスクと照明装置の間を何度か往復することによって、結局はブラックマスクの無い領域、即ちカラーフィルタ領域に入射する。即ち、従来約６０％だった開口率が、見かけ上１００％になると期待できる。
【００４７】
カラーフィルタに入射した左円偏光、例えば青色カラーフィルタ（前記Ｇ層とＲ層の重なった領域）に入射した左円偏光は、青色左円偏光６１３のみ透過し、緑色左円偏光と赤色左円偏光６１１は左円偏光のままで反射される。反射された緑色左円偏光と赤色左円偏光は、右円偏光反射板である第２偏光板を素通りし、照明装置表面で散乱される。こうしてカラーフィルタと照明装置の間を何度か往復することによって、結局は緑色カラーフィルタあるいは赤色カラーフィルタに入射する。初めから緑色カラーフィルタや赤色カラーフィルタに入射した光も同様であるから、従来約３０％だったカラーフィルタの透過率が、理想的には１００％になると期待できる。
【００４８】
以上、本実施例の構成によれば、原理的に全ての光を無駄なく利用できることを説明した。
【００４９】
上述した本実施例の構成で製作した透過型カラー液晶装置は、透過率が約５５％であった。理想透過率である１００％は達成できなかったが、これはカラーフィルタ分光特性の理想特性からのずれや、各構成要素の光吸収、側方からの光漏れ等が原因である。しかしながら従来の透過型カラー液晶装置の約１０倍という透過率は、十分に高い特性である。
【００５０】
一方、本実施例の液晶装置にも、一つ重要な問題がある。それは外光による表示特性の悪化である。
【００５１】
図６において、例えば青色カラーフィルタに入射した外光６１４は、緑色左円偏光と赤色左円偏光が反射され、青色左円偏光と白色右円偏光が透過する。反射した光６１５は、表示に寄与する光６１３と同じ左円偏光であるが、色が補色の緑色＋赤色である。従って表示色の彩度が低下する。また透過した光のうち右円偏光は、第２偏光板で反射され、左円偏光反射板であるカラーフィルタ６０４あるいはブラックマスク６０５を素通りする。この光は表示に寄与する光６１３と反対の右円偏光であるため反転表示となり、表示コントラストが低下する。赤色カラーフィルタや緑色カラーフィルタに入射した外光も、同様に表示色の彩度やコントラストを低下させる。またブラックマスク６０５に入射した外光６１７も、左円偏光が反射され、右円偏光が透過するため、表示色の彩度とコントラストを低下させる。
【００５２】
このように外光は全て表示を悪化させる方向に働くため、本実施例の液晶装置は、例えばプロジェクターやビューファインダー、ヘッドマウントディスプレイのように、外光を極力排除した構成で用いることが好ましい。外光の強い環境下で用いる場合には、次に紹介する液晶装置が適している。
【００５３】
（実施例２）
図７は本発明に係る液晶装置の構造を示す図である。本実施例では、アクティブマトリクス型の液晶装置を例示して説明するが、同様の構成を単純マトリクス型の液晶装置に適用することも可能である。
【００５４】
図７に基づいて構造を説明する。７０１は第１偏光板、７０２は第１位相差板、７０３は第２位相差板、７０４は第１基板、７０５は液晶層、７０６は第２基板、７０７は第３位相差板、７０８は第２偏光板、７０９は第３偏光板、７１０と７１１は照明装置であって、７１０が導光体、７１１が光源である。また第１基板の内面に、信号線７１２、ＭＩＭ素子７１３、透明電極からなる画素電極７１４を設け、第２基板の内面に、カラーフィルタ７１５、ブラックマスク７１６、補助カラーフィルタ７１７、補助ブラックマスク７１８、透明電極からなる走査線７１９を設ける。ここで第１基板７０４と第２基板７０５の間を広く離して描いてあるが、これは図を明解にするためであって、実際には数μｍから十数μｍの狭いギャップを保って対向している。なお図示した構成要素以外にも、液晶配向膜や上下ショート防止膜、カラーフィルタのオーバーコート膜、スペーサーボール、シール剤、アンチグレア膜、液晶ドライバーＩＣ、駆動回路等の要素が必要な場合があるが、これらは図を煩雑にするばかりで、本発明の特徴を説明する上で特に必要が無いため、省略した。
【００５５】
次に各構成要素について説明する。
【００５６】
第１偏光板７０１と第２偏光板７０８は、所定の直線偏光成分を吸収し、それ以外の光を透過する機能を有する吸収型直線偏光板である。第３偏光板７０９は、所定の直線偏光成分を反射し、それ以外の光を反射する反射型直線偏光板である。反射型直線偏光板としては、複屈折性の誘電体多層膜が利用できる。複屈折性の誘電体多層膜の詳細については、国際公開された国際出願（国際公開の番号：ＷＯ９７／０１７８８）や、特表平９−５０６９８５号公報等に開示されている。またこのような反射型偏光板は３Ｍ社からＤ−ＢＥＦ（商品名）として発売されており、一般に入手可能である。
【００５７】
位相差板７０２、７０３、７０７は、例えばポリカーボネート樹脂の一軸延伸フィルムである。位相差板７０７は１／４波長板であって、第２偏光板７０８とともに直線偏光を左円偏光に変換する円偏光板として機能する。また、特開平５−１００１１４号公報に開示されているように、位相差板７０７を１／２波長板と１／４波長板を積層して用いることも出来る。この積層構造の方が、より広い波長範囲で円偏光板として機能する。
【００５８】
基板や液晶、照明装置、信号線、ＭＩＭ素子、画素電極、走査線には、実施例１と同様の材料を利用した。
【００５９】
カラーフィルタとブラックマスクは、本発明の重要要素であるから、図８と図９を用いて詳しく説明する。
【００６０】
図８は、実施例２で利用したカラーフィルタとブラックマスクの断面図である。８０１は配向膜、８０２は透明電極からなる走査線、８０３はオーバーコート膜、８０４は補助カラーフィルタ層、８０５は第１カラーフィルタ層、８０６は第２カラーフィルタ層、８０７は第２基板である。第１カラーフィルタ層には、赤色左円偏光を選択的に反射する層（以下「Ｒ層」と呼ぶ）と、緑色左円偏光を選択的に反射する層（以下「Ｇ層」と呼ぶ）を設けた。一方の第２カラーフィルタ層には、Ｇ層と青色左円偏光を選択的に反射する層（以下「Ｂ層」と呼ぶ）を設けた。また補助カラーフィルタ層には、各々対応する領域の第１カラーフィルタ層と第２カラーフィルタ層で反射する波長範囲の光を吸収する層を設けた。補助カラーフィルタには、従来の透過型カラー液晶装置に用いられるような顔料分散タイプのカラーフィルタが利用できる。
【００６１】
このように構成すると、Ｒ層とＢ層が重なった領域には、赤と青を吸収する緑色の補助カラーフィルタが設けられるから、この領域を通過する光８１１は、緑色光だけである。照明装置の光は、あらかじめ第２偏光板と第３位相差板によって左円偏光に変換されているから、光８１１は緑色左円偏光である。同様にして、Ｒ層とＧ層が重なった領域には青色の補助カラーフィルタが設けらるから、これを通過する光８１２は青色左円偏光である。また、Ｇ層とＢ層が重なった領域には赤色の補助カラーフィルタが設けられるから、これを通過する光８１３は赤色左円偏光である。このようにして３原色円偏光カラーフィルタが得られた。
【００６２】
一方、ドット外に設けたＲ層とＧ層が重なった領域には、赤と緑を吸収する青色の補助カラーフィルタが設けられるから、これを通過する光８１４は青色左円偏光であり、青色光に対する人間の視感度が低いことから、この領域はブラックマスクとして機能する。より高いコントラストを得るためには、白色光を吸収する黒色の補助カラーフィルタを用いれば良い。黒色の補助カラーフィルタは、青色の補助カラーフィルタと赤色の補助カラーフィルタを積層することによっても得られる。
【００６３】
カラーフィルタ７１５の反射光と透過光の分光特性は、それぞれ図３と図４に示した実施例１で利用したカラーフィルタの特性と同様である。
【００６４】
図９は、実施例２で利用した補助カラーフィルタ８０４を透過する光の分光特性を示す図であり、横軸が光の波長、縦軸が光の透過率を示す。９０１はＲ層とＢ層が重なった領域に設けられた緑色補助カラーフィルタを透過する光の分光特性、９０２はＲ層とＧ層が重なった領域に設けられた青色補助カラーフィルタを透過する光の分光特性、９０３はＧ層とＢ層が重なった領域に設けられた赤色補助カラーフィルタの分光特性である。９０１、９０２、９０３は、それぞれ対応するカラーフィルタの反射光、即ち図３の３０１、３０２、３０３の大部分を吸収するように設計されている。
【００６５】
次に図１０に基づいて、実施例２の液晶装置のセル条件を説明する。図１０において、積層された５枚の長方形は、上から順に第１偏光板、第１位相差板と第２位相差板、液晶セル、第３位相差板、第２偏光板と第３偏光板の各層を示し、各長方形上に描いた矢印によって軸方向を示した。
【００６６】
第１偏光板の吸収軸方向１００１は、パネル長手方向に対して左１１６度である。第１位相差板の遅延軸方向１００２は、パネル長手方向に対して左５６度であり、そのリターデーションは１４０ｎｍである。第２位相差板の遅延軸方向１００３は、パネル長手方向に対して左１２度であり、そのリターデーションは１６０ｎｍである。液晶セルの第１基板のラビング方向１００４は、パネル長手方向に対して左８０度である。液晶セルの第２基板のラビング方向１００５は、パネル長手方向に対して右８０度である。液晶は、第１基板から第２基板に向かって左周りに２０度ツイストしている。また液晶の複屈折Δｎとセルギャップｄの積は０．４８μｍである。第３位相差板の遅延軸方向１００６は、パネル長手方向に対して左２５度であり、そのリターデーションは１４０ｎｍである。第２偏光板の吸収軸方向１００７は、パネル長手方向に対して左７０度である。第３偏光板は反射型直線偏光板であり、その反射軸方向１００８は、パネル長手方向に対して左７０度、即ち１００７と平行である。
【００６７】
次に図１１に基づいて、実施例２の液晶装置の表示原理を説明する。１１０１は第１偏光板、１１０２は第１位相差板、１１０３は第２位相差板、１１０４は第１基板、１１０５は補助カラーフィルタ、１１０６はカラーフィルタ、１１０７は補助ブラックマスク、１１０８はブラックマスク、１１０９は第２基板、１１１０は第３位相差板、１１１１は第２偏光板、１１１２は第３偏光板、１１１３は照明装置である。
【００６８】
照明装置を発した光１１１４のうち、第３偏光板の反射軸と直交する直線偏光成分はこれを透過し、平行な直線偏光成分は反射される。反射された直線偏光成分１１１５は照明装置表面で散乱され、再び第３偏光板の反射軸と直交する直線偏光成分がこれを透過し、平行な直線偏光成分が反射される。これを繰り返すことによって、大部分の光が第３偏光板の透過軸方向に振動する直線偏光に変換される。第２偏光板の吸収軸は第３偏光板の反射軸と平行であって、両者の透過軸が一致しているから、この直線偏光はそのまま第２偏光板を透過する。従って、従来約４０％だった偏光板の透過率が、理想的には１００％になると期待できる。
【００６９】
第２偏光板を透過した直線偏光は、第３位相差板によって左円偏光に変換され、カラーフィルタあるいはブラックマスクに入射する。
【００７０】
ブラックマスクに入射した左円偏光は、その大部分が反射される。金属鏡面を用いる従来のブラックマスクでは、左円偏光が反射されて右円偏光に変換されるが、本実施例のように円偏光反射板をブラックマスクに用いると、左円偏光を左円偏光のままで反射する。反射された左円偏光１１１７は、第３位相差板によって再び元の直線偏光に戻され、第２偏光板と第３偏光板を素通りし、照明装置表面で散乱される。こうしてブラックマスクと照明装置の間を何度か往復することによって、結局はブラックマスクの無い領域、即ちカラーフィルタ領域に入射する。即ち、従来約６０％だった開口率が、見かけ上１００％になると期待できる。
【００７１】
カラーフィルタに入射した左円偏光、例えば青色カラーフィルタ（前記Ｇ層とＲ層の重なった領域）に入射した左円偏光は、青色左円偏光１１１８のみ透過し、緑色左円偏光と赤色左円偏光１１１６は左円偏光のままで反射される。反射された緑色左円偏光と赤色左円偏光は、第３位相差板によって再び元の直線偏光に戻され、第２偏光板と第３偏光板を素通りし、照明装置表面で散乱される。こうしてカラーフィルタと照明装置の間を何度か往復することによって、結局は緑色カラーフィルタあるいは赤色カラーフィルタに入射する。初めから緑色カラーフィルタや赤色カラーフィルタに入射した光も同様であるから、従来約３０％だったカラーフィルタの透過率が、理想的には１００％になると期待できる。
【００７２】
以上、本実施例の構成によれば、原理的に全ての光を無駄なく利用できることを説明した。
【００７３】
一方、実施例１の液晶装置の問題として指摘した外光の悪影響に関しても、本実施例の液晶装置では十分な対策が為されている。
【００７４】
図１１において、例えば青色カラーフィルタに入射した外光１１１９は、あらかじめ補助カラーフィルタによって緑色光と赤色光が吸収されているため、カラーフィルタによる不要な反射が生じない。カラーフィルタを透過した青色光は、その一部が第２偏光板６０７で吸収されるが、残りは照明装置で散乱され、本来の表示に寄与する。赤色カラーフィルタや緑色カラーフィルタに入射した外光も、不要な反射を生じることなく、その一部が表示に寄与する。またブラックマスクに入射する外光１１２０も、あらかじめ補助ブラックマスクによって大部分が吸収されるため、コントラストを低下させる不要な反射が生じない。
【００７５】
このように補助カラーフィルタと補助ブラックマスクと第２偏光板によって、不要な反射が除去されるため、外光の強い環境下であっても高コントラストの表示が維持できる。もちろん補助カラーフィルタ、補助ブラックマスク、第２偏光板は、それぞれ単独で採用しても、それ相応の効果がある。効果的には補助カラーフィルタが最も大きいが、適用の容易さという面では第２偏光板に軍配が上がる。
【００７６】
上述した本実施例の構成で製作した透過型カラー液晶装置は、透過率が約４５％であった。実施例１の液晶装置よりも若干暗めではあるが、これは主に補助カラーフィルタを設けたことに原因がある。それでも従来の透過型カラー液晶装置の約８倍という高透過率である。また本実施例の液晶装置は、外光の反射を極力取り除いたため、ＯＡ用やＦＡ用のモニターはもとより、カー・ナビゲーションやカムコーダーのような外光の強い環境下で用いる用途にも適している。
【００７７】
（実施例３）
本実施例は、実施例１で紹介した液晶装置を単純マトリクス型液晶装置に応用する方法である。図１２は本発明に係る液晶装置の構造を示す図である。
【００７８】
図１２に基づいて構造を説明する。１２０１は第１偏光板、１２０２は第１位相差板、１２０３は第２位相差板、１２０４は第１基板、１２０５は液晶層、１２０６は第２基板、１２０７は第２偏光板、１２０８と１２０９は照明装置であって、１２０８が導光体、１２０９が光源である。また第１基板の内面に、透明電極からなる信号線１２１０を設け、第２基板の内面に、カラーフィルタ１２１１、ブラックマスク１２１２、透明電極からなる走査線１２１３を設ける。
【００７９】
次に各構成要素について説明する。
【００８０】
第１偏光板１２０１は吸収型直線偏光板、第２偏光板１２０７は反射型円偏光板であり、実施例１と同様の材料を利用した。位相差板や基板、照明装置、信号線、ＭＩＭ素子、画素電極、走査線にも、実施例１と同様の材料を利用した。液晶１２０５は２１０°〜２７０°ねじれたネマチック液晶組成物から成る。本実施例においては、特に２４０°ねじれたシアノ系１５成分ネマチック液晶組成物を利用した。ねじれ角は上下ガラス基板における配向処理の方向と、液晶組成物に添加するカイラル剤の種類と分量で決定する。第１基板内面に設けた信号線１２１０と、第２基板内面に設けた走査線１２１３は、いずれも透明電極ＩＴＯをストライプ状に形成したものである。カラーフィルタ１２１１とブラックマスク１２１２は、いずれも実施例１と同様のものを利用したが、表示特性のセル厚依存性が大きいＳＴＮモードであるから、カラーフィルタ表面に平坦化のためのオーバーコート膜が必須である。
【００８１】
以上、本実施例の構成によれば、実施例１同様、原理的に全ての光を無駄なく利用することができる。試作した透過型カラー液晶装置の透過率は、元々高開口率であることもあって約６０％と高かった。
【００８２】
また本実施例の液晶装置においても外光による表示特性の悪化という問題が生じるが、これは実施例２で説明した方法によって解決することが可能である。
【００８３】
（実施例４）
本実施例は、外光による表示特性の悪化を解決するもう一つの方法である。図１３は本発明に係る液晶装置の構造を示す図である。
【００８４】
図１３に基づいて構造を説明する。１３０１は第１偏光板、１３０２は第１位相差板、１３０３は第２位相差板、１３０４は第１基板、１３０５は液晶層、１３０６は第２基板、１３０７は第３位相差板、１３０８は第２偏光板、１３０９は第３偏光板、１３１０と１３１１は照明装置であって、１３１０が導光体、１３１１が光源である。また第１基板の内面に、カラーフィルタ１３１２、ブラックマスク１３１３、透明電極からなる走査線１３１４を設け、第２基板の内面に、信号線１３１６、ＭＩＭ素子１３１７、透明電極からなる画素電極１３１５を設ける。
【００８５】
次に各構成要素について説明する。
【００８６】
第１偏光板１３０１と第２偏光板１３０８は、所定の直線偏光成分を吸収し、それ以外の光を透過する機能を有する吸収型直線偏光板である。第３偏光板１３０９は、所定の直線偏光成分を反射し、それ以外の光を反射する反射型直線偏光板である。
【００８７】
位相差板１３０２、１３０３、１３０７は、例えばポリカーボネート樹脂の一軸延伸フィルムである。位相差板１３０２は１／２波長板、位相差板１３０３は１／４波長板であり、第１偏光板１３０１とともに直線偏光を右円偏光に変換する広帯域λ／４板として機能する。位相差板１３０７は１／４波長板であって、偏光板１３０８とともに直線偏光を左円偏光に変換する円偏光板として機能する。
【００８８】
基板や液晶、照明装置、信号線、ＭＩＭ素子、画素電極、走査線には、実施例１と同様の材料を利用した。カラーフィルタとブラックマスクも、実施例１と同様に左円偏光を選択的に反射するように形成する。
【００８９】
以上のように構成することによって、外光は第１偏光板と第１位相差板によって右偏光に変換され、カラーフィルタとブラックマスクを素通りし、その一部が第２偏光板で吸収されるが、残りの光は照明装置で散乱されて本来の表示に寄与する。従って、外光の強い環境下であっても、高コントラストの表示が維持できる。
【００９０】
以上、本実施例の構成によれば、照明装置の光の大部分を利用することができる上、外光による表示の悪化もない。また実施例２のように補助カラーフィルタを設けなくとも済むために、約４８％という高透過率が得られた。
【００９１】
（実施例５）
本実施例は、原理的に全ての光を無駄なく利用できるもう一つの方法である。図１４は本発明に係る液晶装置の構造を示す図である。
【００９２】
図１４に基づいて構造を説明する。１４０１は第１偏光板、１４０２は第１位相差板、１４０３は第２位相差板、１４０４は第１基板、１４０５は液晶層、１４０６は第２基板、１４０７は第２偏光板、１４０８は第３偏光板、１４０９と１４１０は照明装置であって、１４０９が導光体、１４１０が光源である。また第１基板の内面に、信号線１４１１、ＭＩＭ素子１４１２、透明電極からなる画素電極１４１３を設け、第２基板の内面に、カラーフィルタ１４１４、ブラックマスク１４１５、補助カラーフィルタ１４１６、補助ブラックマスク１４１７、透明電極からなる走査線１４１８を設ける。
【００９３】
次に各構成要素について説明する。
【００９４】
第１偏光板１４０１と第２偏光板１４０７は、所定の直線偏光成分を吸収し、それ以外の光を透過する機能を有する吸収型直線偏光板である。第３偏光板１４０８は、所定の直線偏光成分を反射し、それ以外の光を反射する反射型直線偏光板である。第２偏光板の吸収軸は、第３偏光板の反射軸と平行に配置される。
【００９５】
位相差板や基板、液晶、照明装置、信号線、ＭＩＭ素子、画素電極、走査線には、実施例１と同様の材料を利用した。
【００９６】
カラーフィルタは誘電体多層膜からなる。例えば青色カラーフィルタは、赤色光と緑色光をその偏光状態に関わりなく選択的に反射する。ブラックマスクは誘電体多層膜あるいは金属薄膜からなるミラーである。補助カラーフィルタは、実施例２と同様に、対応するカラーフィルタが反射する波長範囲の光を吸収するフィルタである。また補助ブラックマスクは、殆どの可視光を吸収する黒色のブラックマスクである。
【００９７】
以上のように構成することによって、全ての光を無駄なく利用することができる。簡単に原理を説明する。
【００９８】
照明装置を発した光のうち、第３偏光板の反射軸と直交する直線偏光成分はこれを透過し、平行な直線偏光成分は反射される。反射された直線偏光成分は照明装置表面で散乱され、再び第３偏光板の反射軸と直交する直線偏光成分がこれを透過し、平行な直線偏光成分が反射される。これを繰り返すことによって、大部分の光が第３偏光板の透過軸方向に振動する直線偏光に変換される。第２偏光板の吸収軸は第３偏光板の反射軸と平行であり、両者の透過軸が一致しているから、この直線偏光はそのまま第２偏光板を透過する。従って、従来約４０％だった偏光板の透過率が、理想的には１００％になると期待できる。
【００９９】
第２偏光板を透過した直線偏光は、カラーフィルタあるいはブラックマスクに入射する。
【０１００】
ブラックマスクに入射した直線偏光は、その大部分が反射される。反射された直線偏光は、第２偏光板と第３偏光板を素通りし、照明装置表面で散乱される。こうしてブラックマスクと照明装置の間を何度か往復することによって、結局はブラックマスクの無い領域、即ちカラーフィルタ領域に入射する。即ち、従来約６０％だった開口率が、見かけ上１００％になると期待できる。
【０１０１】
カラーフィルタに入射した直線偏光、例えば青色カラーフィルタに入射した直線偏光は、青色直線偏光のみ透過し、緑色直線偏光と赤色直線偏光は反射される。反射された緑色直線偏光と赤色直線偏光は、第２偏光板と第３偏光板を素通りし、照明装置表面で散乱される。こうしてカラーフィルタと照明装置の間を何度か往復することによって、結局は緑色カラーフィルタあるいは赤色カラーフィルタに入射する。初めから緑色カラーフィルタや赤色カラーフィルタに入射した光も同様であるから、従来約３０％だったカラーフィルタの透過率が、理想的には１００％になると期待できる。
【０１０２】
以上、本実施例の構成によれば、原理的に全ての光を無駄なく利用できることを説明した。
【０１０３】
一方、外光の悪影響の問題に関しても、本実施例の液晶装置では十分な対策が為されている。例えば青色カラーフィルタに入射した外光は、カラーフィルタに達する以前に補助カラーフィルタによって緑色光と赤色光が吸収されているため、カラーフィルタによる不要な反射が生じない。カラーフィルタを透過した青色光は、その一部が第２偏光板で吸収されるが、残りは照明装置で散乱され、本来の表示に寄与する。赤色カラーフィルタや緑色カラーフィルタに入射した外光も、不要な反射を生じることなく、その一部が表示に寄与する。またブラックマスクに入射する外光も、ブラックマスクに達する以前に補助ブラックマスクによって吸収されるため、コントラストを低下させる不要な反射が生じない。
【０１０４】
以上、本実施例の構成によれば、原理的に全ての光を無駄なく利用することができる上、外光による表示の悪化もない。試作した透過型カラー液晶装置の透過率は、約５８％であった。
【０１０５】
（実施例６）
本発明の電子機器の例を示す。
【０１０６】
図１５（ａ）は携帯情報機器であり、本体１５０１の上側に表示部１５０２、下側に入力部１５０３が設けられる。従来このような携帯情報機器には、反射型モノクロ液晶装置を利用することが多かった。透過型カラー液晶装置は、常時バックライトを利用するため消費電力が大きく、連続使用時間が短いからである。このような場合にも本発明のように透過率が高い透過型カラー液晶装置を利用すると、小さな消費電力でカラーの表示が可能であるため、バッテリー持ちが良く見やすい携帯情報機器が得られる。
【０１０７】
（実施例７）
本発明の電子機器の例を示す。
【０１０８】
図１５（ｂ）はデジタル・スチル・カメラであり、本体１５０４の後方に表示部１５０５、前方にレンズが設けられる。また表示部の周囲には外光を遮るためのフード１５０６を設ける。従来からこのようなデジタル・スチル・カメラには、透過型カラー液晶装置が利用されていた。しかしながら、バッテリー寿命の関係でバックライトが暗く、明るい屋外では見づらいと不評であった。このような場合にも本発明のように透過率が高い透過型カラー液晶装置を利用すれば、直射日光の下でも見える明るい透過型カラー表示が得られる。また表示部の周囲にフードを設けて外光を遮ぎったため、実施例１や実施例３のように外光によって表示が損なわれるような液晶装置を利用することもできる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、明るく消費電力が小さい透過型カラー液晶装置を提供することができる。またこの液晶装置を用いた携帯用途に適した電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における液晶装置の構造を示す図である。
【図２】本発明の実施例１における液晶装置で利用したカラーフィルタとブラックマスクの断面図である。
【図３】本発明の実施例１における液晶装置で利用したカラーフィルタを反射する光の分光特性を示す図である。
【図４】本発明の実施例１における液晶装置で利用したカラーフィルタを透過する光の分光特性を示す図である。
【図５】本発明の実施例１における液晶装置のセル条件を示す図である。
【図６】本発明の実施例１における液晶装置の原理を説明する図である。
【図７】本発明の実施例２における液晶装置の構造を示す図である。
【図８】本発明の実施例２における液晶装置で利用したカラーフィルタとブラックマスクの断面図である。
【図９】本発明の実施例２における液晶装置で利用した補助カラーフィルタを透過する光の分光特性を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２における液晶装置のセル条件を示す図である。
【図１１】本発明の実施例２における液晶装置の原理を説明する図である。
【図１２】本発明の実施例３における液晶装置の構造を示す図である。
【図１３】本発明の実施例４における液晶装置の構造を示す図である。
【図１４】本発明の実施例５における液晶装置の構造を示す図である。
【図１５】本発明の実施例６および実施例７における電子機器の、外観を示す図である。（ａ）携帯情報機器、（ｂ）デジタル・スチル・カメラ
【図１６】従来の代表的な透過型カラー液晶装置の構造を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 第１偏光板
１０２ 位相差板
１０３ 第１基板
１０４ 液晶層
１０５ 第２基板
１０６ 第２偏光板（円偏光選択反射タイプ）
１０７ 照明装置の導光体
１０８ 照明装置の光源
１０９ 信号線
１１０ ＭＩＭ素子
１１１ 透明電極からなる画素電極
１１２ カラーフィルタ（円偏光選択反射タイプ）
１１３ ブラックマスク（円偏光選択反射タイプ）
１１４ 透明電極からなる走査線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a liquid crystal device, particularly a transmissive color liquid crystal device. The present invention also relates to an electronic device using the liquid crystal device.
[0002]
[Prior art]
The transmissive color liquid crystal device is widely used in display units of personal computers, car navigation systems, small televisions and the like.
[0003]
FIG. 16 shows the structure of a typical conventional transmissive color liquid crystal device. In FIG. 16, 1601 is a first polarizing plate, 1602 is a first substrate, 1603 is a liquid crystal, 1604 is a second substrate, 1605 is a second polarizing plate, 1606 and 1607 are illumination devices, 1606 is a light guide, Reference numeral 1607 denotes a light source. In addition, a color filter 1608, a black mask 1609, and a scanning line 1610 made of a transparent electrode are provided on the inner surface of the first substrate, and a pixel electrode 1611, a signal line 1612, and an MIM element 1613 made of a transparent electrode are provided on the inner surface of the second substrate. . A structure using a TFT element instead of the MIM element is also often used. The structure and driving principle of such a conventional transmissive color liquid crystal device is described in detail in “Color TFT Liquid Crystal Display” (1996 first edition 1 edition) issued by Kyoritsu Publishing Co., Ltd. and edited by SEMI Standard FPD Technology Committee.
[0004]
The transmissive color liquid crystal device is characterized by high contrast, high display color, and high-quality display that surpasses CRT.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional transmission type color liquid crystal device has a big problem that the transmittance is low. The transmittance of a conventional transmissive color liquid crystal device varies depending on the resolution, but most is only about 5%. The reason why the transmittance is so low is that the transmittance of the polarizing plate is about 40%, the transmittance of the color filter is about 30%, and the aperture ratio is about 60%. This is because the transmittance decreases to% × 30% × 60% ≈7%.
[0006]
When a bright backlight is used to compensate for the low transmittance, the feature of the liquid crystal device, which is low power consumption, is greatly impaired. Nevertheless, there are no major inconveniences as long as it is limited to OA and in-vehicle use in an environment where a power line can be used, but it is not suitable for portable use that relies on a battery for the power source. For this reason, in conventional portable devices, a reflection type liquid crystal device having poor image quality has been used.
[0007]
The present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a transmissive color liquid crystal device that is bright and has low power consumption. It is another object of the present invention to provide an electronic device using the liquid crystal device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Means taken by the present invention to solve the above problems are as follows.
[0009]
The liquid crystal device of the present invention includes a first substrate and a second substrate, a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate, a transparent electrode formed on the liquid crystal side of the first substrate, and the second substrate A transparent electrode and a color filter formed on the liquid crystal side of the substrate, a first polarizing plate disposed on a side different from the liquid crystal side of the first substrate, and a side different from the liquid crystal side of the second substrate A liquid crystal device comprising: the second polarizing plate formed; a lighting device disposed on a side of the second polarizing plate different from the second substrate side; and a means for applying a voltage to the liquid crystal. The filter has a property of selectively reflecting light in a predetermined wavelength range of a predetermined circular polarization component, and has the same rotational direction as the circular polarization component reflected by the color filter on the liquid crystal side of the second substrate. Featuring a black mask that reflects circularly polarized light components .
[0010]
The predetermined circularly polarized light component refers to either the left circularly polarized light in which the rotation direction of the circularly polarized light, that is, the rotation direction of the electric field vector of the light is counterclockwise, or the right circularly polarized light that is clockwise. Therefore, “selectively reflects light in a predetermined wavelength range of a predetermined circularly polarized component” means a property such as “selectively reflects left circularly polarized light having a wavelength of 400 nm to 580 nm”. According to this means, among the light emitted from the illumination device, the light of the color not used in the pixel is reflected by the color filter and reused, so that bright transmissive display is possible. Ideally, the transmittance of the color filter, which was about 30% in the past, becomes 100%, so that a transmittance improvement of about 3.3 times can be expected.
[0011]
The liquid crystal device according to the present invention is characterized in that the color filter is formed by laminating a plurality of cholesteric liquid crystal polymer layers having the same twist direction and different selective reflection wavelength ranges. According to this means, a vivid color filter can be easily obtained. In addition, a vivid color filter can be obtained by a method of continuously changing the pitch of the cholesteric liquid crystal layer in the film thickness direction.
[0012]
The liquid crystal device according to the present invention is characterized in that a layer that absorbs light in a wavelength range reflected by the color filter is provided on the liquid crystal side of the color filter. According to this means, it is possible to suppress a decrease in contrast due to external light incident from the first substrate side.
[0013]
Further, according to the configuration of the present invention, a black mask that reflects a circularly polarized component in the same rotational direction as the circularly polarized component reflected by the color filter is provided in an area outside the pixel on the liquid crystal side of the second substrate. Of the light emitted from the lighting device, the light that is not used by the pixel is reflected by the black mask and reused, so that bright transmissive display is possible. Ideally, the aperture ratio, which was about 60% in the past, is apparently 100%, so that a transmittance improvement of about 1.7 times can be expected.
[0014]
The liquid crystal device of the present invention is characterized in that a layer for absorbing white light is provided on the liquid crystal side of the black mask. According to this means, it is possible to suppress a decrease in contrast due to external light incident from the first substrate side.
[0015]
In the liquid crystal device of the present invention, the second polarizing plate is a reflective circularly polarizing plate that transmits light of a circularly polarized component in the same rotational direction as the circularly polarized component reflected by the color filter and reflects other light. It is characterized by being. According to this means, since the polarization component that is not originally used in the light emitted from the illumination device is reflected by the reflective circularly polarizing plate and reused, bright transmission display is possible. Ideally, since the transmittance of the polarizing plate, which was about 40% in the past, becomes 100%, an improvement in transmittance of about 2.5 times can be expected.
[0016]
The liquid crystal device of the present invention includes a first substrate and a second substrate, a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate, a transparent electrode formed on the liquid crystal side of the first substrate, and the second substrate A transparent electrode and a color filter formed on the liquid crystal side of the substrate, a first polarizing plate disposed on a side different from the liquid crystal side of the first substrate, and a side different from the liquid crystal side of the second substrate A liquid crystal device comprising: the second polarizing plate formed; a lighting device disposed on a side of the second polarizing plate different from the second substrate side; and a means for applying a voltage to the liquid crystal. The filter has a property of selectively reflecting light in a predetermined wavelength range of a predetermined circular polarization component, and the second polarizing plate is composed of one absorption linear polarizing plate and at least one retardation plate. A circularly polarizing plate comprising a laminate, wherein the light emitted from the lighting device is A reflective straight line having a function of converting to circularly polarized light in the same rotational direction as the circularly polarized light component reflected by the filter, and having a transmission axis coincident with the absorption linearly polarizing plate on the illumination device side of the absorbing linearly polarizing plate A polarizing plate is provided.
[0017]
There are many methods for converting light into circularly polarized light, but the simplest method is to use a linearly polarizing plate and a quarter-wave plate. Further, as disclosed in JP-A-5-100114, a broadband circularly polarizing plate in which a linearly polarizing plate, a half-wave plate, and a quarter-wave plate are laminated may be used. According to this means, it is possible to suppress a decrease in contrast due to external light incident from the first substrate side.
[0018]
Moreover, according to the structure of the present invention, the reflection linearly polarizing plate whose transmission axis coincides with the absorption linearly polarizing plate is provided on the lighting device side of the absorbing linearly polarizing plate. Among them, the polarization component that is not used originally is reflected by the reflective linear polarizing plate and reused, so that bright transmissive display is possible. Ideally, since the transmittance of the polarizing plate, which was about 40% in the past, becomes 100%, an improvement in transmittance of about 2.5 times can be expected.
[0019]
The liquid crystal device of the present invention includes a first substrate and a second substrate, a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate, a transparent electrode and a color filter formed on the liquid crystal side of the first substrate, A transparent electrode formed on the liquid crystal side of the second substrate, a first polarizing plate disposed on a side different from the liquid crystal side of the first substrate, and a side different from the liquid crystal side of the second substrate A liquid crystal device comprising: the second polarizing plate formed; a lighting device disposed on a side of the second polarizing plate different from the second substrate side; and a means for applying a voltage to the liquid crystal. The filter has a property of selectively reflecting light in a predetermined wavelength range of a predetermined circular polarization component, and has the same rotational direction as the circular polarization component reflected by the color filter on the liquid crystal side of the first substrate. Featuring a black mask that reflects circularly polarized light components . According to this means, bright transmissive display is possible, and contrast reduction due to external light incident from the first substrate side can be suppressed.
[0020]
The liquid crystal device of the present invention includes a first substrate and a second substrate, a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate, a transparent electrode and a color filter formed on the liquid crystal side of the first substrate, A transparent electrode formed on the liquid crystal side of the second substrate, a first polarizing plate disposed on a side different from the liquid crystal side of the first substrate, and a side different from the liquid crystal side of the second substrate A liquid crystal device comprising: the second polarizing plate formed; a lighting device disposed on a side of the second polarizing plate different from the second substrate side; and a means for applying a voltage to the liquid crystal. The filter has a property of selectively reflecting light in a predetermined wavelength range of a predetermined circular polarization component, and the second polarizing plate is composed of one absorption linear polarizing plate and at least one retardation plate. A circularly polarizing plate comprising a laminate, wherein the light emitted from the lighting device is A reflective straight line having a function of converting to circularly polarized light in the same rotational direction as the circularly polarized light component reflected by the filter, and having a transmission axis coincident with the absorption linearly polarizing plate on the illumination device side of the absorbing linearly polarizing plate A polarizing plate is provided.
[0021]
An electronic apparatus according to the present invention includes the above-described liquid crystal device. According to this means, since the transmittance of the liquid crystal device ideally reaches 100%, it is possible to provide an electronic device that is extremely bright and can be visually recognized outdoors, and has low power consumption.
[0022]
The electronic apparatus of the present invention is characterized by comprising means for blocking external light incident on the liquid crystal device. According to this means, since a decrease in contrast due to external light incident from the first substrate side can be suppressed, an electronic apparatus equipped with a display device with high contrast can be provided.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
Example 1
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a liquid crystal device according to the present invention. In this embodiment, an active matrix liquid crystal device is described as an example, but a similar structure can be applied to a simple matrix liquid crystal device.
[0025]
The structure will be described with reference to FIG. 101 is a first polarizing plate, 102 is a retardation plate, 103 is a first substrate, 104 is a liquid crystal layer, 105 is a second substrate, 106 is a second polarizing plate, 107 and 108 are illumination devices, and 107 is a guide. The light body 108 is a light source. Further, the signal line 109, the MIM element 110, and the pixel electrode 111 made of a transparent electrode are provided on the inner surface of the first substrate, and the color filter 112, the black mask 113, and the scanning line 114 made of a transparent electrode are provided on the inner surface of the second substrate. . Here, the first substrate 103 and the second substrate 105 are drawn widely apart, but this is for the sake of clarity of the drawing, and in fact, facing the gap with a narrow gap of several μm to several tens of μm. is doing. In addition to the components shown in the figure, elements such as a liquid crystal alignment film, an upper and lower short prevention film, a color filter overcoat film, a spacer ball, a sealant, an antiglare film, a liquid crystal driver IC, and a drive circuit may be necessary. These are omitted because they only complicate the drawing and are not particularly necessary for explaining the features of the present invention.
[0026]
Next, each component will be described.
[0027]
The first polarizing plate 101 is an absorptive linear polarizing plate having a function of absorbing a predetermined linearly polarized light component and transmitting other light. The second polarizing plate 106 is a reflective circularly polarizing plate that reflects a predetermined circularly polarized component and reflects other light. In Example 1, a reflective circularly polarizing plate that reflects almost all the right circularly polarized light component of white light is employed.
[0028]
The retardation plate 102 is, for example, a uniaxially stretched film of a polycarbonate resin, but a polyvinyl alcohol resin, a polysulfone resin, a cycloolefin resin, a liquid crystalline polymer, or the like may be used instead of the polycarbonate resin.
[0029]
A transparent glass substrate is suitable for the first substrate 103 and the second substrate 105. By using a plastic substrate instead of a glass substrate, it is possible to make a liquid crystal device that is light and difficult to break.
[0030]
The liquid crystal 104 is composed of a nematic liquid crystal composition twisted from 0 ° to 120 °. In this example, a fluorine-based 12-component nematic liquid crystal composition twisted by 20 ° was used. When the display capacity is large in a simple matrix type liquid crystal device, it is desirable to use a nematic liquid crystal composition twisted by 210 ° to 270 °. The twist angle is determined by the direction of the alignment treatment in the upper and lower glass substrates and the kind and amount of the chiral agent added to the liquid crystal composition.
[0031]
As a lighting device, a combination of the light guide plate 107 and the light source 108 is the most common. A diffusion plate or a condensing prism may be laminated on the light guide plate. A cold cathode tube or LED (light emitting diode) can be used as the light source. Instead of an illumination device using such a light guide, an EL (electroluminescent) that is a surface light source or the like may be used. Whether a light guide is used or a surface light source is used, it is desirable that strong scattering that causes depolarization occurs on the surface. In Example 1, a strong diffusion plate was laminated on the light guide plate.
[0032]
The signal line 109 provided on the inner surface of the first substrate was formed of metal Ta, and the pixel electrode 111 was formed of transparent electrode ITO. The MIM element 110 is a thin film diode having a metal / insulating film / metal structure in which an insulating film Ta2O5 is sandwiched between metal Ta and Cr.
[0033]
The scanning lines 114 provided on the inner surface of the second substrate were formed in stripes using transparent electrodes ITO. When a TFT is used as the active element instead of the MIM, the scanning line is provided on the first substrate side, and the common electrode made of ITO is provided on the second substrate.
[0034]
Since the color filter 112 and the black mask 113 are important elements of the present invention, they will be described in detail with reference to FIGS.
[0035]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the color filter and the black mask used in the first embodiment. Reference numeral 201 denotes an alignment film, 202 denotes a scanning line made of a transparent electrode, 203 denotes an overcoat film, 204 denotes a first color filter layer, 205 denotes a second color filter layer, and 206 denotes a second substrate. The first color filter layer includes a layer that selectively reflects red left circularly polarized light (hereinafter referred to as “R layer”) and a layer that selectively reflects green left circularly polarized light (hereinafter referred to as “G layer”). Provided. One of the second color filter layers was provided with a layer that selectively reflects the G layer and the blue left circularly polarized light (hereinafter referred to as “B layer”).
[0036]
If comprised in this way, the light 211 which permeate | transmits the area | region where R layer and B layer overlapped contains only green left circularly polarized light and white right circularly polarized light. However, since the white right circularly polarized light is previously cut by the second polarizing plate, the light 211 is green left circularly polarized light. Similarly, the light 212 passing through the region where the R layer and the G layer overlap is blue left circularly polarized light, and the light 213 passing through the region where the G layer and B layer overlap is red left circularly polarized light. In this way, a three primary color circularly polarized color filter was obtained.
[0037]
On the other hand, the light 214 that passes through the region where the R layer and G layer provided outside the dot overlap is blue left circularly polarized light, and this region functions as a black mask because human visibility to blue light is low. In order to obtain a higher-contrast and bright display, the B layer may be further overlapped.
[0038]
The color filter can be manufactured, for example, as follows. First, a thin polyimide is applied on the second substrate, and the surface is rubbed in one direction. Next, a liquid obtained by mixing a polysiloxane-based cholesteric liquid crystal monomer and a photopolymerization initiator is applied onto the polyimide. A thickness of about 2 to 5 μm is appropriate. This cholesteric liquid crystal monomer has a property of selectively reflecting left circularly polarized light of blue at 25 ° C., green at 35 ° C., and red at 50 ° C. Therefore, the cholesteric liquid crystal monomer layer is kept at 25 ° C., and a necessary portion is exposed to mask UV to obtain a B layer. Subsequently, the temperature is kept at 35 ° C., and UV exposure is performed to obtain a G layer. Thus, the second color filter layer 205 was completed. Similarly, the first color filter layer 204 is formed by performing a rubbing process and forming a cholesteric liquid crystal monomer layer, and then exposing the mask layer UV at 35 ° C. to expose the G layer and UV exposing at 50 ° C. to obtain the R layer. Finally, if an overcoat film 203 is formed by applying and baking an acrylic transparent resin for planarization and protection of the surface, a color filter is completed.
[0039]
FIG. 3 is a diagram illustrating the spectral characteristics of light reflected from the color filter used in Example 1. The horizontal axis represents the wavelength of light, and the vertical axis represents the reflectance of left circularly polarized light. The solid line 301 indicates the spectral characteristics of left circularly polarized light that reflects the area where the R layer and the B layer overlap, the dotted line 302 indicates the spectral characteristics of left circularly polarized light that reflects the area where the R layer and G layer overlap, and the broken line 303 indicates This is the spectral characteristic of left circularly polarized light that reflects the region where the G layer and B layer overlap.
[0040]
FIG. 4 is a diagram illustrating the spectral characteristics of light transmitted through the color filter used in Example 1. The horizontal axis indicates the wavelength of light, and the vertical axis indicates the transmittance of left circularly polarized light or right circularly polarized light. The solid line 401 indicates the spectral characteristics of left circularly polarized light that passes through the region where the R layer and the B layer overlap, the dotted line 402 indicates the spectral properties of left circularly polarized light that passes through the region where the R layer and G layer overlap, and the broken line 403 indicates This is the spectral characteristic of left circularly polarized light that passes through the region where the G layer and B layer overlap. A thin line 404 is a spectral characteristic of right-handed circularly polarized light that passes through any of the above regions.
[0041]
Next, the cell conditions of the liquid crystal device of Example 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the four stacked rectangles indicate the first polarizing plate, the retardation plate, the liquid crystal cell, and the second polarizing plate in order from the top, and the axial direction is indicated by an arrow drawn on each rectangle. .
[0042]
The absorption axis direction 501 of the first polarizing plate is 110 degrees to the left with respect to the longitudinal direction of the panel. The retardation axis 502 of the retardation plate is 35 degrees to the left with respect to the longitudinal direction of the panel, and its retardation is 200 nm. The rubbing direction 503 of the first substrate of the liquid crystal cell is 80 degrees to the left with respect to the panel longitudinal direction. The rubbing direction 504 of the second substrate of the liquid crystal cell is 80 degrees to the right with respect to the panel longitudinal direction. The liquid crystal is twisted 20 degrees counterclockwise from the first substrate toward the second substrate. The product of the birefringence Δn of the liquid crystal and the cell gap d is 0.40 μm. The second polarizing plate is a reflective circularly polarizing plate and selectively reflects the right circularly polarized light component 505 of white light.
[0043]
Next, the display principle of the liquid crystal device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. Reference numeral 601 denotes a first polarizing plate, 602 denotes a retardation plate, 603 denotes a first substrate, 604 denotes a color filter, 605 denotes a black mask, 606 denotes a second substrate, 607 denotes a second polarizing plate, and 608 denotes an illumination device.
[0044]
Of the light 609 emitted from the illumination device, the left circularly polarized light component is transmitted through the second polarizing plate and the right circularly polarized light component is reflected. The reflected right circularly polarized light component 610 is scattered on the surface of the illumination device, and the left circularly polarized light component is again transmitted through the second polarizing plate, and the right circularly polarized light component is reflected. By repeating this, most of the light is converted to left circularly polarized light and transmitted through the second polarizing plate. That is, the transmittance of the polarizing plate, which was about 40% in the past, can be expected to be ideally 100%.
[0045]
The left circularly polarized light transmitted through the second polarizing plate enters the color filter 604 or the black mask 605.
[0046]
Most of the left circularly polarized light incident on the black mask is reflected. In a conventional black mask using a metal mirror surface, left circularly polarized light is reflected and converted to right circularly polarized light. However, when a circularly polarized light reflector is used as a black mask as in this embodiment, left circularly polarized light is converted into left circularly polarized light. Reflect as it is. The reflected left circularly polarized light 612 passes through the second polarizing plate, which is a right circularly polarized light reflector, and is scattered on the surface of the illumination device. In this way, by reciprocating between the black mask and the illuminating device several times, it finally enters the area without the black mask, that is, the color filter area. That is, it can be expected that the aperture ratio, which was about 60% in the past, will be 100% apparently.
[0047]
Left circularly polarized light incident on the color filter, for example, left circularly polarized light incident on the blue color filter (the region where the G layer and the R layer overlap) transmits only the blue left circularly polarized light 613, and the green left circularly polarized light and the red left circularly light Polarized light 611 is reflected as left circularly polarized light. The reflected green left circularly polarized light and red left circularly polarized light pass through the second polarizing plate, which is a right circularly polarized light reflection plate, and are scattered on the surface of the illumination device. In this way, by reciprocating between the color filter and the illumination device several times, it finally enters the green color filter or the red color filter. Since the light incident on the green color filter and the red color filter from the beginning is the same, the transmittance of the color filter, which was about 30% in the past, can be expected to be ideally 100%.
[0048]
As described above, according to the configuration of this embodiment, it has been described that all light can be used without waste in principle.
[0049]
The transmission type color liquid crystal device manufactured with the configuration of the above-described embodiment has a transmittance of about 55%. The ideal transmittance of 100% could not be achieved, but this is caused by deviation of the color filter spectral characteristics from the ideal characteristics, light absorption of each component, light leakage from the side, and the like. However, the transmittance of about 10 times that of the conventional transmissive color liquid crystal device is sufficiently high.
[0050]
On the other hand, the liquid crystal device of this embodiment also has one important problem. That is the deterioration of display characteristics due to external light.
[0051]
In FIG. 6, for example, external light 614 incident on a blue color filter reflects green left circularly polarized light and red left circularly polarized light, and transmits blue left circularly polarized light and white right circularly polarized light. The reflected light 615 is the same left circularly polarized light as the light 613 that contributes to the display, but the color is a complementary color of green + red. Accordingly, the saturation of the display color is lowered. Of the transmitted light, the right circularly polarized light is reflected by the second polarizing plate and passes through the color filter 604 or the black mask 605 which is a left circularly polarized light reflecting plate. Since this light is right circularly polarized light opposite to the light 613 that contributes to the display, the display is reversed and the display contrast is lowered. The external light incident on the red color filter and the green color filter similarly reduces the saturation and contrast of the display color. Further, the external light 617 incident on the black mask 605 also reflects the left circularly polarized light and transmits the right circularly polarized light, thereby reducing the saturation and contrast of the display color.
[0052]
As described above, since all external light works in a direction that deteriorates the display, the liquid crystal device of this embodiment is preferably used in a configuration that excludes external light as much as possible, such as a projector, a viewfinder, and a head mounted display. When used in an environment with strong external light, the following liquid crystal device is suitable.
[0053]
(Example 2)
FIG. 7 shows the structure of the liquid crystal device according to the present invention. In this embodiment, an active matrix liquid crystal device is described as an example, but a similar structure can be applied to a simple matrix liquid crystal device.
[0054]
The structure will be described with reference to FIG. 701 is a first polarizing plate, 702 is a first retardation plate, 703 is a second retardation plate, 704 is a first substrate, 705 is a liquid crystal layer, 706 is a second substrate, 707 is a third retardation plate, and 708 is A second polarizing plate, 709 is a third polarizing plate, 710 and 711 are illumination devices, 710 is a light guide, and 711 is a light source. Further, a signal line 712, an MIM element 713, and a pixel electrode 714 made of a transparent electrode are provided on the inner surface of the first substrate, and a color filter 715, a black mask 716, an auxiliary color filter 717, and an auxiliary black mask 718 are provided on the inner surface of the second substrate. A scanning line 719 made of a transparent electrode is provided. Here, the first substrate 704 and the second substrate 705 are drawn widely apart, but this is for the sake of clarity of the drawing, and in reality, facing the gap with a narrow gap of several μm to several tens of μm. is doing. In addition to the components shown in the figure, elements such as a liquid crystal alignment film, an upper and lower short prevention film, a color filter overcoat film, a spacer ball, a sealant, an antiglare film, a liquid crystal driver IC, and a drive circuit may be necessary. These are omitted because they only complicate the drawing and are not particularly necessary for explaining the features of the present invention.
[0055]
Next, each component will be described.
[0056]
The first polarizing plate 701 and the second polarizing plate 708 are absorption linear polarizing plates that have a function of absorbing a predetermined linearly polarized light component and transmitting other light. The third polarizing plate 709 is a reflective linear polarizing plate that reflects a predetermined linearly polarized light component and reflects other light. A birefringent dielectric multilayer film can be used as the reflective linear polarizing plate. Details of the birefringent dielectric multilayer film are disclosed in an internationally published international application (international publication number: WO97 / 01788), Japanese Patent Publication No. 9-506985, and the like. Such a reflective polarizing plate is sold by 3M as D-BEF (trade name) and is generally available.
[0057]
The phase difference plates 702, 703, and 707 are, for example, uniaxially stretched films of polycarbonate resin. The retardation plate 707 is a quarter wave plate and functions as a circularly polarizing plate that converts linearly polarized light into left circularly polarized light together with the second polarizing plate 708. Further, as disclosed in JP-A-5-100114, the retardation plate 707 can be used by laminating a half-wave plate and a quarter-wave plate. This laminated structure functions as a circularly polarizing plate in a wider wavelength range.
[0058]
The same materials as in Example 1 were used for the substrate, liquid crystal, illumination device, signal line, MIM element, pixel electrode, and scanning line.
[0059]
Since the color filter and the black mask are important elements of the present invention, they will be described in detail with reference to FIGS.
[0060]
FIG. 8 is a cross-sectional view of the color filter and the black mask used in the second embodiment. 801 is an alignment film, 802 is a scanning line made of a transparent electrode, 803 is an overcoat film, 804 is an auxiliary color filter layer, 805 is a first color filter layer, 806 is a second color filter layer, and 807 is a second substrate. . The first color filter layer includes a layer that selectively reflects red left circularly polarized light (hereinafter referred to as “R layer”) and a layer that selectively reflects green left circularly polarized light (hereinafter referred to as “G layer”). Was established. One of the second color filter layers was provided with a layer that selectively reflects the G layer and the blue left circularly polarized light (hereinafter referred to as “B layer”). The auxiliary color filter layer is provided with a layer that absorbs light in the wavelength range reflected by the first color filter layer and the second color filter layer in the corresponding regions. As the auxiliary color filter, a pigment dispersion type color filter used in a conventional transmissive color liquid crystal device can be used.
[0061]
If comprised in this way, since the green auxiliary | assistant color filter which absorbs red and blue is provided in the area | region where R layer and B layer overlapped, the light 811 which passes this area | region is only green light. Since the light of the illumination device is converted into left circularly polarized light by the second polarizing plate and the third retardation plate in advance, the light 811 is green left circularly polarized light. Similarly, since a blue auxiliary color filter is provided in a region where the R layer and the G layer overlap with each other, the light 812 passing through the blue color filter is blue left circularly polarized light. Further, since the red auxiliary color filter is provided in the region where the G layer and the B layer overlap, the light 813 passing through the red color filter is red left circularly polarized light. In this way, a three primary color circularly polarized color filter was obtained.
[0062]
On the other hand, since the blue auxiliary color filter that absorbs red and green is provided in the region where the R layer and G layer provided outside the dot overlap, the light 814 passing therethrough is blue left circularly polarized light. This region functions as a black mask due to low human visibility to light. In order to obtain higher contrast, a black auxiliary color filter that absorbs white light may be used. The black auxiliary color filter can also be obtained by stacking a blue auxiliary color filter and a red auxiliary color filter.
[0063]
The spectral characteristics of the reflected light and transmitted light of the color filter 715 are the same as the characteristics of the color filter used in Example 1 shown in FIGS.
[0064]
FIG. 9 is a diagram illustrating the spectral characteristics of light transmitted through the auxiliary color filter 804 used in Example 2, in which the horizontal axis indicates the wavelength of light and the vertical axis indicates the light transmittance. 901 is the spectral characteristic of light transmitted through the green auxiliary color filter provided in the area where the R layer and B layer overlap, and 902 is the light transmitted through the blue auxiliary color filter provided in the area where the R layer and G layer overlap. 903 is the spectral characteristic of the red auxiliary color filter provided in the region where the G layer and B layer overlap. Reference numerals 901, 902, and 903 are designed to absorb most of the reflected light of the corresponding color filter, that is, 301, 302, and 303 in FIG.
[0065]
Next, the cell conditions of the liquid crystal device of Example 2 will be described with reference to FIG. In FIG. 10, the five stacked rectangles are, in order from the top, the first polarizing plate, the first retardation plate and the second retardation plate, the liquid crystal cell, the third retardation plate, the second polarizing plate, and the third polarization. Each layer of the plate is shown, and the axial direction is indicated by an arrow drawn on each rectangle.
[0066]
The absorption axis direction 1001 of the first polarizing plate is 116 degrees to the left with respect to the longitudinal direction of the panel. The retardation axis direction 1002 of the first retardation plate is 56 degrees to the left with respect to the panel longitudinal direction, and its retardation is 140 nm. The retardation axis direction 1003 of the second retardation plate is 12 degrees to the left with respect to the panel longitudinal direction, and the retardation thereof is 160 nm. The rubbing direction 1004 of the first substrate of the liquid crystal cell is 80 degrees to the left with respect to the panel longitudinal direction. The rubbing direction 1005 of the second substrate of the liquid crystal cell is 80 degrees to the right with respect to the panel longitudinal direction. The liquid crystal is twisted 20 degrees counterclockwise from the first substrate toward the second substrate. The product of the birefringence Δn of the liquid crystal and the cell gap d is 0.48 μm. The retardation axis direction 1006 of the third retardation plate is 25 degrees to the left with respect to the panel longitudinal direction, and its retardation is 140 nm. The absorption axis direction 1007 of the second polarizing plate is 70 degrees to the left with respect to the panel longitudinal direction. The third polarizing plate is a reflective linear polarizing plate, and its reflection axis direction 1008 is 70 degrees to the left with respect to the longitudinal direction of the panel, that is, parallel to 1007.
[0067]
Next, the display principle of the liquid crystal device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 1101 is a first polarizing plate, 1102 is a first retardation plate, 1103 is a second retardation plate, 1104 is a first substrate, 1105 is an auxiliary color filter, 1106 is a color filter, 1107 is an auxiliary black mask, and 1108 is a black mask. Reference numeral 1109 denotes a second substrate, 1110 denotes a third retardation plate, 1111 denotes a second polarizing plate, 1112 denotes a third polarizing plate, and 1113 denotes an illumination device.
[0068]
Of the light 1114 emitted from the illumination device, the linearly polarized light component orthogonal to the reflection axis of the third polarizing plate is transmitted therethrough and the parallel linearly polarized light component is reflected. The reflected linearly polarized light component 1115 is scattered on the surface of the lighting device, and the linearly polarized light component orthogonal to the reflection axis of the third polarizing plate is transmitted again, and the parallel linearly polarized light component is reflected. By repeating this, most of the light is converted into linearly polarized light that vibrates in the direction of the transmission axis of the third polarizing plate. Since the absorption axis of the second polarizing plate is parallel to the reflection axis of the third polarizing plate and the transmission axes of the both are the same, this linearly polarized light is transmitted through the second polarizing plate as it is. Therefore, it can be expected that the transmittance of the polarizing plate, which was conventionally about 40%, is ideally 100%.
[0069]
The linearly polarized light transmitted through the second polarizing plate is converted into left circularly polarized light by the third retardation plate and is incident on the color filter or the black mask.
[0070]
Most of the left circularly polarized light incident on the black mask is reflected. In a conventional black mask using a metal mirror surface, left circularly polarized light is reflected and converted to right circularly polarized light. However, when a circularly polarized light reflector is used as a black mask as in this embodiment, left circularly polarized light is converted into left circularly polarized light. Reflect as it is. The reflected left circularly polarized light 1117 is returned again to the original linearly polarized light by the third retardation plate, passes through the second polarizing plate and the third polarizing plate, and is scattered on the surface of the illumination device. In this way, by reciprocating between the black mask and the illuminating device several times, it finally enters the area without the black mask, that is, the color filter area. That is, it can be expected that the aperture ratio, which was about 60% in the past, will be 100% apparently.
[0071]
Left circularly polarized light incident on the color filter, for example, left circularly polarized light incident on the blue color filter (the region where the G layer and the R layer overlap), transmits only the blue left circularly polarized light 1118, and the green left circularly polarized light and the red left circular color. Polarized light 1116 is reflected as it is left circularly polarized light. The reflected green left circularly polarized light and red left circularly polarized light are returned to the original linearly polarized light again by the third retardation plate, pass through the second polarizing plate and the third polarizing plate, and are scattered on the surface of the illumination device. In this way, by reciprocating between the color filter and the illumination device several times, it finally enters the green color filter or the red color filter. Since the light incident on the green color filter and the red color filter from the beginning is the same, the transmittance of the color filter, which was about 30% in the past, can be expected to be ideally 100%.
[0072]
As described above, according to the configuration of this embodiment, it has been described that all light can be used without waste in principle.
[0073]
On the other hand, regarding the adverse effect of external light pointed out as a problem of the liquid crystal device of Example 1, sufficient countermeasures are taken in the liquid crystal device of this example.
[0074]
In FIG. 11, for example, external light 1119 incident on a blue color filter has green light and red light absorbed in advance by the auxiliary color filter, and thus unnecessary reflection by the color filter does not occur. A part of the blue light transmitted through the color filter is absorbed by the second polarizing plate 607, but the rest is scattered by the lighting device and contributes to the original display. A part of the external light incident on the red color filter and the green color filter also contributes to display without causing unnecessary reflection. Also, most of the external light 1120 incident on the black mask is absorbed in advance by the auxiliary black mask, and therefore unnecessary reflection that lowers the contrast does not occur.
[0075]
As described above, unnecessary reflection is removed by the auxiliary color filter, the auxiliary black mask, and the second polarizing plate, so that a high-contrast display can be maintained even in an environment with strong external light. Of course, the auxiliary color filter, the auxiliary black mask, and the second polarizing plate have the corresponding effects even if they are employed alone. Effectively, the auxiliary color filter is the largest, but in terms of ease of application, the second polarizing plate is more effective.
[0076]
The transmission type color liquid crystal device manufactured with the configuration of the above-described embodiment has a transmittance of about 45%. Although it is slightly darker than the liquid crystal device of Example 1, this is mainly due to the provision of the auxiliary color filter. Nevertheless, it has a high transmittance of about 8 times that of the conventional transmissive color liquid crystal device. Further, since the liquid crystal device of the present embodiment eliminates reflection of external light as much as possible, it is suitable not only for monitors for OA and FA, but also for applications used in environments with strong external light such as car navigation systems and camcorders. .
[0077]
Example 3
In this embodiment, the liquid crystal device introduced in Embodiment 1 is applied to a simple matrix liquid crystal device. FIG. 12 shows the structure of the liquid crystal device according to the present invention.
[0078]
The structure will be described with reference to FIG. 1201 is a first polarizing plate, 1202 is a first retardation plate, 1203 is a second retardation plate, 1204 is a first substrate, 1205 is a liquid crystal layer, 1206 is a second substrate, 1207 is a second polarizing plate, and 1208 and 1209. Is a lighting device, 1208 is a light guide, and 1209 is a light source. A signal line 1210 made of a transparent electrode is provided on the inner surface of the first substrate, and a color filter 1211, a black mask 1212, and a scanning line 1213 made of a transparent electrode are provided on the inner surface of the second substrate.
[0079]
Next, each component will be described.
[0080]
The first polarizing plate 1201 is an absorptive linear polarizing plate, the second polarizing plate 1207 is a reflective circular polarizing plate, and the same material as in Example 1 was used. The same material as in Example 1 was used for the retardation plate, the substrate, the illumination device, the signal line, the MIM element, the pixel electrode, and the scanning line. The liquid crystal 1205 is made of a nematic liquid crystal composition twisted from 210 ° to 270 °. In this example, a cyano 15-component nematic liquid crystal composition twisted by 240 ° was used. The twist angle is determined by the direction of the alignment treatment in the upper and lower glass substrates and the kind and amount of the chiral agent added to the liquid crystal composition. The signal line 1210 provided on the inner surface of the first substrate and the scanning line 1213 provided on the inner surface of the second substrate are both formed by forming the transparent electrodes ITO in a stripe shape. The color filter 1211 and the black mask 1212 are both the same as those in the first embodiment. However, since the display characteristics are STN mode in which the cell thickness dependency is large, an overcoat film for planarizing the color filter surface is used. Is essential.
[0081]
As described above, according to the configuration of the present embodiment, as in the first embodiment, in principle, all light can be used without waste. The transmittance of the prototype transmissive color liquid crystal device was as high as about 60% due to the originally high aperture ratio.
[0082]
The liquid crystal device of this embodiment also has a problem of deterioration of display characteristics due to external light. This can be solved by the method described in the second embodiment.
[0083]
(Example 4)
This embodiment is another method for solving the deterioration of display characteristics due to external light. FIG. 13 shows the structure of the liquid crystal device according to the present invention.
[0084]
The structure will be described based on FIG. 1301 is a first polarizing plate, 1302 is a first retardation plate, 1303 is a second retardation plate, 1304 is a first substrate, 1305 is a liquid crystal layer, 1306 is a second substrate, 1307 is a third retardation plate, and 1308 is The second polarizing plate, 1309 is a third polarizing plate, 1310 and 1311 are illumination devices, 1310 is a light guide, and 1311 is a light source. A scanning line 1314 made of a color filter 1312, a black mask 1313, and a transparent electrode is provided on the inner surface of the first substrate, and a signal line 1316, an MIM element 1317, and a pixel electrode 1315 made of a transparent electrode are provided on the inner surface of the second substrate. .
[0085]
Next, each component will be described.
[0086]
The first polarizing plate 1301 and the second polarizing plate 1308 are absorptive linear polarizing plates having a function of absorbing a predetermined linearly polarized light component and transmitting other light. The third polarizing plate 1309 is a reflective linear polarizing plate that reflects a predetermined linearly polarized light component and reflects other light.
[0087]
The retardation plates 1302, 1303, and 1307 are, for example, uniaxially stretched films of polycarbonate resin. The retardation plate 1302 is a half-wave plate, and the retardation plate 1303 is a quarter-wave plate, and functions as a broadband λ / 4 plate that converts linearly polarized light into right circularly polarized light together with the first polarizing plate 1301. The retardation plate 1307 is a quarter wavelength plate and functions as a circularly polarizing plate that converts linearly polarized light into left circularly polarized light together with the polarizing plate 1308.
[0088]
The same materials as in Example 1 were used for the substrate, liquid crystal, illumination device, signal line, MIM element, pixel electrode, and scanning line. The color filter and the black mask are also formed so as to selectively reflect the left circularly polarized light as in the first embodiment.
[0089]
With the configuration described above, external light is converted into right polarized light by the first polarizing plate and the first retardation plate, passes through the color filter and the black mask, and a part thereof is absorbed by the second polarizing plate. However, the remaining light is scattered by the illumination device and contributes to the original display. Therefore, a high contrast display can be maintained even in an environment with strong external light.
[0090]
As described above, according to the configuration of the present embodiment, most of the light of the lighting device can be used, and there is no deterioration in display due to external light. Further, since it is not necessary to provide an auxiliary color filter as in Example 2, a high transmittance of about 48% was obtained.
[0091]
(Example 5)
This embodiment is another method that can use all light without waste in principle. FIG. 14 shows the structure of the liquid crystal device according to the present invention.
[0092]
The structure will be described based on FIG. 1401 is a first polarizing plate, 1402 is a first retardation plate, 1403 is a second retardation plate, 1404 is a first substrate, 1405 is a liquid crystal layer, 1406 is a second substrate, 1407 is a second polarizing plate, and 1408 is a first polarizing plate. Three polarizing plates 1409 and 1410 are illumination devices, 1409 is a light guide, and 1410 is a light source. A signal line 1411, an MIM element 1412, and a pixel electrode 1413 made of a transparent electrode are provided on the inner surface of the first substrate, and a color filter 1414, a black mask 1415, an auxiliary color filter 1416, and an auxiliary black mask 1417 are provided on the inner surface of the second substrate. A scanning line 1418 made of a transparent electrode is provided.
[0093]
Next, each component will be described.
[0094]
The first polarizing plate 1401 and the second polarizing plate 1407 are absorption linear polarizing plates having a function of absorbing a predetermined linearly polarized light component and transmitting other light. The third polarizing plate 1408 is a reflective linear polarizing plate that reflects a predetermined linearly polarized light component and reflects other light. The absorption axis of the second polarizing plate is arranged in parallel with the reflection axis of the third polarizing plate.
[0095]
The same material as in Example 1 was used for the phase difference plate, substrate, liquid crystal, illumination device, signal line, MIM element, pixel electrode, and scanning line.
[0096]
The color filter is made of a dielectric multilayer film. For example, a blue color filter selectively reflects red light and green light regardless of their polarization states. The black mask is a mirror made of a dielectric multilayer film or a metal thin film. As in the second embodiment, the auxiliary color filter is a filter that absorbs light in the wavelength range reflected by the corresponding color filter. The auxiliary black mask is a black black mask that absorbs most visible light.
[0097]
By configuring as described above, all light can be used without waste. The principle will be briefly explained.
[0098]
Of the light emitted from the illumination device, the linearly polarized light component orthogonal to the reflection axis of the third polarizing plate is transmitted therethrough and the parallel linearly polarized light component is reflected. The reflected linearly polarized light component is scattered on the surface of the illumination device, and the linearly polarized light component orthogonal to the reflection axis of the third polarizing plate is transmitted again, and the parallel linearly polarized light component is reflected. By repeating this, most of the light is converted into linearly polarized light that vibrates in the direction of the transmission axis of the third polarizing plate. Since the absorption axis of the second polarizing plate is parallel to the reflection axis of the third polarizing plate, and the transmission axes of both are the same, this linearly polarized light passes through the second polarizing plate as it is. Therefore, it can be expected that the transmittance of the polarizing plate, which was conventionally about 40%, is ideally 100%.
[0099]
The linearly polarized light transmitted through the second polarizing plate enters the color filter or black mask.
[0100]
Most of the linearly polarized light incident on the black mask is reflected. The reflected linearly polarized light passes through the second polarizing plate and the third polarizing plate and is scattered on the surface of the illumination device. In this way, by reciprocating between the black mask and the illuminating device several times, it finally enters the area without the black mask, that is, the color filter area. That is, it can be expected that the aperture ratio, which was about 60% in the past, will be 100% apparently.
[0101]
Linearly polarized light incident on the color filter, for example, linearly polarized light incident on the blue color filter, transmits only the blue linearly polarized light, and reflects the green linearly polarized light and the red linearly polarized light. The reflected green linearly polarized light and red linearly polarized light pass through the second polarizing plate and the third polarizing plate and are scattered on the surface of the illumination device. In this way, by reciprocating between the color filter and the illumination device several times, it finally enters the green color filter or the red color filter. Since the light incident on the green color filter and the red color filter from the beginning is the same, the transmittance of the color filter, which was about 30% in the past, can be expected to be ideally 100%.
[0102]
As described above, according to the configuration of this embodiment, it has been described that all light can be used without waste in principle.
[0103]
On the other hand, with respect to the problem of adverse effects of external light, sufficient measures are taken in the liquid crystal device of this embodiment. For example, since external light incident on a blue color filter is absorbed by the auxiliary color filter before reaching the color filter, unnecessary reflection by the color filter does not occur. A part of the blue light transmitted through the color filter is absorbed by the second polarizing plate, but the rest is scattered by the illumination device and contributes to the original display. A part of the external light incident on the red color filter and the green color filter also contributes to display without causing unnecessary reflection. Also, external light incident on the black mask is absorbed by the auxiliary black mask before reaching the black mask, so that unnecessary reflection that reduces the contrast does not occur.
[0104]
As described above, according to the configuration of this embodiment, in principle, all light can be used without waste, and there is no deterioration in display due to external light. The transmittance of the prototype transmissive color liquid crystal device was about 58%.
[0105]
(Example 6)
An example of the electronic device of the present invention is shown.
[0106]
FIG. 15A illustrates a portable information device, which includes a display unit 1502 on the upper side of a main body 1501 and an input unit 1503 on the lower side. Conventionally, a reflective monochrome liquid crystal device is often used for such portable information equipment. This is because the transmissive color liquid crystal device uses a backlight at all times and consumes a large amount of power and has a short continuous use time. Even in such a case, when a transmissive color liquid crystal device having a high transmittance as in the present invention is used, color display can be performed with low power consumption, so that a portable information device having a good battery and easy to see can be obtained.
[0107]
(Example 7)
An example of the electronic device of the present invention is shown.
[0108]
FIG. 15B shows a digital still camera, in which a display portion 1505 is provided behind the main body 1504 and a lens is provided in front. Further, a hood 1506 is provided around the display portion to block outside light. Conventionally, a transmissive color liquid crystal device has been used for such a digital still camera. However, the backlight was dark because of the battery life, and it was unpopular that it was difficult to see in bright outdoors. Even in such a case, if a transmissive color liquid crystal device having a high transmittance is used as in the present invention, a bright transmissive color display that can be seen under direct sunlight can be obtained. In addition, since a hood is provided around the display unit to block outside light, a liquid crystal device in which display is impaired by outside light as in the first and third embodiments can be used.
[0109]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a transmissive color liquid crystal device that is bright and has low power consumption. In addition, an electronic device suitable for portable use using the liquid crystal device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a liquid crystal device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a color filter and a black mask used in the liquid crystal device in Example 1 of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating spectral characteristics of light reflected from a color filter used in the liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating spectral characteristics of light transmitted through a color filter used in a liquid crystal device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing cell conditions of the liquid crystal device in Example 1 of the present invention.
6 is a diagram for explaining the principle of the liquid crystal device according to the first embodiment of the invention. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a structure of a liquid crystal device in Example 2 of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a color filter and a black mask used in a liquid crystal device in Example 2 of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating spectral characteristics of light transmitted through an auxiliary color filter used in the liquid crystal device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing cell conditions of a liquid crystal device in Example 2 of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating the principle of a liquid crystal device according to a second embodiment of the invention.
FIG. 12 is a diagram showing a structure of a liquid crystal device in Example 3 of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a structure of a liquid crystal device in Example 4 of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a structure of a liquid crystal device in Example 5 of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating an external appearance of an electronic device according to a sixth embodiment and a seventh embodiment of the present invention. (A) portable information device, (b) digital still camera
FIG. 16 is a diagram showing the structure of a conventional representative transmissive color liquid crystal device.
[Explanation of symbols]
101 First polarizing plate
102 phase difference plate
103 1st board
104 Liquid crystal layer
105 Second substrate
106 2nd polarizing plate (Circularly polarized light selective reflection type)
107 Light guide of lighting device
108 Light source of lighting device
109 signal line
110 MIM element
111 Pixel electrode composed of transparent electrodes
112 Color filter (Circularly polarized light selective reflection type)
113 Black mask (Circularly polarized light selective reflection type)
114 Scan lines made of transparent electrodes

Claims (10)

第１基板及び第２基板と、前記第１基板と第２基板に挟持された液晶と、前記第１基板の前記液晶側に形成された透明電極と、前記第２基板の前記液晶側に形成された透明電極及びカラーフィルタと、前記第１基板の前記液晶側と異なる側に配置された第１偏光板と、前記第２基板の前記液晶側と異なる側に配置された第２偏光板と、前記第２偏光板の前記第２基板側と異なる側に配置された照明装置と、前記液晶に電圧を印加する手段とを備えた液晶装置であって、
前記カラーフィルタが、所定の円偏光成分の所定の波長範囲の光を選択的に反射する性質を有し、
前記第２基板の前記液晶側に、前記カラーフィルタが反射する円偏光成分と同じ回転方向の円偏光成分を反射するブラックマスクを設けたことを特徴とする液晶装置。A first substrate and a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate; a transparent electrode formed on the liquid crystal side of the first substrate; and formed on the liquid crystal side of the second substrate. A transparent electrode and a color filter, a first polarizing plate disposed on a side different from the liquid crystal side of the first substrate, and a second polarizing plate disposed on a side different from the liquid crystal side of the second substrate A liquid crystal device comprising: an illuminating device disposed on a side different from the second substrate side of the second polarizing plate; and means for applying a voltage to the liquid crystal,
The color filter has a property of selectively reflecting light in a predetermined wavelength range of a predetermined circularly polarized component;
A liquid crystal device, wherein a black mask for reflecting a circularly polarized light component having the same rotational direction as a circularly polarized light component reflected by the color filter is provided on the liquid crystal side of the second substrate. 第１基板及び第２基板と、前記第１基板と第２基板に挟持された液晶と、前記第１基板の前記液晶側に形成された透明電極と、前記第２基板の前記液晶側に形成された透明電極及びカラーフィルタと、前記第１基板の前記液晶側と異なる側に配置された第１偏光板と、前記第２基板の前記液晶側と異なる側に配置された第２偏光板と、前記第２偏光板の前記第２基板側と異なる側に配置された照明装置と、前記液晶に電圧を印加する手段とを備えた液晶装置であって、
前記カラーフィルタが、所定の円偏光成分の所定の波長範囲の光を選択的に反射する性質を有し、
前記第２偏光板が、１枚の吸収型直線偏光板と少なくとも１枚の位相差板の積層体からなる円偏光板であって、前記照明装置が発する光を、前記カラーフィルタが反射する円偏光成分と同じ回転方向の円偏光に変換する機能を有し、
前記吸収型直線偏光板の前記照明装置側に、前記吸収型直線偏光板と透過軸が一致した反射型直線偏光板を備えたことを特徴とする液晶装置。A first substrate and a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate; a transparent electrode formed on the liquid crystal side of the first substrate; and formed on the liquid crystal side of the second substrate. A transparent electrode and a color filter, a first polarizing plate disposed on a side different from the liquid crystal side of the first substrate, and a second polarizing plate disposed on a side different from the liquid crystal side of the second substrate A liquid crystal device comprising: an illuminating device disposed on a side different from the second substrate side of the second polarizing plate; and means for applying a voltage to the liquid crystal,
The color filter has a property of selectively reflecting light in a predetermined wavelength range of a predetermined circularly polarized component;
The second polarizing plate is a circularly polarizing plate composed of a laminate of one absorption linear polarizing plate and at least one retardation plate, and the color filter reflects the light emitted from the illumination device. It has the function of converting to circularly polarized light in the same rotational direction as the polarization component,
A liquid crystal device comprising a reflective linearly polarizing plate having a transmission axis coincident with that of the absorbing linearly polarizing plate on the illumination device side of the absorbing linearly polarizing plate. 前記カラーフィルタが、ツイスト方向が等しく選択反射波長範囲が異なる複数のコレステリック液晶高分子層を積層してなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液晶装置。3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the color filter is formed by laminating a plurality of cholesteric liquid crystal polymer layers having the same twist direction and different selective reflection wavelength ranges. 前記カラーフィルタの液晶側に、前記カラーフィルタが反射する波長範囲の光を吸収する層を設けたこと特徴とする請求項１又は請求項２記載の液晶装置。3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a layer that absorbs light in a wavelength range reflected by the color filter is provided on the liquid crystal side of the color filter. 前記ブラックマスクの液晶側に、白色光を吸収する層を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液晶装置。3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a layer that absorbs white light is provided on the liquid crystal side of the black mask. 前記第２偏光板が、前記カラーフィルタが反射する円偏光成分と同じ回転方向の円偏光成分の光を透過し、それ以外の光を反射する反射型円偏光板であることを特徴とする請求項１記載の液晶装置。The second polarizing plate is a reflective circularly polarizing plate that transmits light of a circularly polarized light component having the same rotational direction as the circularly polarized light component reflected by the color filter and reflects other light. Item 2. A liquid crystal device according to item 1. 第１基板及び第２基板と、前記第１基板と第２基板に挟持された液晶と、前記第１基板の前記液晶側に形成された透明電極及びカラーフィルタと、前記第２基板の前記液晶側に形成された透明電極と、前記第１基板の前記液晶側と異なる側に配置された第１偏光板と、前記第２基板の前記液晶側と異なる側に配置された第２偏光板と、前記第２偏光板の前記第２基板側と異なる側に配置された照明装置と、前記液晶に電圧を印加する手段とを備えた液晶装置であって、
前記カラーフィルタが、所定の円偏光成分の所定の波長範囲の光を選択的に反射する性質を有し、
前記第１基板の前記液晶側に、前記カラーフィルタが反射する円偏光成分と同じ回転方向の円偏光成分を反射するブラックマスクを設けたことを特徴とする液晶装置。A first substrate and a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate; a transparent electrode and a color filter formed on the liquid crystal side of the first substrate; and the liquid crystal of the second substrate. A transparent electrode formed on the side, a first polarizing plate disposed on a side different from the liquid crystal side of the first substrate, and a second polarizing plate disposed on a side different from the liquid crystal side of the second substrate A liquid crystal device comprising: an illuminating device disposed on a side different from the second substrate side of the second polarizing plate; and means for applying a voltage to the liquid crystal,
The color filter has a property of selectively reflecting light in a predetermined wavelength range of a predetermined circularly polarized component;
A liquid crystal device comprising a black mask for reflecting a circularly polarized light component having the same rotational direction as a circularly polarized light component reflected by the color filter on the liquid crystal side of the first substrate. 第１基板及び第２基板と、前記第１基板と第２基板に挟持された液晶と、前記第１基板の前記液晶側に形成された透明電極及びカラーフィルタと、前記第２基板の前記液晶側に形成された透明電極と、前記第１基板の前記液晶側と異なる側に配置された第１偏光板と、前記第２基板の前記液晶側と異なる側に配置された第２偏光板と、前記第２偏光板の前記第２基板側と異なる側に配置された照明装置と、前記液晶に電圧を印加する手段とを備えた液晶装置であって、
前記カラーフィルタが、所定の円偏光成分の所定の波長範囲の光を選択的に反射する性質を有し、
前記第２偏光板が、１枚の吸収型直線偏光板と少なくとも１枚の位相差板の積層体からなる円偏光板であって、前記照明装置が発する光を、前記カラーフィルタが反射する円偏光成分と同じ回転方向の円偏光に変換する機能を有し、
前記吸収型直線偏光板の前記照明装置側に、前記吸収型直線偏光板と透過軸が一致した反射型直線偏光板を備えたことを特徴とする液晶装置。A first substrate and a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate; a transparent electrode and a color filter formed on the liquid crystal side of the first substrate; and the liquid crystal of the second substrate. A transparent electrode formed on the side, a first polarizing plate disposed on a side different from the liquid crystal side of the first substrate, and a second polarizing plate disposed on a side different from the liquid crystal side of the second substrate A liquid crystal device comprising: an illuminating device disposed on a side different from the second substrate side of the second polarizing plate; and means for applying a voltage to the liquid crystal,
The color filter has a property of selectively reflecting light in a predetermined wavelength range of a predetermined circularly polarized component;
The second polarizing plate is a circularly polarizing plate composed of a laminate of one absorption linear polarizing plate and at least one retardation plate, and the color filter reflects the light emitted from the illumination device. It has the function of converting to circularly polarized light in the same rotational direction as the polarization component,
A liquid crystal device comprising a reflective linearly polarizing plate having a transmission axis coincident with that of the absorbing linearly polarizing plate on the illumination device side of the absorbing linearly polarizing plate. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の液晶装置を搭載したことを特徴とする電子機器。An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to claim 1. 前記液晶装置に入射する外光を遮る手段を備えたことを特徴とする請求項９記載の電子機器。10. The electronic apparatus according to claim 9, further comprising means for blocking external light incident on the liquid crystal device.
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