JPH10333138A - Liquid crystal display element and electronic equipment - Google Patents

Liquid crystal display element and electronic equipment

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JPH10333138A
JPH10333138A JP9140652A JP14065297A JPH10333138A JP H10333138 A JPH10333138 A JP H10333138A JP 9140652 A JP9140652 A JP 9140652A JP 14065297 A JP14065297 A JP 14065297A JP H10333138 A JPH10333138 A JP H10333138A
Authority
JP
Japan
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liquid crystal
polarized light
predetermined direction
linearly polarized
guest
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9140652A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chiyoaki Iijima
千代明 飯島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP9140652A priority Critical patent/JPH10333138A/en
Publication of JPH10333138A publication Critical patent/JPH10333138A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • G02F1/133536Reflective polarizers

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element which can obtains a light display and to provide an electronic equipment incorporated with the element. SOLUTION: As the liquid crystal layer 14 of a liquid crystal cell 10, a guest- host liquid crystal layer 14 is used which has dichroic pigment 16 mixed with base liquid crystal molecules 15 and dispersed. A diffusion plate 40, a polarization splitter 50, a color filter 60, and a reflecting plate 70 are provided in this order below the liquid crystal cell 10. As the polarization splitter 50, a polarization splitter is used which reflects linear polarized light in one direction as linear polarized light in the direction and transmits linear polarized light in the other direction orthogonal to the former direction as linear polarized light in the latter direction. Consequently, linear polarized light perpendicular to this paper surface is projected to outside the liquid crystal display element 1 when a voltage is applied and not applied, so a light display is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子および
電子機器に関し、特に反射型液晶表示素子およびそれを
組み込んだ電子機器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device and an electronic apparatus, and more particularly to a reflection type liquid crystal display element and an electronic apparatus incorporating the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のTN(Twisted Nematic )液晶や
STN(Super-Twisted Nematic )液晶等を利用した液
晶表示素子おいては、この液晶層を2枚の偏光板で挟ん
だ構造を採用していたので、光の利用効率が悪く、特に
反射型とすると暗い表示となり問題となっていた。
2. Description of the Related Art A conventional liquid crystal display device using a TN (Twisted Nematic) liquid crystal or an STN (Super-Twisted Nematic) liquid crystal employs a structure in which this liquid crystal layer is sandwiched between two polarizing plates. Therefore, the efficiency of light utilization is low, and particularly when it is of a reflection type, a dark display is caused, which is a problem.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、明るい表示が得られる液晶表示素子を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of obtaining a bright display.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】請求項1によれば、ゲス
トホスト液晶層と、前記ゲストホスト液晶層の一方の側
に配置された偏光分離手段であって、前記ゲストホスト
液晶層側から入射した光のうち第1の所定の方向の直線
偏光成分を前記ゲストホスト液晶層と反対側に透過さ
せ、前記第1の所定の方向と直交する第2の所定の方向
の直線偏光成分を前記ゲストホスト液相層側に反射し、
前記ゲストホスト液晶層と反対側から入射した光に対し
て前記ゲストホスト液晶層側に前記第1の所定の方向の
直線偏光を出射可能な前記偏光分離手段と、前記偏光分
離手段に対して前記ゲストホスト液晶層と反対側に配置
された光学素子であって、前記偏光分離手段側からの光
に対して所定の光を前記偏光分離手段に向かって出射す
る前記光学素子と、を備えることを特徴とする液晶表示
素子が提供される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a guest host liquid crystal layer, and polarization splitting means disposed on one side of the guest host liquid crystal layer. The linearly polarized light component in the first predetermined direction is transmitted to the side opposite to the guest host liquid crystal layer, and the linearly polarized light component in the second predetermined direction orthogonal to the first predetermined direction is converted into the guest light. Reflects to the host liquid phase side,
The polarization splitting means capable of emitting linearly polarized light in the first predetermined direction to the guest host liquid crystal layer side with respect to light incident from the opposite side to the guest host liquid crystal layer; An optical element disposed on the side opposite to the guest host liquid crystal layer, wherein the optical element emits predetermined light toward the polarization separation unit with respect to light from the polarization separation unit side. A liquid crystal display device is provided.

【0005】この液晶表示素子においては、ゲストホス
ト液晶層側から入射した光のうち第1の所定の方向の直
線偏光成分をゲストホスト液晶層と反対側に透過させ、
第1の所定の方向と直交する第2の所定の方向の直線偏
光成分をゲストホスト液晶層側に反射する偏光分離手段
を使用すると共に、この偏光分離手段に対してゲストホ
スト液晶層と反対側に偏光分離手段側からの光に対して
所定の光を偏光分離手段に向かって出射する光学素子を
配置しているから、ゲストホスト液晶層を透過した光の
うち、上記第2の所定の方向の直線偏光成分の光は光学
素子に達することなく偏光分離手段によって反射されて
ゲストホスト液晶層に達し、上記第1の所定の方向の直
線偏光成分の光は偏光分離手段を透過して光学素子に照
射され、光学素子に光が照射されると光学素子から所定
の光が出射されその光が偏光分離手段を再び透過しゲス
トホスト液晶層に達する。
In this liquid crystal display element, of the light incident from the guest host liquid crystal layer side, a linearly polarized light component in a first predetermined direction is transmitted to the side opposite to the guest host liquid crystal layer,
A polarization separating unit is used for reflecting a linearly polarized light component in a second predetermined direction orthogonal to the first predetermined direction to the guest host liquid crystal layer side, and the polarization separating unit is opposite to the guest host liquid crystal layer. An optical element that emits predetermined light toward the polarization separation means with respect to light from the polarization separation means side is disposed in the second predetermined direction of the light transmitted through the guest host liquid crystal layer. The light of the linearly polarized light component is reflected by the polarization separating means without reaching the optical element and reaches the guest-host liquid crystal layer, and the light of the linearly polarized light component in the first predetermined direction is transmitted through the polarization separating means and becomes an optical element. When the optical element is irradiated with light, predetermined light is emitted from the optical element, and the light passes through the polarization splitting means again and reaches the guest-host liquid crystal layer.

【0006】このように、ここで使用する偏光分離手段
は、ゲストホスト液晶側からの第1の所定の方向の直線
偏光成分の光を透過させこの第1の所定の方向と直交す
る第2の所定の方向の直線偏光成分の光を反射すること
により偏光分離を行うので、一方の方向の直線偏光成分
を透過しこの一方の直線偏光成分と直交する他方の直線
偏光成分を吸収することにより偏光分離を行う偏光板を
使用する従来の表示素子と比較して、反射された第2の
所定の方向の直線偏光成分の光を利用することになるの
で明るい表示が得られる。
As described above, the polarized light separating means used here transmits the light of the linearly polarized light component in the first predetermined direction from the guest host liquid crystal side, and transmits the light of the second predetermined direction orthogonal to the first predetermined direction. Since the polarization separation is performed by reflecting the light of the linearly polarized light component in a predetermined direction, the polarized light is transmitted by transmitting the linearly polarized light component in one direction and absorbing the other linearly polarized light component orthogonal to the one linearly polarized light component. Compared with a conventional display element using a polarizing plate for separation, a bright display is obtained because reflected light of a linearly polarized component in the second predetermined direction is used.

【0007】さらに、この液晶表示素子においては、ゲ
ストホスト液晶層を使用しているので、このゲストホス
ト液晶層に入射する光のうち一方の方向の直線偏光成分
は、電圧印加時および電圧無印加時のいずれにおいても
ゲストホスト液晶層を透過し、この一方の方向と直交す
る他方の方向の直線偏光成分は、例えば水平配向の場合
を考えると、電圧印加時にはゲストホスト液晶層を透過
し、電圧無印加時にはゲストホスト液晶層の二色性色素
によって吸収され、また、垂直配向の場合には、電圧無
印加時にはゲストホスト液晶層を透過し、電圧印加時に
はゲストホスト液晶層の二色性色素によって吸収される
ようにすることができる。このように、上記他方の方向
の直線偏光成分の光に関しては、ゲストホスト液晶層そ
れ自体によって透過状態を制御することができる。従っ
て、上記偏光分離手段と反対側にさらに偏光分離手段を
設ける必要がなくなり、その分明るい表示が得られる。
さらに、上記一方の方向の直線偏光成分の光は電圧印加
時および電圧無印加時のいずれにおいてもゲストホスト
液晶層を透過するのだから、ゲストホスト液晶層と上記
偏光分離手段とを、偏光分離手段によって反射される上
記第2の所定の方向の直線偏光成分の光が電圧印加時お
よび電圧無印加時のいずれにおいてもゲストホスト液晶
層を透過するように配置すれば、上記第2の所定の方向
の直線偏光成分の光によって明るい表示が得られる。
Further, in this liquid crystal display device, since the guest-host liquid crystal layer is used, the linearly polarized light component in one direction of the light incident on the guest-host liquid crystal layer is applied when a voltage is applied and when no voltage is applied. At any time, the light passes through the guest-host liquid crystal layer, and the linearly polarized light component in the other direction orthogonal to the one direction is transmitted through the guest-host liquid crystal layer when a voltage is applied, for example, in the case of horizontal alignment, and When no voltage is applied, the light is absorbed by the dichroic dye of the guest-host liquid crystal layer.In the case of vertical alignment, the light passes through the guest-host liquid crystal layer when no voltage is applied, and when the voltage is applied, it is absorbed by the dichroic dye of the guest-host liquid crystal layer. It can be made to be absorbed. As described above, the transmission state of the linearly polarized light component in the other direction can be controlled by the guest-host liquid crystal layer itself. Therefore, it is not necessary to provide any further polarization separation means on the side opposite to the above-mentioned polarization separation means, and a bright display can be obtained.
Furthermore, since the light of the linearly polarized light component in the one direction passes through the guest-host liquid crystal layer both when a voltage is applied and when no voltage is applied, the guest-host liquid crystal layer and the polarization separation unit are separated by a polarization separation unit. By disposing the linearly polarized light component in the second predetermined direction reflected by the guest-host liquid crystal layer both when a voltage is applied and when no voltage is applied, the second predetermined direction can be obtained. A bright display is obtained by the light of the linearly polarized light component.

【0008】また、請求項2によれば、前記偏光分離手
段が、前記ゲストホスト液晶層側から入射した光のうち
前記第1の所定の方向の直線偏光成分を前記第1の所定
の方向の直線偏光として前記ゲストホスト液晶層と反対
側に透過させ、前記第1の所定の方向と直交する前記第
2の所定の方向の直線偏光成分を前記第2の所定の方向
の直線偏光として前記ゲストホスト液晶層側に反射し、
前記ゲストホスト液晶層と反対側から入射した光のうち
前記第1の所定の方向の直線偏光成分を前記第1の所定
の方向の直線偏光として前記ゲストホスト液晶層側に出
射させ、前記第2の所定の方向の直線偏光成分を前記第
2の所定の方向の直線偏光として前記ゲストホスト液晶
層と反対側に反射する偏光分離手段であることを特徴と
する請求項1記載の液晶表示素子が提供される。
According to the second aspect, the polarization separating means converts the linearly polarized light component in the first predetermined direction in the light incident from the guest-host liquid crystal layer side into the first predetermined direction. The light is transmitted as linearly polarized light on the side opposite to the guest host liquid crystal layer, and the linearly polarized light component in the second predetermined direction orthogonal to the first predetermined direction is converted into linearly polarized light in the second predetermined direction. Reflects to the host liquid crystal layer side,
The linearly polarized light component in the first predetermined direction out of the light incident from the opposite side to the guest host liquid crystal layer is emitted to the guest host liquid crystal layer side as the linearly polarized light in the first predetermined direction, and the second 2. A liquid crystal display device according to claim 1, wherein said polarization separation means reflects a linearly polarized light component in a predetermined direction as linearly polarized light in said second predetermined direction to a side opposite to said guest host liquid crystal layer. Provided.

【0009】また、請求項3によれば、前記偏光分離手
段が、複数の層が互いに密着して積層された積層体であ
って、前記複数の層の屈折率が、互いに隣接する層相互
間で、第3の所定の方向においては等しく、前記第3の
所定の方向と直交する第4の所定の方向においては異な
る前記積層体であることを特徴とする請求項1または2
記載の液晶表示素子が提供される。
According to a third aspect of the present invention, the polarized light separating means is a laminate in which a plurality of layers are laminated in close contact with each other, and the plurality of layers have a refractive index between adjacent layers. 3. The laminate according to claim 1, wherein the laminates are equal in a third predetermined direction and different in a fourth predetermined direction orthogonal to the third predetermined direction.
There is provided a liquid crystal display device as described above.

【0010】このような構成の偏光分離手段において
は、偏光分離手段の一方の主面に対して前記積層方向か
ら入射された光のうち前記第3の所定の方向の直線偏光
成分の光は前記第3の所定の方向の直線偏光の光として
反対側の他方の主面側に透過し、前記第3の所定の方向
と直交する第4の所定の方向の直線偏光成分の光は前記
第4の直線偏光の光として反射され、また、偏光分離手
段の前記他方の主面に対して前記積層方向から入射され
た光のうち前記第3の所定の方向の直線偏光成分の光は
前記第3の所定の方向の直線偏光の光として反対側の前
記一方の主面側に透過し、前記第3の所定の方向と直交
する前記第4の所定の方向の直線偏光成分の光は前記第
4の直線偏光の光として反射される。
In the polarized light separating means having such a configuration, the light of the linearly polarized light component in the third predetermined direction out of the light incident on one main surface of the polarized light separating means from the laminating direction is the light The light of the linearly polarized light component in the fourth predetermined direction orthogonal to the third predetermined direction is transmitted as the light of the linearly polarized light in the third predetermined direction to the other main surface on the opposite side. Is reflected as the linearly polarized light, and the light of the linearly polarized light component in the third predetermined direction out of the light incident on the other main surface of the polarization separation means from the laminating direction is the third polarized light. The light of the linearly polarized light component of the fourth predetermined direction, which is transmitted as the linearly polarized light of the predetermined direction to the one main surface side on the opposite side and is orthogonal to the third predetermined direction, is the fourth linearly polarized light. Is reflected as linearly polarized light.

【0011】また、請求項4によれば、前記ゲストホス
ト液晶層は、電圧印加時もしくは電圧無印加時におい
て、前記ゲストホスト液晶層の第1の側から入射した光
に対して前記第1の側と対向する第2の側から第5の所
定の方向の直線偏光を出射可能であり前記第2の側から
入射した光に対して前記第1の側より前記第5の所定の
方向の直線偏光を出射可能であると共に、前記第5の所
定の方向と直交する第6の所定の方向の直線偏光の光を
吸収可能な前記ゲストホスト液晶層であることを特徴と
する請求項1乃至3のいずれかに記載の液晶表示素子が
提供される。
According to a fourth aspect of the present invention, the guest host liquid crystal layer receives the first light from the first side of the guest host liquid crystal layer when a voltage is applied or when no voltage is applied. A linearly polarized light in a fifth predetermined direction can be emitted from a second side opposite to the side, and a straight line in the fifth predetermined direction from the first side with respect to light incident from the second side. 4. The guest-host liquid crystal layer capable of emitting polarized light and absorbing linearly polarized light in a sixth predetermined direction orthogonal to the fifth predetermined direction. A liquid crystal display device according to any one of the above.

【0012】好ましくは、上記第5の所定の方向と上記
第2の所定の方向と略一致させる。
Preferably, the fifth predetermined direction substantially coincides with the second predetermined direction.

【0013】また、請求項5によれば、前記光学素子
が、カラーフィルタであることを特徴とする請求項1乃
至4のいずれかに記載の液晶表示素子が提供される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the liquid crystal display device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the optical element is a color filter.

【0014】また、請求項6によれば、前記光学素子に
対して前記偏光分離手段と反対側に配置された反射手段
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至5のいず
れかに記載の液晶表示素子が提供される。
According to a sixth aspect of the present invention, there is further provided any one of the first to fifth aspects, further comprising a reflecting means disposed on a side of the optical element opposite to the polarization separating means. A liquid crystal display device is provided.

【0015】このように反射手段を設けることにより、
光学素子からの光に基づく表示を明るくすることができ
る。
By providing the reflecting means as described above,
The display based on the light from the optical element can be brightened.

【0016】また、請求項7によれば、光拡散手段をさ
らに備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか
に記載の液晶表示素子が提供される。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the liquid crystal display device according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a light diffusing means.

【0017】このようにすれば、偏光分離手段から反射
された光に基づく表示状態を白色状とすることができ
る。
With this configuration, the display state based on the light reflected from the polarization splitting means can be made white.

【0018】また、請求項8によれば、請求項1乃至7
のいずれかに記載の液晶表示素子を組み込んだことを特
徴とする電子機器が提供される。
Further, according to claim 8, claims 1 to 7 are provided.
An electronic device characterized by incorporating the liquid crystal display element according to any one of the above.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0020】図1は、本発明の一実施の形態の液晶表示
素子および携帯電話を説明するための概略断面図であ
り、図2は、本発明の一実施の形態の液晶表示素子で使
用する偏光分離器を説明するための概略斜視図であり、
図3は、本発明の一実施の形態の液晶表示素子を説明す
るための概略分解断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining a liquid crystal display device and a mobile phone according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is used in the liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention. It is a schematic perspective view for explaining a polarization separator,
FIG. 3 is a schematic exploded cross-sectional view for explaining a liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention.

【0021】図1に示すように、本発明の一実施の形態
の携帯電話2においては、透明カバー3を備える携帯電
話本体ケース4内に液晶表示素子1が設けられ、液晶表
示素子1の表示が透明カバー3を介して外部から観察で
きるようになっている。
As shown in FIG. 1, in a mobile phone 2 according to an embodiment of the present invention, a liquid crystal display element 1 is provided in a mobile phone body case 4 having a transparent cover 3, and the display of the liquid crystal display element 1 is performed. Can be externally observed through the transparent cover 3.

【0022】図3に示すように、本実施の形態の液晶表
示素子1においては、ゲストホスト液晶層14を有する
液晶セル10を使用している。液晶セル10の上側には
偏光板や後に説明する偏光分離器等は設けられていな
い。液晶セル10の下側には、拡散板40、偏光分離器
50、カラーフィルタ60および反射板70がこの順に
設けられている。
As shown in FIG. 3, the liquid crystal display element 1 of the present embodiment uses a liquid crystal cell 10 having a guest host liquid crystal layer 14. Above the liquid crystal cell 10, a polarizing plate, a polarization separator described later, and the like are not provided. On the lower side of the liquid crystal cell 10, a diffusion plate 40, a polarization separator 50, a color filter 60, and a reflection plate 70 are provided in this order.

【0023】液晶セル10においては、2枚のガラス基
板11、12とシール部材13とによって構成されるセ
ル内にゲストホスト液晶層14が封入されている。ゲス
トホスト液晶層14においては、母体液晶分子15に二
色性色素16が混合分散されており、水平配向状態にあ
る。
In the liquid crystal cell 10, a guest-host liquid crystal layer 14 is sealed in a cell constituted by two glass substrates 11, 12 and a sealing member 13. In the guest host liquid crystal layer 14, the dichroic dye 16 is mixed and dispersed in the base liquid crystal molecules 15 and is in a horizontal alignment state.

【0024】次に、図2を参照して、本実施の形態の液
晶表示素子1で使用する偏光分離器50を説明する。
Next, the polarization separator 50 used in the liquid crystal display element 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0025】偏光分離器50は、異なる2つの層51
(A層)と52(B層)とが交互に複数層積層された構
造を有している。A層51のX方向の屈折率(nAX)と
Y方向の屈折率(nAY)とは異なる。B層52のX方向
の屈折率(nBX)とY方向の屈折率(nBY)とは等し
い。また、A層51のY方向の屈折率(nAY)とB層5
1のY方向の屈折率(nBY)とは等しい。
The polarization splitter 50 has two different layers 51.
(A layer) and 52 (B layer) have a structure in which a plurality of layers are alternately laminated. The refractive index (nAX) in the X direction of the A layer 51 is different from the refractive index (nAY) in the Y direction. The refractive index (nBX) in the X direction and the refractive index (nBY) in the Y direction of the B layer 52 are equal. Further, the refractive index (nAY) of the A layer 51 in the Y direction and the B layer 5
1 is equal to the refractive index (nBY) in the Y direction.

【0026】従って、この偏光分離器50の上面55に
垂直な方向から偏光分離器50に入射した光のうちY方
向の直線偏光の光はこの偏光分離器50を透過し下面5
6からY方向の直線偏光の光として出射する。また、逆
に偏光分離器50の下面56に垂直な方向から偏光分離
器50に入射した光のうちY方向の直線偏光の光はこの
偏光分離器50を透過し上面56からY方向の直線偏光
の光として出射する。
Accordingly, of the light incident on the polarization separator 50 from a direction perpendicular to the upper surface 55 of the polarization separator 50, linearly polarized light in the Y direction passes through the polarization separator 50 and
6 is emitted as linearly polarized light in the Y direction. Conversely, linearly polarized light in the Y direction among light incident on the polarization separator 50 from a direction perpendicular to the lower surface 56 of the polarization separator 50 passes through the polarization separator 50 and is linearly polarized in the Y direction from the upper surface 56. Out.

【0027】一方、A層51のZ方向における厚みをt
A 、B層52のZ方向における厚みをtB とし、入射光
の波長をλとすると、
On the other hand, the thickness of the A layer 51 in the Z direction is t
Assuming that the thickness of the A and B layers 52 in the Z direction is tB and the wavelength of the incident light is λ,

【0028】[0028]

【数1】 (Equation 1)

【0029】となるようにすることによって、波長λの
光であって偏光分離器50の上面55に垂直な方向から
偏光分離器50に入射した光のうちX方向の直線偏光の
光は、この偏光分離器50によってX方向の直線偏光の
光として反射される。また、波長λの光であって偏光分
離器50の下面56に垂直な方向から偏光分離器50に
入射した光のうちX方向の直線偏光の光は、この偏光分
離器50によってX方向の直線偏光の光として反射され
る。
With this arrangement, the linearly polarized light in the X direction among the light having the wavelength λ and incident on the polarization separator 50 from a direction perpendicular to the upper surface 55 of the polarization separator 50 is The light is reflected by the polarization separator 50 as linearly polarized light in the X direction. Further, among the light having the wavelength λ and incident on the polarization separator 50 from a direction perpendicular to the lower surface 56 of the polarization separator 50, the linearly polarized light in the X direction is converted into a linear light in the X direction by the polarization separator 50. It is reflected as polarized light.

【0030】そして、A層51のZ方向における厚みt
A およびB層52のZ方向における厚みtB を種々変化
させて、可視光の種々の波長範囲にわたって上記式
(1)が成立するようにすることにより、単一色だけで
なく、白色光の広い範囲にわたってX方向の直線偏光の
光をX方向の直線偏光の光として反射し、Y方向の直線
偏光の光をY方向の直線偏光の光として透過させる偏光
分離器が得られる。
The thickness t of the A layer 51 in the Z direction
By varying the thickness tB of the A and B layers 52 in the Z direction so that the above equation (1) is satisfied over various wavelength ranges of visible light, not only a single color but also a wide range of white light can be obtained. A linearly polarized light in the X direction is reflected as linearly polarized light in the X direction, and a linearly polarized light in the Y direction is transmitted as linearly polarized light in the Y direction.

【0031】このような偏光分離器は、国際公開公報
(WO95/17692)に開示されおり、本実施の形
態においても、この公報に開示されている偏光分離器を
使用する。
Such a polarized light separator is disclosed in International Publication No. WO95 / 17692, and the present embodiment also uses the polarized light separator disclosed in this publication.

【0032】次に、図3を参照して、本実施の形態の液
晶表示素子1の動作を説明する。左側を電圧無印加部2
20とし右側を電圧印加部210としている。
Next, the operation of the liquid crystal display element 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. No voltage application part 2 on left side
Reference numeral 20 denotes a voltage application unit on the right side.

【0033】右側の電圧印加部210においては、外光
の自然光が液晶表示素子1に入射すると、その自然光の
うち紙面に垂直な方向の直線偏光成分の光211はゲス
トホスト液晶層14を透過し、その後拡散板40を透過
して偏光分離器50に達し、偏光分離器50によって反
射され、再び拡散板40およびゲストホスト液晶層14
を透過して液晶表示素子1の外部に出射し、観察側に向
かって進む出射光212となる。紙面に平行な方向の直
線偏光成分の光213はゲストホスト液晶層14を透過
し、その後拡散板40を透過して偏光分離器50に達す
る。そして偏光分離器50に達した紙面に平行な方向の
直線偏光の光は偏光分離器50を紙面に平行な方向の直
線偏光の光として透過する。偏光分離器50を透過した
紙面に平行な方向の直線偏光の光の一部はカラーフィル
タ60によって反射され、その後、偏光分離器50を紙
面に平行な方向の直線偏光の光として透過し、その後、
拡散板40およびゲストホスト液晶層14を透過して液
晶表示素子1の外部に出射し、観察側に向かって進む出
射光214となる。また、偏光分離器50を透過した紙
面に平行な方向の直線偏光の光の他の一部はカラーフィ
ルタ60によって吸収されつつカラーフィルタ60を透
過し、反射板70によって反射され、その後、再びカラ
ーフィルタ60によって吸収されつつカラーフィルタ6
0を透過し、その後、偏光分離器50を紙面に平行な方
向の直線偏光の光として透過し、その後拡散板40およ
びゲストホスト液晶層14を透過して液晶表示素子1の
外部に出射し、観察側に向かって進む出射光214とな
る。
In the voltage application section 210 on the right side, when natural light of external light enters the liquid crystal display element 1, of the natural light, light 211 of a linearly polarized component in a direction perpendicular to the paper surface passes through the guest-host liquid crystal layer 14. After that, the light passes through the diffusion plate 40 to reach the polarization separator 50, is reflected by the polarization separator 50, and is again transmitted to the diffusion plate 40 and the guest host liquid crystal layer 14.
, And is emitted to the outside of the liquid crystal display element 1 to be emitted light 212 traveling toward the observation side. The light 213 of the linearly polarized component in the direction parallel to the paper surface passes through the guest-host liquid crystal layer 14, then passes through the diffusion plate 40 and reaches the polarization separator 50. Then, the linearly polarized light reaching the polarization separator 50 in a direction parallel to the paper surface passes through the polarization separator 50 as linearly polarized light in a direction parallel to the paper surface. A part of the linearly polarized light in the direction parallel to the paper surface that has passed through the polarization separator 50 is reflected by the color filter 60, and then transmitted through the polarization separator 50 as linearly polarized light in the direction parallel to the paper surface. ,
The light passes through the diffusion plate 40 and the guest-host liquid crystal layer 14 and is emitted to the outside of the liquid crystal display element 1 to be emitted light 214 traveling toward the observation side. Another part of the linearly polarized light transmitted through the polarization separator 50 in the direction parallel to the paper is transmitted through the color filter 60 while being absorbed by the color filter 60, reflected by the reflection plate 70, and then re-colored. Color filter 6 while being absorbed by filter 60
0, and then passes through the polarization separator 50 as linearly polarized light in a direction parallel to the plane of the paper, and then passes through the diffusion plate 40 and the guest-host liquid crystal layer 14 and exits outside the liquid crystal display element 1. The emitted light 214 travels toward the observation side.

【0034】左側の電圧無印加部220においては、外
光の自然光が液晶表示素子1に入射すると、その自然光
のうち紙面に垂直な方向の直線偏光成分の光221はゲ
ストホスト液晶層14を透過し、その後拡散板40を透
過して偏光分離器50に達し、偏光分離器50によって
反射され、再び拡散板40およびゲストホスト液晶層1
4を透過して液晶表示素子1の外部に出射し、観察側に
向かって進む出射光222となる。紙面に平行な方向の
直線偏光成分の光223はゲストホスト液晶層14の二
色性色素16によって吸収され、二色性色素16の色の
表示となる。
In the left non-voltage application section 220, when natural light of external light enters the liquid crystal display element 1, of the natural light, light 221 of a linearly polarized component in a direction perpendicular to the paper surface passes through the guest-host liquid crystal layer 14. After that, the light passes through the diffusion plate 40 and reaches the polarization separator 50, is reflected by the polarization separator 50, and is again transmitted to the diffusion plate 40 and the guest-host liquid crystal layer 1.
4 and is emitted to the outside of the liquid crystal display element 1 to be emitted light 222 traveling toward the observation side. The light 223 of the linearly polarized component in the direction parallel to the paper surface is absorbed by the dichroic dye 16 of the guest-host liquid crystal layer 14, and the color of the dichroic dye 16 is displayed.

【0035】従って、電圧印加時には、偏光分離器50
によって反射された光に基づく出射光212とカラーフ
ィルタ60によって着色されて出射される出射光214
との両方の光による表示となり、電圧無印加時には偏光
分離器50によって反射された光に基づく出射光222
と二色性色素16によって吸収されて所定の波長成分の
光となった光との両方の光による表示となる。
Therefore, when a voltage is applied, the polarization separator 50
Outgoing light 212 based on the light reflected by the light and outgoing light 214 that is colored and emitted by the color filter 60.
And output light 222 based on the light reflected by the polarization separator 50 when no voltage is applied.
And light that has been absorbed by the dichroic dye 16 and has become light of a predetermined wavelength component.

【0036】このように、電圧印加時、電圧無印加時の
いずれの場合においても、偏光分離器50によって反射
された光に基づく出射光212または222が存在する
ので、明るい表示となる。
As described above, in both the case of applying a voltage and the case of not applying a voltage, since the emitted light 212 or 222 based on the light reflected by the polarization separator 50 exists, a bright display is obtained.

【0037】なお、偏光分離器50とゲストホスト液晶
層14との間には拡散板40を設けているので、偏光分
離器50からの反射光が鏡面状から白色状になる。従っ
て、電圧印加時には、カラーフィルタ60によって着色
された明るいカラー表示が得られ、電圧無印加時には二
色性色素16の色の付いた明るい表示となる。
Since the diffusion plate 40 is provided between the polarization separator 50 and the guest host liquid crystal layer 14, the light reflected from the polarization separator 50 changes from a mirror surface to a white state. Therefore, when a voltage is applied, a bright color display colored by the color filter 60 is obtained, and when no voltage is applied, a bright display with the color of the dichroic dye 16 is obtained.

【0038】また、反射板70を設けているので、カラ
ーフィルタ60によって着色されたカラーの出射光21
4が明るくなる。
Further, since the reflecting plate 70 is provided, the emitted light 21 of the color colored by the color filter 60 is provided.
4 becomes brighter.

【0039】なお、上記においては、ゲストホスト液晶
層14が水平配向の場合を例にとって説明したが、ゲス
トホスト液晶層14が垂直配向の場合には、上記紙面に
平行な方向の直線偏光成分の光は、電圧無印加時にゲス
トホスト液晶層14を透過し、電圧印加時にはゲストホ
スト液晶層14の二色性色素16によって吸収されるよ
うになる点が上記の場合と異なるが、他の点は同様であ
る。
In the above description, the case where the guest-host liquid crystal layer 14 is horizontally oriented has been described as an example. However, when the guest-host liquid crystal layer 14 is vertically oriented, the linear polarization component Light is transmitted through the guest-host liquid crystal layer 14 when no voltage is applied, and is absorbed by the dichroic dye 16 of the guest-host liquid crystal layer 14 when a voltage is applied. The same is true.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、明るい表示が得られる
液晶表示素子およびそれを組み込んだ電子機器が提供さ
れる。
According to the present invention, there are provided a liquid crystal display device capable of obtaining a bright display and an electronic device incorporating the same.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の液晶表示素子および携
帯電話を説明するための概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating a liquid crystal display device and a mobile phone according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態の液晶表示素子で使用す
る偏光分離器を説明するための概略斜視図である。
FIG. 2 is a schematic perspective view for explaining a polarization separator used in the liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態の液晶表示素子を説明す
るための概略分解断面図である。
FIG. 3 is a schematic exploded cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…液晶表示素子 2…携帯電話 3…透明カバー 4…携帯電話本体ケース 10…液晶セル 11、12…ガラス基板 14…ゲストホスト液晶層 15…母体液晶分子 16…二色性色素 40…拡散板 50…偏光分離器 60…カラーフィルタ 70…反射板 210…電圧印加部 211、213、221、223…入射光 212、214、222…出射光 220…電圧無印加部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display element 2 ... Cellular phone 3 ... Transparent cover 4 ... Cellular phone main body case 10 ... Liquid crystal cell 11, 12 ... Glass substrate 14 ... Guest host liquid crystal layer 15 ... Base liquid crystal molecule 16 ... Dichroic dye 40 ... Diffusion plate Reference Signs List 50: polarization separator 60: color filter 70: reflector 210: voltage application unit 211, 213, 221, 223 ... incident light 212, 214, 222 ... output light 220: voltage non-application unit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ゲストホスト液晶層と、 前記ゲストホスト液晶層の一方の側に配置された偏光分
離手段であって、前記ゲストホスト液晶層側から入射し
た光のうち第1の所定の方向の直線偏光成分を前記ゲス
トホスト液晶層と反対側に透過させ、前記第1の所定の
方向と直交する第2の所定の方向の直線偏光成分を前記
ゲストホスト液晶層側に反射し、前記ゲストホスト液晶
層と反対側から入射した光に対して前記ゲストホスト液
晶層側に前記第1の所定の方向の直線偏光を出射可能な
前記偏光分離手段と、 前記偏光分離手段に対して前記ゲストホスト液晶層と反
対側に配置された光学素子であって、前記偏光分離手段
側からの光に対して所定の光を前記偏光分離手段に向か
って出射する前記光学素子と、 を備えることを特徴とする液晶表示素子。
1. A guest-host liquid crystal layer, comprising: a polarization separation unit disposed on one side of the guest-host liquid crystal layer; Transmitting a linearly polarized light component to a side opposite to the guest host liquid crystal layer and reflecting a linearly polarized light component in a second predetermined direction orthogonal to the first predetermined direction toward the guest host liquid crystal layer; The polarization separating means capable of emitting linearly polarized light in the first predetermined direction to the guest host liquid crystal layer side with respect to light incident from the side opposite to the liquid crystal layer; and the guest host liquid crystal with respect to the polarization separating means. An optical element arranged on the side opposite to the layer, wherein the optical element emits predetermined light toward the polarization separation unit with respect to light from the polarization separation unit side. LCD display Child.
【請求項2】前記偏光分離手段が、前記ゲストホスト液
晶層側から入射した光のうち前記第1の所定の方向の直
線偏光成分を前記第1の所定の方向の直線偏光として前
記ゲストホスト液晶層と反対側に透過させ、前記第1の
所定の方向と直交する前記第2の所定の方向の直線偏光
成分を前記第2の所定の方向の直線偏光として前記ゲス
トホスト液晶層側に反射し、前記ゲストホスト液晶層と
反対側から入射した光のうち前記第1の所定の方向の直
線偏光成分を前記第1の所定の方向の直線偏光として前
記ゲストホスト液晶層側に出射させ、前記第2の所定の
方向の直線偏光成分を前記第2の所定の方向の直線偏光
として前記ゲストホスト液晶層と反対側に反射する偏光
分離手段であることを特徴とする請求項1記載の液晶表
示素子。
2. The guest-host liquid crystal device according to claim 1, wherein said polarization separation means converts the linearly polarized light component in the first predetermined direction of the light incident from the guest-host liquid crystal layer side into the first predetermined direction as linearly polarized light. And transmitting the linearly polarized light component in the second predetermined direction perpendicular to the first predetermined direction to the guest host liquid crystal layer side as linearly polarized light in the second predetermined direction. Emitting the linearly polarized light component in the first predetermined direction from the light incident from the side opposite to the guest host liquid crystal layer to the guest host liquid crystal layer side as linearly polarized light in the first predetermined direction; 2. A liquid crystal display element according to claim 1, wherein said polarization separation means reflects the linearly polarized light component in the second predetermined direction as the linearly polarized light in the second predetermined direction to the side opposite to the guest host liquid crystal layer. .
【請求項3】前記偏光分離手段が、複数の層が互いに密
着して積層された積層体であって、前記複数の層の屈折
率が、互いに隣接する層相互間で、第3の所定の方向に
おいては等しく、前記第3の所定の方向と直交する第4
の所定の方向においては異なる前記積層体であることを
特徴とする請求項1または2記載の液晶表示素子。
3. The polarized light separating means according to claim 1, wherein said polarized light separating means is a laminated body in which a plurality of layers are laminated in close contact with each other, and said plurality of layers have a refractive index of a third predetermined value between adjacent layers. A fourth direction which is equal in the direction and is orthogonal to the third predetermined direction.
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the laminates are different in a predetermined direction.
【請求項4】前記ゲストホスト液晶層は、電圧印加時も
しくは電圧無印加時において、前記ゲストホスト液晶層
の第1の側から入射した光に対して前記第1の側と対向
する第2の側から第5の所定の方向の直線偏光を出射可
能であり前記第2の側から入射した光に対して前記第1
の側より前記第5の所定の方向の直線偏光を出射可能で
あると共に、前記第5の所定の方向と直交する第6の所
定の方向の直線偏光の光を吸収可能な前記ゲストホスト
液晶層であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
かに記載の液晶表示素子。
4. The guest-host liquid crystal layer has a second surface facing the first side with respect to light incident from the first side of the guest-host liquid crystal layer when a voltage is applied or no voltage is applied. From the second side, and emits linearly polarized light in a fifth predetermined direction.
The guest-host liquid crystal layer capable of emitting linearly polarized light in the fifth predetermined direction from the side and absorbing linearly polarized light in a sixth predetermined direction orthogonal to the fifth predetermined direction. The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, wherein
【請求項5】前記光学素子が、カラーフィルタであるこ
とを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の液晶
表示素子。
5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said optical element is a color filter.
【請求項6】前記光学素子に対して前記偏光分離手段と
反対側に配置された反射手段をさらに備えることを特徴
とする請求項1乃至5のいずれかに記載の液晶表示素
子。
6. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a reflection unit disposed on a side opposite to the polarization separation unit with respect to the optical element.
【請求項7】光拡散手段をさらに備えることを特徴とす
る請求項1乃至6のいずれかに記載の液晶表示素子。
7. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a light diffusing means.
【請求項8】請求項1乃至7のいずれかに記載の液晶表
示素子を組み込んだことを特徴とする電子機器。
8. An electronic apparatus incorporating the liquid crystal display element according to claim 1.
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