JPH1144879A

JPH1144879A - 表示装置及び電子機器

Info

Publication number: JPH1144879A
Application number: JP9200647A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Yamazaki; 克則山崎; Tsuyoshi Maeda; 強前田; Akira Inoue; 明井上; Yutaka Ozawa; 裕小澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】偏光分離器１０２を透過した直線偏光が、反射
等で戻って、コントラストが低下するのを防止する。【解決手段】直線偏光を円偏光に変換する光学素子１０
３を、偏光分離器１０２の下に配置し、偏光分離器１０
２を透過した直線偏光が、反射等で戻ってくる時、光学
素子１０３を２度透過させることで直線偏光の方向を９
０°変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶素子に関し、特
に反射型と半透過反射型液晶表示装置に関する。更に液
晶表示装置、そしてこれを用いた電子機器に関する。

【０００２】

【背景技術】従来のＴＮ(Twisted Nematic)液晶やＳＴ
Ｎ(Super-Twisted Nematic)液晶等の偏光軸を可変な透
過偏光軸可変光学素子を利用した表示装置においては、
この透過偏光軸可変光学素子を２枚の偏光板で挟んだ構
造を採用していたので、光の利用効率が悪く、特にこの
偏光板の一方の外側にアルミ等の反射板を置いて、反射
型表示装置とすると暗い表示となり問題となっていた。

【０００３】これは、反射板がある方(以後、これを背
面と言い、反対側を前面と言う。)の偏光板を透過する光
のうち、この偏光板の透過軸の方向成分の光について
も、透過する際に少なからず光が吸収され、反射率が10
0%でないアルミ等の反射板で反射され、再びこの偏光板
で光が吸収される為に暗くなる。

【０００４】また、アルミ等の反射板の代わりに、ある
程度光を透過させそしてある程度光を反射する半透過反
射板を用い、この背面に光源を設けた半透過反射型表示
装置構造では、半透過反射板の反射率が更に悪くなり、
光源を消した状態で、前面からの外光を利用した反射型
液晶表示装置として見た時に表示が更に暗くなる。ま
た、光源をつけた状態で、透過型表示装置として見た時
は、半透過反射板で光源の光が吸収されるので、これも
また暗い表示となる。

【０００５】これを解決する為に、背面の偏光板と反射
板あるいは半透過反射板の代わりに、入射された光のう
ち、所定の方向の偏光成分の光だけを直線偏光として透
過し、この方向と直交する方向の偏光成分の光を反射す
る偏光分離器を用いる方法がある。このような偏光分離
器として、(１／４)波長板とコレステリック液晶層を組
み合わせた偏光分離器や国際公開された国際出願(国際
出願の番号：ＷＯ９５／２７８１９及びＷＯ９５／１７
６９２)に開示された偏光分離器等がある。

【０００６】このような光分離器を用いることによっ
て、不要に光を吸収する部材がなくなり、明るい表示が
なされる。

【０００７】ここで、透過偏光軸可変光学素子から入射
して偏光分離器を透過した光が、(なんらかの理由で)反
射して再び偏光分離器を透過し透過偏光軸可変光学素子
へ向かうと表示のコントラストが低減してしまうので、
これを防止する為に、偏光分離器の背面に光を吸収する
部材(以後、吸収層と言う。)を設けて、偏光分離器を透
過してきた光を吸収させる。そして、半透過反射型表示
装置にする場合には、偏光分離器と吸収層の間に光源を
設ける。以上のような構成が考えられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成においても、吸収層での反射を全く０にするの
は難しく、コントラストの低下が少なからず発生する。

【０００９】これを図５を用いて説明する。

【００１０】図５は従来技術の反射型表示装置の概略断
面図である。

【００１１】図で、破線で囲んだ５００が従来技術の反
射型表示装置である。

【００１２】５０１は偏光板である。

【００１３】５０２はＴＮ液晶素子による透過偏光軸可
変光学素子で、一対の基板５０２ａ、５０２ｂで、液晶
層５０２ｃ、５０２ｄを挟持する構造となっている。そ
して左の液晶層５０２ｃは、これに電圧が印加していな
い状態を示し、入射した直線偏光の方向を約９０°捻っ
て出射し、右の液晶層５０２ｄは、これに電圧が印加し
ている状態を示し、入射した直線偏光の方向を殆ど捻る
ことなく出射する。

【００１４】５０３は偏光分離器で、ここでは、国際公
開された国際出願(国際出願の番号：ＷＯ９５／２７８
１９及びＷＯ９５／１７６９２)に開示された偏光分離
器を用いている。そして、ここでは紙面に垂直な方向の
直線偏光を反射し、平行な方向の直線偏光を透過するも
のとなっており、そのように配置されている。

【００１５】５０４は吸収層で、黒い部材を用いてい
る。

【００１６】以上の構成となっている。

【００１７】また、５０５は、前面(図では上)からの外
光の、表示装置５００の左側の液晶層１０１ｃ(電圧が
印加していない部分)の光路を示し、１０７は、表示装
置１００の右側の液晶層１０１ｄ(電圧が印加してる部
分)の光路を示す。そして、光路上の、左右に矢印のつ
いた記号は紙面に平行な直線偏光を示し、○に×を重ね
た記号は紙面に垂直な直線偏光を示す。

【００１８】ここで、まず光路５０５について説明す
る。

【００１９】外光は、偏光板５０１によって、紙面に平
行な直線偏光になる。

【００２０】そして、液晶層５０１ｃによって偏光方向
が約９０°捻られて紙面に垂直な直線偏光となる。

【００２１】すると、紙面に垂直な直線偏光なので偏光
分離器５０３で反射される。

【００２２】反射された光は、再び液晶層５０２ｃによ
って偏光方向が約９０°捻られて紙面に平行な直線偏光
となる。

【００２３】すると、紙面に平行な直線偏光なので偏光
板５０１を透過する。

【００２４】以上のように、外光は反射され戻ってくる
ので、明るくなる。即ち、白表示となる。

【００２５】次に、光路５０６について説明する。

【００２６】外光は、偏光板５０１によって、紙面に平
行な直線偏光になる。

【００２７】そして、液晶層５０２ｄによって偏光方向
が殆ど捻られずに紙面に平行な直線偏光のままとなる。

【００２８】すると、紙面に平行な直線偏光なので偏光
分離器５０３を透過する。

【００２９】この透過した光の殆どは、吸収層５０４に
吸収される。

【００３０】以上のように、外光は戻ってこれず、暗く
なる。即ち、黒表示となる。

【００３１】但し、これは吸収層での光の反射がない場
合である。即ち、吸収層５０４で光が総て吸収されず、
一部が反射すると、この光は偏光分離器５０３、液晶層
５０２ｄを透過し、偏光板５０１を透過して戻ってきて
しまう。

【００３２】例えば、吸収層５０４での反射率が１０％
であるとすると、他の構成の光学特性が理想的であった
としても、白表示の明るさを１００％とした時に、黒表
示部分の明るさは１０％となり、コントラストは１０と
なってしまう。

【００３３】よって、吸収層５０４の反射率を出来るだ
け下げる必要があり、反射率の低い材質や構造を要する
ことになり、特別な材質、構造となってコストが上昇す
る。

【００３４】一方、半透過反射型液晶表示装置を考える
と、反射型液晶表示装置として用いる場合には、無論、
吸収層での反射が少ない程良いが、すると透過型液晶表
示装置として用いる場合に、光源の光も吸収層で吸収さ
れやすくなり光量が減り、表示が暗くなってしまう。言
い換えれば、より光源の明るさを増す必要があり、光源
の大きさが大きくなり、消費電力も増大する。

【００３５】本発明は係る問題を鑑みてなされたもので
ある。

【００３６】即ち、本発明の目的は、反射型表示装置
で、コントラストを落とさず、明るい表示が得られる表
示装置を提供することにある。

【００３７】また、本発明の他の目的は、半透過反射型
表示装置で、反射型表示装置として用いた時と透過型表
示装置として用いた時のそれぞれでコントラストを落と
さず、明るい表示が得られる表示装置を提供することに
ある。

【００３８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
表示装置は、透過軸を可変な透過偏光軸可変手段と前記
透過偏光軸可変手段の一方の側に配置された第１の偏光
分離手段と前記偏光分離手段に対して前記透過偏光軸可
変手段と反対側に配置された第１の光学素子を備える表
示装置であって、前記第１の偏光分離手段が前記透過偏
光軸可変手段側から入射した光のうち、第１の所定の方
向の直線偏光成分を前記第１の光学素子側に透過させ、
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
線偏光成分を前記透過偏光軸可変手段側に反射し、前記
第１の光学素子側から入射した光のうち前記第の所定の
方向の偏光成分を透過せず、前記第１の光学素子側から
入射した光に対して前記透過偏光軸可変手段側に前記第
１の所定の方向の直線偏光を出射可能な偏光分離手段で
あり、前記第１の光学素子が、入射した直線偏光をほぼ
円偏光に変換して出射する光学素子であることを特徴と
する。

【００３９】このようにすると、前記第１の光学素子が
出射する円偏光がなんらかの理由で、例えば表示装置を
支持する筐体を構成する部材に反射して、再び第１の光
学素子に入射したとしても、この円偏光は逆に第２の所
定の方向の直線偏光となり、前記第１の偏光分離器を透
過出来ず、コントラストの低下が防げる。

【００４０】請求項２記載の本発明の表示装置は、請求
項１記載の表示装置において、第２の光学素子を具備
し、該第２の光学素子が前記第１の光学素子に対して偏
光分離手段と反対側に配置され、該第２の光学素子が前
記第１の光学素子側から入射した光を吸収する光学素子
であることを特徴とする。

【００４１】このようにすると、前記第１の光学素子が
出射する円偏光が殆ど吸収され、再び第１の光学素子に
入射する光量が減少する。よって更に良く、コントラス
ト低下が防げる。

【００４２】請求項３記載の本発明の表示装置は、請求
項１記載の表示装置において、光源を具備し、該光源が
前記第１の光学素子に対して前記第１の偏光分離手段と
反対側に配置されたことを特徴とする。

【００４３】このようにすると、前記光源の光は無偏光
なので、この光は第１の光学素子の影響を受けずに、前
記第１の偏光分離器に到達し、透過型表示装置として明
るい表示が出来る。

【００４４】請求項４記載の本発明の表示装置は、請求
項３記載の表示装置において、第３の光学素子を具備
し、該第３の光学素子が前記光源に対して前記第１光学
素子と反対側に配置され、前記第３の光学素子が前記第
１光学素子側から入射した光を反射する光学素子である
ことを特徴とする。

【００４５】このようにすると、前記光源の光が、第３
の光学素子で反射され、第１の光学素子側に出射され、
より多くの光量が前記第１の偏光分離器に到達し、透過
型表示装置として、より明るい透過型表示が出来る。

【００４６】請求項５記載の本発明の表示装置は、請求
項１ないし４記載の表示装置において、第２の偏光分離
手段を具備し、該第２の偏光分離手段が前記透過偏光軸
可変手段に対して、前記第１のの偏光分離手段と反対側
に配置され、前記第２の偏光分離手段が、前記透過偏光
軸可変手段に対して前記第１の偏光分離手段と反対側か
ら入射した光のうち第３の所定の方向の直線偏光成分を
前記透過偏光軸可変手段側に直線偏光として透過させ、
前記透過偏光軸可変手段に対して前記第１の偏光分離手
段と反対側から入射した光のうち第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を前記透過偏光
軸可変手段側に透過させず、前記透過偏光軸可変手段に
対して前記第１の偏光分離手段側から入射した光のうち
前記第３の所定の方向の直線偏光成分を前記第１の偏光
分離手段と反対側に直線偏光として透過させ、前記透過
偏光軸可変手段に対して前記第１の偏光分離手段側から
入射した光のうち前記第４の所定の直線偏光成分を前記
第１の偏光分離手段と反対側に透過させない偏光分離手
段であることを特徴とする。

【００４７】このようにすると、自然光の下で表示装置
の表示を直視することが出来る。

【００４８】請求項６記載の本発明の表示装置は、請求
項１ないし５記載の表示装置において、前記透過偏光軸
可変手段が液晶素子であることを特徴とする。

【００４９】このようにすると、安価で制御が容易な前
記透過偏光軸可変手段を得ることが出来る。

【００５０】請求項７記載の本発明の表示装置は、請求
項６記載の表示装置において、前記透過偏光軸可変手段
がＴＮ液晶素子、ＳＴＮ液晶素子、Ｆ−ＳＴＮ液晶素子
またはＥＣＢ液晶素子であることを特徴とする。

【００５１】このようにすると、安価で制御が容易であ
って、より好ましい応答速度、コントラストとなる前記
透過偏光軸可変手段を得ることが出来る。

【００５２】請求項８記載の本発明の表示装置は、請求
項５記載の表示装置において、前記第２の偏光分離手段
が偏光板であることを特徴とする。

【００５３】このようにすると、安価な第２の偏光分離
手段を得ることが出来る。

【００５４】請求項９記載の本発明の表示装置は、請求
項１ないし８記載の液晶素子において、前記第１の光学
素子が、ｍを０を含む整数とした時に、{(２×ｍ＋１)/
４}波長板であることを特徴とする。

【００５５】このようにすると、安価な第１の光学素子
を得ることが出来る。

【００５６】請求項１０記載の本発明の表示装置は、請
求項１ないし９記載の表示装置を表示部材として具備し
ていることを特徴とする。

【００５７】このようにすると、請求項１ないし９記載
の表示装置が、反射型表示装置として、あるいは透過型
表示装置として、常に明るくコントラストの低下もなく
なっているので、視認性の高い表示装置が提供出来、特
に透過型表示装置として、光源をつける場合に、不必要
に光源の明るさを上げる必要が無く、よって光源の消費
電力を低減出来る。

【００５８】請求項１１記載の本発明の電子機器は請求
項１０記載の表示装置を表示手段として具備しているこ
とを特徴とする。

【００５９】このようにすると、電子機器の表示部が明
るくコントラストの高い、高品質な画質が得られる。よ
って電子機器としての品質も高められる。更に、光源の
消費電力が減らせるので、特に電池駆動の電子機器で
は、電池寿命が延びる。

【００６０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。

【００６１】〔実施例１〕図１は本実施例の表示装置の
概略断面図で、特に反射型表示装置に関するものであ
る。

【００６２】図で、破線で囲んだ１００が本実施例の表
示装置である。

【００６３】１０１は透過偏光軸可変光学素子で、本実
施例では、ＴＮ液晶素子を用いている。

【００６４】ここで、透過偏光軸可変光学素子１０１
は、一対の基板１０１ａ、１０１ｂで、液晶層１０１
ｃ、１０１ｄを挟持する構造となっている。そして左の
液晶層１０１ｃは、これに電圧が印加していない状態を
示し、入射した直線偏光の方向を約９０°捻って出射
し、右の液晶層１０１ｄは、これに電圧が印加している
状態を示し、入射した直線偏光の方向を殆ど捻ることな
く出射する。

【００６５】１０２は偏光分離器で、本実施例では、国
際公開された国際出願(国際出願の番号：ＷＯ９５／２
７８１９及びＷＯ９５／１７６９２)に開示された偏光
分離器を用いている。この偏光分離器１０２は、(１／
４)波長板とコレステリック液晶層を組み合わせたも
の、多層膜を積層したフィルム(ＵＳＰ４,９７４,２１
９)、ブリュースタの角度を利用して反射偏光と透過偏
光とに分離するもの(ＳＩＤ９２ＤＩＧＥＳＴ第４
２７頁乃至第４２９頁)、ホログラムを利用するもので
あっても良い。

【００６６】なお、ここでは偏光分離器１０２が、紙面
に垂直な方向の直線偏光を反射し、平行な方向の直線偏
光を透過するものとなっており、そのように配置されて
いる。

【００６７】１０３は、直線偏光をほぼ円偏光に変換す
る光学素子で、本実施例では、(１／４)波長板を用い、
この(１／４)波長板の遅相軸と偏光分離器１０２の透過
する直線偏光の方向とがなす角度が約４５°となるよう
に配置されている。

【００６８】１０４は偏光分離器で、本実施例では偏光
板を用いている。

【００６９】なお、外光(図では上からの光)を偏光と
し、表示装置から離れた所にある偏光板を介して表示装
置を見るような場合、例えば、機密保持等で偏光板を用
いた眼鏡をした人のみに表示が見えるようにしたい場合
には、この偏光分離器１０４は不要である。

【００７０】なお偏光分離器１０４は、ある方向の直線
偏光を透過しこの方向と直交する方向の直線偏光を吸収
する光学特性を持っていれば良く、例えば、透明部材上
に細かい金属線を平行に細かく配置(パターンニング)し
たようなものでも良い。

【００７１】しかし本実施例で用いているように、偏光
分離器１０４として偏光板を用いることが、その製造の
容易さから好ましい。

【００７２】表示装置１００は以上の構成となってい
る。

【００７３】また、１０６は、外光の、表示装置１００
の左側の液晶層１０１ｃ(電圧が印加していない部分)で
の光路を示し、１０７は、表示装置１００の右側の液晶
層１０１ｄ(電圧が印加している部分)での光路を示す。
そして、光路上の、左右に矢印のついた記号は紙面に平
行な直線偏光を示し、○に×を重ねた記号は紙面に平行
な直線偏光を示し、楕円に矢印を付した記号は円偏光を
示す。

【００７４】更に、図の１０５は、表示装置１００を支
持する筐体の一部を示す。

【００７５】即ち、表示装置１００の背面(図では、下
側。)の無限遠まで物体が何も無いことはありえず、ここ
では、物体の代表として筐体１０５を挙げてある。

【００７６】ここで、まず光路１０６について説明す
る。

【００７７】外光は、偏光分離器１０４によって、紙面
に平行な直線偏光になる。

【００７８】そして、液晶層１０１ｃによって偏光方向
が約９０°捻られて紙面に垂直な直線偏光となる。

【００７９】すると、紙面に垂直な直線偏光なので偏光
分離器１０２で反射される。

【００８０】反射された光は、再び液晶層１０１ｃによ
って偏光方向が約９０°捻られて紙面に平行な直線偏光
となる。

【００８１】すると、紙面に平行な直線偏光なので偏光
分離器１０４を透過する。

【００８２】以上のように、外光は反射され戻ってくる
ので、明るくなる。即ち、白表示となる。

【００８３】次に、光路１０７について説明する。

【００８４】外光は、偏光分離器１０４によって、紙面
に平行な直線偏光になる。

【００８５】そして、液晶層１０１ｄによって偏光方向
が殆ど捻られずに紙面に平行な直線偏光のままとなる。

【００８６】すると、紙面に平行な直線偏光なので偏光
分離器１０２を透過する。

【００８７】この光は、光学素子１０３、即ち(１／４)
波長板によって、円偏光となる。

【００８８】そして、筐体１０５等によって、この光の
少なくとも一部が反射され、光学素子１０３に達する。

【００８９】すると今度は、この円偏光が、光学素子１
０３によって、直線偏光となる。

【００９０】しかし、この直線偏光の方向は紙面に垂直
である。

【００９１】よって、この光は偏光分離器１０２を透過
出来ず、反射される。

【００９２】以上のように、外光は戻ってこれず、暗く
なる。即ち、黒表示となる。

【００９３】本実施例の表示装置は、以上の構成と動作
をする。

【００９４】即ち、偏光分離器１０２の背面に直線偏光
を円偏光に変換する光学素子、例えば(１／４)波長板、
を設けることによって、偏光分離器１０２から出射した
光が、反射等で、再び偏光分離器１０２に入射・透過す
るのが防げる。

【００９５】よって、外光を確実に戻さなくなり、より
暗い黒表示が出来、表示のコントラストが向上する。

【００９６】〔実施例２〕実施例１で述べたように、筐
体１０５等によって反射された一部の光は、光学素子１
０３を介して偏光分離器１０２に達する光は反射され
る。

【００９７】ところで、この反射した光は、光学素子１
０３を透過するが、これによって、円偏光になり、更
に、この光の一部は筐体１０５等によって再び反射され
る。

【００９８】よって、再び光学素子１０３によって、直
線偏光になって、偏光分離器１０２に達する。

【００９９】ところで今度は、この直線偏光の方向が紙
面に平行となり、偏光分離器１０２に入射・透過する。
即ち、二度、筐体１０５等によって反射された光(以
後、二次反射光と言う。)は偏光分離器１０２と透過偏光
軸偏光手段１０１と偏光分離器１０４を透過し前面に戻
る。

【０１００】よって、筐体１０５等が光沢のある金属等
で形成されていると、二次反射光の光量が無視出来なく
なり、コントラストが低下する。

【０１０１】ここで、筐体１０５等の反射率をある程度
低下させれば良い。

【０１０２】図２は本実施例の表示装置の概略断面図で
ある。

【０１０３】図で、破線で囲んだ２００が本実施例の表
示装置である。

【０１０４】図２で、２０１以外の構成は、図１と同じ
で同一番号を付して説明を省略する。

【０１０５】図２で、２０１は、光を吸収する光学素子
で、黒または暗い非光沢材料で出来た部材で、また筐体
１０５等に黒または暗い非光沢材料を塗布したものでも
構わない。

【０１０６】以上の構成となっているので、筐体１０５
等による二次反射光の光量は僅かなものとなり、コント
ラストが向上する。

【０１０７】ここで、光学素子２０１の光を吸収する性
能としては、それほど大きな性能を要しない。即ち、反
射率を例えば１０％未満とすれば、二次反射光の光量の
割合はその自乗で決まり、この場合１％未満となるから
である。

【０１０８】〔実施例３〕図３は本実施例の表示装置の
概略断面図で、特に半透過反射型表示装置に関するもの
である。

【０１０９】図で、破線で囲んだ３００が本実施例の表
示装置である。

【０１１０】図３で、３０１、３０２、３０３以外は、
図１と同じで同一番号を付して説明を省略する。

【０１１１】図３で、３０１は光源で、ここでは白熱電
球を例としてあるが、冷陰極管、熱陰極管、ＥＬ、ＬＥ
Ｄ等の他の種類の光源で構成しても構わない。

【０１１２】本実施例の構成は以上の構成となってい
る。

【０１１３】図３で、光源３０１が発光していない場
合、即ち、外光で表示装置を見る反射型表示装置として
表示する場合は、実施例１と同じで説明を省略する。

【０１１４】ここで、光源３０１が発光している時、即
ち、透過型表示装置として表示する場合を説明する。

【０１１５】３０２は、光源３０１の光の、表示装置１
００の左側の液晶層１０１ｃ(電圧が印加していない部
分)での光路を示し、３０３は、表示装置１００の右側
の液晶層１０１ｄ(電圧が印加してる部分)での光路を示
す。

【０１１６】まず、光源３０１の光は、光学素子１０
３、即ち(１／４)波長板、を通過するが、光源３０１の
光は無偏光なので、なんら影響されず透過する。

【０１１７】そして、この光は、偏光分離器１０２によ
って、紙面に平行な方向の直線偏光になる。ここまでの
光路は光路３０２、３０３ともに同じである。

【０１１８】ここで、光路３０２について説明する。

【０１１９】紙面に平行な方向の直線偏光が液晶層１０
１ｃによって偏光方向が約９０°捻られて紙面に垂直な
直線偏光となる。

【０１２０】すると、紙面に垂直な直線偏光なので偏光
分離器１０４で吸収される。

【０１２１】従って、光源３０１の光は前面には出て来
ないから、暗くなる。即ち、黒表示となる。

【０１２２】次に、光路３０３について説明する。

【０１２３】紙面に平行な方向の直線偏光が液晶層１０
１ｄによって偏光方向が殆ど捻られずに、紙面に平行な
直線偏光のままとなる。

【０１２４】すると、紙面に平行な直線偏光なので偏光
分離器１０４を透過する。

【０１２５】従って、光源３０１の光は前面には出て来
て、明るくなる。即ち、白表示となる。

【０１２６】本実施例の構成と動作は以上のようにな
る。

【０１２７】よって、反射型表示装置として表示する際
には、実施例１と同様に光学素子１０３により、高いコ
ントラストが得られる。

【０１２８】一方、透過型表示装置として表示する際に
は、光源３０１の光は、光学素子１０３の影響を受けな
い。即ち、暗くならず、表示が明るくなる。

【０１２９】以上のように、光学素子１０３を設けるこ
とによって、半透過反射型表示装置の場合に、反射型表
示装置として高いコントラストを得ながら、透過型表示
装置としても明るい表示が出来る。従って、不必要に光
源を明るくする必要が無くなる。

【０１３０】〔実施例４〕実施例１で述べたように、偏
光分離器１０２の背面に光学素子１０３を設けることに
よって、特段、偏光分離器１０２を通過した光を吸収す
る層を設けなくとも、高いコントラストが得られる。

【０１３１】ところで、図３の光源３０１の光を有効に
前面に照射するには、光源３０１の光を前面方向に反射
する部材があった方が良い。

【０１３２】図４は本実施例の表示装置の概略断面図
で、特に半透過反射型表示装置に関するものである。

【０１３３】図で、破線で囲んだ４００が本実施例の表
示装置である。

【０１３４】図で、４０１、４０１ａ、４０１ｂ、４０
２以外の構成は、図３と同じで同一番号を付して説明を
省略する。

【０１３５】図で、４０１は光源で、４０１ａと４０１
ｂで構成されいる。ここで、４０１ａは冷陰極管または
熱陰極管で、ここでは紙面と垂直方向に、冷陰極管また
は熱陰極管の長手方向が向いている。４０１ｂは、導光
体で、例えばアクリル板等の透明部材でできており、透
明部材内あるいは表面の所々に光を拡散する、材料が含
まれ、または形状となっている。

【０１３６】４０２は光学素子で、光を反射する明るい
部材で形成されている。

【０１３７】本実施例の構成は以上の構成となってい
る。

【０１３８】ここで、冷陰極管または熱陰極管が点灯し
ている時、この光が導光体４０１ｂに導かれ、途中で散
乱を受け、前面側(図では上側)に光を照射する。しか
し、その一部は背面側(図では下側)にも光が照射され
る。

【０１３９】ここで、導光体４０１ｂの背面に、光学素
子４０２、言い換えれば反射板があり、これによって導
光体４０１ｂが背面側に照射した光を反射し、前面側に
照射する。即ち、冷陰極管または熱陰極管の光が前面に
有効的に照射されることになる。よって、実施例３と同
様の効果を得る共に、更に光源の電力を更に低減するこ
とが出来る。

【０１４０】以上、実施例１〜４で、本発明の表示装置
について説明した。

【０１４１】実施例１〜４では、黒表示と白表示のみに
ついて説明したが、これらの実施例の表示装置で中間調
表示を行なえることや、これらの実施例の表示装置をカ
ラー表示装置に適用できるのは当然である。

【０１４２】更に、透過偏光軸可変光学素子として、Ｔ
Ｎ液晶素子を用いて説明したが、これに限るものではな
く、ＳＴＮ液晶素子、ＥＣＢ液晶素子等を用いることも
出来る。特にＳＴＮ液晶素子では高コントラストが得ら
れ易く、更にＦ−ＳＴＮ液晶素子等の色補償用光学異方
体を用いるＳＴＮ液晶素子が好ましく用いられる。そし
て、透過偏光軸可変光学素子として、制御が容易で安価
な液晶素子が適しているが、これに限るものではなく、
必要に応じて例えば強誘電体磁器ＰＬＺＴ等を用いても
良い。

【０１４３】また更に、これらの実施例では、直線偏光
を円偏光に変換する光学素子として、(１／４)波長板を
用いているが、例えば、複数の(１／８)波長板をそれぞ
れの遅相軸をずらして積層したものを用いても良い。こ
のようにすると、可視光のうちの広い波長に渡って直線
偏光をほぼ円偏光に変換できる。また、無論、ｍを０を
含む整数とした時に、{(２×ｍ＋１)／４}波長板でも良
い。

【０１４４】〔実施例５〕本実施例は請求項１０の本発
明の表示装置にかかるものである。

【０１４５】表示装置に、実施例１から４で説明した表
示装置を表示部材として用いることによって、明るくし
かもコントラストの高い表示を行う高品質な表示装置を
提供することが出来る。そして、特に半透過反射型表示
装置として用いる場合には、光源を不必要に明るくする
必要が無くなるので、光源を小さいものに出来て表示装
置の小型化が可能となり、無論、消費電力を低減した液
晶装置が提供出来る。

【０１４６】〔実施例６〕本実施例は請求項１１記載の
本発明の電子機器にかかる実施例である。実施例４で述
べた液晶装置は、明るくしかもコントラストの高い表示
を行う。また、小型、低消費電力である。

【０１４７】よって、自然光等の外光下で使用されるこ
との多い、携帯電話機をはじめとする携帯情報機器等の
表示手段として最適である。

【０１４８】例えば、携帯電話機の表示部として用いた
場合、やや薄暗い外光下で反射型表示装置として表示さ
せても、連絡先の電話番号メッセージ表示等が容易に読
み取ることが出来、電話のかけ間違い等が防止出来る。

【０１４９】また、全く暗い所でも、半透過反射型表示
装置で透過型表示装置として表示すれば、即ち光源を点
灯すれば、明るく見易い。この時、光源の電力は小さく
て済むので、これによる電池寿命はあまり短くならな
い。

【０１５０】

【発明の効果】請求項１記載の本発明の表示装置によれ
ば、第１の光学素子が出射する円偏光がなんらかの理由
で、例えば表示装置を構成する部材に反射して、再び第
１の光学素子に入射したとしても、この円偏光は逆に第
２の所定の方向の直線偏光となり、第１の偏光分離器を
透過出来ず、コントラストの低下が防げる。

【０１５１】請求項２記載の本発明の表示装置によれ
ば、第１の光学素子が出射する円偏光が殆ど吸収され、
再び第１の光学素子に入射する光量が減少する。よって
更に良く、コントラストの低下が防げる。

【０１５２】請求項３記載の本発明の表示装置によれ
ば、光源の光は無偏光なので、この光は第１の光学素子
の影響を受けずに、第１の偏光分離器に到達し、明るい
透過型表示が出来る。

【０１５３】請求項４記載の本発明の表示装置によれ
ば、光源の光が、第３の光学素子で反射され、第１の光
学素子側に出射され、より多くの光量が第１の偏光分離
器に到達し、より明るい透過型表示が出来る。

【０１５４】請求項５記載の本発明の表示装置によれ
ば、請求項２記載の本発明の表示装置によれば、自然
光の下で表示装置の表示を直視することが出来る。

【０１５５】請求項６記載の本発明の表示装置によれ
ば、安価で制御が容易な透過偏光軸可変手段を得ること
が出来る。

【０１５６】請求項７記載の本発明の表示装置によれ
ば、安価で制御が容易であって、より好ましい応答速
度、コントラストとなる透過偏光軸可変手段を得ること
が出来る。

【０１５７】請求項８記載の本発明の表示装置によれ
ば、安価な第２の偏光分離手段を得ることが出来る。

【０１５８】請求項９記載の本発明の表示装置によれ
ば、安価な第１の光学素子を得ることが出来る。

【０１５９】請求項１０記載の本発明の表示装置によれ
ば、請求項１ないし９記載の表示装置が、反射型及び半
透過反射型で常に明るくコントラストの低下もなくなっ
ているので、視認性の高い表示装置が提供出来、特に半
透過反射型で透過として光源をつける場合に、不必要に
光源の明るさを上げる必要が無く、よって光源の消費電
力を低減出来る。

【０１６０】請求項１１記載の本発明の電子機器によれ
ば、電子機器の表示部が明るくコントラストの高い、高
品質な画質が得られる。よって電子機器としての品質も
高められる。更に、光源の消費電力が減らせるので、特
に電池駆動の電子機器では、電池寿命が延びる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の表示装置１００の概略断面図。

【図２】実施例２の表示装置２００の概略断面図。

【図３】実施例３の表示装置３００の概略断面図。

【図４】実施例４の表示装置４００の概略断面図。

【図５】従来技術の表示装置５００の概略断面図。

【符号の説明】

１００・・・・実施例１の表示装置。１０１・・・・透過偏光軸可変光学素子(ＴＮ液晶素
子)。１０１ａ・・基板。１０１ｂ・・基板。１０１ｃ・・液晶層(電圧が印加していない状態) １０１ｄ・・液晶層(電圧が印加している状態) １０２・・・・偏光分離器。１０３・・・・直線偏光をほぼ円偏光に変換する光学素
子、(１／４)波長板。１０４・・・・偏光分離器、偏光板。１０５・・・・筐体の一部１０６・・・・液晶層１０１ｃ(電圧が印加していない
部分)での光路。１０７・・・・液晶層１０１ｄ(電圧が印加してる部分)
での光路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小澤裕長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透過軸を可変な透過偏光軸可変手段と前記
透過偏光軸可変手段の一方の側に配置された第１の偏光
分離手段と前記偏光分離手段に対して前記透過偏光軸可
変手段と反対側に配置された第１の光学素子を備える表
示装置であって、前記第１の偏光分離手段が前記透過偏
光軸可変手段側から入射した光のうち、第１の所定の方
向の直線偏光成分を前記第１の光学素子側に透過させ、
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
線偏光成分を前記透過偏光軸可変手段側に反射し、前記
第１の光学素子側から入射した光のうち前記第２の所定
の方向の偏光成分を透過せず、前記第１の光学素子側か
ら入射した光に対して前記透過偏光軸可変手段側に前記
第１の所定の方向の直線偏光を出射可能な偏光分離手段
であり、前記第１の光学素子が、入射した直線偏光をほぼ円偏光
に変換して出射する光学素子であることを特徴とする表
示装置。
【請求項２】請求項１記載の表示装置において、第２の
光学素子を具備し、該第２の光学素子が前記第１の光学
素子に対して偏光分離手段と反対側に配置され、該第２
の光学素子が前記第１の光学素子側から入射した光を吸
収する光学素子であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】請求項１記載の表示装置において、光源を
具備し、該光源が前記第１の光学素子に対して前記第１
の偏光分離手段と反対側に配置されたことを特徴とする
表示装置。
【請求項４】請求項３記載の表示装置において、第３の
光学素子を具備し、該第３の光学素子が前記光源に対し
て前記第１光学素子と反対側に配置され、前記第３の光
学素子が前記第１光学素子側から入射した光を反射する
光学素子であることを特徴とする表示装置。
【請求項５】請求項１ないし４記載の表示装置におい
て、第２の偏光分離手段を具備し、該第２の偏光分離手
段が前記透過偏光軸可変手段に対して、前記第１の偏光
分離手段と反対側に配置され、前記第２の偏光分離手段
が、前記透過偏光軸可変手段に対して前記第１の偏光分
離手段と反対側から入射した光のうち第３の所定の方向
の直線偏光成分を前記透過偏光軸可変手段側に直線偏光
として透過させ、前記透過偏光軸可変手段に対して前記
第１の偏光分離手段と反対側から入射した光のうち前記
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
光成分を前記透過偏光軸可変手段側に透過させず、前記
透過偏光軸可変手段に対して前記第１の偏光分離手段側
から入射した光のうち前記第３の所定の方向の直線偏光
成分を前記第１の偏光分離手段と反対側に直線偏光とし
て透過させ、前記透過偏光軸可変手段に対して前記第１
の偏光分離手段側から入射した光のうち前記第４の所定
の直線偏光成分を前記第１の偏光分離手段と反対側に透
過させない偏光分離手段であることを特徴とする表示装
置。
【請求項６】請求項１ないし５記載の表示装置におい
て、前記透過偏光軸可変手段が液晶素子であることを特
徴とする表示装置。
【請求項７】請求項６記載の表示装置において、前記透
過偏光軸可変手段がＴＮ液晶素子、ＳＴＮ液晶素子、Ｆ
−ＳＴＮ液晶素子またはＥＣＢ液晶素子であることを特
徴とする表示装置。
【請求項８】請求項５記載の液晶素子において、前記第
２の偏光分離手段が偏光板であることを特徴とする表示
装置。
【請求項９】請求項１ないし８記載の液晶素子におい
て、前記第１の光学素子が、ｍを０を含む整数とした時
に、{(２×ｍ＋１)/４}波長板であることを特徴とする
表示装置。
【請求項１０】請求項１ないし９記載の表示装置を表示
部材として具備していることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】請求項１０記載の表示装置を表示手段と
して具備していることを特徴とする電子機器。