JPH1164631A

JPH1164631A - 偏光手段及び液晶装置及び電子機器

Info

Publication number: JPH1164631A
Application number: JP9218536A
Authority: JP
Inventors: Osamu Okumura; 治奥村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】明るく偏光度の高い偏光手段と、明るくコント
ラストの高い液晶装置、消費電力の小さい電子機器を提
供する。【解決手段】複数の反射偏光子を偏光軸を揃えて積層し
て構成される偏光手段であって、前記反射偏光子がそれ
ぞれ異なる波長範囲の所定の直線偏光成分を反射し残り
の光を透過することを特徴とする。また前記反射偏光子
が複屈折性物質と等方性物質を交互に多数積層して構成
されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は偏光手段に関し、さ
らにこの偏光手段を用いた液晶装置に関し、さらにこの
液晶装置を搭載した電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＤＡ等の情報ツールや携帯電話、ウォ
ッチ等の携帯型電子機器用途には、消費電力が小さい反
射型液晶装置や半透過反射型液晶装置が適している。し
かしながら、従来の反射型液晶装置や半透過型液晶装置
には、表示が暗いという課題があった。

【０００３】このような課題を解決する一手段として、
複屈折性の誘電体多層膜を利用した偏光手段を利用する
方法が、国際公開された国際出願（国際出願の番号：Ｗ
Ｏ９７／０１７８８）や、特表平９−５０６９８５号公
報に開示されている。

【０００４】この複屈折性の誘電体多層膜は、所定の直
線偏光成分を反射し、それ以外の偏光成分を透過する機
能を有する。このような偏光手段は、金属反射板と異な
り所定の偏光成分の光を全反射し、また吸収型の偏光板
と異なり光を吸収しないため、大変に明るいという特徴
を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の複屈折性の誘電体多層膜を利用した偏光手段に
も、偏光度が低く、視角による色変化が大きいという課
題があった。またこれを用いた従来の液晶装置には、コ
ントラストが取れないといった課題があった。

【０００６】そこで本発明は、明るく偏光度の高い偏光
手段を提供することを目的とする。また本発明は、明る
くコントラストの高い液晶装置、消費電力の小さい電子
機器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の偏光手段
は、複数の反射偏光子を偏光軸を揃えて積層して構成さ
れる偏光手段であって、前記反射偏光子がそれぞれ異な
る波長範囲の所定の直線偏光成分を反射し、残りの光を
透過することを特徴とする。このように構成したため、
請求項１記載の偏光手段は、広い波長範囲で偏光度の高
い偏光を提供することが出来る。また軸を揃えることに
よって、各々の反射偏光子の複屈折が他の反射偏光子の
偏光度に影響を与えずに済む。各々の軸は少なくとも１
度以内、望ましくは０．５度以内の範囲で平行であるこ
とが望ましい。

【０００８】請求項２記載の偏光手段は、請求項１記載
の偏光手段であって、前記反射偏光子が複屈折性物質と
等方性物質を交互に多数積層して構成されることを特徴
とする。このように構成したため、請求項２記載の偏光
手段は、光を吸収することなく、所定の偏光成分につい
て高い反射率を有することが出来る。

【０００９】請求項３記載の偏光手段は、請求項１また
は請求項２記載の偏光手段であって、前記反射偏光子の
反射波長範囲が、これとは別のいずれかの反射偏光子の
反射波長範囲と相互に重なり合うことを特徴とする。こ
のように構成したため、請求項３記載の偏光手段は、可
視光範囲で一様の偏光度を有し、視角方向による着色も
少ない偏光を提供することが出来る。

【００１０】請求項４記載の偏光手段は、請求項１乃至
請求項３記載の偏光手段であって、前記偏光手段が３枚
の反射偏光子からなり、それぞれ主に青、緑、赤の波長
の偏光を反射することを特徴とする。このように構成し
たため、請求項４記載の偏光手段は、カラー液晶装置に
効率よく光を反射することが出来る。

【００１１】請求項５記載の偏光手段は、請求項１乃至
請求項４記載の偏光手段であって、前記偏光手段を構成
する反射偏光子の内少なくとも一枚は近紫外域の偏光を
反射することを特徴とする。但し近紫外光の反射は、ほ
ぼ法線方向から入射した光が法線方向に反射する際に生
じるものとする。なお近紫外域の光とは、理化学辞典
（岩波書店１９９４年発行、第４版）の「紫外線」の項
の記述によれば、下限が波長３００ｎｍで上限が可視光
の短波長端３６０〜４００ｎｍである光を指す。請求項
５の偏光手段においては、特に３３０ｎｍ以上、より好
ましくは３５０ｎｍ以上、４００ｎｍ以下の近紫外線偏
光を反射する偏光子であることが望ましい。このように
構成したため、請求項５記載の偏光手段は、視角方向に
よる着色が少ない。この効果は、反射偏光子の反射光
が、面に対して浅い角度から入射する光に対しては、長
波長側にシフトするという事実に由来している。従っ
て、可視光ぎりぎりの範囲しか反射しない反射偏光子で
構成される偏光手段では、斜めから見たときに黄色みを
帯びる。そこで近紫外域の光を反射する反射偏光子を利
用すると、この反射偏光子は斜めから見ると紫〜青色の
光を反射するから、偏光手段の着色が小さくなる。

【００１２】請求項６記載の偏光手段は、請求項１乃至
請求項５記載の偏光手段であって、前記反射偏光子が、
光入射側から反射波長が短い順に積層されていることを
特徴とする。このように構成したため、請求項５記載の
偏光手段は、光の散乱が起こりにくく、しかも高い偏光
度を有する偏光を提供することが出来る。また青っぽい
色づきも生じにくい。

【００１３】請求項７記載の偏光手段は、請求項６記載
の偏光手段であって、前記偏光手段に隣接して、光吸収
体を備えたことを特徴とする。このように構成したた
め、請求項７記載の偏光手段は、偏光度の高い偏光を提
供することが出来る。

【００１４】請求項８記載の偏光手段は、請求項６また
は請求項７記載の偏光手段であって、前記偏光手段に隣
接して、光散乱体を備えたことを特徴とする。このよう
に構成したため、請求項８記載の偏光手段は、明るい偏
光を提供することが出来る。

【００１５】請求項９記載の液晶装置は、少なくとも、
所定の直線偏光成分を吸収し残りの偏光成分を透過する
偏光板と、透明電極を備えた一対の基板間に液晶組成物
を挟んで成る液晶セルと、請求項１乃至請求項８記載の
偏光手段とを備え、これらを前記の順に配置したことを
特徴とする。このように構成したため、請求項９記載の
液晶装置は、明るく色づきの少ない反射型、あるいは半
透過反射型表示を提供することが出来る。

【００１６】請求項１０記載の電子機器は、請求項９記
載の液晶装置を、表示部として備えたことを特徴とす
る。このように構成したため、請求項１０記載の電子機
器は、消費電力が少なく、見やすい表示を得ることが出
来る。

【００１７】

【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。

【００１８】（実施例１）図１は、本発明の請求項１か
ら請求項４と請求項６記載の発明に係る偏光手段の構造
の要部を示す図である。まず構成を説明する。図１にお
いて、１０１は主として青色偏光を反射する反射偏光
子、１０２は主として緑色偏光を反射する反射偏光子、
１０３は主として赤色偏光を反射する反射偏光子、１０
４は透明ベースフィルムである。１０１、１０２、１０
３、１０４は、それぞれ互いに光学的に接着されてい
る。光学的に接着するとは、それぞれの要素の屈折率に
近い屈折率を有する透明接着剤を利用するか、あるいは
接着剤を用いずに加熱積層することによって、余分な表
面反射が起こらないように接着することである。

【００１９】透明ベースフィルムとしては、ＴＡＣ（ト
リ・アセチル・セルロース）やＤＡＣ（セルロース・ア
セテート）のフィルムが適している。透明ベースフィル
ムは、反射偏光子の裂けを防止し、偏光手段に腰を与え
て液晶装置の表面等に張りやすくするために利用する
が、これは本発明の必須要素ではなく省いても良い。ま
たこれとは別に、１０１の上部にＴＡＣ等の透明保護フ
ィルムを備えても良い。

【００２０】次に、反射偏光子１０１、１０２、１０３
の内部構造について説明する。図２は、反射偏光子の構
造の要部を説明する図である。反射偏光子は、基本的に
は複屈折性の誘電体多層膜であって、二種類の高分子層
２０１と２０２を交互に積層して成る。二種類の高分子
は、一つは光弾性率が大きい材料から、もう一つは光弾
性率が小さい材料から選ばれるが、その際に両者の常光
線の屈折率が概ね等しくなるよう留意する。例えば、光
弾性率の大きい材料としてＰＥＮ（２，６−ポリエチレ
ン・ナフタレート）を、小さい材料としてｃｏＰＥＮ
（７０−ナフタレート／３０−テレフタレート・コポリ
エステル）を選ぶ。両フィルムを交互に積層し、図２の
直交座標系２０３のｘ軸方向に約５倍に延伸したとこ
ろ、ｘ軸方向の屈折率がＰＥＮ層において１．８８、ｃ
ｏＰＥＮ層において１．６４となった。またｙ軸方向の
屈折率はＰＥＮ層でもｃｏＰＥＮ層でもほぼ１．６４で
あった。この積層フィルムに法線方向から光が入射する
と、ｙ軸方向に振動する光の成分はそのままフィルムを
透過する。これが透過軸である。一方ｘ軸方向に振動す
る光の成分は、ＰＥＮ層とｃｏＰＥＮ層が、ある一定の
条件を満たす場合に限って、反射される。これが反射軸
である。その条件とは、ＰＥＮ層の光路長（屈折率と膜
厚の積）と、ｃｏＰＥＮ層の光路長（屈折率と膜厚の
積）の和が光の波長の２分の１に等しいことである。こ
のようなＰＥＮ層とｃｏＰＥＮ層を各々数十層以上、出
来れば百層以上、厚みにして３０μｍほど積層させる
と、ｘ軸方向に振動する光の成分のほぼ全てを反射させ
ることが出来る。

【００２１】このようにして、作成された理想的な反射
偏光子は、設計された単一の波長の光でしか偏光能を生
じない。もちろん実際には、ＰＥＮ層とｃｏＰＥＮ層の
厚みにばらつきが生じるため、ある程度の波長幅に偏光
能が生じるが、それでも数十ｎｍの幅である。とても可
視光の全波長領域にわたって偏光能を持たせることは出
来ない。

【００２２】そこで本発明では、図１に示したように、
偏光反射波長範囲が異なる複数の反射偏光子を、軸を揃
えて積層することにより、広い波長領域で偏光能を持た
せた。ここで軸を揃えることは、大変に重要である。何
故ならば、反射偏光子はその構造上、大きなリターデー
ションを有している。その値は２μｍ〜８μｍほどであ
り、光の波長の何倍にも達する。従って、図１の上方か
ら光が入射した場合、下の層１０３で反射された赤色の
直線偏光は、上の層１０１と１０２のリターデーション
によって、楕円偏光に変換されてしまう。これでは偏光
手段として機能しない。またこれを液晶装置と組み合わ
せても、高いコントラストが得られない。そこで１０
１、１０２、１０３の軸を正確に平行に配置することに
よって、この現象を回避した。各々の軸は少なくとも１
度以内、望ましくは０．５度以内の範囲で平行であるこ
とが望ましい。

【００２３】図３は図１の反射偏光子１０１、１０２、
１０３の偏光特性を示す図である。３０１、３０２、３
０３は、それぞれ１０１、１０２、１０３の反射軸方向
の反射スペクトルであり、３１１、３１２、３１３は、
それぞれ１０１、１０２、１０３の透過軸方向の反射ス
ペクトルである。１０１はおよそ３８０ｎｍ〜５３０ｎ
ｍの光を反射し、１０２はおよそ４９０ｎｍ〜６００ｎ
ｍの光を反射し、１０３は５７０ｎｍ〜７７０ｎｍの光
を反射する。それぞれの反射波長範囲は、互いに３０〜
４０ｎｍほど重なり合っている。

【００２４】反射波長範囲の長波長端と短波長端は、反
射偏光子の各層厚みのばらつき具合によって変動する。
そこで反射偏光子の反射波長範囲に相互に重なりを持た
せることによって、製造ばらつきに関わらず可視光範囲
で一定の偏光度を確保することが出来る。

【００２５】また反射偏光子は、光の入射方向が変わる
と見かけの層厚みが異なるため、反射波長範囲が変わ
る。ところが反射偏光子を延伸して作成する際には、温
度や材料の配合、延伸速度等、ちょっとしたことで膜厚
方向の屈折率が変動しやすい。膜厚方向の屈折率は視角
特性に大きな影響を及ぼすため、視角による反射色の変
化が反射偏光子によって変動する可能性が高い。このよ
うな場合にも反射偏光子の反射波長範囲に相互に重なり
を持たせることによって、製造ばらつきに関係なく可視
光範囲で一定の偏光度を確保することが出来る。

【００２６】このようにして作製した偏光手段は、可視
光のほぼ全域にわたって９５％以上の高い偏光度を示し
た。その上、従来の吸収型偏光板＋アルミニウム反射板
構成の偏光手段と比較して、３０％以上明るいという特
徴がある。その理由は二つある。一つは金属アルミニウ
ムの反射率が９０％弱しかないのに対し、本発明の偏光
手段は反射軸に平行な光のほぼ１００％を反射するから
である。もう一つの理由は、通常の吸収型偏光板がヨウ
素等のハロゲン物質や染料等の二色性物質を利用してお
り、その二色比が必ずしも高くないために、およそ２０
％の光を無駄にしていることである。

【００２７】実施例１では、最適な例を示すために、
青、緑、赤の３層の反射偏光子を利用し、この順に積層
した。もちろん他の色の組み合わせ、例えば紫、シア
ン、オレンジ、紅や、青、黄、赤といった反射偏光子を
利用し、これらを順不同に積層してもよい。

【００２８】（実施例２）実施例２は、本発明の請求項
４記載の発明に係る偏光手段である。

【００２９】実施例２の偏光手段も、実施例１と同様の
構造を有し、図１に示したように、主として青色偏光を
反射する反射偏光子１０１、主として緑色偏光を反射す
る反射偏光子１０２、主として赤色偏光を反射する反射
偏光子１０３、透明ベースフィルム１０４から成る。各
々の反射偏光子は、図２に示したように、やはりＰＥＮ
層２０１とｃｏＰＥＮ層２０２の積層から成る。但しそ
の光路長が違うため、実施例１とは異なる偏光特性を有
する。

【００３０】図４は図１の反射偏光子１０１、１０２、
１０３の偏光特性を示す図である。４０１、４０２、４
０３は、それぞれ１０１、１０２、１０３の反射軸方向
の反射スペクトルであり、４１１、４１２、４１３は、
それぞれ１０１、１０２、１０３の透過軸方向の反射ス
ペクトルである。１０１はおよそ４３０ｎｍ〜５１０ｎ
ｍの光を反射し、１０２はおよそ５２０ｎｍ〜５８０ｎ
ｍの光を反射し、１０３は６００ｎｍ〜６８０ｎｍの光
を反射する。それぞれの反射波長範囲の重なりは殆ど無
い。

【００３１】このようにして作成した偏光手段は、カラ
ー液晶装置に利用した場合に大きな効果を有する。４０
１、４０２、４０３の反射波長範囲は、それぞれカラー
液晶装置の青、緑、赤のカラーフィルタの高透過率領域
と一致する。従って本発明の偏光手段を利用すると、鮮
やかなカラー表示が可能になる。また紫、シアン、黄色
といった別の色の反射偏光子の組み合わせと比較して、
反射偏光子の反射波長範囲の製造ばらつきが、明るさや
色に大きな影響を及ぼさないという点でも優れている。
もちろんカラーフィルタを用いずに、ＳＴＮの複屈折干
渉を利用したカラー液晶装置と組み合わせても、鮮やか
な色が表示できるという点で効果がある。

【００３２】（実施例３）実施例３は、本発明の請求項
５記載の発明に係る偏光手段である。

【００３３】実施例３の偏光手段も、実施例１と同様の
構造を有し、図１に示したように、主として青色偏光を
反射する反射偏光子１０１、主として緑色偏光を反射す
る反射偏光子１０２、主として赤色偏光を反射する反射
偏光子１０３、透明ベースフィルム１０４から成る。各
々の反射偏光子は、図２に示したように、やはりＰＥＮ
層２０１とｃｏＰＥＮ層２０２の積層から成る。但しそ
の光路長が違うため、実施例１とは異なる偏光特性を有
する。

【００３４】図５は図１の反射偏光子１０１、１０２、
１０３の偏光特性を示す図である。５０１、５０２、５
０３は、それぞれ１０１、１０２、１０３の反射軸方向
の反射スペクトルであり、５１１、５１２、５１３は、
それぞれ１０１、１０２、１０３の透過軸方向の反射ス
ペクトルである。１０１はおよそ３３０ｎｍ〜５００ｎ
ｍの光を反射し、１０２はおよそ４５０ｎｍ〜６５０ｎ
ｍの光を反射し、１０３は５５０ｎｍ〜７９０ｎｍの光
を反射する。それぞれの反射波長範囲は、互いに５０〜
１００ｎｍほど重なり合っている。また１０１の反射波
長範囲は、近紫外領域にまたがっている。

【００３５】このようにして作成した偏光手段は、斜め
方向から入射した光に対しても偏光能を有するため、色
づきが生じないという特徴を有する。

【００３６】一般的に偏光手段には、意図的に着色表示
を行う場合を除けば、可視光の全波長範囲で偏光能を有
することが求められる。可視光の波長範囲とは、理化学
辞典（岩波書店１９９４年発行、第４版）の「可視光
線」の光の記述によれば、下限が３６０〜４００ｎｍ、
上限が７６０ｎｍ〜８３０ｎｍであるが、この内特に重
要なのは、人間の視感度が高い４００ｎｍ〜７６０ｎｍ
の範囲である。

【００３７】ところが一般に、反射偏光子は斜め方向か
ら光が入射すると見かけの層厚みが厚くなるため、反射
波長範囲が長波長側にシフトする。従って、４００ｎｍ
近傍の紫色光に対する偏光能が失われやすい。そこで当
初から近紫外光に対して偏光能を持つように設計してお
けば、斜めから入射した可視光に対しては全て偏光能を
持つことが出来る。

【００３８】例えば法線方向から３０度傾斜した方向か
ら入射した光が４００ｎｍ以上の光に対して偏光能を持
つためには、法線方向で３８０ｎｍ以上の光に対して偏
光能を持つように作れば良い。同様に４０度傾斜した方
向から入射した光の場合には３７０ｎｍ以上の光、５０
度傾斜した方向から入射した光の場合には３６０ｎｍ以
上の光、６０度傾斜した方向から入射した光の場合には
３５０ｎｍ以上の光、７０度傾斜した方向から入射した
光の場合には３４０ｎｍ以上の光、８０度傾斜した方向
から入射した光の場合には３３０ｎｍ以上の光に対して
偏光能を持つよう作れば良い。

【００３９】図５に示したスペクトルは、法線方向から
８０度傾斜した光に対して、５０１が４００ｎｍ〜６０
０ｎｍの波長範囲に、５０２が５４０ｎｍ〜７９０ｎｍ
の波長範囲に、５０３が６７０ｎｍ〜９６０ｎｍの波長
範囲にシフトするが、それでも可視光のほぼ全波長範囲
をカバーするため、色づきを生じない。

【００４０】（実施例４）図６は、本発明の請求項６記
載の発明に係る偏光手段の構造を示し、機能を説明する
ための図である。まず構成を説明する。図６において、
６０１は主として青色偏光を反射する反射偏光子、６０
２は主として緑色偏光を反射する反射偏光子、６０３は
主として黄色偏光を反射する反射偏光子、６０４は主と
して赤色偏光を反射する反射偏光子である。６０１、６
０２、６０３、６０４は、それぞれ互いに糊６０５で光
学的に接着されている。各々の反射偏光子は、図２に示
したように、ＰＥＮ層２０１とｃｏＰＥＮ層２０２の積
層から成る。

【００４１】図７は図６の反射偏光子６０１、６０２、
６０３、６０４の偏光特性を示す図である。７０１、７
０２、７０３、７０４は、それぞれ６０１、６０２、６
０３、６０４の反射軸方向の反射スペクトルであり、７
１１、７１２、７１３、７１４は、それぞれ６０１、６
０２、６０３、６０４の透過軸方向の反射スペクトルで
ある。６０１はおよそ３８０ｎｍ〜５００ｎｍの光を反
射し、６０２はおよそ４９０ｎｍ〜６００ｎｍの光を反
射し、６０３はおよそ５５０ｎｍ〜６６０ｎｍの光を反
射し、６０４は６１０ｎｍ〜７８０ｎｍの光を反射す
る。それぞれの反射波長範囲は、互いに１０〜５０ｎｍ
ほど重なり合っている。

【００４２】実施例４の偏光手段は、光入射側が最も反
射波長が短くなるよう、反射波長の順に積層されている
ことを特徴とする。このように構成したため、光の散乱
が起こりにくく、しかも高い偏光度を有する偏光を提供
することが出来た。また青っぽい色づきも生じにくい。
このような効果は、二つの要因によって生じる。

【００４３】一つは反射偏光子自体のリターデーション
の影響である。反射偏光子はその構造上、必ずリターデ
ーションを有するが、積層された複数の反射偏光子の軸
が互いに少しでもずれていると、そのリターデーション
の影響で直線偏光が楕円偏光に変換される。従ってリタ
ーデーションが大きい層を上（即ち光入射側）に、リタ
ーデーションが小さい層を下に配置した方が、リターデ
ーションの影響が少ない。リターデーションが小さい層
とは、一般的に反射波長が短い層である。何故ならば、
反射波長はＰＥＮ層とｃｏＰＥＮ層の光路長の２倍で決
まるが、同じ偏光度を得るためには同等の層数が必要で
あるため、反射波長が短いほど膜厚が薄くなるからであ
る。従って、反射波長が短い順に積層することが、リタ
ーデーションの影響を減らす上で効果的である。

【００４４】もう一つは反射偏光子あるいはその接着層
中に期せずして分散している微粒子（塵）の影響であ
る。図６の６０６は微粒子を示している。微粒子は光を
散乱するが、特に波長が短い青色光を強く散乱する。良
く知られているように、空が青く見えるのは、空気中の
微粒子や分子によって波長の短い青色光が散乱されるた
めである。そこで青色反射偏光子を一番上（光入射側）
に配置して、入射光６１１の内、青色光の一偏光成分６
１２を先に反射しておけば、残った光６１３は青色成分
が少なく、それだけ散乱しにくくなる。

【００４５】（実施例５）実施例５は、本発明の請求項
７と請求項８記載の発明に係る偏光手段であり、実施例
１乃至実施例４で記載した偏光手段を、液晶装置等に応
用する際のより具体的な形態を示したものである。

【００４６】まず構成を説明する。図８において、８０
１は光散乱体、８０２は主として青色偏光を反射する反
射偏光子、８０３は主として緑色偏光を反射する反射偏
光子、８０４は主として赤色偏光を反射する反射偏光
子、８０５は透明ベースフィルム、８０６は光吸収体で
ある。これらの要素はすべて、互いに光学的に接着され
ている。８０２から８０５の要素は、実施例１から実施
例４で説明したものを利用した。

【００４７】光散乱体８０１には、型押ししたプラスチ
ック板や、ビーズを分散したプラスチック板等が利用で
きる。また接着剤中にビーズを混入して、直接液晶装置
等に接着しても良い。また特定の角度から入射した光の
みを散乱する光制御板を利用してもよい。このような光
制御板は住友化学工業株式会社からルミスティ（商品
名）として発売されている。なおここで言う光散乱と
は、偏光を乱さない程度の弱い散乱を指す。光散乱板
は、鏡面に近い偏光手段の反射光を適度に拡散させる目
的で配置する。

【００４８】光吸収板８０６には、黒色ビニールシート
や黒紙を接着するか、黒色塗料を直接塗布して利用す
る。なお、黒色以外にも比較的暗い色ならば、青色や茶
色、灰色など好みによって利用できる。この光吸収板は
不要な偏光を吸収する目的で配置するが、半透過反射型
液晶装置等で、この偏光を利用しようとする場合には、
半透明な光吸収板を利用すれば良い。

【００４９】（実施例６）図９は本発明の請求項９記載
の発明に係る液晶装置の構造の要部を示す図である。ま
ず構成を説明する。図９において、９０１は偏光板、９
０２は位相差フィルム、９０３は上側ガラス基板、９０
４は透明電極、９０５は液晶層、９０６はシール部、９
０７は下側ガラス基板、９０８は光散乱体、９０９は偏
光手段、９１０は光吸収体である。９０１と９０２、９
０２と９０３、９０７と９０８、９０８と９０９、９０
９と９１０は、それぞれ互いに糊で接着している。また
上下の透明電極９０４の間は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、液晶配向膜や絶縁膜、スペ
ーサー・ボール、ドライバーＩＣ、駆動回路等の要素も
不可欠であるが、これらは本発明を説明する上で特に必
要が無く、却って図を複雑にし理解し難くする恐れがあ
るため、省略した。

【００５０】次に各構成要素について順に説明する。吸
収型偏光板９０１は所定の直線偏光成分を吸収し、それ
以外の偏光成分を透過する機能を有している。これは現
在最も一般に利用されているタイプの偏光板であって、
ヨウ素等のハロゲン物質や二色性染料をポリ・ビニル・
プチラール等の高分子フィルムに吸着させて作製する。

【００５１】位相差フィルム９０２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って、ＳＴＮ型
液晶装置の表示の着色を補償するために利用される。Ｔ
Ｎ型液晶装置の場合には省略されることが多い。

【００５２】液晶層９０５は１８０度から２７０度ねじ
れたＳＴＮネマチック液晶組成物から成る。表示容量が
小さい場合には９０°ねじれたＴＮ液晶組成物を用いて
も良い。ねじれ角は上下ガラス基板表面における配向処
理の方向と、液晶に添加するカイラル剤の分量で決定す
る。

【００５３】光散乱体９０８、偏光手段９０９、光吸収
体９１０には、実施例１乃至実施例５で説明したものを
利用した。

【００５４】このようにして作製した液晶装置は、通常
の偏光板を利用した液晶装置と比較して、３０％以上明
るく、コントラストも高いという特徴を有している。ま
た、特にカラーフィルタを内蔵してカラー表示を行う場
合には、鮮やかな色が表示できるというメリットもあ
る。

【００５５】（実施例７）図１０は本発明の請求項１０
記載の発明に係る液晶装置の構造の要部を示す図であ
る。まず構成を説明する。図１０において、１００１は
偏光板、１００２は位相差フィルム、１００３は上側ガ
ラス基板、１００４は透明電極、１００５は液晶層、１
００６はシール部、１００７は下側ガラス基板、１００
８は光散乱体、１００９は偏光手段、１０１０は半光吸
収体、１０１１は導光体、１０１２は光源である。１０
０１と１００２、１００２と１００３、１００７と１０
０８、１００８と１００９は、それぞれ互いに糊で接着
している。

【００５６】次に各構成要素について順に説明する。吸
収型偏光板１００１、位相差フィルム１００２、液晶層
１００５には実施例６で説明したものを利用した。また
光散乱体１００８、偏光手段１００９には、実施例１乃
至実施例５で説明したものを利用した。

【００５７】半光吸収板１０１０としては、灰色の半透
明フィルムが利用できる。灰色の半透明フィルムとして
は、可視光の全波長範囲の光に対して１０％以上８０％
以下、より好ましくは５０％以上７０％以下の透過率を
有する散乱性のフィルムが適している。このようなフィ
ルムは、例えば（株）辻本電機製作所から光拡散フィル
ムＤ２０２（商品名）という名称で発売されている。こ
のフィルムは外観が灰色で、５９％の透過率を有する。
また部分的に透明な光吸収フィルム、例えば肉眼では見
えないほど微細な穴を多数設けた黒色フィルム等も利用
できる。

【００５８】光源１０１２としては、ＬＥＤ（発光ダイ
オード）や冷陰極管を、導光板１０１１と組み合わせて
用いても良いが、最初からＥＬの様な平面光源を利用し
ても良い。このバックライトは、要は外光の反射が少な
いことが肝心である。図１０の半光吸収板１０１０、導
光板１０１１、光源１０１２の構成は、その一例であ
る。その他にも、例えば半光吸収板を設けずに導光板の
裏に光吸収板を設けるような構成であっても良い。また
透明状態あるいは暗い散乱状態から発光するように設計
されたＥＬランプを利用すればもっと簡単な構成で済
む。

【００５９】このようにして作製した液晶装置は、半透
過反射型液晶装置であるにも関わらず、実施例７の反射
型液晶装置と同等の明るさで、通常の偏光板を利用した
反射型液晶装置と比較すると３０％以上明るい表示が得
られた。また通常の偏光板を利用した従来の半透過反射
型液晶装置と比較すると、およそ２倍も明るい表示が得
られた。

【００６０】（実施例８）本発明の請求項１０記載の電
子機器の例を３つ示す。

【００６１】本発明の液晶装置は、様々な環境で用いら
れ、しかも低消費電力が必要とされる携帯機器に適して
いる。

【００６２】図１１（ａ）は携帯電話であり、本体１１
０１の前面上方部に表示部１１０２が設けられる。携帯
電話は、屋内屋外を問わずあらゆる環境で利用される。
特に自動車内で利用されることが多いが、夜間の車内は
大変暗い。従って携帯電話に利用される表示装置は、消
費電力が低い反射型表示をメインに、必要に応じて補助
光を利用した透過型表示ができる半透過反射型液晶装置
が望ましい。本発明の液晶装置は、反射型表示でも透過
型表示でも従来の液晶装置より明るく、鮮やかである。

【００６３】図１１（ｂ）はウォッチであり、本体１１
０３の中央に表示部１１０４が設けられる。ウォッチ用
途における重要な観点は、高級感である。本発明の液晶
装置は、明るいことはもちろん、光の波長による特性変
化が少ないために色づきも小さい。また視角による背景
色の変化も少ない。従って、従来の液晶装置と比較し
て、大変に高級感ある表示が得られる。

【００６４】図１１（ｃ）は携帯情報機器であり、本体
１１０５の上側に表示部１１０６、下側に入力部１１０
７が設けられる。また表示部の前面にはタッチ・キーを
設けることが多い。通常のタッチ・キーは表面反射が多
いため、表示が見づらい。従って、従来は携帯型と言え
ども透過型液晶装置を利用することが多かった。ところ
が透過型液晶装置は、常時光源を利用する消費電力が大
きく、電池寿命が短かかった。このような場合にも本発
明の液晶装置は、反射型、半透過反射型でも表示が明る
く鮮やかであるため、携帯情報機器に利用することが出
来る。もちろん消費電力も小さいため、電池寿命が５〜
１０倍も長くなるというメリットがある。

【００６５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、明
るく偏光度の高い偏光手段を提供することが出来る。ま
た本発明は、明るくコントラストの高い液晶装置、消費
電力の小さい電子機器を提供することを目的とする

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１、実施例２、実施例３におけ
る偏光手段の、構造の要部を示す図である。

【図２】本発明の実施例１、実施例２、実施例３、実施
例４における偏光手段で用いた反射偏光子の、構造の要
部を示す図である。

【図３】本発明の実施例１における偏光手段で用いた反
射偏光子の、偏光特性を示す図である。

【図４】本発明の実施例２における偏光手段で用いた反
射偏光子の、偏光特性を示す図である。

【図５】本発明の実施例３における偏光手段で用いた反
射偏光子の、偏光特性を示す図である。

【図６】本発明の実施例４における偏光手段の構造と機
能を示す図である。

【図７】本発明の実施例４における偏光手段で用いた反
射偏光子の、偏光特性を示す図である。

【図８】本発明の実施例５における偏光手段の、構造の
要部を示す図である。

【図９】本発明の実施例６における液晶装置の、構造の
要部を示す図である。

【図１０】本発明の実施例７における液晶装置の、構造
の要部を示す図である。

【図１１】本発明の実施例８における電子機器の、外観
を示す図である。（ａ）携帯電話、（ｂ）ウォッチ、
（ｃ）携帯情報機器。

【符号の説明】

１０１主として青色偏光を反射する反射偏光子１０２主として緑色偏光を反射する反射偏光子１０３主として赤色偏光を反射する反射偏光子１０４透明ベースフィルム２０１光弾性率が大きい材料の層２０２光弾性率が小さい材料の層２０３直交座標系、ｘ軸方向が延伸方向３０１１０１の反射軸方向の反射スペクトル３０２１０２の反射軸方向の反射スペクトル３０３１０３の反射軸方向の反射スペクトル３１１１０１の透過軸方向の反射スペクトル３１２１０２の透過軸方向の反射スペクトル３１３１０３の透過軸方向の反射スペクトル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の反射偏光子を偏光軸を揃えて積層し
て構成される偏光手段であって、前記反射偏光子がそれ
ぞれ異なる波長範囲の所定の直線偏光成分を反射し、残
りの光を透過することを特徴とする偏光手段。
【請求項２】請求項１記載の偏光手段であって、前記反
射偏光子が複屈折性物質と等方性物質を交互に多数積層
して構成されることを特徴とする偏光手段。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の偏光手段で
あって、前記反射偏光子の反射波長範囲が、これとは別
のいずれかの反射偏光子の反射波長範囲と相互に重なり
合うことを特徴とする偏光手段。
【請求項４】請求項１乃至請求項３記載の偏光手段であ
って、前記偏光手段が３枚の反射偏光子から構成され、
それぞれ主に青、緑、赤の波長の偏光を反射することを
特徴とする偏光手段。
【請求項５】請求項１乃至請求項４記載の偏光手段であ
って、前記偏光手段を構成する反射偏光子の内少なくと
も一枚は近紫外域の偏光を反射することを特徴とする偏
光手段。
【請求項６】請求項１乃至請求項５記載の偏光手段であ
って、前記反射偏光子が、光入射側から反射波長が短い
順に積層されていることを特徴とする偏光手段。
【請求項７】請求項６記載の偏光手段であって、前記反
射偏光板に隣接して、光吸収体を備えたことを特徴とす
る偏光手段。
【請求項８】請求項６または請求項７記載の偏光手段で
あって、前記偏光手段に隣接して、光散乱体を備えたこ
とを特徴とする偏光手段。
【請求項９】少なくとも、所定の直線偏光成分を吸収し
残りの偏光成分を透過する偏光板と、透明電極を備えた
一対の基板間に液晶組成物を挟んで成る液晶セルと、請
求項１乃至請求項８記載の偏光手段とを備え、これらを
前記の順に配置したことを特徴とする液晶装置。
【請求項１０】請求項９記載の液晶装置を、表示部とし
て備えたことを特徴とする電子機器。