JP2000284266A

JP2000284266A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2000284266A
Application number: JP11091813A
Authority: JP
Inventors: Toshiomi Ono; 俊臣小野
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】入射光の散乱による明表示を充分に明るくし、
しかもコントラストの良い表示を得ることができる散乱
型の液晶表示装置を提供する。【解決手段】散乱／透過型液晶セル１０の背面側に、互
いに直交する反射軸と透過軸とをもち、前記反射軸に沿
った偏光成分のｓ波光を反射し、前記透過軸に沿った偏
光成分のｐ波光を透過させるｐ−ｓ波分離反射板２０を
配置し、このｐ−ｓ波分離反射板２０の背面側に光吸収
部材２１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光の散乱を制御
して表示する散乱型の液晶表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置として、光の散乱を制御し
て表示する散乱型のものがある。図８は従来の散乱型液
晶表示装置の断面図であり、この液晶表示装置は、散乱
／透過型液晶セル１と、この液晶セル１の背面側に配置
された光吸収膜９とからなっている。

【０００３】前記散乱／透過型液晶セル１は、入射光を
散乱および透過させるものであり、図示しない枠状のシ
ール材を介して接合された前面側および背面側の一対の
透明基板２，３と、これらの基板２，３の内面にそれぞ
れ設けられた透明な電極４，５と、前記一対の基板２，
３間に設けられ、前記電極４，５間に印加される電界に
よる液晶分子の配向状態の変化に応じて入射光を散乱お
よび透過させる液晶層６とからなっている。

【０００４】なお、図８示した散乱／透過型液晶セル１
は高分子分散型のものであり、その液晶層６は液晶／高
分子複合層である。この液晶／高分子複合層は、透明な
高分子層７中に誘電異方性が正のネマティック液晶８を
分散させたものであり、スポンジのような断面をもつよ
うにポリマー化した高分子層７の各隙間部にそれぞれ液
晶８が閉じ込められた構造をなしている。

【０００５】また、この液晶セル１は、アクティブマト
リックス方式のものであり、背面側基板３の内面に設け
られた電極５は、マトリックス状に配列する複数の画素
電極である。これらの画素電極５はそれぞれ、前記背面
側基板３の内面に各画素電極５にそれぞれ対応させて設
けられた図示しない複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
に接続されており、前記複数のＴＦＴは、前記背面側基
板３の内面に配線された図示しないゲートラインおよび
データラインにつながっている。

【０００６】一方、前面側基板２の内面に設けられた電
極４は、前記複数の画素電極５の全てに対向する一枚膜
状の対向電極であり、この対向電極４と前記複数の画素
電極５とが互いに対向する領域がそれぞれ画素領域とな
っている。

【０００７】また、前記光吸収膜９は、入射光のほとん
どを吸収する黒色系のものであり、この光吸収膜９は、
前記液晶セル１の背面側に、この液晶セル１のほぼ全面
に対向させて配置されている。なお、図では光吸収膜９
を液晶セル１の背面から離間させて示しているが、この
光吸収膜９は、前記液晶セル１の背面側基板３の外面に
近接または密着させて設けられている。

【０００８】この散乱型液晶表示装置は、その使用環境
の光である外光（自然光や室内照明光等）を利用し、前
記散乱／透過型液晶セル（高分子分散型液晶セル）１の
液晶層６による光の散乱を制御して表示するものであ
り、入射光を前記液晶層６により散乱させて明表示を
得、前記入射光を前記液晶層６を透過させて背面側の光
吸収膜９で吸収することにより暗表示を得る。

【０００９】すなわち、前記液晶セル１の液晶層６であ
る液晶／高分子複合層の液晶８の分子８ａは、電極４，
５間に電圧が印加されていない無電界状態では、図８に
示したようにランダムな方向を向いている。

【００１０】この無電界状態では、液晶セル１にその前
面から入射した光が、図に実線矢印で示したように液晶
層６の散乱作用により散乱され、その散乱光のうちの液
晶セル１の前面に向かう光が前方に出射して、その領域
の表示が明表示となる。なお、前記液晶層６により散乱
された光のうちの背面側に向かう光は、この液晶セル１
の背面に出射して光吸収膜９により吸収される。

【００１１】また、前記液晶セル１の電極４，５間に、
所定の値の電圧を印加すると、その電界により前記液晶
層６の液晶分子８ａが基板２，３面に対してほぼ垂直に
なるように一様に配列する。

【００１２】このときは、液晶セル１にその前面から入
射した光が、図に破線矢印で示したように、前記液晶層
６による散乱作用をほとんど受けずに液晶セル１を透過
し、その光が光吸収膜９により吸収されて、その領域の
表示が暗表示となる。

【００１３】このように、上記散乱型液晶表示装置は、
光の散乱を制御して表示するものであり、この散乱型液
晶表示装置は、ＴＮ（ツイステッド・ネマティック）型
の液晶表示装置のように光の透過を制御するための偏光
板を必要としないため、外光を利用して明るい表示を得
ることができる。

【００１４】なお、図８示した散乱／透過型液晶セル１
は高分子分散型のものであるが、散乱／透過型液晶セル
には、一対の透明基板間に、誘電異方性が正のコレステ
リック液晶またはコレステリック液晶とネマティック液
晶の混合液晶からなる液晶層を設けた相転移型（相遷移
型とも呼ばれる）のものもある。

【００１５】この相転移型液晶セルは、液晶の相転移を
利用して光を散乱および透過させるもので、一対の基板
の内面にそれぞれ設けられた電極間に電圧が印加されて
いない無電界状態では、前記液晶がコレステリック液晶
相を呈しており、入射光を散乱させる。また、前記電極
間に所定の値の電圧を印加すると、前記液晶がホメオト
ロピック配列のネマティック液晶相に転移し、入射光を
ほとんど散乱することなく透過させる。

【００１６】前記相転移型液晶セルを用いる散乱型液晶
表示装置も、前記液晶セルの背面側に光吸収膜を配置し
て構成されており、前方からの入射光を前記液晶セルの
液晶層により散乱させて明表示を得、前記入射光を前記
液晶セルを透過させて前記光吸収膜で吸収することによ
り暗表示を得る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の散乱型
液晶表示装置は、散乱／透過型液晶セル（高分子分散型
または相転移型液晶セル）にその前面から入射し、液晶
層により散乱された散乱光のうちの液晶セルの前面に向
かう光だけが前方に出射し、液晶層の背面側に向かう散
乱光は液晶セルの背面に出射して光吸収膜により吸収さ
れるため、明表示の明るさが充分でなく、コントラスト
が悪い。

【００１８】この発明は、入射光の散乱による明表示を
充分に明るくし、しかもコントラストの良い表示を得る
ことができる散乱型の液晶表示装置を提供することを目
的としたものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示装置
は、互いに対向する一対の基板の内面にそれぞれ電極が
設けられ、前記一対の基板間に、前記電極間に印加され
る電界による液晶分子の配向状態の変化に応じて入射光
を散乱および透過させる液晶層が設けられた散乱／透過
型液晶セルの背面側に、互いに直交する方向に反射軸と
透過軸とをもち、前方から前記液晶セルに入射してその
背面に出射した光のうちの前記反射軸に沿った偏光成分
のｓ波光を前記液晶セルに向けて反射し、前記透過軸に
沿った偏光成分のｐ波光を背面側に透過させるｐ−ｓ波
分離反射板を配置し、このｐ−ｓ波分離反射板の背面側
に光吸収部材を設けたことを特徴とするものである。

【００２０】この液晶表示装置は、その使用環境の光で
ある外光を利用し、前記散乱／透過型液晶セルの液晶層
による光の散乱を制御して表示するものであり、前記液
晶セルの液晶層の液晶分子が入射光を散乱させる配向状
態にあるときは、前方から前記液晶セルに入射した外光
が前記液晶層により散乱される。

【００２１】そして、このときは、前記液晶層により散
乱された散乱光のうちの液晶セルの前面に向かう光が前
方に出射するともに、前記液晶セルの背面に出射した散
乱光のうちの前記ｐ−ｓ波分離反射板の反射軸に沿った
偏光成分のｓ波光がこのｐ−ｓ波分離反射板により反射
され、その反射光が再び前記液晶セルにその背面から入
射し、前記液晶層により再び散乱されて前方に出射し、
その領域の表示が明表示となる。

【００２２】なお、前記液晶セルの背面に出射した散乱
光のうち、前記ｐ−ｓ波分離反射板の透過軸に沿った偏
光成分のｐ波光は、このｐ−ｓ波分離反射板を透過して
前記光吸収部材により吸収される。

【００２３】すなわち、この液晶表示装置は、入射光の
散乱による明表示を、前方から入射し前記液晶セルの液
晶層により散乱された散乱光のうちの前方に出射する光
と、前記液晶セルの背面側に出射した散乱光のうちの前
記ｐ−ｓ波分離反射板により反射され、前記液晶層によ
り再び散乱されて前方に出射する光との両方によって表
示するものであり、したがって、明表示の明るさは充分
である。

【００２４】また、前記液晶セルの液晶層の液晶分子が
入射光を透過させる状態に配向したときは、前方から液
晶セルに入射した光が前記液晶層をほとんど散乱するこ
となく透過して液晶セルの背面側に出射し、その光のう
ちの前記ｐ−ｓ波分離反射板の透過軸に沿った偏光成分
のｐ波光がこのｐ−ｓ波分離反射板を透過して前記光吸
収部材により吸収され、その領域の表示が暗表示とな
る。

【００２５】ただし、この暗表示のときも、前記液晶セ
ルの背面に出射した光のうちの前記ｐ−ｓ波分離反射板
の反射軸に沿った偏光成分のｓ波光が、このｐ−ｓ波分
離反射板により反射され、その反射光が再び前記液晶セ
ルを透過して前方に出射するため、前記暗表示が、前記
ｐ−ｓ波分離反射板を備えずに液晶セルの背面に出射し
た光のほとんどを光吸収部材により吸収する場合に比べ
て明るくなる。

【００２６】しかし、液晶表示装置の表示は、その正面
方向（装置前面の法線付近の方向）から観察されのが普
通であり、外光は、表示の観察方向である正面方向に対
して斜めに傾いた方向から主に入射する。

【００２７】そして、前記ｐ−ｓ波分離反射板は、その
反射軸に沿った偏光成分のｓ波光のほとんどを、その入
射角と同じ反射角で反射するため、前記暗表示のときに
前記ｐ−ｓ波分離反射板により反射された光の出射方向
は、前記正面方向に対して斜め前方、つまり表示観察観
察者にはほとんど見えない方向であり、そのため、正面
方向から観察される暗表示は充分な暗さである。

【００２８】したがって、この発明の液晶表示装置によ
れば、入射光の散乱による明表示を充分に明るくし、し
かも、前記明表示と暗表示との明るさの差が充分に大き
いコントラストの良い表示を得ることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】この発明の液晶表示装置は、上記
のように、散乱／透過型液晶セルの背面側に、互いに直
交する反射軸と透過軸とをもち、前記反射軸に沿った偏
光成分のｓ波光を反射し、前記透過軸に沿った偏光成分
のｐ波光を透過させるｐ−ｓ波分離反射板を配置し、こ
のｐ−ｓ波分離反射板の背面側に光吸収部材を設けるこ
とにより、入射光の散乱による明表示を充分に明るく
し、しかもコントラストの良い表示を得ることができる
ようにしたものである。

【００３０】この発明の液晶表示装置において、前記ｐ
−ｓ波分離反射板の背面側に設ける光吸収部材は、入射
光のほとんどを吸収する黒色系の吸収膜が好ましく、こ
の黒色系の吸収膜を用いることにより、前記ｐ−ｓ波分
離反射板を透過した光が反射されて前方に出射するのを
ほぼ完全に無くし、前記暗表示をより暗くすることがで
きる。

【００３１】なお、前記光吸収部材は、吸収軸に沿った
偏光成分の光を吸収し、透過軸に沿った偏光成分の光を
透過させる偏光板でもよく、その場合は、前記偏光板
を、その透過軸を前記ｐ−ｓ波分離反射板の透過軸に対
して交差する方向に向けて配置することにより、前記ｐ
−ｓ波分離反射板を透過した光を前記偏光板で吸収する
ことができる。

【００３２】このように、前記光吸収部材に偏光板を用
いる場合は、前記偏光板の背面側に光反射部材を設けて
もよく、このような構成とすることにより、前記明表示
をより明るくすることができる。

【００３３】すなわち、前記ｐ−ｓ波分離反射板の偏光
度はあまり高くないため、前記偏光板の透過軸が前記ｐ
−ｓ波分離反射板の透過軸に対して交差していても、前
記ｐ−ｓ波分離反射板を透過して前記偏光板に入射した
光（ｐ−ｓ波分離反射板の透過軸に沿った偏光成分のｐ
波光）のうちのある程度の光が前記偏光板の背面側に透
過するが、前記偏光板の背面側に光反射部材を設け、前
記ｐ−ｓ波分離反射板を透過し、さらに前記偏光板を透
過した光を前記光反射部材により積極的に反射させるよ
うにすれば、この光反射部材により反射された光も前方
に出射する。

【００３４】そのため、明表示を、前記液晶セルの液晶
層により散乱された光のうちの前方に出射する光と、前
記ｐ−ｓ波分離反射板により反射され前記液晶層により
再び散乱されて前方に出射する光と、前記光反射部材に
より反射され前記液晶層により再び散乱されて前方に出
射する光とによって表示し、前記明表示をより明るくす
ることができる。

【００３５】この場合は、暗表示もある程度明るくなる
が、外光は上述したように表示の観察方向である正面方
向に対して斜めに傾いた方向から主に入射し、明表示の
ときは前記ｐ−ｓ波分離反射板および光反射部材により
正面方向に対して斜め前方に反射されるため、正面方向
から観察される暗表示は充分な暗さであり、したがっ
て、明表示と暗表示との明るさの差が充分に大きいコン
トラストの良い表示を得ることができる。

【００３６】さらに、この発明の液晶表示装置において
は、前記液晶セルと前記ｐ−ｓ波分離反射板との間、も
しくは前記液晶セルの前面側に、垂直方向に対して特定
の角度範囲内の入射角で入射した光を散乱せずに出射
し、それよりも大きい入射角で入射した光を散乱して出
射する異方性散乱板を配置するのが望ましく、このよう
にすることにより、表示の観察方向である正面方向によ
り多く散乱光を出射させて明表示をさらに明るくすると
ともに、暗表示の際の前記ｐ−ｓ波分離反射板でのｐ波
光の反射による暗表示のギラつきを抑制することができ
る。

【００３７】また、前記液晶セルは、一対の基板の内面
にそれぞれ設けられた電極が互いに対向する複数の画素
領域を有しており、前記一対の基板のいずれか一方に、
前記複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色のカラ
ーフィルタが設けられているものでもよく、このような
液晶セルを用いることにより、明るくコントラストの良
いカラー画像を表示することができる。

【００３８】

【実施例】図１はこの発明の第１の実施例を示す液晶表
示装置の一部分の断面図であり、この実施例の液晶表示
装置は、散乱／透過型液晶セル１０と、この液晶セル１
の背面側に配置されたｐ−ｓ波分離反射板２０と、この
ｐ−ｓ波分離反射板２０の背面側に光吸収部材として設
けられた吸収膜２１とからなっている。

【００３９】前記散乱／透過型液晶セル１０は、入射光
を散乱および透過させるものであり、図示しない枠状の
シール材を介して接合された前面側および背面側の一対
の透明基板１１，１２の内面にそれぞれ透明な電極１
３，１４が設けられ、前記一対の基板１１，１２間に、
前記電極１３，１４間に印加される電界による液晶分子
の配向状態の変化に応じて入射光を散乱および透過させ
る液晶層１５が設けられている。

【００４０】なお、この実施例で用いた散乱／透過型液
晶セル１０は高分子分散型のものであり、その液晶層１
５は液晶／高分子複合層である。この液晶／高分子複合
層は、透明な高分子層１６中に誘電異方性が正のネマテ
ィック液晶１７を分散させたものであり、スポンジのよ
うな断面をもつようにポリマー化した高分子層１６の各
隙間部にそれぞれ液晶１７が閉じ込められた構造をなし
ている。

【００４１】また、この液晶セル１０は、アクティブマ
トリックス方式のものであり、背面側基板１２の内面に
設けられた電極１４は、マトリックス状に配列する複数
の画素電極である。これらの画素電極１４はそれぞれ、
前記背面側基板１２の内面に各画素電極１４にそれぞれ
対応させて設けられた図示しない複数のＴＦＴ（薄膜ト
ランジスタ）に接続されており、前記複数のＴＦＴは、
前記背面側基板１２の内面に配線された図示しないゲー
トラインおよびデータラインにつながっている。

【００４２】一方、前面側基板１１の内面に設けられた
電極１３は、前記複数の画素電極１４の全てに対向する
一枚膜状の対向電極であり、この対向電極１３と前記複
数の画素電極１４とが互いに対向する領域がそれぞれ画
素領域となっている。

【００４３】次に、前記散乱／透過型液晶セル１０の背
面側に配置されたｐ−ｓ波分離反射板２０について説明
する。

【００４４】図２は前記ｐ−ｓ波分離反射板２０の斜視
図であり、このｐ−ｓ波分離反射板２０は、互いにほぼ
直交する方向に反射軸２０ｓと透過軸２０ｐとをもって
おり、入射光のうちの前記反射軸２０ｓに沿った偏光成
分のｓ波光を反射させ、前記透過軸２０ｐに沿った偏光
成分のｐ波光を透過させる特性を有している。

【００４５】すなわち、図２に示したように、このｐ−
ｓ波分離反射板２０に、その反射軸２０ｓに沿った偏光
成分のｓ波光Ｓと、前記透過軸２０ｐに沿った偏光成分
のｐ波光Ｐとの両方を含む光を入射させると、その入射
光のうちの前記反射軸２０ｓに沿ったｓ波光Ｓはｐ−ｓ
波分離反射板２０で反射され、前記透過軸２０ｐに沿っ
たｐ波光Ｐはｐ−ｓ波分離反射板２０を透過する。

【００４６】なお、図２には、ｐ−ｓ波分離反射板２０
にその一方の面から光を入射させた例を示したが、前記
ｐ−ｓ波分離反射板２０は、他方の面からの入射光に対
しても同じ特性を示す。

【００４７】このｐ−ｓ波分離反射板２０は、その反射
特性および透過特性が波長依存性の無い特性である無着
色シートであり、その反射光は、鏡面反射光である。

【００４８】そして、前記ｐ−ｓ波分離反射板２０は、
その反射軸２０ｓおよび透過軸２０ｐを任意の方向に向
けて、前記液晶セル１０の背面側に、この液晶セル１０
のほぼ全面に対向させて配置されている。

【００４９】また、前記吸収膜２１は、入射光のほとん
どを吸収する黒色系のものであり、この吸収膜２１は、
前記ｐ−ｓ波分離反射板２０の背面側に、このｐ−ｓ波
分離反射板２０のほぼ全面に対向させて配置されてい
る。

【００５０】なお、図１では、液晶セル１０とｐ−ｓ波
分離反射板２０と吸収膜２１とを互いに離間させて示し
ているが、ｐ−ｓ波分離反射板２０は液晶セル１０の背
面側基板１２の外面に近接または密着させて設けられ、
吸収膜２１はｐ−ｓ波分離反射板２０の背面に近接また
は密着させて設けられている。

【００５１】この液晶表示装置は、その使用環境の光で
ある外光を利用し、前記散乱／透過型液晶セル（この実
施例では高分子分散型液晶セル）１０の液晶層１５によ
る光の散乱を制御して表示するものであり、前記液晶セ
ル１０の液晶層１５である液晶／高分子複合層の液晶１
７の分子１７ａは、電極１３，１４間に電圧が印加され
ていない無電界状態では、図１に示したように、ランダ
ムな方向を向いた配向状態、つまり入射光を散乱させる
配向状態にある。

【００５２】このように液晶セル１０の液晶層１５の液
晶分子１７ａが入射光を散乱させる配向状態にあるとき
は、前方から液晶セル１０に入射した光が、図１に実線
矢印で示したように液晶層１５の散乱作用により散乱さ
れる。

【００５３】そして、このときは、前記液晶層１５によ
り散乱された散乱光のうちの液晶セル１０の前面に向か
う光が前方に出射するともに、前記液晶セル１０の背面
に出射した散乱光のうちの前記ｐ−ｓ波分離反射板２０
の反射軸２０ｓに沿った偏光成分のｓ波光Ｓがこのｐ−
ｓ波分離反射板２０により反射され、その反射光が再び
液晶セル１０にその背面から入射し、前記液晶層１５に
より再び散乱されて前方に出射し、その領域の表示が明
表示となる。

【００５４】なお、前記液晶セル１０の背面に出射した
散乱光のうち、前記ｐ−ｓ波分離反射板２０の透過軸２
０ｐに沿った偏光成分のｐ波光Ｐは、このｐ−ｓ波分離
反射板２０を透過して前記吸収膜２１により吸収され
る。

【００５５】すなわち、この液晶表示装置は、入射光の
散乱による明表示を、前方から入射し前記液晶セル１０
の液晶層１５により散乱された散乱光のうちの前方に出
射する光と、前記液晶セル１０の背面側に出射した散乱
光のうちの前記ｐ−ｓ波分離反射板２０により反射さ
れ、前記液晶層１５により再び散乱されて前方に出射す
る光との両方によって表示するものであり、したがっ
て、明表示の明るさは充分である。

【００５６】また、前記液晶セル１０の電極１３，１４
間に、所定の値の電圧を印加すると、その電界により前
記液晶層１５の液晶分子１７ａが基板１１，１２面に対
してほぼ垂直になるように一様に配列し、入射光を透過
させる配向状態になる。

【００５７】このように液晶セル１０の液晶層１５の液
晶分子１７ａが入射光を透過させる状態に配向したとき
は、前方から液晶セル１０に入射した光が、図１に破線
矢印で示したように前記液晶層１５をほとんど散乱する
ことなく透過して液晶セルの背面側に出射し、その光の
うちの前記ｐ−ｓ波分離反射板２０の透過軸２０ｐに沿
った偏光成分のｐ波光Ｐがこのｐ−ｓ波分離反射板２０
を透過して前記吸収膜２１により吸収され、その領域の
表示が暗表示となる。

【００５８】ただし、この暗表示のときも、前記液晶セ
ル１０の背面に出射した光のうちの前記ｐ−ｓ波分離反
射板２０の反射軸に沿った偏光成分のｓ波光Ｓが、この
ｐ−ｓ波分離反射板２０により反射され、その反射光が
再び液晶セル１０を透過して前方に出射するため、前記
暗表示が、前記ｐ−ｓ波分離反射板２０を備えずに液晶
セル１０の背面に出射した光のほとんどを吸収膜２１に
より吸収する場合に比べて明るくなる。

【００５９】しかし、液晶表示装置の表示は、その正面
方向（装置前面の法線付近の方向）から観察されのが普
通であり、外光は、表示の観察方向である正面方向に対
して斜めに傾いた方向から主に入射する。

【００６０】すなわち、外光を利用して表示する表示装
置は、表示の観察方向である正面方向に対して画面の上
縁側に斜めに傾いた方向を明るい外光が得られる方向に
向けて使用されるのが普通であり、この実施例の液晶表
示装置も、同様にして使用される。

【００６１】そして、前記ｐ−ｓ波分離反射板２０は、
その反射軸２２ｓに沿った偏光成分のｓ波光Ｓのほとん
どを、その入射角と同じ反射角で反射するため、前記暗
表示のときに前記ｐ−ｓ波分離反射板２０により反射さ
れた光の出射方向は、前記正面方向に対して斜め前方、
つまり表示観察観察者にはほとんど見えない方向であ
り、そのため、正面方向から観察される暗表示は充分な
暗さである。

【００６２】しかも、この実施例では、前記ｐ−ｓ波分
離反射板２０の背面側に設ける光吸収部材を、入射光の
ほとんどを吸収する黒色系の吸収膜２１としているた
め、前記ｐ−ｓ波分離反射板２０を透過した光が反射さ
れて前方に出射するのをほぼ完全に無くし、前記暗表示
をより暗くすることができる。

【００６３】したがって、この液晶表示装置によれば、
入射光の散乱による明表示を充分に明るくし、しかも、
前記明表示と暗表示との明るさの差が充分に大きいコン
トラストの良い表示を得ることができる。

【００６４】上記実施例の液晶表示装置と、この液晶表
示装置から前記ｐ−ｓ波分離反射板２０を省略した比較
装置との表示特性を比較すると、これらの装置にその前
面の法線を中心とする円周の全周方向から前記法線に対
して２０度の入射角で光を入射させ、出射光を正面方向
（前記法線に沿った方向）から測定したときの、それぞ
れ装置の明表示および暗表示のときの光の反射率（入射
光に対する出射光の比率）Ｒと、出射光の色度ｘ，ｙ
と、コントラストＣ_Ｒは、次の通りである。

【００６５】なお、前記反射率Ｒは、Ａｌ_２Ｏ_３（アル
ミナ）からなる白色反射板の単体での反射率を基準と
し、この白色反射板の反射率を１００％とした値であ
り、また前記出射光の色度は、ＣＩＥ色度図上における
ｘコーディネイト値とｙコーディネイト値である。

【００６６】［比較装置］明表示反射率Ｒ＝５．７％、色度ｘ＝０．２７，ｙ＝
０．２７暗表示反射率Ｒ＝１．５％、色度ｘ＝０．２８，ｙ＝
０．３０コントラストＣ_Ｒ＝３．９［実施例装置］明表示反射率Ｒ＝８８．１％、色度ｘ＝０．３２，ｙ
＝０．３３暗表示反射率Ｒ＝１０．０％、色度ｘ＝０．３０，ｙ
＝０．３２コントラストＣ_Ｒ＝８．９このように、上記実施例の液晶表示装置は、ｐ−ｓ波分
離反射板２０を省略して液晶セル１０の背面に出射した
光のほとんどを吸収膜２１により吸収するようにした比
較装置に比べて、暗表示のときの反射率が高いため、暗
レベルが若干浮き上がるが、明表示のときの反射率が格
段に高く、前記比較装置に比べて高いコントラストが得
られる。

【００６７】しかも、上記実施例の液晶表示装置は、明
表示および暗表示のときの出射光の色度がいずれもＣＩ
Ｅ色度図上における白（無彩色）点（ｘ＝０．３１，ｙ
＝０．３２）に極く近い値であり、したがって、前記比
較装置に比べて良好な白黒表示を得ることができる。

【００６８】なお、上記第１の実施例では、前記ｐ−ｓ
波分離反射板２０の背面側に、光吸収部材として黒色系
の吸収膜２１を設けているが、前記光吸収部材は、吸収
軸に沿った偏光成分の光を吸収し、透過軸に沿った偏光
成分の光を透過させる偏光板でもよい。

【００６９】図３はこの発明の第２の実施例を示す液晶
表示装置の一部分の断面図であり、この実施例の液晶表
示装置は、散乱／透過型液晶セル１０と、この液晶セル
１の背面側に配置されたｐ−ｓ波分離反射板２０と、こ
のｐ−ｓ波分離反射板２０の背面側に光吸収部材として
設けられた偏光板２２と、この偏光板２２の背面側に設
けられた光反射部材２３とからなっている。

【００７０】なお、散乱／透過型液晶セル１０は高分子
分散型のものであり、この液晶セル１０とｐ−ｓ波分離
反射板２０は上記第１の実施例のものと同じであるか
ら、重複する説明は図に同符号を付して省略する。

【００７１】この実施例において、前記偏光板２２は、
その透過軸を前記ｐ−ｓ波分離反射板２０の透過軸２０
ｐ（図２参照）に対して交差する方向に向けて配置され
ている。

【００７２】また、前記偏光板２２の背面側に配置され
た光反射部材２３は、例えば銀からなる鏡面反射膜であ
り、この光反射部材２３は前記偏光板２２の背面に近接
または密着させて設けられている。

【００７３】この実施例の液晶表示装置は、前記ｐ−ｓ
波分離反射板２０の背面側に設ける光吸収部材を、吸収
軸に沿った偏光成分の光を吸収し、透過軸に沿った偏光
成分の光を透過させる偏光板２２としたものであるが、
前記偏光板２２を、その透過軸を前記ｐ−ｓ波分離反射
板２０の透過軸２０ｐに対して交差する方向に向けて配
置しているため、前記ｐ−ｓ波分離反射板２０を透過し
た光（ｐ−ｓ波分離反射板２０の透過軸２０ｐに沿った
偏光成分のｐ波光）を前記偏光板２２で吸収することが
できる。

【００７４】なお、前記偏光板２２の透過軸と前記ｐ−
ｓ波分離反射板２０の透過軸２０ｐとの交差角度は任意
に設定すればよいが、好ましい交差角度は、９０度また
はそれに近い角度であり、前記偏光板２２の透過軸を前
記ｐ−ｓ波分離反射板２０の透過軸２０ｐに対してほぼ
直交させることにより、前記ｐ−ｓ波分離反射板２０を
透過した光を前記偏光板２２により効率良く吸収するこ
とができる。

【００７５】しかも、この実施例では、前記偏光板２２
の背面側に光反射部材２３を設けているため、前記明表
示をより明るくすることができる。

【００７６】すなわち、前記ｐ−ｓ波分離反射板２０の
偏光度はあまり高くないため、前記偏光板２２の透過軸
が前記ｐ−ｓ波分離反射板２０の透過軸２０ｐに対して
交差していても、前記ｐ−ｓ波分離反射板２０を透過し
て前記偏光板２２に入射した光（ｐ−ｓ波分離反射板２
０の透過軸２０ｐに沿った偏光成分のｐ波光）Ｐのうち
のある程度の光が、図３に矢印で示したように前記偏光
板２２の背面側に透過する。

【００７７】そして、この実施例では、前記偏光板２２
の背面側に光反射部材２３を設けることにより、前記ｐ
−ｓ波分離反射板２０を透過し、さらに前記偏光板２２
を透過した光を前記光反射部材２３により積極的に反射
させるようにしているため、この光反射部材２３により
反射された光も前方に出射する。

【００７８】そのため、この実施例によれば、明表示
を、前記液晶セル１０の液晶層１５により散乱された光
のうちの前方に出射する光と、前記ｐ−ｓ波分離反射板
２０により反射され前記液晶層１５により再び散乱され
て前方に出射する光と、前記光反射部材２３により反射
され前記液晶層１５により再び散乱されて前方に出射す
る光とによって表示し、前記明表示をより明るくするこ
とができる。

【００７９】この場合は、暗表示もある程度明るくなる
が、外光は上述したように表示の観察方向である正面方
向に対して斜めに傾いた方向から主に入射し、明表示の
ときは前記ｐ−ｓ波分離反射板２０および光反射部材２
３により正面方向に対して斜め前方に反射されるため、
正面方向から観察される暗表示は充分な暗さであり、し
たがって、明表示と暗表示との明るさの差が充分に大き
いコントラストの良い表示を得ることができる。

【００８０】この実施例の液晶表示装置において、前記
偏光板２２の透過軸と前記ｐ−ｓ波分離反射板２０の透
過軸２０ｐとの交差角度は、上述したように９０度また
はそれに近い角度に設定するのが好ましく、このように
することより、前記ｐ−ｓ波分離反射板２０を透過した
光を前記偏光板２２により効率良く吸収して、前記明表
示と暗表示との明るさの差を大きくし、コントラストの
良い表示を得ることができる。

【００８１】すなわち、前記偏光板２２をその透過軸を
前記ｐ−ｓ波分離反射板２０の透過軸２０ｐと平行にし
て配置した液晶表示装置と、前記偏光板２２をその透過
軸を前記ｐ−ｓ波分離反射板２０の透過軸２０ｐと直交
させて配置した液晶表示装置との表示特性を比較する
と、これらの装置にその前面の法線を中心とする円周の
全周方向から前記法線に対して２０度の入射角で光を入
射させ、出射光を正面方向（前記法線に沿った方向）か
ら測定したときの、明表示および暗表示のときの光の反
射率（入射光に対する出射光の比率）Ｒと、出射光の色
度ｘ，ｙと、コントラストＣ_Ｒは、次の通りである。

【００８２】なお、前記反射率Ｒは、Ａｌ_２Ｏ_３からな
る白色反射板の単体での反射率を基準とし、この白色反
射板の反射率を１００％とした値であり、また前記出射
光の色度は、ＣＩＥ色度図上におけるｘコーディネイト
値とｙコーディネイト値である。

【００８３】［偏光板とｐ−ｓ波分離反射板の透過軸平
行］明表示反射率Ｒ＝１４６．９％、色度ｘ＝０．３１，
ｙ＝０．３２暗表示反射率Ｒ＝８２．３％、色度ｘ＝０．３２，
ｙ＝０．３４コントラストＣ_Ｒ＝１．８［偏光板とｐ−ｓ波分離反射板の透過軸直交］明表示反射率Ｒ＝８８．４％、色度ｘ＝０．３２，ｙ
＝０．３３暗表示反射率Ｒ＝１１．２％、色度ｘ＝０．３２，ｙ
＝０．３４コントラストＣ_Ｒ＝７．９このように、この実施例の液晶表示装置は、偏光板２２
の透過軸とｐ−ｓ波分離反射板２０の透過軸２０ｐとの
交差角度を９０度（直交）にしたときに、コントラスト
が最も高くなり、前記透過軸の交差角度を小さく（平行
に近く）するのにともなってコントラストが低下する。

【００８４】したがって、前記偏光板２２の透過軸と前
記ｐ−ｓ波分離反射板２０の透過軸２０ｐとの望ましい
交差角度は、９０度またはそれに近い角度であり、この
ように前記透過軸の交差角度を設定することより、高い
コントラストを得ることができる。

【００８５】なお、前記偏光板２２の透過軸と前記ｐ−
ｓ波分離反射板２０の透過軸２０ｐとの望ましい交差角
度は、９０度以下で０度よりも大きい範囲で任意に選ぶ
ことができ、この交差角度を選択することにより、明表
示および暗表示の明るさとコントラストを任意に設定す
ることができる。

【００８６】図４はこの発明の第３の実施例を示す液晶
表示装置の一部分の断面図であり、この実施例の液晶表
示装置は、散乱／透過型液晶セル１０と、この液晶セル
１の背面側に配置されたｐ−ｓ波分離反射板２０と、前
記液晶セル１０と前記ｐ−ｓ波分離反射板２０との間に
配置された異方性散乱板２４と、前記ｐ−ｓ波分離反射
板２０の背面側に光吸収部材として設けられた黒色系の
吸収膜２１とからなっている。

【００８７】なお、散乱／透過型液晶セル１０は高分子
分散型のものであり、この液晶セル１０とｐ−ｓ波分離
反射板２０および光吸収部材として設けられた吸収膜２
１は上記第１の実施例のものと同じであるから、重複す
る説明は図に同符号を付して省略する。

【００８８】図５は前記異方性散乱板２４の側面図であ
り、この異方性散乱板２４は、図に一点鎖線で示した垂
直方向Ｈに対して特定の角度範囲θ内の入射角で入射し
た光を図に実線矢印で示すように散乱せずに出射し、そ
れよりも大きい入射角で入射した光を図に破線矢印で示
すように散乱して出射する特性を有している。なお、こ
の異方性散乱板２４の散乱せずに出射する光の角度範囲
θは例えば３０度（垂直方向Ｈに対して１５度）であ
る。

【００８９】この実施例の液晶表示装置によれば、液晶
セル１０とｐ−ｓ波分離反射板２０との間に前記異方性
散乱板２４を配置しているため、前方から前記液晶セル
１０に入射して液晶層１５により散乱された光のうちの
前記液晶セル１０の背面側に出射した光を、図５に実線
矢印で示したように、前記異方性散乱板２４により垂直
方向Ｈに向かう光が多くなるように集光し、さらにｐ−
ｓ波分離反射板２０により反射された光（ｓ波光）を、
再び前記異方性散乱板２４により垂直方向Ｈに向かう光
が多くなるように集光して前記液晶層１５にその背面側
から入射させることができ、したがって、表示の観察方
向である正面方向により多くの散乱光を出射させ、明表
示をさらに明るくすることができる。

【００９０】また、この液晶表示装置では、暗表示のと
きも、前方から入射し前記液晶セル１０の液晶層１５を
透過して背面側に出射した光が前記異方性散乱板２４に
より垂直方向Ｈに向かう光が多くなるように集光し、さ
らに前記ｐ−ｓ波分離反射板２０により反射された光が
再び前記異方性散乱板２４により垂直方向Ｈに向かう光
が多くなるように集光するため、正面方向に出射する光
が多くなり、暗表示がある程度明るくなるが、その反
面、出射光が前記異方性散乱板２４により散乱された光
であるため、暗表示の際の前記ｐ−ｓ波分離反射板での
ｐ波光の反射による暗表示のギラつきを抑制することが
できる。

【００９１】この液晶表示装置に、その前面の法線を中
心とする円周の全周方向から前記法線に対して２０度の
入射角で光を入射させ、出射光を正面方向（前記法線に
沿った方向）から測定したときの、それぞれ装置の明表
示および暗表示のときの光の反射率（入射光に対する出
射光の比率）Ｒと、出射光の色度ｘ，ｙと、コントラス
トＣ_Ｒは、次の通りである。

【００９２】なお、ここで用いた異方性散乱板２４は、
「ＭＦＸ１５１５」の商品名で市販されている住友化学
社製の異方性散乱板であり、前記反射率Ｒは、Ａｌ_２Ｏ
_３からなる白色反射板の単体での反射率を基準とし、こ
の白色反射板の反射率を１００％とした値であり、また
前記出射光の色度は、ＣＩＥ色度図上におけるｘコーデ
ィネイト値とｙコーディネイト値である。

【００９３】明表示反射率Ｒ＝９２．１％、色度ｘ＝
０．３２，ｙ＝０．３３暗表示反射率Ｒ＝２５．４％、色度ｘ＝０．３０，ｙ
＝０．３１コントラストＣ_Ｒ＝３．６このように、この実施例の液晶表示装置は、上述した第
１の実施例の液晶表示装置に比べればコントラストがあ
る程度低下するが、表示の観察方向である正面方向によ
り多く散乱光を出射させることができるため、表示をさ
らに明るくするとともに、暗表示の際のｐ−ｓ波分離反
射板２０でのｐ波光の反射による暗表示のギラつきを抑
制することができる。

【００９４】なお、上記第３の実施例では、前記液晶セ
ル１０とｐ−ｓ波分離反射板２０との間に異方性散乱板
２４を配置しているが、この異方性散乱板２４は、図６
に示した第４の実施例のように、液晶セル１０の前面側
に配置してもよく、この実施例によっても、表示の観察
方向である正面方向により多く散乱光を出射させ、表示
をさらに明るくするとともに、暗表示の際のｐ−ｓ波分
離反射板２０でのｐ波光の反射による暗表示のギラつき
を抑制することができる。

【００９５】この実施例のように液晶セル１０の前面側
に異方性散乱板２４を配置した液晶表示装置の明表示お
よび暗表示のときの光の反射率Ｒと、出射光の色度ｘ，
ｙと、コントラストＣ_Ｒは、次の通りである。

【００９６】明表示反射率Ｒ＝９３．４％、色度ｘ＝
０．３２，ｙ＝０．３３暗表示反射率Ｒ＝３０．３％、色度ｘ＝０．３０，ｙ
＝０．３０コントラストＣ_Ｒ＝２．７図７は、この発明の第５の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の断面図であり、この実施例の液晶表示装置は、
散乱／透過型液晶セル１０に、その複数の画素領域にそ
れぞれ対応する複数の色のカラーフィルタ、例えば赤、
緑、青の３色のカラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ
を備えさせたものである。

【００９７】すなわち、この実施例で用いた散乱／透過
型液晶セル１０は、一対の基板１１，１２の内面にそれ
ぞれ設けられた電極１３，１４が互いに対向する複数の
画素領域を有しており、前記一対の基板１１，１２のい
ずれか一方、例えば前面側基板１１の内面に、前記複数
の画素領域にそれぞれ対応させて、赤、緑、青の３色の
カラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを設けたもので
ある。

【００９８】なお、前記散乱／透過型液晶セル１０は高
分子分散型のものであり、この液晶セル１０は、前記カ
ラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを備えた点を除け
ば上述した第１の実施例のものと同じである。またｐ−
ｓ波分離反射板２０および光吸収部材として設けられた
吸収膜２１も第１の実施例のものと同じである。

【００９９】この実施例の液晶表示装置によれば、散乱
／透過型液晶セル１０として、その複数の画素領域にそ
れぞれ対応する赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１８
Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを備えたものを用いているため、明
るくコントラストの良いフルカラー画像を表示すること
ができる。

【０１００】上記実施例では、液晶セル１０の前面側基
板１１の内面にカラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ
を設けているが、前記カラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，
１８Ｂは背面側基板１２の内面に設けてもよく、このよ
うにすることにより、光の散乱による明表示を、前記液
晶セル１０の液晶層１５により散乱された散乱光のうち
の前方に出射する非着色の光と、前記前記カラーフィル
タ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂの色に着色して液晶セル１０
の背面側に出射し、ｐ−ｓ波分離反射板２０により反射
されて前記液晶層１５により再び散乱された散乱光のう
ちの前方に出射する光との両方によって表示し、さらに
明るいフルカラー画像を表示することができる。

【０１０１】なお、前記カラーフィルタ１８Ｒ，１８
Ｇ，１８Ｂを備えた散乱／透過型液晶セル１０は、上述
した第１〜第４の実施例の液晶表示装置のいずれに用い
てもよい。

【０１０２】また、前記散乱／透過型液晶セル１０は、
高分子分散型のものに限らず、一対の透明基板間に、誘
電異方性が正のコレステリック液晶またはコレステリッ
ク液晶とネマティック液晶の混合液晶からなる液晶層を
設けた相転移型のものでもよい。

【０１０３】さらに、前記散乱／透過型液晶セル１０
は、アクティブマトリックス方式のものに限らず、単純
マトリックス方式のものでもよく、また、白黒表示の液
晶表示装置の場合は、セグメント方式のものでもよい。

【０１０４】

【発明の効果】この発明の液晶表示装置は、散乱／透過
型液晶セルの背面側に、互いに直交する反射軸と透過軸
とをもち、前記反射軸に沿った偏光成分のｓ波光を反射
し、前記透過軸に沿った偏光成分のｐ波光を透過させる
ｐ−ｓ波分離反射板を配置し、このｐ−ｓ波分離反射板
の背面側に光吸収部材を設けたものであるため、入射光
の散乱による明表示を充分に明るくし、しかもコントラ
ストの良い表示を得ることができる。

【０１０５】この発明の液晶表示装置において、前記ｐ
−ｓ波分離反射板の背面側に設ける光吸収部材は、入射
光のほとんどを吸収する黒色系の吸収膜が好ましく、こ
の黒色系の吸収膜を用いることにより、前記ｐ−ｓ波分
離反射板を透過した光が反射されて前方に出射するのを
ほぼ完全に無くし、前記暗表示をより暗くすることがで
きる。

【０１０６】なお、前記光吸収部材は、吸収軸に沿った
偏光成分の光を吸収し、透過軸に沿った偏光成分の光を
透過させる偏光板でもよく、その場合は、前記偏光板
を、その透過軸を前記ｐ−ｓ波分離反射板の透過軸に対
して交差する方向に向けて配置することにより、前記ｐ
−ｓ波分離反射板を透過した光を前記偏光板で吸収する
ことができる。

【０１０７】このように、前記光吸収部材に偏光板を用
いる場合は、前記偏光板の背面側に光反射部材を設けて
もよく、このような構成とすることにより、前記明表示
をより明るくすることができる。

【０１０８】この場合は、暗表示もある程度明るくなる
が、外光は表示の観察方向である正面方向に対して斜め
に傾いた方向から主に入射し、明表示のときは前記ｐ−
ｓ波分離反射板および光反射部材により正面方向に対し
て斜め前方に反射されるため、正面方向から観察される
暗表示は充分な暗さであり、したがって、明表示と暗表
示との明るさの差が充分に大きいコントラストの良い表
示を得ることができる。

【０１０９】さらに、この発明の液晶表示装置において
は、前記液晶セルと前記ｐ−ｓ波分離反射板との間、も
しくは前記液晶セルの前面側に、垂直方向に対して特定
の角度範囲内の入射角で入射した光を散乱せずに出射
し、それよりも大きい入射角で入射した光を散乱して出
射する異方性散乱板を配置するのが望ましく、このよう
にすることにより、表示の観察方向である正面方向によ
り多く散乱光を出射させて、表示をさらに明るくすると
ともに、暗表示の際の前記ｐ−ｓ波分離反射板でのｐ波
光の反射による暗表示のギラつきを抑制することができ
る。

【０１１０】また、前記液晶セルは、一対の基板の内面
にそれぞれ設けられた電極が互いに対向する複数の画素
領域を有しており、前記一対の基板のいずれか一方に、
前記複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色のカラ
ーフィルタが設けられているものでもよく、このような
液晶セルを用いることにより、明るくコントラストの良
い多色カラー画像を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の断面図。

【図２】ｐ−ｓ波分離反射板２０の斜視図。

【図３】この発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の断面図。

【図４】この発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の断面図。

【図５】異方性散乱板の側面図。

【図６】この発明の第４の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の断面図。

【図７】この発明の第５の実施例を示す液晶表示装置の
一部分の断面図。

【図８】従来の散乱型液晶表示装置の一部分の断面図。

【符号の説明】

１０…散乱／透過型液晶セル（高分子分散型液晶セル）１１，１２…基板１３，１４…電極１５…液晶層（液晶／高分子複合層）１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ…カラーフィルタ２０…ｐ−ｓ波分離反射板２０２１…吸収膜（光吸収部材）２２…偏光板（光吸収部材）２３…光反射部材２４…異方性散乱板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する一対の基板の内面にそれぞ
れ電極が設けられ、前記一対の基板間に、前記電極間に
印加される電界による液晶分子の配向状態の変化に応じ
て入射光を散乱および透過させる液晶層が設けられた散
乱／透過型液晶セルの背面側に、互いに直交する方向に
反射軸と透過軸とをもち、前方から前記液晶セルに入射
してその背面に出射した光のうちの前記反射軸に沿った
偏光成分のｓ波光を前記液晶セルに向けて反射し、前記
透過軸に沿った偏光成分のｐ波光を背面側に透過させる
ｐ−ｓ波分離反射板を配置し、このｐ−ｓ波分離反射板
の背面側に光吸収部材を設けたことを特徴とする液晶表
示装置。
【請求項２】前記光吸収部材は、入射光のほとんどを吸
収する黒色系の吸収膜であることを特徴とする請求項１
に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記光吸収部材は、吸収軸に沿った偏光成
分の光を吸収し、透過軸に沿った偏光成分の光を透過さ
せる偏光板であり、この偏光板が、その透過軸を前記ｐ
−ｓ波分離反射板の透過軸に対して交差する方向に向け
て配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液
晶表示装置。
【請求項４】前記偏光板の背面側に光反射部材が設けら
れていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装
置。
【請求項５】前記液晶セルと前記ｐ−ｓ波分離反射板と
の間、もしくは前記液晶セルの前面側に、垂直方向に対
して特定の角度範囲内の入射角で入射した光を散乱せず
に出射し、それよりも大きい入射角で入射した光を散乱
して出射する異方性散乱板が配置されていることを特徴
とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記液晶セルは、前記一対の基板の内面に
それぞれ設けられた前記電極が互いに対向する複数の画
素領域を有しており、前記一対の基板のいずれか一方
に、前記複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色の
カラーフィルタが設けられていることを特徴とする請求
項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。