JP3760635B2 - 液晶表示装置及びそれを用いた電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、明るいモノカラー表示を行うことができる液晶表示装置及びそれを用いた電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
モノカラー表示の液晶表示装置においては、一般的に白またはグレー系色の背景に、黒い文字の表示が行われることが多い。
【０００３】
しかし、近年のファッション性重視の傾向から、特に携帯型電子機器などではボディーのカラー化が進んでいる。このカラー化の傾向に合わせて、モノカラーの液晶表示装置においても、背景がカラー化されたものを求める需要がある。液晶表示装置における背景のカラー化は、白地の背景色を持つ液晶表示装置にカラーフィルムを組み込むことによって可能ではある。しかしながら、カラーフィルムの挿入は光の吸収を伴うため、表示が暗くなってしまうという問題がある。
【０００４】
また、カラーフィルムは、一般的なフィルム材料と同様に延伸によって形成されるため、屈折率異方性を持っている。そのため、意図しない着色などが発生してしまうことがある。
【０００５】
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであって、その目的は、モノカラーの表示が可能で、意図しない着色等がなく、しかも明るい表示が可能な液晶表示装置およびそれを用いた電子機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る液晶表示装置は、内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの第１の面側に配置された偏光子と、前記液晶セルの第２の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、屈折率異方性による遅相軸を有するカラーフィルムとを具備し、前記カラーフィルムは、前記偏光子と前記液晶セルとの間に、前記遅相軸が前記偏光子の吸収軸または遅相軸と平行な状態で配置されており、前記偏光子を出射した光の偏光状態は、前記液晶セルへ入射するまで維持され、前記液晶セルを出射した光の偏光状態は、前記偏光子へ入射するまで維持されることを特徴とする。
更に
（２）本発明に係る液晶表示装置は、内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの第１の面側に配置された偏光子と、前記液晶セルの第２の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、屈折率異方性による遅相軸を有するカラーフィルムとを具備し、前記カラーフィルムは前記液晶セルと前記反射偏光子との間に、前記遅相軸が前記反射偏光子の反射軸または透過軸と平行な状態で配置されており、前記液晶セルを出射した光の偏光状態は、前記反射偏光子へ入射するまで維持され、前記反射偏光子を出射した光の偏光状態は、前記液晶セルへ入射するまで維持されることを特徴とする。
【０００７】
本発明の液晶表示装置は、偏光子と液晶セルとの間、または液晶セルと反射偏光子との間にカラーフィルムが配置されているため、モノカラー表示を行うことができる。
【０００８】
また、本発明の液晶表示装置は、液晶セルの背面側に用いる偏光子として反射偏光子（国際公開ＷＯ９５／１７６９２）を用いているため、反射偏光子が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射することができ、液晶セルの被制御状態によっては液晶セル前面側の偏光子および液晶セルを透過した光を、この反射偏光子によって殆ど反射させることが可能である。したがって、このように反射偏光子を用いた液晶表示装置は、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にアルミニウム蒸着等による反射板を配置して反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて、表示が明るい。これは、アルミニウム蒸着等による反射板の反射率が９０％弱にしかならないのに比し、反射偏光子による反射は、入射する偏光の状態によっては殆ど１００％反射することができるためである。さらに、通常の吸収型の偏光板は、ヨウ素等のハロゲン物質や染料等の二色性色素を利用しており、その二色比が必ずしも高くないために１０％以上の光を無駄にしているが、反射偏光子では光の無駄な吸収は殆ど起きないことにもよっている。
【０００９】
また、モノカラー表示を行うために用いられているカラーフィルムは、延伸形成されるため、通常、屈折率異方性を持つ。このカラーフィルムは、偏光子と液晶セルとの間に配置された場合は、遅相軸が偏光子の吸収軸または遅相軸と平行な状態とされており、液晶セルと反射偏光子との間に配置された場合は、遅相軸が反射偏光子の反射軸または透過軸と平行な状態とされているため、カラーフィルムの屈折率異方性によって意図しない着色などが起きない。
【００１０】
（３）本発明の液晶表示装置は、内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの第１の面側に配置された偏光子と、前記液晶セルの第２の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、 前記偏光子と前記液晶セルとの間に配置された位相差板と、屈折率異方性による遅相軸を有するカラーフィルムとを具備し、前記カラーフィルムの屈折率異方性による着色が発生しないように、前記カラーフィルムが前記偏光子と前記位相差板との間に、前記遅相軸が前記偏光子の吸収軸、透過軸、前記位相差板の遅相軸、進相軸の少なくともいずれかと平行な状態で配置されていることを特徴とする。
更に
（４）本発明の液晶表示装置は、内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの第１の面側に配置された偏光子と、前記液晶セルの第２の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、前記偏光子と前記液晶セルとの間に配置された位相差板と、屈折率異方性による遅相軸を有するカラーフィルムとを具備し、前記カラーフィルムの屈折率異方性による着色が発生しないように、前記カラーフィルムが前記液晶セルと前記反射偏光子との間に、前記遅相軸が前記反射偏光子の反射軸または透過軸と平行な状態で配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の液晶表示装置は、偏光子と液晶セルとの間、または液晶セルと反射偏光子との間にカラーフィルムが配置されているため、表示がモノカラー化される。
【００１２】
また、本発明の液晶表示装置は、前述した発明の場合と同様に、液晶セルの背面側に用いる偏光子として反射偏光子を用いているため、反射偏光子が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射することができる。したがって、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にアルミニウム蒸着等による反射板を配置して反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて、明るい表示を行うことができる。
【００１３】
さらに、モノカラー表示を行うために用いられているカラーフィルムは延伸形成されるため、通常、屈折率異方性を持つ。このカラーフィルムは、偏光子と液晶セルとの間に配置された場合は、遅相軸が偏光子の吸収軸、透過軸、位相差板の遅相軸、進相軸の少なくともいずれかと平行な状態とされており、液晶セルと反射偏光子との間にあるときは、遅相軸が反射偏光子の反射軸または透過軸と平行な状態とされているため、カラーフィルムの屈折率異方性によって意図しない着色などが起きない。
【００１４】
（５）さらに好ましくは、本発明の液晶表示装置は、前記液晶セルと前記反射偏光子との間に散乱層が配置されていることが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、反射偏光子によって反射された光が散乱層によって散乱されるため、反射偏光子によって反射された部分に対応する表示が、鏡面状ではなくペーパーホワイト状の見やすい表示となる。
【００２０】
（６）さらに好ましくは、本発明に係る液晶表示装置は、前記反射偏光子の背面に配置された偏光子をさらに有することを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、反射偏光子の背面に配置された偏光子の透過軸と、反射偏光子の透過軸または反射軸との間の角度を調節することによって、液晶表示装置の暗表示部分の暗さを調節することができる。
【００２２】
（７）さらに好ましくは、本発明に係る液晶表示装置は、前記反射偏光子の背面に配置された光半吸収体をさらに有することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、光半吸収体の光吸収量を調節することによって、液晶表示装置の暗表示部分の暗さを調節することができる。
【００２７】
（８） さらに好ましくは、本実施形態の液晶表示装置は、
最も背面側に配置されたバックライトをさらに有することを特徴とする。
【００２８】
本発明の液晶表示装置によれば、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子を用いることによって反射型の表示を行っているため、明るい反射型表示が可能であるにもかかわらず、最も背面にバックライトを配置することによって透過型の表示も行うことができる。
【００２９】
しかも、液晶セルの背面側に用いる偏光子として反射偏光子を用いた半透過反射型（反射／透過両用型）の液晶表示装置は、反射型として用いた場合、反射偏光子が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射するため、液晶セルの被制御状態によっては前面側の偏光子を透過した光を反射偏光子によって殆ど反射させることが可能である。したがって、このように反射偏光子を用いた半透過反射型の液晶表示装置は、反射型として用いた場合、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にハーフミラーを配置して半透過反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて、遙かに明るい表示を行うことができる。
【００３０】
（９） さらに好ましくは、本発明に係る液晶表示装置は、（１）乃至（５）のいずれかにおいて、前記液晶セルと前記反射偏光子との間に配置された偏光子と、最も背面側に配置されたバックライトと、をさらに有することを特徴とする。
【００３１】
本発明の液晶表示装置によれば、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子を用いることによって反射型の表示を行っているため、明るい反射型表示が可能であるにもかかわらず、最も背面にバックライトを配置することによって透過型の表示も行うことができる。
【００３２】
また、反射偏光子は、半透過反射板として動作させればよいため、液晶セルの前面側に配置された偏光子の透過軸と、液晶セルの背面側に配置された偏光子の透過軸と、反射偏光子の反射軸または透過軸との間の角度をそれぞれ適切に選べば、明るい光のもとで反射型として用いる場合と、周囲が暗く透過型として用いる場合とで、表示の明暗が反転することがない半透過反射型液晶表示装置を形成することができる。
【００３３】
（１０） 本発明の電子機器は、前述のいずれかに記載の液晶表示装置を表示手段として有することを特徴とする。 本発明によれば、前記各発明について上述したいずれかの作用効果を持ち、反射型として用いた場合は、明るくて低消費電力の液晶表示装置を有する電子機器が得られる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら、さらに具体的に説明する。
【００３５】
〔第１実施形態〕
＜液晶表示装置の構造＞
図１は、本実施形態の液晶表示装置１０を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置１０は、液晶セル１８の前面側に吸収型の偏光子１４を配置し、液晶セルの背面側には反射偏光子４０を配置して形成されている。また、液晶セル１８と反射偏光子４０との間には、カラーフィルム３４および散乱層３８が配置されている。そして、反射偏光子４０の背面には、バックライト４４が配置されている。なお、図１および同様な他の図面においては、液晶表示装置を構成する各要素間に隙間があるように描かれているが、これは図示の便宜上のものであり、実際は各要素が互いにほぼ密着される状態となっている。
【００３６】
液晶セル１８は、ストライプ状の透明電極２２が片面に形成された基板２０と、やはりストライプ状の透明電極２６が片面に形成された基板２８とが、ギャップ材（図示せず）などによって所定間隔離され、対向する基板２０，２８の透明電極２２，２６同士が格子状に対向する単純マトリックス型の液晶セル１８となっている。これら一対の基板２０，２８の間にはＴＮ型の液晶２４が充填され、それら基板２０，２８の対向する周縁がシール材３０によって封止されている。なお、図１においては、一対の基板の間を広く離して描いてあるが、これは図示を明確化するためであり、実際には一対の基板は数μｍないし十数μｍの狭いギャップを隔てて対向している。
【００３７】
カラーフィルム３４は、例えば、ポリビニールアルコール、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリエステル、ポリメチルメタクリレートなどに顔料または染料を混入させた材料を用いて、延伸成形により形成される。液晶表示装置１０を反射モードで用いる場合は、光がカラーフィルム３４を２度透過することになるため、カラーフィルム３４は、光透過率の高いものが好ましく、例えば図２に２種類のカラーフィルム３４の白色光に対する透過分光スペクトルを示すように、可視光領域の波長における最低の透過率が少なくとも２０％以上であることが好ましい。なお、図１においては、カラーフィルム３４が、液晶セル１８と散乱層３８との間に配置された例を示したが、カラーフィルム３４は、散乱層３８と反射偏光子４０との間に配置されてもよいし、偏光子１４と液晶セル１８との間に配置されてもよい。
【００３８】
また、カラーフィルム３４は延伸形成されるため、通常、その延伸方向が遅相軸となる屈折率異方性を持つ。カラーフィルム３４は、液晶セル１８の背面側に配置される場合には、カラーフィルム３４の遅相軸が反射偏光子４０の反射軸または透過軸と平行な状態で配置され、液晶セル１８の前面側に配置される場合には、カラーフィルム３４の遅相軸が偏光子１４の吸収軸または透過軸と平行な状態で配置される。
【００３９】
散乱層３８は、光を散乱させ拡散させる機能を持っている。散乱層３８を省略することも可能ではあるが、これがない場合は、反射偏光子４０で反射された部分に対応する表示が、鏡面により反射された光との印象を与える表示となってしまう。散乱層３８は、このような状態を防止し、反射偏光子４０で反射された部分に対応する表示をペーパーホワイトに近い表示とする。散乱層３８は、例えば、ビーズを分散させたプラスチックフィルムとして形成されている。また、隣接する層同士、例えばカラーフィルム３４と反射偏光子４０とを接着する光学接着剤からなる接着層中にビーズを混入させて散乱層３８を形成してもよい。なお、散乱層３８は、偏光子１４と液晶セル１８との間に設けてもよいし、偏光子１４の前面に設けるようにしてもよい。
【００４０】
バックライト４４は、図１に示すように光源４６と導光板４８とを備えている。光源４６から出射された光は、導光板４８によって、液晶セル１８の全画素に光が入射するように導光され、拡散される。導光板４８としては、通常、アクリル板が用いられ、アクリル製導光板の上に拡散板や集光プリズムを積層したものを用いてもよい。光源４６としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）などが用いられる。なお、バックライトとしては、光源４６と導光板４８との組み合わせの代わりに、面光源であるＥＬ（エレクトロルミネセント）等を用いてもよい。
【００４１】
反射偏光子４０は、国際公開（ＷＯ９５／０１７６９２）や、特表平９−５０６９８５号公報などに開示された偏光分離素子と同様のものであり、厚さと屈折率特性についてそれぞれ所定の関係を満たす一対の層が多重積層された構造となっている。反射偏光子４０は、各層が１μｍに満たない程度の厚さの多くの層によって形成され、全体としても２００μｍ程度の厚さの薄い板状である。反射偏光子４０は、透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過し、透過軸とほぼ直交する反射軸方向の偏光面を持つ偏光を反射する性質を持っている。なお、反射偏光子４０の透過軸と偏光子１４の透過軸とは、ほぼ平行となるように反射偏光子４０と偏光子１４とが配置されている。
【００４２】
また、液晶表示装置１０は、図１に図示した構成要素以外にも、液晶２４に面して設けられる配向膜、および駆動回路なども備えている。
【００４３】
＜反射型の液晶表示装置としての動作＞
上記のように形成された液晶表示装置１０を、明るい光のもとで反射型として用いる場合の動作を図３とともに説明する。なお、この図において、左側半分の図３（Ａ）は通過する光の偏光面を液晶セル１８が９０°旋光させるスイッチング状態である場合を示し、右側半分の図３（Ｂ）は通過する光の偏光面を液晶セル１８が旋光させないスイッチング状態である場合を示している。
【００４４】
まず、液晶セル１８が光を９０°旋光させるスイッチング状態の領域に外光が入射した場合、すなわち図３（Ａ）左側に示した場合について説明する。この場合、入射した外光６０は、前面側の偏光子１４を透過すると、その透過軸１４Ｔの方向の偏光面を持つ直線偏光６０ａとなり、その直線偏光６０ａは液晶セル１８を通過すると９０°旋光された直線偏光６０ｂとなる。その直線偏光６０ｂは、カラーフィルム３４で着色され、散乱層３８で散乱されるが、偏光方向はそのままの直線偏光６０ｃとして反射偏光子４０に入射する。入射した直線偏光６０ｃは、その偏光方向が反射偏光子の反射軸４０Ｒと同方向であるため、反射偏光子４０によって反射される。反射されたその直線偏光６０ｄは、反射偏光子４０の反射軸４０Ｒの方向の偏光面を持つ直線偏光６０ｄであり、再び、散乱層３８で散乱され、カラーフィルム３４で着色されるが偏光方向は変わらない直線偏光６０ｅとして液晶セルに入射する。直線偏光６０ｅは液晶セル１８で９０°旋光されて前面側の偏光子１４の透過軸１４Ｔと平行な偏光面を持つ偏光６０ｆとなるため、前面側の偏光子１４を透過して表示面に達する。
【００４５】
このように、この液晶表示装置１０においては、液晶セル１８が光を９０°旋光させるスイッチング状態の時に液晶セル１８に入射した外光はその殆どが反射偏光子４０で反射されて入射と逆の経路を辿って出射するため、液晶セル１８が光を９０°旋光させるスイッチング状態となっている領域は明るい表示となる。
【００４６】
次に、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状態の領域に外光６５が入射した場合、すなわち図３（Ｂ）左側に示した場合について説明する。この場合、入射した外光６５は、前面側の偏光子１４を透過すると、その透過軸１４Ｔの方向の偏光面を持つ直線偏光６５ａとなる。その直線偏光６５ａは、そのままの状態で液晶セル１８を通過し、カラーフィルム３４および散乱層３８を透過して着色され散乱されるが偏光方向は変わらない直線偏光６５ｂとして偏光子１４の透過軸１４Ｔと平行な透過軸４０Ｔを持つ反射偏光子４０を透過し、バックライトに到達する。バックライトの表面は反射率が小さいため、殆どの光はそこで吸収される。
【００４７】
このように、この液晶表示装置１０においては、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状態の時に液晶セル１８に入射した外光６５は、その殆どがバックライトの表面で吸収されて表示面側に戻らないため、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状態となっている領域は暗い表示となる。
【００４８】
なお、液晶セル１８は、光を９０°旋光する状態と、光を旋光しない状態との中間の状態もとることができ、このとき、中間調表示が行われる。
【００４９】
＜透過型の液晶表示装置としての動作＞
次に、液晶表示装置１０を、周囲が暗く透過型として用いる場合の動作を図３とともに説明する。
【００５０】
まず、液晶セル１８が光を９０°旋光させるスイッチング状態の領域にバックライト４４からの光７０が入射した場合、すなわち図３（Ａ）右側に示した場合について説明する。この場合、バックライト４４から出射された光７０は、反射偏光子４０を透過すると、その透過軸４０Ｔの方向の偏光面を持つ直線偏光７０ａとなる。反射偏光子４０を透過した直線偏光７０ａは、散乱層３８およびカラーフィルム３４を透過して偏光方向は変わらないが散乱され着色された直線偏光７０ｂとして液晶セル１８に入射する。その直線偏光７０ｂは液晶セル１８を通過すると９０°旋光された直線偏光７０ｃとなる。その直線偏光７０ｃは、反射偏光子４０の透過軸４０Ｔと直交する吸収軸１４Ａを持つ偏光子１４によって殆どが吸収される。
【００５１】
このように、この液晶表示装置１０は、透過型として用いた場合、液晶セルが９０°光を旋光させるスイッチング状態の領域にバックライト４４から液晶セル１８に入射した光は偏光子１４によって吸収されるため、暗い表示領域となる。
【００５２】
次に、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状態の領域にバックライト４４からの光が入射した場合、すなわち図３（Ｂ）右側に示した場合について説明する。この場合、バックライト４４から出射された光７５は、反射偏光子４０を透過すると、その透過軸４０Ｔの方向の偏光面を持つ直線偏光７５ａとなる。その直線偏光７５ａは、散乱層３８およびカラーフィルム３４を透過して偏光方向は変わらないが散乱され着色された直線偏光７５ｂとして液晶セル１８に入射する。その直線偏光７５ｂは、液晶セルが光を旋光させないスイッチング状態であるため、そのままの直線偏光７５ｂとして液晶セル１８を通過し、反射偏光子４０の透過軸４０Ｔと平行な透過軸１４Ｔを持つ偏光子１４を透過して表示面に達する。
【００５３】
このように、この液晶表示装置１０は、透過型として用いた場合、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状態の時に液晶セル１８に入射したバックライト４４からの光は、反射偏光子４０を透過した光の殆どが表示面に到達するため、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状態となっている領域は明るい表示領域となる。
【００５４】
なお、反射表示モードの場合と同様に、透過表示モードにおいても液晶セル１８は光を９０°旋光する状態と、光を旋光しない状態との中間の状態をとることができ、このとき中間調表示が行われる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置１０は、液晶セル１８が光を９０°旋光させる領域は、明るい外光のもとで液晶表示装置１０を反射型として使用した場合、明るい表示領域となり、周囲が暗く液晶表示装置１０を透過型として使用した場合は、暗い表示領域となる。また、本実施形態の液晶表示装置１０は、液晶セル１８が光を旋光させない領域は、明るい外光のもとで液晶表示装置１０を反射型として使用した場合、暗い表示領域となり、周囲が暗く液晶表示装置１０を透過型として使用した場合は明るい表示領域となる。
【００５６】
＜その他の表示特性＞
前述したように、本実施形態の液晶表示装置１０は、明るい表示となる領域の光がカラーフィルム３４を透過し着色されるため、明るい表示の領域がモノカラー化される。
【００５７】
また、カラーフィルム３４は、遅相軸３４Ｄが反射偏光子４０の反射軸４０Ｒまたは透過軸４０Ｔと平行な状態で、液晶表示装置１０に組み込まれている。（図３には遅相軸３４Ｄが反射偏光子４０の透過軸４０Ｔと平行となっている例を示した。）したがって、カラーフィルム３４の屈折率異方性によって意図しない着色などが起きることがない。
【００５８】
さらに、本発明の液晶表示装置１０は、液晶セル１８の背面側に用いる偏光子として反射偏光子４０を用いているため、反射偏光子４０が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射することができ、液晶セル１８の被制御状態によっては液晶セル１８前面側の偏光子１４および液晶セル１８を透過した光を、この反射偏光子によって殆ど反射させることが可能である。したがって、このように反射偏光子４０を用いた液晶表示装置１０は、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にアルミニウム蒸着等による反射板を配置して反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて表示が明るい。これは、アルミニウム蒸着等による反射板の反射率が９０％弱にしかならないのに比し、反射偏光子４０による反射は、入射する偏光の状態によっては殆ど１００％反射することができるためである。さらに、通常の吸収型の偏光板は、ヨウ素等のハロゲン物質や染料等の二色性色素を利用しており、その二色比が必ずしも高くないために１０％以上の光を無駄にしているが、反射偏光子４０では光の無駄な吸収は殆ど起きないことにもよっている。
【００５９】
また、本実施形態の液晶表示装置１０は、半透過反射型（反射／透過両用型）として形成した場合でも、反射型モードにおいて、反射偏光子４０が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射するため、液晶セル１８のスイッチング状態によっては前面側の偏光子１４を透過した光を反射偏光子４０によって殆ど反射させることが可能である。したがって、反射偏光子４０を用いた半透過反射型の液晶表示装置１０は、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にハーフミラーを配置した従来の半透過反射型の液晶表示装置に比べて、反射型モードにおいて遙かに表示が明るい。
【００６０】
このように、本実施形態の液晶表示装置１０は、反射偏光子４０を用いているため、反射型として使用した場合に、明るい表示が可能であり、カラーフィルムによる光の吸収があるにも拘わらず、明るい表示を行うことができる。
【００６１】
なお、上記においては、液晶表示装置１０を半透過反射型（反射／透過両用型）の液晶表示装置１０として形成した例を示したが、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置としてもよい。
【００６２】
＜液晶表示装置を備えた電子機器＞
図４（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）は、本実施形態の液晶表示装置１０を表示部として用いた電子機器の例を示す外観図である。図４（Ａ）は、携帯電話機８８であり、その前面上方に液晶表示装置１０を備えている。図４（Ｂ）は、腕時計９２であり、本体の前面中央に液晶表示装置１０を用いた表示部が設けられている。図４（Ｃ）は、携帯情報機器９６であり、液晶表示装置１０からなる表示部と入力部９８とを備えている。これらの電子機器は、液晶表示装置１０の他に、図示しないが、表示情報出力源、表示情報処理回路、クロック発生回路などの様々な回路や、それらの回路に電力を供給する電源回路などを含んで構成される。
【００６３】
なお、本実施形態の液晶表示装置１０が組み込まれる電子機器としては、携帯電話機、時計、および携帯情報機器に限らず、ノート型パソコン、電子手帳、ページャ、電卓、ＰＯＳ端末、ＩＣカード、ミニディスクプレーヤなど様々な電子機器が考えられる。
【００６４】
これらの情報機器は、屋内屋外を問わずあらゆる環境で使用される。したがって、長時間の電池駆動が可能であることが好ましい。そのため、これらの電子機器の表示部として用いられる液晶表示装置１０は消費電力が小さいことが求められる。消費電力の小さい表示装置として外光を利用した反射型液晶表示装置があるが、周囲が暗い場所での使用が殆どできないという問題があった。本実施形態の液晶表示装置は、消費電力の小さい反射型表示を従来の反射型液晶表示装置と遜色ない明るさで行うことができると共に、周囲が暗いところでの使用においては透過型表示を行うことができる。したがって、これらの電子機器の表示部として用いることで、低消費電力で良質の表示を行うことが可能な電子機器を形成することができる。
【００６５】
〔第２実施形態〕
第２実施形態は、ＳＴＮ型の液晶セルが用いられている点と、ＳＴＮ型の液晶セルに付随して発生する着色を解消するための位相差板が追加されている点が第１実施形態と異なる。それ以外の点は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において対応する部分には第１実施形態と同一の符号を付す。
【００６６】
図５は、本実施形態の液晶表示装置５０を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置５０は、ＳＴＮ型の液晶５３を用いた液晶セル５２を用い、偏光子１４と液晶セル１８との間に位相差板５４を備えている。この位相差板５４によって、ＳＴＮ型の液晶セル５２に発生する着色を解消することができる。なお、カラーフィルム３４が、偏光子１４と液晶セル１８との間に配置された場合には、位相差板５４は、カラーフィルム３４の前面側または背面側のいずれに配置してもよい。
【００６７】
また、カラーフィルム３４は、偏光子１４と液晶セル１８との間に配置された場合は、遅相軸３４Ｄが、偏光子１４の吸収軸１４Ａ、透過軸１４Ｔ、位相差板５４の遅相軸、進相軸の少なくともいずれかと平行な状態とされており、液晶セル１８と反射偏光子４０との間に配置された場合は、遅相軸３４Ｄが反射偏光子４０の反射軸４０Ｒまたは透過軸４０Ｔと平行とされて、液晶表示装置５０に組み込まれている。したがって、カラーフィルム３４の屈折率異方性によって意図しない着色などが起きることがない。
【００６８】
なお、本実施形態の液晶表示装置は、バックライト４４を用いないで反射専用型の液晶表示装置として形成することもできる。
【００６９】
〔第３実施形態〕
第３実施形態は、散乱層として着色散乱層を用い、カラーフィルムを用いてない点が、第１実施形態と異なる。それ以外の点は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において対応する部分には第１実施形態と同一の符号を付す。
【００７０】
図６は、本実施形態の液晶表示装置５８を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置５８は、液晶セル１８と反射偏光子４０との間に着色散乱層６０が設けられ、カラーフィルムは用いられていない。なお、着色散乱層６０は、図６に示した位置に限らず、偏光子１４と液晶セル１８との間に設けてもよいし、偏光子１４の前面に設けるようにしてもよい。
【００７１】
着色散乱層６０は、粘着剤中に粘着剤より屈折率が大きいビーズ（数μｍ径）を入れ、さらに顔料または染料等を混入させて形成される。また、着色散乱層６０は、透明樹脂中に樹脂より屈折率が大きいビーズ（数μｍ径）、および顔料または染料などを混入させて形成することもできる。
【００７２】
液晶表示装置５８を反射モードで用いる場合は、光が着色散乱層６０を２度透過することになるため、第１実施形態におけるカラーフィルムの場合と同様に、着色散乱層６０は、光透過率の高いものが好ましく、例えば可視光領域の波長における最低の透過率が少なくとも２０％以上であることが好ましい。
【００７３】
着色散乱層６０によって、反射偏光子４０によって反射された部分に対応する表示が鏡面状の表示になることを防止し、ペーパーホワイトに近い表示とすることができるとともに、明るい表示となる領域の光が着色散乱層６０を透過することによって着色されるため、明るい表示の領域がモノカラー化された表示が得られる。
【００７４】
そして、本実施形態の液晶表示装置５８は、カラーフィルムを用いることなくモノカラー化が行えるため、カラーフィルムを用いる場合に比し、コストおよび組立工数が削減される。
【００７５】
なお、本実施形態は、第２実施形態の液晶表示装置に対しても同様に適用することができる。
【００７６】
また、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置として形成することもできる。
【００７７】
〔第４実施形態〕
第４実施形態は、反射偏光子の背面にさらに偏光子または／および光半吸収体を配置した点が第１実施形態とは異なる。それ以外の点は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において対応する部分には第１実施形態と同一の符号を付す。
【００７８】
図７は、本実施形態の液晶表示装置６４を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置６４は、反射偏光子の背面にさらに偏光子６６が設けられている。液晶表示装置６４を反射型として使用する場合には、この偏光子６６の吸収軸の方向と反射偏光子４０の透過軸の方向とを調節することによって、反射偏光子４０を透過した光が再び反射偏光子４０に戻る量を調節できるため、暗く表示される表示領域の暗さを調節することができる。また、液晶表示装置６４を透過型として使用する場合には、この偏光子６６の吸収軸の方向と反射偏光子４０の透過軸の方向とを調節することによって、バックライト４４からの光が反射偏光子４０を透過する量を調節することができるため、明るく表示される表示領域の明るさを調節することができる。
【００７９】
なお、偏光子６６に代えて、または加えて、光半吸収体を使用し、光半吸収体の光吸収率を選択することによっても、液晶表示装置６４を反射型として使用するときの暗く表示される領域の暗さ、および液晶表示装置６４を透過型として使用するときの明るく表示される領域の明るさを調節することができる。
【００８０】
なお、本実施形態は、第２実施形態または第３実施形態の液晶表示装置に対しても同様に適用することができる。
【００８１】
また、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置として形成することもできる。
【００８２】
〔第５実施形態〕
第５実施形態は、カラー偏光子が液晶セルと反射偏光子との間に配置され、カラーフィルムは用いない点が第１実施形態とは異なる。それ以外の点は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において第１実施形態と対応する部分には同一の符号を付す。
【００８３】
図８は、本実施形態の液晶表示装置７０を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置７０は、液晶セル１８と反射偏光子４０との間にカラー偏光子７２を備えて形成されている。また、この図においてはカラー偏光子７２と反射偏光子４０との間に散乱層３８が位置する例を示している。
【００８４】
液晶表示装置７０は、液晶セル１８と反射偏光子４０との間に、特定の色に対して偏光性を持たないカラー偏光子７２が配置されている。したがって、液晶表示装置７０を反射型モードで使用した場合には、その特定の色は液晶セル１８の被制御状態の違いに拘わらずカラー偏光子７２を透過し、反射偏光子４０によって反射されて表示面に戻るため、表示がモノカラー化される。また、反射偏光子４０の反射軸の角度を調節することによって、反射偏光子４０による反射率を調節することができるため、背景色の明るさ、および背景色の色濃度を調節することができる。
【００８５】
また、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置として形成することもできる。
【００８６】
〔第６実施形態〕
第６実施形態は、液晶セルと反射偏光子との間に、さらに偏光子が配置されている点が点が第１実施形態とは異なる。なお、本実施形態の液晶表示装置は、半透過反射型（反射／透過両用型）の液晶表示装置として用いられ、常にバックライトが最も背面側に配置されて形成される。それらの点および下記以外の点は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において対応する部分には第１実施形態と同一の符号を付す。
【００８７】
図９は、本実施形態の液晶表示装置７６を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置７６は、液晶セル１８と反射偏光子４０との間に、偏光子７８が配置されて形成されている。なお、この図においては、カラーフィルム３４および散乱層３８が偏光子７８と反射偏光子４０との間に設けられた例を示している。
【００８８】
液晶表示装置７６は、反射偏光子４０を用いることによって反射型の表示を行っているため、明るい反射型表示が可能であるにもかかわらず、最も背面にバックライト４４を配置することによって透過型の表示も行うことができる、モノカラーの液晶表示装置７６となる。
【００８９】
また、反射偏光子４０は、半透過反射板として動作させればよいため、液晶セル１８の前面側に配置された偏光子１４の透過軸と、液晶セルの背面側に配置された偏光子７８の透過軸と、反射偏光子４０の反射軸または透過軸との間の角度をそれぞれ適切に選べば、明るい光のもとで反射型として用いる場合と、周囲が暗く透過型として用いる場合とで、表示の明暗が反転することがない半透過反射型（反射／透過両用型）液晶表示装置を形成することができる。
【００９０】
なお、本実施形態は、第２実施形態および第３実施形態の液晶表示装置に対しても同様に適用することができる。
【００９１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内または特許請求の範囲の均等範囲内で各種の変形実施が可能である。
【００９２】
例えば、上記各実施形態では、単純マトリックス型の液晶表示装置の例を示したが、液晶表示装置は、セグメント表示等を行うスタティック駆動型の液晶表示装置や、またＴＦＴで代表される三端子スイッチング素子あるいはＭＩＭで代表される二端子スイッチング素子を用いたアクティブマトリックス液晶表示装置であってもよい。
【００９３】
また、上記各実施形態では、反射偏光子として積層型のもの用いた例を示したが、反射偏光子はこのタイプに限らず、コレステリック液晶層と１／４波長板とを組み合わせるもの（特開平８−２７１８９２号公報）、ブリュースター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（SID 92 DIGEST P.427-429）、ホログラムを利用するもの等を用いることもできる。
【００９４】
さらに、上記各実施形態では、反射偏光子の透過軸と反射軸とが直交している例を示したが、透過軸と反射軸とが異なる方向であれば必ずしも直交している必要はない。
【００９５】
また、上記各実施形態において、液晶セルは明表示に対応するスイッチング状態における旋光性が９０°で暗表示に対応するスイッチング状態における旋光性が０°である例を示した。しかし、液晶セルの旋光性は、これに限らず、明表示に対応するスイッチング状態における旋光性と、暗表示に対応するスイッチング状態における旋光性とがほぼ９０°異なっていればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な断面図である。
【図２】２種類のカラーフィルムの透過分光スペクトルを示すグラフである。
【図３】第１実施形態の液晶表示装置の動作を、反射および透過モードとに場合分けして示す説明図であり、（Ａ）は液晶セルが９０°光を旋光させる場合を示し、（Ｂ）は液晶セルが光を旋光させない場合を示している。
【図４】第１実施形態の液晶表示装置を用いた電子機器を示す外観図であり、（Ａ）は携帯電話機であり、（Ｂ）は腕時計であり、（Ｃ）は携帯情報機器である。
【図５】第２実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な断面図である。
【図６】第３実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な断面図である。
【図７】第４実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な断面図である。
【図８】第５実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な断面図である。
【図９】第６実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な断面図である。
【符号の説明】
１０，５０，５８，６４，７０，７６ 液晶表示装置
１４，６６，７８ 偏光子
１８，５２ 液晶セル
２０，２８ 基板
２２，２６ 透明電極
２４ 液晶
３４ カラーフィルム
３８ 散乱層
４０ 反射偏光子
４４ バックライト
５４ 位相差板
６８ 光半吸収体
７２ カラー偏光子
８８ 携帯電話機（電子機器）
９２ 腕時計（電子機器）
９６ 携帯情報機器（電子機器）
【発明の属する技術分野】
本発明は、明るいモノカラー表示を行うことができる液晶表示装置及びそれを用いた電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
モノカラー表示の液晶表示装置においては、一般的に白またはグレー系色の背景に、黒い文字の表示が行われることが多い。
【０００３】
しかし、近年のファッション性重視の傾向から、特に携帯型電子機器などではボディーのカラー化が進んでいる。このカラー化の傾向に合わせて、モノカラーの液晶表示装置においても、背景がカラー化されたものを求める需要がある。液晶表示装置における背景のカラー化は、白地の背景色を持つ液晶表示装置にカラーフィルムを組み込むことによって可能ではある。しかしながら、カラーフィルムの挿入は光の吸収を伴うため、表示が暗くなってしまうという問題がある。
【０００４】
また、カラーフィルムは、一般的なフィルム材料と同様に延伸によって形成されるため、屈折率異方性を持っている。そのため、意図しない着色などが発生してしまうことがある。
【０００５】
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであって、その目的は、モノカラーの表示が可能で、意図しない着色等がなく、しかも明るい表示が可能な液晶表示装置およびそれを用いた電子機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る液晶表示装置は、内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの第１の面側に配置された偏光子と、前記液晶セルの第２の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、屈折率異方性による遅相軸を有するカラーフィルムとを具備し、前記カラーフィルムは、前記偏光子と前記液晶セルとの間に、前記遅相軸が前記偏光子の吸収軸または遅相軸と平行な状態で配置されており、前記偏光子を出射した光の偏光状態は、前記液晶セルへ入射するまで維持され、前記液晶セルを出射した光の偏光状態は、前記偏光子へ入射するまで維持されることを特徴とする。
更に
（２）本発明に係る液晶表示装置は、内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの第１の面側に配置された偏光子と、前記液晶セルの第２の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、屈折率異方性による遅相軸を有するカラーフィルムとを具備し、前記カラーフィルムは前記液晶セルと前記反射偏光子との間に、前記遅相軸が前記反射偏光子の反射軸または透過軸と平行な状態で配置されており、前記液晶セルを出射した光の偏光状態は、前記反射偏光子へ入射するまで維持され、前記反射偏光子を出射した光の偏光状態は、前記液晶セルへ入射するまで維持されることを特徴とする。
【０００７】
本発明の液晶表示装置は、偏光子と液晶セルとの間、または液晶セルと反射偏光子との間にカラーフィルムが配置されているため、モノカラー表示を行うことができる。
【０００８】
また、本発明の液晶表示装置は、液晶セルの背面側に用いる偏光子として反射偏光子（国際公開ＷＯ９５／１７６９２）を用いているため、反射偏光子が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射することができ、液晶セルの被制御状態によっては液晶セル前面側の偏光子および液晶セルを透過した光を、この反射偏光子によって殆ど反射させることが可能である。したがって、このように反射偏光子を用いた液晶表示装置は、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にアルミニウム蒸着等による反射板を配置して反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて、表示が明るい。これは、アルミニウム蒸着等による反射板の反射率が９０％弱にしかならないのに比し、反射偏光子による反射は、入射する偏光の状態によっては殆ど１００％反射することができるためである。さらに、通常の吸収型の偏光板は、ヨウ素等のハロゲン物質や染料等の二色性色素を利用しており、その二色比が必ずしも高くないために１０％以上の光を無駄にしているが、反射偏光子では光の無駄な吸収は殆ど起きないことにもよっている。
【０００９】
また、モノカラー表示を行うために用いられているカラーフィルムは、延伸形成されるため、通常、屈折率異方性を持つ。このカラーフィルムは、偏光子と液晶セルとの間に配置された場合は、遅相軸が偏光子の吸収軸または遅相軸と平行な状態とされており、液晶セルと反射偏光子との間に配置された場合は、遅相軸が反射偏光子の反射軸または透過軸と平行な状態とされているため、カラーフィルムの屈折率異方性によって意図しない着色などが起きない。
【００１０】
（３）本発明の液晶表示装置は、内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの第１の面側に配置された偏光子と、前記液晶セルの第２の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、 前記偏光子と前記液晶セルとの間に配置された位相差板と、屈折率異方性による遅相軸を有するカラーフィルムとを具備し、前記カラーフィルムの屈折率異方性による着色が発生しないように、前記カラーフィルムが前記偏光子と前記位相差板との間に、前記遅相軸が前記偏光子の吸収軸、透過軸、前記位相差板の遅相軸、進相軸の少なくともいずれかと平行な状態で配置されていることを特徴とする。
更に
（４）本発明の液晶表示装置は、内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの第１の面側に配置された偏光子と、前記液晶セルの第２の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、前記偏光子と前記液晶セルとの間に配置された位相差板と、屈折率異方性による遅相軸を有するカラーフィルムとを具備し、前記カラーフィルムの屈折率異方性による着色が発生しないように、前記カラーフィルムが前記液晶セルと前記反射偏光子との間に、前記遅相軸が前記反射偏光子の反射軸または透過軸と平行な状態で配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の液晶表示装置は、偏光子と液晶セルとの間、または液晶セルと反射偏光子との間にカラーフィルムが配置されているため、表示がモノカラー化される。
【００１２】
また、本発明の液晶表示装置は、前述した発明の場合と同様に、液晶セルの背面側に用いる偏光子として反射偏光子を用いているため、反射偏光子が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射することができる。したがって、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にアルミニウム蒸着等による反射板を配置して反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて、明るい表示を行うことができる。
【００１３】
さらに、モノカラー表示を行うために用いられているカラーフィルムは延伸形成されるため、通常、屈折率異方性を持つ。このカラーフィルムは、偏光子と液晶セルとの間に配置された場合は、遅相軸が偏光子の吸収軸、透過軸、位相差板の遅相軸、進相軸の少なくともいずれかと平行な状態とされており、液晶セルと反射偏光子との間にあるときは、遅相軸が反射偏光子の反射軸または透過軸と平行な状態とされているため、カラーフィルムの屈折率異方性によって意図しない着色などが起きない。
【００１４】
（５）さらに好ましくは、本発明の液晶表示装置は、前記液晶セルと前記反射偏光子との間に散乱層が配置されていることが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、反射偏光子によって反射された光が散乱層によって散乱されるため、反射偏光子によって反射された部分に対応する表示が、鏡面状ではなくペーパーホワイト状の見やすい表示となる。
【００２０】
（６）さらに好ましくは、本発明に係る液晶表示装置は、前記反射偏光子の背面に配置された偏光子をさらに有することを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、反射偏光子の背面に配置された偏光子の透過軸と、反射偏光子の透過軸または反射軸との間の角度を調節することによって、液晶表示装置の暗表示部分の暗さを調節することができる。
【００２２】
（７）さらに好ましくは、本発明に係る液晶表示装置は、前記反射偏光子の背面に配置された光半吸収体をさらに有することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、光半吸収体の光吸収量を調節することによって、液晶表示装置の暗表示部分の暗さを調節することができる。
【００２７】
（８） さらに好ましくは、本実施形態の液晶表示装置は、
最も背面側に配置されたバックライトをさらに有することを特徴とする。
【００２８】
本発明の液晶表示装置によれば、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子を用いることによって反射型の表示を行っているため、明るい反射型表示が可能であるにもかかわらず、最も背面にバックライトを配置することによって透過型の表示も行うことができる。
【００２９】
しかも、液晶セルの背面側に用いる偏光子として反射偏光子を用いた半透過反射型（反射／透過両用型）の液晶表示装置は、反射型として用いた場合、反射偏光子が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射するため、液晶セルの被制御状態によっては前面側の偏光子を透過した光を反射偏光子によって殆ど反射させることが可能である。したがって、このように反射偏光子を用いた半透過反射型の液晶表示装置は、反射型として用いた場合、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にハーフミラーを配置して半透過反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて、遙かに明るい表示を行うことができる。
【００３０】
（９） さらに好ましくは、本発明に係る液晶表示装置は、（１）乃至（５）のいずれかにおいて、前記液晶セルと前記反射偏光子との間に配置された偏光子と、最も背面側に配置されたバックライトと、をさらに有することを特徴とする。
【００３１】
本発明の液晶表示装置によれば、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子を用いることによって反射型の表示を行っているため、明るい反射型表示が可能であるにもかかわらず、最も背面にバックライトを配置することによって透過型の表示も行うことができる。
【００３２】
また、反射偏光子は、半透過反射板として動作させればよいため、液晶セルの前面側に配置された偏光子の透過軸と、液晶セルの背面側に配置された偏光子の透過軸と、反射偏光子の反射軸または透過軸との間の角度をそれぞれ適切に選べば、明るい光のもとで反射型として用いる場合と、周囲が暗く透過型として用いる場合とで、表示の明暗が反転することがない半透過反射型液晶表示装置を形成することができる。
【００３３】
（１０） 本発明の電子機器は、前述のいずれかに記載の液晶表示装置を表示手段として有することを特徴とする。 本発明によれば、前記各発明について上述したいずれかの作用効果を持ち、反射型として用いた場合は、明るくて低消費電力の液晶表示装置を有する電子機器が得られる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら、さらに具体的に説明する。
【００３５】
〔第１実施形態〕
＜液晶表示装置の構造＞
図１は、本実施形態の液晶表示装置１０を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置１０は、液晶セル１８の前面側に吸収型の偏光子１４を配置し、液晶セルの背面側には反射偏光子４０を配置して形成されている。また、液晶セル１８と反射偏光子４０との間には、カラーフィルム３４および散乱層３８が配置されている。そして、反射偏光子４０の背面には、バックライト４４が配置されている。なお、図１および同様な他の図面においては、液晶表示装置を構成する各要素間に隙間があるように描かれているが、これは図示の便宜上のものであり、実際は各要素が互いにほぼ密着される状態となっている。
【００３６】
液晶セル１８は、ストライプ状の透明電極２２が片面に形成された基板２０と、やはりストライプ状の透明電極２６が片面に形成された基板２８とが、ギャップ材（図示せず）などによって所定間隔離され、対向する基板２０，２８の透明電極２２，２６同士が格子状に対向する単純マトリックス型の液晶セル１８となっている。これら一対の基板２０，２８の間にはＴＮ型の液晶２４が充填され、それら基板２０，２８の対向する周縁がシール材３０によって封止されている。なお、図１においては、一対の基板の間を広く離して描いてあるが、これは図示を明確化するためであり、実際には一対の基板は数μｍないし十数μｍの狭いギャップを隔てて対向している。
【００３７】
カラーフィルム３４は、例えば、ポリビニールアルコール、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリエステル、ポリメチルメタクリレートなどに顔料または染料を混入させた材料を用いて、延伸成形により形成される。液晶表示装置１０を反射モードで用いる場合は、光がカラーフィルム３４を２度透過することになるため、カラーフィルム３４は、光透過率の高いものが好ましく、例えば図２に２種類のカラーフィルム３４の白色光に対する透過分光スペクトルを示すように、可視光領域の波長における最低の透過率が少なくとも２０％以上であることが好ましい。なお、図１においては、カラーフィルム３４が、液晶セル１８と散乱層３８との間に配置された例を示したが、カラーフィルム３４は、散乱層３８と反射偏光子４０との間に配置されてもよいし、偏光子１４と液晶セル１８との間に配置されてもよい。
【００３８】
また、カラーフィルム３４は延伸形成されるため、通常、その延伸方向が遅相軸となる屈折率異方性を持つ。カラーフィルム３４は、液晶セル１８の背面側に配置される場合には、カラーフィルム３４の遅相軸が反射偏光子４０の反射軸または透過軸と平行な状態で配置され、液晶セル１８の前面側に配置される場合には、カラーフィルム３４の遅相軸が偏光子１４の吸収軸または透過軸と平行な状態で配置される。
【００３９】
散乱層３８は、光を散乱させ拡散させる機能を持っている。散乱層３８を省略することも可能ではあるが、これがない場合は、反射偏光子４０で反射された部分に対応する表示が、鏡面により反射された光との印象を与える表示となってしまう。散乱層３８は、このような状態を防止し、反射偏光子４０で反射された部分に対応する表示をペーパーホワイトに近い表示とする。散乱層３８は、例えば、ビーズを分散させたプラスチックフィルムとして形成されている。また、隣接する層同士、例えばカラーフィルム３４と反射偏光子４０とを接着する光学接着剤からなる接着層中にビーズを混入させて散乱層３８を形成してもよい。なお、散乱層３８は、偏光子１４と液晶セル１８との間に設けてもよいし、偏光子１４の前面に設けるようにしてもよい。
【００４０】
バックライト４４は、図１に示すように光源４６と導光板４８とを備えている。光源４６から出射された光は、導光板４８によって、液晶セル１８の全画素に光が入射するように導光され、拡散される。導光板４８としては、通常、アクリル板が用いられ、アクリル製導光板の上に拡散板や集光プリズムを積層したものを用いてもよい。光源４６としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）などが用いられる。なお、バックライトとしては、光源４６と導光板４８との組み合わせの代わりに、面光源であるＥＬ（エレクトロルミネセント）等を用いてもよい。
【００４１】
反射偏光子４０は、国際公開（ＷＯ９５／０１７６９２）や、特表平９−５０６９８５号公報などに開示された偏光分離素子と同様のものであり、厚さと屈折率特性についてそれぞれ所定の関係を満たす一対の層が多重積層された構造となっている。反射偏光子４０は、各層が１μｍに満たない程度の厚さの多くの層によって形成され、全体としても２００μｍ程度の厚さの薄い板状である。反射偏光子４０は、透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過し、透過軸とほぼ直交する反射軸方向の偏光面を持つ偏光を反射する性質を持っている。なお、反射偏光子４０の透過軸と偏光子１４の透過軸とは、ほぼ平行となるように反射偏光子４０と偏光子１４とが配置されている。
【００４２】
また、液晶表示装置１０は、図１に図示した構成要素以外にも、液晶２４に面して設けられる配向膜、および駆動回路なども備えている。
【００４３】
＜反射型の液晶表示装置としての動作＞
上記のように形成された液晶表示装置１０を、明るい光のもとで反射型として用いる場合の動作を図３とともに説明する。なお、この図において、左側半分の図３（Ａ）は通過する光の偏光面を液晶セル１８が９０°旋光させるスイッチング状態である場合を示し、右側半分の図３（Ｂ）は通過する光の偏光面を液晶セル１８が旋光させないスイッチング状態である場合を示している。
【００４４】
まず、液晶セル１８が光を９０°旋光させるスイッチング状態の領域に外光が入射した場合、すなわち図３（Ａ）左側に示した場合について説明する。この場合、入射した外光６０は、前面側の偏光子１４を透過すると、その透過軸１４Ｔの方向の偏光面を持つ直線偏光６０ａとなり、その直線偏光６０ａは液晶セル１８を通過すると９０°旋光された直線偏光６０ｂとなる。その直線偏光６０ｂは、カラーフィルム３４で着色され、散乱層３８で散乱されるが、偏光方向はそのままの直線偏光６０ｃとして反射偏光子４０に入射する。入射した直線偏光６０ｃは、その偏光方向が反射偏光子の反射軸４０Ｒと同方向であるため、反射偏光子４０によって反射される。反射されたその直線偏光６０ｄは、反射偏光子４０の反射軸４０Ｒの方向の偏光面を持つ直線偏光６０ｄであり、再び、散乱層３８で散乱され、カラーフィルム３４で着色されるが偏光方向は変わらない直線偏光６０ｅとして液晶セルに入射する。直線偏光６０ｅは液晶セル１８で９０°旋光されて前面側の偏光子１４の透過軸１４Ｔと平行な偏光面を持つ偏光６０ｆとなるため、前面側の偏光子１４を透過して表示面に達する。
【００４５】
このように、この液晶表示装置１０においては、液晶セル１８が光を９０°旋光させるスイッチング状態の時に液晶セル１８に入射した外光はその殆どが反射偏光子４０で反射されて入射と逆の経路を辿って出射するため、液晶セル１８が光を９０°旋光させるスイッチング状態となっている領域は明るい表示となる。
【００４６】
次に、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状態の領域に外光６５が入射した場合、すなわち図３（Ｂ）左側に示した場合について説明する。この場合、入射した外光６５は、前面側の偏光子１４を透過すると、その透過軸１４Ｔの方向の偏光面を持つ直線偏光６５ａとなる。その直線偏光６５ａは、そのままの状態で液晶セル１８を通過し、カラーフィルム３４および散乱層３８を透過して着色され散乱されるが偏光方向は変わらない直線偏光６５ｂとして偏光子１４の透過軸１４Ｔと平行な透過軸４０Ｔを持つ反射偏光子４０を透過し、バックライトに到達する。バックライトの表面は反射率が小さいため、殆どの光はそこで吸収される。
【００４７】
このように、この液晶表示装置１０においては、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状態の時に液晶セル１８に入射した外光６５は、その殆どがバックライトの表面で吸収されて表示面側に戻らないため、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状態となっている領域は暗い表示となる。
【００４８】
なお、液晶セル１８は、光を９０°旋光する状態と、光を旋光しない状態との中間の状態もとることができ、このとき、中間調表示が行われる。
【００４９】
＜透過型の液晶表示装置としての動作＞
次に、液晶表示装置１０を、周囲が暗く透過型として用いる場合の動作を図３とともに説明する。
【００５０】
まず、液晶セル１８が光を９０°旋光させるスイッチング状態の領域にバックライト４４からの光７０が入射した場合、すなわち図３（Ａ）右側に示した場合について説明する。この場合、バックライト４４から出射された光７０は、反射偏光子４０を透過すると、その透過軸４０Ｔの方向の偏光面を持つ直線偏光７０ａとなる。反射偏光子４０を透過した直線偏光７０ａは、散乱層３８およびカラーフィルム３４を透過して偏光方向は変わらないが散乱され着色された直線偏光７０ｂとして液晶セル１８に入射する。その直線偏光７０ｂは液晶セル１８を通過すると９０°旋光された直線偏光７０ｃとなる。その直線偏光７０ｃは、反射偏光子４０の透過軸４０Ｔと直交する吸収軸１４Ａを持つ偏光子１４によって殆どが吸収される。
【００５１】
このように、この液晶表示装置１０は、透過型として用いた場合、液晶セルが９０°光を旋光させるスイッチング状態の領域にバックライト４４から液晶セル１８に入射した光は偏光子１４によって吸収されるため、暗い表示領域となる。
【００５２】
次に、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状態の領域にバックライト４４からの光が入射した場合、すなわち図３（Ｂ）右側に示した場合について説明する。この場合、バックライト４４から出射された光７５は、反射偏光子４０を透過すると、その透過軸４０Ｔの方向の偏光面を持つ直線偏光７５ａとなる。その直線偏光７５ａは、散乱層３８およびカラーフィルム３４を透過して偏光方向は変わらないが散乱され着色された直線偏光７５ｂとして液晶セル１８に入射する。その直線偏光７５ｂは、液晶セルが光を旋光させないスイッチング状態であるため、そのままの直線偏光７５ｂとして液晶セル１８を通過し、反射偏光子４０の透過軸４０Ｔと平行な透過軸１４Ｔを持つ偏光子１４を透過して表示面に達する。
【００５３】
このように、この液晶表示装置１０は、透過型として用いた場合、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状態の時に液晶セル１８に入射したバックライト４４からの光は、反射偏光子４０を透過した光の殆どが表示面に到達するため、液晶セル１８が光を旋光させないスイッチング状態となっている領域は明るい表示領域となる。
【００５４】
なお、反射表示モードの場合と同様に、透過表示モードにおいても液晶セル１８は光を９０°旋光する状態と、光を旋光しない状態との中間の状態をとることができ、このとき中間調表示が行われる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置１０は、液晶セル１８が光を９０°旋光させる領域は、明るい外光のもとで液晶表示装置１０を反射型として使用した場合、明るい表示領域となり、周囲が暗く液晶表示装置１０を透過型として使用した場合は、暗い表示領域となる。また、本実施形態の液晶表示装置１０は、液晶セル１８が光を旋光させない領域は、明るい外光のもとで液晶表示装置１０を反射型として使用した場合、暗い表示領域となり、周囲が暗く液晶表示装置１０を透過型として使用した場合は明るい表示領域となる。
【００５６】
＜その他の表示特性＞
前述したように、本実施形態の液晶表示装置１０は、明るい表示となる領域の光がカラーフィルム３４を透過し着色されるため、明るい表示の領域がモノカラー化される。
【００５７】
また、カラーフィルム３４は、遅相軸３４Ｄが反射偏光子４０の反射軸４０Ｒまたは透過軸４０Ｔと平行な状態で、液晶表示装置１０に組み込まれている。（図３には遅相軸３４Ｄが反射偏光子４０の透過軸４０Ｔと平行となっている例を示した。）したがって、カラーフィルム３４の屈折率異方性によって意図しない着色などが起きることがない。
【００５８】
さらに、本発明の液晶表示装置１０は、液晶セル１８の背面側に用いる偏光子として反射偏光子４０を用いているため、反射偏光子４０が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射することができ、液晶セル１８の被制御状態によっては液晶セル１８前面側の偏光子１４および液晶セル１８を透過した光を、この反射偏光子によって殆ど反射させることが可能である。したがって、このように反射偏光子４０を用いた液晶表示装置１０は、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にアルミニウム蒸着等による反射板を配置して反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて表示が明るい。これは、アルミニウム蒸着等による反射板の反射率が９０％弱にしかならないのに比し、反射偏光子４０による反射は、入射する偏光の状態によっては殆ど１００％反射することができるためである。さらに、通常の吸収型の偏光板は、ヨウ素等のハロゲン物質や染料等の二色性色素を利用しており、その二色比が必ずしも高くないために１０％以上の光を無駄にしているが、反射偏光子４０では光の無駄な吸収は殆ど起きないことにもよっている。
【００５９】
また、本実施形態の液晶表示装置１０は、半透過反射型（反射／透過両用型）として形成した場合でも、反射型モードにおいて、反射偏光子４０が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射するため、液晶セル１８のスイッチング状態によっては前面側の偏光子１４を透過した光を反射偏光子４０によって殆ど反射させることが可能である。したがって、反射偏光子４０を用いた半透過反射型の液晶表示装置１０は、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にハーフミラーを配置した従来の半透過反射型の液晶表示装置に比べて、反射型モードにおいて遙かに表示が明るい。
【００６０】
このように、本実施形態の液晶表示装置１０は、反射偏光子４０を用いているため、反射型として使用した場合に、明るい表示が可能であり、カラーフィルムによる光の吸収があるにも拘わらず、明るい表示を行うことができる。
【００６１】
なお、上記においては、液晶表示装置１０を半透過反射型（反射／透過両用型）の液晶表示装置１０として形成した例を示したが、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置としてもよい。
【００６２】
＜液晶表示装置を備えた電子機器＞
図４（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）は、本実施形態の液晶表示装置１０を表示部として用いた電子機器の例を示す外観図である。図４（Ａ）は、携帯電話機８８であり、その前面上方に液晶表示装置１０を備えている。図４（Ｂ）は、腕時計９２であり、本体の前面中央に液晶表示装置１０を用いた表示部が設けられている。図４（Ｃ）は、携帯情報機器９６であり、液晶表示装置１０からなる表示部と入力部９８とを備えている。これらの電子機器は、液晶表示装置１０の他に、図示しないが、表示情報出力源、表示情報処理回路、クロック発生回路などの様々な回路や、それらの回路に電力を供給する電源回路などを含んで構成される。
【００６３】
なお、本実施形態の液晶表示装置１０が組み込まれる電子機器としては、携帯電話機、時計、および携帯情報機器に限らず、ノート型パソコン、電子手帳、ページャ、電卓、ＰＯＳ端末、ＩＣカード、ミニディスクプレーヤなど様々な電子機器が考えられる。
【００６４】
これらの情報機器は、屋内屋外を問わずあらゆる環境で使用される。したがって、長時間の電池駆動が可能であることが好ましい。そのため、これらの電子機器の表示部として用いられる液晶表示装置１０は消費電力が小さいことが求められる。消費電力の小さい表示装置として外光を利用した反射型液晶表示装置があるが、周囲が暗い場所での使用が殆どできないという問題があった。本実施形態の液晶表示装置は、消費電力の小さい反射型表示を従来の反射型液晶表示装置と遜色ない明るさで行うことができると共に、周囲が暗いところでの使用においては透過型表示を行うことができる。したがって、これらの電子機器の表示部として用いることで、低消費電力で良質の表示を行うことが可能な電子機器を形成することができる。
【００６５】
〔第２実施形態〕
第２実施形態は、ＳＴＮ型の液晶セルが用いられている点と、ＳＴＮ型の液晶セルに付随して発生する着色を解消するための位相差板が追加されている点が第１実施形態と異なる。それ以外の点は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において対応する部分には第１実施形態と同一の符号を付す。
【００６６】
図５は、本実施形態の液晶表示装置５０を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置５０は、ＳＴＮ型の液晶５３を用いた液晶セル５２を用い、偏光子１４と液晶セル１８との間に位相差板５４を備えている。この位相差板５４によって、ＳＴＮ型の液晶セル５２に発生する着色を解消することができる。なお、カラーフィルム３４が、偏光子１４と液晶セル１８との間に配置された場合には、位相差板５４は、カラーフィルム３４の前面側または背面側のいずれに配置してもよい。
【００６７】
また、カラーフィルム３４は、偏光子１４と液晶セル１８との間に配置された場合は、遅相軸３４Ｄが、偏光子１４の吸収軸１４Ａ、透過軸１４Ｔ、位相差板５４の遅相軸、進相軸の少なくともいずれかと平行な状態とされており、液晶セル１８と反射偏光子４０との間に配置された場合は、遅相軸３４Ｄが反射偏光子４０の反射軸４０Ｒまたは透過軸４０Ｔと平行とされて、液晶表示装置５０に組み込まれている。したがって、カラーフィルム３４の屈折率異方性によって意図しない着色などが起きることがない。
【００６８】
なお、本実施形態の液晶表示装置は、バックライト４４を用いないで反射専用型の液晶表示装置として形成することもできる。
【００６９】
〔第３実施形態〕
第３実施形態は、散乱層として着色散乱層を用い、カラーフィルムを用いてない点が、第１実施形態と異なる。それ以外の点は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において対応する部分には第１実施形態と同一の符号を付す。
【００７０】
図６は、本実施形態の液晶表示装置５８を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置５８は、液晶セル１８と反射偏光子４０との間に着色散乱層６０が設けられ、カラーフィルムは用いられていない。なお、着色散乱層６０は、図６に示した位置に限らず、偏光子１４と液晶セル１８との間に設けてもよいし、偏光子１４の前面に設けるようにしてもよい。
【００７１】
着色散乱層６０は、粘着剤中に粘着剤より屈折率が大きいビーズ（数μｍ径）を入れ、さらに顔料または染料等を混入させて形成される。また、着色散乱層６０は、透明樹脂中に樹脂より屈折率が大きいビーズ（数μｍ径）、および顔料または染料などを混入させて形成することもできる。
【００７２】
液晶表示装置５８を反射モードで用いる場合は、光が着色散乱層６０を２度透過することになるため、第１実施形態におけるカラーフィルムの場合と同様に、着色散乱層６０は、光透過率の高いものが好ましく、例えば可視光領域の波長における最低の透過率が少なくとも２０％以上であることが好ましい。
【００７３】
着色散乱層６０によって、反射偏光子４０によって反射された部分に対応する表示が鏡面状の表示になることを防止し、ペーパーホワイトに近い表示とすることができるとともに、明るい表示となる領域の光が着色散乱層６０を透過することによって着色されるため、明るい表示の領域がモノカラー化された表示が得られる。
【００７４】
そして、本実施形態の液晶表示装置５８は、カラーフィルムを用いることなくモノカラー化が行えるため、カラーフィルムを用いる場合に比し、コストおよび組立工数が削減される。
【００７５】
なお、本実施形態は、第２実施形態の液晶表示装置に対しても同様に適用することができる。
【００７６】
また、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置として形成することもできる。
【００７７】
〔第４実施形態〕
第４実施形態は、反射偏光子の背面にさらに偏光子または／および光半吸収体を配置した点が第１実施形態とは異なる。それ以外の点は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において対応する部分には第１実施形態と同一の符号を付す。
【００７８】
図７は、本実施形態の液晶表示装置６４を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置６４は、反射偏光子の背面にさらに偏光子６６が設けられている。液晶表示装置６４を反射型として使用する場合には、この偏光子６６の吸収軸の方向と反射偏光子４０の透過軸の方向とを調節することによって、反射偏光子４０を透過した光が再び反射偏光子４０に戻る量を調節できるため、暗く表示される表示領域の暗さを調節することができる。また、液晶表示装置６４を透過型として使用する場合には、この偏光子６６の吸収軸の方向と反射偏光子４０の透過軸の方向とを調節することによって、バックライト４４からの光が反射偏光子４０を透過する量を調節することができるため、明るく表示される表示領域の明るさを調節することができる。
【００７９】
なお、偏光子６６に代えて、または加えて、光半吸収体を使用し、光半吸収体の光吸収率を選択することによっても、液晶表示装置６４を反射型として使用するときの暗く表示される領域の暗さ、および液晶表示装置６４を透過型として使用するときの明るく表示される領域の明るさを調節することができる。
【００８０】
なお、本実施形態は、第２実施形態または第３実施形態の液晶表示装置に対しても同様に適用することができる。
【００８１】
また、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置として形成することもできる。
【００８２】
〔第５実施形態〕
第５実施形態は、カラー偏光子が液晶セルと反射偏光子との間に配置され、カラーフィルムは用いない点が第１実施形態とは異なる。それ以外の点は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において第１実施形態と対応する部分には同一の符号を付す。
【００８３】
図８は、本実施形態の液晶表示装置７０を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置７０は、液晶セル１８と反射偏光子４０との間にカラー偏光子７２を備えて形成されている。また、この図においてはカラー偏光子７２と反射偏光子４０との間に散乱層３８が位置する例を示している。
【００８４】
液晶表示装置７０は、液晶セル１８と反射偏光子４０との間に、特定の色に対して偏光性を持たないカラー偏光子７２が配置されている。したがって、液晶表示装置７０を反射型モードで使用した場合には、その特定の色は液晶セル１８の被制御状態の違いに拘わらずカラー偏光子７２を透過し、反射偏光子４０によって反射されて表示面に戻るため、表示がモノカラー化される。また、反射偏光子４０の反射軸の角度を調節することによって、反射偏光子４０による反射率を調節することができるため、背景色の明るさ、および背景色の色濃度を調節することができる。
【００８５】
また、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置として形成することもできる。
【００８６】
〔第６実施形態〕
第６実施形態は、液晶セルと反射偏光子との間に、さらに偏光子が配置されている点が点が第１実施形態とは異なる。なお、本実施形態の液晶表示装置は、半透過反射型（反射／透過両用型）の液晶表示装置として用いられ、常にバックライトが最も背面側に配置されて形成される。それらの点および下記以外の点は第１実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において対応する部分には第１実施形態と同一の符号を付す。
【００８７】
図９は、本実施形態の液晶表示装置７６を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置７６は、液晶セル１８と反射偏光子４０との間に、偏光子７８が配置されて形成されている。なお、この図においては、カラーフィルム３４および散乱層３８が偏光子７８と反射偏光子４０との間に設けられた例を示している。
【００８８】
液晶表示装置７６は、反射偏光子４０を用いることによって反射型の表示を行っているため、明るい反射型表示が可能であるにもかかわらず、最も背面にバックライト４４を配置することによって透過型の表示も行うことができる、モノカラーの液晶表示装置７６となる。
【００８９】
また、反射偏光子４０は、半透過反射板として動作させればよいため、液晶セル１８の前面側に配置された偏光子１４の透過軸と、液晶セルの背面側に配置された偏光子７８の透過軸と、反射偏光子４０の反射軸または透過軸との間の角度をそれぞれ適切に選べば、明るい光のもとで反射型として用いる場合と、周囲が暗く透過型として用いる場合とで、表示の明暗が反転することがない半透過反射型（反射／透過両用型）液晶表示装置を形成することができる。
【００９０】
なお、本実施形態は、第２実施形態および第３実施形態の液晶表示装置に対しても同様に適用することができる。
【００９１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内または特許請求の範囲の均等範囲内で各種の変形実施が可能である。
【００９２】
例えば、上記各実施形態では、単純マトリックス型の液晶表示装置の例を示したが、液晶表示装置は、セグメント表示等を行うスタティック駆動型の液晶表示装置や、またＴＦＴで代表される三端子スイッチング素子あるいはＭＩＭで代表される二端子スイッチング素子を用いたアクティブマトリックス液晶表示装置であってもよい。
【００９３】
また、上記各実施形態では、反射偏光子として積層型のもの用いた例を示したが、反射偏光子はこのタイプに限らず、コレステリック液晶層と１／４波長板とを組み合わせるもの（特開平８−２７１８９２号公報）、ブリュースター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（SID 92 DIGEST P.427-429）、ホログラムを利用するもの等を用いることもできる。
【００９４】
さらに、上記各実施形態では、反射偏光子の透過軸と反射軸とが直交している例を示したが、透過軸と反射軸とが異なる方向であれば必ずしも直交している必要はない。
【００９５】
また、上記各実施形態において、液晶セルは明表示に対応するスイッチング状態における旋光性が９０°で暗表示に対応するスイッチング状態における旋光性が０°である例を示した。しかし、液晶セルの旋光性は、これに限らず、明表示に対応するスイッチング状態における旋光性と、暗表示に対応するスイッチング状態における旋光性とがほぼ９０°異なっていればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な断面図である。
【図２】２種類のカラーフィルムの透過分光スペクトルを示すグラフである。
【図３】第１実施形態の液晶表示装置の動作を、反射および透過モードとに場合分けして示す説明図であり、（Ａ）は液晶セルが９０°光を旋光させる場合を示し、（Ｂ）は液晶セルが光を旋光させない場合を示している。
【図４】第１実施形態の液晶表示装置を用いた電子機器を示す外観図であり、（Ａ）は携帯電話機であり、（Ｂ）は腕時計であり、（Ｃ）は携帯情報機器である。
【図５】第２実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な断面図である。
【図６】第３実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な断面図である。
【図７】第４実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な断面図である。
【図８】第５実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な断面図である。
【図９】第６実施形態に係る液晶表示パネルの模式的な断面図である。
【符号の説明】
１０，５０，５８，６４，７０，７６ 液晶表示装置
１４，６６，７８ 偏光子
１８，５２ 液晶セル
２０，２８ 基板
２２，２６ 透明電極
２４ 液晶
３４ カラーフィルム
３８ 散乱層
４０ 反射偏光子
４４ バックライト
５４ 位相差板
６８ 光半吸収体
７２ カラー偏光子
８８ 携帯電話機（電子機器）
９２ 腕時計（電子機器）
９６ 携帯情報機器（電子機器）
Claims (10)
- 内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、
前記液晶セルの第１の面側に配置された偏光子と、
前記液晶セルの第２の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し
、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、
屈折率異方性による遅相軸を有するカラーフィルムと
を具備し、
前記カラーフィルムは、前記偏光子と前記液晶セルとの間に、前記遅相軸が前記偏光子の吸収軸または遅相軸と平行な状態で配置されており、
前記偏光子を出射した光の偏光状態は、前記液晶セルへ入射するまで維持され、前記液晶セルを出射した光の偏光状態は、前記偏光子へ入射するまで維持される
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、
前記液晶セルの第１の面側に配置された偏光子と、
前記液晶セルの第２の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し
、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、
屈折率異方性による遅相軸を有するカラーフィルムと
を具備し、
前記カラーフィルムは前記液晶セルと前記反射偏光子との間に、前記遅相軸が前記反射偏光子の反射軸または透過軸と平行な状態で配置されており、
前記液晶セルを出射した光の偏光状態は、前記反射偏光子へ入射するまで維持され、前記反射偏光子を出射した光の偏光状態は、前記液晶セルへ入射するまで維持される
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、
前記液晶セルの第１の面側に配置された偏光子と、
前記液晶セルの第２の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、 前記偏光子と前記液晶セルとの間に配置された位相差板と、
屈折率異方性による遅相軸を有するカラーフィルムと
を具備し、
前記カラーフィルムの屈折率異方性による着色が発生しないように、前記カラーフィルムが前記偏光子と前記位相差板との間に、前記遅相軸が前記偏光子の吸収軸、透過軸、前記位相差板の遅相軸、進相軸の少なくともいずれかと平行な状態で配置されている
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、
前記液晶セルの第１の面側に配置された偏光子と、
前記液晶セルの第２の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、
前記偏光子と前記液晶セルとの間に配置された位相差板と、
屈折率異方性による遅相軸を有するカラーフィルムと
を具備し
前記カラーフィルムの屈折率異方性による着色が発生しないように、前記カラーフィルムが前記液晶セルと前記反射偏光子との間に、前記遅相軸が前記反射偏光子の反射軸または透過軸と平行な状態で配置されている
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記液晶セルと前記反射偏光子との間に散乱層が配置されている
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記反射偏光子の背面に配置された偏光子をさらに有することを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記反射偏光子の背面に配置された光半吸収体をさらに有することを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、 最も背面側に配置されたバックライトをさらに有することを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記液晶セルと前記反射偏光子との間に配置された偏光子と、
最も背面側に配置されたバックライトと、
をさらに有することを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の液晶表示装置を表示手段として有することを特徴とする電子機器。
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