WO1998032046A1 - Dispositif a cristaux liquides et appareil electronique pourvu de ce dispositif - Google Patents

Description

明 細 書

液晶装置及びそれを用 い た電子機器

[技術分野 ]

本発明 は液晶装置、 特に反射型の液晶装置及び半透過反射型の液晶 装置 に関す る。 さ ら に は、 こ の液晶装置 を搭載 し た携帯電話、 ゥ ォ ッ チ、 携帯情報機器等の電子機器に関す る。

[背景技術 ]

従来の反射型液晶装置の多 く は 白 背景に黒色の表示を行っ てい る が 用途に よ っ て は鮮やかな カ ラ ー背景に黒色 （あ る い は青色等） の表示 が望 ま れる。 例 え ば、 黄色背景に黒色の表示が、 白 背景に黒色の表示 よ り も 視認性が高い こ と は良 く 知 ら れてお り、 交通標識に も 応用 さ れ てい る。 ま た、 主 と し てデザイ ン上の都合か ら、 緑背景 に黒色、 青背 景に黒色、 ピ ン ク 背景 に黒色、 黄色背景に青色、 黒色背景に青色 と い つ た表示が喜ばれる。 ま た、 こ れら の背景色に は キ ラ キ ラ し た光沢が あ っ た方がよ り 好 ま し い。

従来か ら、 こ う し た カ ラ ー表示 を得る ため に、 様々 な方法が提案 さ れて き た。 例 え ば、 E C B や S T N の複屈折干渉を利用 す る 方法や、 カ ラ 一偏光板を利用す る 方法、 2 色性色素 を利用す る 方法、 コ レ ス テ リ ッ ク 液晶の選択反射 を利用す る 方法等であ る。 こ う し た従来の方法 につ いて は、 「液晶デバ イ ス ノヽ ン ド ブ ッ ク」 （ 日 刊ェ業新聞社発行、 1 9 8 9 年刊） の 7 章に詳 し く 説明 さ れてい る。

し か し ながら、 こ う し た従来の液晶装置でカ ラ 一表示 を行 う 方法は 表示が暗かっ た り、 表示色が制限 さ れた り、 表示が劣化 し やすかつ た り、 製造が難 し かっ た り と い っ た理由で、 いずれ も 広 く 利用 さ れる こ と は なかっ た。 ま た こ う し た従来の液晶装置で半透過反射型表示 を行 う と、 反射型表示が暗 く な る と い う 課題 も あ っ た。 [発明の開示 ]

そ こ で本発明 は、 明 る く 鮮やかな色 を表示す る 実用的な反射型、 半 透過反射型液晶装置 を提供す る こ と を 目 的 と す る。

本発明の液晶装置は、 一対の基板間 に液晶 を挟んでな る 液晶パネ ル と、 前記液晶パネ ルの一方の側 に設け ら れ、 第 1 の所定方向の偏光成 分の光を 透過せず、 前記第 1 の所定方向の偏光成分 と は異な る偏光成 分の光を透過す る 第 1 の偏光板 と、 前記液晶パ ネ ル に対 し て前記第 1 の偏光板 と は反対の側 に設け ら れ、 第 2 の所定方向の偏光成分の光で あ っ て可視光の限 ら れた波長範囲の光を 反射 し、 前記第 2 の所定方向 の偏光成分 と は異な る偏光成分の光、 及び前記第 2 の所定方向の偏光 成分の光であ っ て前記可視光の限 ら れた波長範囲の以外の波長範囲の 光を透過す る 反射偏光板 と、 を備え た こ と を特徴 と する。

こ の よ う な構成 と す る こ と に よ っ て、 液晶装置に入射 し た外光の う ち可視光の限 ら れた波長範囲の光が反射偏光板に よ つ て反射 さ れ、 そ して第 1 の偏光板を透過す る場合に は色表示 と な り、 液晶装置 に入射 し た外光が反射偏光板を透過す る 場合に は、 反射偏光板の背後の色 と 同 じ色 と な る。 反射偏光板の背後に光吸収層 を 設けた場合にあ っ て は- 反射偏光板を透過 し た光が光吸収層 に吸収さ れる ので黒表示 と な る。 尚、 可視光の波長範囲 と は、 「 J I S Z 8 1 1 3 — 1 9 8 8 」 に 「可視放射の波長限界」 と し て説明があ る よ う に、 一般に短波長側 を 3 6 0 n m力、 ら 4 0 0 n mの間、 長波長側 を 7 6 0 n m力 ら 8 3 0 n mの間 に と る。 従っ て可視光の限 ら れた波長範囲 と は、 3 6 0 n m 乃至 4 0 0 n mか ら 7 6 0 n m乃至 8 3 0 n mの範-囲の一部、 概ね数 十 n mか ら 数百 n mの波長範囲 を指 し、 こ れは必ず し も 連続 し た波長 範囲であ る必要は ない。

こ の よ う な波長範囲 を選択する こ と に よ っ て、 人間の 目 に特定の色 を感 じ さ せる こ と がで き る ので、 本発明の液晶装置は明る く 鮮やかな 色を表示す る こ と が可能であ る。 ま た本発明の液晶装置は、 従来の T Nモー ドや S T Nモー ドが利用で き る ため信頼性が高 く 、 さ ら に は こ れら の T N モ 一 ドゃ S T Nモー ドの液晶装置は製造技術 も 既に確立 さ れてレ、 る と い う 利点があ る。

尚、 こ こ でい う 第 1 の所定の方向 と 第 2 所定の方向 と は異な る 方向 の場合、 同一の方向の場合の両方の場合があ り 得る。

ま た、 本発明の液晶装置は、 前記反射偏光板に対 し て前記液晶パネ ル と 反対側 に は光源 を さ ら に備え た こ と を特徴 と する。

こ の よ う な構成 と す る こ と に よ っ て、 光源が点灯 し てい る と き、 つ ま り は透過型の表示の際に は、 光源か ら 出射 し た光が第 1 の偏光板を 透過す る と 明表示 と な り、 光源か ら 出射 し た光が第 1 の偏光板に吸収 さ れる と 暗表示 と な る。 一方、 光源が非点灯状態の と き、 つ ま り は反 射型の表示の際に は、 液晶装置 に入射 し た外光の う ち所定の波長範囲 の光が反射偏光板に よ っ て反射 さ れ、 そ し て第 1 の偏光板を透過す る と 色表示 と な り、 液晶装置 に入射 し た外光が反射偏光板を透過す る と 反射偏光板の背後の色 と 同 じ色 と な る。 つ ま り、 光源の点灯状態に応 じて反射型表示 と 透過型表示 と を切替可能な半透過反射型液晶装置が 実現す る。

こ の よ う に光源 を設け る場合において、 光源は非点灯時に暗い外観 を示す こ と が必要であ る。 こ の よ う な光源は、 例 え ば導光体の上側 に 半透明半吸収フ ィ ルム や、 微細 な穴が開いた黒色 フ ィ ルム を 置い た り . ま た透明 な導光体の下側 に黒色 フ ィ ルム を置 く こ と に よ っ て得る こ と が出来る。

尚、 こ こ でい う 光源 と は、 狭義 に は冷陰極管や L E D等の発光体で あ る 力 ^f、 広義 に は導光板等 を備え たバ ッ ク ラ イ ト 全体を指す。 尚、 本 発明 において は どち ら で も 良い。

ま た、 前記反射偏光板に対 し て前記液晶パネ ル と 反対側 に前記光源 を設けた場合にあ っ て は、 前記反射偏光板 と 前記光源 と の間に 第 2 の 偏光板を備え る と 好 ま しい。

光源 と 液晶パ ネ ル と の間 に上述の反射偏光板を 設けた液晶装置 にお いて は、 光源か ら 出射する 光の う ち 反射偏光板の反射波長領域以外の 光は、 反射偏光板の反射軸方向の偏光方向の光 も 反射偏光板を 透過す る。 そのため、 透過型表示の際の暗表示が反射偏光板に反射波長領域 以外の色、 つ ま り 反射偏光板の反射波長領域の光の補色に色付 く。 そ の結果、 透過型表示の コ ン ト ラ ス ト が低下 し液晶装置の用途に よ っ て は使用 に適 さ な い場合がでて く る。

本発明の よ う に前記反射偏光板 と 前記光源 と の間 に第 2 の偏光板を 設ければ、 光源か ら の光の う ち 反射偏光板の反射軸 と 同 じ偏光方向の 光を 第 2 の偏光板に よ っ て吸収す る こ と がで き る ので、 透過型表示の 際の暗表示色力⁵'、 反射偏光板の反射波長領域の光の補色 に色付 く の を 防 ぐ こ と がで き る。

ま た、 反射偏光板 と 光源 と の間 に第 2 の偏光板を備え た場合に あ つ ては、 第 2 の偏光板の吸収軸 と 反射偏光板の反射軸 と が概ね一致 し て い る と 好 ま し レ、。

第 2 の偏光板の吸収軸 と 反射偏光板の反射軸 を 一致 さ せる こ と に よ つ て、 よ り 効率的 に光源か ら の光の う ち反射偏光板の反射軸 と 同 じ偏光 方向の光を 第 2 の偏光板に よ っ て吸収す る こ と がで き る。 ま た、 第 2 の偏光板の吸収軸 と 反射偏光板の反射軸 を一致さ せる と、 必然的に第 2 の偏光板の透過軸 と 反射偏光板の透過軸 と がー致す る の で、 光源か ら の光の う ち 反射偏光板の透過軸方向の光を最大効率で透過 さ せる こ と がで き る よ う に な り、 その結果、 透過型表示の際の明表示が明 る く な る。

ま た、 前記反射偏光板 と 前記光源 と の間 に前記反射偏光板の反射波 長範囲以外の波長の光を吸収す る フ ィ ルム を備え た こ と を特徴 と する, 本発明の よ う に反射偏光板 と 光源 と の間 に反射偏光板の反射波長範 囲以外の波長の光を吸収す る フ ィ ルム を設ければ、 光源か ら の光の う ち反射偏光板の反射波長範囲以外の波長の光を吸収する こ と がで き る ので透過型表示の際の暗表示が、 反射偏光板の反射波長領域の光の補 色に色付 く の を 防 ぐこ と がで き る。 その結果、 透過型表示の際の コ ン ト ラ ス ト が向上する。 ま た、 前記 フ ィ ルム を可視光の全波長範囲で も 一定の光を吸収す る よ う に構成す る こ と に よ っ て、 反射型表示の際の 暗表示がよ り 暗 く な り コ ン ト ラ ス ト が向上する。

ま た、 前記光源か ら 出射す る 光の波長が前記反射偏光板の反射波長 範囲内 にあ る と 好 ま し い。

光源か ら 出射す る光の波長が反射偏光板の反射波長範囲内であれば、 光源か ら 出射す る 光に は反射偏光板の反射波長以外の波長の光は含 ま れない。 つ ま り は、 透過型表示時において反射偏光板の反射軸 を透過 して液晶ノヽ。 ネ ル に達す る 光がな いの で、 光源側か ら 液晶ノ、'ネ ル に入射 する 光は所定の方向の偏光成分の光のみ と な る。 そのため、 透過型表 示の暗表示の際に、 光源か ら 出射 し て液晶パネ ル を透過す る 光の偏光 方向 を一方向 に揃え、 そ し て第 1 の偏光板に よ っ て その光を吸収 さ せ る こ と がで き る ので、 暗表示がよ り 暗 く な り、 その結果、 透過型表示 の際の コ ン ト ラ ス ト が向上す る。

ま た、 前記記反射偏光板は、 屈折率の異方性 を有す る 層 と 屈折率の 異方性を有 さ な い層 と を交互に複数積層 し て な る フ ィ ル ム を含む こ と を特徴 と す る。 その際、 反射波長範囲が異な る 複数の前記フ ィ ル ム を 透過軸が揃 う よ う に積層す る と よ い。

こ の よ う な複数の フ ィ ル ム を積層 し た反射偏光板を用 いれば、 それ ら フ ィ ル ム の組み合わせを 変え る だけで表示色が異な る 液晶装置 を容 易に製造する こ と がで き る。 さ ら に は、 表示色の異な る複数の表示色 領域を有する 液晶装置 を製造する こ と が可能 と な り、 こ の液晶装置 を 用いた応用商品のバ リ エ 一 シ ョ ンが広がる。

ま た、 本発明の電子機器は、 一対の基板間 に液晶 を挟んでな る 液晶 パネ ル と、 前記液晶パネ ル の一方の側 に設け ら れ、 第 1 の所定方向の 偏光成分の光 を吸収 し、 前記第 1 の所定方向の偏光成分と は異な る偏 光成分の光を 透過する 第 1 の偏光板 と、 前記液晶パ ネ ル に対 し て前記 第 1 の偏光板 と は反対の側 に設け ら れ、 第 2 の所定方向の偏光成分の 光であ っ て可視光の限 ら れた波長範囲の光を反射 し、 前記第 2 の所定 方向の偏光成分と は異な る偏光成分の光、 及び前記第 2 の所定方向の 偏光成分の光であ っ て前記可視光の限 ら れた波長範囲の以外の波長範 囲の光 を透過する 反射偏光板と、 を備え た こ と を特徴 と する。

こ の よ う に構成す る こ と に よ っ て、 直射 日 光下で も 暗闇で も 明 る く 鲜 やかな色表示が可能で、 フ ァ ッ シ ョ ン性に富み、 消費電力 も 低い電子 機器が実現す る。

[図面の簡単な説明 ]

第 1 図 は、 本発明の実施例 1 に係わ る 液晶装置の構造の要部を示す 図であ る。

第 2 図 は、 本発明 に係わ る 液晶装置に用 い る 反射偏光板の構成の一 部を 示す図であ る。

第 3 図は、 本発明 に係わ る 液晶装置に用 い る 反射偏光板の構成 を示 す図であ る。

第 4 図は、 本発明 に係わ る 液晶装置に用 い る 反射偏光板の各層の偏 光特性を示す図であ る。

第 5 図は、 本発明 に係わ る 液晶装置に用 い る緑色反射偏光板の偏光 特性を示す図であ る。

第 6 図は、 本発明 に係わ る 液晶装置に用 い る 黄色反射偏光板の偏光 特性を示す図であ る。

第 7 図は、 本発明 に係わ る 液晶装置に用い る マゼ ン タ 色反射偏光板 の偏光特性を示す図であ る。

第 8 図は、 本発明の第 2 の実施の形態及び第 5 の実施の形態に係わ る 液晶装置の構造の要部を示す図であ る。 第 9 図は、 本発明の第 2 の実施の形態 に係わ る 液晶装置の表示原理 を示す図であ る。

第 1 0 図は、 本発明の第 3 の実施の形態に係わ る 液晶装置の構造の 要部 を示す図であ る。

第 1 1 図は、 本発明の第 3 の実施の形態に係わる 液晶装置の表示原 理を示す図であ る。

第 1 2 図は、 本発明の第 4 の実施の形態に係わ る 液晶装置の構造の 要部 を示す図であ る。

第 1 3 図は、 本発明の第 4 の実施の形態に係わ る 液晶装置の表示原 理を示す図であ る。

第 1 4 図は、 本発明の第 4 の実施の形態 に係わ る 液晶装置で用 い た カ ラ ー フ ィ ル ム の透過率特性を示す図であ る。

第 1 5 図は、 本発明の第 5 の実施の形態に係わ る 液晶装置で用 いた L E D ラ ン プが発す る 光の分光特性を示す図であ る。

第 1 6 図は、 本発明の第 6 の実施の形態 に係わ る 電子機器の、 外観 を示す図であ り、 （ a ) は携帯電話、 （ b ) は ウ ォ ッ チ、 （ c ) は携 帯情報機器を示 し てい る。

[発明 を実施す る ため の最良の形態 ]

(第 1 の実施の形態）

第 1 図は本発明 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。 第 1 図 において、 1 0 1 は偏光板、 1 0 2 は位相差 フ ィ ル ム、 1 0 3 は上側 ガ ラ ス基板、 1 0 4 は透明電極、 1 0 5 は液 晶層、 1 0 6 は シ ー ル部、 1 0 7 は下側 ガ ラ ス基板、 1 0 8 は光散乱 板、 1 0 9 は反射偏光板、 1 1 0 は光吸収層であ る。 偏光板 1 0 1 と 位相差フ ィ ル ム 1 0 2、 位相差フ ィ ルム 1 0 2 と 上側 ガ ラ ス基板 1 0 3、 下側 ガラ ス 基板 1 0 7 と 光散乱版 1 0 8、 光散乱版 1 0 8 と 反射 偏光板 1 0 9、 反射偏光板 1 0 9 と 光吸収層 1 1 0 は、 それぞれ互い に糊で接着 さ れている。 ま た上下の透明電極 1 0 4 の間は広 く 離 し て 描いてあ る 力 こ れは図 を 明解にす る た め であ っ て、 実際に は数 m か ら 十数 mの狭いギヤ 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、 ア ン チ グ レ ア膜、 ス ぺ一 サ 一 - ボー ル、 ド ラ イ ノ 一 I C、 駆動回路等の要素 も 不可欠であ る 力 こ れ ら は本発明 を説明する 上で特に必要が無いため省略する。

次に各構成要素につ い て順に説明す る。 偏光板 1 0 1 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 ィ プの偏光板であ っ て、 ョ ゥ 素等のハ ロ ゲ ン物質や二色性染料を高分子フ ィ ル ム に吸着 さ せて作製 する。

位相差フ ィ ル ム 1 0 2 は、 例 え ばポ リ 力 一 ボネ一 ト 樹脂のー軸延伸 フ ィ ル ム であ っ て、 S Τ Ν型液晶装置の表示の着色 を補償す る ため に 利用 さ れる。 Τ Ν型液晶装置の場合に は省略さ れる こ と が多い。

液晶層 1 0 5 は 1 8 0 度カゝ ら 2 7 0 度ね じれた S Τ Ν 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 9 0 ° ね じ れた Τ Ν 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。

光散乱板 1 0 8 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 た下側 ガラ ス基板 1 0 7 と 反 射偏光板 1 0 9 を直接接着 し、 その接着層中 に ビー ズを 混入 し て光散 乱板の代わ り と し て も 良い。 光散乱板 1 0 8 は、 鏡面に近い反射偏光 板の反射光を適度 に拡散 さ パ ネ ル 目 的で配置す る 力 無 く て も 表示が 可能であ る。 ま たその位置は、 下側 ガラ ス基板 1 0 7 と 反射偏光板 1 0 9 の間以外に も、 1 0 5 に接 し た位置、 1 0 2 と 1 0 3 の間や 1 0 1 の上面であ っ て も 良い。

光吸収層 1 1 0 に は、 黒色 ビニー ル シ ー ト や黒紙を接着す る 力、、 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

反射偏光板 1 0 9 と し て は、 複屈折性の誘電体多層膜 を利用 し た。 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 な反射偏光板につ いて は、 国際公開 さ れた国際出願 （国際出願の番号 ： W 0 9 5 Z 1 7 3 0 3、 W 0 9 5 / 1 7 6 9 W 0 9 5 / 1 7 6 9 2、 W 0 9 5 / 1 7 6 9 9、 W 0 9 5 / 2 7 9 1 9、 W 0 9 6 / 1 9 3 4 7、 W 0 9 7 / 0 1 4 3 9 , W O 9 7 / 0 1 4 4 0 , W 0 9 7 / 0 1 6 1 0、 W 0 9 7 / 0 1 7 2 6 , W O 9 7 / 0 1 7 7 4 , W 0 9 7 / 0 1 7 7 8. W 0 9 7 ノ 0 1 7 8 0、 W O 9 7 / 0 1 7 8 1 , W 0 9 7 / 0 1 7 8 8、 W O 9 7 / 0 1 7 8 9 , W O 9 7 / 0 7 6 5 3 ) に開示 さ れてい る。 ま た こ の よ う な反射偏光板は 3 M社か ら D — B E F (商品名） と して発売 さ れてお り、 一般に入手可能であ る。

反射偏光板の構成 と 機能について、 第 2 図 と 第 3 図 を用 いて説明す る。 第 2 図は複屈折性の誘電体多層膜を示す図であ つ て、 二種類の高 分子層 2 0 1、 2 0 2 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 力'、 その際に両者の常光線の屈折率が概ね等 し く な る よ つ 留意す る。 例 え ば、 光弾性率の大 き い材料 と し て P E N ( 2 , 6 一 ポ リ エチ レ ン ' ナ フ タ レ ー ト ） を、 小 さ レ、材料 と し て c O P E N ( 7 0

— ナ フ タ レ ー ト / 3 0 — テ レ フ タ レ 一 ト ' コ ポ リ エ ス テ ル） を と がで き る。 両フ ィ ルム を交互に積層 し、 第 2 図の直交座標系 2 0 3 の X 軸方向 に適度に延伸 し た と こ ろ、 X 軸方向の屈折率力 P E Ν層 に ぉレ、 て 1. 8 8、 c o P E N層 に ぉ レ、 て 1. 6 4 と な つ た。 ま た y軸 方向の屈折率は P E N層で も c 0 P E N層で も ほぼ 1• 6 4 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、 P E N層 と c 0 P E N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、 P E N層の光路長 （屈折率 と 膜厚の積） と、 c o P E N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 P E N層 と c 0 P E N層 を各々 数十層以上、 出来れば百層以上積層 さ せれば、 X 軸方向 に振動す る光の成分の ほぼ 全て を反射さ パ ネ ル こ と が出来る。 も ち ろ ん、 こ の条件は狭い波長範 囲の光に対 し て し か満たす こ と が出来ないため、 限 ら れた色の光に対 してのみ偏光能が生 じ る。

そ こ で よ り 広い波長範囲で偏光能 を有する 反射偏光板は、 第 3 図 に 示 し た よ う に構成する。 第 3 図 において、 3 0 1 が青色偏光反射フ ィ ルム、 3 0 2 が緑色偏光反射フ ィ ル ム、 3 0 3 が赤色偏光反射フ ィ ル ム、 3 0 4 が透明ベー ス フ ィ ル ム であ る。 3 0 1、 3 0 2、 3 0 3 は、 それぞれ第 2 図の複屈折性の誘電体多層膜に相当 し、 いずれ も P E N 層 と c o P E N層の積層体であ る。 但 し、 それぞれ青色光、 緑色光、 赤色光の所定の直線偏光を反射す る よ う 光路長 を調整 して あ る。 各々 の厚みは約 2 5 mである。 ま た誘電体多層膜 3 0 1、 3 0 2、 3 0 3 はその偏光軸 （反射軸及び透過軸） が平行に な る よ う に積層す る。 第 4 図は前記青色偏光反射フ ィ ル ム 3 0 1、 緑色偏光反射フ ィ ル ム 3 0 2、 赤色偏光反射 フ ィ ル ム 3 0 3 の偏光特性を示す図であ る。 4 0 1、 4 0 2、 4 0 3 は、 それぞれ 3 0 1、 3 0 2、 3 0 3 の反射軸 方向の反射ス ペ ク ト ルであ り、 4 1 1、 4 1 2、 4 1 3 は、 それぞれ 誘電体多層膜 3 0 1、 3 0 2、 3 0 3 の透過軸方向の反射ス ペ ク ト ル であ る。 4 0 1、 4 0 2、 4 0 3 は、 それぞれの反射波長範囲が互い に重な り 合つ てい る。 こ の よ う な誘電体多層膜 3 0 1、 3 0 2、 3 0 3 を偏光軸 を揃え て積層す る と、 可視光の ほぼ全波長領域にわた っ て 偏光能 を示す。 ま たその内の 1 枚あ る い は 2 枚だけ を積層す る と、 特 定の色についてだけ偏光能を示す よ う に な る。 こ の よ う に構成する こ と に よ っ て、 青、 緑、 赤、 黄、 シ ア ン、 マゼ ン タ の 6色の反射偏光板 を得る こ と が出来る。

第 5 図、 第 6 図、 第 7 図は、 こ の よ う に し て構成 し た反射偏光板の 偏光特性を示す図であ る。 図の横軸 は光の波長、 縦軸は反射率であ つ て、 反射軸方向の反射ス ペ ク ト ル を それぞれ 5 0 1、 6 0 1、 7 0 1 と し て に、 透過軸方向の反射ス ペ ク ト ル を それぞれ 5 0 2、 6 0 2、 7 0 2 と し て示 し た。 第 5 図の反射偏光板は、 緑色偏光反射フ ィ ル ム だけ を用 いた も ので、 5 0 0 〜 5 9 0 n mの波長範囲 （即ち緑色） の 直線偏光を 反射 し、 それ以外の光を反射 し ない （即 ち透過する ） 機能 を有する。 同様に第 6 図の反射偏光板は、 緑色偏光反射フ ィ ル ム と 赤 色偏光反射フ ィ ル ム を積層 し た も ので、 黄色の直線偏光を 反射 し、 そ れ以外の光を透過する。 ま た第 7 図の反射偏光板は、 青色偏光反射フ イ ル ム と 赤色偏光反射フ ィ ル ム を積層 し た も ので、 マ ゼ ン タ （ ピ ン ク ） の直線偏光を選択的 に反射 し、 それ以外の光を透過する機能 を有す る。

なお反射偏光板 と し ては、 以上述べた よ う な複屈折性の誘電体多層 膜の他に、 コ レ ス テ リ ッ ク 相 を呈す る 液晶ポ リ マ 一 を利用する こ と も で き る。 こ れは所定の円偏光成分を反射 し、 それ以外の偏光成分を透 過す る機能 を有す る。 こ れを 4 分の 1 波長板 と 組み合わパ ネ ル と、 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 を持 つ。 こ の よ う な反射偏光板の詳細 につ い て は、 特開平 8 — 2 7 1 8 3 7 号公報に 開示 さ れて い る。 ま た こ の よ う な反射偏光板は、 M e r c k 社カゝ ら T r a n s M a X (商品名） と い う 名称で発売 さ れてお り、 一般に入手可能であ る。

次に第 1 の実施の形態の反射型液晶装置の機能について説明す る。 但 し以下の説明 において は、 第 5 図 に示 した特性を有す る緑色反射偏 光板を利用 し た。 第 1 図において、 液晶層 1 0 5 の リ タ 一 デ一 シ ヨ ン と ツ イ ス ト 角、 位相差 フ ィ ルム 1 0 2 の リ タ一デ一 シ ヨ ン と 光軸方向、 吸収型偏光板 1 0 1 と 反射偏光板 1 0 9 の偏光軸方向は、 液晶装置が 非選択時に明表示、 選択時に暗表示 と な る よ う 設定 さ れて い る。 こ の よ う にす る と、 非選択時に は反射偏光板の反射特性に従 っ て、 緑色の 表示が行われる。 ま た選択時に は全ての光が反射偏光板を透過 し て光 吸収層 1 1 0 に よ っ て吸収 さ れ、 黒表示 と な る。 従っ て、 緑色の背景 に黒色の表示に な る。 こ の緑色の表示は、 反射偏光板の反射率が非常 に高 く 、 しか も その波長選択性が優れてい る ため に、 大変明る く 鮮ゃ かであ り、 視認性が高い。 ま た反射偏光板 1 0 9 の反射自 体は鏡面反 射であ る か ら、 光散乱板 1 0 8 の散乱特性を加減す る こ と に よ り、 キ ラ キ ラ し た光沢のあ る 表示 も 可能であ る。 ま た、 逆に液晶装置が非選 択時 に暗表示、 選択時に明表示 と な る よ う 設定す る と、 黒色の背景に 緑色の表示 と な る。

こ の他に も、 反射偏光板の反射波長範囲 と 光吸収層の色 を様々 に変 え る こ と に よ っ て、 任意の色 を表示す る こ と が可能であ る。 例 え ば、 第 6 図 に示 し た黄色反射偏光板を利用すれば、 黄色背景に黒色の表示、 あ る い黒色背景 に黄色の表示が出来る。 さ ら に光吸収層 を青色 にすれ ば、 黄色背景 に青色の表示や、 青色背景に黄色の表示 も 出来る。 ま た 第 7 図 に示 し たマゼ ン タ （ ピ ン ク ） 色反射偏光板を利用すれば、 マゼ ン タ 色背景に黒色の表示や、 黒色背景にマゼ ン タ 色の表示 も で き る。

(第 2 の実施の形態）

第 8 図 は本発明 に発明 に係る 液晶装置の構造の要部を示す図であ る c ま ず構成 を説明す る。 第 8 図 において、 8 0 1 は偏光板、 8 0 2 は位 相差 フ ィ ル ム、 8 0 3 は上側 ガ ラ ス基板、 8 0 4 は透明電極、 8 0 5 は液晶層、 8 0 6 は シ ー ル部、 8 0 7 は下側 ガラ ス 基板、 8 0 8 は光 散乱板、 8 0 9 は反射偏光板、 8 1 0 は半光吸収層、 8 1 1 は導光板、 8 1 2 は光源 ラ ン プであ り、 光源 ラ ン プ 8 1 2 と 導光板 8 1 1 と で光 源 と し て のノ ッ ク ラ イ ト 8 1 3 を構成 し てレゝ る。 偏光板 8 0 1 位相差 フ ィ ル ム 8 0 2、 位相差 フ ィ ル ム 8 0 2 と 上側 ガ ラ ス基板 8 0 3、 下 側ガ ラ ス基板 8 0 7 と 光散乱板 8 0 8、 光散乱板 8 0 8 と 反射偏光板 8 0 9 は、 それぞれ互い に糊で接着 さ れて レゝ る。 - 次に各構成要素につ いて順に説明す る。 偏光板 8 0 1 、 位相差フ ィ ル ム 8 0 2、 液晶層 8 0 5、 光散乱板 8 0 8、 反射偏光板 8 0 9 に つ いて は、 第 1 の実施の形態 と 同様の も の を利用 し た。

半光吸収層 1 1 0 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 1 0 %以上 8 0 %以下、 よ り 好 ま し く は 5 0 %以上 7 0 %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 D 2 0 2 (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、 5 9 %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。 導光板 8 1 1 と し て は、 透明 な ア ク リ ル板に 白色顔料を 印刷 し た も のや、 同 じ く 透明 な ア ク リ ル板に微細な穴 （あ る い は突起） を 多数設 けた も のが利用で き る。 必要に応 じて、 導光板に隣接 し て光拡散板や 集光板、 反射板等を備え て も 良い。

光源 ラ ン プ 8 1 2 と して は、 L E D (発光ダイ オ ー ド） や冷陰極管 が利用で き る。 第 2 の実施の形態においては、 白色光を発す る 冷陰極 管を利用 し た。

本発明で利用 さ れる 光源は、 要は外光の反射が少な ければ良い。 第 8 図 の半光吸収層 8 1 0、 導光板 8 1 1 、 光源 ラ ン プ 8 1 2 の構成は. その一例であ る。 その他に も、 例え ば半光吸収層 を設けずに導光板の 裏に光吸収層 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 E L ラ ン プを利用す れば も つ と 簡単な構成で済む。

次に第 2 の実施の形態の液晶装置の表示原理について説明す る。 第 9 図 において 9 0 1 は偏光板、 9 0 2 は位相差 フ ィ ル ム、 9 0 3 は上 側 ガ ラ ス基板、 9 0 4 は下側 ガ ラ ス基板、 9 0 5 は反射偏光板、 9 0 6 は光源、 9 0 7 は非選択領域の液晶、 9 0 8 は選択領域の液晶であ る。 なお以下の説明 において は、 9 0 5 と し て第 5 図に示 し た特性を 有す る緑色反射偏光板を利用 し た。 ま た図中 「 A」 と あ る のは緑色光 を、 「 B 」 と あ る のはその補色のマゼ ン タ 光を、 「全」 と あ る の は A と B の和、 即ち 白色光を示 し てい る。

ま ず光源 9 0 6 が発光 し てい な い場合、 即 ち 反射型表示の場合 を考 え る。 上方 よ り 入射 し た外光 9 1 1 、 9 1 2 は、 偏光板 9 0 1 に よ つ て直線偏光に変換 さ れる。 その後、 位相差フ ィ ル ム と 液晶パ ネ ル に よ つ て様々 に変調 さ れる 力 反射偏光板 9 0 5 に入射する 際に は、 ほぼ 直線偏光に戻る。 但 し液晶パネ ルの非選択領域を通過 し た光 と 選択領 域を通過 し た光 と では、 その直線偏光は互い に直交 してい る。 そ こ で 非選択領域を通過 し た光を 反射 し、 選択領域を通過 し た光 を透過す る よ う、 あ ら か じめ反射偏光板を配置 し てお く。 非選択領域では、 反射 偏光板に入射 し た直線偏光の内、 緑色成分が反射 し、 その補色のマゼ ン タ 色成分が透過す る。 反射 し た緑色成分は、 先程 と 同 じ経路を通 つ て上方に出射する 力 透過 し たマゼ ン タ 色成分は、 光源あ る い はその 前後の光吸収体で吸収さ れる。 従っ て非選択領域は、 明 る い緑色の表 示 と な る。 一方選択領域では、 反射偏光板に入射 し た直線偏光が全て 透過 し、 光源あ る いは その前後の光吸収層で吸収 さ れる ため、 暗表示 と な る。

次に光源 9 0 6 が発光 し てい る場合、 即 ち透過型表示の場合を考え る。 半透過反射型の液晶装置で透過型表示 を行 う 状況では、 周囲が十 分に暗レ、 と 考え ら れる 力、 ら、 外光 9 1 1 、 9 1 2 につレ、て は こ こ では 考慮 し ない。 光源 9 0 6 か ら発せ ら れた光 9 1 3、 9 1 4 は、 反射偏 光板 9 0 5 に よ っ て一方の直線偏光の内の緑色成分が反射 さ れ、 残 り のマゼ ン タ 色成分 と、 も う 一方の直線偏光が透過す る。 こ の光は、 液 晶ノ、。 ネ ル と 位相差 フ ィ ル ム で変調 さ れ、 偏光板 9 0 1 に よ っ て、 非選 択領域ではマ ゼ ン タ 光成分だけが透過 し、 比較的暗いマ ゼ ン タ 色表示 にな る。 ま た選択領域では 白色の光が透過 し て、 明 る い 白表示が得 ら れる。

以上説明 し た よ う に、 第 2 の実施の形態の液晶装置では、 反射型表 示時に緑色背景に黒色の表示、 透過型表示時にマ ゼ ン タ 色背景 に 白 色 の表示が出来た。 反射偏光板 と し て、 第 6 図 に示 し た黄色反射偏光板 を利用すれば、 反射型表示時に黄色背景 に黒色の表示、 透過型表示時 に青色背景に 白色の表示が出来る。 ま た第 7 図 に示 し たマゼ ン タ 色反 射偏光板を利用すれば、 反射型表示時にマ ゼ ン タ 色背景に黒色の表示、 透過型表示時に緑色背景に 白色の表示が出来 る。

(第 3 の実施の形態）

第 2 の実施の形態の半透過反射型の液晶装置 において は、 透過型表 示時の暗表示力 反射偏光板の反射波長領域以外の色、 つ ま り は反射 偏光板の反射波長領域の補色に色付 く ため、 その用途に よ つ て は使用 に適 さ な い場合があ る。 第 3 の実施の形態の液晶装置において は、 光 源 と 反射偏光板 と の間 に偏光板を配置す る こ と に よ つ て、 色付 き を解 消す る も のであ る。

第 1 0 図は本発明の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。 第 1 0 図におい て、 1 0 0 1 は偏光板、 1 0 0 2 は位 相差 フ ィ ル ム、 1 0 0 3 は上側 ガ ラ ス基板、 1 0 0 4 は透明電極、 1 0 0 5 は液晶層、 1 0 0 6 は シ ー ル部、 1 0 0 7 は下側 ガ ラ ス 基板、 1 0 0 8 は光散乱板、 1 0 0 9 は反射偏光板、 1 0 1 0 は偏光板、 1 0 1 1 は半光吸収層、 1 0 1 2 は導光板、 1 0 1 3 は光源であ る。 偏 光板 1 0 0 1 と 位相差フ ィ ル ム 1 0 0 2、 位相差フ ィ ル ム 1 0 0 2 と 上側 ガ ラ ス基板 1 0 0 3、 下側 ガラ ス基板 1 0 0 7 と 光散乱板 1 0 0 8、 光散乱板 1 0 0 8 と 反射偏光板 1 0 0 9、 反射偏光板 1 0 0 9 と 偏光板 1 0 1 0 は、 それぞれ互い に糊で接着 さ れてい る。

次に各構成要素 につ い て順に説明す る。 偏光板 1 0 0 1 、 位相差 フ イ ル ム 1 0 0 2、 液晶層 1 0 0 5、 光散乱板 1 0 0 8、 反射偏光板 1 0 0 9、 半光吸収層 1 0 1 1 、 導光板 1 0 1 2、 光源 1 0 1 3 につい ては、 第 2 の実施の形態 と 同様の も の を利用 し た。 ま た偏光板 1 0 1 0 と し て は、 偏光板 1 0 0 1 と 同 じ も の も 利用で き る 力 少な く と も 反射偏光板の反射波長範囲以外の全ての可視光範囲で偏光能があれば 良い。 つ ま り 第 5 図 に示 し た緑色反射偏光板を利用す る 際に は、 少な く と も マ ゼ ン 夕 色に偏光能 を有す る 偏光板を利用す る。

次に本発明の第 3 の実施の形態の液晶装置の表示原理につい て説明 する。 第 1 1 図 において 1 1 0 1 は偏光板、 1 1 0 2 は位相差 フ ィ ル ム、 1 1 0 3 は上側 ガ ラ ス 基板、 1 1 0 4 は下側 ガ ラ ス基板、 1 1 0 5 は反射偏光板、 1 1 0 6 は偏光板、 1 1 0 7 は光源、 1 1 0 8 は非 選択領域の液晶、 1 1 0 9 は選択領域の液晶であ る。 なお以下の説明 において は、 1 1 0 5 と し て第 5 図 に示 し た特性を有す る緑色反射偏 光板を、 1 1 0 7 と し て 白色光源 を利用 し た。 ま た図中 「 A」 と あ る の は緑色光を、 「 B 」 と あ る の はその補色のマゼ ン タ 光を、 「全」 と あ る のは A と B の和、 即ち 白色光を示 し てレ、る。

ま ず光源 1 1 0 7 が発光 し て い な い場合、 即 ち 反射型表示の場合を 考え る。 上方 よ り 入射 し た外光 1 1 1 1、 1 1 1 2 は、 偏光板 1 1 0 1 に よ っ て直線偏光に変換 さ れる。 その後、 位相差 フ ィ ル ム と 液晶パ ネ ル に よ っ て様々 に変調 さ れる 力；'、 反射偏光板 1 1 0 5 に入射す る 際 に は、 ほぼ直線偏光に戻る。 但 し液晶パ ネ ルの非選択領域を通過 し た 光 と 選択領域を通過 し た光 と では、 その直線偏光は互い に直交 し て い る。 そ こ で非選択領域を通過 し た光を反射 し、 選択領域を通過 し た光 を透過す る よ う、 あ ら か じ め反射偏光板を配置 し て お く 。 非選択領域 では、 反射偏光板に入射 し た直線偏光の内、 緑色成分が反射 し、 その 補色のマゼ ン タ 色成分が透過す る。 反射 し た緑色成分は、 先程 と 同 じ 経路 を通 っ て上方 に出射す る 力 、 透過 し たマゼ ン 夕 色成分は、 偏光板 1 1 0 6 で吸収さ れる。 従っ て非選択領域は、 明 る い緑色の表示 と な る。 一方選択領域では、 反射偏光板に入射 し た直線偏光が全て透過 し、 光源 1 1 0 7 あ る いはその前後の光吸収層で吸収 さ れる ため、 暗表示 と な る。

次に光源 1 1 0 7 が発光 し てい る 場合、 即 ち透過型表示の場合 を考 え る。 半透過反射型の液晶装置で透過型表示 を行 う 状況では、 周囲が 十分に暗い と 考え ら れる か ら、 外光 1 1 1 1 、 1 1 1 2 は こ こ では考 慮 し な い。 光源 1 1 0 7 カゝ ら発せ ら れた光 1 1 1 3 、 1 1 1 4 は、 偏 光板 1 1 0 6 に よ っ て直線偏光に変換 さ れ、 その ま ま 反射偏光板 1 1 0 5 を透過す る。 こ の光は、 液晶ノ、。 ネ ル と 位相差フ ィ ル ム と で変調 さ れ、 偏光板 1 1 0 1 に よ っ て、 非選択領域では暗表示に、 ま た選択領 域では明表示 に な る。 いずれの領域で も 着色は な い。 ま た一般に偏光 板は反射偏光板よ り も 偏光度が高い ため、 高い コ ン ト ラ ス ト が得 ら れ る。

以上説明 し た よ う に、 第 3 の実施の形態の液晶装置では、 反射型表 示時に緑色背景 に黒色の表示、 透過型表示時に黒色背景に 白色の表示 が出来た。 反射偏光板 と し て、 第 6 図 に示 し た黄色反射偏光板を利用 すれば、 反射型表示時に黄色背景に黒色の表示、 透過型表示時 に黒色 背景 に 白色の表示が出来る。 ま た第 7 図 に示 し たマ ゼ ン タ 色反射偏光 板を 利用すれば、 反射型表示時にマゼ ン タ 色背景 に黒色の表示、 透過 型表示時に黒色背景に 白色の表示が出来る。 いずれの場合 も 透過型表 示時に は黒色背景 に 白色の表示であ る 力 ί、 こ れは 白色光源 を利用 し た ためであ り、 赤色光源 を利用すれば、 黒色背景に赤色の表示に な る。

(第 4 の実施の形態）

第 4 の実施の形態の半透過反射型の液晶装置 も、 第 3 の実施の形態 の液晶装置 と 同様に半透過反射型の液晶装置の透過型表示時にお け る 暗表示の色付 き を解消する も のであ る。

第 1 2 図は本発明 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。 第 1 2 図 において、 1 2 0 1 は偏光板、 1 2 0 2 は位相差フ ィ ル ム、 1 2 0 3 は上側 ガ ラ ス基板、 1 2 0 4 は透明電極、

1 2 0 5 は液晶層、 1 2 0 6 は シ ー ル部、 1 2 0 7 は下側 ガラ ス 基板、 1 2 0 8 は光散乱板、 1 2 0 9 は反射偏光板、 1 2 1 0 は カ ラ 一 フ ィ ルム、 1 2 1 1 は導光板、 1 2 1 2 は光源であ る。 偏光板 1 2 0 1 と 位相差フ ィ ル ム 1 2 0 2、 位相差 フ ィ ル ム 1 2 0 2 と 上側 ガ ラ ス 基板

1 2 0 3、 下側 ガラ ス 基板 1 2 0 7 と 光散板 1 2 0 8、 光散乱板 1 2 0 8 と 反射偏光板 1 2 0 9、 反射偏光板 1 2 0 9 と カ ラ ー フ ィ ル ム 1 2 1 0 は、 それぞれ互い に糊で接着 さ れてい る。

次に各構成要素 につ い て順に説明する。 偏光板 1 2 0 1 、 位相差 フ イ ル ム 1 2 0 2、 液晶層 1 2 0 5、 光散乱板 1 2 0 8、 反射偏光板 1

2 0 9、 導光板 1 2 1 1 、 光源 1 2 1 2 につレゝて は、 第 2 の実施の形 態 と 同様の も の を利用 し た。

カ ラ 一 フ ィ ル ム 1 2 1 0 は、 主 と し て反射偏光板 1 2 0 9 の反射波 長範囲以外の波長の光を吸収す る と と も に、 可視光の全波長範囲で も 一定の光を吸収す る特性を有す る。 例 え ば反射偏光板 と し て第 5 図 に 示 し た緑色反射偏光板を利用 し た場合に は、 第 1 4 図 に示 し た よ う な 主 と してマゼ ン タ 色波長領域の光を吸収する よ う な透過率特性を 有す る深緑色 フ ィ ル ム が利用で き る。 こ の フ ィ ルム は緑色波長領域で も 吸 収があ る ため に、 第 2 の実施の形態 にお ける 第 8 図の半光吸収フ ィ ル ム 8 1 0 や、 第 3 の実施の形態におけ る 第 1 0 図の半光吸収フ ィ ルム 1 0 1 1 の代用 と も な り、 反射型表示の際の コ ン ト ラ ス ト を高め る効 果があ る。

次に本発明の第 4 の実施の形態の液晶装置の表示原理について説明 する。 第 1 3 図 において 1 3 0 1 は偏光板、 1 3 0 2 は位相差 フ ィ ル ム、 1 3 0 3 は上側 ガ ラ ス 基板、 1 3 0 4 は下側 ガ ラ ス基板、 1 3 0 5 は反射偏光板、 1 3 0 6 は カ ラ 一 フ ィ ル ム、 1 3 0 7 は光源、 1 3 0 8 は非選択領域の液晶、 1 3 0 9 は選択領域の液晶であ る。 なお以 下の説明 において は、 1 3 0 5 と し て第 5 図 に示 し た特性を有す る緑 色反射偏光板、 1 3 0 6 と し て第 1 4 図 に示 し た特性を 有す る 深緑色 フ ィ ル ム、 1 3 0 7 と し て 白色光源 を利用 し た。 ま た図中 「 A」 と あ る の は緑色光を、 「 B 」 と あ る の はその補色のマゼ ン タ 光を、 「全」 と あ る の は A と B の和、 即ち 白色光を示 してレ、 る。

ま ず光源 1 3 0 7 が発光 し てい な い場合、 即 ち 反射型表示の場合 を 考え る。 上方 よ り 入射 し た外光 1 3 1 1 、 1 3 1 2 は、 偏光板 1 3 0 1 に よ っ て直線偏光に変換 さ れる。 その後、 位相差 フ ィ ル ム と 液晶パ ネ ル に よ っ て様々 に変調 さ れる 力;'、 反射偏光板 1 3 0 5 に入射す る 際 に は、 ほ ぼ直線偏光に戻る。 但 し液晶パネ ルの非選択領域を通過 し た 光 と 選択領域を通過 し た光 と では、 その直線偏光は互い に直交 し て い る。 そ こ で非選択領域を通過 し た光を反射 し、 選択領域を通過 し た光 を透過す る よ う、 あ ら か じ め反射偏光板 1 3 0 5 を 配置 し てお く。 非 選択領域では、 反射偏光板 1 3 0 5 に入射 し た直線偏光の内、 緑色成 分が反射 し、 その補色のマゼ ン タ 色成分が透過す る。 反射 し た緑色成 分は、 先程 と 同 じ経路を通 っ て上方に出射する 力 ^?、 透過 し たマゼ ン タ 色成分は、 カ ラ ー フ ィ ル ム 1 3 0 6 で吸収さ れる。 従っ て非選択領域 は、 明 る い緑色の表示 と な る。 一方選択領域では、 反射偏光板 1 3 0 5 に入射 し た直線偏光が全て透過 し、 カ ラ 一 フ ィ ル ム 1 3 0 6 あ る い は光源の前後で吸収さ れる ため、 暗表示 と な る。

次に光源 1 3 0 7 が発光 し て い る場合、 即ち透過型表示の場合 を考 え る。 半透過反射型の液晶装置で透過型表示を行 う 状況では、 周囲が 十分に暗い と 考え ら れる 力ゝ ら、 外光 1 3 1 1 、 1 3 1 2 は無視で き る ₍ 光源 1 3 0 7 力、 ら 出射 し た光 1 3 1 3、 1 3 1 4 は、 カ ラ ー フ ィ ル ム 1 3 0 6 を緑色光だけが透過 し、 さ ら に反射偏光板 1 3 0 5 に よ っ て 直線偏光に変換さ れる。 こ の光は、 液晶パネ ル と 位相差 フ ィ ル ム で変 調 さ れ、 偏光板 1 3 0 1 に よ っ て、 非選択領域では暗表示に、 ま た選 択領域では明 る い緑色表示 に な る。 以上説明 し た よ う に、 第 4 の実施の形態の液晶装置では、 反射型表 示時に緑色背景に黒色の表示、 透過型表示時に黒色背景 に緑色の表示 が出来た。 反射偏光板 と し て第 6 図 に示 し た黄色反射偏光板を利用 し、 カ ラ ー フ ィ ル ム と して深黄色フ ィ ル ム を利用すれば、 反射型表示時に 黄色背景 に黒色の表示、 透過型表示時に黒色背景に黄色の表示が出来 る。 ま た反射偏光板 と し て第 7 図 に示 し たマゼ ン タ 色反射偏光板を利 用 し、 カ ラ 一 フ ィ ルム と し て深いマゼ ン 夕 色の フ ィ ルム を利用すれば、 反射型表示時にマ ゼ ン タ 色背景に黒色の表示、 透過型表示時に黒色背 景にマゼ ン タ 色の表示が出来る。

(第 5 の実施の形態）

第 5 の実施の形態の半透過反射型の液晶装置 も、 第 3 の実施の形態 の液晶装置 と 同様に半透過反射型の液晶装置の透過型表示時におけ る 暗表示の色付 き を解消す る も のであ る。

第 8 図 は本発明の液晶装置の構造の要部を示す図であ る。 その構成 は基本的 に は第 2 の実施の形態 と 同様であ る。

但 し、 光源 8 1 2 と して、 反射偏光板 8 0 9 の反射波長範囲内の光 を主 に発光す る 光源 を利用 し た。 例 え ば第 5 図 に示 し た偏光特性を示 す緑色反射偏光板を 利用す る場合に は、 第 1 5 図の緑色光 1 5 0 1 を 発す る Z n S e 系の L E D が適 し て レ、 る。 ま た、 第 6 図 に示 し た偏光 特性を示す黄色反射偏光板を利用す る場合に は、 第 1 5 図の緑色光 1 5 0 1 を発す る Z n S e 系の L E D 力、、 赤色光 1 5 0 2 を発す る G a A 1 A s 系の L E D が適 し てい る。 ま た、 第 7 図 に示 し た偏光特性を 示すマゼ ン 夕 色反射偏光板を利用す る場合に は、 第 1 5 図の赤色光 1 5 0 2 を発す る G a A l A s 系の L E D カヽ 青色光 1 5 0 3 を発す る S i C 系の L E Dが適 してレ、 る。

本発明の第 5 の実施の形態の液晶装置の表示原理は、 第 1 3 図 にお いて カ ラ 一 フ ィ ルム 1 3 0 6 と 光源 1 3 0 7 を一つの着色光源で代用 し た と 考え れば、 第 4 の実施の形態の液晶装置 と 同様に説明で き る。 ま た第 3 の実施の形態 と 同様に、 光源 と 反射偏光板の間 に、 偏光板 を 備え る こ と も 可能で、 その場合は吸収型偏光板の方が反射偏光板 よ り も 偏光度が高いため に コ ン ト ラ ス ト が向上する と い う 効果があ る。 従っ て、 第 5 図 に示 し た偏光特性を示す緑色反射偏光板 と、 第 1 5 図の緑色光 1 5 0 1 を発す る L E D を利用すれば、 反射型表示時に緑 色背景に黒色の表示、 透過型表示時に黒色背景に緑色の表示が出来る 同様に、 第 6 図 に示 し た偏光特性を示す黄色反射偏光板 と、 第 1 5 図 の緑色光 1 5 0 1 を発する L E D を利用すれば、 反射型表示時に黄色 背景に黒色の表示、 透過型表示時に黒色背景に緑色の表示が出来る。 ま た第 6 図 に示 し た偏光特性を示す黄色反射偏光板 と、 第 1 5 図の赤 色光 1 5 0 2 を発す る L E D を利用すれば、 反射型表示時に黄色背景 に黒色の表示、 透過型表示時に黒色背景に赤色の表示が出来る。 ま た 第 7 図 に示 し た偏光特性を示すマゼ ン タ 色反射偏光板 と、 第 1 5 図の 赤色光 1 5 0 2 を発す る L E D を利用すれば、 反射型表示時にマ ゼ ン タ 色背景に黒色の表示、 透過型表示時に黒色背景に赤色の表示が出来 る。 ま た第 7 図に示 し た偏光特性を示すマゼ ン 夕 色反射偏光板 と、 第 1 5 図の青色光 1 5 0 3 を発す る L E D を利用すれば、 反射型表示時 にマ ゼ ン タ 色背景 に黒色の表示、 透過型表示時に黒色背景に青色の表 示が出来る。

(第 6 の実施の形態）

第 1 6 図 （ a ) 〜 （ c ) に本発明 に係わる 電子機器の例 を示す。 第 1 の実施の形態か ら 第 5 の実施の形態で述べた液晶装置は、 いず れ も 明 る く 鮮やかな色が表示で き る。 特に緑色や黄色の表示は、 心理 的に 白色 よ り も 明 る く 感 じ ら れる。 しか も いずれ も、 反射型あ る い は 半透過反射型の表示であ る。 そ こ で、 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 れる携帯機器に最 も 適 し てレゝ る。

第 1 6 図 （ a ) は携帯電話であ り、 本体 1 6 0 1 の前面上方部に表 示部 1 6 0 2 が設け ら れる。 表示部 1 6 0 2 に は第 1 の実施の形態乃 至 5 記載の う ち のいずれかの液晶装置 を搭載する。 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 が多い力？、 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。

第 1 6 図 （ b ) は ウ ォ ッ チであ り、 本体 1 6 0 3 の中央に表示部 1 6 0 4 が設け ら れる。 示部 1 6 0 2 に は第 1 の実施の形態乃至 5 記載 の う ち のいずれかの液晶装置 を搭載する。 ゥ ォ ツ チ用途にお け る 重要 な観点は、 フ ァ ッ シ ョ ン性であ る。 本発明の液晶装置は、 ウ ォ ッ チ の 外枠やベル ト の色に合わせて 自 由 に表示色 を選ぶ こ と が可能で、 様々 な イ メ ー ジが演出で き る と い う メ リ ッ ト があ る。 ま た本発明の液晶装 置は、 反射偏光板の層構成 を部分的 に変え る こ と に よ っ て、 面内で部 分的 に表示色 を異な ら ノ ネ ル こ と が容易であ る。 従っ て、 例 え ばゥ ォ ツ チ の表示面 を 3 分割 し、 一つ は 白色背景に黒色の表示、 一つ は黄色 背景 に黒色の表示、 も う 一つ は赤色背景に黒色の表示 と 替え て、 それ ぞれに別の表示 を行え ば、 識別 しゃすい表示が実現で き る。

第 1 6 図 （ c ) は携帯情報機器であ り、 本体 1 6 0 5 の上側 に表示 部 1 6 0 6、 下側 に入力部 1 6 0 7 が設け ら れる。 示部 1 6 0 6 に は 第 1 の実施の形態乃至 5 記載の う ち のいずれかの液晶装置 を搭載す る, ま た表示部の前面に は 夕 ツ チ · キ 一 を設ける こ と が多い。 通常の 夕 ッ チ . キ 一 は表面反射が多い ため、 表示が見づら い力 ^?、 こ の よ う な場合 に も 本発明の液晶装置は表示が明 る く 鮮やかであ る ため、 視認性が損 なわれる こ と が少ない。 以上述べた よ う に本発明の液晶装置は、 対の基板間 に液晶 を挟んで な る 液晶ノ ネ ル と、 前記液晶パネ ルの一方の側 に設け ら れ、 第 1 の所 定方向の偏光成分の光を吸収 し、 前記第 1 の所定方向の偏光成分 と は 異な る偏光成分の光を透過す る 第 1 の偏光板 と、 前記液晶パ ネ ル に対 して前記第 1 の偏光板 と は反対の側 に設け ら れ、 第 2 の所定方向の偏 光成分の光であ っ て可視光の限 ら れた波長範囲の光 を反射 し、 前記第 2 の所定方向の偏光成分と は異な る偏光成分の光、 及び前記第 2 の所 定方向の偏光成分の光であ っ て前記可視光の限 ら れた波長範囲の以外 の波長範囲の光を透過する 反射偏光板 と、 を備え た こ と を特徴 と す る ので、 所定の波長範囲の可視波長の光の色 と、 反射偏光板の背後の色 と 同 じ色 と で表示が可能に な る。

ま た、 本発明の液晶装置は、 前記反射偏光板に対 し て前記液晶パ ネ ル と 反対側 に は光源 を さ ら に備え る ので、 前述の所定波長範囲の色の反 射型表示 を行 う と と も に、 透過型の表示 を も 可能な液晶装置が得 ら れ る。

ま た、 反射偏光板 と 光源 と の間 に偏光板を 配置す る、 反射偏光板 と 光源 と の間 に反射偏光板の反射波長範囲以外の波長の光を吸収す る フ ィ ル ム を配置す る、 光源か ら 出射す る光の波長 を 反射偏光板の反射波 長範囲内 にす る、 等の手段を併用すれば透過型表示時の コ ン ト ラ ス ト がよ り 良好な液晶装置が得 ら れる。

ま た、 本発明の電子機器は、 一対の基板間 に液晶 を挟んでな る 液晶 ノ ネ ル と、 前記液晶パネ ルの一方の側 に設け ら れ、 第 1 の所定方向の 偏光成分の光を吸収 し、 前記第 1 の所定方向の偏光成分と は異な る 偏 光成分の光を透過す る 第 1 の偏光板 と、 前記液晶パネ ル に対 し て前記 第 1 の偏光板 と は反対の側 に設け ら れ、 第 2 の所定方向の偏光成分の 光であ っ て可視光の限 ら れた波長範囲の光を反射 し、 前記第 2 の所定 方向の偏光成分 と は異な る偏光成分の光、 及び前記第 2 の所定方向の 偏光成分の光であ っ て前記可視光の限 ら れた波長範囲の以外の波長範 囲の光を透過す る 反射偏光板 と、 を備え た液晶装置 を、 その表示部 と し て備え たので、 直射 日 光下で も 暗闇で も 明 る く 鮮やかな色表示が可 能で、 フ ァ ッ シ ョ ン性に富み、 消費電力 も 低い電子機器が実現す る。

Claims

請求の範囲

1 . 一対の基板間 に液晶 を挟んでな る 液晶パ ネ ル と、

前記液晶ノ、。 ネ ルの一方の側 に設け ら れ、 第 1 の所定方向の偏光成分 の光を 透過せず、 前記第 1 の所定方向の偏光成分 と は異な る 偏光成分 の光を透過す る 第 1 の偏光板 と、

前記液晶パ ネ ル に対 し て前記第 1 の偏光板 と は反対の側 に設け ら れ、 第 2 の所定方向の偏光成分の光であ っ て可視光の限 ら れた波長範囲の 光を反射 し、 前記第 2 の所定方向の偏光成分 と は異な る 偏光成分の光、 及び前記第 2 の所定方向の偏光成分の光であ っ て前記可視光の限 ら れ た波長範囲の以外の波長範囲の光を透過する 反射偏光板 と、 を備え た こ と を特徴 と す る 液晶装置。

2 . 請求項 1 に記載の液晶装置であ っ て、

前記反射偏光板に対 し て前記液晶パ ネ ル と 反対側 に は光吸収層 を備 えた こ と を特徴 と する 液晶装置。

3 . 請求項 1 に記載の液晶装置であ っ て、

前記反射偏光板に対 し て前記液晶パネ ル と 反対側 に は光源 を さ ら に 備え た こ と を特徴 と す る 液晶装置。

4 . 請求項 3 に記載の液晶装置であ っ て、

前記反射偏光板 と 前記光源 と の間 に は第 2 の偏光板を備え た こ と を 特徴 と す る 液晶装置。

5 . 請求項 4 に記載の液晶装置であ っ て、

前記第 2 の偏光板の吸収軸 と 前記反射偏光板の反射軸 と が概ね一致 してい る こ と を特徴 と する 液晶装置。

6 . 請求項 2 に記載の液晶装置であ っ て、

前記反射偏光板 と 前記光源 と の間 に前記反射偏光板が反射す る 波長 範囲以外の波長の光を吸収す る フ ィ ル ム を備え た こ と を特徴 と す る 液 晶装置。

7 . 請求項 2 に記載の液晶装置であ っ て、 前記光源か ら 出射す る 光の波長が前記反射偏光板の反射波長範囲内 にあ る こ と を特徴 と す る 液晶装置。

8 . 請求項 1 に記載の液晶装置であ っ て、

前記反射偏光板は、 屈折率の異方性を 有す る層 と 屈折率の異方性を 有 さ ない層 と を交互に複数積層 し て な る フ ィ ル ム を含む こ と を特徴 と する 液晶装置。

9 . 請求項 8 に記載の液晶装置であ っ て、

前記反射偏光板は、 反射波長範囲が異な る複数の前記フ ィ ル ム を 反 射軸が揃 う よ う に積層 して な る こ と を特徴 と す る 液晶装置。

1 0 . —対の基板間 に液晶 を挟んでな る 液晶パネ ル と、

前記液晶パ ネ ルの一方の側 に設け ら れ、 第 1 の所定方向の偏光成分 の光を吸収 し、 前記第 1 の所定方向の偏光成分 と は異な る 偏光成分の 光を透過す る 第 1 の偏光板 と、

前記液晶パネ ル に対 し て前記第 1 の偏光板 と は反対の側 に設け ら れ. 第 2 の所定方向の偏光成分の光であ っ て可視光の限 ら れた波長範囲の 光を反射 し、 前記第 2 の所定方向の偏光成分と は異な る偏光成分の光 及び前記第 2 の所定方向の偏光成分の光であ つ て前記可視光の限 ら れ た波長範囲の以外の波長範囲の光を透過する 反射偏光板 と、 を備え た 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。