JP2000292784A - 反射型カラーフィルターを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型カラーフィルターを用いた液晶表示装
置において、外光によるカラーフィルターでの反射光を
防止するとともに液晶層セルにＴＦＴが形成されている
場合の、受光時に発生する電気によるＴＦＴの誤作動を
防止する。 【解決手段】 液晶層２０の外側に１／４波長層２２
と、コレステリック液晶層からなるカラーフィルター２
４と、光吸収型の２色性円偏光層３０と、をこの順で備
えた液晶表示装置１０。

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、反射型カラーフ
ィルターを用いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】透過型カラー液晶表示装置は、液晶層の
背後からバックライト光を照射し、液晶層を透過した光
をカラーフィルターに通して液晶パネル表面から出射さ
せ、カラー表示をするようにしている。

【０００３】このようにした液晶表示装置としては、例
えば、特開平９−３１８８０７号公報に開示されるよう
な、２枚のガラス基板間にカラーフィルター用のコレス
テリック液晶を分散したコレステリック液晶層と１／４
波長板とを液晶層の入光側に配置したものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、コレス
テリック液晶層と１／４波長板とを液晶層の入光側に配
置した構成の液晶表示装置は、液晶パネル表面から入射
した外光がコレステリック液晶層表面で反射し、液晶パ
ネル表面から出射するので、液晶ディスプレイの視認性
の悪化、コントラストの低下があり、表示品質が不十分
であるという問題点があった。

【０００５】また、液晶層にＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）が形成されている場合に、受光時に発生する電気に
よりＴＦＴが誤作動することがあるという問題点があっ
た。

【０００６】この発明は、上記従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、外光によるカラーフィルターでの
反射光を防止できるとともに液晶層にＴＦＴが形成され
ている場合の、受光時に発生する電気によるＴＦＴの誤
作動を防止するようにした反射型カラーフィルターを用
いた液晶表示装置を提供することを目的とする。

【０００７】更に、外部から視認される表面に光吸収タ
イプの２色性円偏光板を用いると共に、この２色性円偏
光板に合わせて、液晶層のレタデーション値、旋光、ま
たは、液晶のダイレクタの変化を選択し、これにより、
光利用効率を低下させることなく、外光に起因する大幅
なコントラストの低下、視認性の悪化を防止し、コント
ラストの良好な反射型カラーフィルターを用いた液晶表
示装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１本発明は、請求項１
のように、光源と、この光源から出射される光のうち、
一方の直線偏光成分を透過し、これと直交方向の直線偏
光成分を反射する直線偏光分離層と、液晶及びこの液晶
に電界を印加する電極を含んでなり、前記液晶に電界を
印加してその光に対する旋光性を変化させ、これにより
前記直線偏光分離層を透過して入射する直線偏光光の、
液晶からの出射時の偏光面をシフトし、又は、シフトし
ないで透過する作用を有する液晶層と、この液晶層に対
して前記直線偏光分離層の反対側に配置され、液晶層か
ら入射した直線偏光の位相をπ／２シフトして円偏光光
として透過する１／４波長層と、この１／４波長層に対
して前記液晶層の反対側に配置されたコレステリック液
晶層からなり、前記１／４波長層から入射した円偏光光
のうち、右または左の旋光方向のうち一方の円偏光成分
を透過し、他方の円偏光成分を反射するカラーフィルタ
ーと、このカラーフィルターに対して前記１／４波長層
の反対側に配置され、前記カラーフィルターを透過した
右または左の旋光方向の円偏光成分を透過し、他方の円
偏光成分を吸収する光吸収型の２色性円偏光層と、を備
えたことを特徴とする反射型カラーフィルターを用いた
液晶表示装置により上記目的を達成するものである。

【０００９】第２発明は、請求項２のように、光源と、
この光源から出射される光のうち、一方の直線偏光成分
を透過し、これと直交方向の直線偏光成分を吸収する２
色性直線偏光層と、液晶及びこの液晶に電界を印加する
電極を含んでなり、前記液晶に電界を印加してその光に
対する旋光性を変化させ、これにより前記２色性直線偏
光層を透過して入射する直線偏光光の、液晶からの出射
時の偏光面をシフトし、又は、シフトしないで透過する
作用を有する液晶層と、この液晶層に対して前記２色性
直線偏光層の反対側に配置され、液晶層から入射した直
線偏光の位相をπ／２シフトして円偏光光として透過す
る１／４波長層と、この１／４波長層に対して前記液晶
層の反対側に配置されたコレステリック液晶層からな
り、前記１／４波長層から入射した円偏光光のうち、右
または左の旋光方向のうち一方の円偏光成分を透過し、
他方の円偏光成分を反射するカラーフィルターと、この
カラーフィルターに対して前記１／４波長層の反対側に
配置され、前記カラーフィルターを透過した右または左
の旋光方向の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を
吸収する光吸収型の２色性円偏光層と、を備えたことを
特徴とする反射型カラーフィルターを用いた液晶表示装
置により上記目的を達成するものである。

【００１０】第３発明は、請求項３のように、光源と、
この光源から出射される光のうち、一方の直線偏光成分
を透過し、これと直交方向の直線偏光成分を反射する直
線偏光分離層と、液晶及びこの液晶に電界を印加する電
極を含んでなり、液晶に電界を印加することにより、レ
タデ−ション値が一定のまま液晶が面内で回転し、入射
する直線偏光光の位相を実質的に０〜πシフトさせて透
過する作用を有する液晶層と、この液晶層に対して前記
直線偏光分離層の反対側に配置され、液晶層から入射し
た直線偏光の位相をπ／２シフトして円偏光光として透
過する１／４波長層と、この１／４波長層に対して前記
液晶層の反対側に配置されたコレステリック液晶層から
なり、前記１／４波長層から入射した円偏光光のうち、
右または左の旋光方向のうち一方の円偏光成分を透過
し、他方の円偏光成分を反射するカラーフィルターと、
このカラーフィルターに対して前記１／４波長層の反対
側に配置され、前記カラーフィルターを透過した右また
は左の旋光方向の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成
分を吸収する光吸収型の２色性円偏光層と、を備えたこ
とを特徴とする反射型カラーフィルターを用いた液晶表
示装置により上記目的を達成するものである。

【００１１】第４発明は、請求項４のように、光源と、
この光源から出射される光のうち、一方の直線偏光成分
を透過し、これと直交方向の直線偏光成分を吸収する２
色性直線偏光層と、液晶及びこの液晶に電界を印加する
電極を含んでなり、液晶に電界を印加することにより、
レタデ−ション値が一定のまま液晶が面内で回転し、入
射する直線偏光光の位相を実質的に０〜πシフトさせて
透過する作用を有する液晶層と、この液晶層に対して前
記２色性直線偏光層の反対側に配置され、液晶層から入
射した直線偏光の位相をπ／２シフトして円偏光光とし
て透過する１／４波長層と、この１／４波長層に対して
前記液晶層の反対側に配置されたコレステリック液晶層
からなり、前記液晶層から入射した円偏光光のうち、右
または左の旋光方向のうち一方の円偏光成分を透過し、
他方の円偏光成分を反射するカラーフィルターと、この
カラーフィルターに対して前記１／４波長層の反対側に
配置され、前記カラーフィルターを透過した右または左
の旋光方向の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を
吸収する光吸収型の２色性円偏光層と、を備えたことを
特徴とする反射型カラーフィルターを用いた液晶表示装
置により上記目的を達成するものである。

【００１２】第５発明は、請求項５のように、光源と、
この光源から出射される光のうち、一方の直線偏光成分
を透過し、これと直交方向の直線偏光成分を反射する直
線偏光分離層と、透過する光の位相を実質的に−π／２
〜π／２シフトさせるレタデ−ション値を有する液晶及
びこの液晶に電界を印加する電極を含んでなり、透過す
る光の位相を実質的に−π／２〜π／２シフトさせ右ま
たは左の旋光方向の円偏光光とする作用を有する液晶層
と、前記液晶層に対して前記直線偏光分離層の反対側に
配置されたコレステリック液晶層からなり、前記液晶層
から入射した円偏光光のうち、右または左の旋光方向の
うち一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を反
射するカラーフィルターと、このカラーフィルターに対
して前記液晶層の反対側に配置され、前記カラーフィル
ターを透過した右または左の旋光方向の円偏光成分を透
過し、他方の円偏光成分を吸収する光吸収型の２色性円
偏光層と、を備えたことを特徴とする反射型カラーフィ
ルターを用いた液晶表示装置により上記目的を達成する
ものである。

【００１３】第６発明は、請求項６のように、光源と、
この光源から出射される光のうち、一方の直線偏光成分
を透過し、これと直交方向の直線偏光成分を吸収する２
色性直線偏光層と、透過する光の位相を実質的に−π／
２〜π／２シフトさせるレタデ−ション値を有する液晶
及びこの液晶に電界を印加する電極を含んでなり、透過
する光の位相を実質的に−π／２〜π／２シフトさせ、
右または左の旋光方向の円偏光光とする作用を有する液
晶層と、前記液晶層に対して前記２色性直線偏光層の反
対側に配置されたコレステリック液晶層からなり、前記
液晶層から入射した円偏光光のうち、右または左の旋光
方向のうち一方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成
分を反射するカラーフィルターと、このカラーフィルタ
ーに対して前記液晶層の反対側に配置され、前記カラー
フィルターを透過した右または左の旋光方向の円偏光成
分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する光吸収型の２
色性円偏光層と、を備えたことを特徴とする反射型カラ
ーフィルターを用いた液晶表示装置により上記目的を達
成するものである。

【００１４】又、前記直線偏光分離層の前記液晶層側
に、一方の直線偏光成分を透過し、これと直交方向の直
線偏光成分を吸収する２色性直線偏光層を設けるように
してもよい。

【００１５】更に、前記直線偏光分離層を、複屈折性を
有するフィルムを３層以上に積層してなる平面状多層構
造とし、各層の平面内で互いに垂直な振動方向を持つ２
つの光のうちの、一方の光に対する厚さ方向に隣接する
層間における屈折率の差と、他方の光に対する厚さ方向
に隣接する層間における屈折率の差とが異なるようにし
てもよい。

【００１６】また、前記直線偏光分離層を、透過する光
の位相を実質的にπ／２シフトさせるレタデーション値
を有する位相差層と、コレステリック液晶層からなる旋
光選択層とから構成し、前記コレステリック液晶層を透
過した円偏光を、直線偏光に変換するようにしてもよ
い。

【００１７】また、前記２色性円偏光層は、２色性直線
偏光層の両面又は前記液晶層側の片面の一方に１／４波
長層を貼付けて又は直接形成して構成してもよい。

【００１８】更に又、前記液晶層は、その液晶が２枚の
基板に挟持され、前記電極が一方の電極上に形成され、
前記電極に電圧を印加したときの電界方向が、前記基板
面と実質的に平行な部分を有し、液晶の大部分の液晶分
子の方向が前記基板面と実質的に平行なまま回転するモ
ードとしてもよい。

【００１９】本発明においては、直線偏光分離層または
２色性直線偏光層、１／４波長層、コレステリック液晶
層からなるカラーフィルター、２色性円偏光層及び液晶
層の組合せによって、外光によるカラーフィルターでの
反射光を防止できるとともに液晶層セルにＴＦＴが形成
されている場合の、受光時に発生する電気によるＴＦＴ
の誤作動を防止する。

【００２０】また、この発明においては、外部から視認
される表面に光吸収タイプの２色性円偏光板を用いると
共に、この２色性円偏光板に合わせて、液晶層のレタデ
ーション値、旋光、または、液晶のダイレクタの変化を
選択し、これにより、光利用効率を低下させることな
く、外光に起因する大幅なコントラストの低下、視認性
の悪化を防止し、コントラストの良好なカラー表示を得
ることもできる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の例を図
面を参照して詳細に説明する。

【００２２】図１に示されるように、本発明の実施の形
態の第１例に係る反射型カラーフィルターを用いた液晶
表示装置１０は、無偏光光を出射する光源１２と、この
光源１２から入射される光のうち、一方の直線偏光成分
を透過し、これと直交方向の直線偏光成分を反射する直
線偏光分離層１４と、液晶２６及びこの液晶２６に電界
を印加する電極２８Ａ，２８Ｂ（図２参照）を含んでな
り、前記液晶２６に電界を印加して液晶の光に対する旋
光性を変化させ、これにより前記直線偏光分離層１４を
透過して入射する直線偏光光の、液晶２６からの出射時
の偏光面をシフトし、又は、シフトしないで透過する作
用を有する液晶層２０と、この液晶層２０に対して前記
直線偏光分離層１４の反対側に配置され、液晶層２０か
ら入射した直線偏光の位相をπ／２シフトして円偏光光
として透過する１／４波長層２２と、この１／４波長層
２２に対して前記液晶層２０の反対側に配置されたコレ
ステリック液晶層からなり、前記液晶層２０から入射し
た円偏光光のうち、右または左の旋光方向のうち一方の
円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を反射するカラ
ーフィルター２４と、このカラーフィルター２４に対し
て前記１／４波長層２２の反対側に配置され、前記カラ
ーフィルター２４を透過した右または左の旋光方向の円
偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を吸収する光吸収
型の２色性円偏光層３０と、を備えて構成されている。

【００２３】図１中、符号Ｒ、Ｌ（図３参照）は、それ
ぞれ右旋円偏光、左旋円偏光を示している。又、「←
→」、「・」はそれぞれ直線偏光の電場振動ベクトルを
示しており、「←→」は紙面面内方向、「・」は紙面に
垂直な方向である。

【００２４】前記光源１２は、透明電極を有した透明樹
脂シートに挟持された薄膜状のエレクトロルミネッセン
ス等からなる透明薄膜状白色面光源であって、その背面
側（図１において下側）には、例えば金属薄膜からなる
反射層１２Ａが配置されている。

【００２５】この反射層１２Ａは、光源１２から出射
し、直線偏光分離層１４において反射された例えば、
「・」の直線偏光成分を再度直線偏光分離層１４方向に
反射し、このとき直線偏光成分の位相を反転させ、又
は、無偏光な状態にし、直線偏光分離層１４を透過でき
る「←→」の直線偏光成分として、光利用率を向上させ
ている。

【００２６】前記直線偏光分離層１４は、複屈折性を有
するフィルムを３層以上に積層してなる平面状多層構造
とし、各層の平面内で互いに垂直な振動方向を持つ２つ
の光のうちの、一方の光に対する厚さ方向に隣接する層
間における屈折率の差と、他方の光に対する厚さ方向に
隣接する層間における屈折率の差とが異なるようにして
もよい。

【００２７】上記のような、複屈折性を有するフィルム
は、例えば特開平３−７５７０５号公報等に開示されて
いるように、ポリカーボネ−ト系樹脂、ポリエステル系
樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、酢酸セルロース系
樹脂等の面内複屈折性（屈折率異方性）を示す物質を延
伸等の方法によって得ることができる。

【００２８】例えば、隣り合う複屈折性層（フィルム）
のＸ軸方向に振動する光線に対する屈折率は実質的にｎ
ｘで同じであり、Ｘ軸方向での隣接する層間の屈折率差
Δｎｘ（＝｜ｎｘ−ｎｘ｜）は実質的に０である。

【００２９】これに対して、例えば、３層の複屈折性層
のうち第１層と第３層のＹ軸方向に振動する光線に対す
る屈折率を共にｎｙ1とし、第２層における同方向の屈
折率をｎｙ2（≠ｎｙ1）とすると、Ｙ軸方向での隣接す
る層間の屈折率Δｎｙは実質的に０でない。

【００３０】前記屈折率差の大きい方向（Ｙ軸方向）に
振動する光の反射は、屈折率差の小さい方向（Ｘ軸方
向）に振動する光の反射よりも大きく、又、Ｘ軸方向の
光の透過はＹ軸方向の光透過よりも大きくなる。

【００３１】このため、Ｘ軸方向に振動する光にとっ
て、直線偏光分離層１４が、平面状多層構造であって
も、屈折率が実質的に同一であるので、直線偏光分離層
１４への入射面及び出射面の２箇所でわずかな表面反射
が生じるのみである。

【００３２】これに対して、Ｙ軸方向に振動する光にと
っては、平面状多層構造体内の屈折率が各層間で異なる
ので、直線偏光分離層１４全体への入射面及び出射面の
みならず、各層間で表面（界面）反射が起こり、複屈折
率層の層数が多いほどＹ軸方向に振動する光の反射回数
が多くなる。

【００３３】また、前記直線偏光分離層１４は、透過す
る光の位相を実質的にπ／２シフトさせるレタデーショ
ン値を有する位相差層と、コレステリック液晶層からな
る旋光選択層とから構成し、前記コレステリック液晶層
を透過した円偏光を、直線偏光に変換するようにして、
前記一方の光である「←→」の直線偏光成分を透過し、
他方の光である「・」の直線偏光成分を反射するように
してもよい。

【００３４】又、前記液晶層２０は、更に詳細には図２
(Ａ)に示されるように、２枚の基板３２Ａ、３２Ｂに挟
持された前記液晶２６と、図２(Ａ)において上側の基板
３２Ａの下側面および下側の基板３２Ｂの上側面に配置
され、液晶２６を厚さ方向に挟み込む前記一対の画素電
極２８Ａ、２８Ｂと、を備えて構成されている。

【００３５】前記液晶層２０における液晶２６は、ＴＮ
（Twisted Nematic）型であり、前記画素電極２８Ａ、
２８Ｂから電界を印加して液晶の旋光性を変化させ、こ
れにより前記直線偏光分離層１４を透過して入射する直
線偏光光の、液晶２６からの出射時の偏光方向をシフト
する作用を有するように調整されている。

【００３６】この調整は、液晶層材料、配向膜材料、セ
ル構成を考慮して既知の様々な液晶により行うことがで
きる。

【００３７】なお、液晶層２０は、図２（Ｂ）に示され
るように、前期１／４波長層２２及びカラーフィルタ２
４を基板３２Ａと画素電極２８Ａとの間にこれらと一体
的に配置した構成であってもよい。

【００３８】前記１／４波長層２２は、結晶あるいは光
学ガラスをその基板としたポリイミド等の高分子材料か
らなる位相板であり、入射する直線偏光を円偏光に、ま
たは、その逆に、変換する作用を備えている。

【００３９】前記カラーフィルター２４は、例えば、特
開平９−３１８８０７号公報に開示されるようなコレス
テリック液晶層により構成されている。

【００４０】なお、図１〜図１７は液晶層の１画素、及
び、これに対応する各部分を示している。前記カラーフ
ィルター２４は、図に示されているように、１画素につ
きＲ，Ｇ，Ｂの領域を有し、各領域はそれぞれの波長領
域の光のみを透過し、他の波長領域の光を反射するよう
にされている。

【００４１】前記光吸収タイプの２色性円偏光層３０
は、透過軸方向の偏光光を透過し、透過軸と直交する方
向の偏光光のほとんどを吸収するポラロイド（商品名）
等の２色性の偏光材からなる２色性直線偏光層の片面又
は両面に、その光吸収軸に対して、λ／４位相差層を、
その進相軸又は遅相軸が４５度の角度になるように積層
する等の方法により構成されている。片面の場合、１／
４λ位相差層は２色性直線偏光層の、前記液晶層２０側
に設ける。

【００４２】この液晶表示装置１０において、光源１２
からの無偏光光は、直線偏光分離層１４において一方の
「←→」の直線偏光成分が透過され、これと直交方向の
「・」の直線偏光成分が反射される。

【００４３】反射された直線偏光成分は、光源１２の背
面の反射層１２Ａで反射される際に、「←→」の直線偏
光成分に変換され、又は、光路中に配置された光拡散板
等（図示せず）によって無偏光な状態となって、直線偏
光分離層１４を透過し、液晶層２０に到達する。

【００４４】液晶層２０における液晶２６に画素電極２
８Ａ、２８Ｂから電圧を印加することによって、液晶の
捩れ状態が変化し、これによって液晶層２０を通過する
直線偏光光は、出射時の偏光方向が最大でπ／２シフト
されたとき「・」の直線偏光、また、シフトゼロのとき
は、「←→」の直線偏光となって液晶層２０から出射
し、１／４波長層２２に入射する。

【００４５】１／４波長層２２に入射した「←→」の直
線偏光光は、図１中、符号Ｒで示される、右旋円偏光、
「・」の直線偏光光は、図３中、Ｌで示される、左旋円
偏光となって、１／４波長層２２から出射する。

【００４６】前記カラーフィルター２４を構成するコレ
ステリック液晶層の透過旋光方向を右旋円偏光、左旋円
偏光の一方、この場合は、右旋円偏光Ｒと一致させてお
けば、前記右旋円偏光Ｒはカラーフィルター２４を透過
し、左旋円偏光Ｌの場合は、図３に示されるように、前
記カラーフィルター２４で反射される。

【００４７】ここで、前記２色性円偏光層３０を透過す
る旋光方向を右旋円偏光Ｒとして前記カラーフィルター
２４に一致させておけば、カラーフィルター２４を透過
した前記右旋円偏光Ｒは２色性円偏光層３０を透過し、
図１に示されるように明表示となり、左旋円偏光Ｌの場
合は、図３に示されるように、暗表示となる。

【００４８】従って、液晶２６での旋光作用の大きさに
逆比例して前記２色性円偏光層３０を透過する光量が大
きくなり、これにより階調表示が可能となる。

【００４９】また、前記２色性円偏光層３０は、光吸収
タイプであって、外光（無偏光光）が２色性円偏光層３
０の表面に入射しても、その５０％が吸収されるので、
液晶層側にＴＦＴが形成されている場合でも、受光量低
減により受光時に発生する電気によるＴＦＴの誤作動を
抑制することができる。また、残りの５０％（右旋円偏
光Ｒ）が透過し、これはカラーフィルター２４をも透過
するので、液晶パネル表面に戻る反射成分がほとんどな
く、液晶表示装置１０における画面のコントラストの低
下を大幅に抑制することができる。

【００５０】ここで、前記直線偏光分離層１４は、光源
１２からの無偏光光の内の、「・」の直線偏光成分を１
００％反射できない場合がある。従って、反射されなか
った直線偏光成分が液晶層２０及び１／４波長層２２を
経て、左旋円偏光光としてカラーフィルタ２４に到達
し、ここで反射され、再度、１／４波長層２２及び液晶
層２０を経て、「・」の直線偏光光として、直線偏光分
離層１４に到達し、ここで再度反射されることがある。

【００５１】これにより、カラーフィルタ２４と直線偏
光分離層１４との間で「・」の直線偏光光が多重反射を
生じ、画面のコントラスト低下をもたらすということが
ある。

【００５２】これに対しては、図１及び図３において、
２点鎖線で示されるように、「←→」の直線偏光成分を
透過し、これと直交方向の「・」の直線偏光成分を吸収
する２色性直線偏光層３６を設けるようにする。

【００５３】このようにすると、光源１２からの無偏光
光の内、液晶層２０及び直線偏光分離層１４を透過し
た、「・」の直線偏光成分が、２色性直線偏光層３６に
おいて吸収されて、前述のような、直線偏光分離層１４
とカラーフィルタ２４との間の多重反射が発生しないの
で、多重反射による画面のコントラスト低下を防止する
ことができる。

【００５４】即ち、この２色性直線偏光層３６は、透過
軸方向の偏光光、「←→」の直線偏光成分を透過し、透
過軸と直交する方向の「・」の直線偏光成分ほとんどを
吸収するものであり、ポラロイド（商品名）等の２色性
の偏光材から構成されている。

【００５５】次に、図４、図５に示される本発明の実施
の形態の第２例に係る反射型カラーフィルターを用いた
液晶表示装置４０について説明する。

【００５６】この液晶表示装置４０は、前記実施の形態
の第１例に係る液晶表示装置１０における直線偏光分離
層１４の代りに前記２色性直線偏光層３６と同一構成の
２色性直線偏光層４２を設けたものである。他の構成
は、前記実施の形態の第１例に係る液晶表示装置１０に
おけると同一であるので、同一部分に同一符号を用いる
ことにより説明を省略する。実施の形態の第３例以降の
液晶表示装置についても同様とする。

【００５７】したがって、この液晶表示装置４０におい
て、光源１２からの無偏光光は、２色性直線偏光層４２
において一方の「←→」の直線偏光成分が透過されるこ
とは、液晶表示装置１０におけると同一であるが、これ
と直交方向の「・」の直線偏光成分が反射されることな
く吸収されてしまうので、反射層１２Ａで反射され、
「←→」の直線偏光成分に変換されることがない。光源
１２からの背面方向の光のみが反射層１２Ａで反射さ
れ、２色性直線偏光層４２に戻される。

【００５８】２色性直線偏光層４２を透過した「←→」
の直線偏光成分は液晶層２０に入射し、以後は、前記実
施の形態の第１例に係る液晶表示装置１０におけると同
一過程で明表示（図４参照）や暗表示（図５参照）を行
う。

【００５９】次に、図６〜図１０に示される本発明の実
施の形態の第３例に係る反射型カラーフィルターを用い
た液晶表示装置５０について説明する。

【００６０】この液晶表示装置５０は、前記実施の形態
の第１例に係る液晶表示装置１０における液晶層２０を
他の構成の液晶層５２に代えたものである。

【００６１】この液晶層５２は、図７に示されるよう
に、ＩＰＳ型の液晶５４及びこの液晶５４に電界を印加
する画素電極５６Ａ，５６Ｂを含んでなり、前記液晶５
４に電界を印加して、レタデ−ション値が一定のまま液
晶が面内で回転し、そのダイレクタＤの方向が変化する
ことにより、入射する直線偏光光の位相を実質的に０〜
πシフトさせて透過する作用を有するものである。

【００６２】更に、前記液晶層５２の構成を、図７
（Ａ）、図７（Ｂ）、図８を参照して詳細に説明する。

【００６３】液晶層５２は、図７（Ａ）に示されるよう
に、２枚の基板５８Ａ、５８Ｂに挟持された前記液晶５
４と、図７（Ａ）において下側の基板５８Ａの上側面に
これと平行方向に離間して配置された前記画素電極５６
Ａ、５６Ｂ、を備えて構成され、画素電極５６Ａ、５６
Ｂ間に回路５９から電圧を印加したときの電界方向が、
基板面に実質的に平行で、液晶５４内の大部分の液晶分
子のダイレクタＤの方向が基板面に実質的に平行なまま
回転するモード（一般的にＩＰＳ（In PlainSwitchin
g）モードと呼ばれている。）で作動するようにされて
いる。

【００６４】なお、液晶層５２は、図７（Ｂ）に示され
るように、前期１／４波長層２２及びカラーフィルタ２
４を基板５８Ｂと液晶５４との間にこれらと一体的に配
置した構成であってもよい。

【００６５】更に、前記液晶５４内におけるダイレクタ
Ｄの方向について詳述する。図８に示されるように、前
記画素電極５６Ａ、５６Ｂ間に電界が印加されてた状態
では、液晶のダイレクタＤの方向が紙面に対して実質的
に垂直な方向に動き、図９に示されるように、画素電極
５６Ａ、５６Ｂ間に電界が印加されない状態では、液晶
のダイレクタＤは紙面に対して実質的に平行な方向へ動
くようにされている。

【００６６】図８における液晶は誘電率異方性Δεが正
の場合を図示したが、誘電率異方性Δεが負の場合は、
前記画素電極５６Ａ、５６Ｂ間に電界が印加されていな
い状態では、液晶のダイレクタＤの方向が紙面に対して
実質的に平行な方向となり、画素電極５６Ａ、５６Ｂ間
に電界が印加された状態では、液晶のダイレクタＤは紙
面に対して実質的に垂直な方向へ動くようにされてい
る。

【００６７】ここで、前記液晶５４は、透過する光の位
相を実質的にπシフトするレタデーション値を有するよ
うに調整されており、画素電極５６Ａ、５６Ｂ間の電界
の印加の有無に拘らず、レタデーション値がほとんど同
一である。この調整は液晶の複屈折及び厚さを制御する
ことによって既知の様々な液晶、例えば、ネマチック
（Ｎｎ）液晶により、行うことができる。又液晶のダイ
レクタＤの方向は共に、実質的に基板５８Ａ、５８Ｂに
対して平行である。

【００６８】なお、前記「実質的に０〜πシフトす
る」、及び「実質的に基板５８Ａ、５８Ｂと平行」にお
ける「実質的に」は、例えば、液晶のプレチルト角や、
種々の外乱等で理想的な状態から若干ずれる場合も包含
する意味である。

【００６９】又、前記「実質的に０〜πシフトする」
は、液晶５４自体で位相を実質的に変化させ、あるい
は、液晶層５２とは別の位相差層を、液晶層５２の一方
および／または他方に隣接して設け、液晶５４と位相差
層との相互作用によりこれらを透過する光の位相を実質
的に０〜πシフトする意味である。

【００７０】又、１／４波長層２２により直線偏光光の
位相がπ／２シフトされると円偏光光になる。

【００７１】上記シフトについて、図１０に示されるポ
アンカレの球を用いて説明する。

【００７２】ポアンカレの球は、偏光を記述したり、位
相が変化したときの偏光の形がどのように変わるかを調
べたりするときに用いるものであり、図１０において、
球の上下の両極はそれぞれ左旋円偏光と右旋円偏光とを
表わし、赤道上の点は直線偏光、その他の点は楕円偏光
をそれぞれ示す。

【００７３】又、赤道上の任意の点Ｈは水平偏光を示
し、点Ｈを通る直径の反対側にある赤道上の点Ｖは垂直
偏光を示す。互いに垂直な偏光は１つの直径の両端の点
で表わされることになり、一般に球の半径は１であると
仮定するが、光線の強度に比例するようにとってもよ
い。

【００７４】又、単位の半径を持つポアンカレの球の表
面にある任意の点Ｐは、経度２λ及び緯度２ωで表わさ
れる。但し、−１８０°＜２λ＜１８０°、−９０°＜
２ω＜９０°である。

【００７５】前記経度は点Ｈから時計回りに測ったとき
正であり、緯度は赤道から下向きに測ったとき、即ち右
円偏光を表わす極に向かって測ったとき正である。従っ
て、図１０の点Ｐの座標は正である。

【００７６】任意の点Ｐは、楕円の方位角λで、楕円率
がｔａｎ｜ω｜の完全楕円偏光を表わす。又、点Ｐが上
半球にあるか下半球にあるかによって、左回りであるか
右回りであるかが決定される。これらのことをまとめる
と、点Ｐの表わす楕円偏光の断面図について、次の
（１）式及び（２）式が成立する。

【００７７】α＝λ …（１）

【００７８】ｂ／ａ＝ｔａｎ｜ω｜ …（２）

【００７９】偏光の向きは２ωが正であれば右回り、負
であれば左回りである。前記により、ポアンカレの球の
上の１つ１つの点は異なった偏光の形を表わすことにな
る。即ち、１つの偏光の形は、ポアンカレの球上の１つ
の点で表わすことができる。

【００８０】従って、例えばポアンカレの球の上極の点
の左回りの完全円偏光を、方位角λ＝０でπ／２だけ正
方向にシフトさせると、ポアンカレの球における赤道上
の点Ｈに到達する。即ち、円偏光はπ／２シフトされる
ことによって水平な直線偏光になる。同様に正方向にπ
シフトさせると下極に到着し右回りの完全円偏光とな
る。

【００８１】又、ポアンカレの球における下極位置にお
ける右回りの完全円偏光を方位角λ＝０でπ／２シフト
させると、赤道上の点Ｖに到達し、垂直の直線偏光とな
り、πシフトさせると上極に到達し左回りの完全円偏光
となる。シフト量がπ／２又はπでないときは楕円偏光
となる。

【００８２】又、液晶のダイレクタＤの変化は図７の例
では、液晶層５２に入射する直線偏光の直線偏光軸を変
化させるものであり、これはポアンカレの球上での方位
角λ方向、即ち、経度方向の変化となる。

【００８３】前記液晶５４内における液晶のダイレクタ
Ｄは、図８に示されるように、前記画素電極５６Ａ、５
６Ｂ間に電界が印加された状態では、液晶のダイレクタ
Ｄの方向が紙面に対して、印加電圧に応じて実質的に垂
直な方向に動き、図９に示されるように、画素電極５６
Ａ、５６Ｂ間に電界が印加されていない状態では、紙面
に対して実質的に平行な方向へ動くように設定されてい
る。

【００８４】この液晶表示装置５０において、光源１２
からの無偏光光は、前記液晶表示装置１０におけると同
様に直線偏光分離層１４を経て、「←→」の直線偏光成
分がのみが液晶層５２に到達する。

【００８５】前記液晶５４内における液晶のレタデ−シ
ョンは、前記画素電極５６Ａ、５６Ｂ間への電界の印加
の有無にかかわらず一定のままであり、また、液晶のダ
イレクタＤは、前記画素電極５６Ａ、５６Ｂ間に電界が
印加されていない状態では変化せず、液晶のダイレクタ
Ｄの方向が紙面に対して実質的に平行な方向となってい
るので、入射した「←→」の直線偏光成分はそのまま１
／４波長層２２に入射する。

【００８６】前記画素電極５６Ａ、５６Ｂ間に電界が印
加されている状態では、液晶のダイレクタＤの方向が紙
面に対して実質的に垂直な方向に、印加電圧に応じて動
くので、入射した「←→」の直線偏光成分は、印加電圧
に応じて「・」の直線偏光成分となって１／４波長層２
２に入射する。

【００８７】１／４波長層２２に入射した「←→」の直
線偏光光は、符号Ｒで示される、右旋円偏光、「・」の
直線偏光光は、Ｌで示される、左旋円偏光となって、１
／４波長層２２から出射する。

【００８８】以後は、前記実施の形態の第１例に係る液
晶表示装置１０におけると同一過程で明表示（図６参
照）や暗表示（図１１参照）を行う。

【００８９】上記液晶表示装置５０においても、前述の
液晶表示装置１０におけると同様に、直線偏光分離層１
４が、光源１２からの無偏光光の内、「・」の直線偏光
成分を１００％反射できない場合があり、この場合は、
図６及び図１１に示されるように、前記と同様の２色性
直線偏光層３６を配置して、直線偏光分離層１４と、カ
ラーフィルタ２４との間における多重反射の発生を防止
する。

【００９０】次に、図１２、図１３に示される本発明の
実施の形態の第４例に係る反射型カラーフィルターを用
いた液晶表示装置６０について説明する。

【００９１】この液晶表示装置６０は、前記実施の形態
の第３例に係る液晶表示装置５０における直線偏光分離
層１４の代りに２色性直線偏光層４２を設けたものであ
る。他の構成は、前記実施の形態の第１例及び第３例に
係る液晶表示装置１０、５０におけると同一であるの
で、同一部分に同一符号を用いることにより説明を省略
する。

【００９２】前記２色性直線偏光層４２は、前記実施の
形態の第２例に係る液晶表示装置４０におけると同一構
成である。

【００９３】したがって、この液晶表示装置６０におい
て、光源１２からの無偏光光は、２色性直線偏光層４２
において、「・」の直線偏光成分が反射されることなく
吸収されてしまうことのみが液晶表示装置５０における
と相違し、「←→」の直線偏光成分が透過され、液晶層
５２に入射する以後は、前記実施の形態の第３例に係る
液晶表示装置５０におけると同一過程で明表示（図１２
参照）や暗表示（図１３参照）を行う。

【００９４】次に、図１４、図１５に示される本発明の
実施の形態の第５例に係る反射型カラーフィルターを用
いた液晶表示装置７０について説明する。

【００９５】この液晶表示装置７０は、前記実施の形態
の第１例に係る液晶表示装置１０における液晶層２０を
他の構成の液晶層７２に代えるとともに、１／４波長層
２２を省略したものである。

【００９６】又、前記液晶層７２は、図２に示される液
晶層２０と同一様構成であり、２枚の基板に挟持された
液晶と、上側の基板の下側面および下側の基板の上側面
に配置され、液晶を厚さ方向に挟み込む一対の画素電極
と（いずれも図示省略）、を備えて構成されている。

【００９７】前記液晶層７２における液晶は、前記直線
偏光分離層１４を透過して入射する直線偏光の位相を実
質的にシフトするようにされ、そのシフト量は、電圧の
印加ゼロのときπ／２、電圧印加のとき−π／２となる
ようにされている。すなわち、電圧の印加量に応じて液
晶のレタデ−ション値を変化させ、これにより−π／２
〜π／２シフトする作用を有するように調整されてい
る。

【００９８】この調整は、液晶層の複屈折及び厚さを制
御することによって既知の様々な液晶により行うことが
できる。

【００９９】このような液晶は、ＥＣＢ（Electrikally
Controlled Briefringence）方式として知られてお
り、ＤＡＰ（Deformation of vertical Aligned Ph
ases）モ−ド、ＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）モ
−ド、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、Ｓ
ＢＥ（Super Twisted Briefringence Effect）ＳＳ
ＦＬＣ（Surface Stabilized Ferroelectric Liquid
Crystal）モ−ド、ＯＣＢ（Opticcally Compensated
Beud）モード、ＶＡＮ（Vertically-aligned nemati
c）モード等がある。

【０１００】ＯＣＢモードは通常、ベンド配向の液晶層
と２軸性位相差板を、光吸収軸が直交関係にある光吸収
型の２色性直線偏光板の間に挟んだ構成を言うが、本発
明においては、ベンド配向の液晶層のみを言う。

【０１０１】ＶＡＮモードは通常、Ｎn（ネマティッ
ク）液晶を垂直に挟んだＶＡＮ配列セルを、光吸収軸が
直交関係にある光吸収型の２色性直線偏光板の間に挟ん
だ構成を言うが、本発明においては、ＶＡＮ配向の液晶
層のみを言う。

【０１０２】他モードも同様である。

【０１０３】なお、ＥＣＢ方式という表現は複屈折を利
用したカラー表示方式としての意味で用いられる場合が
多いが、本発明においては、液晶の複屈折の値が変化す
るモードという意味で用いている。

【０１０４】なお、前記「実質的に−π／２〜π／２シ
フトする」は、液晶自体で位相を実質的に変化させ、あ
るいは、液晶層７２とは別の位相差層を、液晶層７２の
両側又は片側に形成して、液晶と位相差層との相互作用
によりこれらを透過する光の位相を実質的に−π／２〜
π／２シフトする意味である。

【０１０５】例えば、前記液晶自体でのレタデーション
値を、０〜πまで変化させ、前記液晶の両側又は片側に
別に設けたレタデーション値が実質的にπ／２である位
相差層との相互作用によって、これらを透過する光の位
相を実質的に−π／２〜π／２シフトさせることを包含
する。

【０１０６】前記相互作用とは、液晶のレタデーション
値がπを示す時の進相軸又は遅相軸に対して、レタデー
ション値が実質的にπ／２である位相差層の進相軸又は
遅相軸を直交させる等した場合に起こる作用のことで、
例えば、０−π／２＝−π／２、π−π／２＝π／２、
のように計算することができる。

【０１０７】なお、位相を実質的に−π／２〜π／２シ
フトする作用を有する液晶層を用いることも本発明の範
囲に入ることは言うまでもない。

【０１０８】上記シフトについて、図１０に示されるポ
アンカレの球を用いて説明する。

【０１０９】例えばポアンカレの球における赤道上の点
Ｈの水平な直線偏光を、方位角λ＝０でπ／２だけ正方
向にシフトさせると、ポアンカレの球の下極に到着し右
回りの完全円偏光とな、π／２だけ負方向にシフトさせ
ると、ポアンカレの球の上極に到着し左回りの完全円偏
光となる。シフト量がπ／２又はπでないときは楕円偏
光となる。

【０１１０】この液晶表示装置７０において、光源１２
からの無偏光光は、前記液晶表示装置１０におけると同
様に直線偏光分離層１４を経て、「←→」の直線偏光成
分がのみが液晶層７２に到達する。

【０１１１】前記液晶層内における液晶のレタデ−ショ
ンは、前記画素電極間に電界が印加されていない状態で
は変化せず、入射した「←→」の直線偏光成分は−π／
２シフトされ、右旋円偏光Ｒとなってカラーフィルター
２４に入射し、電界が印加されている状態では、液晶の
レタデ−ションの変化により、入射した「←→」の直線
偏光成分はπ／２シフトされ、左旋円偏光Ｌとなってカ
ラーフィルター２４に入射する。

【０１１２】前述と同様に、前記カラーフィルター２４
を構成するコレステリック液晶層の透過旋光方向をを右
旋円偏光、左旋円偏光の一方、例えば、右旋円偏光Ｒと
一致させておけば、前記右旋円偏光Ｒはカラーフィルタ
ー２４を透過し、左旋円偏光Ｌの場合は、図１５に示さ
れるように、前記カラーフィルター２４で反射される。

【０１１３】以後は、前記実施の形態の第１例に係る液
晶表示装置１０におけると同一過程で明表示（図１４参
照）や暗表示（図１５参照）を行う。

【０１１４】上記液晶表示装置７０においても、前述の
液晶表示装置１０におけると同様に、直線偏光分離層１
４が、光源１２からの無偏光光の内、「・」の直線偏光
成分を１００％反射できない場合があり、この場合は、
図１４及び図１５に示されるように、前記と同様の２色
性直線偏光層３６を配置して、直線偏光分離層１４と、
カラーフィルタ２４との間における多重反射の発生を防
止する。

【０１１５】次に、図１６、図１７に示される本発明の
実施の形態の第６例に係る反射型カラーフィルターを用
いた液晶表示装置８０について説明する。

【０１１６】この液晶表示装置８０は、前記実施の形態
の第５例に係る液晶表示装置７０における直線偏光分離
層１４の代りに２色性直線偏光層４２を設けたものであ
る。他の構成は、前記実施の形態の第１例及び第５例に
係る液晶表示装置１０、７０におけると同一であるの
で、同一部分に同一符号を用いることにより説明を省略
する。

【０１１７】前記２色性直線偏光層４２は、前記実施の
形態の第２例、第４例に係る液晶表示装置４０、６０に
おけると同一構成である。

【０１１８】したがって、この液晶表示装置８０におい
て、光源１２からの無偏光光は、２色性直線偏光層４２
において、「・」の直線偏光成分が反射されることなく
吸収されてしまうことのみが液晶表示装置７０における
と相違し、「←→」の直線偏光成分が透過され、液晶層
７２に入射する以後は、前記実施の形態の第５例に係る
液晶表示装置７０におけると同一過程で明表示（図１７
参照）や暗表示（図１８参照）を行う。

【０１１９】なお、上記実施の形態の例において、前記
光源１２は、透明電極を有した透明樹脂シートに挟持さ
れた薄膜状のエレクトロルミネッセンス等からなる透明
薄膜状白色面光源であって、背面に、例えば金属薄膜か
らなる反射層１２Ａを設けたものであるが、本発明はこ
れに限定されることなく、導光板の側端面から入射した
光源光を、導光板の一方の面から出射させるもの等であ
ってもよい。この場合、前記導光板の他方の面には金属
薄膜等からなる反射層が設けられるが、白色ＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）を用いても良い。

【０１２０】又、上記反射液晶表示装置１０は、液晶層
２０に電圧が印加されていないときに画素が最も明るく
なり、電圧が印加されているときに黒表示であり、「ノ
ーマリーホワイトモード」とされているが、本発明はこ
れに限定されるものでなく、液晶層に電圧が印加されて
いないときに黒表示となる「ノーマリーブラックモー
ド」にも当然適用されるものである。

【０１２１】

【実施例】図１に示される液晶表示装置１０を、電圧の
印加により旋光性を変化させ、直線偏光の出射偏光軸を
シフトするＴＮ液晶を用いた液晶層２０、直線偏光分離
層１４、１／４波長層２２、コレステリック液晶層から
なるカラーフィルター２４、光吸収型の２色性円偏光層
２６を積層して作成し、液晶層２０に電界を印加して、
液晶の旋光性を変化させたところ、外光に起因するカラ
ーフィルターでの反射光を防止でき、且つ、受光時に発
生する電気によるＴＦＴの誤作動を防止することがで
き、更に、大幅なコントラストの低下がなく、光の利用
効率を向上させることができた。

【０１２２】図４に示される液晶表示装置４０を、２色
性直線偏光層４２を用いて構成したところ、光源１２か
らの無偏光光は、２色性直線偏光層４２において「・」
の直線偏光成分が吸収されてしまって、反射層１２Ａで
反射されて「←→」の直線偏光成分に変換されることが
ない分だけ、図１に示される液晶表示装置１０と比較し
て明表示の際の画面の明るさがやや低下するが、他の作
用効果は同一であった。

【０１２３】図６に示される液晶表示装置５０を、ＩＰ
Ｓ型の液晶５４を含む液晶層５２を用いて作成し、液晶
５４に電界を印加して液晶５４のレタデ−ション値が一
定のまま液晶が面内で回転して、透過する直線偏光光の
位相を実質的にπシフトさせ、又は、シフトしないで透
過するようにしたところ、前記図１に示される液晶表示
装置１０と同一の作用効果が得られた。

【０１２４】図１２に示される液晶表示装置６０を、液
晶表示装置５０における直線偏光分離層１４の代りに２
色性直線偏光層４２を設けて構成したところ、液晶表示
装置５０と比較して明表示の際の画面の明るさがやや低
下するが、他の作用効果は同一であった。

【０１２５】図１４に示される液晶表示装置７０を、前
記図１の液晶表示装置１０における液晶層２０をＥＣＢ
型の液晶を含む液晶層７２に代えるとともに、１／４波
長層２２を省略して構成し、液晶層７２に電界を印加し
て、液晶のレタデ−チョンを変化させたところ、図１の
液晶表示装置１０の実施例と同様に、外光に起因するカ
ラーフィルターでの反射光、及び、受光時のＴＦＴの誤
作動の防止、大幅なコントラストの低下がなく、光の利
用効率を向上させることができた。

【０１２６】図１６に示される液晶表示装置８０を、前
記液晶表示装置７０における直線偏光分離層１４の代り
に２色性直線偏光層４２を設けて構成したところ、液晶
表示装置７０と比較して明表示の際の画面の明るさがや
や低下するが、他の作用効果は同一であった。

【０１２７】

【発明の効果】本発明は反射型カラーフィルターを用い
た液晶表示装置を上記のように構成したので、外光によ
るカラーフィルターでの反射光を防止できるとともに液
晶層のＴＦＴが形成されている場合の、受光時に発生す
る電気によるＴＦＴの誤作動を防止することができると
いう優れた効果を有する。

【０１２８】また、反射型カラーフィルターを用いた液
晶表示装置において、光の利用効率を大幅に向上できる
と共に、外光に起因する大幅なコントラストの低下がな
く、更に、液晶層の旋光作用を利用して表示することに
よりコントラストの良い表示状態を得ることができると
いう優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の例に係る反射型カラーフ
ィルターを用いた液晶表示装置の要部を分解して示す略
示断面図

【図２Ａ】同液晶表示装置における液晶層を拡大して示
す断面図

【図２Ｂ】同液晶層の他の構成を拡大して示す断面図

【図３】同液晶表示装置の暗表示の状態を示す略示断面
図

【図４】本発明の実施の形態の第２例の液晶表示装置を
明表示の状態で示す図１と同様の略示断面図

【図５】同暗表示の状態を示す略示断面図

【図６】本発明の実施の形態の第３例を明表示の状態で
示す図１と同様の略示断面図

【図７Ａ】同第３例における液晶層を拡大して示す略示
断面図

【図７Ｂ】同液晶層の他の構成を拡大して示す断面図

【図８】同液晶層における電界不印加時の液晶のダイレ
クタの方向を示す略示断面図

【図９】同液晶層における電界印加時の液晶のダイレク
タの方向を示す略示断面図

【図１０】光線の偏光状態の変化を記述するためのポア
ンカレの球を示す線図

【図１１】同第３例を暗表示の状態を示す図３と同様の
略示断面図

【図１２】本発明の実施の形態の第４例を明表示の状態
で示す図１と同様の略示断面図

【図１３】同暗表示の状態を示す略示断面図

【図１４】本発明の実施の形態の第５例を明表示の状態
で示す図１と同様の略示断面図

【図１５】同暗表示の状態を示す略示断面図

【図１６】本発明の実施の形態の第６例を明表示の状態
で示す図１と同様の略示断面図

【図１７】暗表示の状態を示す略示断面図

【符号の説明】

１０…液晶表示装置 １２…光源 １４…直線偏光分離層 ２０、５２、７２…液晶層 ２２…１／４波長層 ２４…カラーフィルター ２６、５４…液晶 ２８Ａ、２８Ｂ、５６Ａ、５６Ｂ…画素電極 ３０…２色性円偏光層 ３６、４２…２色性直線偏光層

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、この光源から出射される光のう
   ち、一方の直線偏光成分を透過し、これと直交方向の直
   線偏光成分を反射する直線偏光分離層と、液晶及びこの
   液晶に電界を印加する電極を含んでなり、前記液晶に電
   界を印加してその光に対する旋光性を変化させ、これに
   より前記直線偏光分離層を透過して入射する直線偏光光
   の、液晶からの出射時の偏光面をシフトし、又は、シフ
   トしないで透過する作用を有する液晶層と、この液晶層
   に対して前記直線偏光分離層の反対側に配置され、液晶
   層から入射した直線偏光の位相をπ／２シフトして円偏
   光光として透過する１／４波長層と、この１／４波長層
   に対して前記液晶層の反対側に配置されたコレステリッ
   ク液晶層からなり、前記１／４波長層から入射した円偏
   光光のうち、右または左の旋光方向のうち一方の円偏光
   成分を透過し、他方の円偏光成分を反射するカラーフィ
   ルターと、このカラーフィルターに対して前記１／４波
   長層の反対側に配置され、前記カラーフィルターを透過
   した右または左の旋光方向の円偏光成分を透過し、他方
   の円偏光成分を吸収する光吸収型の２色性円偏光層と、
   を備えたことを特徴とする反射型カラーフィルターを用
   いた液晶表示装置。
2. 【請求項２】光源と、この光源から出射される光のう
   ち、一方の直線偏光成分を透過し、これと直交方向の直
   線偏光成分を吸収する２色性直線偏光層と、液晶及びこ
   の液晶に電界を印加する電極を含んでなり、前記液晶に
   電界を印加してその光に対する旋光性を変化させ、これ
   により前記２色性直線偏光層を透過して入射する直線偏
   光光の、液晶からの出射時の偏光面をシフトし、又は、
   シフトしないで透過する作用を有する液晶層と、この液
   晶層に対して前記２色性直線偏光層の反対側に配置さ
   れ、液晶層から入射した直線偏光の位相をπ／２シフト
   して円偏光光として透過する１／４波長層と、この１／
   ４波長層に対して前記液晶層の反対側に配置されたコレ
   ステリック液晶層からなり、前記１／４波長層から入射
   した円偏光光のうち、右または左の旋光方向のうち一方
   の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を反射するカ
   ラーフィルターと、このカラーフィルターに対して前記
   １／４波長層の反対側に配置され、前記カラーフィルタ
   ーを透過した右または左の旋光方向の円偏光成分を透過
   し、他方の円偏光成分を吸収する光吸収型の２色性円偏
   光層と、を備えたことを特徴とする反射型カラーフィル
   ターを用いた液晶表示装置。
3. 【請求項３】光源と、この光源から出射される光のう
   ち、一方の直線偏光成分を透過し、これと直交方向の直
   線偏光成分を反射する直線偏光分離層と、液晶及びこの
   液晶に電界を印加する電極を含んでなり、液晶に電界を
   印加することにより、レタデ−ション値が一定のまま液
   晶が面内で回転し、入射する直線偏光光の位相を実質的
   に０〜πシフトさせて透過する作用を有する液晶層と、
   この液晶層に対して前記直線偏光分離層の反対側に配置
   され、液晶層から入射した直線偏光の位相をπ／２シフ
   トして円偏光光として透過する１／４波長層と、この１
   ／４波長層に対して前記液晶層の反対側に配置されたコ
   レステリック液晶層からなり、前記１／４波長層から入
   射した円偏光光のうち、右または左の旋光方向のうち一
   方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を反射する
   カラーフィルターと、このカラーフィルターに対して前
   記１／４波長層の反対側に配置され、前記カラーフィル
   ターを透過した右または左の旋光方向の円偏光成分を透
   過し、他方の円偏光成分を吸収する光吸収型の２色性円
   偏光層と、を備えたことを特徴とする反射型カラーフィ
   ルターを用いた液晶表示装置。
4. 【請求項４】光源と、この光源から出射される光のう
   ち、一方の直線偏光成分を透過し、これと直交方向の直
   線偏光成分を吸収する２色性直線偏光層と、液晶及びこ
   の液晶に電界を印加する電極を含んでなり、液晶に電界
   を印加することにより、レタデ−ション値が一定のまま
   液晶が面内で回転し、入射する直線偏光光の位相を実質
   的に０〜πシフトさせて透過する作用を有する液晶層
   と、この液晶層に対して前記２色性直線偏光層の反対側
   に配置され、液晶層から入射した直線偏光の位相をπ／
   ２シフトして円偏光光として透過する１／４波長層と、
   この１／４波長層に対して前記液晶層の反対側に配置さ
   れたコレステリック液晶層からなり、前記液晶層から入
   射した円偏光光のうち、右または左の旋光方向のうち一
   方の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分を反射する
   カラーフィルターと、このカラーフィルターに対して前
   記１／４波長層の反対側に配置され、前記カラーフィル
   ターを透過した右または左の旋光方向の円偏光成分を透
   過し、他方の円偏光成分を吸収する光吸収型の２色性円
   偏光層と、を備えたことを特徴とする反射型カラーフィ
   ルターを用いた液晶表示装置。
5. 【請求項５】光源と、この光源から出射される光のう
   ち、一方の直線偏光成分を透過し、これと直交方向の直
   線偏光成分を反射する直線偏光分離層と、透過する光の
   位相を実質的に−π／２〜π／２シフトさせるレタデ−
   ション値を有する液晶及びこの液晶に電界を印加する電
   極を含んでなり、透過する光の位相を実質的に−π／２
   〜π／２シフトさせ、右または左の旋光方向の円偏光光
   とする作用を有する液晶層と、前記液晶層に対して前記
   直線偏光分離層の反対側に配置されたコレステリック液
   晶層からなり、前記液晶層から入射した円偏光光のう
   ち、右または左の旋光方向のうち一方の円偏光成分を透
   過し、他方の円偏光成分を反射するカラーフィルター
   と、このカラーフィルターに対して前記液晶層の反対側
   に配置され、前記カラーフィルターを透過した右または
   左の旋光方向の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分
   を吸収する光吸収型の２色性円偏光層と、を備えたこと
   を特徴とする反射型カラーフィルターを用いた液晶表示
   装置。
6. 【請求項６】光源と、この光源から出射される光のう
   ち、一方の直線偏光成分を透過し、これと直交方向の直
   線偏光成分を吸収する２色性直線偏光層と、透過する光
   の位相を実質的に−π／２〜π／２シフトさせるレタデ
   −ション値を有する液晶及びこの液晶に電界を印加する
   電極を含んでなり、透過する光の位相を実質的に−π／
   ２〜π／２シフトさせ、右または左の旋光方向の円偏光
   光とする作用を有する液晶層と、前記液晶層に対して前
   記２色性直線偏光層の反対側に配置されたコレステリッ
   ク液晶層からなり、前記液晶層から入射した円偏光光の
   うち、右または左の旋光方向のうち一方の円偏光成分を
   透過し、他方の円偏光成分を反射するカラーフィルター
   と、このカラーフィルターに対して前記液晶層の反対側
   に配置され、前記カラーフィルターを透過した右または
   左の旋光方向の円偏光成分を透過し、他方の円偏光成分
   を吸収する光吸収型の２色性円偏光層と、を備えたこと
   を特徴とする反射型カラーフィルターを用いた液晶表示
   装置。
7. 【請求項７】請求項１、３、又は５において、前記直線
   偏光分離層の前記液晶層側に、一方の直線偏光成分を透
   過し、これと直交方向の直線偏光成分を吸収する２色性
   直線偏光層を設けたことを特徴とする反射型カラーフィ
   ルタを用いた液晶表示装置。
8. 【請求項８】請求項１、３、５、又は、７において、前
   記直線偏光分離層を、複屈折性を有するフィルムを３層
   以上に積層してなる平面状多層構造とし、各層の平面内
   で互いに垂直な振動方向を持つ２つの光のうちの、一方
   の光に対する厚さ方向に隣接する層間における屈折率の
   差と、他方の光に対する厚さ方向に隣接する層間におけ
   る屈折率の差とが異なるようにしたことを特徴とする反
   射型カラーフィルターを用いた液晶表示装置。
9. 【請求項９】請求項１、３、５、又は、７において、前
   記直線偏光分離層を、透過する光の位相を実質的にπ／
   ２シフトさせるレタデーション値を有する位相差層と、
   コレステリック液晶層からなる旋光選択層とから構成
   し、前記コレステリック液晶層を透過した円偏光を、直
   線偏光に変換するようにしたことを特徴とする反射型カ
   ラーフィルターを用いた液晶表示装置。
10. 【請求項１０】請求項１乃至９のいずれかにおいて、前
    記２色性円偏光層は、２色性直線偏光層の両面又は前記
    液晶層側の片面の一方に１／４波長層を貼付けて又は直
    接形成して構成されたことを特徴とする反射型カラーフ
    ィルターを用いた液晶表示装置。
11. 【請求項１１】請求項３または４において、前記液晶層
    は、その液晶が２枚の基板に挟持され、前記電極が一方
    の電極上に形成され、前記電極に電圧を印加したときの
    電界方向が、前記基板面と実質的に平行な部分を有し、
    液晶内の大部分の液晶分子の方向が前記基板面と実質的
    に平行なまま回転するモードであることを特徴とする反
    射型カラーフィルターを用いた液晶表示装置。