JP2003207634A - 光学素子および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半透過型液晶表示装置の透過表示時の色調だ
けを調整する。 【解決手段】 半透過型の液晶表示装置２１において、
照明部３３、光学素子３１、半透過反射層３２、液晶層
３０、および第１偏光素子３１が、この順で積層されて
いる。色度調整用の光学素子２３において、反射型偏光
素子２５と位相差板２６と二色性偏光素子２７とが、照
明部３３側からこの順で積層されている。反射型偏光素
子２５の偏光透過軸α１は、二色性偏光素子２７の偏光
透過軸α２と平行である。光学素子２３の位相差板２６
のレタデーションは、光学素子２３の透過光に着色すべ
き色の波長に選ばれている。これによって液晶表示装置
２１は、反射表示時の表示面の色度を全く損ねることな
く、透過表示時の表示面の色度を自由に調整することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光素子を含む光
学素子、および該光学素子を有する液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報技術（Information Technolo
gy：略称ＩＴ）の革新的な発展と共に、携帯電話をはじ
めとする携帯情報端末で使用される情報量が格段に増加
し、該携帯情報端末の用途も多様化している。これに伴
い、携帯情報端末の表示装置（ディスプレイ）に対する
利用者の要望も多様化している。前記要望は、低電圧化
はもちろんのこと、高精彩化、高遠応答化など、多岐に
わたっている。表示装置の表示色についても、色数が加
速度的に増加するのと同時に、輝度および色味について
の要望も多様化している。このため、たとえば半透過型
の表示装置では、外光を用いる反射表示時と自己が備え
る背面光源（バックライト）からの光を用いる透過表示
時との両方で、利用者の要望する輝度および色味を同時
に実現する事が必要不可欠である。

【０００３】現在、携帯情報端末で用いられる表示装置
として、半透過型の液晶表示装置が広く用いられてい
る。半透過型の液晶表示装置は、明るい場所では、外光
を利用する反射型液晶表示装置として動作し、暗所で
は、該装置自体が備える光源を利用する透過型の液晶表
示装置として動作する。半透過型の液晶表示装置は、半
透過性を有する反射層を有する。半透過性の反射層は、
暗所では液晶表示装置の背面光源からの光を透過させる
とともに、外光があれば該外光を反射させるという、透
過および反射の双方の機能を備えている。また半透過型
の液晶表示装置は、半透過反射層の光の拡散性を向上さ
せるために、微細な凹凸構造を持ちたとえばえば透光性
樹脂から成る光拡散層を内部に設け、該光拡散層の上に
前記半透過反射層を形成している。これによって、半透
過型の液晶表示装置は、光の反射時の拡散性を向上し、
いわゆる文字ぼけおよびカラー表示時の混色を防止し、
さらに表示の視認性を向上している。

【０００４】前記半透過反射層は、たとえば、アルミニ
ウム等の金属材料を光の一部が透過可能な程度に薄く成
膜した金属薄膜からなる構成、または、光を全て反射可
能に成膜されている金属薄膜に開口部を設けた構成によ
って実現される。前者の構成の半透過反射層であれば金
属薄膜の膜厚を調整することによって、後者の構成の半
透過反射層であれば開口部の面積を調整することによっ
て、該半透過反射層を備える半透過型液晶表示装置の反
射表示時および透過表示時の表示面の輝度が調整可能で
ある。しかしながら、上述の金属薄膜の膜厚または開口
部の面積が調整される場合、反射表示時の輝度と透過表
示時の輝度とにはトレードオフの関係があるため、反射
表示時および透過表示時の輝度を同時に満足することは
難しい。

【０００５】このような問題点を解決する為に、反射表
示時の表示面の輝度を損ねることなく透過表示時の表示
面の輝度を向上させるための半透過半反射性偏光素子、
および該半透過半反射性偏光素子を用いた半透過型液晶
表示装置の技術が、特開２００１−２１５３３３号公報
に開示されている。半透過半反射性偏光素子は、吸収型
偏光素子である二色性偏光素子と、反射型偏光素子と、
半透過反射層とを有し、二色性偏光素子と反射型偏光素
子の偏光透過軸が平行となるように積層されている。前
記半透過性液晶表示装置において、液晶層を挟持する２
枚の基板のうちの背面光源側に配置された一方基板と背
面光源との間に、前記半透過半反射性偏光素子が配置さ
れる。すなわち、一方基板の液晶層とは異なる側に、二
色性偏光素子と反射型偏光素子と半透過反射層とが一方
基板に近い方からこの順に並ぶように配置される。

【０００６】背面光源から出射した光は、まず半透過反
射層に至り、半透過反射層を透過した光は、反射型偏光
素子に至る。反射型偏光素子は、特定振動方向の偏光光
を透過し、それと直交する偏光光を反射する性質を持
つ。反射型偏光素子を透過した光は直線偏光化されてお
り、吸収型偏光素子である二色性偏光素子に供給され
る。これによって、二色性偏光素子の吸収ロス等が防止
され、輝度の向上を図られている。また、さらに輝度の
向上を図るために、反射型偏光素子の偏光透過軸と直交
する偏光成分は、反射型偏光素子で反射されて、半透過
反射層および背面光源に戻されて再利用される。上記の
ような反射型偏光素子としては、たとえば、特開平３−
４５９０６号公報に開示されるような、コレステリック
液晶による選択反射特性を利用した反射型偏光素子、ま
たたとえば、特表平９−５０６８３７号公報に開示され
るような、二種の高分子フィルムを積層して屈折率異方
性による反射率の異方性を利用する反射型偏光素子が挙
げられる。

【０００７】ところで、半透過反射層として金属薄膜を
用いる場合、半透過反射層の透過光が独特の色味を帯び
てしまう問題点がある。たとえば、半透過反射層として
アルミニウム薄膜が用いられる場合、半透過反射層の透
過光が青味を帯びてしまうため、該半透過反射層を備え
る液晶表示装置の透過表示時に、表示面内の白色表示す
べき箇所が青味を帯びてしまう問題点がある。透過光が
独特の色味を帯びる原因は、光源の短波長側の光は金属
薄膜を透過し易いが長波長側の光は透過しにくいという
透過光特性を金属薄膜が持つためであると考えられる。
いずれにしても、半透過反射層の透過光が青味を帯びる
と、該半透過反射層を備える液晶表示装置において、カ
ラー表示の際に色純度が低下してしまうことになる。

【０００８】半透過反射層の透過光の色補正は、たとえ
ば、該半透過反射層を備えるカラー表示可能な液晶表示
装置において、カラーフィルタ自体で行う。この場合、
透過表示時には該透過光がカラーフィルタを１回通過す
るのはもちろんのこと、反射表示時には外光が半透過反
射層の反射前後にカラーフィルタを２度透過する。この
ため、透過表示時のための色調補正が反射表示時の表示
面の色にも大きく影響を及ぼしてしまい、反射表示時の
色純度が低下してしまうので、好ましくない。また、透
過表示時の色調だけを補正するために、液晶表示装置の
背面光源側の基板に色を補正するフィルムを貼付けるこ
とも考えられる。この場合、液晶表示装置を高温高湿条
件で保存すると水分の影響で色補正フィルムの色が退色
および変色してしまうため、信頼性面での問題点があ
る。さらに、透過光を色補正するために偏光素子自体に
着色することも考えられるが、偏光素子の偏光度が低下
してしまうため、液晶表示装置のコントラストが低下し
てしまう問題点がある。

【０００９】このような問題点を解決する為に、半透過
反射層として金属薄膜７を用いる半透過型液晶表示装置
１において、光拡散層６に着色し、半透過反射層の透過
表示時の色補正を行う技術が、特開２００１−１００１
９７号公報に開示されている。以下に、特開２００１−
１００１９７号公報の技術について詳細に説明する。

【００１０】特開２００１−１００１９７号公報の液晶
表示装置１は、概略的には、液晶層２と、液晶層２を挟
む一対の基板３，４と、背面光源５と、透光性樹脂から
なる光拡散層６と、半透過性の光反射層として機能すべ
き光半透過性の金属薄膜７とを含む。１対の基板３，４
のうちの背面光源５側に位置する基板４の液晶層２側に
光拡散層６が配置され、該光拡散層６の上に光半透過性
の金属薄膜７が形成されている。光半透過性の金属薄膜
７の透過光の色味を白色に補正するために、光拡散層６
を形成している透光性樹脂が、該金属薄膜７の透過光の
色と補色関係にある色に、着色されている。

【００１１】以下、図５を用いて、特開２００１−１０
０１９７号公報の液晶表示装置１を具体的に説明する。
液晶表示装置１において、上基板３および下基板４が、
所定のセル厚が形成されるように周辺シール材を介して
互いに圧着されている。液晶層２は、上基板３と下基板
４と周辺シール材とからなるセルの内部に封入される。
上基板３および下基板４と液晶層２との間には、透明電
極９，１０および配向膜１１，１２が、それぞれ積層さ
れている。上基板３および下基板４の液晶層２とは反対
側の面には、光学補償用の位相差板１３，１４および偏
光素子１５，１６が、それぞれ積層されている。また下
基板４の液晶層２とは反対側には、背面光源５が設けら
れている。下基板４の液晶層２側の面には、透光性樹脂
から成る光拡散層６と、光反射層としての光半透過性金
属薄膜７とが、積層されている。光拡散層６の表面に
は、微細な凹凸が形成されている。光半透過性金属薄膜
７の材料にアルミニウムが用いられる場合、光半透過性
金属薄膜７の透過光の色が青色を帯びるために、該透過
光の色補正を行うため、青色の補色である黄色に光拡散
層６が予め着色されている。

【００１２】図５の半透過型液晶表示装置１において
は、背面光源５から照射された光は、光拡散層６および
光半透過性金属薄膜７を透過して、表示面側にある上基
板３に至る。背面光源５からの光を用いる透過表示時に
は、背面光源５からの光ＬＢは、光半透過性金属薄膜７
よりも黄色に着色された光拡散層６を先に透過するた
め、光半透過性金属薄膜７を透過する際に補色関係で色
補正され、ほぼ白色光として表示面を照らす。これに対
して、外光ＬＦを利用する反射表示時には、外光ＬＦは
光拡散層６を透過することなく半透過性金属薄膜７によ
って反射される。特開２００１−１００１９７号公報で
は、これによって、背面光源５使用時と外光ＬＦ使用時
とで、液晶表示装置１の表示面の色の違いが少なくな
り、違和感のない表示が得られるとされている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開２００
１−１００１９７号公報の半透過型の液晶表示装置１に
おいて、半透過反射層として半透過性金属薄膜７を用い
る場合、当然ながら該半透過反射層は光を透過すること
ができる。外光ＬＦを用いる反射表示時には、図５に示
すように、外光ＬＦが上基板３側の偏光素子１５および
位相差板１３を透過し、上基板３と上基板３側の透明電
極９と上基板３側の配向膜１１と液晶層２を透過した後
に、半透過性金属薄膜７に至る。半透過性金属薄膜７に
至った光ＬＦは、該半透過性金属薄膜７の表面で反射さ
れる光Ｌ０と該半透過性金属薄膜７を透過する光とに分
解される。半透過性金属薄膜７を透過した光は、該半透
過性金属薄膜７と光拡散層６との界面である第１界面１
７での反射光Ｌ１、光拡散層６と下基板４側の部材との
界面である第２界面１８での反射光Ｌ２、および第２界
面１８での透過光とに分解される。したがって反射表示
時の表示面で視認される光は、半透過性金属薄膜７での
反射光Ｌ０と第１界面１７での反射光Ｌ１と第２界面１
８での反射光Ｌ２とが合成された色の光となる。

【００１４】半透過性金属薄膜７を用いた液晶表示装置
１の光拡散層６が着色されている場合、透過表示時には
光拡散層６が色補正に有効に作用するが、上記に述べた
ように、反射表示時にも光拡散層６で着色された光がい
くらか反射されてしまう。このため、光拡散層６の色
が、透過表示時だけでなく、反射表示時の色度にも影響
を与えてしまう。さらに、アルミニウムまたは銀−パラ
ジウム等の金属を半透過性金属薄膜７の材料として用い
る場合、半透過性金属薄膜７の透過光は青色を帯びてい
るが、半透過性金属薄膜７の反射光は補色の黄色を帯び
ているために、反射表示時の表示面の表示色が黄色味を
若干帯びる。そのため、半透過性金属薄膜７の透過光の
色の補色を光拡散層６に着色すると、半透過性金属薄膜
７の反射光と同色であるために、反射表示時には光拡散
層６の着色によって表示面の表示色がさらに黄色味を帯
びてしまう。このように、透過表示時の色調を光拡散層
６への着色によって調整すると、トレードオフとして反
射表示時の色味を損ねてしまう問題点がある。

【００１５】本発明の目的は、半透過型液晶表示装置の
反射表示時の色調を損ねることなく透過表示時の色調だ
けを自由に調整し、かつ良好な透過率を満たす光学素
子、および該光学素子を用いる半透過型液晶表示装置を
提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、予め定める基
準振動方向の偏光光を透過し、該基準振動方向と直交す
る偏光光を反射する反射型偏光素子と、反射型偏光素子
を通る光路上に、自身の偏光透過軸が反射型偏光素子の
偏光透過軸と平行になるように配置され、かつ、予め定
める基準振動方向の偏光光を透過し、該基準振動方向と
直交する偏光光を吸収する二色性偏光素子と、反射型偏
光素子と二色性偏光素子の間に配置される位相差板とを
含むことを特徴とする光学素子である。

【００１７】本発明に従えば、光学素子は、反射型偏光
素子と位相差板と二色性偏光素子との三層構造を有す
る。反射型偏光素子側から光学素子に入射した光のう
ち、反射型偏光素子の基準偏光方向の偏光光は、最初
に、反射型偏光素子を透過することによって直線偏光化
され、位相差板に供給される。位相差板に供給された直
線偏光は、位相差板のレタデーションに依存して楕円偏
光化されて、二色性偏光素子に供給される。このとき、
位相差板を出射する楕円偏光の状態に波長依存性が存在
するので、二色性偏光素子を透過する偏光光の透過率に
も波長依存性が発現するため、二色性偏光素子を透過し
た偏光光が着色される。これによって、光学素子は、反
射型偏光素子側から入射した外光を任意の色に着色して
出射させることができる。

【００１８】また、反射型偏光素子側から光学素子に入
射した光のうち、反射型偏光素子の基準偏光方向と直交
する方向の偏光光は、反射型偏光素子で反射され、入射
方向に戻される。入射光の光源に反射板等が設けられて
いれば、反射光は光学素子に再び供給される。これによ
って光源からの入射光を有効利用することが可能にな
る。これらによって光学素子は、光学素子全体を透過し
た光を任意の色に着色することができ、かつ、光学素子
を透過する光の輝度を向上させることができる。

【００１９】また本発明の光学素子は、前記位相差板の
レタデーションが、着色すべき色に対応する光の波長に
選ばれていることを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、光学素子において、反射
型偏光素子によって直線偏光化された光は、位相差板を
透過することによって楕円偏光化する。位相差板のレタ
デーションが着色すべき色に対応する波長に設定されて
いるならば、位相差板のレタデーションと等しい波長に
対応する色の光、すなわち着色すべき色の光は、着色す
べき色以外の他の色に対応する波長の光よりも、位相差
板の影響を受けにくい。このため、位相差板に入射した
光のうち、位相差板のレタデーションと等しい波長に対
応する色の光は、反射型偏光素子出射後の直線偏光の状
態を保ったまま二色性偏光素子に供給される。また、位
相差板に入射した光のうち、前記他の色に対応する波長
の光は、位相差板によって、着色すべき色の光よりもよ
り楕円偏光化された後に、二色性偏光素子へ供給され
る。これらの結果、位相差板から二色性偏光素子へ供給
される光の二色性偏光素子の透過率に波長依存性が発現
し、着色すべき色の波長の偏光の透過率が、着色すべき
色の波長以外の他の波長の偏光の透過率に比べて相対的
に高くなる。これによって、光学素子は、反射型偏光素
子側から入射して二色性偏光素子側から出射する光を、
着色すべき色に着色することができる。

【００２１】また本発明の光学素子は、前記位相差板の
レタデーションが、３８０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波
長に選ばれていることを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、光学素子において、位相
差板のレタデーションが、３８０ｎｍ以上４４０ｎｍ以
下の値、すなわち青色系の色の光の波長の範囲である４
１０ｎｍ±３０ｎｍの範囲内の値に選ばれている。光学
素子において、反射型偏光素子によって直線偏光化され
た光は、位相差板を透過することによって楕円偏光化す
る。位相差板のレタデーションが青色系の色の光の波長
の範囲内の値に設定されていれば、青色系以外の他の色
に対応する波長の光よりも、青色系の色の光のほうが、
位相差板の影響を受けにくい。このため、位相差板に入
射した光のうち、青色系の色の光は、反射型偏光素子出
射後の直線偏光の状態を保ったまま二色性偏光素子に供
給される。また位相差板に入射した光のうち、青色系以
外の他の色の光は、位相差板によって、青色系の色の光
よりもより楕円偏光化された後に、二色性偏光素子へ供
給される。これらの結果、位相差板から二色性偏光素子
へ供給される光の二色性偏光素子の透過率に波長依存性
が発現し、青色系の色に対応する波長の偏光の透過率
が、青色系の以外の他の色に対応する波長の偏光の透過
率に比べて相対的に高くなる。これによって光学素子
は、反射型偏光素子側から入射して二色性偏光素子側か
ら出射する光を、青色化することができる。

【００２３】また本発明の光学素子は、前記位相差板の
レタデーションが、４９０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波
長に選ばれていることを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、光学素子において、位相
差板のレタデーションが、４９０ｎｍ以上５５０ｎｍ未
満の値、すなわち緑色系の色の光の波長の範囲である５
２０ｎｍ±３０ｎｍの範囲内の値に選ばれている。光学
素子において、反射型偏光素子によって直線偏光化され
た光は、位相差板を透過することによって楕円偏光化す
る。位相差板のレタデーションが緑色系の色の光の波長
の範囲内の値に設定されていれば、緑色系以外の他の色
に対応する波長の光よりも、緑色系の色の光のほうが、
位相差板の影響を受けにくい。このため、位相差板に入
射した光のうち、緑色系の色の光は、反射型偏光素子出
射後の直線偏光の状態を保ったまま二色性偏光素子に供
給される。また位相差板に入射した光のうち、緑色系以
外の他の色の光は、位相差板によって、緑色系の色の光
よりもより楕円偏光化された後に、二色性偏光素子へ供
給される。これらの結果、位相差板から二色性偏光素子
へ供給される光の二色性偏光素子の透過率に波長依存性
が発現し、緑色系の色に対応する波長の偏光の透過率
が、緑色系の以外の他の色に対応する波長の偏光の透過
率に比べて相対的に高くなる。これによって光学素子
は、反射型偏光素子側から入射して二色性偏光素子側か
ら出射する光を、緑色化することができる。

【００２５】また本発明の光学素子は、前記位相差板の
レタデーションが、５５０ｎｍ以上６１０ｎｍ未満の波
長に選ばれていることを特徴とする。

【００２６】本発明に従えば、光学素子において、位相
差板のレタデーションが、５５０ｎｍ以上６１０ｎｍ未
満の値、すなわち黄色系の色の光の波長の範囲である５
８０ｎｍ±３０ｎｍの範囲内の値に選ばれている。光学
素子において、反射型偏光素子によって直線偏光化され
た光は、位相差板を透過することによって楕円偏光化す
る。位相差板のレタデーションが黄色系の色の光の波長
の範囲内の値に設定されていれば、黄色系以外の他の色
に対応する波長の光よりも、黄色系の色の光のほうが、
位相差板の影響を受けにくい。このため、位相差板に入
射した光のうち、黄色系の色の光は、反射型偏光素子出
射後の直線偏光の状態を保ったまま二色性偏光素子に供
給される。また位相差板に入射した光のうち、黄色系以
外の他の色の光は、位相差板によって、黄色系の色の光
よりもより楕円偏光化された後に、二色性偏光素子へ供
給される。これらの結果、位相差板から二色性偏光素子
へ供給される光の二色性偏光素子の透過率に波長依存性
が発現し、黄色系の色に対応する波長の偏光の透過率
が、黄色系の以外の他の色に対応する波長の偏光の透過
率に比べて相対的に高くなる。これによって光学素子
は、反射型偏光素子側から入射して二色性偏光素子側か
ら出射する光を、黄色化することができる。

【００２７】また本発明の光学素子は、前記位相差板の
レタデーションが、６１０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波
長に選ばれていることを特徴とする。

【００２８】本発明に従えば、光学素子において、位相
差板のレタデーションが、６１０ｎｍ以上６７０ｎｍ以
下の値、すなわち赤色系の色の光の波長の範囲である６
４０ｎｍ±３０ｎｍの範囲内の値に選ばれている。光学
素子において、反射型偏光素子によって直線偏光化され
た光は、位相差板を透過することによって楕円偏光化す
る。位相差板のレタデーションが赤色系の色の光の波長
の範囲内の値に設定されていれば、赤色系以外の他の色
に対応する波長の光よりも、赤色系の色の光のほうが、
位相差板の影響を受けにくい。このため、位相差板に入
射した光のうち、赤色系の色の光は、反射型偏光素子出
射後の直線偏光の状態を保ったまま二色性偏光素子に供
給される。また位相差板に入射した光のうち、赤色系以
外の他の色の光は、位相差板によって、赤色系の色の光
よりもより楕円偏光化された後に、二色性偏光素子へ供
給される。これらの結果、位相差板から二色性偏光素子
へ供給される光の二色性偏光素子の透過率に波長依存性
が発現し、赤色系の色に対応する波長の偏光の透過率
が、赤色系の以外の他の色に対応する波長の偏光の透過
率に比べて相対的に高くなる。これによって光学素子
は、反射型偏光素子側から入射して二色性偏光素子側か
ら出射する光を、赤色化することができる。

【００２９】また本発明の光学素子は、前記反射型偏光
素子および前記二色性偏光素子の偏光透過軸に対する前
記位相差板の遅相軸の成す角度が、前記反射型偏光素子
の透過光が直接前記二色性偏光素子に入射する場合の前
記二色性偏光素子の透過光の色のＸＹＺ表色系のｘ値お
よびｙ値を基準値として、前記二色性偏光素子の透過光
の色のＸＹＺ表色系のｘ値またはｙ値と基準値との差が
０．００５以上０．０２以下の範囲内になる場合の前記
偏光透過軸に対する前記遅相軸の成す角度に選ばれてい
ることを特徴とする。

【００３０】本発明に従えば、光学素子において、光学
素子内の反射型偏光素子および二色性偏光素子の偏光透
過軸に対する位相差板の遅相軸の成す角度が、前記二色
性偏光素子の透過光、すなわち光学素子全体の透過光の
色のＸＹＺ表色系のｘ値およびｙ値と基準値との差に基
いて、制限されている。前記基準値は、前記反射型偏光
素子の透過光が直接前記二色性偏光素子に入射する場合
の前記二色性偏光素子の透過光の色のＸＹＺ表色系のｘ
値およびｙ値、すなわち、位相差板の無い光学素子の透
過光の色のＸＹＺ表色系のｘ値およびｙ値である。前記
偏光透過軸に対する前記遅相軸の成す角度の許容範囲の
下限値は、前記二色性偏光素子の透過光の色のｘ値およ
びｙ値と基準値との差が０．００５になる場合の前記偏
光透過軸に対する前記遅相軸の成す角度である。前記許
容範囲の上限値は、前記ｘ値およびｙ値と基準値との差
が０．０２になる場合の前記偏光透過軸に対する前記遅
相軸の成す角度である。このような許容範囲内の角度に
前記偏光透過軸に対する前記遅相軸の成す角度が選ばれ
ることによって、反射型偏光素子から入射して二色性偏
光素子を透過する光の着色の度合を、実用上必要充分な
程度に制御することができる。

【００３１】また本発明は、上述の光学素子と、光学素
子の二色性偏光素子側に配置される液晶層と、液晶層の
光学素子とは反対側に配置される第１偏光素子と、光学
素子の二色性偏光素子と液晶層との間に配置される半透
過反射層と、光学素子の反射型偏光素子側に配置される
照明手段とを含むことを特徴とする液晶表示装置であ
る。

【００３２】本発明に従えば、液晶表示装置は、半透過
型であり、かつ、照明手段、光学素子の反射型偏光素
子、光学素子の位相差板、光学素子の二色性偏光素子、
半透過反射層、液晶層、および第１偏光素子が、この順
で積層した構成を有する。照明手段からの光を表示に用
いる透過表示時には、照明手段から出射した光が光学素
子を通過して液晶層に至ることによって、所望の色に着
色された直線偏光が液晶層へ供給される。これによって
液晶表示装置の表示面の色度は、光学素子の位相差板の
レタデーションを用いて、自由に調整することができ
る。また、照明手段から出射して反射型偏光素子で反射
された光は、照明手段に再び戻されるので、照明手段で
反射光を再利用することができるため、液晶表示装置は
高い透過率を達成することができる。さらに、外光を表
示に利用する反射表示時には、色度を調整するための光
学素子が半透過反射層よりも照明手段側に配置されてい
るため、外光は該光学素子に到達する前に半透過反射層
によって反射されて、表示面側である第１偏光素子側に
戻される。これによって、液晶表示装置は、反射表示時
に色度調整用の光学素子の影響を全く受けることが無い
ため、反射表示時の色度を全く損ねることはない。これ
らによって液晶表示装置は、反射表示時の表示面の色度
を全く損ねることなく、透過表示時の表示面の色度を自
由に調整することができ、かつ透過率を向上させること
ができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある液晶表示装置２１の概略的な構成を示す断面図であ
る。図２は、図１の液晶表示装置２１に用いられている
色度調整用の光学素子２３の概略的な構成を示す断面図
である。図１と図２とを合わせて説明する。

【００３４】色度調整用の光学素子２３は、反射型偏光
素子２５と位相差板２６と二色性偏光素子２７とを含
む。反射型偏光素子２５は、予め定める基準振動方向の
偏光光を透過し、該基準振動方向と直交する方向の偏光
光を反射する。二色性偏光素子２７は、予め定める基準
振動方向の偏光光を透過し、該基準振動方向と直交する
偏光光を吸収する。反射型偏光素子２５および二色性偏
光素子２７は、反射型偏光素子２５の偏光透過軸α１と
二色性偏光素子２７の偏光透過軸α２とが相互に平行に
なるように、配置されている。位相差板２６は、反射型
偏光素子２５と二色性偏光素子２７との間に配置され
る。反射型偏光素子２５と位相差板２６と二色性偏光素
子２７とは、１本の光路上に、光の入射側から光の出射
側に向って、この順で積層されている。本明細書におい
て、「偏光素子の偏光透過軸」とは、基準振動方向の偏
光光が該偏光素子の垂直方向から入射した時に透過率が
最大になる方向を指す。

【００３５】このように、図２の光学素子２３は、反射
型偏光素子２５と位相差板２６と二色性偏光素子２７と
の三層構造を有する。反射型偏光素子２５側から光学素
子２３に入射した光のうち、反射型偏光素子２５の基準
偏光方向の偏光光は、最初に、反射型偏光素子２５を透
過することによって直線偏光化され、位相差板２６に供
給される。位相差板２６に供給された直線偏光は、位相
差板２６のレタデーションに依存して楕円偏光化され
て、二色性偏光素子２７に供給される。このとき、位相
差板２６を出射する楕円偏光の状態に波長依存性が存在
するので、二色性偏光素子２７を透過する偏光光の透過
率にも波長依存性が発現する。このため、二色性偏光素
子２７を透過した偏光光が着色される。これによって、
光学素子２３は、反射型偏光素子２５側から入射した光
を、任意の色に着色して出射させることができる。ま
た、反射型偏光素子２５側から光学素子２３に入射した
光のうち、反射型偏光素子２５の基準偏光方向と直交す
る方向の偏光光は、反射型偏光素子２５で反射され、入
射方向に戻される。入射光の光源に反射板等が設けられ
ていれば、反射光は光学素子２３に再び供給される。こ
れによって、光源からの入射光を有効利用することが可
能になる。これらによって、光学素子２３は、位相差板
２６のレタデーションを調整するだけで、光学素子２３
全体を透過した光を容易に着色することができ、かつ、
光学素子２３を透過する光の輝度を向上させることがで
きる。

【００３６】色度調整用の光学素子２３を備えた図１の
液晶表示装置２１は、基本的には、該光学素子２３の他
に、液晶層３０と、第１偏光素子３１と、半透過反射層
３２と、照明部３３とを含む。液晶層３０は、光学素子
２３を通る光路上において、光学素子２３の二色性偏光
素子２７側に配置される。第１偏光素子３１は、前記光
路上において、液晶層３０の光学素子２３とは反対側に
配置される。半透過反射層３２は、前記光路上におい
て、光学素子２３の二色性偏光素子２７と液晶層３０と
の間に配置される。照明部３３は、所謂バックライトで
あり、前記光路上において、光学素子２３の反射型偏光
素子２５側に配置される。

【００３７】液晶表示装置２１において、照明部３３、
光学素子２３の反射型偏光素子２５、光学素子２３の位
相差板２６、光学素子２３の二色性偏光素子２７、半透
過反射層３２、液晶層３０、および第１偏光素子３１
が、１本の光路上に、この順で積層される。図１の液晶
表示装置２１は、液晶層３０と光学素子２３の間に、位
相差板をさらに有していてもよい。たとえば、第１偏光
素子３１、第１の位相差板、液晶層３０、半透過反射層
３２、第２の位相差板、光学素子２３、および照明部３
３がこの順で並ぶ構成でも、本発明の効果が発揮され
る。図１の液晶表示装置２１は、第１偏光素子３１側
が、使用者に最近接して画像が表示される表示面にな
り、照明部３３側が背面になる。

【００３８】このように、図１の液晶表示装置２１は、
半透過型である。照明部３３からの光を表示に用いる透
過表示時には、照明部３３から出射した光が光学素子２
３を通過して液晶層３０に至ることによって、所望の色
に着色された直線偏光が液晶層３０へ供給される。これ
によって液晶表示装置２１の表示面の色度は、光学素子
２３の位相差板２６のレタデーションを調整することに
よって、設計時に自由に調整することができる。また、
照明部３３から出射して反射型偏光素子２５で反射され
た光は照明部３３に再び戻されるので、照明部３３が備
える反射板等を用いて反射光を再び液晶層３０側に反射
すれば、光の再利用が可能になる。このため、図１の液
晶表示装置２１は高い透過率を達成することができる。
さらに、外光を表示に利用する反射表示時には、色度を
調整するための光学素子２３が半透過反射層３２よりも
照明部３３側に配置されているため、外光は光学素子２
３に到達する前に半透過反射層３２によって反射され
て、表示面側である第１偏光素子３１側に戻される。こ
れによって、液晶表示装置２１は、反射表示時に色度調
整用の光学素子２３の影響を全く受けることが無いた
め、反射表示時の表示面の色度を全く損ねることはな
い。これらによって液晶表示装置２１は、反射表示時の
表示面の色度を全く損ねることなく、透過表示時の表示
面の色度を自由に調整することができ、かつ透過率を向
上させることができる。

【００３９】図１の例では、液晶表示装置２１は、単純
マトリックス駆動型の超ねじれネマティック（Super Tw
isted Nematic：STN）型液晶表示装置２１で実現されて
いる。図１の液晶表示装置２１は、上述した構成に加え
て、第１基板３５、第２基板３６、第１位相差板３７、
第２位相差板３８、第３位相差板３９、第４位相差板４
０、光拡散層４１、カラーフィルタ４２、保護層４３、
第１電極４５、第２電極４６、第１配向膜４７、および
第２配向膜４８を含む。

【００４０】透明な第１基板３５および透明な第２基板
３６は、液晶層３０を挟んで対向し、かつ各基板３５，
３６の一方面が相互に平行になるように、配置される。
第１偏光素子３１は、第１基板３５の液晶層３０とは反
対側に配置される。色度調整用の光学素子２３は、第２
基板３６の液晶層３０とは反対側に配置される。第１位
相差板３７は、第１基板３５と第１偏光素子３１との間
に配置される。第２位相差板３８は、第１位相差板３７
と第１偏光素子３１との間に配置される。第３位相差板
３９は、第２基板３６と光学素子２３との間に配置され
る。第４位相差板４０は、第３位相差板３９と光学素子
２３との間に配置される。第１〜第４位相差板３７〜４
０は、光学補償用の位相差板であり、図１の例では２枚
を１組にして用いている。照明部３３は、光学素子２３
の液晶層３０とは反対側に配置される。

【００４１】第２基板３６の液晶層３０側の一方面に
は、無色透明の材料から成る光拡散層４１が設けられて
いる。光拡散層４１の液晶層３０側の表面は、たとえ
ば、凹凸が設けられている。光拡散層４１の液晶層３０
側には、半透過反射層３２が設けられている。半透過反
射層３２は、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）、パラジ
ウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、またはこれら金属の内の少
なくとも１つを含む合金等の金属材料から形成されてい
る。半透過反射層３２の液晶層３０側の表面は、光拡散
層４１の液晶層３０側の表面の凹凸に追従する形で、凹
凸が生じている。

【００４２】半透過反射層３２の液晶層３０側の面に
は、カラーフィルタ４２が設けられている。カラーフィ
ルタ４２は、具体的には、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の
３色の着色層が、半透過反射層３２の液晶層３０側の面
内に、所定のパターンで配置されている。半透過反射層
３２の液晶層３０側の表面の凹凸は、カラーフィルタ４
２によって平坦化されている。カラーフィルタ４２の液
晶層３０側の面には、透明な保護層４３が設けられてい
る。

【００４３】第１電極４５および第２電極４６は、それ
ぞれ透明かつ帯状であって、複数本ずつ用意されてい
る。複数本の第１電極４５は、長さ方向が相互に平行に
なりかつ隣合う２つの第１電極４５の間に所定の間隔が
空くように、第１基板３５の液晶層３０側の一方面上に
配置される。複数本の第２電極４６は、長さ方向が相互
に平行になりかつ隣合う２つの第２電極４６の間に所定
の間隔が空くように、保護層４３の液晶層３０側の面上
に配置される。第１基板３５の一方面の法線方向から見
て、第１電極４５の長さ方向は第２電極４６の長さ方向
と直交する。液晶表示装置２１内部において、第１基板
３５の一方面の法線方向から見て第１電極４５が第２電
極４６と重なる部分が、液晶表示装置２１の画素として
それぞれ機能する。

【００４４】第１配向膜４７は、第１基板３５と液晶層
３０との間に配置されており、かつ、第１基板３５と液
晶層３０との間に配置される部品４５，４７のうちで液
晶層３０に最も近接している。第２配向膜４８は、第２
基板３６と液晶層３０との間に配置されており、かつ、
第２基板３６と液晶層３０との間に配置される部品４
１，３２，４２，４３，４６，４８のうちで液晶層３０
に最も近接している。第１配向膜４７および第２配向膜
４８は、それぞれ、ラビング等によって、所定の方向に
配向処理が施されている。液晶層３０は、第１配向膜４
７と第２配向膜４８との間に封入されたネマティック液
晶によって構成されている。液晶層３０の周囲は、枠状
のシール層によって封止されている。第１および第２配
向膜４７，４８によって、２４０度以上２６０度以下の
ツイスト角が、液晶層３０に与えられている。

【００４５】なお、本実施の形態の液晶表示装置２１
は、上述したような光学素子２３と液晶層３０と第１偏
光素子３１と半透過反射層３２と照明部３３とを含む基
本的な構成を備えていれば、色調の調整が難しい複屈折
性による表示を行う単純マトリックス型のＳＴＮ型液晶
表示装置に限らず、アクテイブマトリックス型の液晶表
示装置、セグメント型の液晶表示装置、または、その他
の駆動型の液晶表示装置によって実現することが可能で
ある。なお、図１の液晶表示装置２１において、光の一
部を透過して残りを反射する半透過反射層３２として、
半透過性の金属薄膜が用いられているが、開口部を有す
る金属薄膜を用いても良い。また図１の液晶表示装置２
１では、反射光の拡散性向上のために光拡散層４１を用
いているが、反射率向上など必要に応じて、光拡散層４
１を除くことができる。

【００４６】本発明の光学素子２３および液晶表示装置
２１に用いられる反射型偏光素子２５とは、基準振動方
向の偏光光は透過し、基準振動方向と直交する偏光光は
反射する性質を持つ偏光素子である。このような反射型
偏光素子２５として、たとえば、特表平９−５０６８３
７号公報に開示されるような、二種の屈折率の異なる高
分子フィルムを積層することによって屈折率の異方性に
よる反射率の異方性を利用する偏光素子を、用いること
ができる。またたとえば、このような反射型偏光素子２
５として、特開平３−４５９０６号公報に開示されるよ
うな、コレステリック液晶層３０と四分の一波長板（１
/４λ板）と鏡とを組合わせることによって、コレステ
リック液晶による選択反射を利用する偏光素子を、用い
ることができる。

【００４７】本発明の光学素子２３および液晶表示装置
２１に用いられる二色性偏光素子２７とは、基準振動方
向の偏光光は透過し、それと直交する偏光光は吸収する
性質をもつ偏光素子である。このような二色性偏光素子
２７としては、たとえば、ヨウ素系偏光フィルム等で実
現される公知の二色性偏光素子を使用することができ
る。ヨウ素系偏光フィルムとは、延伸したポリビニルア
ルコールフィルムにヨウ素を吸着させたフィルムであ
る。

【００４８】液晶層３０および位相差板２６，３７〜４
０等に代表される光学補償板は、複屈折性を有する板状
の部材である。このような光学補償板のレタデーション
Ｒｅは、たとえば、光学補償板の屈折率異方性Δｎと光
学補償板の厚みｄとの積によって、次式に示すように定
義される。 Ｒｅ＝ｄ×Δｎ …（１）

【００４９】図１および図２に示す色度調整用の光学素
子２３による透過光の着色についての原理を、以下に説
明する。なお、説明の便宜上、照明部３３から出射する
光を、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）との三色にそれぞ
れ対応する波長の光の合成光として扱うものとする。

【００５０】照明部３３から出射した光は、まず光学素
子２３の反射型偏光素子２５に至る。光学素子２３の反
射型偏光素子２５は、基準振動方向の偏光光は透過し、
基準振動方向と直交する偏光光は反射する。したがっ
て、反射型偏光素子２５の偏光透過軸α１に平行な振動
方向をもつ偏光光だけが反射型偏光素子２５を透過する
ので、反射型偏光素子２５の偏光透過軸α１と平行な赤
（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）とにそれぞれ対応する波長
の直線偏光が、光学素子２３の位相差板２６に供給され
る。位相差板２６に供給される赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青
（Ｂ）とにそれぞれ対応する波長の直線偏光は、位相差
板２６のレタデーションにしたがって、それぞれ異なる
楕円偏光状態を取る。また、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青
（Ｂ）とにそれぞれ対応する波長の直線偏光の位相差板
２６通過後の楕円偏光状態は、当然、位相差板２６のレ
タデーションだけでなく、位相差板２６の遅相軸β方向
にもそれぞれ依存する。

【００５１】次に、位相差板２６によって楕円偏光化さ
れた赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）とにそれぞれ対応す
る波長の光は、光学素子２３の二色性偏光素子２７に供
給される。ここで、赤（Ｒ）の楕円偏光と緑（Ｇ）の楕
円偏光と青（Ｂ）の楕円偏光とは、偏光状態が相互に異
なり、かつ、二色性偏光素子２７を光が透過する際の透
過率は光の偏光状態に依存する。このため、二色性偏光
素子２７を透過した後の赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）
とにそれぞれ対応する波長の光の強度には、相対的な強
弱が発生している。

【００５２】この結果、たとえば、二色性偏光素子２７
通過後の赤（Ｒ）に対応する波長の光の強度が、他の緑
（Ｇ）および青（Ｂ）にそれぞれ対応する波長の光の強
度よりも、相対的に強くなるように、位相差板２６のレ
タデーションを選択することによって、二色性偏光素子
２７を透過する光を赤（Ｒ）色に着色することができ
る。すなわち、緑（Ｇ）および青（Ｂ）にそれぞれ対応
する波長の光の強度よりも赤（Ｒ）に対応する波長の光
のほうが二色性偏光素子２７の透過率が高くなるよう
に、位相差板２６のレタデーションを選択することによ
って、光学素子２３から出射する光を赤色に着色するこ
とができる。なお、二色性偏光素子２７の透過光を緑
（Ｇ）または青（Ｂ）色に着色したい場合には、該透過
光を赤色に着色する場合と同様に、位相差板２６のレタ
デーションを着色したい色に合わせて選べば良い。

【００５３】着色すべき色の光の反射型偏光素子２５出
射後の直線偏光状態を出来る限り保った状態のまま該着
色すべき光が二色性偏光素子２７に供給される場合のほ
うが、反射型偏光素子２５出射後の直線偏光状態が崩れ
た状態で該着色すべき光が二色性偏光素子２７に供給さ
れる場合よりも、該着色すべき色の光の光学素子２３全
体の透過強度が相対的に強くなる。このため、位相差板
２６のレタデーションには、着色すべき色に対応する波
長をそのまま選択してやればよい。

【００５４】なお、上記のように、反射型偏光素子２５
によって得られる所望の色に対応する波長の直線偏光が
位相差板２６透過後も偏光状態を保持した状態で二色性
偏光素子２７に供給されることが好ましいので、二色性
偏光素子２７の偏光透過軸α２と反射型偏光素子２５の
偏光透過軸α１とが平行であるとき、光学素子２３全体
の透過率が最も高くなる。このため、反射型偏光素子２
５の偏光透過軸α１と二色性偏光素子２７の偏光透過軸
α２とは、相互に平行であることが望ましい。

【００５５】以上のような原理に基き、光学素子２３に
おいて、位相差板２６のレタデーションが、着色すべき
色の光の波長に選ばれることが好ましい。位相差板２６
のレタデーションが着色すべき色に対応する波長に設定
されているならば、位相差板２６のレタデーションと等
しい波長に対応する色の光、すなわち着色すべき色の光
は、着色すべき色以外の他の色に対応する波長の光より
も、位相差板２６の影響を受けにくい。このため、位相
差板２６に入射した光のうち、着色すべき色の光は、反
射型偏光素子２５出射後の直線偏光の状態を保ったま
ま、位相差板２６を通過して二色性偏光素子２７に供給
され、前記他の色の光は、位相差板２６によって着色す
べき色の光よりもより楕円偏光化された後に、二色性偏
光素子２７へ供給される。この結果、二色性偏光素子２
７へ供給される光の二色性偏光素子２７の透過率に波長
依存性が発現し、着色すべき色の波長の偏光の透過率の
ほうが前記他の波長の偏光の透過率よりも高くなる。こ
れによって、光学素子２３は、反射型偏光素子２５側か
ら入射して二色性偏光素子２７側から出射する光を、着
色すべき色に着色することができる。

【００５６】また光学素子２３において、位相差板２６
のレタデーションを、着色すべき色の波長を含む所定範
囲内の値から選ぶことによって、光学素子２３全体を透
過した光の色度を微調整することが可能になる。好まし
くは、着色すべき色の波長を中心として±３０ｎｍの範
囲内から位相差板２６のレタデーションを選択すること
よって、実用上充分な範囲内で、光学素子２３全体の透
過光を着色すべき色にほぼ着色しつつ、該透過光の色度
を必要充分に微調整することができる。

【００５７】これらの結果に基き、光学素子２３を用い
て光を青色化するには、青色の光の波長である４１０ｎ
ｍを中心として±３０ｎｍの範囲（４１０ｎｍ±３０ｎ
ｍ）内、すなわち３８０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の範囲
内から、位相差板２６のレタデーションが選ばれれば良
いことが解る。また光学素子２３を用いて光を緑色化す
るには、緑色の光の波長である５２０ｎｍを中心として
±３０ｎｍの範囲（５２０ｎｍ±３０ｎｍ）内、すなわ
ち４９０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の範囲内から、位相差
板２６のレタデーションが選ばれれば良いことが解る。
さらにまた光学素子２３を用いて光を黄色化するには、
黄色の光の波長である５８０ｎｍを中心として±３０ｎ
ｍの範囲（５８０ｎｍ±３０ｎｍ）内、すなわち５５０
ｎｍ以上６１０ｎｍ未満の範囲内から、位相差板２６の
レタデーションが選ばれれば良いことが解る。また光学
素子２３を用いて光を赤色化するには、赤色の光の波長
である６４０ｎｍを中心として±３０ｎｍの範囲（６４
０ｎｍ±３０ｎｍ）内、すなわち６１０ｎｍ以上６７０
ｎｍ以下の範囲内から、位相差板２６のレタデーション
が選ばれれば良いことが解る。

【００５８】図２の光学素子２３を備える図１の半透過
型液晶表示装置２１において、透過表示時および反射表
示時の表示面の色度について、以下のような５通りの実
験および評価を行った。本明細書において、透過表示時
とは、半透過反射層３２を透過して背面側から液晶層３
０に入射する光を表示に用いる場合であり、反射表示時
とは、表示面側から液晶層３０に入射して半透過反射層
３２で反射した光を表示に用いる場合である。以下の評
価では、光学素子２３の位相差板２６のレタデーショ
ン、ならびに光学素子２３の反射型偏光素子２５および
二色性偏光素子２７の偏光透過軸α１，α２と光学素子
２３の位相差板２６の遅相軸βとの成す角度θの２つ
を、評価のパラメータとして用いる。

【００５９】評価に用いた図１の構成の液晶表示装置２
１は、以下の手順で作成された。最初に、第２基板３６
上に、アクリル樹脂からなるフィルム転写型の無着色の
光拡散層４１が形成される。光拡散層４１の膜厚は２．
５μｍである。次に、アルミニウム−パラジウム化合物
（Ag-Pd）からなる金属薄膜が、半透過反射層３２とし
て、スパッタリング法を用いて、光拡散層４１の上に成
膜される。半透過反射層３２の膜厚は、４０ｎｍ(＝４
００Å)である。

【００６０】次に、赤（Ｒ）の着色層と緑（Ｇ）の着色
層と青（Ｂ）の着色層とからなるカラーフィルタ４２が
半透過反射層３２の上に形成され、さらに保護層４３が
カラーフィルタ４２の上に成膜される。カラーフィルタ
の膜厚は０．８μｍである。保護層４３の上には、ＩＴ
Ｏ（Indium Tin Oxide：インジウム−錫酸化物）から成
る薄膜が成膜され、さらに、第２電極４６として、ＩＴ
Ｏ薄膜がストライプ状にパターニングされる。第２電極
４６の上面には、ポリイミドからなる第２配向膜４８が
成膜されており、かつ、第２配向膜４８の表面は、ラビ
ング等によって、２５０度ツイストとなるように配向処
理されている。

【００６１】次に、第１基板３５の上面に、ＩＴＯから
成る薄膜が成膜され、さらに、第１電極４５として、Ｉ
ＴＯ薄膜がストライプ状にパターニングされる。第１電
極４５の上面には、ポリイミドからなる第１配向膜４７
が成膜されており、かつ、第１配向膜４７の表面は、ラ
ビング等によって、２５０度ツイストとなるように配向
処理されている。

【００６２】各配向膜形成後の第１基板３５および第２
基板３６のいずれか一方の配向膜側に、プラスチックビ
ーズが散布され、配向膜の周辺部にシール材が塗布され
る。次いで、配向膜同士が最近接するように位置合わせ
された状態で、第１基板３５と第２基板３６とが加圧封
着される。封着後の第１配向膜４７と第２配向膜４８と
の距離であるセル厚は、５μｍである。封着後の第１基
板３５と第２基板３６との間隙には、２５０度のツイス
ト角と５μｍのセル厚とを有する液晶表示装置２１の構
成に最適化されたカイラル剤が添加されたネマティック
液晶が注入され、封止される。これによって、液晶セル
が完成する。

【００６３】液晶セル完成後、第１基板３５の液晶層３
０と反対側に、光学補償用の第１および第２位相差板３
７，３８が配置され、第２位相差板３８の液晶層３０と
反対側に、第１偏光素子３１が配置される。また、第２
基板３６の液晶層３０と反対側は、光学補償用の第３お
よび第４位相差板３９，４０が配置される。第４位相差
板４０の液晶層３０とは反対側に、図２の光学素子２３
が、二色性偏光素子２７、位相差板、反射型偏光素子２
５の順で第４位相差板４０から遠ざかるように、配置さ
れる。光学素子２３の液晶層３０とは反対側には、白色
光を放射する光源が、照明部３３として取り付けられ
る。以上の手順によって、評価用の液晶表示装置２１が
得られる。

【００６４】評価に用いた５通りの液晶表示装置２１に
備えられる各位相差板のレタデーションおよび軸角度、
ならびに各偏光素子の軸角度は、光学素子２３の位相差
板２６のレタデーションおよび軸角度だけが異なり、他
は相互に共通である。すなわち、第１〜第４位相差板３
７〜４０と第１偏光素子３１と光学素子２３の二色性偏
光素子２７と光学素子２３の反射型偏光素子２５との構
成は、評価に用いた５通りの液晶表示装置２１のどれも
が、以下の構成になっている。なお、本明細書におい
て、各位相差板および各偏光素子の軸角度は、液晶分子
の配向方向、すなわち最寄りの配向膜のラビング方向を
基準の０度として、時計回りを正とし、反時計回りを負
として示す。また本明細書において、任意の２本の軸の
成す角度は、別途断らない限り、時計回りを正とし、反
時計回りを負として示す。

【００６５】

【表１】

【００６６】第１基板３５側の位相差板３７，３８およ
び偏光素子３１の構成は、図３（Ａ）および表１に示す
通りである。すなわち、第１基板３５に最近接する液晶
分子の配向方向５１を基準として、第１位相差板３７の
遅相軸５２の軸角度が−５５度、第２位相差板３８の遅
相軸５３の軸角度が−５度、第１偏光素子３１である二
色性偏光素子の偏光透過軸５４の軸角度が６２．５度と
なるように、第１位相差板３７と第２位相差板３８と第
１偏光素子３１とがこの順で第１基板３５側から順に貼
付けられている。なお、第１位相差板３７のレタデーシ
ョンは１８０ｎｍに選ばれ、第２位相差板３８のレタデ
ーションは６７０ｎｍに選ばれ、液晶層３０のレタデー
ションは８００ｎｍに選ばれている。

【００６７】

【表２】

【００６８】第２基板３６側の位相差板３８，３９およ
び偏光素子２７，２５の構成は、図３（Ｂ）および表２
に示す通りである。すなわち、第２基板３６に最近接す
る液晶分子の配向方向５５を基準として、第３位相差板
３９の遅相軸５６の軸角度が７０度、第４位相差板４０
の遅相軸５７の軸角度が−１０度、光学素子２３の反射
型偏光素子２５および二色性偏光素子２７の偏光透過軸
α１，α２の軸角度がそれぞれ０度となるように、第３
位相差板３９と第４位相差板４０と光学素子２３の二色
性偏光素子２７と光学素子２３の位相差板２６と光学素
子２３の反射型偏光素子２５とが、順に貼付けられてい
る。なお、第３位相差板３９のレタデーションは１４０
ｎｍに選ばれ、第４位相差板４０のレタデーションは２
７０ｎｍに選ばれている。

【００６９】なお、以下の５通りの評価例のうちの第１
〜第４実現例において、第１〜第４位相差板３７〜４０
として、株式会杜日東電工製の「ＮＲＦ」(商品名)を用
いている。また第１〜第４実現例において、二色性偏光
素子２７として、株式会杜日東電工製の「ＥＧ１４２５
ＤＵ」(商品名)を用いている。また第１〜第４実現例に
おいて、反射型偏光素子２５として、株式会社住友３Ｍ
製の「ＤＢＥＦ」（商品名）を用いている。「ＤＢＥ
Ｆ」は、二種の高分子フィルムを積層した構成であり、
屈折率異方性による反射率の異方性を利用している。

【００７０】以下の評価では、評価対象の液晶表示装置
２１の透過白色表示時および反射白色表示時の表示面の
色度および透過率を、評価のパラメータとして用いる。
また、色度は、ＸＹＺ表示系で表し、かつ、ｘ値とｙ値
とだけを評価する。またＸＹＺ表示系のｘ値とｙ値と
を、「（ｘ，ｙ）＝（ｐ，ｑ）」（ｐ、ｑはそれぞれ数
値）として示すこともある。図４は、以下に説明する第
１〜第４実現例において、評価対象の液晶表示装置２１
の透過白色表示のｘ−ｙ色度図である。

【００７１】以下の評価において、評価対象の液晶表示
装置２１の反射白色色表示時の表示面の色度の測定に
は、ミノルタ製のＣＭ−１０００(Ｃ光源２度視野）を
用い、赤緑青の全画素がＯＮ状態の状況下にて、表示面
の色度を測定した。また、以下の評価において、評価対
象の液晶表示装置２１の透過白色表示時の表示面の色度
の測定には、ＴＯＰＣＯＮ製のＢＭ−５を用い、赤緑青
の全画素がＯＮ状態の状況下にて、表示面の色度を測定
した。本評価実験において、液晶表示装置２１の透過白
色表示時および反射白色表示時の表示面の色度は、該液
晶表示装置２１内の光学素子２３の透過光の色度に相当
する。

【００７２】本明細書において、透過白色色表示時と
は、透過表示時において、赤の画素と緑の画素と青の画
素とが全てＯＮ状態になっている場合を指す。本明細書
において、反射白色色表示時とは、反射表示時におい
て、赤の画素と緑の画素と青の画素とが全てＯＮ状態に
なっている状態を指す。液晶表示装置２１において、透
過白色表示時および反射白色表示時のどちらであって
も、赤の画素と緑の画素と青の画素とが全てＯＮ状態に
なっている状態では、赤緑青の全画素が全て光を透過し
ていて表示面全体の画面色が白色になる筈である。

【００７３】比較例について、以下に説明する。まず、
図２の光学素子２３による透過表示時の色度変化を評価
する基準として、二色性偏光素子２７と反射型偏光素子
２５との間に配置されている位相差板を図２の光学素子
２３から省いた構成の基準用の光学素子を備えた液晶表
示装置２１に関して、透過白色色表示時および反射白色
表示時のＸＹＺ表示系における色度および透過率につい
て評価を行った。この結果、透過白色表示時の表示面の
色度は、（ｘ，ｙ）＝（０．３１０，０．３３０）であ
った。また透過率は、２．７％であった。なお、反射白
色表示時の表示面の色度は、（ｘ，ｙ）＝（０．３１
５，０．３３９)であった。

【００７４】比較例の液晶表示装置２１における透過白
色表示時および反射白色表示時の表示面の色度は、二色
性偏光素子２７と反射型偏光素子２５とだけを備える基
準用の光学素子の透過光の色度に相当する。以後の第１
〜第４実現例では、比較例において測定された透過白色
表示時および反射白色表示時の表示面の色度のｘ値およ
びｙ値を、透過白色表示時および反射白色表示時の色度
のｘ値およびｙ値の基準値としてそれぞれ用い、比較例
において測定された透過率を、透過率の基準値として用
いる。また以後の説明では、上述した色度のｘ値および
ｙ値の基準値に対する測定された色度のｘ値およびｙ値
の差を、「白色のｘ値およびｙ値の色度変化」と称する
ことがある。

【００７５】第１実現例について、以下に説明する。第
１実現例では、反射表示時の色度を変化させることな
く、透過表示時の色を青に着色することを目的に、光学
素子２３の位相差板２６の適当なレタデーションを選択
し、光学素子２３の反射型偏光素子２５および二色性偏
光素子２７の偏光透過軸α１，α２と位相差板２６の遅
相軸５９のなす角度をパラメータとして、透過表示時の
色度変化について評価を行った。

【００７６】まず、光学素子２３の位相差板２６のレタ
デーションは、青色光の波長に相当する４１０ｎｍを選
択した。次に、光学素子２３の反射型偏光素子２５およ
び二色性偏光素子２７の偏光透過軸α１，α２に対する
光学素子２３の位相差板２６の遅相軸βのなす角度θ
は、該偏光透過軸α１，α２を基準の０度として、０
度、１０度、２０度、および３０度の４通りにそれぞれ
に設定した。以後、「光学素子２３の反射型偏光素子２
５および二色性偏光素子２７の偏光透過軸α１，α２に
対する光学素子２３の位相差板２６の遅相軸βのなす角
度θ」を「光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角度
θ」と略称する。

【００７７】

【表３】

【００７８】表３（ａ）は、第１実現例の液晶表示装置
２１において、光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角
度θを上記４条件に設定した場合の透過白色表示時なら
びに反射白色表示時の白色表示の色度および透過率につ
いて測定を行った結果を示す。表３（ｂ）は、色度の基
準値に対する表３（ａ）の色度の差、および透過率の基
準値に対する表３（ａ）の透過率の減少率を示す。表３
（ｃ）は、第１実現例の液晶表示装置２１の光学素子２
３の反射型偏光素子２５を二色性偏光素子２７に置換え
た構成の液晶表示装置２１において、光学素子２３の偏
光素子−位相差板軸角度θを上記４条件に設定した場合
の透過白色表示時の透過率を示す。図４の折線Ｃ１は、
第１実現例における液晶表示装置２１の透過白色表示時
の表示面の色のｘ値およびｙ値の変化を示す。

【００７９】第１実現例の評価実験の結果、表３（ａ）
および表３（ｂ）に示すように、光学素子２３の反射型
偏光素子２５および二色性偏光素子２７の偏光透過軸α
１，α２に対する光学素子２３の位相差板２６の遅相軸
βのなす角度θが大きくなるにつれて、透過光の着色が
強くなり、透過白色表示時の表示面の色度が青に着色さ
れていることがわかる。さらに、反射白色表示時の色度
は、光学素子２３の位相差板２６の有無および光学素子
２３の偏光素子−位相差板軸角度θに全く依存せず、変
化していないことがわかる。また、表３（ｃ）に示すよ
うに、光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角度θの全
ての条件において、二色性偏光素子２７に置換えたもの
を用いる場合よりも反射型偏光素子２５を用いる場合の
ほうが、透過白色表示時の透過率が、約２０％程度、よ
り向上していることがわかる。

【００８０】このように、図２の光学素子２３の位相差
板２６のレタデーションを４１０ｎｍに設定することに
よって、図１の液晶表示装置２１の透過白色表示時の表
示面を青く着色することができる。すなわち、図１の液
晶表示装置２１の透過白色表示時の表示面の色度が所望
の色度になるように、反射型偏光素子２５および二色性
偏光素子２７の偏光透過軸α１，α２と光学素子２３の
位相差板２６と遅相軸βのなす角度θを設定することに
よって、反射表示時の表示面の色度を全く損ねることな
く透過表示時の表示面の色度を自由に調整することがで
き、かつ高い透過率を得ることができる。

【００８１】表３（ｂ）を参照すると、光学素子２３の
位相差板２６による着色は、光学素子２３の偏光素子−
位相差板軸角度θが０度から１０度の範囲内では、透過
表示時の白色のｘ値またはｙ値の色度変化が小さく０．
００５程度以下であるため、目視では、色度変化を識別
することは難しい。さらに光学素子２３の偏光素子−位
相差板軸角度θが２０度以上になると、反射表示時に対
する透過表示時の白色のｘ値またはｙ値の色度変化が大
きく、０．０２程度以上になり、着色が非常に強くな
る。したがって、青色着色時の光学素子２３の偏光素子
−位相差板軸角度θは、１０度以上２０度以下であるこ
とが望ましい。

【００８２】第２実現例について、以下に説明する。第
２実現例では、反射表示時の色度を変化させることな
く、透過表示時の色を緑に着色することを目的に、第１
実現例と同等の手順で評価を行った。まず、光学素子２
３の位相差板２６のレタデーションは、緑色光の波長に
相当する５２０ｎｍを選択した。次に、光学素子２３の
偏光素子−位相差板軸角度θは、第１実現例と同様に、
光学素子２３の反射型偏光素子２５および二色性偏光素
子２７の偏光透過軸α１，α２を基準の０度として、０
度、１０度、２０度、および３０度の４通りにそれぞれ
に設定した。

【００８３】

【表４】

【００８４】表４（ａ）は、第２実現例の液晶表示装置
２１において、光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角
度θを上記４条件に設定した場合の透過白色表示時なら
びに反射白色表示時の白色表示の色度および透過率につ
いて測定を行った結果を示す。表４（ｂ）は、色度の基
準値に対する表４（ａ）の色度の差、および透過率の基
準値に対する表４（ａ）の透過率の減少率を示す。表４
（ｃ）は、第２実現例の液晶表示装置２１の光学素子２
３の反射型偏光素子２５を二色性偏光素子２７に置換え
た構成の液晶表示装置２１において、光学素子２３の偏
光素子−位相差板軸角度θを上記４条件に設定した場合
の透過白色表示時の透過率を示す。図４の折線Ｃ２は、
第２実現例における液晶表示装置２１の透過白色表示時
の表示面の色のｘ値およびｙ値の変化を示す。

【００８５】第２実現例の評価実験の結果、表４（ａ）
および表４（ｂ）に示すように、光学素子２３の偏光素
子−位相差板軸角度θが大きくなるにつれて、透過光の
着色が強くなり、透過白色表示時の表示面の色度が緑に
着色されていることがわかる。さらに、反射白色表示時
の色度は、光学素子２３の位相差板２６の有無および光
学素子２３の偏光素子−位相差板軸角度θに全く依存せ
ず、変化していないことがわかる。また、表４（ｃ）に
示すように、光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角度
θの全ての条件において、二色性偏光素子２７に置換え
た場合よりも反射型偏光素子２５を用いる場合のほう
が、透過白色表示時の透過率が、約２０％程度、より向
上していることがわかる。

【００８６】このように、図２の光学素子２３の位相差
板２６のレタデーションを５２０ｎｍに設定することに
よって、図１の液晶表示装置２１の透過白色表示時の表
示面の色度を緑色に着色することができる。すなわち、
図１の液晶表示装置２１の透過白色表示時の表示面の色
度が所望の色度になるように、反射型偏光素子２５およ
び二色性偏光素子２７の偏光透過軸α１，α２と光学素
子２３の位相差板２６の遅相軸βのなす角度θを設定す
ることによって、反射表示時の表示面の色度を全く損ね
ることなく透過表示時の表示面の色度を自由に調整する
ことができ、かつ高い透過率を得ることができる。

【００８７】表４（ｂ）を参照すると、光学素子２３の
位相差板２６による着色は、光学素子２３の偏光素子−
位相差板軸角度θが０度から２０度の範囲内では、透過
表示時の白色のｘ値またはｙ値の色度変化が小さく０．
００５程度以下であるため、目視では、色度変化を識別
することは難しい。したがって、緑色着色時の光学素子
２３の偏光素子−位相差板軸角度θは、２０度以上であ
ることが望ましい。緑色着色時の光学素子２３の偏光素
子−位相差板軸角度θの上限は、たとえば、透過表示時
の白色のｘ値またはｙ値の色度変化が０．０２程度以上
になり、着色が非常に強くなる角度である。

【００８８】第３実現例について、以下に説明する。第
３実現例では、反射表示時の色度を変化させることな
く、透過表示時の色を黄色に着色することを目的に、第
１実現例と同等の手順で評価を行った。まず、光学素子
２３の位相差板２６のレタデーションは、黄色光の波長
に相当する５８０ｎｍを選択した。次に、光学素子２３
の偏光素子−位相差板軸角度θは、第１実現例と同様
に、光学素子２３の反射型偏光素子２５および二色性偏
光素子２７の偏光透過軸α１，α２を基準の０度とし
て、０度、１０度、２０度、および３０度の４通りにそ
れぞれに設定した。

【００８９】

【表５】

【００９０】表５（ａ）は、第３実現例の液晶表示装置
２１において、光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角
度θを上記４条件に設定した場合の透過白色表示時なら
びに反射白色表示時の白色表示の色度および透過率につ
いて測定を行った結果を示す。表５（ｂ）は、色度の基
準値に対する表５（ａ）の色度の差、および透過率の基
準値に対する表５（ａ）の透過率の減少率を示す。表５
（ｃ）は、第３実現例の液晶表示装置２１の光学素子２
３の反射型偏光素子２５を二色性偏光素子２７に置換え
た構成の液晶表示装置２１において、光学素子２３の偏
光素子−位相差板軸角度θを上記４条件に設定した場合
の透過白色表示時の透過率を示す。図４の折線Ｃ３は、
第３実現例における液晶表示装置２１の透過白色表示の
表示面の色のｘ値およびｙ値の変化を示す。

【００９１】第３実現例の評価実験の結果、表５（ａ）
および表５（ｂ）に示すように、光学素子２３の偏光素
子−位相差板軸角度θが大きくなるにつれて、透過光の
着色が強くなり、透過白色表示時の表示面の色度が黄色
に着色されていることがわかる。さらに、反射白色表示
時の色度は、光学素子２３の位相差板２６の有無および
光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角度θに全く依存
せず、変化していないことがわかる。また、表５（ｃ）
に示すように、光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角
度θの全ての条件において、二色性偏光素子２７に置換
えた場合よりも反射型偏光素子２５を用いる場合のほう
が、透過白色表示時の透過率が、約２０％程度、より向
上していることがわかる。

【００９２】このように、図２の光学素子２３の位相差
板２６のレタデーションを５８０ｎｍに設定することに
よって、図１の液晶表示装置２１の透過白色表示時の表
示面の色度を黄色に着色することができる。すなわち、
図１の液晶表示装置２１の透過白色表示時の表示面の色
度が所望の色度になるように、反射型偏光素子２５およ
び二色性偏光素子２７の偏光透過軸α１，α２と光学素
子２３の位相差板２６の遅相軸βのなす角度θを設定す
ることによって、反射表示時の表示面の色度を全く損ね
ることなく透過表示時の表示面の色度を自由に調整する
ことができ、かつ高い透過率を得ることができる。

【００９３】表５（ｂ）を参照すると、光学素子２３の
位相差板２６による着色は、光学素子２３の偏光素子−
位相差板軸角度θが０度から１０度の範囲内では、透過
表示時の白色のｘ値またはｙ値の色度変化が小さく０．
００５程度以下であるため、目視では、色度変化を識別
することは難しい。さらに光学素子２３の偏光素子−位
相差板軸角度θが３０度以上になると、透過表示時の白
色のｘ値またはｙ値の色度変化が大きく、０．０２程度
以上になり、着色が非常に強くなる。したがって、黄色
着色時の光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角度θ
は、１０度以上３０度以下であることが望ましい。

【００９４】第４実現例について、以下に説明する。第
４実現例では、反射表示時の色度を変化させることな
く、透過表示時の色を赤色に着色することを目的に、第
１実現例と同等の手順で評価を行った。まず、光学素子
２３の位相差板２６のレタデーションは、黄色光の波長
に相当する６１０ｎｍを選択した。次に、光学素子２３
の偏光素子−位相差板軸角度θは、第１実現例と同様
に、光学素子２３の反射型偏光素子２５および二色性偏
光素子２７の偏光透過軸α１，α２を基準の０度とし
て、０度、１０度、２０度、および３０度の４通りにそ
れぞれに設定した。

【００９５】

【表６】

【００９６】表６（ａ）は、第４実現例の液晶表示装置
２１において、光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角
度θを上記４条件に設定した場合の透過白色表示時なら
びに反射白色表示時の白色表示の色度および透過率につ
いて測定を行った結果を示す。表６（ｂ）は、色度の基
準値に対する表６（ａ）の色度の差、および透過率の基
準値に対する表６（ａ）の透過率の減少率を示す。表６
（ｃ）は、第４実現例の液晶表示装置２１の光学素子２
３の反射型偏光素子２５を二色性偏光素子２７に置換え
た構成の液晶表示装置２１において、光学素子２３の偏
光素子−位相差板軸角度θを上記４条件に設定した場合
の透過白色表示時の透過率を示す。図４の折線Ｃ４は、
第４実現例における液晶表示装置２１の透過白色表示時
の表示面の色のｘ値およびｙ値の変化を示す。

【００９７】第４実現例の評価実験の結果、表６（ａ）
および表６（ｂ）に示すように、光学素子２３の偏光素
子−位相差板軸角度θが大きくなるにつれて、透過光の
着色が強くなり、透過白色表示時の表示面の色度が赤色
に着色されていることがわかる。さらに、反射白色表示
時の色度は、光学素子２３の位相差板２６の有無および
光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角度θに全く依存
せず、変化していないことがわかる。また、表６（ｃ）
に示すように、光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角
度θの全ての条件において、二色性偏光素子２７に置換
えた場合よりも反射型偏光素子２５を用いる場合のほう
が、透過白色表示時の透過率が、約２０％程度、より向
上していることがわかる。

【００９８】このように、図２の光学素子２３の位相差
板２６のレタデーションを６１０ｎｍに設定することに
よって、図１の液晶表示装置２１の透過白色表示時の表
示面の色度を赤色に着色することができる。また、図１
の液晶表示装置２１の透過白色表示時の表示面の色度が
所望の色度になるように、反射型偏光素子２５および二
色性偏光素子２７の偏光透過軸α１，α２と光学素子２
３の位相差板２６の遅相軸βのなす角度θを設定するこ
とによって、反射表示時の表示面の色度を全く損ねるこ
となく透過表示時の表示面の色度を自由に調整すること
ができ、かつ高い透過率を得ることができる。

【００９９】表６（ｂ）を参照すると、光学素子２３の
位相差板２６による着色は、光学素子２３の偏光素子−
位相差板軸角度θが０度以下範囲内では、透過表示時の
白色のｘ値またはｙ値の色度変化が小さく０．００５程
度以下であるため、目視では、色度変化を識別すること
は難しい。さらに光学素子２３の偏光素子−位相差板軸
角度θが２０度以上になると、反射表示時に対する透過
表示時の白色のｘ値またはｙ値の色度変化が大きく、
０．０２程度以上になり、着色が非常に強くなる。した
がって、赤色着色時の光学素子２３の偏光素子−位相差
板軸角度θは、０度以上２０度以下であることが望まし
い。

【０１００】以上説明した第１〜第４実現例において、
着色すべき色に対応する波長を中心として±３０ｎｍの
範囲内で、光学素子２３の位相差板２６のレタデーショ
ンを必要に応じて選択することによって、図２の光学素
子２３の透過光の色度を微調整することができる。第１
〜第４実現例では、反射型偏光素子２５として、二種の
高分子フィルムを積層した構造を有し、屈折率異方性に
よる反射率の異方性を利用する構成の偏光素子を用いた
が、コレステリック液晶層３０と１/４λ板を用いた反
射型偏光素子２５を代りに用いても、全く同等の効果が
得られる。

【０１０１】さらにまた、第１〜第４実現例において説
明したように、光学素子２３の偏光素子−位相差板軸角
度θを調整することによって、液晶表示装置２１の透過
表示時の表示面の着色の濃さ、すなわち光学素子２３の
透過光の着色の濃さを、自由に調整することができる。
偏光素子−位相差板軸角度θの実用上必要充分な着色の
濃さが得られる許容範囲の下限値は、図２の光学素子２
３全体の透過光が目視では色度変化を識別することが難
しい程度の色度変化を起す角度である。前記許容範囲の
上限値は、図２の光学素子２３の透過光の着色が非常に
濃くなるような色度変化を起す角度である。

【０１０２】具体的には、前記下限値は、透過光の色度
のｘ値の基準値に対する図２の光学素子２３全体の透過
光の色のＸＹＺ表色系のｘ値の差と透過光の色度のｙ値
の基準値に対する図２の光学素子２３全体の透過光の色
のＸＹＺ表色系のｙ値の差とのうちの少なくとも一方が
０．００５になる場合の偏光素子−位相差板軸角度θで
ある。具体的には、前記上限値は、透過光の色度のｘ値
の基準値に対する図２の光学素子２３全体の透過光の色
のＸＹＺ表色系のｘ値の差と透過光の色度のｙ値の基準
値に対する図２の光学素子２３全体の透過光の色のＸＹ
Ｚ表色系のｙ値の差とのうちの少なくとも一方が０．０
２になる場合の偏光素子−位相差板軸角度θである。こ
のように、光学素子２３全体の透過光の色のＸＹＺ表色
系のｘ値またはｙ値と基準値との差が０．００５以上
０．０２以下の範囲内になる場合の偏光素子−位相差板
軸角度θが光学素子２３に採用されているならば、反射
型偏光素子から入射して二色性偏光素子を透過する光の
着色の度合を、実用上必要充分な程度に制御することが
できる。

【０１０３】本実施の形態の光学素子２３および液晶表
示装置２１は、それぞれ、本発明の光学素子および液晶
表示装置の例示であり、主要な構成および動作が等しけ
れば、他の様々な形で実現することができる。また、図
１の液晶表示装置２１の各構成部品の詳細な構成および
動作は、同じ効果が得られるならば、上述の構成および
動作に限らず、他の構成および動作によって実現されて
もよい。さらにまた、図２の光学素子２３の各構成部品
の詳細な構成および動作は、同じ効果が得られるなら
ば、上述の構成および動作に限らず、他の構成および動
作によって実現されてもよい。

【０１０４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、色度調整
用の光学素子は、反射型偏光素子と位相差板と二色性偏
光素子とが同一光路上に積層され、かつ、反射型偏光素
子の偏光透過軸が二色性偏光素子の偏光透過軸と一致す
るように配置されている。これによって、光学素子は、
位相差板のレタデーションを調整するだけで、反射型偏
光素子側から入射して二色性偏光素子側に透過する光を
着色することができ、かつ、高い透過率を達成すること
ができる。

【０１０５】また本発明によれば、光学素子の位相差板
のレタデーションは、着色すべき色の波長と等しい値に
選ばれている。これによって，光学素子は、光学素子自
体を透過する光を、着色すべき色に着色することができ
る。さらにまた本発明によれば、光学素子には、レタデ
ーションが４１０±３０ｎｍの位相差板が用いられてい
る。これによって光学素子は、光学素子自体を透過する
光を、青色系の色に着色することができる。また本発明
によれば、光学素子には、レタデーションが５２０±３
０ｎｍの位相差板が用いられている。これによって光学
素子は、光学素子自体を透過する光を、緑色系の色に着
色することができる。さらにまた本発明によれば、光学
素子には、レタデーションが５８０±３０ｎｍの位相差
板が用いられている。これによって光学素子は、光学素
子自体を透過する光を、黄色系の色に着色することがで
きる。また本発明によれば、光学素子には、レタデーシ
ョンが６４０±３０ｎｍの位相差板が用いられている。
これによって光学素子は、光学素子自体を透過する光
を、赤色系の色に着色することができる。

【０１０６】さらにまた本発明によれば、光学素子全体
の透過光の色のＸＹＺ表色系のｘ値またはｙ値と基準値
との差が０．００５以上０．０２以下の範囲内になる場
合の前記反射型偏光素子および前記二色性偏光素子の偏
光透過軸に対する前記位相差板の遅相軸の成す角度が、
光学素子に採用されている。これによって光学素子は、
光学素子全体の透過光への着色の度合を、実用上必要充
分な程度に容易に制御することができる。

【０１０７】また以上のように本発明によれば、半透過
型の液晶表示装置は、照明手段、光学素子の反射型偏光
素子、光学素子の位相差板、光学素子の二色性偏光素
子、半透過反射層、液晶層、および第１偏光素子が、１
本の光路上にこの順で積層した構成を有する。これによ
って液晶表示装置は、反射表示時の表示面の色度を全く
損ねることなく、透過時表示時の表示面の色度を独立し
て調整することができ、同時に高い透過率を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である液晶表示装置２１
の概略的構成を示す断面図である。

【図２】図１の液晶表示装置２１に備えられる色度調整
用の光学素子２３の概略的構成を示す断面図である。

【図３】比較例ならびに第１〜第４実現例における図１
の液晶表示装置２１の第１基板３５側の位相差板３７，
３８および偏光素子３１の軸角度の関係を示す図と、比
較例ならびに第１〜第４実現例における図１の液晶表示
装置２１の第２基板３６側の位相差板２６，３９，４０
および偏光素子２５，２７の軸角度の関係を示す図とで
ある。

【図４】第１〜第４実現例における図１の液晶表示装置
２１の透過白色表示時の表示面の色のｘ−ｙ色度図であ
る。

【図５】従来技術の液晶表示装置１の概略的構成を示す
断面図である。

【符号の説明】

２１ 液晶表示装置 ２３ 光学素子 ２５ 反射型偏光素子 ２６ 位相差板 ２７ 二色性偏光素子 ３０ 液晶層 ３１ 第１偏光素子 ３２ 半透過反射層 ３３ 照明部 α１ 光学素子の反射型偏光素子の偏光透過軸 α２ 光学素子の二色性偏光素子の偏光透過軸 β 光学素子の位相差板の遅相軸 θ 光学素子の反射型偏光素子および二色性偏光素子の
偏光透過軸に対する光学素子の位相差板の遅相軸のなす
角度

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０ 1/13363 1/13363 (72)発明者 福島 浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 BA03 BA20 DA01 DA02 DA04 DB01 DE00 2H049 BA02 BA06 BA17 BB03 BB62 BC22 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA41Z FD06 GA16 HA10 KA02 LA16 LA30

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め定める基準振動方向の偏光光を透過
   し、該基準振動方向と直交する偏光光を反射する反射型
   偏光素子と、 反射型偏光素子を通る光路上に、自身の偏光透過軸が反
   射型偏光素子の偏光透過軸と平行になるように配置さ
   れ、かつ、予め定める基準振動方向の偏光光を透過し、
   該基準振動方向と直交する偏光光を吸収する二色性偏光
   素子と、 反射型偏光素子と二色性偏光素子の間に配置される位相
   差板とを含むことを特徴とする光学素子。
2. 【請求項２】 前記位相差板のレタデーションが、着色
   すべき色に対応する光の波長に選ばれていることを特徴
   とする請求項１記載の光学素子。
3. 【請求項３】 前記位相差板のレタデーションが、３８
   ０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長に選ばれていることを
   特徴とする請求項２記載の光学素子。
4. 【請求項４】 前記位相差板のレタデーションが、４９
   ０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長に選ばれていることを
   特徴とする請求項２記載の光学素子。
5. 【請求項５】 前記位相差板のレタデーションが、５５
   ０ｎｍ以上６１０ｎｍ未満の波長に選ばれていることを
   特徴とする請求項２記載の光学素子。
6. 【請求項６】 前記位相差板のレタデーションが、６１
   ０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長に選ばれていることを
   特徴とする請求項２記載の光学素子。
7. 【請求項７】 前記反射型偏光素子および前記二色性偏
   光素子の偏光透過軸に対する前記位相差板の遅相軸の成
   す角度が、前記反射型偏光素子の透過光が直接前記二色
   性偏光素子に入射する場合の前記二色性偏光素子の透過
   光の色のＸＹＺ表色系のｘ値およびｙ値を基準値とし
   て、前記二色性偏光素子の透過光の色のＸＹＺ表色系の
   ｘ値またはｙ値と基準値との差が０．００５以上０．０
   ２以下の範囲内になる場合の前記偏光透過軸に対する前
   記遅相軸の成す角度に選ばれていることを特徴とする請
   求項１〜６のうちのいずれか１項記載の記載の光学素
   子。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のうちのいずれか１項に記
   載の光学素子と、 光学素子の二色性偏光素子側に配置される液晶層と、 液晶層の光学素子とは反対側に配置される第１偏光素子
   と、 光学素子の二色性偏光素子と液晶層との間に配置される
   半透過反射層と、 光学素子の反射型偏光素子側に配置される照明手段とを
   含むことを特徴とする液晶表示装置。