(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記反射偏光板に対して前記液晶パネルと反対側に設けられた光源とを有し、該光源は前記反射偏光板の反射波長範囲内の光を主に発光する
ことを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
請求項１に記載の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。
【発明の詳細な説明】
［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、ウォッチ、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った表示が喜ばれる。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、ＥＣＢやＳＴＮの複屈折干渉を利用する方法や、カラー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、「液晶デバイスハンドブック」（日刊工業新聞社発行、１９８９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ー表示を行う方法は、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ったり、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、前記反射偏光板に対して前記液晶パネルと反対側に設けられた光源とを有し、該光源は前記反射偏光板の反射波長範囲内の光を主に発光することを特徴とする。
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。
【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１０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１１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１２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１３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１４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１５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ＬＥＤランプが発する光の分光特性を示す図である。
第１６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、１０１は偏光板、１０２は位相差フィルム、１０３は上側ガラス基板、１０４は透明電極、１０５は液晶層、１０６はシール部、１０７は下側ガラス基板、１０８は光散乱板、１０９は反射偏光板、１１０は光吸収層である。偏光板１０１と位相差フィルム１０２、位相差フィルム１０２と上側ガラス基板１０３、下側ガラス基板１０７と光散乱版１０８、光散乱版１０８と反射偏光板１０９、反射偏光板１０９と光吸収層１１０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１０４の間は広く離して描いてあるが、これは図を明解にするためであって、実際には数μｍから十数μｍの狭いギャ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、スペーサー・ボール、ドライバーＩＣ、駆動回路等の要素も不可欠であるが、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１０１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イプの偏光板であって、ヨウ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１０２は、例えばポリカーボネート樹脂の一軸延伸フィルムであって、ＳＴＮ型液晶装置の表示の着色を補償するために利用される。ＴＮ型液晶装置の場合には省略されることが多い。
液晶層１０５は１８０度から２７０度ねじれたＳＴＮ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９０°ねじれたＴＮ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１０８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１０７と反射偏光板１０９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１０８、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が、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１０７と反射偏光板１０９の間以外にも、１０５に接した位置、１０２と１０３の間や１０１の上面であっても良い。
光吸収層１１０には、黒色ビニールシートや黒紙を接着するか、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１０９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：ＷＯ９５／１７３０３、ＷＯ９５／１７６９１、ＷＯ９５／１７６９２、ＷＯ９５／１７６９９、ＷＯ９５／２７９１９、ＷＯ９６／１９３４７、ＷＯ９７／０１４３９、ＷＯ９７／０１４４０、ＷＯ９７／０１６１０、ＷＯ９７／０１７２６、ＷＯ９７／０１７７４、ＷＯ９７／０１７７８、ＷＯ９７／０１７８０、ＷＯ９７／０１７８１、ＷＯ９７／０１７８８、ＷＯ９７／０１７８９、ＷＯ９７／０７６５３）に開示されている。またこのような反射偏光板は３Ｍ社からＤ−ＢＥＦ（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って、二種類の高分子層２０１、２０２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が、その際に両者の常光線の屈折率が概ね等しくなるよう留意する。例えば、光弾性率の大きい材料としてＰＥＮ（２，６−ポリエチレン・ナフタレート）を、小さい材料としてｃｏＰＥＮ（７０−ナフタレート／３０−テレフタレート・コポリエステル）を選ぶことができる。両フィルムを交互に積層し、第２図の直交座標系２０３のｘ軸方向に適度に延伸したところ、ｘ軸方向の屈折率がＰＥＮ層において１．８８、ｃｏＰＥＮ層において１．６４となった。またｙ軸方向の屈折率はＰＥＮ層でもｃｏＰＥＮ層でもほぼ１．６４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、ＰＥＮ層とｃｏＰＥＮ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、ＰＥＮ層の光路長（屈折率と膜厚の積）と、ｃｏＰＥＮ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ＰＥＮ層とｃｏＰＥＮ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、３０１が青色偏光反射フィルム、３０２が緑色偏光反射フィルム、３０３が赤色偏光反射フィルム、３０４が透明ベースフィルムである。３０１、３０２、３０３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ＰＥＮ層とｃｏＰＥＮ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２５μｍである。また誘電体多層膜３０１、３０２、３０３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３０１、緑色偏光反射フィルム３０２、赤色偏光反射フィルム３０３の偏光特性を示す図である。４０１、４０２、４０３は、それぞれ３０１、３０２、３０３の反射軸方向の反射スペクトルであり、４１１、４１２、４１３は、それぞれ誘電体多層膜３０１、３０２、３０３の透過軸方向の反射スペクトルである。４０１、４０２、４０３は、それぞれの反射波長範囲が互いに重なり合っている。このような誘電体多層膜３０１、３０２、３０３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、縦軸は反射率であって、反射軸方向の反射スペクトルをそれぞれ５０１、６０１、７０１としてに、透過軸方向の反射スペクトルをそれぞれ５０２、６０２、７０２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、５００〜５９０ｎｍ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、青色偏光反射フィ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ー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８−２７１８３７号公報に開示されている。またこのような反射偏光板は、Ｍｅｒｃｋ社からＴｒａｎｓＭａｘ（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１０５のリターデーションとツイスト角、位相差フィルム１０２のリターデーションと光軸方向、吸収型偏光板１０１と反射偏光板１０９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１１０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、大変明るく鮮やかであり、視認性が高い。また反射偏光板１０９の反射自体は鏡面反射であるから、光散乱板１０８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。まず構成を説明する。第８図において、８０１は偏光板、８０２は位相差フィルム、８０３は上側ガラス基板、８０４は透明電極、８０５は液晶層、８０６はシール部、８０７は下側ガラス基板、８０８は光散乱板、８０９は反射偏光板、８１０は半光吸収層、８１１は導光板、８１２は光源ランプであり、光源ランプ８１２と導光板８１１とで光源としてのバックライト８１３を構成している。偏光板８０１位相差フィルム８０２、位相差フィルム８０２と上側ガラス基板８０３、下側ガラス基板８０７と光散乱板８０８、光散乱板８０８と反射偏光板８０９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８０１、位相差フィルム８０２、液晶層８０５、光散乱板８０８、反射偏光板８０９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１１０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１０％以上８０％以下、より好ましくは５０％以上７０％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Ｄ２０２（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、５９％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８１１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８１２としては、ＬＥＤ（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８１０、導光板８１１、光源ランプ８１２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ＥＬランプを利用すればもっ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９０１は偏光板、９０２は位相差フィルム、９０３は上側ガラス基板、９０４は下側ガラス基板、９０５は反射偏光板、９０６は光源、９０７は非選択領域の液晶、９０８は選択領域の液晶である。なお以下の説明においては、９０５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９０６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９１１、９１２は、偏光板９０１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が、反射偏光板９０５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が、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９０６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９１１、９１２についてはここでは考慮しない。光源９０６から発せられた光９１３、９１４は、反射偏光板９０５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、液晶パネルと位相差フィルムで変調され、偏光板９０１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が、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、その用途によっ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って、色付きを解消するものである。
第１０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１０図において、１００１は偏光板、１００２は位相差フィルム、１００３は上側ガラス基板、１００４は透明電極、１００５は液晶層、１００６はシール部、１００７は下側ガラス基板、１００８は光散乱板、１００９は反射偏光板、１０１０は偏光板、１０１１は半光吸収層、１０１２は導光板、１０１３は光源である。偏光板１００１と位相差フィルム１００２、位相差フィルム１００２と上側ガラス基板１００３、下側ガラス基板１００７と光散乱板１００８、光散乱板１００８と反射偏光板１００９、反射偏光板１００９と偏光板１０１０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１００１、位相差フィルム１００２、液晶層１００５、光散乱板１００８、反射偏光板１００９、半光吸収層１０１１、導光板１０１２、光源１０１３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１０１０としては、偏光板１００１と同じものも利用できるが、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、少なくともマゼンタ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１１図において１１０１は偏光板、１１０２は位相差フィルム、１１０３は上側ガラス基板、１１０４は下側ガラス基板、１１０５は反射偏光板、１１０６は偏光板、１１０７は光源、１１０８は非選択領域の液晶、１１０９は選択領域の液晶である。なお以下の説明においては、１１０５として第５図に示した特性を有する緑色反射偏光板を、１１０７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いる。
まず光源１１０７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１１１１、１１１２は、偏光板１１０１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が、反射偏光板１１０５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が、透過したマゼンタ色成分は、偏光板１１０６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１１０７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１１０７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１１１１、１１１２はここでは考慮しない。光源１１０７から発せられた光１１１３、１１１４は、偏光板１１０６によって直線偏光に変換され、そのまま反射偏光板１１０５を透過する。この光は、液晶パネルと位相差フィルムとで変調され、偏光板１１０１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が、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１２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１２図において、１２０１は偏光板、１２０２は位相差フィルム、１２０３は上側ガラス基板、１２０４は透明電極、１２０５は液晶層、１２０６はシール部、１２０７は下側ガラス基板、１２０８は光散乱板、１２０９は反射偏光板、１２１０はカラーフィルム、１２１１は導光板、１２１２は光源である。偏光板１２０１と位相差フィルム１２０２、位相差フィルム１２０２と上側ガラス基板１２０３、下側ガラス基板１２０７と光散板１２０８、光散乱板１２０８と反射偏光板１２０９、反射偏光板１２０９とカラーフィルム１２１０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１２０１、位相差フィルム１２０２、液晶層１２０５、光散乱板１２０８、反射偏光板１２０９、導光板１２１１、光源１２１２については、第２の実施の形態と同様のものを利用した。
カラーフィルム１２１０は、主として反射偏光板１２０９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１４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８１０や、第３の実施の形態における第１０図の半光吸収フィルム１０１１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１３図において１３０１は偏光板、１３０２は位相差フィルム、１３０３は上側ガラス基板、１３０４は下側ガラス基板、１３０５は反射偏光板、１３０６はカラーフィルム、１３０７は光源、１３０８は非選択領域の液晶、１３０９は選択領域の液晶である。なお以下の説明においては、１３０５として第５図に示した特性を有する緑色反射偏光板、１３０６として第１４図に示した特性を有する深緑色フィルム、１３０７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いる。
まず光源１３０７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１３１１、１３１２は、偏光板１３０１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が、反射偏光板１３０５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１３０５を配置しておく。非選択領域では、反射偏光板１３０５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が、透過したマゼンタ色成分は、カラーフィルム１３０６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１３０５に入射した直線偏光が全て透過し、カラーフィルム１３０６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１３０７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１３１１、１３１２は無視できる。光源１３０７から出射した光１３１３、１３１４は、カラーフィルム１３０６を緑色光だけが透過し、さらに反射偏光板１３０５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１３０１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、カラーフィルムとして深いマゼンタ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８１２として、反射偏光板８０９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１５図の緑色光１５０１を発するＺｎＳｅ系のＬＥＤが適している。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１５図の緑色光１５０１を発するＺｎＳｅ系のＬＥＤか、赤色光１５０２を発するＧａＡｌＡｓ系のＬＥＤ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タ色反射偏光板を利用する場合には、第１５図の赤色光１５０２を発するＧａＡｌＡｓ系のＬＥＤか、青色光１５０３を発するＳｉＣ系のＬＥＤが適している。
本発明の第５の実施の形態の液晶装置の表示原理は、第１３図においてカラーフィルム１３０６と光源１３０７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１５図の緑色光１５０１を発するＬＥＤ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１５図の緑色光１５０１を発するＬＥＤ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１５図の赤色光１５０２を発するＬＥＤ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１５図の赤色光１５０２を発するＬＥＤ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タ色反射偏光板と、第１５図の青色光１５０３を発するＬＥＤ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１６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いる。
第１６図（ａ）は携帯電話であり、本体１６０１の前面上方部に表示部１６０２が設けられる。表示部１６０２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が、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１６図（ｂ）はウォッチであり、本体１６０３の中央に表示部１６０４が設けられる。示部１６０２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。ウォッ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パネルことが容易である。従って、例えばウオッチの表示面を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、識別しやすい表示が実現できる。
第１６図（ｃ）は携帯情報機器であり、本体１６０５の上側に表示部１６０６、下側に入力部１６０７が設けられる。示部１６０６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タッチ・キーを設けることが多い。通常のタッチ・キーは表面反射が多いため、表示が見づらいが、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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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